| مطالعه ویژگی های اپتیکی نانوخوشه های وانادیومی با استفاده از نظریه ی تابعی چگالی: طراحی یک واحد آموزشی با رویکرد STEM |
| کد مقاله : 1012-HAF6 (R1) |
| نویسندگان |
|
هادی اسلامی *1، محمد قاسم نژند2 1دانشجو دانشگاه فرهنگیان 2هیئت علمی و استاد دانشگاه فرهنگیان |
| چکیده مقاله |
| این پژوهش با هدف طراحی و اجرای یک واحد آموزشی مبتنی بر رویکرد STEM برای آموزش مفاهیم اپتیکی در نانوفیزیک انجام شده است. در این مطالعه، از نانوخوشههای وانادیومی بهعنوان نمونههای آزمایشگاهی استفاده شد تا دانشآموزان با ویژگیهای ساختاری و اپتیکی مواد در مقیاس نانو آشنا شوند. فرایند آموزش بر پایه یادگیری پژوهشمحور، تجربهی مستقیم و تحلیل دادههای واقعی بنا گردید. با بهرهگیری از نرمافزارهای Gaussian و GaussView، دانشآموزان قادر به مدلسازی ساختار نانوخوشهها و تحلیل ویژگیهای اپتیکی آنها از طریق روش تابع چگالی (DFT) و نظریه تابع چگالی وابسته به زمان (TD-DFT) شدند. نتایج نشان داد که تغییر بار الکتریکی نانوخوشهها بر رفتار جذب نور تأثیر چشمگیری دارد و باعث جابجایی طول موجهای جذبی میشود. این تجربهی عملی موجب درک عمیقتر مفاهیم فیزیکی مانند جذب، بازتاب و اثرات کوانتومی شد. یافتهها حاکی از آن است که ادغام آموزش نانوفیزیک در قالب فعالیتهای STEM، علاوه بر افزایش انگیزش یادگیری، تفکر تحلیلی و مهارت حل مسئلهی دانشآموزان را نیز تقویت میکند. در نتیجه، استفاده از فناوریهای شبیهسازی و نرمافزارهای محاسباتی در آموزش علوم نوین میتواند مسیر نوینی برای یادگیری فعال و مؤثر در مدارس فراهم سازد. |
| کلیدواژه ها |
| آموزش نانو فناوری، یادگیری مبتنی بر STEM، نانوخوشه های وانادیوم، شبیه ساز کوانتومی، ویژگی های نوری مواد نانو |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |
