دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 05 25 Analysis of the 11th Grade Mathematics Stream Physics Textbook based on Guilford's Creativity Factors تحلیل محتوای کتاب‌ درسی فیزیک یازدهم رشته ریاضی بر اساس عوامل خلاقیت گیلفورد 1 16 4926 10.48310/basic.2026.22933.1591 FA فاطمه اصغری گروه آموزش فیزیک، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی 889 -14665 تهران، ایران رضا آزادی مله‌بیدی دانشجوی کارشناسی ارشد رشته آموزش فیزیک، گروه آموزش فیزیک، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی 889- 14665 تهران، ایران. Journal Article 2026 05 15 The present study aims to undertake a systematic and scholarly examination of the content of the 11th grade Physics textbook in the Mathematics–Physics curriculum track by employing Guilford’s model of creativity factors as the analytical framework. Grounded in the premise that creativity constitutes an essential dimension of scientific reasoning, conceptual development, and problem-solving in physics education, the investigation seeks to determine the extent to which the textbook addresses and promotes different facets of creative cognition, namely cognitive memory, divergent thinking, convergent thinking, and evaluative thinking. In this regard, the study not only evaluates the distribution of these dimensions within the textbook content but also considers their potential role in shaping learners’ cognitive engagement and intellectual development. Methodologically, the research adopts a descriptive–survey design within the broader scope of qualitative content analysis, and it is classified as applied research due to its direct implications for educational improvement, instructional quality, and curriculum development. The statistical population comprises the entire content of the newly developed 11th grade Physics textbook prepared for the Mathematics–Physics stream and published in the Solar Hijri year 1404. To ensure comprehensive coverage and avoid sampling bias, the whole textbook was treated as the sample. A researcher-developed content analysis instrument, constructed on the basis of Guilford’s theoretical model, served as the principal tool for data collection and analysis. The analytic procedure was implemented in three sequential phases: first, the identification of all relevant textual elements, including questions, activities, illustrations, and tabular data; second, the classification of each unit according to Guilford’s dimensions of creativity; and third, the quantitative aggregation and comparison of the frequency of occurrences across the different levels. The content validity of the instrument was established through the judgments of experts in curriculum design and educational psychology, thereby ensuring its conceptual appropriateness and relevance. In addition, the reliability coefficient, calculated using Holsti’s formula, indicated an acceptable level of consistency in the coding process. The results reveal a considerable imbalance among the creativity levels represented in the textbook. More specifically, the content exhibits an excessive concentration on cognitive memory and convergent thinking, whereas divergent thinking and evaluative thinking are represented only minimally. These findings suggest that the current textbook design does not sufficiently support higher-order cognitive activity or foster the creative dimensions of learning that are essential for meaningful scientific understanding. Accordingly, it is recommended that future revisions of the Physics curriculum incorporate a more balanced distribution of content in line with Guilford’s creativity factors, so as to better promote students’ intellectual flexibility, innovative capacity, and comprehensive scientific understanding. هدف این پژوهش، تحلیل محتوای کتاب درسی فیزیک یازدهم رشته ریاضی بر اساس عوامل خلاقیت گیلفورد است. روش تحقیق در این پژوهش توصیفی- پیمایشی از نوع تحلیل محتوا و کاربردی است. جامعه آماری این پژوهش شامل محتوای کتاب درسی جدیدالتالیف فیزیک پایه یازدهم رشته ریاضی فیزیک چاپ 1404 و حجم نمونه برابر با حجم جامعه آماری انتخاب شد. ابزار این تحقیق فرم تحلیل محتوا محقق ساخته با توجه به الگوی عوامل خلاقیت گیلفورد بود. برای تحلیل محتوای کتاب درسی فیزیک پایه یازدهم رشته ریاضی فیزیک از یک طرح کدگذاری استفاده شده است. در مرحله اول متن کتاب، پرسش و فعالیت ها، تصاویر و همچنین جدول های کتاب مشخص می شود؛ در مرحله دوم کلیه واحدها در تمامی قسمت‌ها با طبقه مورد نظر، از نظر شاخص‌های خلاقیت گیلفورد مطابقت داده شده و در جدول‌های مربوطه ثبت شده؛ و در مرحله سوم کلیه واحدها که در سطوح مختلف خلاقیت گیلفورد قرار داشتند شناسایی و شمارش شده‌اند. روایی ابزار تحقیق بر اساس نظر متخصصان تعلیم و تربیت قابل قبول بود و پایایی بر اساس فرمول هولستی مورد محاسبه قرار گرفته است. یافته ها حاکی از آن است که کتاب درسی فیزیک پایه یازدهم رشته ریاضی تأکید بیش از حد به سطح حافظه شناختی و تفکر همگرا دارد و به تفکر واگرا و تفکر ارزشیاب در حد ضعیفی توجه کرده است. نتیجه‌گیری کلی این است که در محتوای کتاب فیزیک پایه یازدهم جدیدالتألیف، تعادل مناسبی میان سطوح مختلف خلاقیت گیلفورد وجود ندارد و ضروری است تمهیدات لازم برای ایجاد این توازن در بازنگری‌های آینده در نظر گرفته شود.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4926_bec45be7dfaf6f590e0bac5b3b30ecb9.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 05 25 Hands-on Learning of Laser Divergence and Modulation in High School: Design and Implementation of Low-Cost Experiments یادگیری ملموس واگرایی و مدولاسیون لیزر در محیط دبیرستان: طراحی و اجرای آزمایش‌های کم‌هزینه 17 26 4931 10.48310/basic.2026.22931.1592 FA محمد یگانه گروه آموزش فیزیک، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی 889-14665، تهران- ایران رضا رامش دانشجوی کارشناسی آموزش علوم تجربی، دانشگاه فرهنگیان استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران حسین امامی دانشجوی کارشناسی آموزش علوم تجربی، دانشگاه فرهنگیان استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران Journal Article 2026 05 15 Lasers are considered among the most important achievements of modern physics and are now widely used in a broad range of scientific, industrial, and medical applications, including optical communications, telecommunication technologies, medicine, precision measurements, and information‑processing systems. Despite the growing importance of laser technology in modern life and advanced technologies, the fundamental concepts of lasers and photonics are often presented in school curricula in a limited