پرورش مهارت فرضیه‌سازی در دانش‌آموزان متوسطه با استفاده از آزمایش‌های ساده فیزیکی: یک مطالعه کیفی

هدف این پژوهش بررسی نقش آزمایش‌های ساده و کم‌هزینه فیزیک در تقویت مهارت فرضیه‌سازی و ارتقای تفکر علمی در دانش‌آموزان دوره متوسطه است. فرضیه‌سازی یکی از ارکان چرخه یادگیری علمی و پیونددهنده مشاهده، پیش‌بینی و استدلال محسوب می‌شود. در این مطالعه کیفی–تحلیلی، پنج آزمایش قابل‌اجرا در کلاس فیزیک انتخاب شد تا دانش‌آموزان امکان طرح فرضیه و آزمون تجربی آن را داشته باشند. داده‌ها با استفاده از مشاهده کلاسی، تحلیل طرح درس معلمان و مصاحبه نیمه‌ساختاریافته گردآوری و بر اساس الگوی پنج‌مرحله‌ای یادگیری مبتنی بر کاوشگری (درگیرسازی، کاوش، توضیح، گسترش و ارزشیابی) تحلیل شد. جامعه پژوهش شامل معلمان فیزیک و دانش‌آموزان دوره دوم متوسطه سه دبیرستان دولتی شهر یزد بود که از میان آن‌ها 12 دانش‌آموز و 45 معلم به‌صورت هدفمند انتخاب شدند و در یک دوره سه‌ماهه در مطالعه شرکت کردند. نتایج نشان داد آغاز یادگیری از مشاهده پدیده‌های ساده و حرکت تدریجی به‌سوی آزمون فرضیه، موجب بهبود معنادار مهارت استدلال، تحلیل داده‌ها، مشارکت علمی و درک ماهیت پویا و شواهدمحور علم می‌شود. همچنین مسیر «پرسش → فرضیه → آزمایش» اثربخشی بیشتری نسبت به آموزش مستقیم نتایج علمی داشت. پیشنهاد می‌شود معلمان فیزیک با نقش تسهیلگر و با بهره‌گیری از آزمایش‌های ساده و دسترس‌پذیر، زمینه پرورش تفکر علمی و توان فرضیه‌سازی را در دانش‌آموزان فراهم کنند.

developing hypothesis-formulation skills in secondary students through simple physics experiments: a qualitative study

this study investigates how simple and low-cost physics experiments can foster hypothesis-formulation skills and support the development of scientific thinking among secondary-school students. hypothesis formation is a central component of the scientific inquiry cycle, linking observation, prediction, and evidence-based reasoning. using a qualitative descriptive–analytic design, five classroom-feasible physics experiments were selected to provide students with opportunities to formulate hypotheses and test them through hands-on investigation. data were collected through classroom observations, analysis of teachers’ lesson plans, and semi-structured interviews, and were analyzed using the five-phase inquiry-based learning model (5e): engagement, exploration, explanation, elaboration, and evaluation. the research population consisted of physics teachers and upper secondary school students from three public high schools in yazd city. from this population, 12 students and 45 teachers were purposefully selected and participated in the study over a three‑month period. findings indicate that beginning instruction with observable and relatable phenomena, followed by structured opportunities for hypothesis testing, significantly enhances students’ reasoning skills, data analysis abilities, and engagement in scientific discussion. the results further demonstrate that emphasizing the process from questioning to hypothesis and experimentation is more effective than direct instruction of scientific conclusions. it is therefore recommended that physics teachers adopt a facilitative role and use simple, accessible experiments to provide students with authentic opportunities to practice scientific thinking and hypothesis formation.