نشان دادن دانش قبلی دانش آموز، خلاصه کردن مطالب آموخته شده، یادداشت برداری، کمک مطالعه، برنامه ریزی، تکیه گاه سازی ، افزایش درک و فهم، تثبیت تجارب آموزشی، بهبود شرایط موثر برای یادگیری، آموزش تفکر انتقادی، حمایت از یادگیری مشارکتی، و سازمان دهی محتوا می باشد (سعیدی و همکاران، 1391).

نقشه های مفهومی نمایش فضایی از مفاهیم و رابطه بین آن ها برای فهمیدن و نمایش دادن ساختار دانش هایی است که انسان ها در مغزشان ذخیره می کنند (اسان [1]، 2007). نقشه ای مفهومی در آموزش، یادگیری، توسعه برنامه های آموزشی و ارزشیابی کاربرد دارند زیرا مطالعات تجربی زیادی در مورد اعتبار نقشه های مفهومی انجام گرفته است (چانگ [2] و همکاران، 2001). خامسان (2008) در تعریف نقشه مفهومی می نویسد: ” نقشه مفهومی بازنمایی گرافیکی مواد اصلی یک گستره(موضوع) است که یادگیرنده آن را  پدید می آورد”.

برای تهیه نقشه های مفهومی شیوه های مختلفی وجود دارد، اما از لحاظ طرح های متفاوت در ارائه اطّلاعات، می توان تمام نقشه های مفهومی را به سه دسته تقسیم کرد:

1) نقشه های مفهومی عنکبوتی( شبکه ای)

2) نقشه های مفهومی سلسله مراتبی

3) نقشه های مفهومی گردشی

همچنین نقشه های مفهومی را هم می توان به شیوه قلم-کاغذی و هم به وسیله نرم افزارهای خاصی همچون visual mind،smart ideas، Concept Tools Get Smart، تهیه کرد ( مصرآبادی و استوار، 1388).

1-2 بیان مسئله:
درس علوم تجربی در تمام دنیا از اهمیت زیادی برخوردار است .با نگاهی به برنامه های آموزشی کشورهای توسعه یافته میتوان از اهمیت و نقش علوم تجربی در مدارس آگاهی به دست آورد. بنابراین صاحب نظران تعلیم و تربیت سعی دارند برنامه هایی را برای علوم تجربی تهیه کنند تا از هر لحاظ به اهداف مورد نظر نزدیک تر شوند.

برنامه آموزش علوم در ایران به گونه ای طراحی شده است تا فراگیران را در مسیر تولید دانش و پرورش قدرت تفکر منطقی یاری نماید. در چنین برنامه ای، فراگیران دانش های لازم را در جریان شکوفایی استعدادهای درونی خود و از طریق کسب دانستنی های لازم، آموختن راه یادگیری، کسب مهارت های ضروری برای یادگیری مادام العمر و تقویت نگرش مثبت نسبت به علم و فناوری به دست می آورند. اهداف آموزشی و کتاب های درسی بر پایه رویکرد فعّال و ساختن گرایی تهیه شده و تلاش می شود تا مدارس هماهنگ با این رویکرد به امر آموزش پرداخته و از روش های سنتی آموزش پرهیز شود (احمدی،1380).

برای آموزش علوم تجربی باید محیطی را فراهم کرد که علاوه بر اینکه برای یادگیری هیجان انگیز است باید شامل برنامه غنی باشد تا دانش آموزان را به چالش فکری بکشاند. کنترل کردن پیشرفت تعداد زیادی از دانش آموزان در کلاس و همچنین دانستن این که آیا آن ها مفاهیمی را که ما در درس علوم تجربی تدریس می کنیم را می فهمند کار بسیار سختی است (وانیدز[3] و همکاران، 2005).

بنابراین انتخاب روش تدریس مناسب که بتواند هم باعث یادگیری در دانش آموزان شده و هم معلم به وسیله آن بتواند پیشرفت تحصیلی دانش آموزان را کنترل کند از اهمیت زیادی برخوردار است.

روش های رایج در تدریس علوم در مدارس ابتدایی اغلب معلم – محور هستند و دانش قبلی دانش آموزان به طور فعّالانه به کار گرفته نمی شود. به جای درک مفاهیم علوم، دانش آموزان نظریه های علوم را به صورت قطعات جدا از هم نگه می دارند. آن ها یک تصویر بزرگ واحد ندارند و بنابراین نمی توانند مفاهیم جدید را با هم تلفیق کرده و در حافظه دراز مدت نگه دارند (جینا[4]، 2012).