and mainly theoretical manner. Consequently, many students do not develop a deep understanding of the physical properties, operational principles, and practical applications of laser systems. One effective approach for reducing the gap between theoretical instruction and practical understanding is the use of simple and accessible laboratory activities that can demonstrate laser principles in a direct and tangible way within the classroom environment. Among the most important characteristics of laser beams that play essential roles in technological applications are beam divergence and light intensity modulation. Laser beam divergence refers to the gradual spreading of a laser beam during propagation, and understanding this phenomenon is important for interpreting the behavior of laser light over different distances and in various optical systems. In addition, modulation of laser intensity enables the transmission of information through controlled variations in light intensity and forms the basis of many optical communication systems and photonic technologies. Familiarity with these concepts can help students better understand the relationship between theoretical physics and modern technological applications while also increasing their interest in experimental physics and applied science. However, teaching these concepts at the high‑school level is often associated with challenges such as the need for specialized laboratory equipment, limited educational resources, and relatively high experimental costs. Therefore, designing simple, safe, and low‑cost experiments that can be implemented in ordinary school laboratories is of considerable educational importance. In this study, a set of hands‑on laboratory activities was designed and introduced to teach the concepts of laser beam divergence and light modulation in a high‑school environment using accessible and inexpensive equipment. The proposed activities include experiments for observing and measuring laser beam divergence as well as constructing and testing a simple laser‑based audio transmission system. In the divergence experiment, students investigate the gradual expansion of a laser beam over distance and estimate the divergence angle using straightforward geometric measurements. In the modulation activity, sound signals are transmitted by modulating the intensity of a low‑power laser beam and detecting the signal using a solar panel, amplifier, and speaker system. The experiments were designed with particular attention to safety, simplicity, and compatibility with typical school laboratory conditions. The main objective of this work is to provide an educational framework that facilitates conceptual understanding of laser physics through direct experimental experience. These activities can help students connect abstract physical concepts with real technological applications and promote inquiry‑based and experiential learning in physics education. The proposed experiments also demonstrate that meaningful instruction in photonics and laser technology can be achieved using low‑cost and easily available materials in secondary‑school settings. لیزرها از مهم‌ترین دستاوردهای فیزیک مدرن به شمار می‌آیند و امروزه در طیف گسترده‌ای از کاربردهای علمی، صنعتی و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ از ارتباطات نوری و فناوری‌های مخابراتی گرفته تا پزشکی، اندازه‌گیری‌های دقیق و سامانه‌های پردازش اطلاعات. با وجود اهمیت روزافزون این فناوری، مفاهیم بنیادین لیزر و فوتونیک در بسیاری از برنامه‌های درسی مدارس به‌صورت محدود و عمدتاً نظری مطرح می‌شوند؛ در نتیجه دانش‌آموزان اغلب با کاربردهای عملی و ویژگی‌های فیزیکی این پدیده‌ها آشنایی عمیقی پیدا نمی‌کنند. یکی از راهکارهای مؤثر برای کاهش این فاصله میان مفاهیم نظری و تجربه عملی، استفاده از فعالیت‌های آزمایشگاهی ساده و قابل اجرا در کلاس درس است که بتوانند اصول فیزیکی لیزر را به‌صورت ملموس برای دانش‌آموزان آشکار سازند. از جمله ویژگی‌های مهم پرتو لیزر که در بسیاری از کاربردهای فناورانه نقش اساسی دارد، واگرایی پرتو و امکان مدولاسیون شدت نور است. واگرایی لیزر بیانگر گسترش تدریجی پرتو در هنگام انتشار است و شناخت آن برای درک رفتار پرتوهای لیزری در فاصله‌های مختلف اهمیت دارد. از سوی دیگر، مدولاسیون نور لیزر امکان انتقال اطلاعات از طریق تغییر شدت پرتو را فراهم می‌کند و اساس بسیاری از سامانه‌های ارتباطات نوری را تشکیل می‌دهد. آشنایی با این مفاهیم می‌تواند درک دانش‌آموزان از پیوند میان فیزیک نظری و فناوری‌های نوین را تقویت کند. با این حال، ارائه این مفاهیم در سطح دبیرستان اغلب با چالش‌هایی مانند نیاز به تجهیزات تخصصی یا هزینه‌های بالا همراه است. از این‌رو، در این پژوهش مجموعه‌ای از فعالیت‌های آزمایشگاهی ساده، ایمن و کم‌هزینه برای آموزش واگرایی پرتو لیزر و مدولاسیون نور طراحی و معرفی شده است. هدف اصلی این طرح، فراهم کردن بستری آموزشی برای درک بهتر مفاهیم لیزر و تقویت یادگیری مفهومی دانش‌آموزان از طریق تجربه مستقیم آزمایشگاهی است.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4931_6c6fbf1cd1693f8927b4ad3f880063c1.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 06 15 Identifying and Analyzing Fundamental Misconceptions in Learning Physics Concepts شناسایی و تحلیل کج‌فهمی‌های بنیادین در یادگیری مفاهیم فیزیک 27 43 4967 10.48310/basic.2026.22936.1593 FA فهیمه کرمی قره قشلاقی دانشگاه فرهنگیان آیناز عاطف خضرلو دانشگاه فرهنگیان Journal Article 2026 05 15 Experimental sciences are recognized as one of the most important and influential subjects in the school educational system, playing a significant and decisive role in shaping students' scientific knowledge and practical skills. Among the various branches of experimental sciences, physics, due to the fundamentally abstract and highly complex nature of its core concepts, has consistently been considered one of the most challenging and difficult subjects for students at different educational levels. Research background and previous studies clearly indicate that students often form various mental presuppositions that are completely incompatible with established scientific principles. These incorrect presuppositions are typically based on inaccurate everyday observations as well as imprecise and informal instruction received from non-specialist sources, ultimately leading to the formation of deep-rooted and persistent fundamental misconceptions. Addressing these misconceptions is crucial because they directly hinder the learning process and reduce educational efficiency. This particular study specifically aimed to