بررسی جامعه آماری

جامعه آماری مورد مطالعه در این پژوهش تمامی دانش آموزان سال اول دبیرستان هستند که درنوبت روزانه مشغول به تحصیل هستند این تعداد بنا به آمار سازمان آموزش و پرورش شهر تهران تعداد در سال 82 ـ 81 می باشند که از این تعداد نفر پسر و دختر می باشند

دسته بندی	آمار
فرمت فایل	doc
حجم فایل	20 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	38

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

جامعه آماری

جامعه آماری مورد مطالعه در این پژوهش تمامی دانش آموزان سال اول دبیرستان هستند که درنوبت روزانه مشغول به تحصیل هستند این تعداد بنا به آمار سازمان آموزش و پرورش شهر تهران تعداد ............. در سال 82 ـ 81 می باشند که از این تعداد ............ نفر پسر و ............ دختر می باشند.

روش نمونه گیری

برای انتخاب نمونة معرف جامعه از روش نمونه گیری PPS استفاده شد. در این
نمونه گیری هر یک از مدارس بر اساس تعداد کلاسهایشان فهرست می شوند. به عبارت دیگر شانس انتخاب شدن هر مدرسه به تعداد کلاسهای آن مدرسه وابسته است. برای انتخاب نمونه ابتدا تعداد کلاسها فهرست شده و نمونه گیری از بین کلاسهای لیست شده انتخاب می شوند. بدین ترتیب واحد نمونه گیری در روش نمونه گیری PPS کلاس خواهد بود.

مطابق با شیوه اجرای نمونه گیری PPS ، ابتدا تمامی کلاسهای اول دبیرستان در شهر تهران فهرست شد و براساس این فهرست به صورت تصادفی تعدادی از کلاسها انتخاب شد. در انتخاب کلاسها سعی شد که علاوه بر تعداد تقریبی نمونه، تعدادی از کلاسها نیز به عنوان کلاسهای جانشین در نظر گرفته شوند. مشخصات نمونه درجدول زیر آورده شده است:

ابزار گردآوری داده ها

عملکرد قبلی ریاضی

با توجه به اینکه نمرات سال قبل دانش آموزان در نوبت دوم بصورت هماهنگ درسطح استان برگزار شده است (امتحان نهایی) این نمرات به عنوان بهترین ملاک برای
اندازه گیری نمرات قبلی به شمار می رفتند. بدین منظور نمرة ریاضی امتحان نهایی هر یک از دانش آموزان در کلاس سوم راهنمایی از بایگانی مدارس جمع آوری گردید.

مقیاس نگرش ریاضی

مقیاس نگرش ریاضی توسط فنما و شرمن طراحی و در سال 2001 مورد تجدید نظر قرار گرفت. این مقیاس شامل ـ سوال است که هر یک از گویه های آن در یک طیف 5 گزینه ای به سنجش نگرش دانش آموزان می پردازند. سوالات این مقیاس در چهار عامل «اطمینان نسبت به توانایی های خود در انجام مسایل ریاضی»، «سودمندی دریافت شده ریاضی»، «ادراک از نگرش معلم» و «باورهای کلیشه ای جنسیتی در کارهای مربوط به ریاضی» دسته بندی می شوند. با توجه به آنکه باور جنسی از اهداف این پژوهش به شمار نمی رفت و همچنین با توجه به حجم زیاد سوالات (با توجه به پرسشنامه دیگر) عامل «باورهای کلیشه ای جنسیتی در کارهای مربوط به ریاضی» از این مقیاس حذف شد.

برای محاسبه روایی مقیاس، همزمان با اجرای این مقیاس، پرسشنامه نگرش ریاضی داتون نیز اجرا شد. همبستگی بدست آمده از اجرای هر دو پرسشنامه به میزان 866/0 به دست آمد که مقدار معنی داری است. بنابراین می توانیم این مقیاس را براساس مقدار
به دست آمده از روش روایی همزمان، مقیاسی روا به شمار آوریم. (01/0 pp < )

پس از اجرای این مقیاس بر روی تمامی افراد نمونه، داده های به دست آ,ده مورد تحلیل عاملی قرار گرفت. تحلیل عاملی اکتشافی اولیه این مقیاس تعداد 8 عامل را نشان داد که پس از بررسی و مقایسه گویه ها با همدیگر و در نظر گرفتن اثرات ویژه تعداد چهار عامل برای خلاصه کردن داده ها انتخاب شد. لازم به تذکر است که با توجه به تعدد عوامل در این پرسشنامه عوامل با اثرات ویژه تعداد چهار عامل برای خلاصه کردن
داده ها انتخاب شد. لازم به ذکر است که با توجه به تعدد عوامل در این پرسشنامه عوامل با اثرات ویژه بالای 25/1 انتخاب شدند. همچنین کفایت حجم نمونه باز آزمون کفایت نامه (KMO) مورد تأیید قرار گرفت. مقدار این آزمون به میزان بود. ضمناً برای بدست آوردن بارهای عاملی دقیق تر و مشخص تر از چرخش ابلیمن مستقیم استفاده شد.

دسته بندی سوالات مقیاس با توجه به تمایل عاملی انجام شده نشان داد که چهار عامل استخراج شده از مقیاس نگرش ریاضی عبارت بودند از؛ «اطمینان به توانایی در انجام مسایل ریاضی»، «ادراک از نگرش معلمان»، «استفاده از ریاضی در زندگی روزمره» و «سودمندی دریافت شده». ترکیب این چهار عامل جمعاً 907/47 درصد از واریانس نگرش ریاضی را تبیین کرد. نتایج تحلیل عاملی این مقیاس بطور خلاصه در جدول زیر آورده شده است:

توجه به سطر آخر جدول 3 ­ـ 2 ضرایب آلفای کروبناخ هریک از عوامل را نشان
می دهد. با ملاحظة این سطر می توان مشاهده کرد که هریک از عوامل از میزان همسانی درونی قابل قبولی برخوردار است و بدین ترتیب می توان آزمون بکار برده شده را پایا دانست.

مقیاس اضطراب ریاضی

این مقیاس توسط مسعود شکرانی در سال 1381 طراحی و اجرا شده است. وی از مجموعه 38 سوالی کل آزمون 18 سوال را انتخاب و هنجار نمود. دانش آموزان برای جواب به این آزمون طیف 4 درجه ای کاملاً مخالفم، مخالفم، موافقم و کاملاً موافقم را علامت زدند. شکرانی در تحلیل عاملی این مقیاس که بر روی دانش آموزان دبیرستانهای اصفهان اجرا کرده بود، دو عامل «اضطراب امتحان ریاضی» و «اضطراب کلاس ریاضی» را مشخص کرده بود. سازندة مقیاس، پایانی آزمون را با استفاده از روش آلفای کروبناخ 922/0 برای کل آزمون و 896/0 و 893/0 برای عامل های اول و دوم برآورد نمود. همچنین وی روایی آن را از طریق همبسته کردن با مقیاس اضطراب کتل 532/0
معنی دار گزارش کرده بود. در مطالعة دیگری که از این آزمون استفاده شده بود روایی آزمون از طریق همبسته کردن با مقیاس اضطراب ریاضی بتز 66/0 و پایایی آن از طریق بازآزمایی 74/0 محاسبه شده بود. همچنین تحلیل عاملی این آزمون بر روی
دانش آموزان سال سوم راهنمایی شهر تهران چهار عامل: «اضطراب امتحان ریاضی»، «اضطراب موقعیت پاسخ» و «اضطراب ماهیت ریاضی» را نشان داد که همگی این عوامل مقدار آلفای کروبناخ بالایی بودند (کبیری 1382)

برای محاسبه روایی این آزمون از روش روایی همزمان استفاده شد. میزان همبستگی بدست آمده بین ای آزمون و آزمون اضطراب ریاضی بتز (P < 0/01 , r = 0/889)
معنی دار بود و می توان نتیجه گرفت که آزمون مورد استفاده از نظر قابلیت استفاده، اطمینان کافی را دارد. برای محاسبه پایایی از روش همسانی درونی آلفای کروبناخ استفاده گردید که نتایج آن در جدول 3 ـ 3 آمده است.

تحلیل عاملی اکتشافی این آزمون بر روی نمونه دو عامل «اضطراب ماهیت ریاضی» و «اضطراب امتحان ریاضی» را نشان داد. توضیح این نکته ضروری است که عامل سوم به علت متورم بودن بارهای عاملی آن در دو یا چند عامل و همچنین کم بودن سوالات آن کنار گذاشته و در نتیجه سوالات 23، 34، 38 و 81 از سوالات پرسشنامه حذف گردید. لازم به توضیح است که از چرخش دبلیمین مستقیم استفاده شد. اندازه نمونه با توجه به شاخص KMO به میزان 927/0 معنی دار است (P = 0/01) و دو عامل مذکور جمعاً 981/51 درصد از واریانس اضطراب ریاضی را تبیین کرده بودند. نتایج تحلیل عاملی این پرسشنامه در زیر آورده شده است:

مقیاس انگیزش

این مقیاس که به نام مقیاس عقیده دانش آموز معروف شده است فقط توسط .......... ساخته شده است. این مقیاس یک پرسشنامه 10سوالی است که انگیزش دانش آموزان را در جهت عمل خواسته شده از آنان در یک طیف 5 درجه ای از کاملاً مخالفم تا کاملاً موافقم اندازه می گیرد.

این مقیاس در ساخت اولیه خود دو عامل «ارتباط شخصی آزمون شخصی آزمون با آزمودنی» و «تلاش مشغول شدة دانش آموزان در طول ارزیابی» را بررسی می کرد. روایی و پایایی در ساخت اولیه آزمون ..........

جهت به دست آوردن پایایی آزمون آلفای از روش آلفای کروبناخ استفاده شد. با استفاده از این روش مشخص گردید که عامل «ارتباط شخصی آزمون با آزمودنی» به میزان
802/0 و عامل «تلاش بکار گرفته شدة دانش آموزان در طول ارزیابی» به میزان 568/00 از همسانی درونی برخوردارند.

روش آماری

برای تجزیه وتحلیل داده های این پژوهش از سه روش دگرسیون چند متغیره، تحلیل مسیر و مدل معادلات ساختاری استفاده گردید. علت استفاده از هر سه این روشها تأیید نتایج بدست آمده و استفاده از اطلاعات بیشتری که هر یک از روشها دارند می باشد. همچنین نمرات بدست آمده در هر یک از دو جنس نیز با استفاده از آزمون T مستقل مورد مقایسه قرار گرفت.

عملکرد قبلی ریاضیمقیاس نگرش ریاضیمقیاس اضطراب ریاضی

بررسی جغرافیای ریاضی

درس جغرافیای ریاضی یکی در دروس اصلی رشتة جغرافیا می باشد و موضوع آن نیز بررسی شکل هندسی زمین و به ویژه حرکات آن درفضا می باشد، مطالعه وضعیت اجرام آسمانی ازقبیل سیارات، ستارگان، سحابیها و کهکشانها را نیز در بر می گیرد با فراگیری این دانش می توان دید وسیعی نسبت به جهان آفرینش از نظر جغرافیا را به دست آورد

دسته بندی	ریاضی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	41 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	50

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

درس :

جغرافیای ریاضی

درس جغرافیای ریاضی یکی در دروس اصلی رشتة جغرافیا می باشد و موضوع آن نیز بررسی شکل هندسی زمین و به ویژه حرکات آن درفضا می باشد، مطالعه وضعیت اجرام آسمانی ازقبیل سیارات، ستارگان، سحابیها و کهکشانها را نیز در بر می گیرد. با فراگیری این دانش می توان دید وسیعی نسبت به جهان آفرینش از نظر جغرافیا را به دست آورد.

