استخدام الإشارات السيميائية لتعلم الفيزياء وتعليمها

يشير علماء الاجتماع إلى ضرورة استخدام الإشارات السيميائية لتعلم الفيزياء وتعليمها، حيث اقترحوا سلسلة من الأمثلة المأخوذة من كتب الفيزياء والحقيقية في دور السيميائية في سياق استخدامها لتعليم الفيزياء.

استخدام الإشارات السيميائية لتعلم الفيزياء وتعليمها

تبحث هذه الدراسة في الاستخدامات المختلفة للأشياء السيميائية في تعليم العلوم، مثل الأسهم والرسومات، وتقترح سلسلة من الأمثلة المستمدة من كتب الفيزياء المدرسية والمهام المدرسية وبيانات البحث؛ للتحقيق في الأدوار السيميائية لهذه الكائنات في سياق استخدامها المحدد، وهو تعليم الفيزياء.

والهدف هو توضيح المواقف المحتملة لسوء الفهم فيما يتعلق بالأشياء السيميائية مع مراعاة وجهة نظر المبتدئين، على سبيل المثال تكشف مقارنة الاستخدامات المختلفة للأسهم في رسم تخطيطي واحد تنوع الأدوار السيميائية التي يلعبها نفس الكائن، ويوضح الحاجة إلى التنسيق بين السجلات السيميائية من قبل المترجم الفوري للتواصل الناجح.

وتؤكد النتائج أيضًا على التحديات الخاصة لمثل هذا التنسيق في النمذجة العلمية، وإنه يدعو إلى مزيد من ممارسة النمذجة وأن يقوم الطلاب بدور أكثر نشاطًا في العملية، من أجل إعدادهم لتفسير النماذج بسهولة أكبر، وللمعلمين والطلاب لمشاركة خطابات واستخدامات أكثر وضوحًا للأشياء السيميائية.

ويُعرف تعليم العلوم بأنه يمثل تحديًا، وقد أدى إلى وفرة الأدبيات البحثية المهتمة بشكل خاص بمفاهيم الطلاب والتغيير المفاهيمي وطرق التدريس والنهج، وتم تجاهل وساطة التدريس والتعلم من خلال اللغة والأدوات السيميائية من مختلف الأنواع إلى حد كبير، ومع ذلك فإن الأبحاث القليلة التي تتضمن اللغة والسيميائية في تحليل التدريس والتعلم تحقق نتائج مثيرة للاهتمام.

حيث تفترض معظم الأبحاث في أسلوبها في جمع البيانات وتحليلها، أن تفسير الأسئلة والمهام من قبل الطلاب والمشاركين في البحث غير إشكالي، وإن استخدام الطلاب للغة يشبه استخدام المعلمين عند الإشارة إلى المفاهيم، والأمر الذي يقود الباحثين إلى استيعاب إجابات الطلاب على مفاهيمهم الخاصة عن المعرفة.

وعند تقييم فهم الطلاب في مهام حل المشكلات على سبيل المثال فإن الأداء المُقاس عادةً ما يتحدى بشكل غير واضح تصور الطلاب في الفيزياء والقدرة على فهم السؤال، ويقترح علماء الاجتماع التحقيق في عدد قليل الكائنات السيميائية والتوسط في التواصل في فصول الفيزياء، وإظهار أن العلامات تسهل الفهم وتوفر عيوبًا محددة لسوء الفهم.

والعمل المقدم عبارة عن تحليل سيميائي للمواد التعليمية في الفيزياء، وخاصة الكتب المدرسية للكلية أو المدرسة الثانوية، وقد يكون مفيدًا لعلم النفس التربوي، وبحوث تعليم العلوم وعلم النفس المعرفي حيث غالبًا ما تفتقد اللغة والتحليل السيميائي المزيد من البحث في السيميائية.

منهجية البحث الاستقرائية في استخدام السيميائية لتعلم الفيزياء وتعليمها

بدءً من الممارسات الغريبة التي اعتاد الخبراء على استخدامها، وبدءً من اتفاقيات الكتابة أو القواسم المشتركة، يتم اقتراح مجموعة من الأمثلة التي توضح حقيقة أن العلامات شائعة الاستخدام في الفيزياء، ويمكن أن تكون صعبة للتفسير لأسباب مختلفة، ويتم الانتقال إلى تحليل التفسير المحتمل بطريقة يمكن استيعابها.

وأحد الأمثلة على ذلك هو المهمة الصعبة المتمثلة في التنسيق بين السجلات والكائنات السيميائية المختلفة، والسبب هو عدم وجود أدلة أو اصطلاحات في استخدام الكائنات السيميائية التي يمكن أن تلعب بشكل مختلف الأدوار السيميائية، وسيتم تناول هذه المشكلة مع مناقشة النظير التواصلي لاستخدام الأدوات السيميائية لوساطة المعرفة، وكخطر لظهور حالة سوء الفهم.