identify, categorize, and thoroughly analyze these prevalent misconceptions and subsequently provide practical and actionable strategies for teachers, educators, and curriculum planners in the field of physics education. Without such strategies, students may continue to rely on incorrect mental models throughout their academic lives. Adopting a qualitative research method with a descriptive-analytical approach, the entire study proceeded through a systematic and comprehensive review of library resources, scientific documents, and reputable academic publications. The researchers carefully examined numerous sources to ensure that no major misconception was overlooked. The key findings of this research indicate that the roots of these conceptual misunderstandings primarily lie in limited and incomplete sensory experiences of learners, unscientific and subjective interpretations of natural phenomena, and the inadequate or superficial teaching of basic and foundational concepts at early stages of education. Moreover, the lack of connection between everyday experiences and classroom instruction further reinforces these incorrect beliefs. Ultimately, by presenting a structured and coherent analysis, this article successfully provides a useful conceptual framework for better understanding the main learning obstacles faced by students. Furthermore, it proposes evidence-based and practical strategies for fundamentally improving the physics education process, both in terms of enhancing teacher instruction methods and deepening student comprehension and conceptual change. Implementing these recommendations in real classroom settings could significantly reduce persistent misunderstandings over time. علوم تجربی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین، بنیادی‌ترین و تأثیرگذارترین دروس در نظام آموزشی مدارس شناخته می‌شود؛ درسی که نقشی اساسی در شکل‌گیری دانش، نگرش و مهارت‌های علمی دانش‌آموزان ایفا می‌کند و آنان را برای درک بهتر جهان پیرامون آماده می‌سازد. این حوزه آموزشی، افزون بر انتقال مفاهیم علمی، زمینه‌ساز پرورش تفکر منطقی، حل مسئله، مشاهده دقیق و تحلیل پدیده‌های طبیعی نیز هست. در میان شاخه‌های مختلف علوم تجربی، درس فیزیک به دلیل ماهیت مفهومی، انتزاعی و گاه پیچیده مباحث خود، همواره از چالش‌برانگیزترین دروس برای بسیاری از دانش‌آموزان به شمار آمده است. پیشینه پژوهشی نشان می‌دهد که دانش‌آموزان غالباً بر اساس مشاهدات روزمره، برداشت‌های شهودی، آموزش‌های غیررسمی و گاه توضیحات نادقیق، پیش‌فرض‌های ذهنی ناسازگار با اصول علمی شکل می‌دهند. این پیش‌فرض‌ها در بسیاری از موارد به ایجاد کج‌فهمی‌های پایدار و بنیادین در یادگیری مفاهیم فیزیکی منجر می‌شود و درک صحیح آنان از موضوعات پایه را با مانع مواجه می‌کند. از همین رو، شناسایی این کج‌فهمی‌ها و تحلیل علل شکل‌گیری آن‌ها، از مسائل مهم در حوزه آموزش علوم به شمار می‌رود. این پژوهش با هدف شناسایی، دسته‌بندی و تحلیل کج‌فهمی‌های شایع دانش‌آموزان در درس فیزیک و نیز ارائه راهکارهای کاربردی برای معلمان و مدرسان این حوزه انجام شده است. روش تحقیق در این مطالعه، کیفی و با رویکرد توصیفی ـ تحلیلی بوده و داده‌ها از طریق بررسی نظام‌مند منابع کتابخانه‌ای، مقالات علمی و نشریات معتبر گردآوری شده‌اند. یافته‌ها نشان می‌دهد که ریشه این کج‌فهمی‌ها عمدتاً در محدودیت تجربه‌های حسی، تفسیرهای غیرعلمی از پدیده‌ها، ضعف در آموزش مفاهیم پایه و شیوه‌های تدریس ناکافی نهفته است. در نهایت، این مقاله با ارائه تحلیلی ساختاریافته، چارچوبی مفهومی برای درک بهتر موانع یادگیری فراهم کرده و راهبردهایی برای بهبود فرآیند آموزش فیزیک، چه در سطح تدریس معلمان و چه در سطح یادگیری دانش‌آموزان، پیشنهاد می‌کند.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4967_dcbab4906978e2f5a3d11fb24a98a5fa.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 06 15 Scientific study of the moon and its effects on planet Earth based on the design of an educational unit with the STSE approach بررسی علمی اهله‌ی ماه و تاثیرات آن بر سیاره زمین با تکیه بر طراحی واحد آموزشی با رویکرد STSE 44 59 4968 10.48310/basic.2026.22970.1597 FA مهدی منافی زینجناب علوم تربیتی/دانشگاه فرهنگیان علامه امینی تبریز/ایران محمد قاسم نژند گروه آموزشی فیزیک/ دانشگاه پردیس علامه امینی تبریز/ ایران Journal Article 2026 05 17 The Moon, as the Earth’s closest neighbor and the most important celestial body visible to humans, has played a fundamental role in shaping human calendar, cultural, scientific, and environmental systems. The lunar phase cycle, which results from the geometric interaction of the three-body system of the Moon-Earth-Sun, has formed the basis of lunar chronology in ancient civilizations and the cultural and religious structures of various societies. This article, with an astronomical-analytical and educational approach, examines in detail the phases of the Moon, the concepts of phase angle, elongation, squaring, trine, conjunction, and opposition, and explains their role in determining lunar months, crescent visibility, and observational calculations. In addition, the emergence and evolution of lunar calendars in the civilizations of Mesopotamia, Egypt, China, and Iran, and the formation of the Hijri lunar calendar are discussed.In another part of the article, types of lunar, lunisolar and arithmetic chronology are introduced and their implementation challenges are examined. Concepts such as the transitory motion of the moon, gravitational lock, perigee, apogee, supermoon and micromoon are also analyzed based on astronomical data. From an educational perspective, the article shows that lunar phenomena, especially the lunar cycle, provide a valuable opportunity for designing teaching-learning units based on the STSE approach; an approach in which the relationship between science, history, technology, culture and environment is simultaneously considered, and studying lunar cycles according to this approach shows us a new perspective in the field of teaching and learning. The findings indicate that using the natural phenomena of the moon by designing this educational unit in science education can increase conceptual understanding, promote astronomical literacy, strengthen critical thinking, and link learners' personal experiences with scientific concepts.The scientific study of the Moon and its effects on Earth is a key concept in astronomy, which can be used to suit the needs of various matters, and as a scientific aspect of this approach, it is both a concept for planning in life and a concept for teaching scientists. In addition, the use of this approach allows educators to use natural phenomena