• محتویات ………………………………………………………………………………… 14

 

 

1-4-1 فصل اول : کلیات تحقیق……………………………………………………. 19

 

 

1-4-2  فصل دوم : ادبیات موضوعی و پیشینه ی تحقیق………………………. 19

 

 

1-4-3  فصل سوم : روش تحقیق………………………………………………….. 19

 

 

1-4-4  فصل چهارم : نتایج تحقیق………………………………………………. 19

 

 

1-4-5  فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات………………………………… 19

 

 

 

 

 

فصل دوم: ادبیات موضوعی و پیشینه ی تحقیق………………………………………………………. 22

 

 

 

• مقدمه……………………………………………………………………………………… 23

 

 

• روش های مدل کردن ترافیک……………………………………………………….. 24

 

 

• تخمین ماتریس تقاضای مبدا-مقصد با استفاده از رویکرد آماری…………. 30

   

  • حداکثر احتمال……………………………………………………………… 30

   

   

  • حداقل مربعات عمومی………………………………………………….. 31

   

   

  • استنباط بیزین……………………………………………………………… 33

   

   

 

 

2-4     تعیین تعداد و محل شمارشگرهای ترافیکی………………………………………. 35

 

 

فصل سوم: ارائه مدل ریاضی……………………………………………………………………………… 45

 

 

 

• مقدمه……………………………………………………………………………………… 46

 

 

• تعریف مسئله……………………………………………………………………………. 46

 

 

• ارایه ی مدل ریاضی پیشنهادی………………………………………………………. 48

   

  • اندیس­ها…………………………………………………………………….. 48

   

   

  • پارامترها…………………………………………………………………….. 48

   

   

  • متغیرهای تصمیم­گیری…………………………………………………… 49

   

   

  • مدل ریاضی………………………………………………………………… 49

   

   

  • تحلیل مدل…………………………………………………………………. 50

   

   

 

 

فصل چهارم: محاسبات و یافته­های تحقیق……………………………………………………………… 52

 

 

 

• مقدمه……………………………………………………………………………………… 53

 

 

• مثال عددی……………………………………………………………………………….. 53

 

 

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات آتی……………………………………………………………….. 56

 

 

 

• نتیجه­گیری……………………………………………………………………………….. 57

 

 

• پیشنهادات آتی………………………………………………………………………….. 58

 

 

منابع………………………………………………………………………………………………………………. 59

 

 

منابع فارسی………………………………………………………………………………………………… 59

 

 

منابع لاتین………………………………………………………………………………………………….. 59

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

 

عنوان                                                                                                                                         صفحه

 

 

فصل چهارم

 

 

جدول (4-1) کمان های بهینه مثال عددی شبکه حمل و نقل…………………………………………… 53

 

 

 

 

 

جدول(4-2) مؤلفه های ماتریس تقاضای سفر اولیه………………………………………………………. 54

 

 

جدول (4-3) مؤلفه­های ماتریس تقاضای سفر تخمینی………………………………………………….. 54

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه                

 

 

فصل اول

 

 

شکل(1-1)شبکه کوچک برای اثبات وجود ماتریس تقاضای سفر چندگانه……………………….. 17

 

 

فصل دوم

 

 

شکل(2-1)اهمیت جریان خالص و ناخالص با توجه به قانون 3 یانگ……………………………….. 38

 

 

شکل(2-2)نمودار میانگین اطلاعات زوج مبدا-مقصد w  با توجه به احتمال سفر آن……………… 41

 

 

فصل سوم

 

 

شکل(3-1)مثال شبکه ساده برای بررسی مساله تکرار لینک …………………………………………… 50

 

 

فصل چهارم

 

 

شکل(4-1)شبکه حمل و نقل مورد بررسی………………………………………………………………… 53

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

کلیات تحقیق

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1- ضرورت و اهداف برنامه­ریزی حمل­و­نقل شهری

 

 

رشد و توسعه­ی جوامع شهری، سبب افزایش نیاز این جوامع به خدمات همگانی و اجتماعی شده­است. انجام بسیاری از فعالیت­های اجتماعی و اقتصادی نیازمند تسهیلات حمل­ونقلی است. شهرها برای خدمات حمل­ونقل تا حدود زیادی به سیستم خیابان­های خود متکی هستند. این سیستم­ها برای جواب­گویی به تقاضای فزاینده­ی ترافیک اتومبیل­ها، ترافیک تجاری، حمل­ونقل عمومی، دسترسی به زمین­های اطراف و همچنین پارکینگ­ها، همیشه در حال تحمل بار اضافی هستند.

 

 

تسهیلات حمل­ونقل نیاز اساسی یک جامعه برای رشد و توسعه است. با توجه به سرمایه­ی عظیم لازم برای انواع پروژه­های شهری، نتایج عدم برنامه­ریزی مناسب از همیشه حادتر شده است. این موضوع، لزوم توجه به برنامه­ریزی صحیح در حیطه حمل­ونقل را مورد تأکید قرار می­دهد. عدم برنامه­ریزی صحیح بخش حمل­ونقل می­تواند خسارت­های زیادی  را بر روی توسعه­ی شهر، منطقه و حتی یک کشور داشته­باشد. به­عنوان مثال در ترافیک شهری مشکلات عدیده و محسوسی وجود دارد که لزوم توجه به برنامه­ریزی حمل­ونقل را نمایان می­سازد؛ خیابان­های شلوغ، آلودگی هوای شهرها، تصادف­های ترافیکی و خسارت­های مالی و جانی حاصل از تصادف­ها، راه­بندان­ها، بهم خوردن نظم و آرامش مراکز مسکونی و درمانی، ایجاد استرس و فشار روحی، اشکال در دسترسی مناطق مختلف و . . .. همه­ی این موارد لزوم برنامه­ریزی حمل­ونقل را در سطح شهری و برون­شهری روشن می­سازد.

