بررسی تأثیر آموزش روش گام به گام حل مسأله ریاضی جورج پولیا

در مقدمه كتاب ریاضی سال دوم راهنمایی تألیف هیأت مؤلفان كتب درسی آمده است درس ریاضی یكی از درسهای مهم و بنیادی است، در این درس دانش‌آموزان روش درست اندیشیدن را در حل مسائل فرا می‌گیرند و با محاسبه‌های عددی مورد نیاز در سایر درسها آشنا شده و كاربردهای ریاضی را در حل مسأله‌های روزمرة زندگی یاد می‌گیرند دانش‌آموزان عموما به اهمیت ریاضی واقفند و می‌دان

بررسی تأثیر آموزش روش گام به گام حل مسأله ریاضی جورج پولیا

فهرست

مقدمه

فصل اول : طرح تحقیق

بیان مسأله

ضرورت تحقیق

اهداف تحقیق

تعریف اصطلاحات و متغیرها

تعریف نظری راهبردهای حل مسأله

تعریف عملیاتی راهبردهای حل مسأله

متغیرهای تحقیق

متغیر مستقل

تعریف نظری نگرش (متغیر وابسته اول)

فصل دوم پیشینه و زمینه های نظری پژوهش

حل مسئله و انتقال یادگیری

رابطه بین تفكر انتقادی و حل مسئله

حل مسئله از دیدگاه رفتارگرایی

مراحل آموزش حل مسئله (الگوی دی چكووكرافورد)

پیشنهادهایی برای افزایش توانائیهای حل مسئله در یادگیرندگان

طرح جورج پولیا پیرامون حل مسئله

مبانی نظری در زمینه نگرش

تعریف نگرش

الگوهای شناختی تغییر نگرش

یافته‌های پژوهشی در داخل كشور

فصل سوم : روش تحقیق

روش تجزیه و تحلیل داده‌ها

فصل چهارم : تحلیل نتایج و بیان توصیفی یافته‌ها

آزمون همتاسازی

تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از آمار استنباطی

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری

محدودیتهای پژوهش

منابع و مآخذ

 

 فصل اول

طرح تحقیق

 

مقدمه:

          یك كشف بزرگ سبب حل شدن یك مسأله بزرگ می‌شود، ولی در حل هر مسئله حبه‌ای از اكتشاف وجود دارد. مسئله شخص ممكن است چندان پیچیده نباشد، ولی اگر كنجكاوی وی را برانگیزد و ملكه‌های اختراع و اكتشاف را در فرد به كار وادارد، و اگر آن را با وسایل و تدابیر خود حل كند ممكن است از تنش و شادمانی حاصل از پیروزی در اكتشاف شاد شود، چنین حال و تجربه‌ای در سالهای تجربه‌پذیری می‌تواند شوق و ذوقی برای كار عقلی و فكری پدید آورد و آثار خود را بر ذهن و روان و خصلت شخص در تمام عمر باقی گذارد (پولیا[1]، 1944، ترجمه آرام، 1377).

          بنابراین، معلم ریاضیات فرصت بزرگی در برابر خویش دارد. اگر وقت اختصاصی خود را به تمرین دادن شاگردان در عملیات پیش پا افتاده بگذراند، علاقه و دلبستگی آنان را می‌كشد و مانع رشد و تعامل عقلی آنان می‌شود و باید گفت فرصتی را كه در اختیار داشته به صورت بدی صرف كرده است، ولی اگر كنجكاوی دانش‌آموزان را با مطرح كردن مسائلی متناسب با دانش و شناخت ایشان برانگیزد و در حل مسائل با طرح كردن پرسشهایی راهنما به یاری آنان برخیزد می‌تواند ذوق و شوق و وسیله‌ای برای اندیشیدن مستقل در وجود ایشان پدید آورد.