همبستگی جغرافیای ریاضی با دانش نجوم بسیار نزدیک و قابل بحث است و در واقع با کمک علم نجوم می توان دانش جغرافیای را فرا گرفت. این نکته قابل بررسی است که هدف از دانش جغرافیای ریاضی وارد شدن به جزئیات اجرام سماوی، خواص آنها به ویژه فراگیری نجوم محض نمی باشد، بلکه از ترکیب علم جغرافیا و نجوم می توان حوادث موجود در جهان مثل پدیده های خسوف و کسوف، جذر و مد و غیره را به راحی توجیه کرد.

امروزه بشر با بهره جویی از کاوشهای فضای و انتفاع از کشفیات علمی بسیار، توانسته است گام کوچکی در پهنة اقیانوس بی کران جهان بردارد تا شاید بتواند به بخش مختصری از مجهولات فراوان خویش و موجودات حیرت انگیز جهان آفرینش نایل شود، به همین منظور درصد برآمد با کمک جغرافیا با آسمانها و مواد آن آشنا و به وسیلة این آشنایی و علاقه با توجه به اهمیت ویژه ای که برای آن قایل است تا حدی به پیشرفتهای علمی دست یابد.

هنگامی که بشر برای اولین بار آسمان بالای سر خود را مورد نظر قرار داد، دیدرس او فقط به آسمان بالای سرش محدود می شد. بعدها، او توانست وسایل علمی خاص را اختراع کند و به کمک آنها قادر به جستجو و مطالعه درفضای دورتر شود. در زمانهای اخیر اتفاقات جدید و هیجان انگیزی رخ داده است. بشر قادر به مسافرت و جستجو در فضا گشت و به همین علت هم اطلاعات او از جهان اطرافش به ناگهان افزایش یافت. بشر اولیه متوجه شد که بسیاری از اجرام روشن موجود در آسمان، به آهستگی در میان ستارگان حرکت می‌‌کنند. پس از طی قرون بسیار، او تشخیص داد که زمین و بعضی از اجرام، در اطراف خورشید گردش می کنند. این اجرام فضایی متحرک، سیارات نامیده شده اند و همة آنها را همراه با خورشید، منظومة شمسی نامگذاری کرده اند. اگر چه کشف این سیستم اهمیت زیادی داشت، ولی واقعة با اهمیت تر در قرن هفدهم میلادی رخ داد. گالیله دانشمند ایتالیایی تلسکوپی را بنا کرد که با کمک آن توانست عظمت و شگفتیهای کیهان را در اطراف سیستم خورشیدی مورد بررسی قرار دهد. او کهکشان راه شیری را مطالعه کرد و با کشف بزرگ خود نشان داد که این راه، مرکب از میلیاردها ستاره بسیار دور و کمرنگ می باشد. به کمک تلسکوپهای بسیار قوی و سایر وسایل علمی ( مانند نورسنج، طیف نگار و..) تاکنون بسیاری از اسرار این کهکشان کشف شده است.

با توجه به موارد فوق می توان دریافت که علم نجوم در مسیر تحول خود به کشف بسیاری از قوانین حاکم بر اجرام سماوی نایل آمده است، ولی باید گفت که کار تحقیق و پژوهش در این باره هرگز پایان پذیر نیست، زیرا با پیشرفت تکنولوژی، در هر زمان به اسرار تازه ای از جهان آفرینش دست می یابیم. به هر صورت، نقش و اهمیت نجوم در زندگی بشر انکار ناپذیر است و موارد کاربرد آن را میتوان در جهت یابی، هوانوردی، دریانوردی و مطالعات جغرافیایی، تهیه نقشه های مختلف جغرافیایی و نقشه برداری از زمین، پیش بینی جذر و مد، طوفان و توفند، توده های هوایی، انواع جبهه ها، اتمسفر و ترکیب آن، فرایند های انتقال انرژی گرمایی، کیفیت پدیده های مربوط به تابش، تهیة تقویمهای مختلف و بررسی نیروی گرانش به کمک محاسبات نجومی، نام برد.

درحال حاضر علم نجوم را به پنج بخش کاملاً مجزا تقسیم می کنند که هر بخش تخصص مخصوص به خود را می طلبد. این پنج بخش عبارتند از:

1-هیأت و نجوم Astronmy: در این مبحث تنها مسائل مربوط به حرکت و جابجایی اجرام سماوی و اثران ناشی از این حرکات مورد مطالعه قرار می گیرد و بیشترین مباحث درس جغرافیای ریاضی به این قسمت از دانش نجوم مربوط می شود.

2-اختر فیزیک Astrophysics: در این بخش، ساختار، خواص فیزیکی، ترکیب شیمیایی و تحولات درونی ستارگان مورد بحث قرار می گیرد. در دانش اختر فیزیک دربارة حرکات ظاهری و حقیقی ستارگان و تعیین مواضع آنها نیز بحث می شود.

3- طالع بینی Astrology : در این قسمت، به کمک حرکت و مواضع اجرام سماوی، حوادث آسمانی پیشگویی می شود. البته آن دسته از پیشگویی های که منطبق بر قوانین علمی است ( مانند رخداد خسوف و کسوف) مورد تأیید است و آن پیشگویی های که پایة علمی ندارد و بیشتر جنبة فال گیری دارد، در این بخش مورد مطالعه قرار نمی گیرد.

4- کیهانشناسی Cosmology : این مقوله، قوانین عمومی تکامل طبیعی و مادی جهان و ساختار آن را بررسی می کند. به عبارت دیگر، جهان هستی را از دید کلی در نظر می گیرد و به مطالعة آن میپردازد. بررسی وضع کهکشانها، نواختران و به ویژه مسئلة انبساط جهان از مباحث این قسمت از دانش نجوم می باشد.

5- کیهان زایی Cosmogong : این بخش از دانش نجوم دربارة چگونگی پیدایش و منشأ کیهان بحث می کند. مسائل مربوط به پیدایش، تحول و تکوین عالم هستی در قلمرو مطالعات کیهان زایی است.

اکنون با توجه به تقسیم بندیهای ذکر شده در این قسمت، ملاحظه می شود که دانش جغرافیای ریاضی ( زمین در فضا) در قسمت اول این تقسیم بندی یعنی در هیأت و نجوم قرار می گیرد. در این دانش تنها به مسائلی پرداخته می شود که مربوط به حرکات اجرام سماوی ( به خصوص سیاره زمین) و آثار ناشی از این حرکات می باشد. مثلاً وقتی صحبت از دو رویداد آسمانی خسوف و کسوف می شود، این مطلب مستقیماً به جابه جایی و حرکتهای سه جرم ارتباط و همبستگی بسیار نزدیک جغرافیای ریاضی و نجوم آشکار می گردد. از این رو نتیجه می گیریم که در س جغرافیای ریاضی قسمتی از دانش هیأت است که خوشبختانه پایه گزاران آن دانشمندان ایرانی مثل ابوریحان بیرونی، عبدالرحمن صوفی، خواجه نصرالدین طوسی و …بوده اند. اگر چه در عصر حاضر پیشرفتهای سریع و قابل ملاحظه ای در این علم به خاطر توسعه تکنولوژی و ساخت وسایل مدرن رصد اجرام سماوی، صورت گرفته است، ولی به اعتقاد همة دانشمندان غربی تمام کشفیات و پیشرفتهای دانش هیأت جدید بر پایة هیأت قدیم بنا نهاده شده است.

1-2- تعریف کیهان

کیهان را می توان ترکیبی از ستارگان، سحابیها، سیارات، ستارگان دنباله دار و اجرام آسمانی دیگر تعریف کرد. به تصور ما این اجزاء جمع شده اند تا نقش کیهان را رقم بزنند. سیارات، سیارکها، اقمار، ستارگان دنباله دار، شهابسنگها به دور ستاره منفردی می گردند و ما آن را خورشید می نامیم. این مجموعة عظیم همه با هم منظومة شمسی را تشکیل می دهند. خورشید و بیلیونها ستاره دیگر اجتماعی از ستارگان را پدید می آورند که کهشکان خودی یا راه شیری نامیده می شود. جهان، بسیاری از این کهکشانها یا اجتماعات ستاره ای را شامل می شود.

1-2-1- کهکشان

کهکشان عبارت است از تعداد زیادی ستاره و فضای بین ستاره ای ( اغلب گاز و گرد و غبار) که تحت نیروی گرانش متقابل یکدیگر نگه داشته شده اند.ستارگان واقعی یک کهکشان در گستره ای وسیع به تعداد تقریبی صد میلیون تغییر می کند. به عبارت دیگر، خورشید و همسایگانش به انضمام مقدار زیادی از مادة میان ستاره ای و سحابیها، توسط نیروی گرانش، در یک خوشة بسیار بزرگ موسوم به کهکشان به یکدیگر پیوند خورده اند. اکثر ستارگان جهان درون چنین خوشه هایی جای گرفته اند.

منظومة شمسی ما جزء کهکشانی به نام راه شیری است که در شبهای صاف به صورت ابری کشیده و بسیار رقیق دیده می شود. این کهکشان به شکل عدسی محدب بزرگی است که ضخامت آن 10000 سال نوری و قطرش 100000سال نوری است. در کهکشان خودی متجاوز از 5میلیون منظومه و 10 میلیون ستاره وجود دارد. میلیونها منظومة شمسی تابع کهکشان راه شیری با سرعتهای متفاوتی به دور مرکز کهکشان می گردند. منظومة شمسی ما با مرکز کهکشان حدود 30000سال نوری فاصله دارد که با سرعت 250کیلومتر بر ثانیه در هر 250 میلیون سال یک بار حول محور کهکشان راه شیری می گردد. جرم کل کهکشان راه شیری 10 مرتبه بیشر از جرم خورشید است ( شکل 1-1)

1-2-2- رده بندی کهکشانها

مهمترین کهکشانهای نزدیک به ما عبارت اند از:

الف – کهکشان امراه المسلسله[1] ( آندرومدا)

این کهکشان که به نام31 M و یا 224 NGC معروف است. نزدیکترین کهکشان به کهکشان راه شیری بوده و از نظر اندازه و شکل با آن قابل مقایسه است. فاصله این کهکشان از کهکشان خودی حدود 2 میلیون سال نوری است و به صورت یک قرص مارپیچ متشکل در حدود 100 بیلیون ستاره، گاز و گرد و غبار می باشد. امراه المسلسمه ( زن زنجیر به پای) تنها کهکشان بزرگی است که با چشم غیر مسلح قابل رؤیت است و درخشندگی آن 100 بیلیون برابر خورشید است.

ب- گروه محلی

اخترشناسان تقریباً به 20 کهکشان کوتوله مشهور به « ابرهای ماژولانی» که 3 میلیون سال نوری از ما فاصله دارند، گروه محلی نام داده اند. در این گروه، کهکشانهای راه شیری، امراالمسلسله و 33M دارای شکل مارپیچ هستند.

