ارزیابی توانایی تفکر فضایی بر اساس مواجهه با مفاهیم سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) در زمینه آموزش عالی

چکیده

(۱) زمینه: تفکر فضایی به طور غیرمستقیم در بسیاری از فعالیت‌های روزانه (مثلاً هنگام تعیین مسیر هنگام رفتن به مدرسه/کار) یا در زمینه‌های علمی (مثلاً پیش‌بینی گسترش مکانی- زمانی بیماری‌های مسری) به کار می‌رود و توانایی آن ممکن است با استفاده از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) بهبود یابد. هدف اصلی این مطالعه، تحلیل تفکر فضایی دانش‌آموزان در دو واحد درسی (CUs) بود که از حوزه‌های پیش‌زمینه مختلف آمده بودند. (۲) روش‌ها: برای این منظور، آزمون توانایی تفکر فضایی (STAT)، متشکل از ۱۵ سوال چند گزینه‌ای برای سنجش تفکر فضایی، قبل و بعد از مواجهه با مفاهیم و نرم‌افزار GIS به ۸۳ دانش‌آموز داده شد. پاسخ های دانش آموزان به صورت سوال به سوال و به عنوان نمره کل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.آزمون t ، آزمون t نمونه های مستقل یا آزمون آماری Mann-Whitney و آزمون ناپارامتری Kruskal-Wallis. (۳) نتایج: یک بهبود کلی قابل توجه از قبل تا پس آزمون مشاهده شد. علاوه بر این، نمرات کل بین دانش‌آموزان CU، دوره‌ها یا جنسیت‌های مختلف تفاوت معنی‌داری نداشت. (۴) نتیجه‌گیری: این مطالعه اکتشافی را می‌توان به عنوان یک روش پشتیبانی برای آموزش‌های آموزشی تربیتی که در دانشگاه‌های علوم پزشکی اجرا شده است در نظر گرفت و ممکن است به آسانی در محیط‌های دانشگاهی دیگر، یعنی با دانش‌آموزان از پیشینه‌ها، کشورها و استراتژی‌های آموزشی مختلف به کار گرفته شود، و در نتیجه ترویج شود. بحث در مورد همه این تجربیات و در نتیجه بهبود آموزش جغرافیایی.

کلید واژه ها:

آمار _ GIS ; تفکر فضایی ؛ آموزش عالی ؛ نرم افزار ؛ آموزش جغرافیایی

۱٫ مقدمه

۱٫۱٫ تعریف تفکر فضایی

تفکر فضایی به طور غیرمستقیم در بسیاری از فعالیت های روزانه مانند تعیین مسیر هنگام رفتن به مدرسه یا محل کار، سازماندهی اشیاء در خانه یا محل کار یا حتی در فعالیت هایی مانند ناوبری و جمع آوری تجهیزات به کار می رود. همچنین می‌تواند در زمینه‌های علمی، مانند تجسم زمین‌شناسی بستر دریا یا پیش‌بینی گسترش مکانی-زمانی بیماری‌های مسری ناشی از باکتری‌ها یا ویروس‌ها استفاده شود [ ۱ ].

در ادبیات آموزش جغرافیا تعاریف مختلفی از تفکر فضایی وجود دارد که برخی از آنها بیشتر روانشناختی هستند [ ۲ ]، در حالی که برخی دیگر بیشتر به توانایی ها، مهارت ها و مفاهیم فضایی مربوط می شوند [ ۱ ، ۳ ، ۴ ، ۵ ، ۶ ]. تعریف اتخاذ شده در مطالعه ما در دسته دوم قرار می گیرد. تفکر فضایی را می توان به عنوان دانشی در مورد مفاهیم فضایی و کاربرد آنها برای رسیدگی به مشکلات یا چالش ها در زندگی واقعی [ ۱ ، ۷ ] در نظر گرفت و برای دستیابی به موفقیت در چندین زمینه در علوم، فناوری، مهندسی و ریاضیات (STEM) به طور کلی حیاتی است. و در حوزه علوم زمین [ ۸]. بر اساس شورای ملی تحقیقات [ ۶ ]، تفکر فضایی مجموعه ای از مهارت های شناختی است که از اشکال ادراک و ادراک دانش تشکیل شده است و از سه عنصر: مفاهیم فضا، ابزار بازنمایی و فرآیندهای استدلال تشکیل شده است. i) مفاهیم فضا، برای مثال، روابط بین واحدهای اندازه گیری، مفاهیم سیستم مختصات، و نمایش ابعادی، و غیره هستند. (۲) ابزارهای نمایش، مانند نماها و پیش بینی های مختلف و اصول طراحی گرافیک. و (iii) استدلال، به عنوان مثال، اشکال مختلف برای فکر کردن در مورد کوتاه ترین فاصله ها، درون یابی و برون یابی، و تصمیم گیری [ ۶ ].

تفکر مکانی زیرمجموعه ای از تفکر فضایی در زمینه علوم زمین و بازنمایی آن است، یعنی استفاده از دانش جغرافیایی سطح زمین برای بهبود مهارت های شناختی فضایی ما است [ ۹ ]. رابطه بین تفکر فضایی و تفکر مکانی بسیار نزدیک است. این رابطه را می توان به عنوان گنجاندن تفکر فضایی در کلاس های درس جغرافیا با توجه به استفاده از فناوری های مکانی برای تدریس تعریف کرد. تفکر مکانی را می توان اولین گام برای تمایز تفکر فضایی جغرافیا از سایر انواع تفکر فضایی کاربردی در سایر رشته ها مانند علوم پزشکی و مهندسی در نظر گرفت. ۷ ].]. مطالعات متعددی بر اهمیت تفکر جغرافیایی برای خواندن، استفاده و درک نقشه ها تاکید دارند، بنابراین در تدریس در زمینه علوم زمین، نیاز به ادغام تفکر جغرافیایی در محیط های آموزشی وجود دارد [ ۶ ، ۹ ، ۱۰ ]. فناوری جغرافیایی به‌شدت برای آموزش در بسیاری از کشورها برای بهبود دانش جغرافیا و مهارت‌های اساسی برای درک مفاهیم فضایی و بهبود تفکر فضایی استفاده شده است [ ۱۱ ]. با این حال، در برخی کشورها، مانند اندونزی، به دلیل امکانات و زیرساخت‌های ضعیف، از فناوری فضایی به اندازه کافی در آموزش استفاده نشده است. بنابراین، رضا و کمیل [ ۱۱] یک نمای کلی از پیشرفت و پتانسیل در پیاده سازی فناوری زمین فضایی در آموزش عالی ارائه کرد و اهمیت فناوری جغرافیایی برای آموزش آینده را برجسته کرد.

۱٫۲٫ تفکر فضایی در سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) ظرفیت های تفکر فضایی را تقویت می کند و ابزارهایی را فراهم می کند که امکان یکپارچه سازی، تجسم و تجزیه و تحلیل داده ها را فراهم می کند [ ۱۲ ]. به طور خاص، GIS این پتانسیل را برای پشتیبانی از یادگیری مفاهیم جغرافیایی از طریق کاوش در مسائل دنیای واقعی ارائه می‌کند که در نتیجه منجر به توسعه مهارت‌های تفکر فضایی می‌شود. به طور خاص، تفکر فضایی را می توان با استفاده از ابزارهای GIS تقویت کرد، زیرا آنها اجازه می دهند تا با انجام عملیات فضایی بر روی پایگاه داده های مکانی، پاسخ سوالات مربوط به فضایی را از داده ها به دست آوریم (سوالاتی مانند “در کجاست؟”، “کجاست…؟” “، یا “اگر…؟”) [ ۶]. بنابراین، آموزش GIS به افزایش تفکر فضایی کمک می کند و نقش مهمی در ترویج توسعه و کاربرد روش های ارزیابی تفکر فضایی ایفا می کند [ ۱۳ ، ۱۴ ]. در واقع نرم افزار GIS در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان مثال، میلسون و همکاران. [ ۱۵ ] ارائه یک بررسی ارزشمند و الهام بخش از نوآوری در فناوری های مکانی در مدارس متوسطه در سراسر جهان (در ۳۳ کشور)، نشان دهنده دیدگاه بین المللی در مورد استفاده از GIS برای آموزش و یادگیری، نشان می دهد که تفاوت هایی بین و درون کشورها در این زمینه وجود دارد. از نظر بافت مدرسه، زیرساخت های فناورانه، و به رسمیت شناختن GIS به عنوان ابزاری حیاتی برای آموزش و یادگیری.

استفاده از فناوری‌های جدید فضایی، مانند GIS، سنجش از دور (RS) و سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS)، امکان توسعه و افزایش تفکر فضایی را فراهم می‌کند. برای دستیابی به این مهارت ها، سیستم آموزشی باید نقش کمک به دانش آموزان را برای توسعه این ظرفیت های تفکر فضایی داشته باشد [ ۱۶ ]. بیکر و همکاران [ ۱۷] یک دستور کار متمرکز بر فناوری‌های مکانی و یادگیری برای تأکید بر شکاف‌های دانش موجود برای بحث در مورد فرصت‌های بالقوه در نظر گرفتن رویکردهای چند رشته‌ای آموزش و یادگیری، و چهار جنبه کلیدی برای تحقیق را معرفی کرد: (۱) ارتباط بین فناوری‌های مکانی و تفکر جغرافیایی؛ (۲) یادگیری فن آوری های جغرافیایی. (iii) توسعه حرفه ای با فن آوری های جغرافیایی. و (IV) یادگیری دانش‌آموز از طریق این فناوری‌ها.

۱٫۳٫ اندازه گیری توانایی های تفکر فضایی

تفکر فضایی یک مهارت ضروری در دنیای معاصر است [ ۱۸ ]. بنابراین، اساتید GIS نیاز به یافتن و توسعه راه‌های مؤثر برای افزایش چنین مهارت‌هایی در بین دانشجویان دارند [ ۱۸ ]. تفکر فضایی را می توان از طریق تجربیات یادگیری دانش آموزان و ارزیابی توانایی های آنها بهبود بخشید [ ۱۹ ]. چندین آزمون برای دانشجویان دانشگاهی یا دانشجویان آموزش عالی ایجاد و اعمال شد. به عنوان مثال، آزمون مهارت های فضایی (SST)، آزمونی متشکل از مؤلفه های روابط فضایی تعریف شده در گولج و استیمسون [ ۲۰ ]، در سال ۲۰۰۵ برای ارزیابی تأثیر یادگیری GIS بر تفکر فضایی دانش آموزان ایجاد شد.

