مقاله مباني نظري و پيشينه پژوهش (فصل دو) مدارس هوشمند (docx) 34 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 34 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
مدرسه هوشمند چیست؟
در تعریف مدارس هوشمند ایران چنین آمده است: مدارس هوشمند ایران مدارس توسعه یافتهای هستند که برای انتقال مفاهیم سنتی از ابزارهای فناوری اطلاعات و ارتباطات کمک میگیرند. این ابزارها شامل برنامههای رایانهای از جمله بکارگیری نرمافزارهای کاربردی نظیراسلاید (پاورپوینت)، واژه نگار و صفحات گسترده و امکانات اینترنتی است (شیوه نامه اجرایی هوشمندسازی مدارس،1390).
مدرسه هوشمند،مدرسهاى است که درآن روند کلیه فرایندها اعم از مدیریت ، نظارت ، کنترل ، یاددهی-یادگیری ، منابع آموزشی و کمک آموزشی ، ارزشیابی ، اسناد و امور دفتری ، ارتباطات و مبانی توسعه آنها ، مبتنی بر فاوا و جهت بهبود نظام آموزشی و تربیتی پژوهش محورطراحی شده است.
در مدارس هوشمند، کامپیوتر جایگزین تخته سیاه و سی.دی جای دفتر مشق را میگیرد. دانشآموزان میتوانند از طریق اینترنت اطلاعات بسیاری درباره هر موضوع که بخواهند به دست آورند. در این سیستم، معلم و شاگرد هر دو تولید محتوای الکترونیکی و درس را بصورت سی.دی ارائه میکنند.
در مدارس هوشمند آموزش منحصر به معلم نیست، بلکه یاددهی و یادگیری کاملاً تعاملی است و دانشآموزان نقش اساسی در آموختن مباحث علمی دارند. در مدارس هوشمند، دبیران با استفاده از محتوای درسی الکترونیکی موجب تفهیم بهتر مطالب درسی و صرفهجویی در وقت میشوند و دانشآموزان هم این فرصت را دارند که توانایی و قابلیتهای خود را آشکار و به تولید محتوا بپردازند. در این گونه مدارس، کسب موفقیت دست یافتنی است و میزان آن به تلاش و پیگیری دانشآموزان و هدایت صحیح و جهتدار بستگی دارد. در این روش روح پژوهش و جستوجوگری قطعاً جایگزین روحیه بیهدف دانشآموزان خواهد شد. در این سیستم، رکن اصلی برای هرگونه تغییر، تغییر در فکر است و ابزار و امکانات تنها وسیلهای برای جامه عمل پوشاندن به افکار هستند (شیوه نامه اجرایی هوشمندسازی مدارس،1390).
2-14: هدف از ايجاد مدارس هوشمند چیست؟
اهداف، مقاصد مورد انتظار در دورههای زمانی بلند مدت میباشند. اهداف مدارس هوشمند به نحوی تبيين شدهاند که در راستای اهداف اداره کل آموزش و پرورش بوده، مسير را برای نيل به اين هموار سازند. همچنين اهداف مدارس هوشمند در راستای چشمانداز مدارس هوشمند تدوين گرديده است تا نيل به اين اهداف، رسيدن به چشمانداز را ممکنتر سازد . این اهداف عبارتند از (جلالی و همکاران، 1388):
رشد همه جانبه دانشآموزان (ذهنی ، جسمی ، عاطفی و روانی).
ارتقاء توانايیها و قابليتهای فردی.
تربيت نيروی انسانی متفكر و آشنا به فنآوری.
افزايش ارتقاء و مشاركت مردمی.
استمرار فرايند يادگيری دانشآموزان در خارج از مدرسه.
ايجاد محيطی پويا و جذاب برای شکوفايی کامل استعدادها و بروز خلاقيتهای فردی و جمعی دانشآموزان.
افزايش حضور، پشتيبانی و مشارکت والدين و گروههای ذينفع در فرايند يادگيری دانشآموزان.
همراه نمودن کادر آموزشی مدارس با روندهای نوين آموزشی مبتنی بر نيازمندیهای جامعه دانش بنيان.
ايجاد محيطی مناسب جهت ارزيابیهای مستمر و متناسب با استعداد و پيشرفت دانشآموزان.
فراهم نمودن فضای مشارکت و تعامل دانشآموزان و معلمان در فرايندهای ياددهی – يادگيری.
ترويج يادگيری تجربی، پژوهش محوری و دانشآموز محوری در فرايندهای آموزشی.
توسعه مهارتهای ادراکی، کلامی، اجتماعی ، حرفهای و تخصصی دانشآموزان.
تربيت دانشآموزان فاخر برای ورود به ميدانهای بينالمللی با تکيه بر هويت ايرانی- اسلامی.
2-15: مأموريت و چشمانداز مدرسه هوشمند
چشمانداز مدرسه هوشمند ، بيانگرمقصد آرمانگرايانهای است که این مدارس میکوشند تا با بهرهگيری از فناوری اطلاعات بدان دست يابند. در عبارت چشمانداز مدرسه هوشمند ، آينده به گونهای ترسيم و تصوير میشود که کاربردها و خدمات فناوری اطلاعات در حد اعلی بکار گرفته شده و مرکز نيز به عنوان مدرسه هزاره سوم با بهره گيری از فناوری اطلاعات توانمند شده باشد. عبارت چشمانداز گرچه ممکن است تا حدودی رويايی و آرمان گرايانه باشد ليکن میتواند شور و انگيزه کافی برای توسعه مدرسه هوشمند را در بين مديران ، کارکنان و ذينفعان ايجاد نمايد و آنها را در اين حوزه هماهنگ کند (مرکز آمار و فناوری اطلاعات و ارتباطات کشور، 1390).
2-16: راهبردهای توسعه مدارس هوشمند
راهبردها، مسيرها و راهکارهايی برای رسيدن به اهداف هستند. در صورتی که اهداف را از جنس مقصد به شمار آوريم راهبردها از جنس مسير رسيدن به مقصد میباشند. در تدوين راهبردها سعی میشود تا با شناسايی نقاط قوت و ضعف مدرسه هوشمند و تعيين فرصتها و تهديدهای موجود در زمينه بهره گيری از فناوری اطلاعات، راهبردها به گونهای تبيين شوند تا حداکثر استفاده از نقاط قوت فرصتها صورت گرفته، نقاط ضعف برطرف شده، برای رويارويی با تهديدها چاره انديشی شود(مرکز آمار و فناوری اطلاعات و ارتباطات کشور، 1390).