 

 

در مباحث مربوط به حمل­ونقل، منظور از برنامه­ریزی فرآیند یا فعالیتی است که طی آن اقدامات لازم احتمالی برای آینده جهت سوق دادن یک مجموعه یا سیستم حمل­ونقلی به سوی یک وضعیت دلخواه مورد بررسی قرار می­گیرد. وضعیت دلخواه یادشده می­تواند به یک­سری اهداف مثبت در آینده و یا پیشگیری از ایجاد مسائل و مشکلات در آینده را شامل گردد. این فرآیند در نهایت منجر به اتخاذ تصمیم و سپس انجام اقدامات مؤثر در راستای تحقق و حصول اهداف و وضعیت دلخواه می­گردد.

 

 

هدف از برنامه­ریزی سیستم­های حمل­ونقل، طراحی نزدیک به بهینه­ی مجموعه تسهیلات حمل­ونقل موجود و روش­های به­کارگیری آن­هاست. همچنین هدف دیگر برنامه­ریزی سیستم­های حمل­ونقل، به­کارگیری تسهیلات حمل­ونقل جدید در آینده است، به­گونه­ای که با توجه به تسهیلات حمل­ونقل موجود، اهداف مورد نظر به بهترین وجه ممکن ارضا گردند.

 

 

مهم­ترین موضوعی که در برنامه­ریزی حمل­ونقل وجود دارد، ارتباط آن با آینده و به عبارت دیگر آینده­نگری در آن است، زیرا یک فعالیت برنامه­ریزی مربوط به اقداماتی است که در زمان­های مختلف در آینده انجام خواهدگرفت و بین زمان انجام اقدام و زمانی که نتایج و تأثیرات آن احساس می­شود، ممکن است یک فاصله­ی زمانی نسبتاً طولانی وجود داشته باشد. این فاصله به عوامل زیادی از قبیل موضوع و مقادیر کمی و کیفی اقدام مورد نظر بستگی دارد.

 

 

فرآیند پیش­بینی سفر یکی از پرکاربردترین قسمت­های برنامه­ریزی حمل­ونقل است. این فرآیند مختص برنامه­ریزی حمل­ونقل شهری و برون­شهری بوده و به­کارگیری آن در برنامه­ریزی حمل­ونقل با توجه به اطلاعات مؤثر و آنالیز دقیق می­تواند به عنوان یک شاخص پیش­بینی برای توسعه­ی آینده به­کار گرفته­شود. فرآیند پیش­بینی سفر دارای یک ساختار عمومی است که بر اساس تجربه و آزمایش به­دست آمده­است، و درواقع ساختار کلی این مدل نتیجه­ی جربیات و مطالعات دهه­ی 60 میلادی بوده که در دهه­های بعد هم تغییر چندانی نکرده­است.

 

 

 

 

 

1-2- ضرورت آگاهی از تقاضای سفر برای برنامه­ریزی شهری

 

 

تحلیل و طراحی سیستم­های حمل­ونقل نیازمند تخمین تقاضای فعلی و پیش­بینی تقاضای آینده می­باشد. این تخمین­ها و پیش­بینی­ها می­تواند با استفاده از منابع اطلاعاتی و روند­های آماری به­دست­آیند. شرط برنامه­ریزی درست در حیطه­ی حمل­ونقل شهری چه در سطح استراتژیک و چه در سطح کارکردی آگاهی از تقاضای حمل­ونقل را می­طلبد. به­عبارت دیگر، برنامه­ریزی حمل­ونقل شهری بدون آگاهی از تقاضای سفر اگر ناممکن نباشد بسیار دور از ذهن است. اطلاعات مربوط به تقاضای سفر منطقه­ی مورد مطالعه، در ماتریسی تحت عنوان ماتریس تقاضای سفر مبدأ-مقصد ذخیره می­شود. برای داشتن تعریفی از این ماتریس می­توان گفت: ماتریسی که هریک از مؤلفه­های آن تعداد سفر از یک ناحیه­ی ترافیکی به ناحیه­ی دیگر برای هدف سفر خاص در یک دوره­ی زمانی مرجع (برای مثال ساعت پیک، متوسط روز و …) را نشان دهد، ماتریس تقاضای سفر و یا اصطلاحاً ماتریس تقاضای مبدأ-مقصد نامیده می­شود. این ماتریس را می­توان  مهم­ترین ورودی برای مسائل برنامه­ریزی و طراحی سیستم­های حمل­ونقل دانست. اطلاعات تقاضای سفر مبدأ-مقصد، مهندسین ترافیک را در شناسایی تقاضای سفر روی تسهیلات موجود و یا آتی حمل­ونقل، کافی بودن پارکینگ­ها و ترمینال­ها، کافی بودن تسهیلات حمل­ونقل عمومی موجود، بهترین محل برای پل­ها و ترمینال­های جدید، اطلاعات مورد نیاز برای برنامه­ریزی، تعیین محل و طراحی سیستم خیابان­های جدید، سیستم بزرگراه­ها و آزادراه­ها، راه­های جدید و توسعه­ی آن­ها، اطلاعات لازم برای برنامه­ریزی، مکان­یابی و طراحی یا توسعه­ی سیستم­های حمل­ونقل عمومی، اولویت­های اجرائی و راه حل­های اقتصادی برای برنامه­های توسعه و . . . کمک می­نماید.