برای پاسخگویی به تقاضا برای ابزاری برای اندازه‌گیری تفکر فضایی در زمینه جغرافیا و علم زمین، آزمون توانایی تفکر فضایی (STAT) در سال ۲۰۱۲ بر اساس آزمون مهارت‌های فضایی لی و بدناز [ ۲۱ ] توسعه یافت. STAT یک نسخه اصلاح شده از SST است. در توسعه STAT، عوامل متعددی در نظر گرفته شد: (۱) تعیین هدف ارزیابی و توصیف محتوایی که باید اندازه‌گیری شود، اولین ملاحظات بود. (۲) بر اساس یادگیری فضایی فکر کردن [ ۶ ] و گرسمهل و گرسمهل [ ۵ ] بود.] مطالعاتی که شواهد عصب‌شناسی را ارائه می‌کنند که به عنوان «رده‌بندی» مهارت‌های تفکر فضایی مطرح شده است. مطالعات ارجاع شده مجموعه ای از مفاهیم تفکر فضایی را با شناسایی سیزده حالت تفکر فضایی (تعریف مکان، ردیابی ارتباطات فضایی و غیره) پیشنهاد می کند که می تواند در ارزیابی روش های تفکر فضایی مورد استفاده قرار گیرد. و (iii) همچنین بر اساس فهرست عناصر تفکر جغرافیایی گولج و عوامل دیگر [ ۲۲ ] بود. STAT برای ارزیابی توانایی تفکر فضایی دانش‌آموزان با استفاده از مجموعه‌ای از سؤالات چند گزینه‌ای و وظایف عملکردی شامل، به عنوان مثال، انحلال نقشه، خواندن نقشه‌های توپوگرافی، و یافتن بهترین مکان، در میان دیگران طراحی شده است [ ۲۲ ].]. چندین مطالعه از STAT به عنوان معیاری برای توانایی تفکر فضایی استفاده کردند. به عنوان مثال، لیو و همکاران. [ ۲۴۲۳ ] یک STAT استاندارد برای بررسی توانایی های تفکر فضایی گروهی از دانشجویان چینی با تمرکز بر استدلال فضایی آنها انجام داد. در این مطالعه، آزمون STAT اصلاح شده، متشکل از ۲۸ گویه، در پایان دوره های جغرافیای انسانی اعمال شد. نتیجه گیری شد که شکاف عمیقی در آموزش جغرافیای انسانی در چین وجود دارد، جایی که ظرفیت تفکر فضایی به طور کامل به عنوان یک استراتژی در برنامه درسی پذیرفته نشده است. در سال ۲۰۱۳، کیم و بدناز [ ] آزمون مفاهیم و مهارت‌های فضایی (SCAST) را برای گروهی از دانش‌آموزان به کار بردند و مفاهیم فضایی و مهارت‌های تفکر دانش‌آموزان را اندازه‌گیری کردند (مانند STAT). این شامل سؤالاتی از آزمون های تفکر فضایی که قبلاً تأیید شده است [ ۲۱ , ۲۵ , ۲۶]. با توجه به دشواری اندازه گیری تفکر انتقادی با استفاده از آزمون چند گزینه ای استاندارد شده، کیم و بدنارز [ ۲۴ ] آزمون شفاهی تفکر فضایی انتقادی (CSTOT) را پیشنهاد کردند که شامل آزمون شفاهی مبتنی بر مصاحبه است [ ۲۴ ]. علاوه بر سؤالات چند گزینه ای برای بررسی تفکر انتقادی، این آزمون شامل یک “روش فکر کردن با صدای بلند” است که در آن با دانش آموزان مصاحبه می شود تا بفهمند چگونه یک مشکل جغرافیایی را حل می کنند. مطالعه کیم و بدناز [ ۲۴] مطالعه مزایای یادگیری GIS را در تقویت تفکر فضایی انتقادی دانش آموزان، نه تنها در مفاهیم و تعاریف یادگیری، بلکه در یادگیری نحوه کسب مهارت برای به کارگیری آن مفاهیم در مسائل واقعی نشان داد. علاوه بر این، در سال ۲۰۱۹، جانت و همکاران. [ ۱۴ ] رویکرد تفکر فضایی مرتبط با STEM را برای ادغام تفکر فضایی در STEM، با تمرکز بر روی شیوه‌های فضایی مرتبط با تفکر فضایی مبتنی بر تحقیق ارائه کرد. این مطالعه نشان داد که آموزش STEM مبتنی بر GIS می‌تواند بر رویکرد دانش‌آموزان به حل مسئله تأثیر بگذارد و به آنها در درک و اجرای راه‌حل‌های فضایی کمک کند. هالنبک [ ۲۷] این فرضیه را برای آموزش دانشجویان در آموزش عالی آزمایش کرد، یعنی اینکه آیا یک دوره یک ساله GIS برای توانایی های فضایی و تفکر فضایی درجه بالاتر مفید است یا خیر. نتایج به‌دست‌آمده در مطالعه Hollenbeck [ ۲۷ ] مطابق بود زیرا دانش‌آموزان بهبود توانایی‌های فضایی و افزایش استفاده از حل مسئله فضایی را نشان دادند. رومادلون و سارونو [ ۲۸] برای تجزیه و تحلیل چگونگی تأثیر مطالب GIS بر توانایی های تفکر فضایی، STAT را برای ۴۵ دانش آموز کلاس دوازدهم MAS ALISLAM در سال تحصیلی ۲۰۱۸/۲۰۱۹ در پیش آزمون و پس آزمون به کار برد. این ارزیابی با ایجاد یک مدل یادگیری پروژه محور انجام شد که مدلی است که از پروژه/فعالیت به عنوان فرآیند یادگیری برای دستیابی به نگرش ها، دانش و مهارت های شایستگی استفاده می کند. نتایج با استفاده از نرم افزار SPSS با مشاهده، مستندسازی و آزمون STAT (پیش آزمون و پس آزمون) با تکنیک های تحلیل کمی داده ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتیجه گیری شد که مدل یادگیری پروژه محور با کمک نقشه های دیجیتالی و نقشه های موضوعی تاثیر بسزایی بر مهارت های تفکر فضایی دانش آموزان دارد و همچنین بهره گیری از فناوری های تکنولوژیکی و مکانی مزیت بزرگی برای بهبود فضای مکانی است. مهارت ها. این کار اما فقط بر دانش آموزان پایه دوازدهم متمرکز بود و بنابراین شامل دانش آموزان آموزش عالی نمی شد. به این ترتیب، یافته‌ها پشتیبانی از استفاده از GIS به عنوان یک ابزار یادگیری فضایی و مزایای بالقوه آن را برای محققان آینده مطالعه‌کننده اثرات فناوری مکانی در آموزش آموزش عالی فراهم می‌کند.

۱٫۴٫ رویکردهای آموزشی

مطالعه توانایی فضایی و ارتباط آن با مهارت های حل مسئله در آموزش مهندسی اخیرا مورد مطالعه قرار گرفته است [ ۲۹ ]. آموزش عالی GIS شامل آموزش، تحقیق، یادگیری و ارزیابی عملکرد دانشجو و استاد است [ ۳۰ ]. چندین مطالعه از این واقعیت حمایت می‌کنند که قرار گرفتن در معرض و یادگیری با نرم‌افزار GIS یا ابزارهای مبتنی بر GIS ظرفیت دانش‌آموزان را برای توسعه تفکر رابطه‌ای جغرافیایی بهبود می‌بخشد [ ۲۲ ، ۳۱ ]. اخیراً، Carbonell-Carrera و همکاران. [ ۹ ] راهبردها، ابزارهای سه بعدی و فناوری‌های فضایی مانند طراحی به کمک رایانه (CAD) را برای بهبود تفکر جغرافیایی ارائه می‌کند.

بیرمن و همکاران [ ۳۲ ] روش‌های آموزش GIS و این واقعیت که گنجاندن GIS بدون مهارت‌های خاص اغلب توانایی مطالب را برای گنجاندن الزامات اولیه پروژه محدود می‌کند، در نظر گرفت و مورد بحث قرار داد. بنابراین، پیشنهاد شد که دو رویکرد در آموزش GIS برای بهبود تفکر فضایی دانش‌آموزان ادغام شود: (۱) یک رویکرد اجرای پیش آزمون قبل از دوره آموزشی و آزمون نهایی به عنوان پایه مهارت‌های فضایی است. و (ii) ایجاد یک دستور کار تحقیقاتی که برخی از ایده‌ها را برای تعریف «شهروند فضایی» ترسیم می‌کند، که به تحقیقات موجود در این موضوع پیوند می‌خورد و به کسانی که مهارت‌های مرتبط با تفکر فضایی انتقادی را آموزش می‌دهند، سود می‌رساند. بیرمن و همکاران [ ۳۲] از این مفهوم دفاع می کند که GIS باید از دیدگاه یادگیری مبتنی بر مشکل به جای فنی GIS آموزش داده شود.

۱٫۵٫ عوامل موثر بر تفکر فضایی

عوامل متعددی می توانند بر توانایی تفکر فضایی تأثیر بگذارند، مانند ویژگی های شخصی – نه تنها جنسیت، سن، محل سکونت (شهری یا روستایی) و وضعیت اجتماعی-اقتصادی (با توجه به تجربیات آنها)، بلکه تعداد دوره های جغرافیایی تکمیل شده، رشته تحصیلی و تجربه سفرهای داخلی و خارجی [ ۲۲ ، ۳۳ ]. چندین مطالعه ارزیابی را با در نظر گرفتن این عوامل انجام دادند [ ۳۴ , ۳۵ , ۳۶ , ۳۷]، به این نتیجه رسید که از نظر جنسیت، سن، طبقه بندی تحصیلی، محل مدرسه (روستایی یا شهری) و تعداد دروس GIS که دانش آموزان گذرانده اند، تفاوت هایی وجود دارد. از سوی دیگر، در تحلیل تجربیات سفر تفاوتی وجود ندارد. در مطالعه ما به جز جنسیت به این عوامل دسترسی نداشتیم.

در عصر فناوری‌های جدید، توسعه وب GIS و برنامه‌های GIS موبایل می‌تواند تأثیرات مثبتی بر تقویت مهارت‌های تفکر فضایی دانش‌آموزان داشته باشد. به عنوان مثال، جو و همکاران. [ ۱۸ ] پیش آزمون و پس آزمون STAT را به ترتیب در ابتدا و پایان ترم به کار بردند، جایی که مشخص شد فعالیت های وب GIS به طور قابل توجهی تفکر فضایی دانش آموزان را بهبود می بخشد. Perugini و Bodzin [ ۳۸ ] همچنین تأثیرات وب GIS را از نظر تقویت تفکر فضایی دانش آموزان بررسی کردند.