          در مقدمه كتاب ریاضی سال دوم راهنمایی تألیف هیأت مؤلفان كتب درسی آمده است: درس ریاضی یكی از درسهای مهم و بنیادی است، در این درس دانش‌آموزان روش درست اندیشیدن را در حل مسائل فرا می‌گیرند و با محاسبه‌های عددی مورد نیاز در سایر درسها آشنا شده و كاربردهای ریاضی را در حل مسأله‌های روزمرة زندگی یاد می‌گیرند. دانش‌آموزان عموما به اهمیت ریاضی واقفند و می‌دانند داشتن پایه‌ای خوب در درس ریاضی تا چه حد به پیشرفت آنها در سایر درسها كمك می‌كند، اما اغلب نمی‌دانند كه درس ریاضی را چگونه باید آموخت (ص 4)

          همچنانكه عنوان شد درس ریاضی به عنوان یك درس پایه و مبنایی برای تعیین رشته‌های تحصیلی دوره متوسط جایگاهی ویژه را در دروس دوره راهنمایی و پس از آن به خود اختصاص داده است و حل مسأله در شمار وظایف اصلی دانش‌آموزان و پرحجم‌‌ترین تكلیف درسی می‌باشد و به اعتقاد پژوهشگران (مایر[2] و همكاران، لوئیس[3] و مایر، 1978) حل مسأله هسته اصلی برنامه درس ریاضی محسوب می‌شود (مایر و همكارن 1986 ترجمه فراهانی، 1376)

          لذا پژوهش حاضر با بهره‌گیری از آموزه‌های روان‌شناسی تفكر حل مسئله و پیروی از رویكرد تجربی آموزش راهبردهای حل مسأله ریاضی (الگوی پولیا)، تأثیر آن را بر نگرش و پیشرفت تحصیلی ریاضیات در دانش‌آموزان سال دوم راهنمایی مورد نظر قرار داده است.

بیان مسأله: 

          علی‌رغم اختلاف نظرهایی كه در تعریف نگرش بین روانشناسان مختلف وجود دارد، روی هم رفته تعریف سه عنصری نگرش تعریفی است كه بیشتر روان‌شناسان روی آن اتفاق نظر دارند. عنصر شناختی شامل اعتقادات و باورهای شخصی درباره یك شیء یا یك اندیشه است، عنصر احساسی یا عاطفی آن است كه معمولا نوعی احساس عاطفی با باورهای ما پیوند دارد و تمایل به عمل، به آمادگی برای پاسخگویی به شیوه‌ای خاص اطلاق می‌شود (كریمی، 1380)

          علاقه به درس، دقت، كوشش و پشتكار یاد گیرنده را افزایش می‌دهد و در نتیجه بر یادگیری تأثیر مثبت دارد بنابراین كوشش در بالا بردن سطح علاقه یادگیرنده یكی از تدابیر مهم آموزشی معلم به حساب می‌آید و بهترین راه جلوگیری از بی‌میلی و بی‌علاقگی در یادگیرنده و افزایش سطح علاقه و نگرش مثبت او نسبت به یادگیری و فعالیتهای آموزشگاه و فراهم آوردن امكانات كسب توفیق است. (سیف، 1380). در تمام طول تاریخ آموزش و پرورش حل مسأله یكی از هدفهای مهم آموزشی معلمان به شمار می‌آمده است. از بركت پیشرفتهای روان‌شناسی علمی معاصر روز به روز بر اهمیت این موضوع افزوده شده است، روان‌شناسان و نظریه‌پردازان مختلف بر نقش یادگیرنده در ضمن فعالیتهای مختلف یادگیری بویژه فعالیت حل مسأله در كشف و ساخت دانش تأكید فراوان داشته‌اند.