راهبردهای توسعه مدرسه هوشمند عبارت اند از :
مستند سازی و به اشتراک گذاشتن تجربيات مرکز با ساير مدارس فعال در این زمینه.
تصويب سازوکار مشخص برای جلب مشارکتهای مالی و معنوی اوليای دانشآموزان در هوشمندسازی مدرسه.
بهرهگيری از قابليتهای وب 2 برای توسعه محتوای آموزشی .
جلب حمايتهای مالی سازمانهای مرتبط موجود در سطح شهرستان برای هوشمندسازی مدرسه.
تدوین دستورالعملهای تسهيل کننده هوشمند سازی مدرسه در حدود اختيارات این مرکز آموزشی در راستای رفع موانع محدود کننده موجود.
فرهنگ سازی و اطلاع رسانی به اوليای دانشآموزان در خصوص ويژگیها و مزايای مدرسه هوشمند.
ايجاد ساختار مديريتی و اجرايی مدرسه هوشمند.
فرهنگسازی و آگاهسازی مديران اداره آموزش و پرورش در ردههای مختلف نسبت به الزامات مدرسه هوشمند .
برنامهريزی استفاده از تجهيزات شخصی دانشآموزان در منزل با توجه به محدوديتهای دسترسی به تجهيزات در مدرسه.
هماهنگی یرای تجهيز مدرسه به اينترنت پرسرعت.
تجهيز مدرسه به حداقل امکانات مورد نياز برای هوشمندسازی.
در نظر گرفتن مکانيزمهای انگيزشی برای تشويق معلمان و دانشآموزان فعال و خلاق در فرايند هوشمندسازی.
آموزش و ارتقای مهارتهای معلمان و دانشآموزان.
تعامل گسترده با توليدکنندگان نرم افزارها ومحتوای اموزشی برای برآوردن نيازهای مدرسه هوشمند (اونگ، 2002).
2-17: ساختار تشکیلاتی مدرسه هوشمند
به منظور سیاستگذاری، برنامهریزی، نظارت و اجرای طرح هوشمندسازی مدارس کارگروههای راهبردی و راهبری فناوری اطلاعات وارتباطات درسطح وزارت / استان/ شهرستان / ناحیه و منطقه تشکیل میگردد.
1) کارگروههای راهبردی فناوری اطلاعات و ارتباطات وزارت.
2) دبیرخانه و ستاد راهبری هوشمندسازی مدارس کشور در مرکز آمار و فناوری اطلاعات و ارتباطات آموزش و پرورش.
3) کار گروههای راهبری فناوری اطلاعات و ارتباطات در سطح استان.
4) کار گروههای راهبری فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرستان/ ناحیه و منطقه.
5) کارشناس هوشمندسازی مدارس در ادارات کل آموزش و پرورش استانها.
6) کارشناس هوشمندسازی مدارس در ادارات کل آموزش و پرورش ادارات آموزش و پرورش نواحی/ مناطق ( به منظور پیگیری و نظارت برطرح هوشمند سازی مدارس).
7) مدیر واحد آموزشی توانمند درحوزه مدیریت و با تجربه و موفّق در بکارگیری فناوری اطلاعات.
8) معاون فناوری اطلاعات مدارس و مجتمعهایی که در طرح هوشمندسازی مدارس قرارگرفتهاند (جهت راهبری عملیاتی طرح هوشمندسازی در سطح مدرسه و مجتمع ها)
9) معلمان توانمند در اداره کلاسها با رویکرد فناوری اطلاعات و ارتباطات.
10) کادر اجرایی توانمند در بکارگیری فناوری اطلاعات و ارتباطات (جلالی و همکاران، 1388).
2-18: درباره تأثیر فنآوری اطلاعات و ارتباطات بر نظام آموزش دو رویکرد متفاوت وجود دارد:
الف) برخی معتقدند اثر فناوری تدریجی است و صرفاً انتقال برنامه درسی سنتی را کارآمدتر میسازد و در واقع، دسترسی به اطلاعات سریع میشود.
ب)رویکرد دوم معتقد است ورود فنآوری اطلاعات و ارتباطات به مدارس، اهداف و ابزارهای تعلیم و تربیت را بطور اساسی تغییر میدهد. از این رو دیدگاه فناوری اطلاعات بر مرزهای ساختاری نظام اموزش سنتی فایق میآید (عزتی،1380).
2-19: مولفههای اصلی و ارکان هوشمندسازی مدارس
معلم
معلمان در کنار دانشآموزان یاد میگیرند و به جای ارائه یک طرفه آموزش، نقش تسهیلکننده را در خودآموزی و یادگیری دانشآموزان برعهده خواهند داشت.
دانشآموز
با توجه به دانشآموز محور بودن مدرسه هوشمند، نقش دانشآموز مهمتر میباشد به طوری که:
1) درتعیین اهداف آموزشی، دانشآموز با راهنمایی معلم خود اهداف را شکل میدهد.
2) در تعیین وظایف آموزشی، به پیشنهاد معلم وظایف توسط دانشآموز تعیین میگردد.
3) در انتخاب منابع، دانشآموز منابع خود را در نظر میگیرد و از معلم در مورد آنها نظر میخواهد.
محتوای الکترونیکی
فرایند ورود فناوری به نظام آموزشی در نهایت یک جریان نرمافزاری است و نه سختافزاری. صرف ورود رایانه و امکانات شبکهای، منجر به یک تحول بنیادین در تعلیم و تربیت نخواهد شد. حیات و پویایی سیستم یادگیری الکترونیکی به محتوای آموزشی درون آن وابسته است. اگرچه خرید تجهیزات و آمادهسازی زیرساختها برای ورود فناوری به مدارس مسئلهای ضروری و غیر قابل انکار است، اما در صورت نبود محتواهای آموزشی لازم، به خودی خود فاقد ارزش و اعتبار است.