۱٫۶٫ هدف کار

در زمینه ژئوماتیک – روش‌ها و فن‌آوری‌ها برای کسب، ذخیره، پردازش و ارائه داده‌های جغرافیایی – فناوری مکانی به ابزاری برای حمایت از فعالیت‌های یادگیری تبدیل شده است، بنابراین بهبود درک فضایی برای توسعه/افزایش مهارت‌های دانش‌آموزان ضروری است. مهم است که اساتید فعالیت های یادگیری را در محتوای آموزشی معرفی کنند و رشد مفهومی دانش آموزان از این چارچوب یادگیری پیروی کند. آزمون STAT استفاده شده نمونه ای از روش سنتی است که برای اندازه گیری تأثیر استفاده از GIS در بهبود تفکر فضایی استفاده می شود. در آزمون STAT، سؤالاتی در رابطه با استفاده از ابزارهای نرم افزار GIS وجود دارد که به ما امکان می دهد بفهمیم آیا ظهور فناوری های جدید به بهبود مفهوم تفکر فضایی کمک می کند یا خیر.

هدف کلی این مطالعه اکتشافی، انجام تحلیلی از تفکر فضایی دانشجویان آموزش عالی بود که با مفاهیم GIS در دو واحد درسی مختلف (CUs) – یعنی GIS و GIS کاربردی در علوم طبیعی، در دانشکده علوم، مواجه شدند. دانشگاه پورتو (FCUP)، پرتغال – با استفاده از STAT. دانشجویان دو دانشگاه مورد تجزیه و تحلیل از زمینه های مختلف تحصیلی، یعنی مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد آمده بودند. STAT به دانش آموزان داده شد تا توانایی آنها در تفکر فضایی و استدلال جغرافیایی را آزمایش کنند. اهداف خاص این مطالعه ارزیابی این بود که آیا (i) تفاوت‌های قبل و بعد از آزمون، یعنی قبل و بعد از قرار گرفتن در معرض مفاهیم و نرم‌افزار GIS وجود دارد یا خیر. (۲) تفاوت بین مقادیر STAT دانش آموزان در مورد دروس مختلف (جایی که مفاهیم GIS تدریس می شود) در لحظات زمانی مختلف (قبل و پس آزمون). (iii) تفاوت بین دو CU. و (IV) مشابه سایر مطالعات، تأثیر جنسیت دانش‌آموز بر نتایج به‌دست‌آمده نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. برای روشن‌تر شدن، کلمه دوره‌هایی که در این مطالعه استفاده می‌شود به یک برنامه تحصیلی مورد نیاز برای تکمیل مدرک اطلاق می‌شود.

تا آنجا که ما می دانیم، سوالات مطرح شده در (ii) و (iii) تا این لحظه مورد مطالعه قرار نگرفته است، و بنابراین اهداف پیشنهادی مرتبط هستند و به بهبود تفکر فضایی در زمینه آموزش آموزش عالی کمک می کنند. در آموزش مهندسی از نتایج به‌دست‌آمده با STAT، برای مثال، اساتید آموزش عالی می‌توانند به این نتیجه برسند که دانشجویانی که مشکلات بیشتری دارند (یا مهارت‌های تفکر فضایی توسعه نیافته) باید یک دوره آموزشی فشرده اولیه را پشت سر بگذارند. روش های تدریس ارائه شده در این اثر مشابه سایر دانشگاه ها است و بنابراین، نتایج این مطالعه ممکن است برای سایر اساتید مفید باشد.

۲٫ مواد و روشها

۲٫۱٫ واحدهای درسی و اعتبارات در آموزش عالی پرتغال

در پرتغال، CU واحدهای آموزشی با اهداف آموزشی هستند و مشمول ثبت نام اداری و ارزیابی هستند که به طبقه‌بندی نهایی ترجمه می‌شوند. یکی از اهداف توافقنامه بولونیا بر این اساس است که دانش آموز از یک موسسه و کشور خاص می تواند ببیند که کارهای انجام شده در طول دوره آموزشی خود را می توان به صورت عددی، بدون ابهام، خواندنی و قابل انتقال در سراسر اروپا ترجمه کرد. منطقه آموزش عالی (EHEA). هدف به رسمیت شناختن تحصیلات و مدارک اخذ شده در کشورهای مختلف امضاکننده توافقنامه بولونیا است.و بنابراین، تحرک دانشجویان و فارغ التحصیلان در EHEA و بین EHEA و سایر نقاط جهان را ترویج می کند. برای دستیابی به این هدف، یک سیستم اعتباری برای اعمال در همه آن کشورها ابداع شد که به سیستم انتقال اعتبار اروپایی (ECTS) معروف شد.

۲٫۲٫ واحدهای درسی و پیشینه دروس

GIS CU در دوره های “مهندسی زمین فضایی” (سال سوم) و “معماری منظر” اجباری است، در حالی که یک CU اختیاری در رشته های زیست شناسی، علوم کامپیوتر، فیزیک، زمین شناسی، ریاضیات و شیمی است و بخشی از درجات جزئی است. در اطلاعات جغرافیایی برای همه این دوره ها، ارزش CU 6 ECTS در مجموع ۱۸۰ واحد ECTS است. GIS کاربردی برای علوم طبیعی CU بخشی از مدارک کارشناسی ارشد در “علوم و فناوری های زیست محیطی”، “زمین شناسی” و “اکولوژی و محیط زیست” است. روش تدریس و ارزیابی مشابه GIS CU است. برای همه این دوره ها، ارزش CU 6 ECTS در مجموع ۱۲۰ واحد ECTS است.

این دو CU از نظر موضوعات به روش های مختلف تدریس می شوند، جایی که GIS کاربردی در علوم طبیعی CU بیشتر بر کاربردهای زیست محیطی متمرکز است. در بخش عملی دو CU، استفاده از نرم‌افزار اختصاصی و رایگان و منبع باز (FOSS) برای حل تمرین‌های عملی پیشنهادی تشویق می‌شود، جایی که انتظار می‌رود دانش‌آموزان بر ابزارهای GIS برای دستکاری و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی تسلط پیدا کنند. تجربه با این ابزارها دانش آموزان را برای استفاده از آنها آماده می کند، چه در یک شرکت خصوصی، چه در مؤسسه دولتی، و چه در پی یک حرفه علمی، جایی که ظرفیت و استعداد برای تفکر فضایی اساسی است. دانش آموز باید بتواند با استفاده از ابزارهای موجود در نرم افزار مشکلی را با متغیرهای مختلف حل کند. این نوع استدلال جغرافیایی و رویکردهای مختلف تحلیل فضایی،

GIS ( https://sigarra.up.pt/fcup/en/UCURR_GERAL.FICHA_UC_VIEW?pv_ocorrencia_id=449008 (دسترسی در ۶ آوریل ۲۰۲۲)): برنامه درسی GIS CU شامل:

مقدمه ای بر GIS;
جمع آوری و دستکاری داده های برداری.
برنامه های کاربردی منبع باز در محدوده GIS.
عملیات تجزیه و تحلیل داده های برداری؛
ذخیره سازی و مدیریت داده های الفبایی عددی؛
اکتساب، دستکاری و تجزیه و تحلیل داده ها به شکل شطرنجی.
مدل های دیجیتال زمین و تجزیه و تحلیل زمین.
برخی از کاربردهای GIS
توسعه پلاگین ها؛
WebGIS و GIS موبایل.
اصول و کاربردهای GIS

با برخی از این موضوعات، یعنی توسعه پلاگین ها و WebGIS و GIS موبایل، دانش آموزان یاد می گیرند که چگونه در نرم افزار منبع باز GIS برنامه نویسی کنند، که سهم قابل توجهی در تفکر منطقی و استدلالی دانش آموزان دارد.

GIS کاربردی در علوم طبیعی ( https://sigarra.up.pt/fcup/en/UCURR_GERAL.FICHA_UC_VIEW?pv_ocorrencia_id=446901 (دسترسی در ۶ آوریل ۲۰۲۲)): برنامه درسی GIS کاربردی در علوم طبیعی CU مفاهیمی را ندارد و یادگیری زبان کامپیوتر نرم افزار منبع باز GIS زیرا بیشتر بر الگوریتم های زمین آماری و کاربرد GIS در علوم طبیعی متمرکز است. برنامه درسی از موارد زیر تشکیل شده است:

مقدمه ای بر GIS;
جمع آوری و دستکاری داده های برداری.
عملیات تجزیه و تحلیل داده های برداری؛
ذخیره سازی و مدیریت داده های الفبایی عددی؛
برنامه های کاربردی منبع باز در محدوده GIS.
اکتساب، دستکاری و تجزیه و تحلیل داده ها به شکل شطرنجی.
مدل های دیجیتال زمین و تجزیه و تحلیل زمین.
مفاهیم زمین آمار؛
WebGIS، GIS موبایل و برنامه های بازاریابی جغرافیایی؛
کاربرد GIS در علوم طبیعی

دانشجویان پایه اول به دوره هایی تعلق دارند که در CU (سال اول) مفاهیم بیشتری را در مورد تفکر فضایی در مقایسه با دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد که CU دوره اول آنها با اطلاعات جغرافیایی و روابط فضایی ارتباطی ندارد، یاد می گیرند. .