تنسيق الكائنات السيميائية والسجلات

تبحث هذه الدراسة في بعض المواقف التي يجب على الطلاب في الفيزياء التعامل معها كالكائنات السيميائية بمختلف أنواعها، ويطور السير دوفال فكرة أن مفاهيم التعلم تتطلب أحيانًا تنسيق السجلات السيميائية، ويقترح التعامل مع المشكلة التي أثارها تغيير السجل السيميائي، وعادةً عند التعامل مع تمرين حل مشكلة باستخدام لغة طبيعية ولغة رسمية مثل الرياضيات، ليس فقط كشكل من أشكال التعبير ولكن كمهمة تنسيق.

ويجادل السير دوفال إنه من أجل التفكير باستخدام العديد من السجلات السيميائية، يجب أن تكون هذه منسقة، ويقترح هنا لتوسيع تحليل مشكلة تنسيق وشدّد عليه حول السجل السيميائي إلى الكائنات السيميائية.

ولوجهات النظر السيميائية من أجل تحليل المهام المعرفية المحددة لتفسير العلامات من أنواع مختلفة في سياقها السيميائي المحدد، يتم الاعتماد على هذه المساهمة لعمل السير دوفال، والتي تتناسب مع نظرية السير بياجيه، ومع ذلك فإن تمييزه بين أنواع مختلفة من التمثيل على أساس معالجة المعلومات تبدو النظرية إشكالية لغرض التحليل.

علاوة على ذلك لا تُستخدم العلامات فقط للتعبير عن أفكار المرء كما يعرّفها السير دوفال ولكن أيضًا كوسيط أو أداة سيميائية للتفكير، والعقبة التي يتعثر عليها الطالب هنا تدور حول معنى عمود يعبر اثنين من السجلات السيميائية على المحك، أي اللغة الطبيعية أو العلمية التي يتم تناول السؤال بها والرسم التخطيطي وتنسيق رسم الخط والمفهوم.

ومن هذا التنسيق يهدف المعلم إلى إظهار تأثير دوران الأرض على هذا بالتحديد العمودية، ويستخدم المعلم عمود كمفهوم، بمعنى أن المفاهيم مرتبطة بمجموعة أوسع من المعنى، وبشكل أكثر تحديدًا هنا بنظام رسمي، ومن المستحيل حرفيًا أن يعلن المعلم سطرًا عمودي بدون نقطة مرجعية مثل مركز ثقل الأرض الذي مع الجسم الساقط يحدد النظام.

لكن من وجهة نظر الطالب عمودي هي فكرة قائمة بذاتها، والتي تعني شيئًا مثل من أعلى إلى أسفل في خط مستقيم، أو العكس التنسيق بين رسم الخط واستخدام الكلمة نسبي لمفهوم هذا عمودي والذي من حيث المصطلحات يطرح مشكلة لأن اصطلاح الرسم هو اعتبار الجزء العلوي من الورقة أعلى.

وبشكل قاطع يجب على الطلاب رسم خط من أعلى إلى أسفل الورقة أو العكس لجعله عمودي، بمعنى آخر فإن تنسيق الخط العمودي أو السجل الرسومي والسقوط الرأسي أو سجل اللغة الطبيعية يفشل في تكوين معنى واحد، وهو ما يسميه السير دوفل الوحدة الدلالية لفشل الطالب في تنسيق اتفاقيات الرسم والنمذجة في الفيزياء.

ومع ذلك فإن الغموض ليس لغويًا فحسب حيث إنه على وجه التحديد تنسيق استخلاص الأعراف الذي غالبًا ما يكون عمودي يفهم من قبل الأطفال كمفهوم للغة الطبيعية، وعمودي كمفهوم للفيزياء والتي يمكن تمثيلها هندسيًا أو رياضيًا بالاتجاه والحس، ولكن فقط نسبيًا في مجال الجاذبية.

وفي الإطار النظري التنسيق هو عملية ذات ترتيب أعلى تتعلق بالعمليات على الكائنات، وعند نقلها في السيميائية تكون الكائنات رمزية حيث إنها كذلك علامات والعمليات هي عمليات في تفسير العلامات، أي عمليات بناء المعنى لموضوع معين.

عمليات تشارلز بيرس المنطقية والخطابية

ومن أجل تجنب الاختزال النظري المتأصل في المنطق الرسمي، يتم الاعتماد على عمليات تشارلز بيرس المنطقية والخطابية بدلاً من عمليات منطق الدلالة، ويوفر تشارلز بيرس منطق نظام مفتوح يسمح للباحث بالتحقيق في العمليات الخاصة بالمهام الخاضعة للتدقيق، وإلى الترجمة الفورية والسياق والتاريخ.

علاوة على ذلك عندما يتضمن التنسيق السيميائي عدة سجلات، يمكن وصفه بالتنسيق بين العمليات من أنواع مختلفة، بناءً على هذا النهج فإن التحدي الذي يواجه الطالب في هذا المثال أثناء تفسير مهمة الفيزياء، يمكن تحليله على إنه التنسيق بين العمليات المنطقية والخطابية التي تحول فئة الكائن الرأسي والعملية الملموسة التي تحول الرسم لرسم خط.