ج- ابرهای ماژولانی

در ماوراء قلمرو راه شیری، ابرواره های کم نوری مشاهده می شوند. درگذشته تصور بر این بود که این ابرواره ها به مجموعه کهکشانی راه شیری تعلق دارند؛ ولی با توسعه تکنولوژی فضایی، مشخص شد که آنها مجموعه ای از ستارگانند که فاصلة زیادی با ما دارند و از نظر حجم با کهکشان خودی قابل مقایسه میباشند. تماشایی ترین این کهکشانها، ابرهای ماژولان بزرگ و کوچک می باشند. این دو کهکشان در نزدیکی قطب جنوب و در صورت فلکی ماهی طلایی و توکان قرار دارند و با چشم غیر مسلح به وضوح قابل رؤیتند و فاصله آنها از ما حدود 150000سال نوری است( شکل 1-2)

1-2-3- ساختار کهکشانها

درسال 1224/1845 م لرد راس، منجم ایرلندی با رصد کهکشان 51M برای نخستین بار به ساختار مارپیچی آن پی برد. پس از آن منجمان دریافتند که 3/1 تمام کهکشانهای رصد شده مارپیچی اند. بقیه عمدتاً کهکشانهای بیضوی هستند و تعدادی هم کهکشانهای بی نظم.

کهکشانهای مارپیچی و بیضوی، علاوه بر تفلاوت ظاهریشان، تفاوتهای اساسی دیگری با هم دارند، در کهکشانهای بیضوی گاز و غبار یا وجد ندارد و یا بسیار اندک است. همچنین، این کهکشانها عمدتاً از ستاره های پیر تشکیل شده اند. از این دو عامل به راحتی میتوان نتیجه گرفت که کهکشانهای بیضوی پیرند و گاز و غبارشان مدتها پیش به صورت ستاره در آمده اند، و

شکل 1-2. ابرهای ماژولانی

موادی برای تکوین ستاره های جدید در آنها وجود ندارد. برعکس در کهکشانهای مارپیچی مقادیر زیادی گاز و غبار وجود دارد. بررسی کهکشان راه شیری و برخی از کهکشانهای مارپیچی نزدیک نشان می دهد که هنوز در آنها ستاره های جدیدی متولد می شوند.

در کهکشانهای مارپیچی سه بخش اصلی را می توان تشخیص داد. برآمدگی مرکزی، که مثل یک کهکشان بیضوی کوچک است، صفحه ای مسطح و گرد، که بازوها در آن قرار دارند و قرص یا صفحه کهکشان هم نامیده می شود، و هاله ای تقریباً کروی که کل کهکشان را در برگرفته است. اندازة برآمدگی مرکزی چند هزار سال نوری است. این قسمت را عمدتاً ستاره های پیر و کم جرم سرخ آشغال کرده اند. هستة کهکشان در همین قسمت مرکزی قرار دارد. بررسیهای اخیر تلسکوپ هابل، منجمان را متقاعد کرده است که در هستة بعضی از این کهکشانها ممکن است سیاهچاله ای پرجرم وجود داشته باشد.

هاله کهکشان، دور تا دور قرص کهکشان را فرا گرفته است. تعداد ستاره هایی که درهاله وجود دارند زیاد نیست، ولی عمدتاً از نوع ستاره های پیر هستند و بیشترشان عضو خوشه های کروی می باشند. صفحة کهکشان جایی است که بازوهای مارپیچی در آن قرار دارند. در واقع، عمده ستاره های یک کهکشان در همین صفحه قرار دارد. پهنای صفحه یک کهکشان نوعی، در حدود 100000سال نوری و ضخامتش در حدود 3000 سال نوری است. کهکشان راه شیری که به صورت نوار مه آلود در آسمان شب دیده می شود، در واقع منظرة صفحة کهکشان ما و بازوهای مارپیچی آن است.

در صفحة کهکشان، علاوه بر بازوها ( که عمدتاً از ستاره تشکیل شده اند)، مقادیر زیادی گاز و غبار وجود دارد. بیشتر این گاز هیدروژن است که در حدود 5 تا 40 درصد جرم مرئی کهکشان مارپیچی را تشکیل میدهد. از این گاز و غبار است که ستاره های جدید متولد می شوند. در واقع، بازوهای کهکشان مارپیچی مانند زایشگاهی هستند که ستاره های نوزاد و جوان در آن به مقدار زیاد دیده می شوند( شکل 1-3)

1-2-4- رده بندی مجدد

در سالهای دهه 689/1300 م ، ادوین هابل کهکشانها را از روی شکل ظاهریشان به دو گروه مارپیچی (S) و بیضوی (E) تقسیم کرد. در کهکشانهای مارپیچی، میزان پیچ خوردگی بازوها، زیر رده هایی تعریف می شوند، کهکشانهای S_a هستة بزرگی دارند و بازوها کاملاً به دور هسته پیچ خورده اند. S_b بازوهای گشادتری دارد. علاوه بر اینها ردة دیگری از کهکشانهای مارپیچی وجود دارد که از هستة آنها ساختاری میله مانند سربرکشیده است و بازوها از دو سر این میله بیرون آمده اند. این کهکشانهای مارپیچی میله ای را با نماد SB نشان می دهند و دوباره برای مشخص کردن اندازة برآمدگی میله ها از حروف کوچک c,b, a و … استفاده می کنند. مثلاً Sba یعنی کهکشانی که هستة میله ای بزرگی دارد که طول میله بیش از 3/1 طول قرص کهکشان است. در SBb میله کوچکتر است و …(

1-3. مشخصات کهکشان راه شیری

ما در درون یکی از زیباترین اجرام عالم که کهکشان راه شیری است، زندگی می کنیم ستاره های متنوع آن- قرمز، آبی، بزرگ، کوچک، پیر و جوان- در سرتاسر آسمان پخش شده اند.

تمام این ستاره ها متعلق به یک کهکشان غول پیکرند که بزرگتر، درخشانتر و بسیار پرجرمتر از اکثر کهکشانهایی است که در عالم می بینیم. کهکشان ما آنقدر پرجرم است که ده کهکشان دیگر برگرد آن می گردند، درست مثل قمرهایی که به دور سیاره ای در حال گردشند. تقریباً همه آنچه با چشم غیر مسلح در آسمان می بینیم از آن کهکشان راه شیری است.

چون ما در درون کهکشان راه شیری زندگی می کنیم، نمی دانیم که کهکشانمان چه شکل و شمایلی دارد. ما ظاهر کهکشانهای دیگر، مثلاً 51M، را بسیار بهتر از کهکشان خودمان می شناسیم. همین طور، ساکنان کهکشان 51M، نیز ظاهر کهکشان ما را بهتر از ما می شناسند و خودشان نمی دانند که در چه کهکشان زیبایی زندگی می کنند. در نتیجه حتی پایه ای ترین حقایق دربارة کهکشان خودمان توأم با نایقینی است. مثلاً،‌ اندازه کهکشانمان را در نظر می گیریم. نورانی ترین بخش راه شیری شبیه قرص مدوری است که قطرش به حدود 65000 سال نوری می رسد. اما،‌ همین رقم ممکن است تا 10000سال نوری کم و زیاد باشد. فاصلة خورشید از مرکز کهکشان هم همینطور است. بهترین برآوردها،‌خورشید را بین 26000 و 28000 سال نوری از مرکز کهکشان قرار می دهد، ولی نایقینی آنقدر زیاد است که عدد واقعی ممکن است بین 21000 تا 32000سال نوری باشد.

قرص کهکشان را کره پهناور پخی از ستاره های پیر احاطه کرده است و آن را هاله کهکشان می نامیم. کسی نمی داند که هاله به چه بزرگی است. قطعاً هاله تا فواصل زیادی از قرص کهکشان گسترده شده و حداقل تا 100000 سال نوری از مرکز کهکشان امداد دارد. حتی ممکن است تا دور دستها، مثلاً تا 300000 سال نوری از مرکز گسترش یافته باشد. قسمت اعظم جرم کهکشان در هاله آن است، اما نوری از این هاله بر نمی آید.

در کتابهای متعارف تعداد ستاره های کهکشان راه شیری را 100 میلیارد ستاره می نویسند که قطعاً بسیار کم است. به احتمال، دست کم 200 تا 300 میلیارد ستاره فقط در قرص کهکشان وجود دارد. این در حالی است که ستاره های هاله را به حساب نیاورده ایم که در مجموع کهکشان ما بیش از یک تریلیون ستاره دارد.

وجه تسمیه راه شیری یا راه کاهشکان از آن است که ظاهر آن مانند نوار سفید کم نوری دیده می شود که در پهنة آسمان کشیده شده است. راه شیری را در تابستان و زمستان بهتر می توان دید. اما متأسفانه، راه شیری همانقدر که زیباست، مستور هم هست؛ هیچ سازگاری با آلودگی نوری ندارد و تنها در شبهایی دیده می شود که آسمان صاف، تاریک و بدون مهتاب باشد

ستاره های جوان در بازوهای مارپیچی کهکشانها به دنیا می آیند.

برای همین است که بازوهای مارپیچی، به خاطر داشتن تعداد زیادی ستاره پرنور و پرجرم، درخشانتر دیده می شوند. در بازوها ستاره های کم جرم و کم نور هم فراوانند، ولی ما آنها را نمی بینیم. در واقع، در نواحی تاریک بین بازوها تقریباً به همان اندازه ستاره وجود دارد که در خود بازوها، اما چون بازوهای مارپیچی صاحب تمام ستاره های جوان و پرنورند، آنچه که در یک کهکشان مارپیچی بارزتر دیده می شود همان بازوهاست. در واقع، این ساختار مارپیچی کهکشان است که منظره آسمان شب را تعیین می کند.

1-4. موقعیت خورشید در کهکشان راه شیری

خورشید مانند همة ستاره های کهکشان حرکت می کند. ستارة مرکزی منظومة شمسی به دور مرکز کهکشان در حال گردش است، همانطور که زمین به دور خورشید می گردد.

خورشید در جهت حرکت عقربه های ساعت، در هر 230 میلیون سلا یک بار به دور کهکشان می گردد. این عدد هم زیاد دقیق نیست چون فاصلة خورشید از مرکز کهکشان به دقت معلوم نیست. سرعت گردش آن را هم دقیق نمی دانیم، با وجود این، قطعاً می توان گفت که خورشید 6/4 میلیارد سالة ما تاکنون 20 بار به دور مرکز کهکشان گشته است.

در هر بار گردش خورشید، فاصلة آن از مرکز کهکشان به اندازة 3000 سال نوری تغییر می کند. اگر فرض کنیم که فاصلة خورشید از مرکز کهکشان 27000سال نوری باشد، بیشترین فاصلة آن به 30000 سال نوری می رسد که به این نقطه اوج کهکشانی می گویند.

توزیع جرم در منظومة شمسی متفاوت با توزیع جرم در کهکشان است. این جرم است که شدت گرانش و در نتیجه نحوة حرکت مداری را تعیین می کند. تقریباً تمام جرم منظومة شمسی در خورشید متمرکز شده است. در نتیجه، حرکت مداری را تعیین می کند تقریباً تمام جرم منظومة شمسی در خورشید متمرکز شده است. در نتیجه، حرکت مداری و حرکت رو به بیرون یا رو به درون سیارات با هم برابر است. علاوه بر این، ستاره های کهکشان در صفحه ای مستدیر حرکت نمی کند، بلکه نسبت به صفحة کهکشان بالا و پایین می روند.