پیشینه دوره ها نیز متفاوت است. به عنوان مثال، مدرک “مهندسی زمین فضایی” در نظر دارد دانشی در زمینه علوم بنیادی و انفورماتیک متشکل از حوزه های فناوری مانند RS، موقعیت یابی ماهواره ای و GIS ارائه دهد. این دوره بر کسب، پردازش، درمان و تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی با استفاده از فناوری های اخیر از سکوهای هوایی، زمینی یا دریایی متکی است. این یک دوره سه ساله است که در آن سال اول و بخشی از دوم اساساً از موضوعات پایه در زمینه های ریاضی، علوم کامپیوتر، فیزیک، زمین شناسی و مدیریت تشکیل شده است، در حالی که در سال سوم، موضوعات مرتبط تر است. با حوزه مهندسی زمین فضایی، مانند RS، فناوری‌های GIS و مشاهده زمین (EO). در مورد «معماری منظر» بر طبیعی، اجتماعی، و علوم فنی، علوم انسانی و هنر، که در آن چشم انداز کانون مطالعه و مداخله است. این شامل برنامه ریزی، حفاظت و مدیریت مناظر طبیعی و فرهنگی بزرگ و پیچیده برای طراحی میادین عمومی، پارک ها و باغ ها در شهرها است. این دانش آموزان در سال اول دارای CU ریاضی، زیست شناسی، زمین شناسی و بوم شناسی و پروژه های جغرافیای زیستی، اکوفیزیولوژی و تاریخ هنر و CU مربوط به تکنیک ها و پروژه های فضای سبز هستند. در این سال دوم، دانش‌آموزان منظر با مبانی اطلاعات جغرافیایی CU ارتباط برقرار می‌کنند و در آنجا با مفاهیم اطلاعات جغرافیایی آشنا می‌شوند. دانشجویان «معماری منظر» نیز در سال سوم به همراه دانشجویان «مهندسی زمین‌فضا» با واحدهای زمین‌فضایی، CU GIS در ارتباط هستند. از این رو،

با توجه به پیشینه دانشجویان در GIS کاربردی در CU علوم طبیعی، آنها از درجات اول مختلف مانند “علوم و فناوری های زیست محیطی”، “زمین شناسی” و “زیست شناسی” و غیره آمده اند و برخی از CU مربوط به GIS را اخذ کرده اند. و/یا RS مانند توپوگرافی، کارتوگرافی، RS، مبانی اطلاعات جغرافیایی، و مکان یابی ماهواره و رصد زمین توسط ماهواره. بنابراین، این دانش‌آموزان پیشینه‌ای مرتبط با دانش جغرافیایی و تفکر فضایی نیز دارند. سال اول در رشته “علوم و فناوری های زیست محیطی” از CU تشکیل شده است که بیشتر با محیط زیست، انرژی، زیست شناسی و شیمی مرتبط است. با این حال، در سال دوم، دانش آموزان مبانی اطلاعات جغرافیایی CU را دارند. در مقطع “زمین شناسی” در سال اول از طریق روش‌های نقشه‌برداری زمین‌شناسی، با مفاهیم تفکر فضایی آشنا می‌شویم. در سال دوم، CU Informatics Applied to Geology نیز برخی از نرم افزارهای GIS را معرفی می کند و به درک پردازش داده های جغرافیایی/زمین شناسی با استفاده از داده های مختلف و نرم افزارهای مختلف GIS کمک می کند. این واقعیت می تواند به بهبود تفکر فضایی این دانش آموزان کمک کند. در سال سوم نیز دانش آموزان دارای CU نقشه برداری زمین شناسی هستند. دانشجویانی که از “زیست شناسی” به عنوان درجه اول می آیند، در سال اول با واحدهای زیست شناسی و آماری ارتباط دارند. در سال های دوم و سوم، این دانش آموزان همچنین دارای CU خاص از حوزه های زیست شناسی مانند میکروبیولوژی، فیزیولوژی گیاهی و بوم شناسی و غیره هستند. بدیهی است که در CU برخی از دروس بیشتر از سایر دروس با مفاهیم فضایی مواجه می شود.

دانش‌آموزان هر دو دانشگاه آماده یادگیری و استفاده از نرم‌افزار متن‌باز GIS QGIS [ ۳۹ ] و نرم‌افزار اختصاصی ArcGIS [ ۴۰ ] هستند. دانشجویان GIS CU نیز در برخی تمرینات عملی از نقشه اتوکد استفاده کردند [ ۴۱ ]. در داخل دو CU، انواع اطلاعات جغرافیایی به عنوان ورودی برای تجزیه و تحلیل و دستکاری اطلاعات جغرافیایی مانند نقشه ها و تصاویر ماهواره ای استفاده می شود. داده‌های مورد استفاده معمولاً توسط اساتید ارائه می‌شوند و می‌توانند آزادانه از تصاویر ماهواره‌ای (مانند سکوهای Earth Explorer یا Copernicus [ ۴۲ ، ۴۳ ] یا اطلاعات برداری و شطرنجی از Direção Geral do Território (DGT) [ ۴۴ ] به دست آیند.] و منابع دیگر). اطلاعات جغرافیایی در نرم افزار GIS اعم از متن باز و اختصاصی با استفاده از چندین الگوریتم بسته به مسئله پیشنهادی تهیه و دستکاری می شود. توضیحات ارائه شده از سوابق دانش آموزان، سوابق مختلف آنها را نشان می دهد و در نتیجه، آنها دارای سطوح مختلف دانش در زمینه GIS هستند.

۲٫۳٫ شرکت کنندگان

شرکت‌کنندگان بر اساس نمونه‌گیری در دسترس آماری شامل نمونه‌ای به‌دست‌آمده از بخشی از جامعه (دانشجویان GIS) که در دسترس بود و در سال تحصیلی ۲۰۱۹/۲۰۲۰ در FCUP با ۳۸ دانش‌آموز به‌دست آمد، انتخاب شدند. از GIS CU (از BSc “مهندسی زمین فضایی” و “معماری منظر”) و ۶۰ دانشجوی کارشناسی ارشد از GIS کاربردی در CU علوم طبیعی (“علوم و فناوری های زیست محیطی”، “زمین شناسی” و “اکولوژی و محیط زیست”). تعداد دانشجویان در دسترس برای شرکت در این مطالعه از هر واحد CU به ترتیب ۳۰ و ۵۳ نفر بود. ۱۵ دانشجوی باقی مانده در دوره ۲۰۱۹/۲۰۲۰ شرکت نکردند. نمونه مورد مطالعه شامل ۶۱٫۴% دختر و ۳۸٫۶% پسر بود. میز ۱توزیع دانش آموزان در دوره های مختلف را ارائه می دهد.

۲٫۴٫ ابزار (STAT) برای ارزیابی توانایی تفکر فضایی

برای ارزیابی توانایی تفکر فضایی دانش آموزان، از ابزار STAT [ ۲۱ ] استفاده شد. در این کار، سوال شماره ۱۶ از STAT اصلی به دلیل یک خطای شناسایی شده در اعتبار سنجی STAT که بعداً در زیر بخش ترجمه پرتغالی و اعتبار سنجی STAT شرح داده شد، حذف شد. این از هشت نوع سؤال [ ۲۱ ، ۲۵ ] تشکیل شده است، همانطور که در جدول ۲ ارائه شده است ، که در آن شرح و توانایی های تفکر فضایی هر یک از هشت حوزه ارائه شده است. دو نسخه (A و B) از STAT وجود دارد که تفاوت در ترتیب گزینه‌های چند گزینه‌ای است و ارقام در برخی سؤالات معکوس هستند. در این تحقیق از نسخه A استفاده شد.

جدول ۳ تخصیص بین هر دو مؤلفه CUs (GIS و GIS کاربردی در علوم طبیعی) را در مقایسه با مؤلفه های STAT نشان می دهد. در جدول ۳ ، NA به معنای غیر قابل اعمال است و به محتوای خاصی اشاره دارد که هیچ ارتباطی با اجزای STAT ندارد.

۲٫۵٫ کاربرد ابزار STAT

STAT در دو مقطع زمانی به عنوان پیش آزمون و پس آزمون (به ترتیب در ابتدا و پایان ترم) انجام شد. یعنی قبل و بعد از مواجهه دانش آموزان با مفاهیم آموزش داده شده در دو CU به ترتیب. برای تطبیق STAT با دانشجویان مطالعه حاضر، دو مرحله دنبال شد: (۱) ترجمه پرتغالی و اعتبار پرتغالی STAT. و (ب) مطالعه آزمایشی. امتیازدهی و تجزیه و تحلیل پس از انجام این دو مرحله انجام شد. این روش بر اساس لی و بدناز [ ۲۱ ] بود.

۲٫۵٫۱٫ ترجمه پرتغالی و اعتبار سنجی STAT

STAT به پرتغالی ترجمه شد و توسط سه محقق PhD از منطقه GIS که متعلق به FCUP بود تأیید شد. STAT نهایی نیز توسط این سه محقق دکترا حل شد. در این مرحله، سوال شماره ۱۶ از STAT اصلی حذف شد، زیرا هیچ یک از گزینه های ممکن پاسخ سوال نیست. STAT را می توان بدون تغییر استفاده کرد، همانطور که در اکثر مطالعات انجام شده است. با این حال، برخی از مطالعات سوالات را اضافه، حذف یا اصلاح کرده اند [ ۲۲ ]. به عنوان مثال، Verma [ ۳۷ ] شش سوال STAT را حذف کرد. با این وجود، این اصلاحات مفهوم اساسی مولفه های توانایی تفکر فضایی ارزیابی شده در آزمون را تغییر نداد [ ۳۵ ]]. این روش به بهبود STAT با در نظر گرفتن تفسیر و وضوح متن در زمینه جغرافیایی کمک کرد.

۲٫۵٫۲٫ مطالعه آزمایشی

پس از ترجمه و اعتبارسنجی، STAT به صورت جداگانه برای ۱۴ دانشجو (۴ زن و ۱۰ مرد) از دوره های مختلف به عنوان مطالعه آزمایشی (از کلاس یک CU متعلق به مقطع کارشناسی ارشد سنجش از دور) اعمال شد. در این فرآیند توصیفی از محتوای آزمون انجام شد و دانش‌آموزان به دقت زبان آزمون، تفسیر، وضوح متن، پایایی، اعتبار محتوا، توانایی تمایز و سطح دشواری آزمون را ارزیابی کردند و به ارتقای اعتبار محتوایی آن و کاهش سطح دشواری آن کمک کردند. بروز خطا در استفاده از آزمون سؤالات را می خواندند و در مواقعی که سؤال به خوبی درک نمی شد یا اشتباه گرامری پیدا می شد از استاد می پرسیدند. در آن لحظه، نویسندگان زبان را تغییر می دادند و اشتباهات را تصحیح می کردند. تمام معیارهای ارزشیابی اشاره شده تا زمانی که دانش آموزان آزمون را حل کردند مورد بحث قرار گرفت. برای نتیجه گیری، بازنگری کلی تکرار شد. زمانی که دانش آموزان قادر به درک اهداف و پایان موفقیت آمیز آزمون بودند، STAT قابل اعتماد در نظر گرفته می شد.۴۵ ]. علاوه بر این، پایایی زمانی به دست آمد که سه محقق دکترا، متخصص در حوزه GIS، آزمون را حل و اعتبارسنجی کردند. زمان تکمیل آن نیز برای تخمین زمان مورد نیاز برای حل STAT ثبت شد. در مطالعه مقدماتی، زمان مورد استفاده برای حل آزمون بین ۱۵ تا ۲۰ دقیقه بود.