such as the Moon as a platform for developing critical thinking, observation skills, data analysis, and understanding the relationship between science, technology, and society.Technology and engineering are the first words in the progress of any country in today's era. In the field of understanding celestial bodies and their mutual effects on each other, one can achieve sciences that will result in astronomical inventions and related technologies in this field, which can pave the way for advancement and growth in different societies, and gradually, the capacity of human beings working in this field can be utilized to further advance these technologies.Different cultures and societies always plan their lives based on the laws that govern objects and their relationships. This influence can be in different states of the day and night, daily dates and times, occurrence of celestial phenomena, gravity, etc. For example, the Hijri-Lunar calendar is a clear example of modeling the movement of the moon around the Earth, based on which the history of some countries and events related to it are recorded.The environment and the various creatures that live in it have a mutual influence on each other. Destructive actions in the environment have the same reciprocal effect on the earth. As a result, deviation from the laws of nature leads to disastrous consequences. The same applies to celestial bodies. The various effects of the moon on the earth, such as tides and their balance and gravitational relationship, are important examples in relation to the environment, and educational design can be a solution in this regard. ماه به‌عنوان نزدیک‌ترین همسایه زمین و مهم‌ترین جرم آسمانی قابل مشاهده برای انسان، نقشی بنیادی در شکل‌دهی نظام‌های تقویمی، فرهنگی، علمی و زیست‌محیطی بشر داشته است. چرخه فازی ماه که از تعامل هندسی سامانه سه‌جسمی ماه–زمین–خورشید حاصل می‌شود، اساس گاه‌شماری قمری را در تمدن‌های کهن و ساختارهای فرهنگی و مذهبی جوامع مختلف تشکیل داده است. این مقاله با رویکردی نجومی–تحلیلی و آموزشی، به بررسی دقیق فازهای ماه، مفاهیم زاویه فازی، الونگیشن، تربیع، تثلیث، مقارنه و مقابله می‌پردازد و نقش آنها را در تعیین ماه‌های قمری، رؤیت‌پذیری هلال و محاسبات رصدی تبیین می‌کند. افزون بر این، به پیدایش و تکامل تقویم‌های قمری در تمدن‌های بین‌النهرین، مصر، چین، ایران و شکل‌گیری تقویم هجری قمری پرداخته می‌شود.در بخش دیگر مقاله، انواع گاه‌شماری قمری، قمری–خورشیدی و حسابی معرفی شده و چالش‌های اجرایی آنها بررسی می‌شود. مفاهیمی چون حرکت انتقالی ماه، قفل گرانشی، حضیض، اوج، ابرماه و میکروماه نیز با تکیه بر داده‌های نجومی تحلیل شده‌اند. از منظر آموزشی، مقاله نشان می‌دهد که پدیده‌های مربوط به ماه، به‌ویژه چرخه اهله، فرصت ارزشمندی برای طراحی واحدهای یاددهی–یادگیری مبتنی بر رویکرد STSE فراهم می‌کنند؛ رویکردی که در آن ارتباط میان علم، تاریخ، فناوری، فرهنگ و محیط‌زیست به‌صورت هم‌زمان مورد توجه قرار می‌گیرد و بررسی اهله ماه طبق این رویکرد دیدگاه جدیدی در عرصه آموزش و یادگیری به ما نشان می دهد. یافته‌ها بیانگر آن است که استفاده از پدیده‌های طبیعی ماه با طراحی این واحد آموزشی در آموزش علوم می‌تواند به افزایش درک مفهومی، ارتقای سواد نجومی، تقویت تفکر انتقادی و پیوند تجربه‌های شخصی یادگیرندگان با مفاهیم علمی بینجامد.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4968_3d90ea60dbb3cc3f99c0721d9dccec38.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 06 15 Comparison of the Effect of Experimental and Simulated Experiments on Students' Understanding of Physics Concepts مقایسه اثر آزمایش‌های تجربی و شبیه‌سازی‌شده در فهم مفاهیم فیزیک در دانش‌آموزان 60 68 4969 10.48310/basic.2026.23034.1600 FA مهدیه کشاورز سیاهپوش کارشناسی ارشد فیزیک دانشگاه الزهرا، دبیر فیزیک اموزش و پرورش ، منطقه 14، تهران ، ایران مسعود علی محمدی استادیار گروه فبزیک دانشگاه فرهنگیان دانشکده شهید شرافت- مدیر امور کارورزی ومدارس وابسته Journal Article 2026 05 24 Objective: The primary objective of the present study was to compare the effectiveness of real hands-on experimental experiments versus computer-simulated experiments on secondary school students' understanding of fundamental physics concepts. Furthermore, this research sought to investigate the extent to which each of these two instructional approaches influences learners' comprehension of mechanics concepts and contributes to the reduction of prevalent physics misconceptions commonly observed among students at this educational level. Methods: The research methodology was quasi-experimental in nature, employing a pretest-posttest control group design with two independent groups. The statistical population of the study consisted of all tenth-grade secondary school students in District 14 of Tehran, Iran. From this population, a sample of 60 students was selected using convenience sampling and was equally divided into two groups of 30 students each. The first group received instruction on the intended physics concepts by conducting real experiments in a traditional laboratory setting, thereby engaging directly with physical apparatus and observable phenomena. The second group learned the same conceptual content using interactive computer-based simulations, which allowed them to manipulate virtual parameters and observe outcomes in a digital environment. The data collection instruments included a standardized test designed to assess comprehension of mechanics concepts, as well as a specialized questionnaire aimed at identifying and measuring the prevalence of common physics misconceptions among learners. The collected data were analyzed using appropriate statistical methods, including techniques suitable for comparing means between the two groups, in order to determine any significant differences in learning outcomes. Results: The findings of the study revealed that both instructional methods—real experimental experiments and simulated experiments—led to a statistically significant increase in post-test scores when compared to pre-test scores, indicating that both approaches had a positive and meaningful impact on enhancing students' understanding of mechanics concepts. However, a more detailed comparison between the two groups demonstrated that students who learned through real experimental experiments exhibited superior performance in understanding causal relationships between physical variables and in directly observing real-world physical phenomena. In contrast, the group that used simulated experiments was more successful in reducing persistent misconceptions and