واکاوی عوامل موثر بر ارتقای مهارت حل مسئله در درس فیزیک دوره متوسطه

پژوهش حاضر با هدف واکاوی جامع عوامل موثر بر ارتقای مهارت حل مسئله در درس فیزیک دوره متوسطه به روش مروری توصیفی-تحلیلی انجام شده است. یادگیری فیزیک در دوره متوسطه از جمله ارکان بنیادین آموزش علوم پایه محسوب می‌شود که نه تنها در درک پدیده‌های طبیعی، بلکه در توسعه تفکر منطقی، تحلیل سیستمی و توانایی مواجهه با مسائل پیچیده نقش کلیدی ایفا می‌کند. با این حال، شواهد پدیدارشناختی و تجربی نشان می‌دهند که بسیاری از دانش‌آموزان در فرایند حل مسائل فیزیک با چالش‌های عمیق مفهومی و شناختی روبه‌رو هستند. در این مقاله مروری، با بررسی و ترکیب یافته‌های پژوهش‌های داخلی و بین‌المللی اخیر، راهبردها و عوامل کلیدی موفقیت در ارتقای مهارت حل مسئله طبقه‌بندی و تحلیل شده‌اند. نتایج به دست آمده از تحلیل ادبیات پژوهش نشان می‌دهد که تغییر پارادایم از آموزش سنتی مبتنی بر حفظ فرمول‌ها به سمت الگوهای فعال یادگیری، از جمله یادگیری مسئله‌محور، الگوی کلاس معکوس و مدل‌سازی مفهومی، تأثیر چشم‌گیری در تعمیق درک مفهومی و افزایش توانمندی حل مسئله دانش‌آموزان دارد. علاوه بر این، توانایی‌های پیش‌نیاز ریاضی و مهارت‌های تفکر انتقادی به عنوان بسترهای زیربنایی، فرایند بازنمایی مسئله و الگوریتم‌های شناختی دانش‌آموزان را تسهیل می‌سازند. بازطراحی محیط‌های یادگیری، به کارگیری ابزارهای دیجیتال و اصلاح شیوه‌های ارزشیابی تکوینی نیز از الزامات مکمل در تحقق این هدف تربیتی به شمار می‌روند. در نهایت، الگویی جامع جهت یکپارچه‌سازی این عوامل در برنامه‌ریزی درسی فیزیک ارائه شده است که می‌تواند راهنمای معلمان و برنامه‌ریزان آموزشی باشد.

The present study aims to comprehensively investigate the factors affecting the improvement of problem-solving skills in secondary school physics using a descriptive-analytical review method. Learning physics in secondary school is considered one of the fundamental pillars of basic science education, which plays a key role not only in understanding natural phenomena, but also in developing logical thinking, systemic analysis, and the ability to deal with complex problems. However, phenomenological and empirical evidence shows that many students face profound conceptual and cognitive challenges in the process of solving physics problems. In this review article, by examining and combining the findings of recent domestic and international research, the strategies and key factors of success in improving problem-solving skills have been classified and analyzed. The results obtained from the analysis of the research literature show that the paradigm shift from traditional education based on memorizing formulas to active learning models, including problem-based learning, the flipped classroom model, and conceptual modeling, has a significant impact on deepening conceptual understanding and increasing students' problem-solving capabilities. In addition, prerequisite mathematical abilities and critical thinking skills as underlying platforms facilitate the problem representation process and cognitive algorithms of students. Redesigning learning environments, employing digital tools, and modifying formative assessment methods are also complementary requirements in achieving this educational goal. Finally, a comprehensive model for integrating these factors into physics curriculum planning is presented, which can be a guide for teachers and educational planners.