۲٫۶٫ امتیازدهی داده ها و تجزیه و تحلیل آماری

عملکرد دانش‌آموزان در آزمون مهارت‌های فضایی برای هر سؤال به‌طور جداگانه و همچنین برای نمره کل، بر اساس تعداد کل سؤال‌هایی که به درستی پاسخ داده شده بودند، ارزیابی شد [ ۲۵ ]. متغیرهای طبقه‌بندی به‌عنوان فراوانی مطلق و نسبی توصیف شدند، در حالی که متغیرهای کمی با استفاده از میانگین برای توصیف گرایش مرکزی و انحراف استاندارد برای پراکندگی، پس از بررسی فرض نرمال بودن بر اساس تجسم هیستوگرام توصیف شدند. میانگین تفاوت بین نمرات پیش و پس آزمون با استفاده از آزمون تی زوجی ارزیابی شد . مقایسه امتیازات بین CU (GIS و GIS کاربردی در علوم طبیعی) با استفاده از نمونه‌های مستقل t انجام شد.-آزمون یا آزمون آماری من ویتنی بسته به توزیع متغیر، در حالی که مقایسه بین پنج دوره از طریق آزمون ناپارامتریک کروسکال-والیس به دلیل اندازه کمتر زیرگروه ها انجام شد. سطح معنی داری آماری ۰۵/ ۰p < تعیین شد. مقادیر p برای مقایسه های چندگانه بر اساس تصحیح بونفرونی تصحیح شد. تمام محاسبات آماری با استفاده از آمار IBM SPSS، نسخه ۲۴٫۰ (IBM Corp., Armonk, NY, USA) و نمایش داده ها با استفاده از MATLAB R2020a (Mathworks, Inc., Natick, MA, USA) انجام شد.

۳٫ نتایج

شکل ۱ درصد پاسخ های صحیح در هر سوال STAT را با توجه به CU و دوره برای پیش و پس آزمون نشان می دهد. دانش‌آموزان دو CU یا دوره‌های مختلف الگوهای عملکردی مشابهی را در ۱۵ سؤال نشان دادند. مشاهده شد که سوال شماره ۸ (تجسم ذهنی تصویر سه بعدی بر اساس اطلاعات دو بعدی) برای دانش آموزان سخت ترین بود، حتی در هنگام تجزیه و تحلیل توسط CU یا دوره، هم در قبل و هم در پس آزمون. از سوی دیگر، بر اساس درصد پاسخ‌های صحیح در سوال ۱۴ که شامل درک اشکال و الگوهای فضایی (نقطه‌ها، خطوط و چندضلعی‌ها) است، پیشرفت واضحی از پیش‌آزمون تا پس‌آزمون مشاهده شد. در مورد اطلاعات شفاهی

ما همچنین هشت حوزه توصیف شده در جدول ۲ را در نظر گرفتیم و تحلیلی مشابه آنچه در شکل ۱ نشان داده شده است ( شکل ۲ ) ارائه کردیم، که در آن تحلیل بر اساس جنسیت نیز گنجانده شده است. تفاوت‌هایی با دامنه بیشتر بین دوره‌های مربوط به حوزه‌های ii (“تشخیص الگوهای نقشه و نمایش گرافیکی”)، vi (“تجسم ذهنی تصویر سه‌بعدی بر اساس اطلاعات دو بعدی”) و vii (“تأیید فرآیند همپوشانی نقشه” (بولی) یافت شد. منطق)»)، در هر دو پیش آزمون و پس آزمون، اگرچه هیچ یک از این موارد از نظر آماری معنی دار در نظر گرفته نشد (پس از تصحیح p-مقادیر برای مقایسه های متعدد). دانش‌آموزان پسر معمولاً عملکرد بالاتری برای دامنه vii (“تأیید فرآیند همپوشانی نقشه (منطق بولی)”) نسبت به همتایان مونث دارند، البته بدون معنی‌داری آماری (همچنین پس از اصلاح مقادیر p برای مقایسه‌های چندگانه).

میانگین (انحراف معیار) نمره کل STAT به طور قابل توجهی از ۹٫۷ (۱٫۹) در پیش آزمون به ۱۱٫۳ (۲٫۰) در پس آزمون ( ۰٫۰۰۱ < p، شکل ۳ ) افزایش یافت، که نشان می دهد ارتباط با مفاهیم GIS و نرم افزار GIS احتمالاً به افزایش تفکر فضایی و استدلال فضایی دانش آموزان کمک کرده است.

میانگین (انحراف معیار) نمره کل STAT در GIS کاربردی در علوم طبیعی بیشتر از GIS در پیش آزمون (۹٫۹ (۲٫۰) در مقابل ۹٫۳ (۱٫۷)) و همچنین در پس آزمون (۱۱٫۴ (۲٫۲) بود. ) در مقابل ۱۱٫۲ (۱٫۹))، اما هیچ یک از این تفاوت ها از نظر آماری معنی دار نبود ( به ترتیب ۰٫۱۴۴ = p و ۰٫۷۶۰ = p) . افزایش نمره کل از پیش آزمون تا پس آزمون در GIS بیشتر از GIS کاربردی در علوم طبیعی بود (۲٫۰ (۲٫۰) در مقابل ۱٫۵ (۲٫۲))، اما این تفاوت از نظر آماری معنی دار نبود ( ۰٫۳۰۹ = p ، شکل ۴ ).

اگرچه تفاوت در عملکرد دانش‌آموزان بین پنج درس برای پیش‌آزمون از نظر آماری معنی‌دار نبود ( ۰۶۸/۰= p )، برخی تفاوت‌ها باید برجسته شوند، یعنی نمرات پایین‌تر برای دانشجویان «معماری منظر» و کارشناسی ارشد در «علوم و فناوری‌های زیست‌محیطی». ” ( شکل ۵ ). از سوی دیگر، عملکرد دانش‌آموزان بین دروس بر اساس پس‌آزمون مشابه‌تر بود (۵۵۶/۰= p ). از شکل ۵ ، یک نقطه پرت در درس “معماری منظر” نیز قابل مشاهده است، که در آن یک دانش آموز بدترین طبقه بندی را در بین تمام دانشجویان به دست آورد. تفاوت بین دروس در افزایش از پیش آزمون به پس آزمون از نظر آماری معنی دار نبود ( p= 0.303).

دانش آموزان پسر در هر دو پیش آزمون (۱۰٫۰ (۱٫۹) در مقابل ۹٫۵ (۱٫۹)) و پس آزمون (۱۱٫۵ (۱٫۹) در مقابل ۱۱٫۲ (۲٫۱)) ( شکل ۶ ) نمرات بالاتری نسبت به همتایان زن کسب کردند ، اما این تفاوت ها از نظر آماری معنی دار نیست ( به ترتیب ۰٫۲۶۸ و ۰٫۴۷۲ = p ). افزایش از پیش آزمون به پس آزمون برای دختران کمی بیشتر از دانش آموزان پسر بود (۱٫۷ (۲٫۳) در مقابل ۱٫۶ (۱٫۸))، اما از نظر آماری معنی دار نبود ( p = ۰٫۷۵۱).

شکل ۷ توزیع این افزایش ها را بر اساس CU و جنسیت نشان می دهد، که در آن بهبود مشابه از پیش آزمون تا پس آزمون برای دانش آموزان دختر و پسر مشهود است. درصد بالاتر دانشجویان دختر در هر دو GIS (62.1٪) و GIS کاربردی در علوم طبیعی (۶۰٫۴٪) مشابه بود، و بر این اساس، هیچ ارتباط معنی داری بین جنسیت و CU یافت نشد ( p = ۰٫۷۹۰).

۴٫ بحث

ما نشان داده‌ایم که به دنبال قرار گرفتن در معرض نرم‌افزار و مفاهیم GIS در CU تحلیل‌شده، تفکر فضایی و توانایی‌های استدلال فضایی همه دانش‌آموزان بهبود می‌یابد. این فرضیه در مقایسه جهانی بین پیش آزمون و پس آزمون دانش آموزان در همه دروس ( شکل ۱ ) و با افزایش میانگین نمره کل تأیید شد. با مشاهده شکل ۱ ، می‌توانیم تفاوت‌ها را ارزیابی کنیم: (۱) در مورد سؤالات. (ii) بین CU. و (iii) در مورد دوره ها.

علاوه بر تجزیه و تحلیل کلی، هنگام تجزیه و تحلیل برخی از سؤالات به صورت جداگانه:

سوال شماره ۸ که در مورد تجسم ذهنی یک تصویر سه بعدی بر اساس اطلاعات دوبعدی است، این بود که بدترین نتایج (بر اساس دوره و CU) را در پیش و پس آزمون داشت. از این رو، می توان نتیجه گرفت که تجسم سه بعدی می تواند مانعی برای دانش آموزان باشد و نتایج حتی با استفاده از نرم افزار GIS بهبود نیافت.
از سوی دیگر، سوال شماره ۱۴ که مربوط به درک اشکال و الگوهای فضایی (نقاط، خطوط و چندضلعی ها) بر اساس اطلاعات کلامی است، در پیش آزمون نتایج بدتری ارائه کرد، اما نتایج پس آزمون. بهبود نشان داد. این پیشرفت را می توان با قرار گرفتن در معرض نرم افزار GIS در طول ترم توجیه کرد.
عدم تطابق بین پاسخ ها را می توان در سؤالات شماره ۳ و ۱۲ به ویژه در نتایج ارائه شده توسط دروس مختلف تأیید کرد. سوال شماره ۳ مربوط به تشخیص الگوهای نقشه و نمایش گرافیکی است و سوال شماره ۱۲ مربوط به تایید فرآیند همپوشانی نقشه با در نظر گرفتن منطق بولی است. در این دو سوال هنگام در نظر گرفتن پاسخ های صحیح نتایج خوب و بد به دست آمد. با توجه به تفاوت بین CU ها ( شکل ۱ ، بالا سمت چپ و راست)، تأیید شد که تفاوت معنی داری وجود ندارد. با توجه به تفاوت بین دوره ها ( شکل ۱، پایین، چپ و راست) از نظر سؤالات شماره ۳ و ۱۱ در پیش آزمون، نتایج بین دروس متفاوت بود که دانشجویان «معماری منظر» بدترین نتایج را برای سؤال شماره ۳ کسب کردند. در پس آزمون، علاوه بر سوال شماره ۱۲، می توان مقداری مغایرت در سؤال شماره ۳ را تأیید کرد.

در مقایسه بین CU، دوره ها یا جنسیت، تفاوت معنی داری مشاهده نشد. بنابراین، ما شواهدی برای حمایت از این تصور پیدا نکردیم که جنسیت، پیشینه درسی یا CU ممکن است به طور قابل توجهی بر توسعه تفکر فضایی و استدلال فضایی دانش‌آموزان در طول ترم تأثیر بگذارد. تفاوت بین دو CU در نمرات به‌دست‌آمده در پیش‌آزمون از نظر آماری معنی‌دار نبود، و نشان می‌دهد که موضوعات پرداخته‌شده در هر دو CU یکسان است و ممکن است بر یادگیری GIS دانش‌آموزان تأثیری نداشته باشد.