helping students form a more precise and accurate mental representation of abstract physical quantities and the mathematical relationships that govern them. **Conclusion** Based on the findings obtained from this research, it can be concluded that each of the two instructional methods—real experiments and simulated experiments—offers distinct and complementary educational advantages. Real experiments appear to foster a deeper intuitive grasp of direct cause-and-effect relationships and phenomenological observation. In contrast, simulated experiments prove particularly effective in correcting conceptual errors and clarifying abstract mathematical structures. Consequently, the integrated and balanced application of both approaches may lead to the simultaneous enhancement of deep conceptual understanding and the systematic correction of misconceptions. The design and implementation of a blended instructional model, grounded in the purposeful and context-sensitive utilization of both real and simulated experiments, is therefore proposed as an efficient and practical strategy for improving the quality of physics instruction at the secondary education level. هدف: پژوهش حاضر با هدف مقایسه اثر آزمایش‌های تجربی واقعی و آزمایش‌های شبیه‌سازی‌شده بر فهم مفاهیم پایه فیزیک در دانش‌آموزان دوره متوسطه انجام شد و به بررسی میزان تأثیر هر یک از این دو روش بر درک مفاهیم مکانیک و کاهش کج‌فهمی‌های رایج پرداخت. روش پژوهش: این پژوهش به شیوه نیمه‌تجربی و با طرح پیش‌آزمون ـ پس‌آزمون با دو گروه مستقل اجرا شد. جامعه آماری شامل دانش‌آموزان پایه دهم متوسطه منطقه ۱۴ شهر تهران بود که از میان آنان ۶۰ نفر به‌صورت در دسترس انتخاب و به‌طور مساوی در دو گروه ۳۰ نفره جایگزین شدند. گروه نخست آموزش مفاهیم مورد نظر را از طریق انجام آزمایش‌های واقعی در محیط آزمایشگاه دریافت کرد و گروه دوم همان محتوا را با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری تعاملی فراگرفت. ابزار گردآوری داده‌ها شامل آزمون استاندارد درک مفاهیم مکانیک و پرسشنامه سنجش کج‌فهمی‌های فیزیکی بود. داده‌ها با استفاده از روش‌های آماری مناسب برای مقایسه میانگین‌ها تحلیل شدند. یافته‌ها: نتایج نشان داد هر دو روش آموزشی موجب افزایش معنادار نمرات پس‌آزمون در مقایسه با پیش‌آزمون شدند و در ارتقای فهم مفاهیم مکانیک تأثیر مثبت داشتند. با این حال، دانش‌آموزان گروه آزمایش تجربی در درک روابط علّی میان متغیرها و مشاهده مستقیم پدیده‌های فیزیکی عملکرد بالاتری نشان دادند. در مقابل، گروه شبیه‌سازی‌شده در کاهش کج‌فهمی‌ها و شکل‌گیری تصور دقیق‌تر از کمیت‌های فیزیکی و روابط ریاضی مرتبط موفق‌تر عمل کرد. نتیجه‌گیری: بر اساس یافته‌ها، هر یک از دو روش آزمایش تجربی و شبیه‌سازی‌شده دارای مزیت‌های آموزشی متمایز هستند و به‌کارگیری تلفیقی آن‌ها می‌تواند به ارتقای هم‌زمان درک مفهومی عمیق و اصلاح کج‌فهمی‌ها منجر شود. طراحی الگوی ترکیبی مبتنی بر بهره‌گیری هدفمند از هر دو رویکرد، راهکاری کارآمد برای بهبود آموزش مفاهیم فیزیک در دوره متوسطه پیشنهاد می‌شود.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4969_c5b2f42c0aaf606c6d6ef7b8d16f12bc.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 06 15 Design and Validation of a Multimedia Pedagogical Content Knowledge (PCK)-Based Instructional Model for Teaching Paradigm Shift in Physics: A Case Study of the Transition from Flat-Earth to Spherical-Earth Conceptions طراحی و تبیین یک الگوی آموزشی چندرسانه‌ای مبتنی بر دانش تربیتی محتوا (PCK) برای آموزش مفهوم تغییر پارادایم در فیزیک: مطالعه موردی گذار از زمین مسطح به زمین کروی 69 78 4970 10.48310/basic.2026.23208.1604 FA سمیه کیانی گروه آموزشی فیزیک، دانشگاه فرهنگیان، تهران، ایران فاطمه سلطانی گروه آموزش فیزیک، مرکز شهید رجایی، دانشگله فرهنگیان، اصفهان، ایران Journal Article 2026 06 07 Understanding the nature of science and the mechanisms through which scientific knowledge evolves constitutes a fundamental objective of contemporary science education. Among the key epistemological concepts that support this objective, the notion of paradigm shift occupies a central position because it enables learners to recognize science as a dynamic and evolving enterprise rather than a static collection of established facts. Despite its educational significance, teaching paradigm shifts remains challenging, particularly in physics education, where students often struggle to comprehend the historical, philosophical, and conceptual dimensions of scientific change. Traditional instructional approaches frequently fail to represent the complexity of scientific revolutions and the gradual processes through which scientific communities abandon established frameworks and adopt new explanatory models. The present study aimed to design and explain a multimedia instructional model grounded in Pedagogical Content Knowledge (PCK) for teaching the concept of paradigm shift in physics education. The instructional design was developed around a historical case study examining the transition from the flat-Earth worldview to the spherical-Earth model. This historical transformation was selected because it provides a clear and accessible example of how scientific knowledge changes through the accumulation of evidence, the emergence of anomalies, conceptual crises, and the eventual acceptance of new paradigms. Methodologically, the study employed a descriptive–analytical approach with an instructional design orientation. Relevant literature concerning Pedagogical Content Knowledge, history and philosophy of science, Kuhn’s theory of scientific revolutions, and multimedia learning was systematically reviewed to establish the theoretical foundations of the proposed model. Based on these foundations, a multimedia instructional unit was developed that integrated historical narratives, scientific evidence, visual representations, infographics, animations, educational videos, inquiry-based activities, and collaborative learning tasks. Particular attention was given to common student misconceptions regarding the shape of the Earth and the nature of scientific knowledge, as well as to pedagogical strategies capable of supporting conceptual change and meaningful learning. The resulting instructional model provides a coherent framework for representing the stages of paradigm change through historically authentic examples and evidence-based reasoning. Historical accounts of observations made by Aristotle, the measurement of Earth’s circumference by Eratosthenes, and the gradual acceptance of the spherical-Earth model were incorporated to illustrate the dynamic nature of scientific progress. Furthermore, an