طراحی یک واحد یادگیری مبتنی بر فیزیک برای آموزش ضرورت گذار انرژی و معرفی سامانه‌های انرژی تجدیدپذیر در برنامه درسی علوم مدارس

این پژوهش با هدف طراحی یک واحد یادگیری مبتنی بر فیزیک برای آموزش مفهوم «گذار انرژی» و آشنایی دانش‌آموزان با سامانه‌های انرژی تجدیدپذیر در دوره اول متوسطه انجام شده است. با توجه به چالش‌های زیست‌محیطی، محدودیت منابع فسیلی و ضرورت تربیت نسل آگاه نسبت به پیامدهای مصرف انرژی، ایجاد یک چارچوب آموزشی ساختاریافته ضروری به‌نظر می‌رسد. در این مطالعه با بهره‌گیری از رویکردهای نوین آموزش علوم شامل یادگیری مبتنی بر مسئله (pbl)، یادگیری پروژه‌محور، سازنده‌گرایی و آموزش برای توسعه پایدار، یک واحد یادگیری در قالب الگوی 5e طراحی شد. داده‌های اولیه از طریق پرسش‌نامه آنلاین برای سنجش دانش، نگرش و تجربه عملی دانش‌آموزان نسبت به انرژی‌های پاک گردآوری شد. نتایج نشان داد که با وجود نگرش مثبت و تمایل بالا به مشارکت در فعالیت‌های مرتبط، تجربه عملی دانش‌آموزان در این حوزه محدود است. واحد یادگیری طراحی‌شده شامل فعالیت‌های عملی کم‌هزینه مانند ساخت آبگرمکن خورشیدی، اجاق خورشیدی، باتری خورشیدی و تولید بیوگاز است که مفاهیم پایه فیزیک انرژی را به زندگی واقعی پیوند می‌دهد. یافته‌ها نشان می‌دهد اجرای این واحد یادگیری موجب تقویت سواد انرژی، افزایش انگیزه یادگیری، ارتقای توان همکاری و حل مسئله و ایجاد نگرش مثبت نسبت به مصرف مسئولانه انرژی شده است. این مطالعه تاکید می‌کند که ترکیب آموزش فیزیک با چالش‌های واقعی انرژی، می‌تواند نقشی اساسی در ارتقای درک علمی و تربیت شهروندانی آگاه و مسئول در مسیر توسعه پایدار داشته باشد.

designing a physics-based learning unit for teaching energy transition and renewable energy systems in middle school science curriculum

this study aims to design a physics-based learning unit for teaching the necessity of energy transition and introducing renewable energy systems in lower secondary science education. given the environmental challenges, depletion of fossil fuel resources, and the growing global demand for clean energy, educating future generations about sustainable energy is essential. drawing on modern instructional approaches such as problem-based learning (pbl), constructivism, project-based learning, and education for sustainable development (esd), a comprehensive learning unit was developed using the 5e instructional model. an online questionnaire administered to 83 students assessed their knowledge, attitudes, and practical experience regarding renewable energy. results indicated that although students expressed highly positive attitudes and strong motivation, their practical experience and systematic knowledge were limited. the designed learning unit incorporated hands-on, low-cost activities, including constructing simple solar heaters, solar cookers, solar-powered circuits, and small-scale biogas systems. findings demonstrate that this approach enhances students’ conceptual understanding of energy, increases motivation, strengthens scientific skills, and fosters responsible environmental attitudes. overall, integrating physics concepts with real-world energy challenges provides an effective pathway for developing energy literacy and empowering students as active, responsible participants in sustainable development.