در تعریف کلی، محتوای الکترونیکی ابزار موثری برای آموزش است که با ترکیبی از متن، تصویر، صدا و فیلم بستر ارتباطی را بین دانشآموزان و معلمان در هرنقطه از جهان فراهم میکند به نحوی که بتواند زمینه آموزش نوآورانه و خلاق را برای آموزش پژوهان و دانشآموزان ایجاد نمود.
2-20: رعایت استانداردهای زیر در تولید محتوای الکترونیک ضرورت دارد:
1)محتوای الکترونیکی باید مطابق با موارد مورد اشاره در شیوه نامه هوشمندسازی مدارس و به شکل منطقی سازماندهی گردد.
2) محتوای آموزشی با عنوان درسی و طول مدت آن متناسب باشد.
3) محتوا به حدکافی مطالب راپوشش دهد و هدفهای آموزشی را ارائه کند.
4) از ابزارهای مناسب برای تولید محتوا استفاده گردد.
تولید محتوا میتواند توسط معلمان، دانشآموزان، اولیاء، کارکنان ادارات و بخش خصوصی انجام شود. توزیع محتوای الکترونیکی میتواند در بسترهای مختلفی از جمله شبکه و وب، CD و DVD، گوشیهای تلفن همراه و مواردی از این دست صورت پذیرد.
کتاب
با هوشمندسازی مدارس تکنولوژی جای کتاب محوری را میگیرد و معلمان با فناوری جدید مطالب درسی را به خوبی تدریس خواهند کرد.
کلاس
کلاس مانند یک کلاس سنتی است که با استفاده از قابلیتها و ابزارهای فناوری اطلاعات تجهیز شده باشد. در این کلاس حداقل یک ابزار نمایش از جمله تخته تعاملی و یا ویدیو پروژکتور و همچنین یک عدد رایانه وجود دارد. در این کلاس معلم میتواند از محتوی الکترونیکی در دسترس برای ارتقای فرآیند یاددهی یادگیری استفاده کند. چون هدایت کلاس با روشهای مختلف یاددهی – یادگیری میباشد.
مدرسه
با تقویت و پشتیبانی مقوله دانشآموز پژوهشمحور و افزایش ارتباط مؤثّر و چند جانبه بین "معلم و شاگرد با مدرسه" و "مدرسه با جامعه"؛ مدرسه را به کانونی پویا، مشتاق و قوی برای پرورش نیروی انسانی خلّاق و متفکر که قابلیت زندگی در عصر اطلاعات را دارد، تبدیل میکند. در چنین فضایی، دانشآموزان به دنبال کسب نظریهها و پژوهش در آنها و تولید علم هستند و شکلی از اجتماعیشدن را تجربه میکنند. این تجربه میتواند وَرای موقعیّت جغرافیایی و اجتماعی آنها باشد.
2-21: تئوری ومبانی نظری
شناخت دانشآموزان ونوجوانان که وارد مدرسه هوشمند میشوند از لحاظ حیطههای شناختی - عاطفی و روانی حرکتی ضروری است و فرایند یاددهی - یادگیری به گونهای باید طراحی شود که رشد همه جانبه ومتعادل دانشآموزان را درنظر بگیرد. برنامه درسی باید بطور گستردهای نیازها و استعدادهای دانشآموزان مختلف را دربرگیرد (پرکینز، 1995).
براساس تحقیق ارائه شده توسط آقای دیوید پرکینز(1995) از دانشگاه هاروارد که نقش اولیه را درطراحی وتوسعه مدارس هوشمند ایفا کرده دارای 8 اصل یا تئوری اساسی یادگیری میباشد که عبارتنداز :
1-مدرسه به عنوان سازمان یادگیری: مدرسه نه فقط برای دانشآموزان بلکه برای معلمان مدیران وحتی اولیای دانشآموزان نیزمحیط یادگیری است و سازمان یادگیری مدارس هوشمند به نحوی است که دریک فرایند طبیعی از تعیین هدفها ، محتوا ، ارزشیابی و نحوه نظارت برخود و خلق سیستم پویا کلیه اعضا مشارکت دارند.
2- ارزشیابی یادگیری محور: ارزشیابی برمحور یادگیری است نه محصول وننتیجه کار به نحوی که دانشآموزان ومعلمان را دریک فرایند درگیرنموده ونتیجه ارزشیابی برمحور کیفیت وکاربرد آن برروی دانشآموزان قرارمی گیرد وآزمونها دربهترین شرایط به عنوان ابزار ارزشیابی به کاربرده میشوند.
3- دانش زایشی: درمدارس هوشمند با ارائه محتوای مناسب بیشترین تاثیر را بررشد فکری وعملی دانشآموزان میگذاردو به جای مصرف اطلاعات ودانش توسط دانشآموزان به توانایی تولید دانایی نیزمجهز میشوند.
4- تاکید بردرک وشناخت اهداف: اهداف برنامهها و فعالیتهای مدارس هوشمند برای دانشآموزان قابل درک به نحوی که خروجیهای مدارس براساس اهداف از پیش تعیین شده تنظیم میگردند وبه همین منظور دانشآموزان از مشارکت وهمراهی بیشتر ومناسب تری درامر یادگیری برخوردار خواهند بود.
5- تاکید برهوش اکتسابی: تحقیقات ومطالعات نشان میدهد که با آموزش روشهای تفکر ، به ویژه روشهای تلفیقی و روشهای فعال تدریس دانشآموزان میتوانند از هوش و قدرت تفکر بالاتری در امر یادگیری برخوردار باشند.
6- تاکید برتدریس مهارت وانتقال: از دیگر اصول یادگیری درمدارس هوشمند، استفاده ا ز فنون وروشهای تدریسی است که ضمن تقویت انگیزه آنان درامر یادگیری شبیهسازی و الگو گیری ازآن برای آنها فراهم گردد و این امر موجب میشود که دانشآموزان نسبت به انتقال این مهارت به دیگران به طورخودکاراقدام نمایند. این نکته درفرایند یادگیری نقش بسیارمفید وموثری را ایفا میکند.
7- یادگیری محصول تفکراست: آماده سازی دانشآموزان برای تفکر زمینه منطقی نمودن امور را برای آنها فراهم مینماید.