inquiry-oriented activity was designed to allow students to reconstruct Eratosthenes’ experiment and engage directly with the empirical foundations underlying scientific claims. The integration of multimedia resources with historical and philosophical perspectives enhanced the accessibility of abstract concepts and facilitated deeper conceptual understanding. The findings suggest that combining PCK-informed instructional design with multimedia learning principles and history-of-science approaches can provide an effective pathway for teaching complex epistemological concepts in physics education. The proposed model promotes student engagement, supports evidence-based reasoning, strengthens scientific literacy, and encourages learners to view scientific knowledge as tentative, revisable, and historically situated. In addition, the model offers practical guidance for physics teachers seeking to enhance their Pedagogical Content Knowledge when teaching abstract concepts related to the nature of science. Beyond the specific case examined in this study, the instructional framework may be adapted to other scientific concepts involving historical transformations and conceptual change, thereby contributing to more meaningful and authentic science learning experiences. این مقاله با هدف طراحی و تبیین یک الگوی آموزشی چندرسانه‌ای نوآورانه برای آموزش مفهوم بنیادین «تغییر پارادایم» در حوزه فیزیک، با تمرکز ویژه بر مطالعه موردی گذار تاریخی از باور به «زمین مسطح» به مدل «زمین کروی»، تدوین شده است. آموزش مفاهیم انتزاعی و چالش‌برانگیز مانند «پارادایم» و «تحول پارادایمی»، به دلیل ماهیت مفهومی عمیق و نیاز به درک ابعاد تاریخی-شناختی، همواره یکی از موانع اصلی در مسیر آموزش مؤثر علوم، به‌ویژه در سطوح پایه، محسوب می‌شود. درسنامه‌های سنتی اغلب در انتقال پویایی این تحولات فکری و تجربیات تاریخی ناتوانند. در این پژوهش، با بهره‌گیری از رویکرد توصیفی-تحلیلی و با تکیه بر مبانی نظری دانش تربیتی محتوا (Pedagogical Content Knowledge - PCK)، یک درس‌نامه چندرسانه‌ای جامع طراحی گردید. این درس‌نامه با تلفیق هوشمندانه روایت تاریخی (مانند داستان اراتوستن و مشاهدات ارسطو)، شواهد علمی مستند (شواهد تجربی و استدلال‌های هندسی)، و عناصر دیداری و شنیداری جذاب (مانند تصاویر، نمودارها، انیمیشن‌ها و پیوندهای ویدئویی)، تلاش می‌کند تا درک مفهومی دانش‌آموزان را تقویت کرده و فرایند انتقال مفاهیم انتزاعی را تسهیل نماید. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده ترکیبی از روایت تاریخی قدرتمند همراه با ابزارهای چندرسانه‌ای مدرن، نه تنها فهم عمیق‌تر دانش‌آموزان را ممکن می‌سازد، بلکه با افزایش جذابیت و مشارکت، یادگیری را تسهیل و ماندگارتر می‌کند. علاوه بر این، الگوی طراحی‌شده می‌تواند به‌عنوان یک نمونه عملی و کاربردی برای ارتقای PCK معلمان فیزیک در مواجهه با آموزش مفاهیم پیچیده علمی و تاریخی مورد استفاده قرار گیرد و راه را برای طراحی واحدهای آموزشی مشابه در سایر حوزه‌های علم هموار سازد.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4970_0b6fb7f9d5e03d977cc23eaf1a116e6a.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 06 15 From luminescence to photoluminescence: Studying nonlinear optical phenomena in quantum dots using density functional theory (DFT) از تابناکی تا نورتابناکی: بررسی پدیده‌ی اپتیکی غیرخطی در نقاط کوانتومی با روش نظریه-ی تابعی چگالی(DFT) 79 93 4972 10.48310/basic.2026.23211.1605 FA فاطمه شیعه زاده دانشجوی دکتری فوتونیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بناب، بناب، ایران رضا آقبلاغی گروه اپتیک و لیزر، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بناب، بناب، ایران. علی نوید گروه اپتیک و لیزر، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بناب، بناب، ایران. Journal Article 2026 06 07 Objective: Luminescence is a phenomenon in which a material, without the need for a significant increase in temperature, releases absorbed energy in the form of light radiation and, as one of the fundamental phenomena in the physics of light, represents the emission of photons from a material due to non-thermal excitation. This phenomenon exhibits nonlinear behavior in certain cases of intense light radiation and has therefore received special attention in the field of nonlinear optics. Recent studies have shown that quantum dots, due to the discrete structure of energy levels and quantum confinement effects, are a very suitable platform for studying and controlling luminescence. In these materials, processes such as multi-photon absorption, changing the emission spectrum and increasing the luminous efficiency can be tuned by changing the size and composition of quantum dots. Regarding the application of photoluminescence to quantum dots, it is a key tool for studying their optical and electronic properties, allowing the determination of the energy gap, the assessment of structural quality, and the identification of defects. Analysis of the PL spectrum and intensity provides detailed information about the quantum efficiency, radiative and non-radiative recombination behavior, and carrier dynamics. Time-resolved photoluminescence is also very effective in investigating the lifetime of excited states and processes such as energy transfer. Method: In this research, by reviewing the theoretical foundations of luminescence and examining its types, especially the relationships between luminescence, photoluminescence, and nonlinear behaviors in nanostructured materials—especially quantum dots—are analyzed. This analysis was conducted with the aim of identifying the physical properties affecting the intensity, efficiency, and stability of light radiation in strong fields. The simulations in this part of the research have been performed with Density Functional Theory(DFT). Results: In photoluminescence, the behavior of this phenomenon in the presence of intense optical fields has been investigated. The main focus of this research is to explain the relationship between photoluminescence and quantum dots to clarify the role of electronic structure and nonlinear optical effects in controlling light emission. The results of this study can be effective in better understanding the mechanisms of light emission at the nanoscale and the design of advanced lasers based on quantum dots. Because the wavelength of radiation can be precisely tuned based on the size and composition of the quantum dots, these lasers are capable of producing light in a wide range of colors. Such properties have made nanoscale lasers play a very important role in areas such as high-speed optical