تاثیر آموزش تعاملی و کشف‌محور با آزمایشگاه مجازی phet بر یادگیری مفاهیم جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم در دانش‌آموزان پایه یازدهم علوم تجربی

هدف این پژوهش شبه‌آزمایشی، بررسی تاثیر آموزش کشف‌محور مفاهیم جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم (فصل دوم فیزیک یازدهم تجربی) با استفاده از آزمایشگاه مجازی phet بر یادگیری پایدار و عمیق دانش‌آموزان بود. در این مطالعه که طی 8 هفته در سال تحصیلی 1404–1403 انجام شد، ابتدا پیش‌آزمون 20 سوالی (بر پایه تجربه‌های روزمره و بدون نیاز به فرمول) از دانش‌آموزان گرفته شد. سپس با رویکرد کاملاً تعاملی و بدون ارائه مستقیم فرمول، دانش‌آموزان خودشان مفاهیم جریان، ولتاژ، مقاومت، مدارهای سری و موازی، قانون اهم و توان الکتریکی را از طریق پنج آزمایش هدایت‌شده در شبیه‌سازی phet کشف کردند. در نهایت پس‌آزمون همسان با پیش‌آزمون و کاربرگ فعالیت‌های آزمایشگاهی اخذ گردید. نتایج نشان داد میانگین نمره دانش‌آموزان از 8.7 در پیش‌آزمون به 16.9 در پس‌آزمون (از 20) ارتقا یافت که بیانگر افزایش معنادار 94 درصدی عملکرد است(p<0.001). بیشترین پیشرفت در سوالاتی دیده شد که نیازمند درک مفهومی عمیق بودند (مانند رفتار مدارهای سری و موازی، عوامل موثر بر مقاومت سیم، و کشف قانون اهم از روی نمودار). این پژوهش نشان می‌دهد که آموزش کشف‌محور با بهره‌گیری از آزمایشگاه مجازی phet نه‌تنها می‌تواند جایگزین بسیار موثری برای آزمایشگاه واقعی باشد، بلکه باعث می‌شود دانش‌آموزان خودشان «قانون اهم را کشف کنند» و مفاهیم را به‌صورت پایدار و با لذت بیاموزند.

the impact of interactive and discovery-based education using phet virtual laboratory on learning concepts of electric current and direct current circuits among 11th-grade experimental sciences students

experimental sciences physics using the phet virtual laboratory on students’ deep and lasting learning. the study was conducted over 8 weeks during the 2024–2025 academic year. first, a 20-item pretest (based on everyday experiences and requiring no formulas) was administered. then, through a fully interactive approach and without direct presentation of formulas, students themselves discovered the concepts of current, voltage, resistance, series and parallel circuits, ohm’s law, and electrical power through five guided experiments in the phet simulations. finally, a post-test identical to the pretest, along with laboratory activity worksheets, was administered. results showed that the students’ mean score increased from 8.7 on the pretest to 16.9 on the post-test (out of 20), representing a statistically significant 94% improvement in performance (p < 0.001). the greatest gains were observed in questions requiring deep conceptual understanding (e.g., behavior of series and parallel circuits, factors affecting wire resistance, and discovering ohm’s law from graphs). this research demonstrates that discovery-based teaching using the phet virtual laboratory can not only serve as a highly effective substitute for real laboratories but also enables students to “discover ohm’s law themselves” and learn concepts in a lasting and enjoyable way.