خورشید در اواسط صفحة کهکشان قرار دارد، ولی هر سال در حدود 230 میلیون کیلومتر (بة اندازة فاصلة خورشید و مریخ) بالاتر می رود. 15 میلیون سال بعد، خورشید 200 تا 250 میلیون سال نوری بالاتر از صفحة کهکشان خواهد بود. بعد از آن حرکت رو به پایین خورشید شروع خواهد شد. 15 میلیون سال بعدتر، خورشید مجدداً صفحة کهکشان را قطع خواهد کرد و رو به پایین خواهد رفت. 15 میلیون سال بعد از آن فاصلة خورشید از صفحة کهکشان بین 200 تا 250 میلیون سال نوری خواهد بود و .. بنابراین، دورة این حرکت بالا- پایین در حدود 60 میلیون سال نوری است.

بررسی جغرافیای ریاضیکیهان زایی Cosmogongکیهانشناسی Cosmology

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

یک کشف بزرگ سبب حل شدن یک مسأله بزرگ می‌شود، ولی در حل هر مسئله حبه‌ای از اکتشاف وجود دارد مسئله شخص ممکن است چندان پیچیده نباشد، ولی اگر کنجکاوی وی را برانگیزد و ملکه‌های اختراع و اکتشاف را در فرد به کار وادارد، و اگر آن را با وسایل و تدابیر خود حل کند ممکن است از تنش و شادمانی حاصل از پیروزی در اکتشاف شاد شود، چنین حال و تجربه‌ای در سالهای تجربه

دسته بندی	ریاضی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	77 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	150

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

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 تفکر انتقادی و حل مسئله

حل مسئله از دیدگاه رفتارگرایی

مراحل آموزش حل مسئله (الگوی دی چکووکرافورد)

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 کشور

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:

یک کشف بزرگ سبب حل شدن یک مسأله بزرگ می‌شود، ولی در حل هر مسئله حبه‌ای از اکتشاف وجود دارد. مسئله شخص ممکن است چندان پیچیده نباشد، ولی اگر کنجکاوی وی را برانگیزد و ملکه‌های اختراع و اکتشاف را در فرد به کار وادارد، و اگر آن را با وسایل و تدابیر خود حل کند ممکن است از تنش و شادمانی حاصل از پیروزی در اکتشاف شاد شود، چنین حال و تجربه‌ای در سالهای تجربه‌پذیری می‌تواند شوق و ذوقی برای کار عقلی و فکری 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 می‌کشد و مانع رشد و تعامل عقلی آنان می‌شود و باید گفت فرصتی را که در اختیار داشته به صورت بدی صرف کرده است، ولی اگر کنجکاوی دانش‌آموزان را با مطرح کردن مسائلی متناسب با دانش و شناخت ایشان برانگیزد و در حل مسائل با طرح کردن پرسشهایی راهنما به یاری آنان برخیزد می‌تواند ذوق و شوق و وسیله‌ای برای اندیشیدن مستقل در وجود ایشان پدید آورد.

در مقدمه کتاب ریاضی سال دوم راهنمایی تألیف هیأت مؤلفان کتب درسی آمده است: درس ریاضی یکی 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 کاربردهای 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 کمک می‌کند، اما اغلب نمی‌دانند که درس ریاضی را چگونه باید آموخت (ص 4)

همچنانکه عنوان شد درس ریاضی به عنوان یک 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 تکلیف درسی می‌باشد و به اعتقاد پژوهشگران (مایر[2] و همکاران، لوئیس[3] و مایر، 1978) حل مسأله هسته اصلی برنامه درس ریاضی محسوب می‌شود (مایر و همکارن 1986 ترجمه فراهانی، 1376)

لذا پژوهش حاضر با بهره‌گیری از آموزه‌های روان‌شناسی تفکر حل مسئله و پیروی از رویکرد 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 که در تعریف نگرش بین روانشناسان مختلف وجود دارد، روی هم رفته تعریف سه عنصری نگرش تعریفی است که بیشتر روان‌شناسان روی آن اتفاق نظر دارند. عنصر شناختی شامل اعتقادات و باورهای شخصی درباره یک شیء یا یک اندیشه است، عنصر احساسی یا عاطفی آن است که معمولا نوعی احساس عاطفی با باورهای ما پیوند دارد و تمایل به عمل، به آمادگی برای پاسخگویی به شیوه‌ای خاص اطلاق می‌شود (کریمی، 1380)

علاقه به درس، دقت، کوشش و پشتکار یاد گیرنده را افزایش می‌دهد و در نتیجه بر یادگیری تأثیر مثبت دارد بنابراین کوشش در بالا بردن سطح علاقه یادگیرنده یکی 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 امکانات کسب توفیق است. (سیف، 1380). در تمام طول تاریخ آموزش و پرورش حل مسأله یکی از هدفهای مهم آموزشی معلمان به شمار می‌آمده است. از برکت 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 کشف و ساخت دانش تأکید فراوان داشته‌اند.

جان دیویی[4]، جروم برونر[5]، ژان پیاژه[6]، لئو ویگوتسکی[7] از جمله کسانی هستند که بر نقش فعالیت یادگیرنده در جریان حل مسأله بر دانش‌ اندوزی تأکید داشته‌اند و نظریه سازندگی یا ساختن‌گرایی یادگیری از ثمرات افکار این اندیشمندان است. بنا به گفته کیلپاتریک[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 امکان‌پذیر 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 کاربرد ریاضی وجود دارد. این مشکل بخصوص در مورد درس ریاضی پر‌رنگ‌تر و جدی‌تر می‌نماید. روش راهبردهای حل مسأله روشی است که با مشخص کردن مراحل و اصولی که در پی خواهند آمد می‌تواند کمک شایانی در جهت رفع این معضل نماید. تحقیق حاضر به دنبال مشخص کردن 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 کتاب چگونه مسئله را حل کنیم می‌نویسد «ریاضیات این افتخار مشکوک را دارد که در برنامه آموزشگاهها موضوع کمتر جالب توجه همگان باشد… معلمان آینده از مدارس ابتدایی عبور می‌کنند برای آنکه 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 می‌کند که خوانندگان خود را متقاعد سازند که ریاضیات علاوه بر این که گذرگاهی ضروری برای کارهای 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 مشکلاتی که دانش‌آموزان را در این درس با دردسر مواجه ساخته است، بعلاوة عدم وجود ذهنیت روشن و منطق والدین از این درس، پژوهشهایی را می‌طلبد، که استراتژی حل مسئله در ریاضی نیز یکی از این پژوهشهاست و در پژوهش حاضر مورد توجه است (اصغری نکاح، 1378)

صالحی و سرمد (1373) می‌نویسند اکنون زمان آن فرا رسیده است تا این کمبودها را جبران نموده و نظامهای کاربردی برای آموزش حل مسأله ایجاد نمائیم و آموزش و پرورش ما به پژوهشهای متعدد و گسترده‌ای نیاز دارد تا ابتدا اصول حاکم بر این آموزش و سپس شیوه‌های کاربردی آن را کشف نموده و نهایتا جایگاه این شیوه‌ها را در یک برنامه درسی آموزشگاهی مشخص کند.

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 کمک می‌کند، اما اغلب دانش‌آموزان نمی‌دانند که 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 که این راهبردهای حل مسأله در قالب طرح چهار مرحله‌ای جورج پولیا ارائه می‌گردد.

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

بصورت شاخص این پژوهش دو هدف زیر را دنبال می‌کند:

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 یک روش سودمند و کاربردی آموزش راهبردهای حل مسأله به دانش‌آموزان می‌باشد تا هم به بهبود نگرش دانش‌آموزان و پیشرفت تحصیلی‌شان در ریاضیات کمک کند و هم مورد استفاده مدرسین محترم درس ریاضی قرار گرفته و یا به عنوان روش کارآمد در طراحی و تألیف کتب درسی سهمی از آموزش را به تعلیم راهبردهای حل مسأله اختصاص دهد.

فرضیه‌های پژوهش

فرضیه تحقیقی بیانی است که به توصیف رابطه بین متغیرها پرداخته و انتظارات پژوهشگر را درباره رابطه بین متغیرها نشان می‌دهد و به همین دلیل یک راه‌حل پیشنهادی است. می‌دانیم که چنانچه پژوهشگر دلایل مشخصی برای پیش‌بینی رابطه معنی‌دار بین متغیرها داشته باشد از فرضیه‌ جهت‌دار که در آن جهت ارتباط یا جهت تأثیر متغیر مستقل بر متغیر وابسته مشخص و معین است، استفاده می‌کند (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 که در مقایسه با فرایندهایی نظیر زبان‌آموزی و تشکیل مفاهیم، در سطح بالاتری از پردازش اطلاعات است و معرف یکی از هوشمندانه‌ترین فعالیتهای آدمی است. راهبردهای حل مسأله سلسله عملیاتی هستند که بواسطه آن توجه، ادراک، حافظه و سایر فرایندهای پردازش اطلاعات به شیوه‌ای هماهنگ برای دستیابی به هدف برانگیخته شوند. از این رو حل مسأله حتی در مورد تکالیف و مسأله‌هایی که ساختار روشن و تعریف شده‌ای دارند به عنوان یکی از پیچیده‌ترین اشکال رفتار آدمی تلقی می‌شود (نیوئل و سانین[10]، 1972).

تعریف عملیاتی راهبردهای حل مسأله:

برای راهبردهای حل مسأله اصول، راهکارها و طرحهایی مطرح شده‌اند که 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 کدام است؟ شرط چیست، شکلی رسم کنید. علامتهای مناسب را به کار ببرید.

2- طرح نقشه: ارتباط میان داده‌ها و مجهول را پیدا کنید، مسأله‌های کمکی یا مسأله‌های مشابه قبلی را در نظر آورید. به تعاریف، فرمولها و قضایا رجوع کنید، مسأله را به چند قسمت تقسیم کنید و در صورت امکان 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 کردن جواب: نتیجه را وارسی کنید. آیا نتیجه به دست آمده درست است؟ آیا از راههای دیگری نیز می‌توان به این نتیجه رسید؟

چهار مرحله فوق‌الذکر به صورت کلی 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 کرده‌ایم.

متغیرهای تحقیق

متغیر مستقل

آن دسته از شرایط یا خصوصیات را که پژوهشگر در کاوش تحقیقی خود آنها را دستکاری و کنترل می‌کند 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 یک فرایند تدریس هفت جلسه‌ای با طرح درس و اهداف مشخص (که ذکر آن در صفحات بعد خواهد آمد) بر گروه تجربی اعمال و ارائه می‌گردد.

متغیر وابسته:

آن دسته از شرایط یا ویژگی‌هایی را که 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 کنترل

پژوهشگر جهت جلوگیری از عوامل و متغیرهای دیگری که به جز متغیر مستقل، متغیرهای وابسته را دستخوش تغییر می‌کنند و از طرفی چون این متغیرها قابل شناسایی و پیشگیری هستند، بایستی تدبیری بیاندیشد. به این گونه تغییرها، متغیرهای کنترل می گویند که 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 اینکه آزمودنیها تقریبا همگی از لحاظ فرهنگی و اجتماعی در یک سطح قرار داشتند (موقعیت منطقه‌ای یکسان) تا حدودی این متغیرها کنترل شده‌اند.