 

 

قبل از فرآیند پیش­بینی سفر ابتدا باید به منطقه­بندی و ناحیه­بندی محدوده­ی مورد مطالعه پرداخت:

 

 

 

• منطقه­بندی: از اولین گام­هایی که در انجام مطالعات سیستم­های حمل­ونقل و سرمایه­گذاری­هایی که اثرات اقتصادی، اجتماعی و زیست­محیطی عمده­ای را بر محیط اطراف خود می­گذارد، تعیین محدوده­ی جغرافیایی است که حوزه­ی نفوذ سیستم­ها و سرمایه­گذاری­های مالی را در بر می­گیرد. از نظر تئوری وسعت این منطقه نامحدود است، ولی در عمل می­توان محدوده­ای را برای اثرات مورد مطالعه شناسایی کرد که اثرات سرمایه­گذاری مورد نظر در خارج از آن قابل چشم­پوشی باشد. بزرگی این محدوده چنان است که عمده اثرات مورد بررسی را در بر داشته­باشد، و همچنین انجام مطالعه را از نظر صرف وقت و هزینه ممکن سازد.

 

 

• ناحیه­بندی: برای برنامه­ریزی حمل­ونقل باید اطلاعات اقتصادی، اجتماعی و حمل­ونقلی مربوط به نقاط مختلف تولید و جذب سفر در منطقه­ی مورد مطالعه تعیین گردد. ولی در عمل تعداد این نقاط تولید و جذب سفر در منطقه بسیار زیاد است، بنابراین با مشکلاتی در گردآوری و تحلیل اطلاعات مواجه خواهیم بود. برای رفع این مشکلات باید منطقه­ی مورد مطالعه را به تعدادی نواحی ترافیکی تقسیم­بندی نمود. سپس برای هر ناحیه می­بایست جمعیت، وضعیت اجتماعی، اقتصادی، تجهیزات وکاربری­ها و . . . به­دست آیند. برای مرزبندی ناحیه­ها رعایت ضوابطی ضروری است، که مهم­ترین آن­ها ذیلاً آورده­شده­است:

 

 

– هم­گونی: از آن­جایی که ناحیه­بندی نوعی گروه­بندی از واحدهای آماری است، از این­رو ناحیه­ها باید از نظر داخلی (درون­گروهی) هم­گون و از نظر خارجی (برون­گروهی) ناهمگون باشند.

 

 

– هم­وزنی در تولید و جذب سفر که باعث افزایش دقت در مدل­سازی می­شود.

 

 

– دسترسی آماری: ناحیه­ها باید چنان اختیار شوند که آمار و اطلاعات مستمر مانند جمعیت، اشتغال و دیگر اطلاعات مربوطه به سادگی قابل دسترس باشند.

 

 

– حجم محاسبات: تعداد ناحیه­ها باید چنان باشد که حجم محاسبات آن­ها امکان­پذیر و معقول باشد.

 

 

بعد از انجام گام­های منطقه­بندی و ناحیه­بندی می­توان به فرآیند پیش­بینی سفر پرداخت. به­طور کلی این فرآیند به صورت دنباله­ای از چهار مدل زیر مورد استفاده قرار می­گیرد [1] :

 

 

1-  مدل تولید سفر (تصمیم برای انجام سفر به­منظور رسیدن به یک هدف مورد نظر)

 

 

2-  مدل توزیع سفر (انتخاب مقاصد سفرهای تولید شده از هر ناحیه)

 

 

3-  مدل انتخاب گونه­ی سفر (انتخاب وسیله­ی نقلیه برای انجام سفر)

 

 

4-  مدل تخصیص سفر (انتخاب مسیر سفر)

 

 

در اولین مرحله، به برآورد تعداد سفرهای تولید شده در این نواحی پرداخته می­شود. در مرحله­ی بعد با استفاده از مدل­های توزیع سفر، سفرهای تولید شده در هر ناحیه به سایر نواحی توزیع می­شوند. اطلاعات این دو مرحله باعث ایجاد ماتریس تقاضای سفر مبدأ-مقصد می­گردد. در مرحله­ی سوم به کمک مدل­های انتخاب گونه­ی سفر، تقاضای سفر بین هر زوج مبدأ-مقصد به گونه­های مختلف سفر اختصاص می­یابند، و در نهایت در مرحله­ی آخر به کمک مدل­های تخصیص ترافیک، ماتریس تقاضای سفر به شبکه­ی حمل­ونقل اختصاص می­یابد و به تبع آن حجم جریان کمان­های شبکه­ی حمل­ونقل بدست می­آید.

 

 

در تحلیل مسائل حمل­ونقل شهری، مدل­های یاد شده در بالا  نقش اساسی بازی می­کنند. اطلاعات مربوط به مدل­های تولید و توزیع سفر در ماتریس تقاضای مبدأ-مقصد نشان داده می­شود، که این اطلاعات به دو طریق مستقیم و غیرمستقیم قابل به­دست­آوردن می­باشند.

 

 

 

2-1-1. تدریس و اصول یادگیری 14

 

 

2-1-2. رسانه‌های آموزشی 15

 

 

2-1-3. مزایای چندرسانه‌ای‌ها در آموزش و یادگیری 17

 

 

2-1-4. شیوه‌های استفاده از چندرسانه‌ای در آموزش 18

 

 

2-1-5 مفهوم شبیه‌سازی 18

 

 

2-1-6. انواع شبیه‌سازی 19

 

 

2-1-7. دلایل اهمیت شبیه‎سازی‎ 21

 

 

2-1-8. شبیه‌سازی‌های متکی بر کامپیوتر 22

 

 

2-1-9. نقش معلم در جریان شبیه سازی 23

 

 

2-1-10. ارتقاء خلاقیت و حل مسأله با استفاده از شبیه‌سازی‌های آموزشی 23

 

 

2-1-11. مبانی نظری به کارگیری شبیه‌سازی در آموزش 24

 

 

2-2. ساختن‌گرایی 29

 

 

2-2-1. مفهوم ساختن‌گرایی 29

 

 

2-2-2. شناخت گرایی 32

 

 

2-2-3. اصول و پیش‌فرض‎های ساختن‌گرایی و شناخت‎گرایی برای طراحی آموزشی 34

 