8- شمول همگانی: از دستاوردهای تفکر خلاق و درک عمیق ازمسائل ، آماده نمودن دانشآموزان وحتی معلمان درحل مشکلات پیچیده وغامض آموزشی است ، درمدارس هوشمند دانشآموزان ومعلمان این علاقه را به راحتی بروز میدهند وبا تکیه برخلاقیت ونوآوری و ارائه روشهای جدید درحل مشکلات اقدام مینمایند.
باعنایت به شرایط یادگیری از دیدگاه گانیه دربحث مفاهیم محسوس ، شیوه آموزش دیداری - شنیداری وارائه موضوعات درسی و مطالب علمی بوسیله فیلم - انیمیشن و... سریعتر یادگرفته میشود.
همچنین برونر معتقداست یادگیری بطور مکانیکی انجام نمیشود بلکه فراگیر فعالانه موضوعات راتجزیه وتحلیل میکند تا بتواند مسئلهای را کشف کند (یادگیری اکتشافی) و آزوبل معتقد است انسان درذهن خود از کودکی قالبی را شکل میدهد که آنرا ساخت شناخت مینامد، هرگاه موضوعات آموزشی با ساخت شناخت فراگیر هماهنگی داشته باشد فراگیر مطلب را یاد میگیرد. این یادگیری معنیدار دربرابر یادگیری طوطی وار قرار میگیرد (کوبان و همکاران، 2001).
یادگیری درمدارس هوشمند به شکل سنتی وخواندن طوطیوار نیست بلکه یادگیری اکتشافی-معنی دار و شناختی مطرح است. دیدگاه برنامه درسی مبتنی برمعنی دار بودن ومسوولیت پذیری فرد درجامعه است.
2-22: چرا مدرسه هوشمند طراحی کنیم؟
مدارس هوشمند رویکرد جدید آموزشی است که با تلفیق فناوری اطلاعات و برنامههای درسی، تغییرات اساسی در فرایند یاددهی و یادگیری را به دنبال خواهد داشت. دراین رویکرد نقش معلم به عنوان راهنما ونه انتقال دهنده دانش، نقش دانشآموز به عنوان عضو فعال، خلاق ، نقاد ومشارکت جو، به جای عضوی منفعل و مصرفکننده دانش و نظام ارزشیابی به صورت فرایند محور نه نتیجه محور، تغییرخواهد نمود.
مدارس هوشمند از دستاوردهای مهم توسعه فناوری اطلاعات در برنامههای آموزش و پرورش میباشد که فوائد وآثار ونتایج آن نه تنها در محیط آموزشی تاثیرات خود را خواهد داشت بلکه تحولی نوین همراه باتجارب واقعی محیط زندگی دانشآموزان و فردای آنها خواهد بود، در قرن بیست و یکم تصور آن است که دانشآموزان به جای کیفهای مملو از کتابهای درسی حجیم، با کامپیوترهای کیفی سرکلاس درس حاضر خواهند شد. امکان دسترسی آنها به اطلاعات نامحدود را فراهم خواهد ساخت. امتحانات از طریق رایانه انجام خواهد شد و دانشآموزانی که به علت بیماری نتوانند درکلاس درس حاضرشوند، قادرخواهند بود درمنزل از طریق رایانهها درسهای خود را دنبال کنند.
درمدرسه هوشمند فلسفه آموزشی براین موضوع تاکید دارد که هرکس بیشتر توانایی دارد میتواند بیشتر یاد بگیرد و برنامه آموزشی طوری طراحی میگردد که تمامی نیازهای متفاوت و تواناییهای دانشآموزان را پوشش دهد. تحولات علمی درسالهای اخیر به خصوص در زمینه فناوری اطلاعات لزوم تجدید نظر در امر آموزش وپرورش را صد چندان نموده است تا بتوان از این طریق همگام با تحولات علمی و اطلاعات هزاره جدید حرکت نمود.
2-23: منظور از مدارس ابتدایی هوشمند چیست؟
مدرسه هوشمند در واقع مرحله برتری در كاربری فناوری اطلاعات در نظام آموزش كشور است . مدرسهای است كه مديريت و كنترل آن مبتنی بر فناوری شبكه و رايانه است و محتوای بيشتر درسهای آن الكترونيكی است، و نظام ارزشيابی و نظارت آن نيز هوشمند (الكترونيكی) است.
برای هوشمندسازی مدارس ابتدایی بايد تعريف دقيقی از اركان و اجزای مدارس ابتدایی هوشمند ارائه شود. اين تعريف بايد مورد تأييد و توافق فعالان هوشمندسازی مدارس ابتدایی قرار گيرد و براساس آن مدلهای عملياتی و اجرایی تهيه گردد. این مدل مفهومی مبتنی بر پنج عنصر اصلی است که با توجه به مطالعات انجام گرفته در كشورهای مختلف صورت پذيرفته است:
1-محيط ياد دهی و يادگيری مبتنی برای محتوای چند رسانهای
2-زير ساخت توسعه يافته فناوری اطلاعات
3-مديريت مدرسه توسط سيستم يكپارچه رايانهای
4-برخورداری از معلمان آموزش ديده در حوزه فنآوری اطلاعات و ارتباطات
5-ارتباط يكپارچه رايانهای با مدارس ابتدایی ديگر
به کمک این پنج عنصر میتوان مدرسه هوشمند را تعریف کرد. در حقیقت مدارس برای تبدیل به یک مدرسه کاملا هوشمند باید بتوانند کلیه عناصر ذکر شده را تامین کنند.