ب) متغیر معلم و خصوصیات وی که احتمالا در آموزش و یادگیری دانش‌آموزان مداخله می‌کند که سعی شده تا با انتخاب معلم مشترک برای هر دو گروه، تا حدودی این متغیر نیز کنترل شود.

ج) متغیر زمان آموزش:

زمان جلسات آموزش راهبردهای حل مسأله (برای گروه آزمایش) جزو زمان موظف حضور دانش‌آموزان در مدرسه و کلاسهای جبرانی بوده است.

د) متغیر پایه تحصیلی: با انتخاب (محدود کردن) دانش‌آموزان پایه دوم راهنمایی کنترل شده است.

ه) متغیر جنس: جنس آزمودنیها پسر می‌باشد

و) متغیر نوع مدرسه: نوع مدرسه دولتی می‌باشد و انتخاب فقط از فهرست مدارس دولتی شهرستان طارم صورت پذیرفته است.

تعریف عملیاتی آموزش راهبردهای حل مسئله (متغیر مستقل)

در پژوهش حاضر آموزش راهبردهای حل مسئله بر اساس الگوی جورج پولیا در قالب طرح درس 7 جلسه‌ای تدوین و اجرا شده است. هر جلسه در مدت 45 دقیقه و با اهداف و سرفصلهای ذیل برگزار شد.

اهداف جلسه اول:

1- تعریف مسأله و آشنایی با قسمت‌های معلوم و مجهول

2- آشنایی با دسته‌بندی مسایل به سه دسته مسایل جبر، هندسه، حساب

3- آشنایی با روش گام به گام حل مسأله با استفاده از طرح جورج پولیا که شامل چهار قسمت بود:

الف) فهمیدن (درک مسأله)

ب) طرح نقشه (پیش‌بینی و انتخاب راه‌حل مسأله)

ج) اجرای نقشه (استفاده از راه‌حل و رسیدن به پاسخ)

د) مرور و امتحان کردن جواب (ارزیابی نتایج)

اهداف جلسه دوم

1- مرور اهداف جلسه گذشته

2- آشنایی با نحوه استفاده از چهار گام پولیا در حل مسایل جبری

3- حل دو مسأله جبری همراه توضیح چهار گام پولیا توسط معلم

4- رفع اشکال احتمالی و پاسخ به سوالات دانش‌آموزان

5- ارائه تمرین جبر به عنوان تکلیف منزل

اهداف جلسه سوم

1- بررسی نحوه انجام تکالیف خانه و رفع اشکال

2- حل دو مسأله جبری دیگر همراه با توضیحات چهار گام توسط معلم

3- رفع اشکال احتمالی دانش‌آموزان و پاسخ به سؤالات

4- آشنایی با نحوه استفاده از روش چهار گام پولیا در حل مسایل هندسه

5- حل دو مسأله نمونه هندسه همراه توضیح چهار گام توسط معلم

اهداف جلسه چهارم:

1- مرور مطالب جلسه قبل با موضوع مسایل هندسه

2- حل دو مسأله هندسه دیگر به عنوان نمونه‌ها با همان شیوه قبلی

3- رفع اشکال احتمالی دانش‌آموزان و پاسخ به سؤالات

4- ارائه دو تمرین مربوط به هندسه به عنوان تکلیف در منزل

اهداف جلسه پنجم

1- بررسی نحوه انجام تکالیف خانه و رفع اشکال

2- آشنایی با نحوه استفاده از چهار گام پولیا برای حل مسایل حساب

4- حل دو مسائل نمونه حساب همراه با توضیح چهار گام توسط معلم

4- ارائه تمرین حساب برای حل در منزل با شیوه جورج پولیا

اهداف جلسه ششم:

1- مرور مطالب جلسه قبل

2- بررسی نحوه انجام تکالیف در منزل و رفع اشکال احتمالی

3- حل دو مسأله حساب دیگر به عنوان تمرین

اهداف جلسه هفتم

مرور مطالب 6 جلسه قبل همراه با رفع اشکال و پاسخگویی به سوالات احتمالی

شایان ذکر است نمونه مسال حل شده در حین کلاس از تمرینات دوره‌ای کتاب ریاضی دوم راهنمایی انتخاب شدند.

تعریف نظری نگرش (متغیر وابسته اول)

علی‌رغم اختلاف نظرهایی که در تعریف نگرش بین روان‌شناسان مختلف وجود دارد، روی هم رفته تعریف سه عنصری نگرش تعریفی است که بیشتر روان‌شناسان روی آن اتفاق نظر دارند. عنصر شناختی شامل اعتقادات با باورهای ما پیوند دارد و تمایل به عمل، به آمادگی برای پاسخگویی به شیوه‌ای حاضر اطلاق می‌شود (کریمی، 1380).

علاقه به درس، دقت، کوشش و پشتکار یاد گیرنده را افزایش می‌دهد و در نتیجه بر یادگیری او تأثیر مثبت دارد بنابراین کوشش در بالا بردن سطح علاقه یادگیرنده یکی 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 امکانات کسب توفیق برای اوست. (سیف، 1380).

تعریف نظری پیشرفت تحصیلی ریاضی (متغیر وابسته دوم)

به صورت کلی پیشرفت تحصیلی ریاضی اشاره به موفقیت فرد در آزمونهای ریاضی دارد.

تعریف عملیاتی نگرش نسبت به ریاضی (متغیر وابسته اول)

منظور از نگرش نسبت به ریاضی در این پژوهش نمره‌ای است که از تفاوت بین نمره پیش آزمون و پس آزمون دانش‌آموزان در مقیاس نگرش نسبت به ریاضی به دست می‌آید.

تعریف عملیاتی پیشرفت تحصیلی ریاضیات (متغیر وابسته دوم)

نمره‌ای است که از حاصل تفاوت بین نمره دانش‌آموز در پیش‌ آزمون و پس آزمون (آزمون پیشرفت تحصیلی معلم ساخته) بدست می‌آید.

بررسی تأثیر آموزش روش گام به گام حل مسأله ریاضی جورج پولیاتعریف نظری راهبردهای حل مسألهمراحل آموزش حل مسئله (الگوی دی چکووکرافورد)

بررسی تعریف نوسان

تعریف نوسان یک حرکت رفت و برگشتی ساده می باشد که در زمانهای مساوی عیناً تکرار می شود (مثل شخصی که تاب بازی می‌کند) این حرکت حول یک نقطه بنام مرکز نوسان صورت می پذیرد و همواره نیرویی (مثل نیروی فنر) می خواهد نوسانگر را به مرکز نوسان باز گرداند

دسته بندی	ریاضی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	938 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	100

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

تعریف نوسان: یک حرکت رفت و برگشتی ساده می باشد که در زمانهای مساوی عیناً تکرار می شود (مثل شخصی که تاب بازی می‌کند). این حرکت حول یک نقطه بنام مرکز نوسان صورت می پذیرد و همواره نیرویی (مثل نیروی فنر) می خواهد نوسانگر را به مرکز نوسان باز گرداند.

در موقعیت 0 وزنه با بیشترین سرعت رو به بالا حرکت می کند و در موقعیت p متوقف می شود و فنر کاملاً فشرده می گردد اکنون وزنه بیشترین فاصله تا مرکز نوسان را دارد و فنری که فشرده شده وزنه را رو به پایین هل می دهد وزنه در موقعیتq دارای بیشترین سرعت رو به پایین است و در این موقعیت هیچ فاصله ای تا مرکز نوسان ندارد. در موقعیت m (مشابه موقعیت p) وزنه دارای بیشترین فاصله تا مرکز نوسان است اما متوقف می باشد و سپس در موقعیت n (مشابه موقعیت 0,q) مجدداً به مرکز نوسان باز می گردد اگر این موقعیتها را (مانند نوار قلبی) به هم وصل کنیم یک شکل موج سینوسی ساخته می شود که چگونگی حرکت وزنه را نشان می دهد.

تعریف بعد: فاصله نوسانگر (وزنه) را در هر لحظه تا مرکز نوسان نشان می دهد مثلاً در موقعیتهای (n,q,0) بعد صفر است زیرا در مرکز نوسان هستیم و در موقعیتهای (m,p) بیشترین بعد را داریم.

تعریف دامنه: بیشترین فاصله نوسانگر تا مرکز نوسان (موقعیتهای m,p) می باشد که به آن بعد بیشینه یا دامنه می گوییم و آنرا با نماد A نشان می دهیم y_max=A پس یک دامنه مثبت در بالا و یک دامنه منفی در پایین داریم.

تعیین علامتها: دیدیم که یک شکل موج سینوسی چگونه تشکیل می شود این شکل را به چهار ربع فرضی مساوی تقسیم می کنیم (هر ربع 90 درجه است) و قراردادهای زیر را در نظر می گیریم.

1- هرگاه نوسانگر بالای محور تعادل باشد (مثل ربعهای اول و دوم) بعد مثبت است و اگر زیر محور تعادل باشد (مثل ربعهای سوم و چهارم) بعد منفی است.

2- هرگاه نوسانگر رو به بالا حرکت کند سرعتش مثبت است مثل ربهای اول و چهارم و هرگاه رو به پایین حرکت کند سرعتش منفی است مثل ربعهای دوم و سوم.

نتیجه گیری: هرجا بعد صفر است سرعت بیشینه است و برعکس یعنی بعد و سرعت از لحاظ اندازه همیشه متضاد هم هستند.

نتیجه گیری: در هر حرکت نوسانی بعد و سرعت هر کدام 2 بار صفر و یا 2 بار بیشینه می شوند برای شتاب و نیرو (که بعداً بحث می شوند) نیز همین طور است.

دایره مرجع: در حقیقت وزنه متصل به فنر در راستای قائم نوسان می کند و یک پاره خط را می سازد که دارای دو دامنه (در بالا و پایین) است. می توانیم برای حل سریعتر تستها از دایره مثلثاتی استفاده کنیم. همانطوری که می دانیم زاویه ها به صورت پاد ساعتگرد زیاد می شوند. به آن دایره مرجع می گوییم.

نتیجه گیری: به طور کلی هر پاره خط در هر حرکت نوسانی دوبار پیموده می شود یکبار در حالت رفت و بار دیگر در حالت بازگشت. (مطابق شکل بالا) پس می توان نوشت.

یک نوسان کامل = رفت + برگشت

مثلاً اگر نوسانگری 30 بار طول پاره خطی را بپیماید یعنی 15 دور کامل را طی کرده است.

یادآوری: 1- دوره تناوب: مدت زمانی که طول می کشد تا یک نوسان کامل انجام شود. در شکل زیر بازه های زمانی یک نوسان کامل را می بینیم.

2- بسامد: تعداد دورهایی که نوسانگر در یک ثانیه می زند فرکانس یا بسامد است با واحد هرتز:

J نکته 1 (فرمول تی ان تی):

H مثال 1: در شکل زیر نوسان گر 3 دور کامل را پیموده است. دوره تناوب و بسامد و بسامد زاویه ای آنرا بدست آورید.