به گفته برخی از نویسندگان، قرار گرفتن قبلی در معرض نرم افزار GIS در نهایت می تواند توانایی ها و دانش دانش آموزان را از مفاهیم روابط فضایی افزایش دهد، اگرچه عوامل دیگری مانند تجربیات نیز ممکن است مرتبط باشند. به عنوان مثال، جو و هانگ [ ۷ ] آزمون های تفکر فضایی را برای دانش آموزان اجرا کردند تا بفهمند که آیا یادگیری GIS توانایی تولید و تشخیص مفاهیم روابط فضایی را افزایش می دهد یا خیر. در Jo and Hong’s [ ۷] مطالعه، نتیجه‌گیری شد که یادگیری GIS درک دانش‌آموزان از مفاهیم روابط فضایی و واژگان فضایی آن‌ها را افزایش می‌دهد، به‌ویژه آن‌هایی که صریحاً با استفاده از ابزارها و عملکردهای نرم‌افزار GIS یاد می‌گیرند. با این حال، دانش‌آموزانی که تجربه قبلی با دوره‌های GIS داشتند، مهارت‌های بهتری در شناخت مفاهیم مناسب برای توصیف روابط فضایی نسبت به دانشجویانی که نداشتند، نشان ندادند. جو و هانگ [ ۷] نتیجه می گیرند که درک بسیاری از مفاهیم اساسی روابط فضایی به طور اتفاقی توسط دانش آموزان به دست آمده است، نه به طور صریح یا عمدی. این امر در مطالعه ارائه شده در اینجا تأیید شد، زیرا دانشجویان “معماری منظر” و کارشناسی ارشد “علوم و فناوری های محیطی” نمرات پایین تری نسبت به سایر دروس به نمایش گذاشتند، اگرچه این تفاوت از نظر آماری معنی دار نبود. با این حال، این به این معنی نیست که آموزش دوره GIS وجود ندارد، بلکه به این معنی است که دامنه تفکر فضایی را می توان در سایر واحدها و در یک زمینه زنده یاد گرفت. با این حال، جو و هانگ [ ۷] تاکید می کنند که GIS باید بیشتر به عنوان یک سیستم پشتیبانی در آموزش و یادگیری استفاده شود زیرا قابلیت های مربوط به شناخت مفاهیم فضایی (مانند جهت، الگو، خوشه بندی، پراکندگی و تداعی فضایی و غیره) را افزایش می دهد. مقادیر آماری به‌دست‌آمده در مطالعه ما نشان می‌دهد که قرار گرفتن در معرض نرم‌افزار GIS کمی مهارت‌ها و توانایی‌های تفکر فضایی را در دانش‌آموزان افزایش می‌دهد، زیرا در نتایج از پیش تا پس‌آزمون افزایش جزئی وجود دارد. بنابراین، ما پیشنهاد می‌کنیم که قرار گرفتن در معرض نرم‌افزار GIS ممکن است تفکر و توانایی‌ها و مهارت‌های فضایی دانش‌آموزان را در حل مسائل فضایی افزایش دهد.

با توجه به تنوع حوزه های آموزشی قابل اجرا در دانشگاه های مورد مطالعه، دانستن آموزش های پایه دانش آموزان در هر حوزه حائز اهمیت است، زیرا به عنوان مثال، دانش آموزی در دوره “علوم و فناوری های زیست محیطی” آموزش های پایه متفاوتی در این حوزه خواهد داشت. ابزارهای تحلیل فضایی نسبت به دانشجوی دوره “زمین شناسی”. مثال دیگر این است که دانشجویانی که مدرک اول آنها در “مهندسی زمین فضایی” است، آموزش های پایه متفاوتی نسبت به دانشجوی “معماری منظر” خواهند داشت، به خصوص از نظر محاسبات نرم افزاری و دستکاری فایل، که در این CU رایج است. بنابراین، درک سطوح دانش و آموزش به ویژه از نظر تفکر فضایی برای اساتید این دانشگاه‌ها ضروری است.

با توجه به نمرات به دست آمده در مقایسه بین پنج درس و نتایج پیش و پس آزمون، گرایش به نمرات بالاتر در «مهندسی مکانی» و پایین‌تر در «معماری منظر» مشاهده شد، هرچند تفاوت‌ها فاقد معناداری آماری هستند. علاوه بر این، دانش‌آموزان رشته «مهندسی زمین‌فضایی» نسبت به «معماری منظر» دانش بیشتری در زمینه GIS دارند که می‌توان آن را با پیش‌زمینه هر درس توضیح داد ( شکل ۵).). همچنین می تواند مربوط به پیشینه ای باشد که توسط دانشجویان “مهندسی زمین فضایی” به دست آمده است، که در دو سال گذشته مجموعه کاملی از CU مربوط به اطلاعات جغرافیایی را داشتند. علاوه بر این، در برخی از این CU ها، دانش آموزان به طور مستقیم با تفسیر نقشه های آنالوگ آشنا شده و تجربه دارند، اما با اطلاعات دیجیتال نیز تماس دارند. این تفاوت بین دروس مورد انتظار اساتید بود، زیرا پیشینه دانشجویان با محتوای متفاوت مشخص می شود. از این رو، نتایج STAT انتظارات ما را تایید کرد. همانطور که کالینز [ ۳۶ ] بیان کرد، مهارت‌های مختلف تفکر فضایی از طریق رسانه‌های مختلف آموزش داده می‌شوند و می‌توانند از طریق استفاده از کاغذ و کسب رسانه دیجیتال بهبود یابند. کالینز [ ۳۶] همچنین اهمیت استفاده از نقشه های آنالوگ را به عنوان ابزار مکمل برای یادگیری نحوه استفاده از نقشه های دیجیتال نشان داد.

با توجه به تجزیه و تحلیل کل نمرات بر اساس جنسیت (زن و مرد)، هیچ یک از تفاوت ها از نظر آماری معنی دار نبود. تفاوت های جنسیتی در زمینه های مختلفی مانند روانشناسی، علوم اعصاب شناختی و حتی توانایی فضایی مورد مطالعه قرار گرفته است [ ۴۶ ]. عدم وجود شواهد بین دانش آموزان دختر و پسر به دنبال گیلمارتین و پاتون است [ ۲ ]. بسترنرز و لی [ ۲۲ ] همچنین بیان کردند که تأثیر جنسیت در چندین مطالعه متغیر، ناچیز و غیرقطعی است. به عنوان مثال، شین و همکاران. [ ۳۴ ] و توماشفسکی و همکاران. [ ۳۵ ] دریافتند که نمرات برای مردان بیشتر از زنان است، پیش‌بینی می‌شود که مردان مهارت‌های تفکر فضایی بهتری نسبت به زنان ایجاد کنند. با این حال، کالینز [۳۶ و ورما [ ۳۷ ] گزارش کردند که تفاوت معنی داری بین زن و مرد وجود ندارد. کالینز [ ۳۶] بیان کرد که توضیح احتمالی برای چنین عدم اهمیت این است که به طور قابل تصوری قرار گرفتن در معرض مساوی بیشتری با نقشه ها از طریق تلفن های هوشمند و برنامه های نقشه برداری اینترنتی وجود دارد. در واقع، در گذشته ممکن بود این تصور وجود داشته باشد که زنان از نظر تفکر فضایی عملکرد پایین تری دارند، زیرا زنان فعالیت هایی نداشتند که این توسعه را تقویت کند (به دلیل موانع اجتماعی تاریخی)، اما ممکن بود وجود داشته باشد. هیچ گونه توانایی جنسی پایین تر وجود نداشت. در عوض، با استفاده گسترده از تلفن‌های هوشمند و اپلیکیشن‌ها که در حال حاضر برای هر دو جنس متقاطع است، این تفاوت‌ها، که می‌توانست در گذشته وجود داشته باشد، اکنون دیگر تایید نمی‌شوند. این نیز می تواند توضیحی ممکن برای نتایج این مطالعه باشد.

این مطالعه به ما این امکان را داد که تفاوت‌های بین دانش‌آموزان را در حوزه‌های مختلف تجزیه و تحلیل کنیم و همچنین تکامل دانشجویان را از ابتدا تا پایان ترم تحلیل کنیم تا بفهمیم آیا پیشرفتی در تفکر فضایی دانشجویان وجود دارد یا خیر. بنابراین، این مطالعه برخی از کمک‌ها را در جهت بهبود تفکر فضایی با یادگیری GIS ارائه می‌کند: (۱) با توجه به تعداد دانش‌آموزان و آموزش‌های پایه متفاوت، به بهبود شیوه‌های آموزشی که اتخاذ شده‌اند کمک می‌کند. (ii) به بهبود یادگیری دانش آموزان در این زمینه ها کمک می کند. (iii) می تواند از طریق مدیریت دانش در محدوده CU به اساتید کمک کند. (IV) می تواند دروس CU و آموزش های آموزشی را که باید برای همه دانش آموزان تضمین شود، راهنمایی کند. و (v) توسعه روش‌های یادگیری جدید را که همیشه برای حوزه‌های مختلف آموزش دانش‌آموزان مناسب هستند، تسهیل می‌کند. در طول سال ها، اساتید این دانشگاه ها متوجه تفاوت هایی بین دانشجویان دوره های مختلف شدند. از این رو، استفاده از STAT به ما کمک می کند تا این تفاوت را بهتر درک کنیم و در نتیجه استراتژی های آموزشی جدیدی برای بهبود آموزش این CU ایجاد کنیم، به طوری که همه دانش آموزان یاد بگیرند که نوع مسائلی را که برای آنها مطرح می شود و شامل تفکر فضایی است، حل کنند. اساتید این دانشگاه‌ها متوجه تفاوت‌هایی بین دانشجویان دوره‌های مختلف شدند. از این رو، استفاده از STAT به ما کمک می کند تا این تفاوت را بهتر درک کنیم و در نتیجه استراتژی های آموزشی جدیدی برای بهبود آموزش این CU ایجاد کنیم، به طوری که همه دانش آموزان یاد بگیرند که نوع مسائلی را که برای آنها مطرح می شود و شامل تفکر فضایی است، حل کنند. اساتید این دانشگاه‌ها متوجه تفاوت‌هایی بین دانشجویان دوره‌های مختلف شدند. از این رو، استفاده از STAT به ما کمک می کند تا این تفاوت را بهتر درک کنیم و در نتیجه استراتژی های آموزشی جدیدی برای بهبود آموزش این CU ایجاد کنیم، به طوری که همه دانش آموزان یاد بگیرند که نوع مسائلی را که برای آنها مطرح می شود و شامل تفکر فضایی است، حل کنند.

