چالش‌ها و راهکارهای آموزش مجازی دروس آزمایشگاهی مرتبط با زمینه تخصصی شیمی تجزیه
کد مقاله : 1035-NEXT
نویسندگان:
گلناز جوزانی کهن *1، مینو قنبرزاد2
1استادیار دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
2کارشناس آزمایشگاه ژئوشیمی دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
چکیده مقاله:
چکیده
این پژوهش حاصل تجربه زیسته سه ترم ارائه مجازی درس آزمایشگاه روش‌های تجزیه مواد معدنی در مقطع کارشناسی رشته مهندسی معدن در پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران است. برخی از چالش‌های مهم پیشروی تدریس دروس آزمایشگاهی مرتبط با زمینه تخصصی شیمی تجزیه عبارتند از عدم دسترسی دانشجو به مواد شیمیایی، خطرآفرین بودن اجرای انفرادی آزمایش‌ها بدون حضور سرپرست، عدم دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی که نهایتًا این عوامل منجر به عدم امکان انجام اغلب آزمایش‌های شیمیایی در منزل خواهد شد. روش به کار گرفته شده برای تدریس این درس مبتنی بر فیلمبرداری با کیفیت بالا(HD) در حین انجام عملی آزمایش‌ها در آزمایشگاه محل اجرای درس همراه با توضیحات کافی، پرسش و پاسخ‌‌های مقتضی بین کارشناس و استاد درس بوده است. ویدئوهای تهیه شده در سامانه بیان دانشگاه تهران با امکان دسترسی آزاد برای عموم بارگزاری شد و توضیحات مربوط به هر آزمایش نیز در سامانه آموزش الکترونیک دانشگاه تهران (ایلرن) به صورت جزوه درسی همراه با برخی انیمیشن‌های مرتبط با آزمایش‌های انجام شده در دسترس دانشجویان قرار گرفت. شیوه ارزشیابی درس براساس انجام یک آزمون کتبی که در آن نکات کلیدی و مفهومی مرتبط با آزمایش ها مطرح شده بود و تهیه یک ویدئو انجام شد که در این ویدئو یکی از آزمایش‌های درس توسط شخص دانشجو در خانه انجام می‌شود. آزمایش انتخاب شده، طرز تهیه 3 گرم نمونه معرف با تقسیمات متوالی از 100 گرم نمونه کلی بود. در آزمایشگاه این آزمایش با 100 گرم خاک معدنی انجام می‌شود و در منزل دانشجو این آزمایش را با 100 گرم شکر انجام می‌دهد. علت انتخاب شکر، سهولت دسترسی به آن در منازل و عدم مخاطره بهداشتی برای دانشجو است. براساس بازخوردهای اخذ شده از 100 دانشجوی شرکت کننده در سه ترم ارائه این درس، به ترتیب 85 و 15 نفر کارآیی این شیوه آموزشی را اثربخش و غیراثربخش دانسته‌اند.

کلیدواژه: روش‌های تجزیه مواد معدنی، آموزش الکترونیک، آزمایش شیمیایی، آموزش از راه دور

1-مقدمه
دروس آزمایشگاهی با فراهم کردن امکان درک هرچه بهتر دانشجویان از مطالب تئوری و همچنین با افزایش مهارت‌های فردی و تیمی، دقت، صبوری، توانایی تولید و تحلیل و داده‌های آزمایشگاهی، نقش موثری در آموزش دانشجویان به ویژه در مقطع کارشناسی را ایفاء می‌نمایند. نقش فعال و موثر دانشجویان در حین انجام فعالیت‌های آزمایشگاهی سبب یادگیری عمیق و پایدار مفاهیم برای آنها می‌شود. ایجاد انگیزه و اشتیاق کشف حقایق علمی، توسعه روحیه جستجوگری علمی و حتی فراهم کردن زمینه ایجاد کسب و کار مبتنی بر تولید محصول فناورانه از سایر مزایای دروس آزمایشگاهی است (صفویان، 1396).
در دوران همه‌گیری بیماری کوید 19، امکان کار عملی در آزمایشگاه و حتی منازل برای دانشجویان فراهم نبود و رسالت یافتن شیوه مناسبی برای آموزش دروس عملی در فرصت زمان کوتاهی، بدون آمادگی قبلی بر عهده اساتید قرار گرفت. محدودیت‌های زیرساخت‌های فن‌آورانه، چالش‌های فراوانی زیادی را در تدریس دروس آزمایشگاهی به ویژه دروس مرتبط با زمینه تخصصی شیمی تجزیه پیش روی اساتید قرار داد. عدم دسترسی دانشجو به مواد شیمیایی، خطرآفرین بودن اجرای انفرادی آزمایش‌ها بدون حضور سرپرست، عدم دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی از سایر چالش‌های مهم مرتبط با تدریس دروس آزمایشگاهی مرتبط با زمینه تخصصی شیمی تجزیه است. برآیند این عوامل منجر به عدم امکان انجام اغلب آزمایش‌های شیمیایی در منزل برای دانشجو خواهد شد.
در صورتی که بتوان شیوه مناسبی برای تدریس دروس آزمایشگاهی در آموزش مجازی معرفی نمود از مزایایی مانند کاهش هزینه‌های آموزشی-آزمایشگاهی، آموزش همگانی همه جانبه، افزایش تعداد دانشجویان در کلاس‌های آزمایشگاهی که معمولاً با محدودیت نفرات روبرو هستند، تکرارپذیری فرآیند یادگیری، پیگیری فعالیت دانشجویان و تغییر سیستم آموزش استاد محور به دانشجو محور و استفاده از شیوه‌های آموزش تعاملی بهره‌مند شد. شیوه‌های مرسوم آموزش عملی دروس آزمایشگاهی براساس استفاده از امکانات نرم‌افزاری مانند آزمایشگاه مجازی (صفویان، 1396)، استفاده از شبیه‌سازهای مجازی (Dukes, 2020) و امکان اتصال از راه دور به آزمایشگاه توسط دانشجویان (Gamage et al. 2020) است.
در این پژوهش، شیوه آموزش و ارزشیابی درس آزمایشگاه روش‌های تجزیه مواد معدنی در مقطع کارشناسی رشته مهندسی معدن در پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران بر مبنای تجربه زیسته سه ترم ارائه مجازی این درس ارائه خواهد شد.