بررسی معادله بعد-زمان: فرض کنید که وزنه در مرکز نوسان قراردارد و می‌خواهد رو به بالا حرکت کند (یعنی از موقعیت 1 تا 2 مطابق شکل) روی قطر قائم دایره مشاهده می کنیم که وزنه به اندازه y بالا می رود. از مرکز دایره تا نقطه 2 (به اندازه شعاع دایره) پاره خطی می کشیم و زاویه آنرا تا مرکز نوسان می نامیم.

وقتی نوسانگر در مبدا زمان (t=0) در مرکز نوسان باشد (موقعیت 1) بعد اولیه ندارد (y₀=0) و فاز اولیه آن نیز صفر است

H مثال 2: نوسانگری در زمان یک دقیقه 15 دور کامل می زند. اگر طول پاره خط 3cm باشد و فاز اولیه صفر باشد معادله بعد زمان را نوشته و در بازه (1 تا 4) ثانیه بررسی کنید.

J نکته 2 (زوایای هم خانواده): تسلط بر این زوایا در مبحث نوسان بسیار مهم است. این زوایا دارای سینوسهای مساوی و هم علامت هستند (بشرطی که در ربع اول و دوم باشند. هرگاه از مخرج زوایای یکی کم کنیم و حاصل را در صورتشان ضرب کنیم زوایای هم خانواده آنها بدست می آید.

بررسی معادله بعد زمان: در بررسی معادله بعد زمان بدون فاز اولیه دیدیم که وزنه از مرکز نوسان شروع به حرکت نمود. اما اگر نوسانگر در لحظه t=0 در مرکز نوسان نباشد و تا مرکز نوسان زاویه بسازد دارای بعد اولیه و نیز فاز اولیه است. (موقعیت 1) سپس به اندازه تغییر فاز می دهد و زاویه اش به تبدیل می شود.

H مثال 3: اگر در یک حرکت نوسانی ساده، فاز حرکت در لحظه ثانیه معادل باشد و فاز اولیه باشد بسامد نوسان چند هرتز است؟

H مثال 4: معادله حرکت ذره ای در SI به صورت است. این ذره در زمان 20 ثانیه چند نوسان کامل انجام می‌دهد؟

J نکته 3:

H مثال 5: بعد اولیه یک حرکت سینوسی با دامنه 6cm و فاز اولیه چند سانتی‌متر است؟

H مثال 6: دوره یک حرکت سینوسی 4 ثانیه و دامنه آن 3cm است اگر فاز اولیه باشد بعد آن در لحظه ثانیه چند سانتی متر است؟

H مثال 7: ذره ای دارای حرکت نوسانی ساده با دامنه 4cm و دوره 2 ثانیه می باشد اگر در لحظه t=0 بعدش -2cm بوده و سرعتش مثبت باشد معادله حرکتش را تعیین کنید.

H مثال 8: ذره ای روی یک محور پاره خط به طول 8cm حرکت نوسانی ساده با دوره 0.48 ثانیه دارد، اگر در لحظه ثانیه فاصله ذره از مرکز نوسان سانتی متر و سرعتش مثبت باشد فاز اولیه آن را تعیین کنید.

نیم دایره های طلایی: بین زمانها و زاویه های پیموده شده تناسب وجود دارد مثلاً یک دوره تناوب هم ارز 360 درجه است .

360	270	180	90	60	45	30	15	زاویه (درجه)
								زاویه (رادیان)
T								هم ارز زمان

به عنوان یک قاعده ساده هرگاه مخرج زوایا برحسب رادیان را ضربدر 2 کنیم هم ارز زمانی آنها تعیین می شود مثل .

در شکلهای زیر زاویه های مهم و فاصله بین آنها را تعیین کرده ایم.

J نکته 4: هرگاه لحظه صفر یا بیشینه شدن بعد یا سرعت را بخواهیم ابتدا تعیین می‌کنیم که فاز اولیه چیست و سپس فاز نهایی را تعیین می کنیم و از رابطه و یا از تناسب استفاده می کنیم و یادآوری می کنیم که در فاز سرعت صفر و بعد بیشینه است و در فاز سرعت بیشینه و بعد صفر است و الی آخر.

H مثال 9: در یک حرکت نوسانی به معادله چند ثانیه پس از لحظه t=0 برای اولین بار بعد حرکت بیشینه می‌شود.

H مثال 10: یک حرکت نوسانی به معادله پس از گذشت چند ثانیه مقدار بعد برای اولین بار پس از لحظه t=0 صفر می شود؟

J نکته 5: این نکته به ما می آموزد که چگونه تستهای دشوار و پارامتری را براحتی حل کنیم. در زوایای هم خانواده بعد همیشه نصف دامنه است در زوایای هم خانواده بعد دامنه و در زوایای بعد دامنه است

دقت کنید که همیشه 4 نقطه روی دایره مثلثاتی وجود دارند که هم خانواده هستند مثلاً در زوایای و و منفی آنها همیشه بعد نصف دامنه است

H مثال 11: اگر 6 ثانیه طول بکشد تا نوسانگری از موقعیت برای اولین بار به موقعیت و سرعت منفی برسد دوره حرکت چند ثانیه است؟

H مثال 12: نوسانگر ساده ای در یک لحظه بعدش و ثانیه بعد و ثانیه سپس از این - می شود نسبت کدام است؟

معادله سرعت زمان: هرگاه از معادله بعد زمان مشتق بگیریم معادله سرعت زمان بدست می آید دقت کنید که همیشه پشت عبارت مثلثاتی مقدار ماکزیمم تابع قرار دارد. یک عدد است و مشتق آن صفر است.

یادآوری: وقتی نوسانگر از مرکز نوسان می گذرد سرعتش بیشینه است و وقتی به دو انتهای مسیر می رسد سرعتش صفر می شود پس هرگاه به مرکز نوسان نزدیک شود حرکتش تند شونده و هرگاه دور شود کند شونده است.

H مثال 13: معادله حرکت یک نوسان کننده در SI، است. سرعت نوسان کننده در لحظه ثانیه چند متر بر ثانیه است؟

H مثال 14: معادله سرعت نوسانگری در SI، به صورت می باشد در لحه ثانیه فاصله نوسانگر از مرکز نوسان چند سانتی متر است؟ (آزاد ریاضی 82)

H مثال 15: در حرکت نوسانی که از مکانهای مثبت آ‎غاز می‌شود اندازه سرعت در لحظه t=0.08 ثانیه برای اولین بار ماکزیمم می شود فاز اولیه نوسانگر را تعیین کنید.

فرمول مستقل از زمان: هرگاه سرعت نوسانگر در موقعیتی خاص و بدون داشتن زمان خواسته شود از رابطه زیر استفاده می کنیم که علامت مثبت برای حرکت رو به بالای وزنه و منفی برای حرکت رو به پایین است.

H مثال 16: بسامد زاویه نوسانگر ساده ای و دامنه نوسان آن 5cm است. سرعت این نوسانگر در لحظه ای که تا مرکز 4cm فاصله دارد چند متر بر ثانیه است؟ (آزاد ریاضی 82)

معادله شتاب زمان: اگراز معادله سرعت مشتق بگیریم، معادله شتاب بدست می‌آید. بازهم دقت کنید که پشت عبارت مثلثاتی مقدار ماکزیمم تابع (شتاب بیشینه) قرار دارد.

بررسی شتاب: به طور کلی نیروی فنر باعث ایجاد شتاب وزنه متصل به آن می‌شود بدیهی است وقتی که فنر بیشترین فشردگی یا بیشترین باز شدگی را (در ابتدا و انتهای مسیر) داشته باشد بیشترین نیرو را خواهد داشت و شتابش بیشینه است. وقتی فنر دارای طول عادی می شود (در مرکز نوسان) هیچ نیروی کشسانی ندارد سپس شتاب در مرکز نوسان صفر می شود.

نتیجه گیری: با مقایسه روابط بعد و شتاب به این نتیجه می رسیم که هر دو معادله سینوسی ولی با علامت قرینه هستند. بنابراین می‌توان گفت: 1- در تمام نقاط مسیر بعد با شتاب متناسب است. 2- در همه جا بعد و شتاب از نظر علامتی قرینه هم می‌باشند مثلاً در ربع اول و دوم که بعد مثبت است شتاب منفی است.

H مثال 17: معادله حرکت ذره ای در SI به صورت می‌باشد شتاب این ذره در لحظه ثانیه چند متر بر مجذور ثانیه است؟ (آزاد ریاضی 83)

H مثال 18: در یک حرکت نوسانی ساده با دوره ثانیه، بیش ترین مقدار شتاب را تعیین کنید به شرطی که سرعت عبور وزنه هنگام عبور از وضع تعادل باشد؟

فرمول مستقل از زمان: با مقایسه دو رابطه زیر می بینیم که اگر را در معادله بعد ضرب کنیم معادله شتاب بدست می آید.

H مثال 19: در یک حرکت نوسانی معادله شتاب در SI به صورت می باشد دوره نوسان چند ثانیه است؟

معادله نیرو زمان: قبلاً نیز اشاره کردیم که در مرکز نوسان چون فنر طول عادی خود را دارد پس نیرویش صفر است اما در بالاترین و پایین ترین نقطه نیرو بیشینه است.

H مثال 20: ذره ای به جرم 2gr حرکت نوسانی ساده با دامنه 5cm انجام می دهد. اگر بیشینه سرعت ذره معادل باشد بیشینه نیروی وارد بر آن چند نیوتن است؟

دوره وزنه متصل به فنر: اگر وزنه ای به جرم M را به یک فنر قائم بیاویزیم فنر بدلیل خاصیت کشسانی شروع به نوسان می کند هرچه وزنه آویخته شده سنگین تر باشد دوره تناوب بیشتر است یعنی مدت زمان بیشتری طول می کشد تا یک نوسان کامل انجام شود. اما هرچه ثابت فنر بیشتر باشد دوره تناوب کم می شود یعنی وزنه سریعتر حرکت می کند.

J نکته 6: چون در رابطه بالا عامل شتاب جاذبه یعنی g وجود ندارد بنابراین اگر وزنه متصل به فنر را درون یک سفینه فضایی یا کره ماه ببریم دوره آن فرقی نمی کند.

ثابت فنر: می توانیم رابطه فوق را به صورت زیر نیز نوشته و ثابت فنر را بدست آوریم:

¤

H مثال 21: به انتهای یک فنر با جرم ناچیز وزنه 500 گرمی می آویزیم و آن را در راستای قائم و دامنه کم به نوسان در می آوریم. اگر ثابت فنر باشد وزنه در هر دقیقه چند نوسان کامل انجام می دهد؟ (سراسری ریاضی 83)

J نکته 7:

H مثال 22: در شکل مقابل وزنه به حالت تعادل قرار دارد. اگر آنرا 10cm به آرامی پایین بکشیم و رها کنیم سرعت وزنه در لحظه ای که پس از رها شدن 2cm بالا رفته است، چند متر بر ثانیه می باشد

J نکته 8:

H مثال 23: وزنه M را به یک انتهای فنری با ثابت K می آویزیم دوره تناوب T می‌شود، سپس فنر را نصف می کنیم و به یکی از قسمتهای بریده شده وزنه 4M را می‌آویزیم دوره تناوب می شود نسبت چند است؟

تکلیف

انرژیها: 1- انرژی جنبشی: می دانیم که این نوع انرژی با سرعت نسبت مستقیم دارد پس انرژی جنبشی در ابتدا و انتهای مسیر صفر و در مرکز نوسان (بدلیل بیشینه بودن سرعت) ماکزیمم مقدار را دارد.