بسیاری از دانش آموزان وقتی مطالب درسی درس علوم تجربی ابتدایی را یاد می گیرند می توانند به سؤالات معلم که اغلب در سطح یادداری است پاسخ مناسب بدهند ولی پس از پایان دوره ابتدایی بیشتر دانش آموزان مطالبی را که یاد گرفته اند فراموش کرده و بیان می کنند که چیزی از مطالب یاد گرفته شده را به خاطر نمی آورند. و یا در بیشتر موارد موارد اگر چیزی را بهم به یاد بیاورند نمی توانند در بیرون از مدرسه به کار برند. یکی از این دلایل این است که بیشتر یادگیری ها در سطح دانش باقی می ماند و به سطوح بالاتر نمی رسد. دانش آموزان نمی توانند بین مطالبی که یاد گرفته اند ارتباط بر قرار کرده و روابط بین مطالب درسی در درس علوم تجربی را پیدا کنند.

بنابراین باید به دنبال روش هایی بود که در آن دانش آموزان علاوه بر اینکه نقش فعّالی در یادگیری و آموزش دارند می توانند با استفاده از آن روش ها مطالب را به صورت منسجم و در ارتباط با یکدیگر یاد بگیرند. یکی از رویکردهایی که اخیراً در این زمینه مطرح شده است رویکرد ساختن گرایی است. رویکرد ساختن گرایی[5] ، بر فعّال بودن فراگیر در ساخت دانش تأکید می کند. بر اساس این رویکرد، انتقال دانش از طریق معلم و کتاب باید جای خود را به ساختن دانش از طریق یادگیری معنی دار و فعّالیت فراگیرنده بدهد (خامسان، 1390).

حال باید این سؤال را مطرح کرد که اساسا یادگیری معنی دار به چه نوع یادگیری گفته میشود و آیا روش های تدریس سنتی و معمول توانایی ایجاد این نوع یادگیری را دارند و با چه روش هایی می توان این نوع یادگیری را در دانش آموزان ایجاد و تقویت کرد. شعبانی (1391) در تعریف یادگیری معنی دار می گوید: ” یادگیری معنی دار، به آن نوع یادگیری گفته می شود که مفاهیم جدید ریشه در مفاهیم گذشته فرد داشته باشد. یادگیری معنی دار توسط دیوید آزوبل مطرح شده است. در نظریه یادگیری معنی دار آزوبل ساخت شناختی از اهمیت زیادی برخوردار است. ساخت شناختی عبارت است از مجموعه ای از اطّلاعات، مفاهیم، اصول و تعمیم های سازمان یافته ای که فرد قبلاً در یکی از رشته های دانش آموخته است. ساخت شناختی در این نظریه به صورت هرمی است که مطالب جزئی در قاعده ی آن و مطالب کلی تر در راس آن قرار دارد. بنا به گفته ی لفرانسوا یادگیری معنی دار مستلزم آن است که یادگیرنده از قبل مفاهیمی را که مفهوم جدید قابل ربط دادن به آن هاست آموخته باشد. وقتی که مطالب تازه وارد ساخت شناختی می شوند هر یک از آن ها در جای مناسب خود و در زیر مطالب جامع و کلی قرار می گیرند. اگر این امر میسّر شود یادگیری معنی دار صورت می گیرد (به نقل از سیف، 1387).

بنابراین باید دنبال روشی بود که بتواند بین مفاهیم قبلی و مفاهیم جدید ارتباط برقرار کند و باعث شود دانش آموزان مفاهیم علوم را به صورت یکپارچه یادبگیرند و به یادگیری معنی دار دست یابند.

علاوه بر آن یکی از مهمترین اهداف نظام های آموزشی این است که فراگیران مطالب یادگرفته در کلاس درس را به بیرون انتقال داده و بتوانند از آن استفاده کنند. به بیان دیگر دانش آموزان بتوانند یادگیری های خود را کاربردی کنند. همان طور که می دانیم بلوم و همکاران هدف های پرورشی را در سه حیطه شناختی، عاطفی و روانی- حرکتی طبقه بندی کرده اند. هر یک از حیطه ها دارای سطوح مختلف می باشند. بنا به گفته بلوم ترتیب مورد نظر نشان دهنده بخشی از طبیعت سلسله مراتبی طبقات مختلف هدف های پرورشی است. یعنی هدف های هر طبقه شامل بخشی از رفتار های طبقات پایین تر و مبتنی بر آن رفتار ها هستند ( بلوم و همکاران، 1374).

بنابراین اگر دانش آموزی بخواهد دانستنی های خود را کاربردی کند باید ابتدا در سطح یادداری و درک مهارت هایی را بدست آورد تا بتواند در سطح کاربست عملکرد بهتری داشته باشد و این میسر نخواهد شد مگر اینکه دانش آموزان بتوانند مطالب درسی را منسجم و در ارتباط با هم یاد بگیرند.