 

2-2-4. بهره‌گیری از نظریه ساختن‌گرایی در طراحی چندرسانه‌ای.. 37

 

 

2-3. خلاقیت 43

 

 

2-3-1. مفهوم خلاقیت 43

 

 

2-3-2. ابعاد خلاقیت 43

 

 

2-3-3. روند تحولی خلاقیت در کودکان 45

 

 

2-4. پیشینه پژوهش 46

 

 

2-4-1. پژوهش‌های داخلی 46

 

 

2-4-2. پژوهش‌های خارجی 48

 

 

2-5. مدل مفهومی پژوهش… 52

 

 

2-6. جمع‌بندی فصل دوم 58

 

 

فصل سوم: روش‌شناسی پژوهش

 

 

3-1. نوع و روش انجام پژوهش 61

 

 

3-2. طرح پژوهش و شیوه اجرا 62

 

 

3-3. جامعه آماری 65

 

 

3-4. روش نمونه‌گیری و حجم نمونه 66

 

 

3-5. متغیرهای پژوهش 66

 

 

3-6. ابزار اندازه‌گیری پژوهش 66

 

 

3-7. روش تجزیه و تحلیل داده‌ها 68

 

 

فصل جهارم: تجزیه و تحلیل داده­ها

 

 

4-1. آمار توصیفی 70

 

 

 

4-2. آمار استنباطی 72

 

 

4-2-1. بررسی فرضیه اول پژوهش 72

 

 

4-2-2- بررسی فرضیه دوم پژوهش 73

 

 

4-2-3- بررسی فرضیه سوم پژوهش 74

 

 

4-2-4- بررسی فرضیه چهارم پژوهش… 75

 

 

فصل پنجم: بحث و تفسیر و جمع­بندی

 

 

5-1. خلاصه پژوهش 78

 

 

5-2. بحث و تفسیر فرضیه‌های پژوهش 80

 

 

5-3. نتیجه‌گیری 87

 

 

5-4. محدودیت‌ها 90

 

 

5-5. پیشنهادها 90

 

 

5-5-1. پیشنهادهای کاربردی 90

 

 

5-5-2. پیشنهادهای پژوهشی 91

 

 

 منابع و مأخذ 92

 

 

 پیوست‌ها 100

 

 

فهرست جداول

 

 

جدول 2– 1: مقایسه دیدگاه شناخت‌گرایی از دید ارتمر و نیوبای 36

 

 

جدول 2-2: نظریه‌های فرعی رویکرد شناخت‌گرایی از دید ارتمرد و نیوبای.. 37

 

 

جدول 2-3: نظریه‌پردازان مکتب روانشناسی یادگیری شناخت‌گرایی 37

 

 

 جدول 3-1: دیاگرام طرح پیش‌آزمون- پس‌آزمون با گروه کنترل 61

 

 

جدول 1-4: توزیع فراوانی گروه آزمودنی‌های مورد مطالعه 70

 

 

جدول2-4: شاخص‌های توصیفی نمرات گروه آزمایش در چهار مقیاس خلاقیت در پیش آزمون و پس آزمون. 71

 

 

 جدول3-4: شاخص‌های توصیفی نمرات گروه کنترل در چهار مقیاس خلاقیت در پیش آزمون و پس آزمون  71

 

 

 جدول 4-4 : نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس سیالی دانش‌آموزانی که در دو گروه آزمایش و کنترل در پیش آزمون و پس‌آزمون 72

 

 

 جدول 4-5 : نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس انعطاف‌پذیری دانش آموزانی که در دو گروه آزمایش و پژوهش در پیش‌آزمون و پس آزمون 73

 

 

 جدول 4-6: نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس بسط و گسترش دانش آموزانی که در دو گروه آزمایش و پژوهش در پیش‌آزمون و پس آزمون 74

 

 

جدول 4-7 : نتایج آزمون t مستقل بین نمرات مقیاس اصالت و ابتکار دانش آموزانی که در دو گروه آزمایش و پژوهش در پیش آزمون و پس آزمون 75

 

 

 جدول 4-8: جمع‌بندی از نتایج پژوهش 76

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

 

 

 شکل 2-1: اقدام برای برنامه‌ریزی مداخلات مناسب بر اساس اصول نه‌گانه گانیه 39

 

 

 شکل 2-2: مدل مفهومی پژوهش نظریه‌های توجیه‌کننده استفاده از شبیه‌سازی‌ها در آموزش 57

 

 

 شکل 2-3: مدل مفهومی پژوهش بر اساس فرضیه‌های پژوهش 57

 

 

 شکل 3-1: مراحل انجام پژوهش 62

 

 

فهرست پیوست­ها

 

 

طرح درس براساس روش ساختن گرایی 101

 

 

 پرسشنامه سنجش خلاقیت تورنس 107

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده

 

 

هدف این پژوهش بررسی تأثیر به‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی متوسطه اول بود. در این پژوهش روش تحقیق از نوع شبه آزمایشی بود. جامعه آماری پژوهش6200  نفر از
دانش آموزان دختر متوسطه اول شهر اسلام‌آباد در سال تحصیلی 92-93 بودند. روش نمونه‌گیری، نمونه‌گیری گروه های در دسترس و تعداد نمونه نیز 40 نفر بودند که 20 نفر در گروه آزمایش و 20 نفر در گروه کنترل قرار داشتند. سپس برای گروه آزمایش برنامه مداخله‌ای آموزش به روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی اجرا گردید و گروه کنترل به شیوه سخنرانی آموزش دیدند. در این پژوهش جهت جمع‌آوری داده‌ها از پرسشنامه استاندارد خلاقیت تورنس استفاده شد. جهت تجزیه و تحلیل داده‌های به دست آمده از آزمون تی مستقل استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بین گروه آزمایش و کنترل از نظر مؤلفه‌های خلاقیت ( سیالی، انعطاف‌پذیری، بسط و گسترش و اصالت و ابتکار) در سطح 05/0 تفاوت معنی داری وجود دارد .