در ضمن رابطه دیگری نیز بین بعد و انرژی جنبشی وجود دارد که منظور از ثابت فنر است.

J نکته 9 (حسودی طرفین رابطه ها از نوع ماکزیممی): در کلیه روابط فیزیکی هرگاه یکی از طرفین رابطه دارای کمیتی ماکزیمم دار باشد طرف دیگر هم دارای ماکزیمم می شود مثلاً اگر در رابطه مقدار سرعت، بیشینه شود انرژی جنبشی هم بیشینه می‌شود.

H مثال 24: اگر گلوله ای به جرم 20 گرم دارای حرکت نوسانی ساده به معادله باشد بیشینه انرژی جنبشی آن چند ژول است؟

2- انرژی پتانسیل: می دانیم که انرژی پتانسیل کشسانی یک فنر در موقعیتی به حداکثر خود می رسد که بیشترین تغییر طول را در فنر داشته باشیم پس انرژی پتانسیل در ابتدا و انتهای مسیر بیشینه و در مرکز نوسان صفر است.

ثابت فنر: K

(y_max=A) طبق نکته 9 می توان نوشت

انرژی کل یا انرژی مکانیکی: مجموع انرژی های جنبشی و پتانسیل می باشد که در تمام نقاط مسیر انرژی مکانیکی ثابت است اما هرچه به طرف مرکز نوسان برویم از انرژی پتانسیل کاسته شده و به همان میزان به انرژی جنبشی افزوده می شود.

اگر به شکل زیر توجه کنید می بینید که هرجا انرژی پتانسیل صفر است.

انرژی جنبشی بیشینه است و بالعکس پس هر کدام از انرژی های جنبشی یا پتانسیل که بیشینه شوند خودشان به تنهایی انرژی کل هستند.

پس انرژی کل دارای 2 رابطه است که برحسب نیاز استفاده می شود.

و یا

H مثال 25: یک ذره به جرم 2 گرم دارای حرکت نوسانی با دامنه متر است. اگر انرژی مکانیکی ذره 0.064 ژول باشد دوره حرکت آن چند ثانیه است؟

H مثال 26: در لحظه ای که بعد یک نوسانگر بعد ماکزیمم آن است، انرژی پتانسیل چند برابر انرژی کل است؟ انرژی جنبشی چند برابر انرژی کل است؟

H مثال 27: در لحظه ای که انرژی جنبشی نوسانگر ساده 8 برابر انرژی پتانسیل آن است. بعد نوسانگر چه کسری از دامنه نوسان می‌باشد؟ (آزاد ریاضی 82)

J نکته 10:

H مثال 28: در لحظه ای که فاز حرکت یک نوسان گر است انرژی جنبشی آن 0.02 می باشد. انرژی مکانیکی نوسانگر چند ژول است؟

نتیجه گیری: به طور کلی کمیتهای بعد و شتاب و نیرو و انرژی پتانسیل همگی تابع سینوس هستند اما سرعت و انرژی جنبشی تابع کسینوس می باشند.

تشدید: اگر به نوسانگر یک نیروی دوره ای اعمال شود و بسامد نیرو با بسامد نوسانگر یکسان باشد (مثلاً وقتی شخصی را روی یک تاب هل می دهیم) دامنه نوسان تا مقدار بیشینه ای افزایش می یابد و از آن پس حرکت نوسانی بدون کاهش دامنه ادامه می یابد در مورد آونگ ها اگر هم طول باشند دوره تناوب و بسامد آنها نیز با هم برابر بوده و می توانند تشدید انجام دهند.

بررسی نمودارها: به طور کلی چون رابطه سرعت کسینوسی است پس هنگامیکه می خواهیم نمودار سرعت زمان را از روی بعد زمان ترسیم کنیم باید آنرا جلوتر ببریم و چون معادله شتاب منفی سینوسی است بنابراین به اندازه از نمودار سرعت جلوتر بوده و به اندازه از نمودار بعد جلوتر است.

تعیین معادله از روی نمودار: همیشه نمودار (بعد- زمان) از نقطه ای بنام y₀ شروع می شود. باید ببینیم که محور Yها کدام ربع را قطع کرده است پس در همان ربع قرار دارد و یا می توانیم با (توجه به جهت شیب نمودار) علامت سرعت را تعیین کرده و با توجه به علامت y₀ ربعی که مربوط به می شود را حدس بزنیم مثلاً اگر y₀ منفی باشد یا ربع سوم و یا ربع چهارم است به عنوان مثال در شکل های زیر را در 4 ربع مختلف نشان داده ایم.

بررسی تعریف نوسانبررسی معادله بعدزماننیم دایره های طلایی

استخراج کیتین از پوسته میگو و استفاده از کیتین برای جدا کردن یون منگنز (VII)

کیتین پلی ساکارید ازت دار خطی و دومین پلیمر طبیعی بعد از سلولز است این ماده به همراه مواد معدنی و آلی در پوسته سخت پوستان یافت می شود

دسته بندی	علوم پزشکی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	28 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	48

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

فهرست

- مقدمه................................. 1

- چکیده ................................ 2

- کیتین چیست؟........................... 3

- ساختار شیمیایی و خواص کیتین........... 5

- روش استخراج کیتین از پوشه سخت پوستان.. 9

- تصاویر برخی سخت پوستان................ 10

- کاربردهای کیتین....................... 12

- پارامترهای اقتصادی تولید.............. 23

- روش استخراج کیتین از پوسته میگو ...... 24

- شناسایی و تجزیه و تحلیل ماده استخراج شده 28

- بحث و نتیجه گیری ..................... 29

- منابع................................. 31

چکیده:

کیتین پلی ساکارید ازت دار خطی و دومین پلیمر طبیعی بعد از سلولز است. این ماده به همراه مواد معدنی و آلی در پوسته سخت پوستان یافت می شود.

استخراج کیتین از پوسته این سخت پوستان به ویژه میگو شامل دو مرحله کانی زدائی است. این ماده کاربردهای زیادی در صنعت بهینه سازی مواد دیگر در تصفیه آب فاضلاب، ساختن کیتوزان و گلوکوز آمین و در جدا سازی یونها به روشهای مختلف دارد. در این پروژه کیتین از پوسته میگو استخراج و در جداسازی یون منگنز (VII) مورد استفاده قرار گرفت.

مقدمه:

دریا، مرکز شگفتیها، عجایب و جایگاه پیدایش اولین جانداران کره زمین است. در این اکوسیستم عظیم، با استفاده از انرژی خورشید، آبزیان مراحل مختلف را پشت سر می گذارند تا ارزانترین و اقتصادی ترین غذای مردمان جهان را بسازند. میگو، خرچنگ و لابستر از مهمترین آبزیان هستند که هر ساله با صید هزاران تن از آنها ضایعات بسیاری به جا می گذارند. کیتین، یکی از مهمترین اجزا این ضایعات است که کاربردهای بسیار گسترده ایی در صنعت برای بهینه سازی مواد دارد. هدف از این پروژه، استخراج کیتین از پوسته میگو و استفاده از کیتین برای جداسازی یون منگنز (VII) می باشد. بررسیهای اقتصادی نشان می دهد در ایران سالیانه چندین تن میگو صید می شود که ضایعات زیادی به همراه دارد و استفاده بهینه از این ضایعات نمی شود.

استخراج کیتین ساده، صادر کردن کیتین به صورت خالص از نظر ارزش زیادی دارد.

کیتین چیست؟

کیتین یکی از ماکرومولکولهای طبیعی است و فراوانترین پلیمر طبیعی بعد از سلولز است. پلی ساکارید ازت داری است که در آن گلوکوز؛ آمونیاک؛ استیک اسید به صورت مولکولهای گلوکوز آمین وجود دارد. کیتین ماده خام فراوانی است که توسط سلولهای زنده گیاهی و جانوری ساخته می شود؛ برای تبدیل به مواد شیمیایی و محصولات جدید عملاً تمام نشدنی است. این نوع مواد زیستی به علت برتریها و مزیتهای ذاتی؛ آینده درخشانی دارند. کیتین؛ ماده با ارزشی است که استفاده های صنعتی؛ شیمیایی؛ پزشکی؛ داروئی؛ آرایشی و بهداشتی دارد. لذا؛ بهتر است که بیشتر مورد بحث و بررسی قرار گیرد.

منابع تولید کننده کیتین:

کیتین؛ از لحاظ مقدار دومین پلی ساکارید تولید شده به وسیله موجودات زنده بعد از سلولز است.

منابع تولید کننده کیتین عبارتند از :

میگو؛ خرچنگ؛ لابستر؛ کریل؛ صدفهای دوکفه ایی؛ ماهی مرکب؛ اسکوئید؛ کلم؛ مرجانهای آب شیرین؛ دیاتومه؛ جلبکها؛ حشرات؛ قارچ و کلینهای میکروبی.

مطالعات نشان می دهد؛ موجودات دریایی مهمترین منابع تولید کننده هستند. از یک بیلیون تن موادی که سالیانه توسط این موجدات تولید می شود کیتین؛ درصد زیادی از این مواد را تشکیل می دهد. پوسته میگو و خرچنگ بسته به گونه آنها بیش از 20% کیتین دارد. کلینهای میکروبی؛ قارچها و جلبکهایی از گونه خاص از مهمترین منابع تولید کننده این ماده با ارزش هستند؛ محققین امید دارند که بتوانند با پیشرفت بیوتکنولوژی این ماده طبیعی و مهم را بیشتر مورد بهره برداری قرار دهند.

ساختار شیمیایی و خواص کیتین

کیتین[1] پلی ساکاریدازت دار خطی شامل زنجیره های بلندی است. این ماده با نام علمی B (1-4)-2- استامید و -2 دی اکسی -D- گلوکوپیرانوز[2]پلیمر طبیعی است. ساختار کیتین مشابه ساختار سلولز[3] است با این تفاوت که گروه (OH-2) آن در هر گلوکوز در یک واحد سلولز یک گروه آستیل آمینو ₃(_NHCOCH ) جانشین شده است.

مطالعات نشان می دهد که پایداری کیتین به خوبی سلولز است و حتی خواصی کیتین دارد که در سلولز دیده نمی شود. کیتین دارای ساختمان رشته ایی ساکاریدی سخت محکم است و فیبرهای پروتئینی به همراه رگه های معدنی در این غشاها وجود دارد. فیبرهای کیتین بزرگتر از سلولز و سطح کمتری برای رطوبت پذیری دارد. از این خاصیت خوب این ماده می توان در صنایع غذایی، تهیه غشا، فیبر و لنز استفاده کرد.

کیتین به علت داشتن گروه های آمینواستامید و باندهای هیدروژنی استحکام زیادی به زنجیره های پلیمری داده است که این گروه ها در PH حدود 5/2 اسیدهای متوسط را جذب می کنند با کاهش PH قدرت جذب افزایش می یابد. از این خاصیت کیتین در ستونهای کروماتوگرافی برای جداسازی گروه های اسیدی استفاده می شود.

استامید توانایی جذب سیاری از یونهای را دارد. از این رو توانایی کیتین برای جذب یونهای فلزی و غیر سمی آب فاضلاب استفاده می شود.