communications, ultrasensitive biosensors, nanoscale cellular imaging, and even optical quantum computing. In short, quantum dot luminescence is the basis for the operation of many modern nanoscale lasers, and this technology has established a link between nanotechnology, optoelectronics, and advanced photonics that has opened new horizons in science and industry. تابناکی پدیده‌ای است که در آن یک ماده، بدون نیاز به افزایش محسوس دما، انرژی جذب‌شده را به‌صورت تابش نوری آزاد می‌کند و به‌عنوان یکی از پدیده‌های بنیادی در فیزیک نور، بیانگر گسیل فوتون از ماده در اثر برانگیزش غیرحرارتی است. این پدیده در حالت‌های خاصی از تابش نوری شدید، رفتار غیرخطی از خود نشان می‌دهد و از این‌ رو در شاخه‌ی اپتیک غیرخطی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. بررسی‌های اخیر نشان داده‌اند که نقاط کوانتومی به‌دلیل ساختار گسسته‌ی ترازهای انرژی و اثرات محصورشدگی کوانتومی، بستر بسیار مناسبی برای مطالعه و کنترل تابناکی هستند. در این مواد، فرآیندهایی چون جذب چندفوتونی، تغییر طیف گسیل و افزایش بازده نورتابناکی با تغییر اندازه و ترکیب نقاط کوانتومی قابل تنظیم است. در این تحقیق، با مروری بر مبانی نظری تابناکی و بررسی انواع آن، به‌ویژه روابط میان تابناکی، نورتابناکی و رفتارهای غیرخطی در مواد نانوساختار — به‌ویژه نقاط کوانتومی — تحلیل شده است. این تحلیل با هدف شناسایی ویژگی‌های فیزیکی مؤثر بر شدت، بازده و پایداری تابش نوری در میدان‌های قوی انجام گرفت. شبیه سازی های این قسمت از پژوهش با نظریه ی تابعی چگالی انجام شده است. نورتابناکی، رفتار این پدیده در حضور میدان‌های نوری شدید مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز اصلی این پژوهش، بر تبیین رابطه‌ی بین نورتابناکی و نقاط کوانتومی است تا نقش ساختار الکترونی و اثرات اپتیکی غیرخطی در کنترل تابش نوری روشن شود. نتایج این مطالعه می‌تواند در درک بهتر مکانیزم‌های گسیل نور در مقیاس نانو و طراحی لیزرهای پیشرفته مبتنی بر نقاط کوانتومی مؤثر واقع شود.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4972_3b951ae4c0f4040968ed81d17b56fcc1.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 06 20 The Effect of Active Demonstration on Understanding the Particle Model in Teaching States of Matter in Internship 3 تأثیر نمایش فعال بر درک مدل ذره‌ای در آموزش حالت‌های ماده در کارورزی 3 94 107 4992 10.48310/basic.2026.22965.1596 FA فاطمه اربابی فر شمس آباد، خ استادحسن بنا، میدان شریفی، خ شریفی غربی، پلاک ۱۴، زنگ ۲ ملیکا عبدی دانشجوی کارشناسی ارمیتا محمدپور دانشجوی کارشناسی Journal Article 2026 05 17 This study, conducted within Practicum III at Farhangian University, explored the impact of active representation on teaching abstract physics concepts. The focus was on enhancing 10th grade students’ understanding of the particle model and states of matter through embodied learning. Practicum III provided a unique opportunity for student teachers to bridge the gap between educational theories and classroom realities by designing and implementing active, learner centered lessons in authentic school environments. The methodology was grounded in an active learning framework known as the “Particle Game,” which emphasizes three sequential stages: experiencing, explaining, and applying. In the experiencing stage, students physically role played the behavior of particles in solid, liquid, and gas states, while also conducting simple hands on experiments. In the explaining stage, learners worked collaboratively in small groups to complete comparative tables and discuss their observations, thereby constructing meaning from direct experience. In the applying stage, groups compared their results and transferred their newly acquired knowledge to novel, real world situations. Continuous, process based assessment was carried out through systematic classroom observation and careful evaluation of group discussions and outputs, focusing not only on correct answers but also on the quality of reasoning and collaboration. The findings revealed that embodied modeling significantly improved students’ conceptual grasp of particle behavior, particularly regarding particle arrangement, motion, and energy in different states of matter. In addition to cognitive gains, the active approach substantially increased student motivation, concentration, and overall engagement in the classroom. Students who had previously shown little interest in physics became active participants, and disruptive behaviors decreased noticeably. Furthermore, students successfully transferred their knowledge to real world contexts, such as industrial engraving processes and Brownian motion, demonstrating that their understanding was not merely rote but genuinely applicable. The active representation method also helped reduce common misconceptions, such as the belief that particles expand or contract rather than changing their spacing and motion. Overall, the “Particle Game” approach demonstrated its effectiveness as a practical, low cost, and highly engaging model for bridging abstract scientific concepts with tangible, bodily experiences. This embodied learning framework offers a valuable and replicable model for teaching physics in secondary education, particularly for topics that involve invisible entities and dynamic processes. این پژوهش در چارچوب کارورزی ۳ و به‌عنوان بخشی از فرایند آموزش عملی دانشجو-معلمان دانشگاه فرهنگیان اجرا شد. کارورزی ۳ فرصتی ارزشمند فراهم می‌آورد تا دانشجو-معلمان پیش از ورود به حرفه تدریس، در محیطی واقعی و حمایت‌شده به کارآموزی بپردازند و شکاف بین نظریه‌های دانشگاهی و اقتضائات کلاس درس را کاهش دهند. هدف اصلی این پژوهش، ارتقاء درک مفهومی عمیق و افزایش انگیزه یادگیری دانش‌آموزان پایه دهم رشته ریاضی دبیرستان رضوان، پیرامون مفاهیم انتزاعی مدل ذره‌ای و حالت‌های ماده بود. این مفاهیم به دلیل ماهیت غیرملموس خود، اغلب برای دانش‌آموزان دشوار و دور از زندگی روزمره تلقی می‌شوند. کارورزی ۳ این امکان را به دانشجو-معلم داد تا با طراحی و اجرای یک طرح درس فعال در محیط واقعی کلاس، مهارت‌های تدریس خود را در تعامل مستقیم با دانش‌آموزان تقویت کرده و نظریه‌های آموزشی را به تجربه عملی تبدیل کند. روش کار بر پایه مدل یادگیری فعال (بازی ذرات) و با تأکید بر سه مرحله کلیدی طراحی و اجرا شد: مرحله اول «تجربه کردن» (شامل ایفای نقش ذرات توسط خود دانش‌آموزان و انجام آزمایش‌های ساده و دست‌ورزی)، مرحله دوم «توضیح دادن» (شامل تکمیل جدول‌های مقایسه‌ای گروهی و بحث در مورد مشاهدات) و مرحله سوم «به کار بستن» (شامل مقایسه نتایج گروه‌ها و انتقال یادگیری به موقعیت‌های جدید و مسئله‌محور). سنجش یادگیری به‌صورت مستمر و فرایند‑محور (از طریق مشاهده میزان مشارکت فعال دانش‌آموزان و کیفیت پاسخ‌های ارائه‌شده در گروه‌ها) انجام گرفت. یافته‌های این پژوهش نشان داد که روش نمایش فعال و مدل‌سازی بدن‌محور نه‌تنها در ارتقاء درک مفهومی دانش‌آموزان از مدل ذره‌ای مؤثر بوده است، بلکه انگیزه و تمرکز آنان را در کلاس به طور چشمگیری افزایش داده است. در مجموع، این رویکرد می‌تواند به‌عنوان الگویی کارآمد و عملی برای آموزش مفاهیم انتزاعی فیزیک در پایه دهم و حتی سایر مقاطع تحصیلی مورد استفاده قرار گیرد.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4992_4984358547f76e1f8e074dc2019d8fa4.pdf