 

 

کلید واژه‌ها: شبیه‌سازی، خلاقیت، ساختن‌گرایی.

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1. مقدمه

 

 

امروزه شرایط آموزش در مدارس ما بر اساس نظریه‌های جدید یادگیری مهیا نیست ولی باید توجه داشت كه با علم به سطح آگاهی دانش‌آموزان ، انگیزه‌ها و شرایط جدید جامعه، تأكید روی روش‌های قدیمی تدریس و استفاده‌ی محض از روش‌های سنتی نیز مؤثر نیست. این سخن به معنای این است كه دانش‌آموزان امروزی را نمی‌توان با شیوه‌های قدیمی تدریس به صورت منفعل در كلاس نشاند و برای آنان مفاهیم ریاضی را تدریس كرد، تجربه و تحقیق نشان داده است كه یادگیری در این روش سطحی بوده و قابل اعتماد نیست.  كتب ریاضی با این هدف فعالیت‌ها را در خود گنجانده‌اند، هدف اصلی فعالیت كشف مفهوم جدید توسط خود دانش‌آموزان است. بهترین شرایط ایجاد این موقعیت كار در گروه‌های كوچك دانش‌آموزی است البته فعالیت‌هایی كه جنبه خلاقیت دارند بهتر است به صورت فردی حل شوند.

 

 

هنگامی كه دانش‌آموزان مشغول حل فعالیت هستند با پاسخ به سؤالات هدایت شده باید با استفاده از دانسته‌های قدیم خود دانش جدید را تولید كرده و در حقیقت مفهوم جدید را به مفاهیم موجود در ذهن خود پیوند بزنند.و نكته‌ی مهم برای درگیر كردن و غرق كردن دانش‌آموز در علم ریاضی در كلاس درس و نشان دادن مساله كاربردی و حل آن به كمك تكنولوژی‌های جدید كارگاهی و روش‌های جدید حل مسأله است. روش‌های جدید تدریس با كمك گرفتن از مواد جدید آموزشی و ict توانسته است ریاضیات انتزاعی را به صورت ملموس در بیاورد و دانش‌آموز كنجكاو را غرق در كاربردها و ریاضیات كاربردی در آورد.

 

 

امروزه تحقق توسعه و جامعه مبتنی بر دانش بیش از هر مؤلفه‌ای وابسته به آموزش با كیفیت است. شواهد حاكی از آن است كه یكی از عوامل مؤثر در ارتقاء كیفیت فرایند یادگیری ، استفاده صحیح، مؤثر و كارآمد فناوری‌های آموزش است (ثمری و آتشک، 1388: 101). شناخت و كاربست فناوری آموزشی از آن روی اهمیت دارد كه از طریق تسهیل یادگیری دانش‌آموزان و هم چنین كارآمد و اثربخش نمودن فرایند یاددهی- یادگیری معلمان به بهبود كیفیت فرایند یادگیری می‌انجامد (همان).

 

 

استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای بهبود تدریس کلاسی مربیان بسیاری را در حوزه‌های مطالعه و پژوهش علاقه‌مند کرده است هم‌چنان که کاربرد نرم‌افزارها پیچیده‌تر می‌شود معلمان فرصت‌های بیشتری برای مطالعه پیدا می‌کنند که دانش‌آموزان را واقع‌گرایانه‌تر می‌کند تا آن چه را که در آموزش یاد گرفته‌اند به کار ببرند. به دلیل استفاده از انیمیشن، صدا، و عناصر ویدئویی که می‌تواند به کاربر خاصی بازخورد دهد به عنوان ابزارهایی به مربیان داده شده است که می‌توانند به وسیله آن‌ها محیط‌های پیچیده‌ای ایجاد کنند که شرایط زندگی واقعی را همانندسازی می‌کنند. در نتیجه این موجب درگیری بیشتر شاگرد با محیط و هم‌چنین دریافت بازخورد به خود می‌شود که می‌تواند موجب اصلاح رفتار خود شود (زمانی، 1389: 1).

 

 

از آن جا که هدف فناوری آموزشی تسهیل یادگیری و بهبود عملکرد است در این راستا شبیه‌سازی‌های آموزشی می‌توانند به عنوان تکنیک و یا رسانه‌ای موجب تحقق این هدف شوند. کاربرد شبیه‌سازی در زمینه‌های مختلف در سال‌های اخیر رو به افزایش بوده است و یکی از مهم‌ترین کاربرد آن در زمینه آموزش و یادگیری بوده است. در این پژوهش سعی شده است تا میزان تأثیر آن در یادگیری ریاضی و مؤلفه‌های خلاقیت شامل سیالی، انعطاف‌پذیری، بسط و گسترش و اصالت و ابتکار بررسی شود.

 

 

1-2. بیان مسأله

 

 

در مدارس ما، نمره ریاضی، ملاک شناخت دانش‌آموزان ضعیف و قوی است و در پژوهش مولیس  (2001) نتایج به دست آمده از شرکت کشور ایران در سومین مطالعه جهانی ( تیمز) ضعف دانش‌آموزان ما را در تجزیه و تحلیل مفاهیم ریاضی بر ملا ساخت. جمهوری اسلامی ایران از بین 41 کشور شرکت کننده در پایه دوم راهنمایی در درس ریاضیات، رتبه 37 و در پایه سوم راهنمایی، رتبه 38 را کسب کرد. هشتاد درصد آموخته‌های حاوی حقایق در مدت یک سال از یاد می‌روند. زیرا این اطلاعات به صورت مجزا تدریس می‌شوند و بدون این که دانش‌آموزان کاربرد مطالب آموخته شده را در زندگی واقعی درک کنند، چون اطلاعات حفظ می‌شوند و بعد از پشت سر گذاشتن آزمون نهایی فراموش می‌شوند (ترجمه: بهزاد، 1381، به نقل از رستگارپور و همکاران، 1388: 76).