از کیتین طی مکانیسمی خاص ترکیبات معطری مانند پیریدین، پیرازین، نیکوتین، … تهیه می کنند. اثرات خوب میکروکریستالین کیتین مانند خاصیت تغلیظ کنندگی پایدار، افزایش حجم محصولات نونی، قدرت لخته سازی، پذیرش رنگ و توانایی جمع آوری بعضی آنزیمها و ایجاد پلهای مولکولی باعث شده که در صنایع غذایی به گسترده مورد استفاده قرار گیرد.

کیتین به سه فرم ، ، وجود دارد. کیتین ، سخت و به هم فشرده و به صورت پلیمر بلوری است و زنجیره ها از نظر فضایی غیر موازی هستند. کیتین ، به صورت زنجیره های موازی و کیتین ، به فرم دو زنجیره UP و دیگری به صورت Down است.

کیتین به صورت پودر، بلوری، بی شکل، براق، سفید و به مقدار زیاد آب گریز است. این ماده در آب و بیشتر حلالهای آلی، قلیاها و اسیدهای رقیق حل نمی شود. حلال مناسب این پلیمر N-N دی متیل استامید شامل 5 درصد لیتیم کلرید است کیتین در حضور آنزیم کیتیناز هیدرولیز می شود. کیتین و مشتق آن کیتوزان، تنها ساکاریدهای فراوان بازی می باشند.

رادفورد و آستن در سال 1978 وزن مولکولی کیتین پوسته میگو و خرچنگ را

10⁶× 8/1- 10⁶×4/0 دالتون گزارش کردند. این ماده با فرمول تجربی زنجیره طویلی دارد که درجه پلیمریزاسیون آن 1800-600 واحد است درصد کربن، نیتروژن، هیدروژن، در یک واحد به این صورت است.

N=266/47% H=452/6% N=893/6% O=389/39%

از آنجا که کیتین در بسیاری از حلالها غیر قابل حل شدن است و وزن مولکول محصول تجاری با کیتین طبیعی متفاوت و درجه پلیمریزاسیون 1800-600 واحد گزارش شده است. لذا، تعییین کیفیت و خلوص این ماده مشکل است. یکی از روشهای مناسب برای تعیین کیفی این نوع مواد، استفاده از طیف سنجی زیر قرمز (IR) است. طیف زیر قرمز گرد خالص کیتین پوسته میگو به صورت زیر است.

روش استخراج کیتین از پوسته سخت پوستان

به طوری سنتزیک ماکرومولکول مشکل است. لذا بهتر است که مولکول را از منبع تولید کننده آن تخلیص و برای بهینه سازی محصولات به کار برد. روش استخراج این ماده به صورت زیر است.

کیتین به همراه املاح معدنی به ویژه کلسیم کربنات و کلسیم فسفات در پوسته سخت پوستان وجود دارد. روش استخراج شامل دو مرحله است. زدودن مواد معدنی با اسید معدنی رقیق و زدودن مواد آلی با قلیا.

تصاویر برخی از سخت پوستان

میگو، خرچنگ و لابستر از مهمترین منابع تولید کننده کیتین هستند که تصویر چند نمونه از آنها آورده شده است.

خرچنگ با نام علمی پورتینیوس پلاژیوسل

لابستر با نام علمی پانولیریوس هوماروس


لابستر با نام علمی پانولیریوس پولی فاجوس


دو گونه از میگو:


میگو با نام علمی پنئوس مرگونسیس


میگو با نام علمی پنئوس سمی سولکاتوس

در بین این آبزیان میگو به علت دارا بودن پروتئین فراوان و طعم لذیذ، همچنین وجود برخی از املاح و میکروالمانها ارزش فراوانی دارد. صید میگو در ایران در استانهای هرمزگان، بوشهر، خوزستان، انجام می گیرد. ذخایر میگو در خلیج فارس تقریباً بالای 000/20 تن برآورد شده است که نصف آن متعلق به آبهای ایران است.

استفاده از این منابع تجدید شونده به منظور تولید توسعه محصولات زیست پایه ای راهی مناسب، مطمئن و گامی موثر برای دستیابی به خود کفایی صنعتی و بهره برداری کامل از منابع طبیعی است.

کاربردهای کیتین

قوانین محدود کننده ضایعات در محیط زیست، تولید کنندگان را به سمت تولیدات جدید به گونه ای که پس از مصرف نیز ضرری برای محیط زیست نداشته باشد سوق داده است. استفاده از مواد زیست توده، گامی موثر در این جهت است.

کیتین یک ترکیب شیلاتی است که به وسیله موجودات دریایی تولید می شود.

فراورش کیتین از ضایعات سخت پوستان فرایندی پر سود به شمار می آید. زیرا تنها در سرمایه گذاری، هزینه های مرحله فراورش آن مطرح می شود و سایر هزینه ها را طبیعت می پردازد. این ماده به دلیل پایداری زیاد توانایی تشکیل حلقه با یونهای فلزی، دارا بودن خواص نوری و ویسکوز بودن، کاربردهای زیادی دارد.

در سالهای 1977-1982-1988-1991 پنج سمینار بین المللی در ارتباط با کاربردهای کیتین و کیتوزان برگزار شده است. که برخی از این کاربردها عبارتند از: خواص نظیر سمیت کم، سازگاری زیستی، قابلیت تجزیه بیولوژیکی، خواص ضد میکروب، قابلیت اصلاح شیمیایی و خواص بیوچسبندگی کیتین و کیتوزان در زمینه های متعدد از جلمه تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی به عنوان جاذب رنگ، ذرات فلزی، پروتئین و مولکولهای سنگین نفتی کاربرد دارند. این ترکیبات همچنین در صنایع پزشکی و بهداشتی به عنوان باندهای قابل تنفس، مواد پیوند دهنده استخوان و ستون فقرات و عامل ترمیم سلولها و بهبود زخم و نیز در ساخت داروهای ضد انعقاد خون و سرطان به کار می روند. "کیتین" و " کیتوزان" در صنایع غذایی به عنوان افزودنیهای خوراکی در صنایع نساجی دریاچه های پنبه ای برای افزایش جذب رطوبت که سبب بهبود خواص نظیر اصطکاک، جذب رطوبت و رنگ پذیری می شود مورد استفاده قرار می گیرد.

برخی از موارد استعمال کیتین ذیلاً آماده است:

- برای جذب فلزات سنگین مانند: جیوه، سرب و اورانیوم.

- در صنعت کاغذ سازی، افزایش سرعت آب زدایی خمیر کاغذ و بالا بردن کیفیت آن برای چاپ.

- در صنعت عکاسی و شیشه سازی - ساخت و لنز عدسی.

- ساخت داروهای چربی سوز برای کسانی که رژیم لاغری دارند . دارو برای بیماران هموفیلی.

- ساخت داورهای ضد باکتری و ضد قارچ ( از آن مایعی ساخته می شود که به عنوان محافظ محصول در برابر آفات قارچها و حشرات مورد استفاده قرار می گیرد.)

- داروهای ضد بارداری که موجب از کار انداختن اسپرم می شود.

- داروهای ضد سوختگی که حتی در اندک زمان سوختگی های شدید را به سرعت التیام می بخشد. این ماده می تواند حتی از سیستم ایمنی بدن در برخی از بیماریها محافظت نماید.

کیتین به عنوان ماده اولیه برای تهیه کیتوزان و آمینهای قندی (گلوکز آمین) استفاده می شود. به عبارتی کیتوزان و گلوکز آمین از کیتین بدست می آید.

کیتوزان می تواند برنامه های رژیمی در بدن انسان را تنظیم نماید. محققین به دنبال راه هایی هستند تا با استفاده از آن برخی بیماریها را درمان نمایند.

کیتوزان و گلوکز آمین کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف دارند. نمونه هایی از موارد استعمال از کیتوزان و گلوکز آمین ذیلاً آمده است.

- تصفیه فاضلابهای صنعتی و رادیواکتیوی.

- تهیه مواد آرایش پوست، مو و انواع شامپو و صابون و خمیر دندان، رنگ کردن لباس.

- تهیه محلولهایی طبی و شستشو و ضد عفونی.

- دندانسازی، جراحی پوست ورم با آماس ( غده های ) سرطانی، نخ بخیه پیوندهای رگهای خونی، انعقاد خون.

- تهیه کاغذ- حوله، دستمال کاغذی و پوشاک بچه.

- تهیه مواد غذایی چون بیسکویت، ماکارونی، رشته فرنگی مایونز و سوسیس.

- برای بسته بندی مواد غذایی، تهیه نوارهای ویدیوئی، و حفاظ تجهیزات کامپیوتر.

- برای ساخت سمعک ناشنوایان و صنایع دارویی و مصرف، به عنوان آنتی کلسترول و غیره.

بنابراین، ملاحظه می شود که استفاده صحیح از ضایعات پوسته ای سخت پوستان که امروز اکثراً در مملکت ما دور ریخته می شود، اهمیت اقتصادی به سزایی در صنایع مختلف دارد و علاوه بر آن از آلودگی محیط زیست هم جلوگیری می کند. موارد کاربرد کیتین به صورت زیر است.

تصفیه و پاکسازی

اولین کاربرد کیتین در خالص سازی فاضلاب کارخانه های فراورش صید بوده است، این ماده اتصال دهنده خوبی است، به طوری که می تواند اتمهای فلزات، به ویژه فلزات سنگین نطیر جیوه، سرب، اورانیوم را به خود متصل کند، این خاصیت مهم موجب استفاده از کیتین، در تصفیه فاضلابهای کارخانجات تولید مواد سمی و پرتوزا شده است.

کتین، یک مولکول زنجیره‌ای بزرگی است که، به دور ذرات جامد معلق در مایعات می‌پیچد و آنها را، به صورت توده یا ژله از محلول خارج می‌کند. این ماده نظیر یک عامل جمع‌کننده گل، در آب عمل می‌کند. کیتین، برای دفع آلودگی حشره‌کشهای ددت[4] و مشتقهای کلردار بنزن[5] و همچنین زدودن متیل استات جیوه از فاضلاب، استالدئید و آرسنیک از آبهای آلوده به کار می‌رود از کیتین و مشتقات آن برای گرفتن آلودگی پلوتونیم و پترولیم در آب استفاده می‌شود. همچنین این مواد از رشد بعضی باکتریها و قارچ در آب جلوگیری می‌کنند. (14-15-17)

کروماتوگرافی

یکی از روشهای رایج برای جداسازی مواد، کروماتوگرافی است. در سالهای اخیر از لایه‌های کیتینی، در ستونهای کروماتوگرافی برای جداسازی اسیدهای نوکلئیک، مخلوط فنلها و آمینواسیدها استفاده شده است. آزمایشات نشان داده که، این لایه‌ها نسبت به سلولز بلوری، ژل سیلیکا و لایه‌های پلی آمیدی بهتر هستند. از این ستونهای کروماتوگرافی برای جمع کردن ایزومرهای گلوکز، جهت ساختن قند فروکتوز بلندتر استفاده می‌شود.

مازارلی در سال 1973 از ستون مشتق کیتین[6] برای تعیین مولیبدیم و وانادیم در آب دریا استفاده کرد. (14-15-17-22)

استخراج کیتین از پوسته میگو و استفاده از کیتین برای جدا کردن یون منگنز (VII)کیتین چیست؟ساختار شیمیایی و خواص کیتینروش استخراج کیتین از پوشه سخت پوستان