2-23: مقایسه وجوه اشتراک و افتراق مصورسازی داده و اطلاعات
ویژگیهامصورسازی دادهمصورسازی اطلاعاتهدفنمايش و ارائه ديداري داده براي درك بهترو بهرهگيري مناسبتر از آنبازنمايي و ارائه اطلاعات در قالبهاي تصويريساختارمبتنی بر ابعاد دادهتکیه بر حجم عظيمي از امور انتزاعيمحیط فعالیتمحيطهاي رقومی، واقعيت مجازي و شبکهمحيطهاي رقومی، واقعيت مجازي و شبکهانسجاممجموعه ساختاريافته گرافهافشردهسازي مقادير عظيم اطلاعاتردهبندی علمیاز شاخههاي علوم رايانهاز شاخههاي علوم رايانهکاربرد فنونامكان تصويرسازي فنون متعدد مصورسازي براي مجموعه دادههاامكان تصويرسازي فنون متعدد مصورسازي براي مجموعه اطلاعاتشیوه نمایشمبتنی بر انواع روشهای بازنمون گرافیکی رایانهمبتنی بر انواع روشهای بازنمون گرافیکی رایانهشمولشامل مصورسازي علمي و مصورسازي اطلاعاتمرتبط با مصورسازی علمی
2-24: طبقهبندي مصورسازي انواع دادهها
دادههاي يكبُعدي
دادههاي يكبُعدي معمولاً حجم عظيمي از دادههاي موجود را پوشش ميدهد. مثال نوعي از دادههاي يكبُعدي، اسناد نوشتاري و چاپي است.
اين نوع از اسناد معمولا كمتر در فرايند مصورسازي و تبديل گرافيكي مورد استفاده قرار ميگيرند.
شکل 2-1. دادههاي يكبُعدي
دادههاي دوبُعدي
از دو وجه متمايز تشكيل شدهاند. يك مثال مشخص از اين نوع، دادههاي جغرافيايي است كه دو محور كاملا مجزا دارد. اين دو عبارتند از طول جغرافيايي و عرض جغرافيايي. محور ايكس و ايگرگروشي متداول براي نشان دادن دادههاي دوبُعدي و نقشههايي است كه اين محور براي بهتصوير كشيدن دادههاي دوبُعدي جغرافيايي از آن بهره ميگيرد(كيم، 2002). نمونه آن نظامهاي اطلاعات جغرافيايي(جی.آی.اس.)
شکل 2-2. دادههاي دوبُعدي
دادههاي سهبُعدي
از اين نوع مصورسازي بيشتر در زمينه كاربردهاي علمي و برنامههاي شبيهسازي شده استفاده ميشود. هدف اصلي آن نشاندادن يك وضعيت واقعي است، كه استفادهكنندگان ميتوانند آن را با موقعيت طبيعي و شرايطي كه در جهان طبيعي وجود دارد، مورد مطالعه و يا آزمون قرار دهند. مانند مصورسازی واقعیت مجازی با بهرهگیری از فن زبان مدلسازی واقعیت مجازی(وی.آر.ام.ال.).
شکل 2-3. دادههاي سهبُعدي
دادههاي چندبُعدي
بسياري از مجموعه دادههايي كه بيش از سه خصيصه را پوشش ميدهند و بنابراين نميتوانند به صورت نمونهاي از مصورسازي در محورهاي دوبُعدي و يا سهبُعدي به نمايش درآيند، در اين بخش قرار ميگيرند. براي مثال ميتوان به دادههايي كه داراي جداولي در پايگاههاي رابطهاي هستند اشاره كرد، كه اغلب شامل دهها و يا صدها ستون ميباشند. مانند نمايش يك فضاي هماهنگسازي موازي
شکل 2-4. دادههاي چندبُعدي
دادههاي زماني
يكي از اين شيوههای سومند بهرهگيری از امکان استفاده از رديفزمانی1 است كه به كاربران اين امكان را ميدهد تا بهصورت همزمان چند برنامه را مشاهده كنند. رديفزمانی در هنگامی كه درک و تحليل يک متن به تنهايي سخت و مشكل است، با ارايه تصاوير متحرك ميتواند تصوير قابل دركي از وضعيت و شرايط اطلاعات مطرح شده ارايه دهد. مانند مصورسازي دادههاي زماني با استفاده از نرمافزار سويشمكس
دادههاي سلسلهمراتبي
مصورسازي دادههاي سلسلهمراتبي بر اساس بازنمايی و نمايش گروهي از اطلاعات مرتبط انجام ميپذيرد. اين اطلاعات داراي ساختاري منسجم و سلسلهاي از روابط مدون است. دادههاي سلسلهمراتبي با نظمي خاص كه عموما به عنوان ساختار درختي شناخته ميشود، شكل ميگيرد. مانند درخت تصميم يا سلسلهمراتب سيستمعامل ويندوز
شکل 2-5. دادههاي سلسلهمراتبي
دادههاي شبكهاي
مصورسازي دادههاي شبكهاي به صورت كلي وضعيت گرههاي شبكهاي را با توجه به رابطه اين اجزاء در محيط شبكه نمايش ميدهد. گرههاي موجود داراي ارتباطي نزديك و همبسته با هم ميباشند و اساساً اينگونه دادههاي مصور از قابليت بيان و معناي بالايي برخوردار هستند، بهنحوي كه به روش غير ديداري نميتوان معناي دقيق و كامل اطلاعاتي از آنها دريافت كرد.
شکل 2-6. دادههاي شبكهاي
2-25: روشها و كاربردهاي مصورسازي
بهرهگيري از فنون خاص مصورسازي براي تبيين مفهوم اطلاعات و برقراري ارتباط سودمند، يكي از حوزههاي مهم در بازيابي اطلاعات بهشمار ميآيد.
امروزه با توسعه فنون مصورسازی اطلاعات، انواع روشها در رشتهها و حوزههای مطالعاتی گوناگون بهوجود آمدهاند که هر یک دارای محاسن زیادی برای تصویرسازی فقرههای اطلاعاتی هستند. شمار این روشها و کاربرد آنها روز به روز در حال افزایش است.
مصورسازي ماتريسي
مصورسازی ماتریسی1 توانایی بالایی برای نشان دادن ارتباطهای ساختاری و چندجانبه دارد. اينگونه مصورسازي كه با كاربرد ماتريسهاي ارتباطي قرين است، ميتواند براي بازنمون اطلاعات در محيطهاي كاربردي و علمي مفيد باشد. برقراري روابط ميان عناصر اطلاعاتي در اين روش كاملا متكي بر فنون خودكارسازي مصورسازي است و ارائه اطلاعات در قالبي يكپارچه صورت ميگيرد. مانند مصورسازي ماتريسي بر اساس ابزار جناكوئيلتز.