دانشگاه فرهنگیان پژوهش در آموزش علوم تجربی 3115-8889 12 42- ویژه‏ نامه 2026 06 20 Investigating momentum dependence factors using interactive physics tools within the framework of educational methods (IBSE) عوامل وابستگی تکانه با استفاده از ابزار اینتراکتیو فیزیک در چارچوب روش آموزشی(IBSE) 108 115 4993 10.48310/basic.2026.23339.1606 FA حسین محتوی گروه آموزش علوم تجربی، دانشگاه فرهنگیان، پردیس علامه امینی، تبریز، ایران محمد قاسم نژند گروه آموزش فیزیک،دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی889-14665 تهران،ایران Journal Article 2026 06 17 This study was designed and implemented to investigate the dependence of linear momentum on the two fundamental variables of mass and velocity within a virtual educational environment, utilizing the powerful Interactive Physics simulator (version 9.0). The primary objective was not only to verify the mathematical relationship P=mvP=mv in a simulated setting, but also to examine whether an inquiry-oriented, technology-enhanced learning environment could promote deeper conceptual understanding and scientific reasoning among students. The research was guided by the question of how systematic manipulation of physical variables in a dynamic simulation influences learners’ comprehension of proportional relationships in classical mechanics. The central instructional framework employed in this study was Inquiry-Based Science Education (IBSE), grounded in constructivist learning theory. According to this perspective, knowledge is actively constructed through experience, exploration, and reflection rather than passively received. Within this framework, students were encouraged to observe simulated physical phenomena, formulate hypotheses regarding the relationship between mass, velocity, and momentum, test their predictions through controlled experimentation, and interpret the resulting data. Instead of memorizing the momentum formula, learners discovered the linear and proportional nature of the relationship by directly manipulating variables and analyzing graphical and numerical outputs generated by the software. The statistical population consisted of 32 ninth-grade male high school students during the 1404–1405 academic year. A quasi-experimental pre-test–post-test design with a control group was employed to evaluate the effectiveness of the intervention. The experimental group participated in structured simulation-based inquiry sessions, while the control group received conventional instruction. Data collection instruments included a researcher-developed conceptual test measuring understanding of linear momentum, problem-solving items assessing analytical reasoning, and a qualitative observation checklist designed to capture levels of engagement, collaboration, and inquiry behaviors. Content validity was confirmed by physics education experts, and reliability coefficients were calculated to ensure measurement consistency. The research procedure involved clearly defining the problem, formulating hypotheses grounded in classical mechanics principles, designing guided simulation scenarios, systematically manipulating mass and velocity variables, recording quantitative outcomes, and analyzing data using descriptive statistics and inferential methods to compare pre- and post-test performance. Findings indicated that linear momentum demonstrates a direct and strictly proportional relationship with both mass and velocity; doubling either variable, while holding the other constant, resulted in a corresponding doubling of momentum. The simulation outputs were fully consistent with theoretical predictions of classical physics. Furthermore, qualitative findings revealed improved conceptual clarity, reduced intuitive misconceptions, enhanced scientific reasoning skills, and significantly greater student motivation and active participation. Overall, the study highlights the effectiveness of integrating interactive simulation technologies with inquiry-based pedagogical strategies in fostering meaningful and durable learning of foundational physics concepts. این پژوهش با هدف سنجش میزان وابستگی کمیت تکانه خطی به دو متغیر بنیادی جرم و سرعت در محیط آموزشی مجازی، با بهره‌گیری از شبیه‌ساز قدرتمند Interactive Physics (نسخه 9.0) طراحی و اجرا گردید. رویکرد محوری آموزشی مورد استفاده، روش آموزش مبتنی بر کاوشگری علمی (Inquiry-Based Science Education - IBSE) بود که بر مبنای اصول سازنده‌گرایی، دانش‌آموز را از حالت دریافت منفعلانه خارج ساخته و او را درگیر فرایند فعال مشاهده، طرح پرسش، فرضیه‌سازی، آزمایش و استنتاج قوانین علمی می‌کند. در این چارچوب، یادگیرندگان به‌جای حفظ روابط، از طریق تعامل مستقیم با متغیرها و تحلیل نتایج، به درک عمیق‌تری از مفاهیم فیزیکی دست می‌یابند. جامعه‌ی آماری پژوهش شامل 32 نفر از دانش‌آموزان پایه نهم متوسطه (صرفاً پسرانه) در سال تحصیلی ۱۴۰۵–۱۴۰۴ بود که در قالب یک طرح شبه‌آزمایشی پیش‌آزمون–پس‌آزمون با گروه کنترل مورد بررسی قرار گرفتند. ابزار گردآوری داده‌ها شامل آزمون محقق‌ساخته سنجش درک مفهومی تکانه خطی و نیز چک‌لیست تحلیل کیفی فرایند یادگیری بود. مراحل اجرای پژوهش شامل تبیین دقیق مسئله پژوهش، تدوین فرضیه‌های مبتنی بر مبانی نظری مکانیک کلاسیک، طراحی سناریوهای شبیه‌سازی، دست‌کاری کنترل‌شده متغیرهای جرم و سرعت در محیط نرم‌افزار و در نهایت تحلیل آماری داده‌ها با استفاده از شاخص‌های توصیفی و استنباطی بود. یافته‌های پژوهش نشان داد که کمیت تکانه خطی (P = mv) رابطه‌ای مستقیم و کاملاً متناسب با هر دو متغیر جرم (m) و سرعت (v) دارد، به‌گونه‌ای که افزایش هر یک از این متغیرها به‌طور خطی موجب افزایش مقدار تکانه می‌شود. نتایج شبیه‌سازی در محیط مجازی انطباق کامل با پیش‌بینی‌های نظری فیزیک کلاسیک داشت. افزون بر این، تحلیل کیفی داده‌ها نشان داد بهره‌گیری از شبیه‌سازی تعاملی، موجب تقویت درک مفهومی، کاهش خطاهای شهودی رایج و مشارکت فعال دانش‌آموزان در فرایند یادگیری شده است. این نتایج بر کارآمدی تلفیق فناوری‌های شبیه‌سازی با رویکرد کاوشگری در آموزش مفاهیم بنیادین فیزیک تأکید می‌کند.

https://basicscience.cfu.ac.ir/article_4993_3d5aa35450b20e20aa71c0a5b0858a26.pdf