جان دیویی[4]، جروم برونر[5]، ژان پیاژه[6]، لئو ویگوتسكی[7]  از جمله كسانی هستند كه بر نقش فعالیت یادگیرنده در جریان حل مسأله بر دانش‌ اندوزی تأكید داشته‌اند و نظریه سازندگی یا ساختن‌گرایی یادگیری از ثمرات افكار این اندیشمندان است. بنا به گفته كیلپاتریك[8] (1918 به نقل از آندرز[9]، 1998) یادگیری در آموزشگاه باید هدفمند باشد نه انتزاعی و یادگیری هدفمند از راه واداشتن دانش‌آموزان به انجام پروژه‌های مورد علاقه و انتخاب خودشان بهتر امكان‌پذیر است (سیف، 1380)

          در جامعه ما افراد زیادی در حال تحصیل در مقاطع مختلف آموزش و پرورش هستند و علاوه بر آن نگرش سنتی و احتمالا منفی نسبت به یادگیری و كاربرد ریاضی وجود دارد. این مشكل بخصوص در مورد درس ریاضی پر‌رنگ‌تر و جدی‌تر می‌نماید. روش راهبردهای حل مسأله روشی است كه با مشخص كردن مراحل و اصولی كه در پی خواهند آمد می‌تواند كمك شایانی در جهت رفع این معضل نماید. تحقیق حاضر به دنبال مشخص كردن تأثیر آموزش روش راهبردهای حل مسأله در تغییر نگرش و پیشرفت تحصیلی در درس ریاضی می‌باشد.

ضرورت تحقیق: 

          جورج پولیا در دیباچه و ویرایش دوم كتاب چگونه مسئله را حل كنیم می‌نویسد «ریاضیات این افتخار مشكوك را دارد كه در برنامه آموزشگاهها موضوع كمتر جالب توجه همگان باشد… معلمان آینده از مدارس ابتدایی عبور می‌كنند برای آنكه از ریاضیات بیزار شوند… و سپس به مدارس ابتدایی بازمی‌گردند تا به نسل تازه‌ای نفرت داشتن از ریاضیات را تعلیم دهند» (1956، صفحه 16) در پایان پولیا ابراز امیدواری می‌كند كه خوانندگان خود را متقاعد سازند كه ریاضیات علاوه بر این كه گذرگاهی ضروری برای كارهای مهندسی و دست یافتن به شناخت علمی است، مایه شادی و لذت باشد و چشم‌اندازی برای فعالیتهای عقلی از درجه بالا بوجود آورد. (پولیا، 1956، ترجمه آرام، 1369)

          همچنین نگاهی به درصد عدم قبولی و عدم رضایت دانش‌آموزان از درس ریاضیات و دیگر مشكلاتی كه دانش‌آموزان را در این درس با دردسر مواجه ساخته است، بعلاوة عدم وجود ذهنیت روشن و منطق والدین از این درس، پژوهشهایی را می‌طلبد، كه استراتژی حل مسئله در ریاضی نیز یكی از این پژوهشهاست و در پژوهش حاضر مورد توجه است (اصغری نكاح، 1378)

صالحی و سرمد (1373) می‌نویسند اكنون زمان آن فرا رسیده است تا این كمبودها را جبران نموده و نظامهای كاربردی برای آموزش حل مسأله ایجاد نمائیم و آموزش و پرورش ما به پژوهشهای متعدد و گسترده‌ای نیاز دارد تا ابتدا اصول حاكم بر این آموزش و سپس شیوه‌های كاربردی آن را كشف نموده و نهایتا جایگاه این شیوه‌ها را در یك برنامه درسی آموزشگاهی مشخص كند.

 

اهداف تحقیق

          عموما به اهمیت ریاضی واقفیم و می‌دانیم داشتن پایه‌ای مناسب در درس ریاضی تا چه حد به پیشرفت دانش‌آموزان  و دانشجویان در سایر دروس كمك می‌كند، اما اغلب دانش‌آموزان نمی‌دانند كه درس ریاضی را چگونه باید آموخت (ریاضی سال دوم راهنمایی، 1377، ص 4)

با توجه به مطلب فوق هدف عمده پژوهش حاضر بررسی تأثیر آموزش روش گام به گام حل مسأله ریاضی جورج پولیا در نگرش نسبت به درس ریاضی و پیشرفت تحصیلی در آن می‌باشد كه این راهبردهای حل مسأله در قالب طرح چهار مرحله‌ای جورج پولیا ارائه می‌گردد.