 

 

با توجه به این مسأله مهم و اساسی برای رفع این مشکل می‌توان به استفاده از فناوری‌های نوین در یادگیری این درس اشاره نمود. استفاده از فناوری‌ها به فرد یادگیرنده این امكان را می‌دهد كه به جای واكنش‌های منفعلانه در فرایند یادگیری، ابتكار عمل را به دست گرفته، با انتخاب مواد آموزشی مناسب یادگیری هدفمند و معنادار داشته باشد. کدیور (1388) معتقد است: «محتواهای الكترونیكی این فرصت را برای فراگیران فراهم می‌كنند تا در مواردی مانند شركت در یادگیری، روش به كارگیری ابزار، زمان لازم برای یادگیری، میزان و سطح یادگیری، محل یادگیری و فرد یاددهنده تصمیم بگیرند و به این دلایل انگیزه بالایی برای یادگیری دارند.

 

 

در تأیید این مطلب می‌توان به پژوهش کلمنتس[3] (2000)، با عنوان «از تمرین‌ها و وظایف تا نقش‌پروژه‌ها و مسائل منحصر به فرد رایانه برای آموزش ریاضیات نوآورانه و ابتکاری»، به بررسی نقش محتوای الکترونیکی در ریاضیات پرداخته است، اشاره نمود. نتایج پژوهش وی نشان داد که فناوری‌های چندرسانه‌ای در ارائه بازخورد سریع، بالا بردن استقلال، اتصال کل به جزء، تأکید بر فهم مسأله با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای به دانش‌آموز در اندیشیدن به راه‌حل‌های گوناگون و پیداكردن بهترین راه‌حل كمك می‌كند. در خلال كار با رایانه، دانش‌آموز بر فرایند یادگیری خویش نظارت داشته، و با آگاهی از مهارت‌های فراشناختی می‌تواند مدیریت راهبردهای انگیزشی و شناختی را به دست گیرد و از منابع بیرونی (زمان، تعامل با دیگران و کمک‌طلبی) را برای رسیدن به اهداف آموزشی بهره‌مند شود (نیامی و لیونن[4]، 2010). خلاقیت در یادگیری، به فرد یادگیرنده فرصت تفکر و ارزیابی منطقی از کار و پیشرفت تحصیلی را می‌دهد و به وی در تصمیم‌گیری برای ادامه یادگیری کمک می‌کند و این مسأله در یادگیری‌های چندرسانه‌ای و برخط و الکترونیکی که حضور فیزیکی استاد کمتر یا اصلاً وجود ندارد، اهمیتی دو چندان دارد.

 

 

مطالعات دیگر نشان می‌دهند كه استفاده از فناوری‌های نوین در آموزش سنتی ، به افزایش اثربخشی یادگیری می‌انجامد: از جمله تغییرات ایجاد شده در آموزش‌های سنتی تلفیق شده با فناوری می‌توان از تغییر نگرش دانش‌آموزان، افزایش مشاركت و تعامل، و هم‌چنین بالا رفتن اعتماد به نفس دانش‌آموزان یاد کرد ( دامنز[5]، 2003).

 

 

نتایج پژوهش ذاکری (1380) نشان داد عملکرد دانش‌آموزانی که به وسیله نرم‌افزار آموزشی آموزش دیده‌اند، در مقایسه با دانش‌آموزانی که به شیوه سنتی آموزش دیده‌اند، در آزمون پیشرفت تحصیلی به طور قابل ملاحظه‌ای بهتر بوده است. با توجه به نقش فناوری‌های نوین در دنیای امروز که توانسته است، فرصت‌های بیشتری برای تعلیم و تربیت فراگیر محور ایجاد كند و تأكید را از آموزش معلم‌محوری به یادگیرنده‌محوری منتقل كند ، موضوع اصلی این است كه چگونه و با چه رویكردهایی می‌توان ضمن ایجاد یادگیری پایدار و مؤثر در دانش‌آموزان، آنان را به سوی یادگیری‌های خلاق كه در آن فعالیت فرد در تعامل با امكانات و ابزارهای تسهیل كننده تقویت و به پیشرفت تحصیلی مناسب و مطلوبی منتهی شود ، كشاند . از سویی، چگونه می‌توان از فناوری‌های نوین به شیو‌های مطلوب بهره گرفت؟ تلفیق فناوری جدید مانند شبیه‌سازی‌ها در محیط ساختن‌گرا یكی از رویكردهای جدید برای تحقق اهداف بالا در آموزش است.

 

 