محدودیت ها

با این حال، مانند بسیاری از تحقیقات، این مطالعه نیز محدودیت‌هایی را ارائه می‌کند، از جمله تعداد کم دانش‌آموزانی که در مطالعه شرکت کردند، که ممکن است در برخی موقعیت‌ها، یعنی آن‌هایی که مقدار p-value کمی بالاتر از ۰٫۰۵ دارند، منجر به عدم معنی‌داری آماری شود. ، که اجازه نداد در بررسی یا توضیح تفاوت های مشاهده شده بیشتر از این پیش برویم. محدودیت احتمالی دیگر ممکن است تعداد نسبتاً کم دانشجویان درجه یک در مقایسه با مقطع کارشناسی ارشد باشد. اگرچه اکثر دانش آموزانی که در این مطالعه ثبت نام کرده اند، می توان در آینده با گنجاندن بیش از یک سال تحصیلی و سایر دانشگاه ها بر این وضعیت غلبه کرد.

فقدان دانش در مورد سایر کارهای درسی که دانش‌آموزان در آن زمان انجام می‌دادند یکی دیگر از محدودیت‌های شناسایی‌شده است، زیرا این فعالیت‌های بیرونی می‌توانند بر توسعه قابلیت‌های استدلال فضایی نیز تأثیر بگذارند. همچنین عدم وجود سایر عوامل در نظر گرفته شده از جمله سن، محل سکونت (شهری یا روستایی)، وضعیت اجتماعی-اقتصادی (با توجه به تجربیات آنها)، تعداد دروس تکمیل شده جغرافیا، رشته تحصیلی، طبقه بندی تحصیلی، قومیت، زبان، فرهنگ، مقطع تحصیلی. و تجارب سفر، محدودیت حیاتی این مطالعه است.

برخی از این عوامل که در مطالعه ما در دسترس نبودند می توانند تا حدی برخی از تفاوت های مشاهده شده در میانگین نمرات بین گروه ها را توضیح دهند. این اساسی ترین محدودیت این مطالعه است که شامل یک طرح آزمایشی یک بعدی است که به سادگی نمرات آزمون را بین گروه ها مقایسه می کند. در آینده، سایر موضوعات تحقیق ممکن است شامل انواع مختلفی از سؤالات قابل بررسی باشد، مانند سؤالات عملی (حل شده در نرم افزار)، سؤالات مربوط به توسعه و سؤالات معرفی استفاده از فیلم ها، واقعیت مجازی و فناوری های سه بعدی، در علاوه بر ساخت یک برنامه کاربردی تلفن هوشمند یا یک برنامه وب که امکان تعامل آسان با دانش آموزان را فراهم می کند. تحقیقات بیشتر با مجموعه داده بزرگتر نیز به منظور امکان استفاده از مدل های رگرسیون چند متغیره برای شناسایی سهمی که هر عامل (به عنوان مثال، دوره، جنسیت، یا CU) در عملکردهای به دست آمده دارد، ضروری است. علاوه بر این، با فناوری‌های جدید جدید زمین‌فضایی، روش‌های سنجش تفکر فضایی جدیدی اتخاذ شده و رویه‌های جدیدی برای ارزیابی تفکر فضایی GIS در آموزش عالی، در رابطه با وب GIS و سیستم‌های GIS سیار اتخاذ شده است.۲۹ ، ۴۷ ، ۴۸ ].

۵٫ نتیجه گیری ها

این مطالعه اکتشافی خود را به عنوان یک متدولوژی پشتیبانی برای تعلیمات آموزشی معرفی می کند که در GIS و GIS کاربردی در علوم طبیعی پیاده سازی شده است، جایی که هدف آن ارائه دامنه ابزارهای نرم افزاری GIS برای دستکاری و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی است. استفاده از فناوری های نوین مانند GIS تاثیر زیادی بر قابلیت های یادگیری دارد. به عنوان مثال، ما به این نتیجه رسیدیم که یک شکل‌گیری GIS خارجی می‌تواند برای کمک به برخی از دانش‌آموزان برای بهبود مهارت‌های تفکر فضایی‌شان حیاتی باشد. علاوه بر این، توانایی استفاده از رایانه را می توان قبل از راه اندازی CU تعیین کرد. این مطالعه برای دانشجویان پرتغالی به کار گرفته شد و مزایایی را در مورد ارزیابی تفاوت‌های دانش‌آموزانی که از مناطق مختلف آمده‌اند و تفاوت‌های دانش GIS با توجه به مواجهه با نرم‌افزار GIS ارائه می‌کند. می‌توان آن را به آسانی در محیط‌های آکادمیک دیگر، یعنی با دانش‌آموزان از پیشینه‌ها، کشورها، و استراتژی‌های آموزشی مختلف به کار برد، بنابراین بحث درباره همه این تجربیات و در نتیجه بهبود آموزش جغرافیایی را ترویج می‌کند. یکی از چالش های بزرگ آموزش عالی، تشویق و ترغیب دانشجویان به توسعه مهارت ها و توانایی های خود است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده با STAT، می‌توان به این چالش پرداخت و اساتید یک دانشکده باید آموزش ببینند تا نه تنها مفاهیم و مهارت‌های مورد نیاز در CU را درک کنند، مانند آنچه در این مطالعه آمده است.

بنابراین، این مطالعه می‌تواند به طور مثبت به بهبود شیوه‌های آموزشی در یادگیری GIS، مانند توسعه روش‌های یادگیری جدید که توسط همه دانش‌آموزان اتخاذ شده است، کمک کند. می توان نتیجه گرفت که GIS با بهبود مهارت های فضایی دانش آموزان بدون در نظر گرفتن CU، دوره، یا جنسیت همراه است. تا آنجا که ما می دانیم، تأثیر در مورد CU یا دوره های مختلف تا این لحظه مورد مطالعه قرار نگرفته است. مطالعه بیکر و همکاران. [ ۱۷] نشان داد که فناوری‌های مکانی در یادگیری قرن ۲۱ اهمیت حیاتی دارند و درک بهتر روابط بین فناوری‌های مکانی و یادگیری برای جلوگیری از تداوم نظارت‌ها مهم است. از لحظه اجرای این آزمون، CU های ارجاع شده از نظر تمرینات عملی بهبود یافتند و اساتید توجه بیشتری به دانشجویان دروس مختلف داشتند. علاوه بر این، در نظر گرفته شده است که فناوری‌های جدیدی مانند مفاهیم وب GIS به محتویات CU اضافه شود، اما این استراتژی باید به دقت معرفی شود و همواره پیشینه هر دانش‌آموز و مهارت‌های تفکر فضایی آنها در نظر گرفته شود. این نیز یک فرآیند یادگیری مستمر برای اساتید است. فن‌آوری‌های فضایی دائماً در حال تحول هستند و بنابراین، آموزش‌های آموزشی باید تطبیق داده شوند.

علاوه بر این، ظهور سریع فناوری‌های جدید، به‌ویژه وب GIS و GIS سیار، مستلزم انطباق‌های جدید در آموزش آموزش عالی است و بنابراین، روش‌های سنجش مهارت‌های تفکر فضایی در دانش‌آموزان باید این تحول را انجام دهند و باید در آینده با آزمون های جدید از جمله سوالات مرتبط با این فناوری های جدید سازگار شود.