شکل 2-7. مصورسازي ماتريسي
مصورسازي تشبيه فضايي
در روشهاي مبتني بر تشبيه فضايي، شباهت معنايي در كنار شباهت شكلي در يك محيط سهبُعدي ميتواند به ارائه نمايشهاي سودمند منجر شود. نمود بارز اين روش را ميتوانيم در يك موتور جستوجوي تصويري به نام اَمور4ملاحظه كنيم.
شکل 2-8. مصورسازي تشبيه فضايي
مصورسازي كهكشاني
با ارائه حجم عظيمي از دادهها در فضايي محدود، به ارائه اطلاعات ديداري منجر ميشود. كاربرد خاص اين روش در نجوم به شكلي برجسته مشخص است. دادههاي ارائه شده در اين فن به صورت موجز و فشرده به نمايش گذاشته ميشود.
شکل 2-9. مصورسازي كهكشاني
مصورسازي نمودار مارپيچي
نمودار مارپيچي نيز با نمايش دادههاي ارائه شده در قالب و ساختار خطوط مدور و با چرخش گردِ محوري ويژه، به تبيين وضعيت اطلاعات ميپردازد. اين نمودار كاربرد نسبتا گستردهاي دارد. در نمايش دادههاي مربوط به اين نوع از مصورسازي در پارهاي از موارد با تعيين همبستگي ميان برخي از اجزاء اطلاعاتي، اين ارتباط به شيوهاي موثر به كاربر انتقال داده ميشود.
INCLUDEPICTURE "http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS_quQcQtctkwS6F9fiQZy4XKcds6QjE5K8rIXJXa3RgH7YSKgc" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS_quQcQtctkwS6F9fiQZy4XKcds6QjE5K8rIXJXa3RgH7YSKgc" \* MERGEFORMATINET
شکل 2-10. مصورسازي كهكشاني
مصورسازي چشمانداز ديواري
كاربرد آن در نظارت ديداري بر دادههاي ساختاريافته است. در اين روش با ارائه يك دامنه گسترده از اطلاعات همگن، با رعايت وضعيت مكاني يا موضوعي در حوزه مورد بررسي، در يك ساختار فضايي و با بهرهگيري از گزينههاي متعدد بر روي يك ديوار چند بعدي، اطلاعات به نمايش در ميآيد.
شکل 2-11. مصورسازي چشمانداز ديواري
مصورسازي تحليل پويا
تحليل پويا روشي است كه با تبيين چند تصوير، عكس، ترسيم، نقشه و نظاير آن، در يك محيط مشترك و به صورت يكپارچه و همراه هم به نمايش در ميآيد. كاربران ميتوانند اين تصاوير را در روند كاري خود مورد بررسي قرار داده و زمينههاي مشترك اطلاعات را در آن تعيين كنند.
شکل 2-12. مصورسازي تحليل پويا
مصورسازي رودخانهای
این روش برای نشان دادن مولفههای اطلاعاتی در طول یک مسیر یا جریان مورد استفاده قرار میگیرد. مصورسازی رودخانهای با بهرهگیری از راهبردهای رنگی و کمیت برای بازنمون وضعیت یک فرایند در طول زمان مشخص استفاده ميشود.
شکل 2-13. مصورسازي رودخانهای
مصورسازي دادههاي فضايي
هلالها و ميلههاي متراكم دو روش عمومي دادههاي مصورسازي شده در فضا هستند. هلالها به شيوه عمومي بيشتر براي نمايش ترافيك ارتباطي نقطه به نقطه استفاده ميشوند، مانند مصورسازي مكانشناسي. ستون فقرات با ارسال همزمان پيام
INCLUDEPICTURE "http://ds.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~ichikay/pfp7/iv/pics/MBone.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://ds.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~ichikay/pfp7/iv/pics/MBone.jpg" \* MERGEFORMATINET
شکل 2-14. مصورسازي دادههاي فضايي
مصورسازی حوزه داخلی
روش مصورسازی حوزه داخل است که راهکار جدیدی برای پرداختن به بحث مصورسازی مکانشناسی شبکههای مقیاس بزرگ است. در این شیوه، مصورسازی به شکل ناوبری گرهها از طریق حرکت در اطراف نقطه مورد نظر کاربر انجام میشود.
شکل 2-15. مصورسازی حوزه داخلی
مصورسازي جغرافيايي
نقشهها با ترسيم يك موقعيت خاص جغرافيايي كه معمولا با مقياسي كوچكتر از اندازه واقعي بهوجود ميآيند، مبيّن دادههاي جغرافيايي به زبان تصوير هستند.
ترسيم تصويري ترافيك وب در يك فضاي مجازي بر اساس موقعيت كره زمين ارائه ميشود. در اين روش، ما شمايي كلي از ترافيك محيط وب در نقاط مختلف زمين را ميتوانيم مشاهده كنيم
شکل 2-16. مصورسازي جغرافيايي
مصورسازي شبهرنگ (دادههاي هواشناسي)
فن ديگري وجود دارد كه به مصورسازي دادههاي هواشناسي ميپردازد. اين روش كمك ميكند تا درك بهتري از اطلاعات هواشناسي شكل بگيرد. بهويژه آنكه نشان دادن اين اطلاعات با كمك رنگ و تراكم آن انجام ميشود.
شکل 2-17. مصورسازي شبهرنگ
چه در حوزه سخت افزاری ، نرم افزاری و نیروی انسانی توجه شود و تعریف ارائه شده نیز کاربردی باشد (نقشه راه مدارس هوشمند، 1388).
پیشینه پژوهش
2-26-1: پیشینه داخلی
فریبرز درودی (1388) در تحقیقی که انجام داده به این نتیجه رسیده است که مصورسازی اطـلاعـات میتواند به شیو ههای گوناگون برای درك بهتر اطلاعات دیداری در كتا بهای درسی، مانند: تاریخ، جغرافیا، زمین شناسی، زیست شناسی، ریاضیات، آمار، رایانه، شیمی، و دروس رشتههای هنری مانند: فیلم، سینما و گرافیك مورد استفاده قرار گیرد.
فریبرز درودی و عادل سلیمانی نژاد (1388) در تحقیقی با عنوان ارتباط تصویری و پردازش دیداری اطلاعات : آشنایی با مبانی نظری حوزه مصورسازی به این نتیجه رسیدهاند که مصورسازی نقش موثری در درک اطلاعات بر عهده دارد.