از آنجا كه تلفیق فناوری‌های نوین آموزشی مانند شبیه‌سازی‌ها در برنامه درسی به امكانات گوناگونی نظیر سخت‌افزار، نرم‌افزار و نیروی انسانی ماهر و متخصص نیاز دارد، لذا پیش از تلفیق چندرسانه‌ای‌ها در برنامه درسی ، لازم است پژوهش‌های بیشتری درباره مزایا و معایب این رسانه‌ها در آموزش صورت گیرد. نتایج مطالعات تطبیقی دربارة برنامه درسی نظام‌های آموزشی كشورهای مختلف نشان می‌دهد كه دروس ریاضی به دلایل مختلف ، بهترین زمینه برای تلفیق فناوری محسوب می‌شوند: مهم‌ترین مسأله وجود نرم‌افزارهای وارداتی است ، زیرا در سایر رشته‌ها، به دلایل فرهنگی ورود نرم‌افزار از سایر كشورها (مشكل زبان، عدم تطابق برنامه درسی) امكان‌پذیر نیست، ولی در دروس ریاضی مشکلات فرهنگی کمتر است (زمانی[6]، 1996؛ زمانی، 2010؛ زمانی و قلی‌زاده، 2009؛ زمانی و همکاران، 1389). از سوی دیگر، درس ریاضی در دهه‌های كنونی اهمیت بسیاری پیدا كرده‌ است ولی تحقیقات نشان داده است كه هم‌چنان دانش‌آموزان در تمام مقاطع تحصیلی از این درس گریزانند. از جمله مشكلات موجود كه سبب افت تحصیلی در این رشتة درسی شده، ضعف در دانش پایه ریاضی دوره‌های ابتدایی و راهنمایی، اضطراب و بی‌انگیزگی در یادگیری درس ریاضی، عدم آمادگی ذهنی و روانی و ناآگاهی از نقش و تأثیر درس ریاضی در موفقیت تحصیلی دانش‌آموزان است (علم‌الهدی، 1381).

 

 

با توجه به پیشینه پژوهش، هدف اصلی این پژوهش، بررسی تأثیر به‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه متوسطه اول شهر اسلام‌آباد می‌باشد.

 

 

1-3. اهمیت و ضرورت پژوهش

 

 

مطالعه‌ی عوامل مؤثر بر پیشرفت تحصیلی و انگیزش در درس ریاضی، طی سه دهه‌ی اخیر بیش از پیش مورد توجه متخصصان تعلیم و تربیت قرار گرفته است . یافته‌های تحقیقات متعدد نشان داده است که پیشرفت تحصیلی در درس ریاضی نه تنها از ساختارهای دانش و فرایندهای پردازش اطلاعات تأثیر می‌پذیرد بلكه به عوامل انگیزشی از جمله باورها، نگرش‌ها، ارزش‌ها و اضطراب‌ها نیز مربوط می‌شود (بسانت،1995، به نقل از رضویه و همکاران، 1384: 10). توبیاس (1993) گزارش داده است که تاکنون میلیون‌ها نفر فرصت‌های تحصیلی و شغلی خود را به این سبب از دست داده‌اند که از ریاضی و کارکرد ضعیف خود در این زمینه هراس داشته‌اند. آنان در دوران مدرسه تجاربی منفی با یادگیری ریاضی داشته‌اند که خاطره آن در سال‌های بعدی زندگی نیز حفظ شده است (همان: 11).

 

 

برای نشان دادن اهمیت این پژوهش، می‌توان به نمونه‌‌هایی از پژوهش‌های انجام شده در مورد تأثیر استفاده از چندرسانه‌ای‌ها در آموزش بر خلاقیت و عملكرد تحصیلی اشاره کرد. انگرلید و ترسی بورن[9] (2002) در گزارش خود بیان می‌كنند كه بهره‌گیری از فناوری اطلاعات و ارتباطات بر پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان و بر خودكارآمدی آن‌ها، تأثیری مثبت دارد و سبب می‌شود كه دانش‌آموزان از مهارت‌های فراشناختی بهتر استفاده كنند (زارع‌زاده، 1386: 44). علاوه بر این، نتایج مطالعات زمانی، قصاب‌پور و جبل‌عاملی، (1389)؛ زمانی و همکاران، (1389) نشان می‌دهد كه كاربرد آموزش مبتنی بر رایانه در دانش‌آموزان احساس بهتری نسبت به موفقیت در مدرسه ایجاد می‌كند و دانش‌آموزانی كه در مدارس فناوری‌محور آموزش می‌بینند ، نسبت به دانش‌آموزان مدارس عادی از عزت نفس و اعتماد به نفس بیشتری برخوردارند و از نظر دبیران و مدیران، این نوع مدارس از پرستیژ و جایگاه اجتماعی بالاتری در جامعه و نزد والدین برخورداند.

 

 

در زمینه اهمیت استفاده از شیوه‌های نوین آموزشی در تدریس و یادگیری می‌توان به پژوهش‌های حوزه آموزش و پرورش اشاره کرد که آن چه مورد توجه قرار گرفته، كیفیت تدریس است (گیوین[10] و همكاران 2005؛ گود و بروفی، 1984، 1986 و 2000؛ کلارک، 2004) و در نتایج بسیاری از این  پژوهش‌ها با بهبود كیفیت تدریس میزان پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان افزایش می‌یابد (اللهیاری، 1380 ؛ سامونز و همکاران،1995؛ عارفی، 1369؛ کاتون، 1995؛ کدخدا، 1385؛ کرامتی، 1370؛ کریمرز، 1994؛ کلامی، 1375 و والبرگ و هیرتل، 1992، به نقل از بیرمی‌پور، 1388: 51).

 

 

حال منظور از کیفیت تدریس چیست؟ در اغلب این پژوهش‌ها متغیرهایی كه در زمینة كیفیت تدریس مورد بررسی قرار گرفته اند، عبارت‌اند از: فرصت‌های یادگیری، زمان آموزش و یادگیری، مدیریت كلاسی، جو كلاسی، آموزش، متناسب‌سازی تدریس، رویكردهای یاددهی- یادگیری، نظارت بر پیشرفت تحصیلی و فعالیت‌های یادگیری فراگیران در فرایند تدریس، معلم در این زمینه نقش مهمی را ایفا می‌کند. به عبارتی، این معلم است که باید با طراحی آموزشی مناسب خود و استفاده از ابزارهای مناسب آموزشی چون شبیه‌سازی‌ها، دانش‌آموزان را در جهت هدف تعیین شده هدایت کند.