همچنانكه از مقایسه یافته‌های پژوهشهای گذشته و نظریات پیرامون حل مسأله با طرح جورج پولیا برمی‌آید این طرح قسمتهای بسیاری از مولفه‌های كلیدی اثرگذار مانند: خلاصه كردن صورت مسأله، ترسیم شكل، نظارت و تصحیح اشتباهات را شامل می‌شود و لذا انتظار می‌رود آموزش آن در كلاس و درس ریاضی ثمربخش باشد.

بصورت شاخص این پژوهش دو هدف زیر را دنبال می‌كند:

تعیین تأثیر آموزش روش راهبردهای حل مسأله در پیشرفت درس ریاضی و همچنین بهبود نگرش نسبت به درس ریاضی در دانش‌آموزان دوم راهنمایی علاوه بر اهداف نظری فوق، در بعد اهداف عملی این پژوهش به دنبال ارائه یك روش سودمند و كاربردی آموزش راهبردهای حل مسأله به دانش‌آموزان می‌باشد تا هم به بهبود نگرش دانش‌آموزان و پیشرفت تحصیلی‌شان در ریاضیات كمك كند و هم مورد استفاده مدرسین محترم درس ریاضی قرار گرفته و یا به عنوان روش كارآمد در طراحی و تألیف كتب درسی سهمی از آموزش را به تعلیم راهبردهای حل مسأله اختصاص دهد.

فرضیه‌های پژوهش

          فرضیه تحقیقی بیانی است كه به توصیف رابطه بین متغیرها پرداخته و انتظارات پژوهشگر را درباره رابطه بین متغیرها نشان می‌دهد و به همین دلیل یك راه‌حل پیشنهادی است. می‌دانیم كه چنانچه پژوهشگر دلایل مشخصی برای پیش‌بینی رابطه معنی‌دار بین متغیرها داشته باشد از فرضیه‌ جهت‌دار كه در آن جهت ارتباط یا جهت تأثیر متغیر مستقل بر متغیر وابسته مشخص و معین است، استفاده می‌كند (دلاور، 1380). با گذری بر ادبیات فرضیه تحقیقی و پژوهشی و با توجه به تحقیقات و مطالعات گذشته پژوهشگر از فرضیه جهت‌دار در این پژوهش استفاده می‌نماید:

دو فرضیه مطرح شده در این پژوهش عبارتند از:

1- آموزش راهبردهای حل مسأله، پیشرفت در ریاضیات را افزایش می‌دهد.

2- آموزش راهبردهای حل مسأله، نگرش نسبت به درس ریاضیات را بهبود می‌بخشد.

 

تعریف اصطلاحات و متغیرها

تعریف نظری راهبردهای حل مسأله

راهبردهای حل مسأله، نمایانگر مهارتهای شناختی و فراشناختی فوق‌العاده پیچیده‌ای است كه در مقایسه با فرایندهایی نظیر زبان‌آموزی و تشكیل مفاهیم، در سطح بالاتری از پردازش اطلاعات است و معرف یكی از هوشمندانه‌ترین فعالیتهای آدمی است. راهبردهای حل مسأله سلسله عملیاتی هستند كه بواسطه آن توجه، ادراك، حافظه و سایر فرایندهای پردازش اطلاعات به شیوه‌ای هماهنگ برای دستیابی به هدف برانگیخته شوند. از این رو حل مسأله حتی در مورد تكالیف و مسأله‌هایی كه ساختار روشن و تعریف شده‌ای دارند به عنوان یكی از پیچیده‌ترین اشكال رفتار آدمی تلقی می‌شود (نیوئل و سانین[10]، 1972).