یکی از روش های آموزشی نوین که به نظر می رسد در این زمینه نقش عمده ای داشته باشد روش نقشه مفهومی[6] است. چارچوب نظری روش آموزشی نقشه های مفهومی برپایه یادگیری معنی دار آزوبل[7] قرار دارد.

ونگ [8] و همکاران بیان می کنند: “نقشه مفهومی ابزاری است برای بازنمایی دانش به گونه  ترسیمی در قالب شبکه ای از هسته ها و پیوندها و مجموعه ای از گزاره ها را شامل است و هرگزاره از یک جفت هسته و یک پیوند تشکیل می یابد که هسته ها را به هم مرتبط می کند همچنین برچسب های موجود در یک پیوند اطّلاعاتی درباره ماهیت روابط ارائه می دهد” (به نقل از مصرآبادی و استوار، 1388). بنابراین، نقشه مفهومی می تواند به عنوان یک راهبرد یادگیری قدرتمند که هم روابط بین عناصر محتوا و هم رابطه بین دانش جدید و قدیم را بازنمایی یا ترسیم کند، در نظر گرفته شود. نقشه مفهومی افزون بر اینکه اطّلاعات پایه را منتقل می کند، ارتباط ها، ساختارها و ویژگی هایی را که قابل مشاهده نیستند نیز نمایش می دهد. بنابراین این روش، به خاطر سپردن، بازیابی و باز خوانی اطّلاعات را به صورت دراز مدت آسان تر ساخته، امکان بازیابی ایده ها و ارتباط بین آنها را ایجاد می کند. (وکیلی فرد و همکاران، 2006).

پژوهش های متعددی تاثیر نقشه مفهومی را بر یادگیری نشان داده است. برای مثال سعیدی و همکاران (1391) در پژوهشی با عنوان تاثیر مطالعه به کمک نقشه های مفهومی بر درک مطلب دانش آموزان، به این نتیجه رسیدند که برای افزایش درک مطلب، همراه نمودن نقشه های از قبل آماده با متون مورد مطالعه دانش آموزان مفید می باشد. همچنین مصرآبادی و همکاران (1388) در تحقیقی نشان دادند که آموزش مبتنی بر نقشه مفهومی در مقایسه با روش های مرسوم بر نمره های پیشرفت تحصیلی دانش آموزان در دروس زیست شناسی و روان شناسی تاثیر مثبتی دارد.

تحقیقاتی هم در مورد استفاده از نقشه های مفهومی در کلاس درس علوم دانش آموزان پایه پنجم (اسان،2007)، علوم تجربی (وانیدز و همکاران، 2005) و یادگیری معنی دار در علوم تجربی با استفاده از نقشه های مفهومی (جنا،2012)، انجام شده است.

اما در مورد تاثیر نقشه های مفهومی در آموزش علوم تجربی پایه ششم ابتدایی تحقیقی  مدون در ایران مشاهده نشد. علوم تجربی پایه ششم ابتدایی در ایران از دو لحاظ حائز اهمیت است: یکی اینکه پایه ششم به تازگی در نظام آموزشی کشور وارد شده است و دیگری اینکه کتاب درسی نیز به تازگی تالیف شده است. با توجه به چنین کمبودی لازم به نظر رسید تا در قالب پژوهشی تاثیر استفاده از نقشه های مفهومی در پیشرفت تحصیلی دانش آموزان در علوم تجربی پایه ششم بررسی شود. با توجه به آن چه بیان شد پژوهشگر در این پژوهش به دنبال بررسی این سوال خواهد بود آیا آموزش به روش نقشه های مفهومی در پیشرفت تحصیلی درس علوم تجربی اثر بخش می باشد؟

1-3ضرورت و اهمیت موضوع:
درس علوم تجربی از جمله دروسی است که نظام های آموزش و پرورش به آن اهمیت زیادی می دهند. شاید یکی از مهم ترین دلایل اهمیت درس علوم این است که با تجربه و کاربرد در محیط انسان ها ارتباط زیادی دارد. نظام های آموزشی سعی دارند مطالبی را یاد بدهند که دانش آموزان بتوانند آن ها را کاربردی کرده و در جامعه به کار برند. بنابراین لازمه یادگیری درس علوم ارتباط دانش آموز با محیط اطراف است. و اینکه یادگیری های قبلی خود را با مطالب جدید ارتباط داده تا بتواند تصور درستی از محیط اطرافش داشته باشد.