هدف اصلی پژوهش حاضر، توسعه فنون مؤثر مصورسازی گرافیکی اطلاعات و پشتیبانی از فرایندهای آموزشی است. در این پژوهش روشهای سودمند مصورسازی برای دانشآموزان، به شکلی خاص مورد بررسی قرار میگیرد. فنون مصورسازی گرافیکی برای ایجاد ساختار مؤثر تصاویر و گرا فها به کار میروند تا دانشآموزان را به درک ساده تراطلاعات کمک كنند. مصورسازی اطلاعات فنونی را تثبیت میكند كه به یادگیرنده اجازه میدهد محتوای تصویر، نماد و گراف را به شیوه دیداری در منابع اطلاعاتی تبیین كنند و بتوانند از ابزارهای مؤثر در كاربردهای آموزشی بهره گیرند.
مصورسازی اطلاعات میتواند به شیو ههای گوناگون برای درك بهتر اطلاعات دیداری، مانند: تاریخ، جغرافیا، زمین شناسی، زیست شناسی، ریاضیات، آمار، رایانه، شیمی، و دروس رشتههای هنری مانند: فیلم، سینما و گرافیك مورد استفاده قرار گیرد.
تصویرسازی تشبیه فضایی، كهكشانی، نمودار مارپیچی، چشم انداز دیواری و تحلیل پویا از جمله روشهای مهم مصورسازی به شمار میآیند. از سوی دیگر، مهارتهای سواد دیداری عاملی مؤثر در بهرهگیری از مصورسازی اطلاعات است. نتایج این مطالعه در تعامل كاربردهای مصورسازی فوایدی برای دانشآموزان در بردارد.
2-26-2: پیشینه خارجی
هرام (1982) در تحقیقاتی که انجام داده به این نتیجه رسیده است که استفاده از گرافیک در کتابهای درسی برای عینیت بخشیدن به اطلاعات متنی، یادگیری فراگیران را افزایش داده است.
هتزلر و ترنر (2004) در تحقیقی که انجام دادهاند به این نتیجه دست یافتهاند که استفاده از پشتیبانی رایانه ای، تعامل و نمایش دیداری دادههای انتزاعی، در تقویت قدرت ادراک آدمی مؤثر است.
دمین (1996) در تحقیقات خود به این نتیجه دست یافته است که مصورسازی اطلاعات به استفاده کنندگان توانایی و قدرت تحلیل و بررسی حجم بالایی از اطلاعات را میدهد.
منابع:
احدیان، محمد. (1384). مقدمات تکنولوژی آموزشی. تهران: نشر و تبلیغ بشری.
افشار مهاجر، کامران. ( 1389). کاربرد گرافیک در کتابهای درسی دانشگاهی. عیار، شماره 22، بهار و تابستان، صص 48- 39.
درودی، فریبرز و سلیمانی نژاد، عادل (1388). ارتباط تصویری و پردازش دیداری اطلاعات: آشنایی با مبانی نظری حوزه مصور سازی. مجله مطالعات ایرانی کتابداری و اطلاع رسانی، شماره 86
درودی، فریبرز. (1388). کاربرد فنون و روشهای مصورسازی اطلاعات و تأثیر سواد دیداری در فعالیتهای آموزشی. فصلنامۀ نوآوریهای آموزشی، شمارۀ 30، سال 8، تابستان.
دلاور، علی (1390). احتمالات و آمار کاربردی. تهران: انتشارات رشد
شیوه نامه هوشمند سازی مدارس (مرداد ماه 1390)، مرکز آمار و فناوری اطلاعات و ارتباطات وزارت آموزش و پرورش
فلاحدار، حمیرا. (1386). نقش گرافیک محیطی در مراکز آموزشی. رشد آموزش هنر، دوره پنجم، شماره یک، پاییز.
کپس، ج. (1368). زبان تصویر. ترجمه: فیروز مهاجر، تهران: انتشارات سروش.
ملک افضلی، ف. (1378). بررسی تحلیلی نقش گرافیک در نظام آموزش از راه دور. پایاننامه کارشناسی ارشد هنر ( چاپ نشده)، تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جنوب.
مرکز آمار و فناوری اطلاعات و ارتباطات کشور (1390). شیوه نامه هوشمند سازی مدارس. http://dl.eram.shirazu.ac.ir/root/Utility/eLearning/shivehnameh_hoshmandsazi-900508.pdf
جلالی، علی اکبر و همکاران (1388). نقشه راه مدارس هوشمند - راهنمای اجرایی. نشر اداره كل آموزش و پرورش تهران
Agutter, Jim; Bermudez, Julio (2005). "Information visualization design: The growing challenges of a data saturated world". AIA Report on university research. Retrieved Sep. 20, 2006, from: www.aia.org/Sit-eObjects/files/Agutter_color.pdf
Atkinson, R. C. & R. M. Shiffrin (1968). "Human Memory A proposed system and its control processes". In W. Spence & J. T. Spence (Eds), the Psychology of Learning and Motivation: Advances in Research and Theory, Vol 2, pp. 742-775, New York: Academic Press.
Bamford, Anne. (2003) the visual literacy white paper. Commissioned by Adobe Systems Pty Ltd, Australia, 7. Available:www.adobe.com/uk/education/pdf/adobe_visual _ literacy_paper.pdf [Accessed: 24, Dec. 2006]
Barry, M., & G. B. Runyan (1995). "A review of distance-learning studies in the U.S. military", The American Journal of Distance Education, 9(3), 37-56.
Buckley, A.R...(1997(The Application of Spatial Data Analysis and Visualization in the Development of Landscape [Ph.D. dissertation], United States – Oregon, Indicators to Assess Stream Conditions, Oregon State University, Department of Geography.
Burkhard, T. (2005). "Congressional Hearingv Accuse Textbook", The Chronicle of Higher.
Canas, J. (2009). "QFD-based technical textbook evaluation procedure a case study", Journal of Industrial Technology. 18(1): 2-8.
Card, S.K.; Mackinlay, J.D.; Shneiderman, B. (1999). Readings in information visualization: Using vision to think. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
Chen, Chaomei (1999). Information visualization and virtual environments. London: Springer-verlag.
Cousin, W. (1989). Perception in chess. Cognitive Psychology, 4, 55 – 81.