منابع

شولز، MA; Huynh، NT; Brysch، CP; Scholz, RW An Evaluation of University World Geography Textbook Quests for Components of Spatial Thinking. جی. جئوگر. ۲۰۱۴ ، ۱۱۳ ، ۲۰۸-۲۱۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
گیل مارتین، پی پی. پاتون، JC مقایسه جنسیت در توانایی های فضایی: مهارت های استفاده از نقشه. ان دانشیار صبح. Geogr. ۱۹۸۴ ، ۷۴ ، ۶۰۵-۶۱۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
خود، CM; گولج، RG تفاوت های مربوط به جنسیت در توانایی فضایی: آنچه که هر مربی جغرافیا باید بداند. جی. جئوگر. ۱۹۹۴ ، ۹۳ ، ۲۳۴-۲۴۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Gersmehl, PJ Teaching Geography ; Guilford Press: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۰۵٫ [ Google Scholar ]
Gersmehl, PJ; Gersmehl, CA Wanted: فهرست مختصری از مهارت های تفکر فضایی قابل دفاع و ارزیابی عصبی. Res. Geogr. آموزش. ۲۰۰۶ ، ۸ ، ۵-۳۸٫ [ Google Scholar ]
شورای تحقیقات ملی. یادگیری فضایی اندیشیدن ؛ انتشارات آکادمی ملی: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۰۶٫ [ CrossRef ]
جو، آی. هانگ، JE اثر یادگیری GIS بر درک مفهوم فضایی. جی. جئوگر. ۲۰۲۰ ، ۱۱۹ ، ۸۷-۹۷٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
طلا، AU; Pendergast، PM; Ormand, CJ; باد، دی. Stempien، JA; مولر، کی جی. کراویتز، KA مهارت های فضایی در دانشجویان کارشناسی – تأثیر جنسیت، انگیزه، آموزش تحصیلی و بازی دوران کودکی. Geosphere ۲۰۱۸ , ۱۴ , ۶۶۸-۶۸۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
Carbonell-Carrera، C.; سائورین، جی ال. هس-مدلر، اس. یک مطالعه چند ساله تفکر جغرافیایی. پایداری ۲۰۲۰ ، ۱۲ ، ۴۵۸۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Kainz، W. Cartography و دیگران – جنبه های یک رابطه پیچیده. ژئو اسپات. Inf. علمی ۲۰۲۰ ، ۲۳ ، ۵۲-۶۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
ریدا، س. کمیل، PA مشکلات آموزش فناوری جغرافیایی در کشورهای در حال توسعه: مفاهیم، برنامه درسی، و اجرا در اندونزی. جی. جئوگر. ۲۰۲۱ ، ۱۲۰ ، ۷۲-۸۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
هوانگ، اس. قرار دادن GIS در آموزش پایداری. جی. جئوگر. بالا. آموزش. ۲۰۱۳ ، ۳۷ ، ۲۷۶-۲۹۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Walshe, N. توسعه تمرین معلم کارآموز با سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS). جی. جئوگر. بالا. آموزش. ۲۰۱۷ ، ۴۱ ، ۶۰۸-۶۲۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
جانت، EA; اوتال، دی اچ. کلوورد، بی. جیمز، ک. Msall, C. تعریف و اندازه گیری تأثیرات آموزش مبتنی بر GIS بر استدلال مرتبط با STEM دانش آموزان. جی. جئوگر. ۲۰۱۹ ، ۱۱۹ ، ۲۲-۳۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
میلسون، ای جی؛ دمیرچی، ع. Kerski، JJ بین المللی دیدگاه ها در مورد آموزش و یادگیری با GIS در مدارس متوسطه . Springer Science+Business Media BV: برلین/هایدلبرگ، آلمان، ۲۰۱۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
بسترنرز، ر.س. Bednarz, SW فصل ۱۶ اهمیت تفکر فضایی در دنیای نامشخص. در فن آوری های جغرافیایی و امنیت داخلی ; The GeoJournal Library, Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2008; جلد ۹۴٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
بیکر، TR; باترزبی، اس. Bednarz, SW; Bodzin، AM; کلوورد، بی. مور، اس. سینتون، دی. Uttal، D. یک دستور کار تحقیقاتی برای فناوری های جغرافیایی و یادگیری. جی. جئوگر. ۲۰۱۵ ، ۱۱۴ ، ۱۱۸-۱۳۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
جو، آی. هنگ، جی. ورما، ک. تسهیل تفکر فضایی در جغرافیای جهان با استفاده از GIS مبتنی بر وب. جی. جئوگر. بالا. آموزش. ۲۰۱۶ ، ۴۰ ، ۴۴۲-۴۵۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
کاربونل، سی. مارتین-دورتا، ن. سائورین پرز، جی ال. De La Torre Cantero، J. توسعه مهارت های حرفه ای خاص برای مطالعات مهندسی: جهت گیری فضایی. بین المللی J. Eng. آموزش. ۲۰۱۵ ، ۳۱ ، ۳۱۶-۳۲۲٫ [ Google Scholar ]
گولج، آر جی. استیمسون، RJ رفتار فضایی: دیدگاه جغرافیایی . Guilford Press: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، ۱۹۹۷٫ [ Google Scholar ]
لی، جی. بدنرز، ر. تأثیر یادگیری GIS بر تفکر فضایی. جی. جئوگر. بالا. آموزش. ۲۰۰۹ ، ۳۳ ، ۱۸۳-۱۹۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
بسترنرز، ر. لی، جی. چه چیزی تفکر فضایی را بهبود می بخشد؟ شواهد از آزمون توانایی های تفکر فضایی. بین المللی Res. Geogr. محیط زیست آموزش. ۲۰۱۹ ، ۲۸ ، ۲۶۲-۲۸۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
لیو، آر. گرین، آر. لی، ایکس. وانگ، تی. لو، ام. Xu, Y. مقایسه اطلاعات جغرافیایی و مهارت های تفکر فضایی دانش آموزان جغرافیا با رویکرد آموزشی جغرافیای انسانی در زمینه چینی. پایداری ۲۰۱۹ ، ۱۱ ، ۵۵۷۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
کیم، ام. بسترنرز، ر. توسعه تفکر فضایی انتقادی از طریق یادگیری GIS. جی. جئوگر. بالا. آموزش. ۲۰۱۳ ، ۳۷ ، ۳۵۰-۳۶۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
لی، جی. بسترنرز، ر. مؤلفه‌های تفکر فضایی: شواهدی از آزمون توانایی تفکر فضایی. جی. جئوگر. ۲۰۱۲ ، ۱۱۱ ، ۱۵-۲۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
بسترنرز، ر. لی، جی. اجزای تفکر فضایی: شواهد تجربی. در کنفرانس بین المللی: تفکر فضایی و علوم اطلاعات جغرافیایی ۲۰۱۱٫ Procedia Soc. رفتار علمی ۲۰۱۱ ، ۲۱ ، ۱۰۳-۱۰۷٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Hollenbeck, E. نقش یادگیری فضایی مبتنی بر GIS برای ارتقای توانایی‌های فضایی و تفکر فضایی در زمینه. Ph.D. پایان نامه، انتشارات پایان نامه های دانشگاه نورث وسترن ProQuest، Evanston، IL، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۱۸٫ [ Google Scholar ]
رومادلون، RW; یوسف، ی. تأثیر یادگیری مبتنی بر مدل پروژه بر مهارت های تفکر فضایی GIS دانش آموزان. IOP Conf. سر. محیط زمین. علمی ۲۰۲۱ , ۶۸۳ , ۰۱۲۰۴۵٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
دافی، جی. سوربی، اس. Bowe, B. بررسی نقش توانایی فضایی در بازنمایی و حل مسائل کلمه در بین دانشجویان مهندسی. J. Eng. آموزش. ۲۰۲۰ ، ۱۰۹ ، ۴۲۴-۴۴۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
هذا، پ. Berendsen، ME; هامرلینک، JD به سوی چارچوبی جامع برای ارائه آموزش با کیفیت GIS در داخل و بین رشته‌ها. ترانس. GIS ۲۰۲۱ ، ۲۵ ، ۲۱۴۶-۲۱۶۷٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Favier، TT; ون در شی، JA اثرات درس های جغرافیا با فناوری های فضایی بر توسعه تفکر رابطه ای دانش آموزان دبیرستانی. محاسبه کنید. آموزش. ۲۰۱۴ ، ۷۶ ، ۲۲۵-۲۳۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
بیرمن، ن. جونز، ن. آندره، آی. کاچینیو، آ. DeMers, M. نقش آینده آموزش GIS در ایجاد متفکران فضایی انتقادی. جی. جئوگر. بالا. آموزش. ۲۰۱۶ ، ۴۰ ، ۳۹۴-۴۰۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
زی، اس. ژنگ، ایکس. سان، ی. وان، جی. لو، ایکس. عوامل و مکانیسم‌هایی که بر تفکر جغرافیایی تأثیر می‌گذارند: رویکرد مدل‌سازی معادلات ساختاری. جی. جئوگر. ۲۰۲۱ ، ۱۲۰ ، ۱۶۵-۱۷۵٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
شین، EE; میلسون، ای جی؛ اسمیت، مهارت‌ها و نگرش‌های تفکر فضایی معلمان آینده تی جی. جی. جئوگر. ۲۰۱۶ ، ۱۱۵ ، ۱۳۹-۱۴۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
توماشفسکی، بی. Vodacek، A. پارودی، ر. هولت، ن. ارزیابی توانایی تفکر فضایی در مدارس راهنمایی رواندا: نتایج پایه. جی. جئوگر. ۲۰۱۵ ، ۱۱۴ ، ۳۹-۴۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
کالینز، ال. تأثیر فناوری کاغذ در مقابل نقشه دیجیتال بر کسب مهارت تفکر فضایی دانش آموزان. جی. جئوگر. ۲۰۱۸ ، ۱۱۷ ، ۱۳۷-۱۵۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
ورما، ک. تأثیر متغیرهای تحصیلی بر مهارت‌های فضایی دانشجویان مقطع کارشناسی: یک مطالعه اکتشافی. Geogr. گاو نر ۲۰۱۴ ، ۵۶ ، ۴۱-۵۵٫ [ Google Scholar ]
پروجینی، اس. Bodzin، AM با استفاده از GIS مبتنی بر وب برای ارزیابی دانش مکانی دانش‌آموزان از طوفان‌ها و عادات فضایی ذهن. جی. جئوگر. ۲۰۲۰ ، ۱۱۹ ، ۶۳-۷۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
QGIS. پروژه QGIS در دسترس آنلاین: https://qgis.org/en/site/ (دسترسی در ۱۰ مارس ۲۰۲۰).
ArcGIS. در دسترس آنلاین: https://www.arcgis.com/index.html (در ۱۰ مارس ۲۰۲۰ قابل دسترسی است).
نقشه اتوکد. در دسترس آنلاین: https://www.autodesk.pt/products/autocad-map-3d/overview (در ۱۰ مارس ۲۰۲۰ قابل دسترسی است).
کوپرنیک. در دسترس آنلاین: https://www.copernicus.eu/en (دسترسی در ۱۰ مارس ۲۰۲۰).
کاوشگر زمین. در دسترس آنلاین: https://earthexplorer.usgs.gov/ (دسترسی در ۱۰ مارس ۲۰۲۰).
DGT. Direção-Geral do Território. در دسترس آنلاین: http://www.dgterritorio.pt/ (دسترسی در ۱۰ مارس ۲۰۲۰).
مایالاگو، جی. جعفر، م. چوی، LK; محمود، MI ماژول مهارت های تفکر فضایی سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS STS). بین المللی J. تکنولوژی اخیر. مهندس ۲۰۱۹ ، ۷ ، ۵۱۲-۵۱۸٫ [ Google Scholar ]
یوان، ال. کنگ، اف. لو، ی. زنگ، اس. لان، جی. شما، X. تفاوت های جنسیتی در توانایی فضایی مقیاس بزرگ و کوچک: مروری سیستماتیک بر اساس تحقیقات رفتاری و تصویربرداری عصبی. سیستم Rev. ۲۰۱۹ , ۱۳ , ۱۲۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
DeMers، MN; کرسکی، جی جی. Sroka, CJ The Teachers Teaching Teachers Institute GIS: ارزیابی اثربخشی یک موسسه توسعه حرفه ای GIS. ان صبح. دانشیار Geogr. ۲۰۲۱ ، ۱۱۱ ، ۱۱۶۰-۱۱۸۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
هاولکوا، ال. هانوس، ام. راهبردهای دانش آموزان دوره متوسطه برای وظایف فضایی. جی. جئوگر. ۲۰۲۱ ، ۱۲۰ ، ۱۷۶-۱۹۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]

شکل ۱٫ درصد دانش آموزان با پاسخ های صحیح بر اساس واحدهای درسی ( ردیف اول ) و دروس ( ردیف دوم ) در پیش و پس آزمون.

شکل ۲٫ درصد دانش آموزان با پاسخ های صحیح در هر سوال STAT، بر اساس واحدهای درسی ( ردیف اول ) و دروس ( ردیف دوم )، در لحظات قبل (نقاط سمت چپ ) و پس آزمون ( نمودار سمت راست ).

شکل ۳٫ نمره جهانی STAT در لحظات قبل و بعد از آزمون به دست آمده است.

شکل ۴٫ نمرات STAT جهانی بر اساس واحد درسی در پیش آزمون و پس آزمون.

شکل ۵٫ نمرات STAT جهانی در پیش و پس آزمون برای هر دوره.

شکل ۶٫ نمره جهانی STAT بر اساس جنسیت در پیش و پس آزمون به دست آمده است.

شکل ۷٫ بهبود نمره STAT جهانی از پیش آزمون تا پس آزمون (پس آزمون-پیش آزمون)، بر اساس جنسیت و واحد درسی.

هوش مکانی اتیم تحقیقاتی ونوس نصیرفام