2- روش
روش مورد استفاده برای تدریس درس آزمایشگاه روش‌های تجزیه مواد معدنی بر مبنای فیلمبرداری با کیفیت بالا(HD) در در آزمایشگاه محل اجرای درس در حین اجرای آزمایش‌های هر جلسه کلاس توسط استاد پیش رفت. کارشناس آزمایشگاه وظیفه فراهم کردن مواد و وسایل مورد نیاز برای هر آزمایش و مطرح کردن پرسش‌‌هایی که در ذهن دانشجویان در حین هر مرحله از کار ممکن است پیش ‌آید را بر عهده گرفت. سپس، ویدئوهای تهیه شده هر جلسه به طور مجزا در سامانه بیان دانشگاه تهران با امکان دسترسی آزاد برای عموم بارگزاری شد و توضیحات مربوط به هر آزمایش نیز در سامانه آموزش الکترونیک دانشگاه تهران (ایلرن) به صورت جزوه درسی همراه با برخی انیمیشن‌های مرتبط با آزمایش‌های انجام شده در دسترس دانشجویان قرار گرفت. در طول ترم از دانشجویان خواسته شد تا در صورتی که در نحوه اجرای آزمایش ها سوالی داشتند با شماره تماس دفتر استاد و آزمایشگاه در ساعات اداری تماس حاصل نمایند یا در تمام اوقات شبانه روز با ارسال رایانامه، پرسش های خود را مطرح نمایند. با اتخاذ شیوه های مقتضی، پاسخگویی های تلفنی به صورت همه روزه و پاسخ های کتبی ظرف 24 ساعت از ارسال پرسش انجام شد. شیوه ارزشیابی درس نیز براساس انجام یک آزمون کتبی که در آن نکات کلیدی و مفهومی مرتبط با آزمایش ها مطرح شده بود و تهیه یک ویدئو انجام شد که در این ویدئو یکی از آزمایش‌های درس توسط شخص دانشجو در خانه انجام می‌شود. آزمایش انتخاب شده، طرز تهیه 3 گرم نمونه معرف با تقسیمات متوالی از 100 گرم نمونه کلی بود. در آزمایشگاه این آزمایش با 100 گرم خاک معدنی انجام می‌شود و در منزل دانشجو این آزمایش را با 100 گرم شکر انجام می‌دهد. علت انتخاب شکر، سهولت دسترسی به آن در منازل و عدم مخاطره بهداشتی برای دانشجو است. شکل 1 یکی از دانشجویان را در حین انجام تکلیف عملی نشان می‌دهد. برای انجام ویدئو، فرصت کافی به اندازه دو ماه از زمان اعلام داده شد و در این بازه زمانی دانشجویان تکلیف انجام شده را به آدرس پست الکترونیک استاد درس ارسال نمودند. براساس بازخوردهای اخذ شده از 100 دانشجوی شرکت کننده در سه ترم ارائه این درس، به ترتیب 85 و 15 نفر کارآیی این شیوه آموزشی را اثربخش و غیراثربخش دانسته‌اند.


شکل 1. دانشجویی در حال انجام تکلیف عملی آزمایش در منزل
2- نتیجه‌گیری
آموزش مجازی دروس عملی-آزمایشگاهی در دوران همه‌گیری کرونا اهمیت دوچندانی دارد. شیوه های مختلفی برای ارائه دروس آزمایشگاهی در این دوران وجود دارد که در این پژوهش از در اختیار قرار دادن ویدئوهای از پیش ضبط شده با کیفیت بالا از جلسات آموزشی به همراه پرسش و پاسخ استفاده شد. شیوه ارزشیابی مبتنی بر انجام یک فعالیت عملی توسط دانشجویان و ارسال آن در زمانی از پیش تعیین شده بود. %85 از شرکت کنندگان این شیوه آموزشی را در یادگیری اثربخش دانسته‌اند.
سپاسگزاری
نویسندگان مایلند مراتب سپاس خود را به آزمایشگاه اشعه ایکس، دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران به جهت همکاری در این تحقیق ابراز دارند.

منابع فارسی
صوفیان، صفیه. 1396. آموزش مجازی دروس آزمایشگاهی. رویکردهای نوین در آزمایشگاه های علمی ایران 1 (2):56-51.

منابع انگلیسی
Dukes III, A.D., 2020. Teaching an instrumental analysis laboratory course without instruments during the COVID-19 pandemic. Journal of Chemical Education, 97(9), pp.2967-2970.

Gamage, K.A., Wijesuriya, D.I., Ekanayake, S.Y., Rennie, A.E., Lambert, C.G. and Gunawardhana, N., 2020. Online delivery of teaching and laboratory practices: continuity of university programmes during COVID-19 pandemic. Education Sciences, 10(10), p.291.
کلیدواژه ها:
روش‌های تجزیه مواد معدنی، آموزش الکترونیک، آزمایش شیمیایی، آموزش از راه دور
وضعیت : چکیده برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است