تعریف عملیاتی راهبردهای حل مسأله:

برای راهبردهای حل مسأله اصول، راهكارها و طرحهایی مطرح شده‌اند كه این پژوهش الگوی حل مسأله جورج پولیا را برگزیده است. الگو یا طرح جورج پولیا شامل چهار گام ذیل می‌باشد (پولیا، ترجمه آرام، 1376).

1- فهمیدن مسأله: مجهول چیست؟ داده‌ها كدام است؟ شرط چیست، شكلی رسم كنید. علامتهای مناسب را به كار ببرید.

2- طرح نقشه: ارتباط میان داده‌ها و مجهول را پیدا كنید، مسأله‌های كمكی یا مسأله‌های مشابه قبلی را در نظر آورید. به تعاریف، فرمولها و قضایا رجوع كنید، مسأله را به چند قسمت تقسیم كنید و در صورت امكان معادله‌ای بسازید.

3- اجرای نقشه: با توجه به فرمول، اصل یا قضیه و تقسیمات انجام شده از داده‌ها یا معلومات به مجهول دست یابید.

4- مرور و امتحان كردن جواب: نتیجه را وارسی كنید. آیا نتیجه به دست آمده درست است؟ آیا از راههای دیگری نیز می‌توان به این نتیجه رسید؟

چهار مرحله فوق‌الذكر به صورت كلی در مورد هر مسأله ریاضی قابل استفاده و اجرا می‌باشد. در این پژوهش در قسمت آموزش، راهبردهای حل مسأله را به صورت اختصاصی‌تری همراه با مثالها و تمرینات ویژه جبر، هندسه و حساب تدریس كرده‌ایم.

 

متغیرهای تحقیق

متغیر مستقل

          آن دسته از شرایط یا خصوصیات را كه پژوهشگر در كاوش تحقیقی خود آنها را دستكاری و كنترل می‌كند تا رابطه تجلی آنها را با متغیر دیگری در موقعیت ویژه مشاهده و بررسی نماید را متغیر مستقل می‌گوییم (نادری و نراقی، 1376)

          متغیر مستقل این پژوهش، آموزش راهبردهای حل مسئله می‌باشد. این مداخله به صورت یك فرایند تدریس هفت جلسه‌ای با طرح درس و اهداف مشخص (كه ذكر آن در صفحات بعد خواهد آمد) بر گروه تجربی اعمال و ارائه می‌گردد.

متغیر وابسته:

          آن دسته از شرایط یا ویژگی‌هایی را كه با وارد یا خارج نمودن متغیر مستقل در فعالیتهای حوزه تحقیقی، تغییر می‌یابد (یا ظاهر یا محو می‌گردد) متغیر وابسته می‌گوییم (ص 89)

دو متغیر وابسته در این پژوهش مطرح است

الف) متغیر وابستة نگرش نسبت به ریاضیات

ب) متغیر وابستة پیشرفت در درس ریاضی

متغیرهای كنترل

          پژوهشگر جهت جلوگیری از عوامل و متغیرهای دیگری كه به جز متغیر مستقل، متغیرهای وابسته را دستخوش تغییر می‌كنند و از طرفی چون این متغیرها قابل شناسایی و پیشگیری هستند، بایستی تدبیری بیاندیشد. به این گونه تغییرها، متغیرهای كنترل می گویند كه در این تحقیق عبارتند از:

الف) متغیر عمومی مربوط به آزمودنیها نظیر هوش، طبقه اجتماعی و اقتصادی و فرهنگی و …

با توجه به انتخاب تصادفی و جایگزینی تصادفی آزمودنی‌ها در دو گروه و با توجه به اینكه آزمودنیها تقریبا همگی از لحاظ فرهنگی و اجتماعی در یك سطح قرار داشتند (موقعیت منطقه‌ای یكسان) تا حدودی این متغیرها كنترل شده‌اند.

ب) متغیر معلم و خصوصیات وی كه احتمالا در آموزش و یادگیری دانش‌آموزان مداخله می‌كند كه سعی شده تا با انتخاب معلم مشترك برای هر دو گروه، تا حدودی این متغیر نیز كنترل شود

---