بررسی تأثیر درک دانشجویان از فیزیک کلاسیک بر فهم ایشان از پدیده تونل زنی کوانتومی

مطابق نظریه یادگیری معنی دار کلامی آزوبل، یادگیری معنی دار (معادل یادگیری هوشمند در نظریه طرحواره های اسکمپ) تنها نوع یادگیری صحیحی است که می تواند در کلاس های درس ایجاد شود و زمانی به وجود می آید که میان مطلب جدید یادگیری و ساختارشناختی (طرحواره) موجود در ذهن فرد ارتباط های عمیق و مفهومی ایجاد شود. بنابراین آموخته های پیشین فرد به منزله چهارچوبی برای کسب دانش جدید می باشد. طرحواره ها ساختارهای سازمان یافته دانش هستند که در ذهن فرد شکل می گیرند. بسیاری از مفاهیم کلاسیک برای یادگیری کوانتوم پیش نیاز هستند، عدم درک صحیح یا ناتوانی در کاربرد صحیح آن مفاهیم در محدوده کوانتوم، می تواند در یادگیری مکانیک کوانتومی مشکل ایجاد کند. همچنین به علت ماهیت انتزاعی کوانتوم، استفاده نابجا از مفاهیم و مدل های کلاسیک در یادگیری آن، می تواند مشکلات زیادی ایجاد نماید. هدف اصلی این تحقیق، یافتن مشکلات مرتبط با دانش و تصورات کلاسیک در یادگیری پدیده تونل زنی کوانتومی و بررسی میزان فراگیری و علل ایجاد این مشکلات بود تا از این طریق بتوان گامی در جهت رفع مشکلات و بهبود آموزش مکانیک کوانتومی برداشت. برای جمع آوری داده ها از آزمون و مصاحبه استفاده شد، محتوای آزمون و مصاحبه از طریق بررسی پیشینه پژوهشی و مصاحبه های غیررسمی با اساتید مکانیک کوانتومی انتخاب شد. آزمون میان نود نفر از دانشجویان چهار دانشگاه سراسری تهران اجرا گردید و با سیزده نفر مصاحبه شد. بررسی داده های پژوهش نشان داد که بخش عمده ای از مشکلات دانشجویان در یادگیری پدیده تونل زنی و برخی مفاهیم کوانتومی دیگر از دانش و تصورات کلاسیک آنان ناشی شده است، ما این مشکلات را شناسایی و دسته بندی کردیم. همچنین برای مشخص کردن مفاهیم مرتبط با تونل زنی از ترسیم نقشه مفهومی به عنوان « نمایش بصری روابط میان مفاهیم در طرحواره های ذهنی افراد» استفاده شد. پیشنهاد این تحقیق، توجه به آموخته ها و تصورات کلاسیک یادگیرندگان در تدریس مکانیک کوانتومی جهت ایجاد یادگیری معنی دار و در نتیجه کاهش مشکلات دانشجویان می باشد.