Cuban, L., Kirkpatrick, H. and Peck, C. 2001. High access and low use of technologies in high school classrooms: Explaining an apparent paradox. American Educational Research Journal, 38(4), 813-834.
Demaine, Jeff (1996). Information Visualization. Information Technology Services. National Library of Canada. Available: http://www.collectionscanada.ca/91//p1234--e.html [Accessed: 18, Jun. 2006]
Dooley, k. E., Linder, J. R., Dooley, L. M., Blackburn, R. & Y. Gazi, (2005). "Multimedia Design", In Dooley, k. E., Linder, J. R., L. Dooley M, Advanced Methods in Distance Education.: Applications and Practices for Educator, Administrator, and Learners, Hershey, PA: Information Science Publishing.
Glenberg, J. & Kruley, F. (1992). Competence in the workplace: How cognitive perfor-mance models and situated instruction can accelerate skill acquisition. In R. Glasser (Ed.), Advances in instructional psychology: Educational design and cognitive science, (Volume 5). Mahwah: NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Glenberg, J., & Langston, D. (1992). The transfer of scientific principles using concrete and idealized simulations. The Journal of the Learning Sciences, 14, 69 – 110.
Hegarty, M., Carpenter, P. A. & M. A. Just (1991). "Diagrams in the comprehension scientific text", In Barr, R., Kamil, M. L., Mosenthal, P. B., & P. D. Pearson (eds.), Handbook of Research, Vol. 2, New York: Longman.
Hetzler, Elizabeth; Turner, Alan (2004)." Analysis experiences using Information visualization". IEEE Computer Graphics and Applications. Retrieved Sep. 20, 2006, from: www. infoviz.pnl.gov/pdf /anal-ysis-experiences-information.pdf
Keim, Daniel A. (2002). “Information visualization and visual data mining". IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 7(1). Retrieved Sep. 20, 2006, from: www.ailab.si/blaz/ predavanja/ozp/gradivo/2002-Keim-Visualization%20in%20DM-IEEE%20Trans% 20Vis.pdf
Kozma, R. B. (1991). "Learning with Media", Rev. Educ, Res, and 61(2):179-211.
Lee, J., Buss, D., And. Lohr, L. (2002). Creating Graphics for Learning and Performance, Lessons in Visual Literacy, Upper Saddle River, N. d. Pearson Education, lnc.
Levin, J. R., Anglin, G. J., and R. N. Carney, (1987), "On empirically validating functions of picture in prose", In Willows, D. M., and Houghton, H. A. (eds), The Psychology of Illustration, Vol.1, Springer-Verlag, New York, pp. 51-85.
Massaris, P.M (1995). Visual literacy and visual culture. Paper presented at the Image and visual literacy: Selected Readings from the annual conference for the international visual literacy association, 26th, Tempe, Arizona, 1216- October.Moody, James. McFarland, Daniel. Bender-deMoll, Skye (2005). Dynamic Network Visualization1. AJS, 110 (4): 1206–1241.
Mayer, R., (2003). The promise of multimedia learning: Using the same instructional design methods across different media. Retrieved January 5, 2005, from http://www.unisanet.
McLuhan, M. (1962). The Gutenberg Galaxy: The Making of Typographic Man, London: Routledge & Kegan Paul.
Munzner, Tamara (2002)." Information visualization". IEEE Computer Graphics and Applications, 22(1): 2-3.
Pavio, A. (1990). Mental representations: A dual coding approach, (2nd Ed.), New York: Oxford University Press.
Polanco, Xaviier; Zartl, Angelika (1999). "Information visualization: State of the art report". EICSTES Project-IST. Retrieved Feb. 12, 2006, from: http://eicstes.inist.fr/public/D1.4_Visualization_WP9.pdf
Putz, Werner (2005). "The hierarchical visualization system: A general framework for visualizing Informa-tion hierarchies using the example of information pyramids". Master’s Thesis. Austria: Graz University of Technology, Institute for Information Systems and Computer Media (IICM).
Perkins, D.N. 1995. Smart schools: Better thinking and learning for every child. New York: The Free Press
Sedig, Kamran. Rowhani, Sonja. Morey, Jim. Liang, Hai-Ning (2003). Application of information visualization techniques to the design of a mathematical mindtool: a usability study Information Visualization. Houndmills, 2(3) : 142-159, Available: http://proquest.umi.com/ [Accessed: 30, May. 2005]
Shneiderman, B. (1998). Designing the user interface: Strategies for effective human-computer interaction. (3rd Ed.). Menlo Park, CA: Addison Wesley. Jury, David, (2006). What is Typography? Rotovision. Koestler, A. (1964). The Act of Creation, New York: Macmillan.
Stokes, B. (2001).Effects of knowledge and display design on compre-hension of complex graphics. Learning and Instruction, 20, 155 – 166.
Vaage, Carol (2006). Visual literacy [Online representation] Available: www3.telus.net/public/cvaage/ images/Visual 20 Literacy.pdf [Accessed: 24, Dec. 2006]
Vekiri, I. (2002). What is the value of graphical displays in learning? Educational Psychology Review, 14 (3), 261 – 312.
Vekiri, I.(2002). "What is the value of graphical displays in learning", Educational Psychology Review, 14(3): pp261-313.
Walter, Martin. Stuart, Liz. Borisyuk, Roman (2004).The representation of neural data using visualization. Information Visualization. Houndmills, 3 (4): 245 – 256.
Walter, Martin. Stuart, Liz. Borisyuk, Roman (2004).The representation of neural data using visualization. Information Visualization. Houndmills, 3 (4): 245 – 256.
Yenawine, Philip (1997). Thoughts on Visual Literacy. originally published in Handbook of Research on Teaching Literacy through the Communicative and Visual Arts. Ed. James Flood, Shirley Brice Heath, and Diane Lapp. (1997). Macmillan Library Reference. Available: http://www.vue.org/download/Thoughts Visual Literacy.pdf [Accessed: 31, Dec. 2006]24, Dec. 2006]
Zinkham, Helena (2004) Visual Literacy Exercise (Library of Congress). Available:www.loc.gov/rr/print/tp/VisualLiteracyExercise.pdf [Accessed: National Science Foundation (NSF)