دیگر نگران فرمول‌های ساختاری نباشید!

فرمول‌های ساختاری: ابزاری ضروری در درس‌های زیست‌شناسی

فرمول‌های ساختاری برای بسیاری از دانش‌آموزان منبعی از ترس و اضطراب هستند، اما در واقع این فرمول‌ها ابزارهای اساسی در درس‌های زیست‌شناسی به شمار می‌روند. یک مطالعه مشترک که توسط دکتر نینا مینکلی، کارشناس آموزش زیست‌شناسی از دانشگاه روهر بوخوم آلمان، و دکتر ساشا برنهولت، کارشناس آموزش شیمی از مؤسسه لایبنیتس برای آموزش علوم و ریاضیات در کیل آلمان، انجام شده است، نشان می‌دهد که سطح استرس دانش‌آموزانی که با فرمول‌های شیمیایی کار می‌کنند، به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد اگر نکات ساده‌ای در مورد نحوه برخورد با این فرمول‌ها به آن‌ها ارائه شود. دکتر مینکلی، سرپرست این مطالعه، می‌گوید: «در نتیجه، عملکرد کلی آن‌ها نیز افزایش می‌یابد.»

او و تیمش ۱۳۶ دانش‌آموز دبیرستانی را مورد آزمایش قرار دادند و عملکرد و سطح استرس آن‌ها را با و بدون نکات مقایسه کردند. نتایج این تحقیق در مجله Research in Science Education در تاریخ ۲۶ ژوئن ۲۰۲۴ منتشر شد. فرمول‌های شیمیایی در واقع در کلاس‌های شیمی تدریس می‌شوند، جایی که به طور سیستماتیک در سطح ابتدایی معرفی می‌شوند. در زیست‌شناسی، این فرمول‌ها در چندین زمینه مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند مطالعه واکنش فتوسنتز.

دکتر مینکلی گزارش می‌دهد: «تجربه و مطالعات قبلی نشان داده‌اند که به ویژه فرمول‌های ساختاری پیچیده می‌توانند منجر به واکنش‌های استرسی شوند و بسیاری از دانش‌آموزان با آن‌ها مشکلات قابل توجهی دارند و سعی می‌کنند از آن‌ها دوری کنند.» او ادامه می‌دهد: «با این حال، در کلاس‌های زیست‌شناسی زمان کافی برای معرفی سیستماتیک دوباره فرمول‌ها وجود ندارد.»

به همین دلیل، ایده او این بود که به دانش‌آموزان نکاتی ارائه دهد که یادگیری فرمول‌ها را برای آن‌ها آسان‌تر کند.

نقش نکات ساده در بهبود عملکرد دانش‌آموزان

یکی از نکات مهم این است که حرف H نمایانگر هیدروژن است و کربن که با حرف C نشان داده می‌شود، می‌تواند حداکثر چهار شریک پیوندی داشته باشد. در این تحقیق، پژوهشگران ابتدا از گروهی متشکل از ۱۳۶ دانش‌آموز دبیرستانی خواستند تا یک آزمون مقدماتی بدهند تا دانش قبلی آن‌ها درباره فرمول‌های ساختاری مشخص شود. سپس شرکت‌کنندگان در آزمونی شرکت کردند که در آن نیمی از آن‌ها نکات راهنما دریافت کردند و نیمی دیگر هیچ نکته‌ای دریافت نکردند.

پژوهشگران نتایج آزمون‌ها و همچنین سطوح استرس ادراک شده و استرس اندازه‌گیری شده به‌طور عینی با استفاده از تغییرات ضربان قلب را مقایسه کردند.

استرس کمتر، عملکرد بهتر

نینا مینگلی، یکی از پژوهشگران، می‌گوید: «ما مشاهده کردیم که دانش‌آموزانی که نکات راهنما دریافت کرده بودند، استرس کمتری داشتند و عملکرد بهتری نسبت به گروه کنترل که هیچ نکته‌ای دریافت نکرده بودند، داشتند.» پژوهشگران برای هدف مطالعه، تأثیر دانش قبلی را در نظر نگرفتند. او ادامه می‌دهد: «این نکات ساده که معلمان به راحتی می‌توانند ارائه دهند، می‌تواند به دانش‌آموزان کمک کند تا بر نکات اساسی در تمرینات و آزمون‌ها تمرکز کنند – زیرا در نهایت، هدف این آزمون‌ها درک فرمول‌های ساختاری نیست.»

تیم تحقیق همچنین معتقد است که استرس بیش از حد می‌تواند به کاهش شناختی منجر شود که می‌تواند به یادآوری اطلاعاتی که قبلاً آموخته شده‌اند آسیب برساند. این مشکل می‌تواند با ارائه نکات در مورد فرمول‌ها جلوگیری شود.

تأثیر نکات بر خودکارآمدی دانش‌آموزان

علاوه بر استرس و عملکرد، تیم همچنین تأثیر نکات را بر خودکارآمدی دانش‌آموزان ارزیابی کرد. نینا مینگلی در پایان می‌گوید: «ما دریافتیم که تقریباً هیچ تفاوتی وجود ندارد.» او ادامه می‌دهد: «دانش‌آموزان به خوبی آگاه بودند که دانش آن‌ها درباره فرمول‌های ساختاری ناقص است — چه با نکات و چه بدون آن‌ها.»