طرح یادگیری با رویکرد STEM با روش برون‌یابی در فیزیک محاسباتی: پژوهشی بر پایه نظریه تابعی چگالی
کد مقاله : 1246-HAF6 (R1)
نویسندگان
حسین سهرابی شاهسواری *1، محمد قاسم‌نژند2
1دبیر علوم تجربی آموزش‌و‌پرورش، کرمانشاه، ایران
2گروه آموزش فیزیک، دانشگاه فرهنگیان، تبریز، ایران
چکیده مقاله
این مقاله با هدف آشنایی دانش‌آموزان دبیرستانی با مفهوم برون‌یابی در فیزیک، به بررسی خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر سزیم و فرانسیم از طریق تحلیل داده‌های پنج عنصر اول گروه یک می‌پردازد. این طرح به مباحث مربوط به آشنایی با عناصر سنگین در فیزیک دوازدهم و شیمی دهم مربوط می‌شود. با استفاده از رویکرد آموزش مبتنی بر پژوهش (IBSE) و چارچوب STEM، دانش‌آموزان در قالب فعالیت‌های گروهی و تحلیل نمودارهای روند، ویژگی‌های شیمیایی چون مقادیر هومو ، لومو و اختلاف انرژی آنها، الکترونگاتیوی، سختی‌شیمیایی، میل‌الکترونی و پتانسیل یونش و همچنین ویژگی‌های فیزیکی همانند چگالی و نقطه ذوب و جوش را بررسی کرده و با روش برون‌یابی، مقادیر تخمینی برای سزیم و فرانسیم را استخراج می‌کنند. در این تحقیق از سه نرم افزار گوسین برای محاسبات، گوس ویو برای مدل سازی گرافیکی و اکسل برای برون یابی داده‌ها استفاده شده‌است. در این پژوهش با بدست آوردن ویژگی الکترونی عناصر فلزات قلیایی تا دوره‌ی پنجم، ویژگی‌های عناصر کمیاب سزیم و فرانسیم را پیش بینی می‌کنیم. نتایج نشان می‌دهد که این روش آموزشی، ضمن افزایش درک مفاهیم علمی، موجب ارتقاء تفکر تحلیلی و علاقه‌مندی دانش‌آموزان به علوم پایه می‌شود.
کلیدواژه ها
فیزیک دبیرستان، عناصر کمیاب، خواص شیمیایی و فیزیکی، IBSE، STEM
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی