فرصتها و محدودیتهای مشارکت در فعالیتهای علمی و عملی آزمایشگاه شیمی
Keywords:
آموزش عالی, آموزش آزمایشگاهی, یادگیری مبتنی بر تحقیق یا اکتشاف, توسعه حرفهای, تحقیقات آموزش شیمیAbstract
دورههای آزمایشگاهی محیطی منحصربهفرد را برای دانشجویان فراهم میآورد تا در فعالیتهای دانشمندان شرکت کنند و مهارتهای لازم را برای یک حرفه در علم توسعه دهند. تحقیقات نشان داده است که فعالیتهای آزمایشگاهی مبتنی بر تحقیق، که به دانشجویان اجازه میدهد در طول آزمایش آزمایشگاهی، تصمیمهای کلیدی بگیرند، فرصتهایی را برای توسعه مهارتها و شیوههای ضروری فراهم میآورد. این مطالعه بر توصیف آزمایشهای آزمایشگاهی مورد استفاده در دورههای شیمی تجزیه در سطح پرسوجو و فرصتهای مشارکت در فعالیتهای علمی تمرکز دارد. دادههای این تجزیه و تحلیل از دانشجویان پروژه میکرو جمعاوری شده است. پروژهآی که برای کمک به اساتید در اتخاذ آزمایشهای آزمایشگاهی مبتنی بر تحقیق طراحی شده است. آزمایشهای آزمایشگاهی مورد استفاده اساتید قبل از مشارکت در پروژه و سپس در طول نیمسال اجرای آزمایشهای آزمایشگاهی مبتنی بر پرسوجو برای سطح تحقیق و فرصتهای مشارکت در فعالیتهای علمی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافتههای ما تایید مینماید که علیرغم افزایش سطح پرسوجو در مورد مواد آزمایشگاهی، افزایشی در میزان فرصتهای تحریک شده برای مشارکت دادن دانشجویان در هیچ یک از شیوههای علمی وجود ندارد. ما همچنین دریافتیم که برخی از شیوههای علمی در بخشهای خاصی از مواد آزمایشگاهی مانند سوالات پیش از آزمایشگاه و پس از آزمایشگاه، به احتمال زیاد تحریک خواهند شد.
Downloads
References
[1] نیکفر، م.ا.، ۱۴۰۴ ، چالشها و فرصتهای سواد کوانتومی برای آموزش آینده و حل مسائل فرارشت های ،
نهمین کنفرانس بین المللی فیزیک، ریاضی و توسعه علوم پایه، تهران .
https://certificate.bcnf.ir/?codepaper=FMC097583615
[2] نیکفر، م.ا.، ۱۴۰۴ ، شکلدهی ریاضیدان با پسزمینه هوش مصنوعی با استفاده از یادگیری ماشین، اولین
همایش بینالمللی هوش مصنوعی در آموز شوپرورش، روانشناسی، علوم تربیتی و مطالعات دینی، فرهنگی،
اجتماعی و مدیریتی در هزاره سوم، بوشهر.
01250295-https://vcert.ir?cc=maeconf2
[3] نیکفر، م.ا.، ۱۴۰۳ ، مدل خبره برای تولید محتوا در آموزش ریاضیات، اولین کنفرانس ملی معلم خبره، بابل.
09000917-https://new.vcert.ir/?cc=confn
[4] نیکفر، م.ا.، ۱۴۰۳ ، اهمیت آزمایشگاه در پیشرفت، پیادهسازی و پژوهش در آموزش شیمی، ششمین همایش
ملی آموزش شیمی، تهران.
https://chemconf6.cfu.ac.ir/paper?manu=34242
[5] نیکفر، م.ا.، ۱۴۰۳ ، اهمیت آزمایشگاه در پیشرفت، پیادهسازی و پژوهش در آموزش فیزیک، سیزدهمین
همایش ملی فیزیک دانشگاه پیام نور، شیراز، ۵۵۸ - ۵۷۲ .
NationalConferenceonPhysics13/-https://conference.pnu.ac.ir/Fars [ID: 12491]
https://chemistry.bcnf.ir صفحه 1۹
[6] نیکفر، م.ا.، ۱۳۹۷ ، تاثیرات ریاضیات بر علوم کامپیوتر، دومین کنفرانس آموزش و کاربرد ریاضیات، کرمانشاه.
https://civilica.com/doc/824659
[7] Elmgren, M., Ho, F., Åkesson, E., Schmid, S., Towns, M. (2015), Comparison and Evaluation of Learning Outcomes from an International Perspective: Development of a Best-Practice Process. J. Chem. Educ., 92 (3), 427−432.
[8] Kondo, A. E., Fair, J. D. (2017), Insight into the Chemistry Skills Gap: The Duality between Expected and Desired Skills. J. Chem. Educ., 94 (3), 304−310.
[9] Yasin, N. Y. B. M., Yueying, O. (2017), Evaluating the Relevance of the Chemistry Curriculum to the Workplace: Keeping Tertiary Education Relevant. J. Chem. Educ., 94 (10), 1443−1449.
[10] Fair, J. D., Kleist, E. M., Stoy, D. M. (2014), A Survey of Industrial Organic Chemists: Understanding the Chemical Industry’s Needs of Current Bachelor-Level Graduates. J. Chem. Educ., 91 (12), 2084−2092.
[11] Hamilton, D., Castillo, A., Atkinson, M. B. (2024), Survey of Instrumentation Use in Industry: What Does Industry Want New Chemists to Know? J. Chem. Educ., 101, 1883.
[12] National Commission on Excellence in Education. (1983), A nation at risk: The imperative for educational reform. Elementary School Journal, 84 (2), 113−130.
[13] National Research Council. (2011), Rising Above the Gathering Storm, Revisited: Rapidly Approaching Category 5: Condensed Version.
[14] Olson, S., Riordan, D. G. (2012), Engage to excel: producing one million additional college graduates with degrees in science, technology, engineering, and mathematics. Report to the president. Executive Office of the President.
[15] National Research Council. (2012), A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas, National Academies Press.
[16] NGSS Lead States Next Generation Science Standards: For States, By States. https://www.nextgenscience.org/.
[17] ACS Guidelines and Evaluation Procedures for Bachelor’s Degree Programs, American Chemical Society Committee on Professional Training: 2015, pp 1−35.
[18] 2023 ACS Guidelines for Undergraduate Chemistry Programs: Working Draft, American Chemical Society Committee on Profes- sional Training: 2022.
[19] Chemistry, R. S. o., Accreditation of degree programmes. 2022.
[20] Bruck, L. B., Bretz, S. L., Towns, M. (2008), Characterizing the Level of Inquiry in the Undergraduate Laboratory. Journal of College Science Teaching, 38, 52−58.
[21] Bruck, L., Bretz, S., Towns, M. (2009), A Rubric to Guide Curriculum Development of Undergraduate Chemistry Laboratory: Focus on Inquiry. Chemistry Education in the ICT Age, 75−83.
[22] Bruck, L. B., Towns, M. H. (2009), Preparing Students To Benefit from Inquiry-Based Activities in the Chemistry Laboratory: Guidelines and Suggestions. J. Chem. Educ., 86 (7), 820.
[23] Seery, M. K., Jones, A. B., Kew, W., Mein, T. (2019), Unfinished Recipes: Structuring Upper-Division Laboratory Work To Scaffold Experimental Design Skills. J. Chem. Educ, 96 (1), 53−59.
[24] Seery, M. K., Agustian, H. Y., Zhang, X. (2019), A Framework for Learning in the Chemistry Laboratory. Isr. J. Chem., 59 (6−7), 546−553.
[25] Burke, K. A., Greenbowe, T. J., Hand, B. M. (2006), Implementing the Science Writing Heuristic in the Chemistry Laboratory. J. Chem. Educ., 83 (7), 1032.
[26] Walker, J. P., Sampson, V., Zimmerman, C. O. (2011), Argument- Driven Inquiry: An Introduction to a New Instructional Model for Use in Undergraduate Chemistry Labs. J. Chem. Educ., 88 (8), 1048−1056.
[27] Savery, J. R., Duffy, T. M. (1995), Problem based learning: An instructional model and its constructivist framework. Educational Technology, 35 (5), 31−38.
[28] Walker, J. P., Sampson, V., Southerland, S., Enderle, P. J. (2016), Using the laboratory to engage all students in science practices. Chemistry Education Research and Practice, 17 (4), 1098−1113.
[29] Hosbein, K. N., Alvarez-Bell, R., Callis-Duehl, K. L., Sampson, V., Wolf, S. F., Walker, J. P. (2021), Development of the Investigation Design, Explanation, and Argument Assessment for General Chemistry I Laboratory. J. Chem. Educ., 98 (2), 293−306.
[30] Hike, N., Hughes-Phelan, S. J. (2020), Using the Science Writing Heuristic to Support NGSS-Aligned Instruction. J. Chem. Educ., 97 (2), 358−367.
[31] Carmel, J. H., Herrington, D. G., Posey, L. A., Ward, J. S., Pollock, A. M., Cooper, M. M. (2019), Helping Students to “Do Science”: Characterizing Scientific Practices in General Chemistry Laboratory Curricula. J. Chem. Educ., 96 (3], 423−434.
[32] Brownell, S. E., Kloser, M. J., Fukami, T., Shavelson, R. (2012), Undergraduate biology lab courses: comparing the impact of traditionally based “cookbook” and authentic research-based courses on student lab experiences. Journal of College Science Teaching, 41 (4), 36−45.
[33] Rodenbusch, S. E., Hernandez, P. R., Simmons, S. L., Dolan, E. L. (2016), Early Engagement in Course-Based Research Increases Graduation Rates and Completion of Science, Engineering, and Mathematics Degrees. CBELife Sciences Education, 15 (2], ar20.
[34] Brownell, S. E., Hekmat-Scafe, D. S., Singla, V., Chandler Seawell, P., Conklin Imam, J. F., Eddy, S. L., Stearns, T., Cyert, M. S. (2015), A high-enrollment course-based undergraduate research experience improves student conceptions of scientific thinking and ability to interpret data. CBELife Sciences Education, 14 (2], ar21.
[35] Cooper, K. M., Knope, M. L., Munstermann, M. J., Brownell, S. E. (2020), Students who analyze their own data in a course-based undergraduate research experience (CURE) show gains in scientific identity and emotional ownership of research. J. Microbiol Biol. Educ, DOI: 10.1128/jmbe.v21i3.2157.
[36] Chase, A. M., Clancy, H. A., Lachance, R. P., Mathison, B., Chiu, M. M., Weaver, G. C. (2017), Improving critical thinking via authenticity: the CASPiE research experience in a military academy chemistry course. Chemistry Education Research and Practice, 18 (1), 55−63.
[37] Seymour, E., Hunter, A. B., Laursen, S. L., DeAntoni, T. (2004), Establishing the benefits of research experiences for undergraduates in the sciences: First findings from a three-year study. Science education, 88 (4), 493−534.
[38] Laursen, S., Hunter, A.-B., Seymour, E., Thiry, H., Melton, G. (2010), Undergraduate research in the sciences: Engaging students in real science, John Wiley & Sons.
[39] Laverty, J. T., Underwood, S. M., Matz, R. L., Posey, L. A., Carmel, J. H., Caballero, M. D., Fata-Hartley, C. L., Ebert-May, D., Jardeleza, S. E., Cooper, M. M. (2016), Characterizing College Science Assessments: The Three-Dimensional Learning Assessment Protocol. PLoS One, 11 (9), No. e0162333.
[40] Hosbein, K., Walker, J. (2022), Assessment of Scientific Practice Proficiency and Content Understanding Following an Inquiry-Based Laboratory Course. J. Chem. Educ., 99, 3833.
[41] Brown, J. S., Collins, A., Duguid, P. (1989), Situated cognition and the culture of learning. Educational Researcher, 18 (1), 32−42.
[42] Lave, J. (1990), The culture of acquisition and the practice of understanding. In Situated cognition: Social, semiotic, and psychological perspectives, Kirshner, D., Whitson, J. A., Eds., Erlbaum: Mahwah, NJ.
[43] Lave, J., Wenger, E. (1991), Situated learning: Legitimate peripheral participation, Cambridge University Press: New York, 138− 138.
[44] Wenger, E. (2000), Communities of Practice and Social Learning Systems. Organization, 7 (2), 225−246.
[45] Bodner, G., Orgill, M. (2007), Theoretical frameworks for research in chemistry/science education.
[46] Biggs, J. (1996), Enhancing teaching through constructive alignment. Higher education, 32 (3), 347−364.
[47] Biggs, J. (2003), Aligning teaching and assessing to course objectives. Teaching and learning in higher education: New trends and innovations, 2 (April), 13−17.
[48] Roller, R., Sumantakul, S., Tran, M., Van Wyk, A., Zinna, J., Donelson, S., Foley, G., Frechette, O., Gaetgens, J., Jiang, J., Rinaolo, K., Cole, R., Lieberman, M., Remcho, V. T., Frederick, K. A. (2021), Inquiry- Based Labs Using Paper Microfluidic Devices. J. Chem. Educ., 98, 1946.
[49] Van Wyk, A. L., Hunter, R. A., Ott, L. S., Cole, R. S., Frederick, K. A. (2022), Supporting Student Inquiry and Engagement in the Analytical Lab: Pilot Studies from Three Institutions. Active Learning in the Analytical Chemistry Curriculum, American Chemical Society, 1409, 161−180.
[50] Zwickl, B. M., Hu, D., Finkelstein, N., Lewandowski, H. J. (2015), Model-based reasoning in the physics laboratory: Framework and initial results. Physical Review Special Topics - Physics Education Research, 11 (2), 020113.
[51] Van Wyk, A. L., Frederick, K. A., Lieberman, M., Cole, R. S. (2025), Increasing Authenticity of the Laboratory through the MICRO Project: Analysis of Analytical Chemistry Laboratory Experiments for Their Level of Inquiry. J. Chem. Educ, 102, 3.
[52] Gwet, K. (2002), Kappa statistic is not satisfactory for assessing the extent of agreement between raters. Statistical methods for inter-rater reliability assessment, 1 (6), 1−6.
[53] McHugh, M. L. (2012), Interrater reliability: the kappa statistic. Biochemia medica, 22 (3), 276−282.
[54] Agustian, H. Y., Seery, M. K. (2017), Reasserting the role of pre- laboratory activities in chemistry education: a proposed framework for their design. Chemistry Education Research and Practice, 18 (4), 518−532.
[55] Seery, M. K., Agustian, H. Y., Christiansen, F. V., Gammelgaard, B., Malm, R. H. (2024), 10 Guiding principles for learning in the laboratory. Chemistry Education Research and Practice, 25, 383.
[56] Raycroft, M. A. R., Flynn, A. B. (2020), What works? What’s missing? An evaluation model for science curricula that analyses learning outcomes through five lenses. Chemistry
Education Research and Practice, 21 (4), 1110−1131.