 

 

با توجه به مطالب ارائه شده اهمیت پژوهش حاضر این است كه با توجه به عملكرد نسبتاً پایین دانش‌آموزان ایرانی در درس‌های ریاضی و علوم (تیمز) چگونه می‌توان عملكرد و خلاقیت دانش‌آموزان را در دوره‌های آتی ارتقاء بخشید؟

 

 

البته باید به این نکته اساسی در اهمیت پژوهش حاضر اشاره نمود که با وجود پیشرفت‌های واقعی که در آموزش ریاضی روی داده است، تغییرات بسیار اندکی در کلاس درس ریاضی اتفاق افتاده است. بیش از چندین دهه از حضور فناوری آموزشی در آموزش ریاضی می‌گذرد، اما هنوز جایگاه خود را نیافته است. این مسئله اهمیت توجه به كیفیت ، تدریس درس ریاضی را بیش از پیش آشكار می‌سازد.

 

 

هدف فناوری آموزشی تسهیل یادگیری و بهبود عملکرد آن است. در این راستا، شبیه‌سازی‌های آموزشی می‌توانند به عنوان تکنیک و یا رسانه‌ای موجب تحقق این هدف شوند، زیرا یکی از مهم‌ترین کاربرد آن‌ها در زمینه آموزش و یادگیری است.

 

 

شبیه‌سازی‌ها توانایی به تصویر کشیدن فرآیندهای مختلف طبیعی و انسانی در یک محیط مجازی برای یادگیرندگان را دارا می‌باشند. بنا بر پژوهش‌های روتن و همکاران (2011) آلنسو و همکاران ( 2011) اسلات و هربرت( 2008)  « یک شبیه‌سازی کامپیوتری برنامه‌ای است شامل مدلی از یک سیستم ( طبیعی، مصنوعی؛ مانند تجهیزات) یا یک فرآیند». هم‌چنین، شبیه‌سازی‌ها اجازه می‌دهند تا هنگامی که داده‌های تجربی کم هستند و یا دست‌‌یابی به آن‌ها مشکل است، مدل‌های مختلفی را تجربه کرد. استفاده از شبیه‌‌سازی‌ها می‌تواند یادگیرندگان را در یادگیری تجربی و آزمایشی درگیر کند. که این می‎تواند فرصتی فراهم کند تا درباره‌ی روش‌های دانش و مهارت‌هایی که در حال استفاده از آن‌ها هستند، تفکر کنند. هم‌چنین، فرآیند شبیه‌سازی به کاربران اجازه می‌دهد تا تأثیر انتخاب‌هایشان را بدون پیامدهای فوری که تأثیر مستقیمی بر عمل واقعی داشته باشند مشاهده کنند ( نیلی احمدآبادی و همکاران، 1391: 13).

 

 

در برنامه‌های آموزشی جدید ، استفاده از روش‌های تدریس مبتنی بر ساختن‌گرایی و فرآیند حل مسئله و مهارت‌های تفکر نسبت به گذشته اهمیت بیشتری یافته است. بر اساس این دیدگاه، برنامه‌ریزان در محتوای برنامه ‌‌درسی به طرح موقعیت‌های حل مسئله‌ای می‌پردازند. در این موقعیت‌ها دانش‌آموزان راهنمایی می‌شوند تا در مسیر حل مسئله، به دانش‌ها، مهارت‌ها و نگرش‌های تازه دست یابند (بدریان و همکاران، 1389: 56).

 

 

هم‌چنین در اجرای برنامه‌های درسی جدید ، از معلم خواسته می‌شود تا تدریس خود را به شیوه گروهی سازمان‌دهی کند، به نحوی که خود نیز به عنوان عضوی از گروه دانش‌آموزان درآید. در این روش‌ها بر تعامل میان معلم و دانش‌آموزان و دانش‌آموزان با یکدیگر بیش از حد تأکید می‌شود، زیرا تجربه نشان داده‌است که تعامل و تبادل تجربیات دانش‌آموزان با یکدیگر نقش عمده‌ای در یادگیری آنان دارد. افزون بر این، فعالیت‌های گروهی موجب توسعه مهارت‌های اجتماعی از قبیل احترام به حقوق دیگران، همکاری گروهی، حق و مسئولیت قائل شدن برای دیگران، مشارکت در تصمیم‌گیری‌های گروهی، سعه صدر و … در دانش‌آموزان می‌شود (پرویزیان، 1384: 67).

 

 

می‌توان گفت امروزه اهمیت مهارت‎ خلاقیت بر كسی پوشیده نیست.  اهمیت آن به ویژه در دنیای مدام در حال تغییر امروز بیشتر هم شده است. فراگیران هر چقدر كه به مراحل بالاتر یادگیری از جمله آموزش عالی نزدیك‌تر می‌شوند باید مهارت‌های یادگیری و حل مسائل خود را به طور مستقل به دست بیاورند تا از وابستگی آن‌ها به استاد كاسته شود (بوکارتس، 1997، به نقل از: راستگو و همکاران، 1389: 4). مهارت خلاقیت افراد، با تمركز آن‌ها بر مسأله و خودارزیابی مرتبط است (هپنر، بومگاردنر و جکسون، 1985، همان). اگر مهارت خلاقیت یك فعالیت شناختی است، پس بهبود بخشیدن مهارت خلاقیت از طریق آموزش بایستی هدف ارزشمندی باشد (سیمنارا، 1996، همان) و برای رسیدن به این اهداف استفاده از فناوری‌های نوین می‌تواند مثمرثمر باشد چنان چه امروزه فناوری‌هایی مانند شبیه سازی‌ها توانایی ارتقاء مهارت‎هایی مانند خلاقیت و حل مسأله را دارا می‌باشند. با توجه به اهمیت وجود استانداردها در ابعاد مختلف نظام آموزشی، و استفاده از شبیه‌سازها در یادگیری کار قابل ملاحظه‌ای در ایران در این زمینه انجام نگرفته است و لذا نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند دستاوردهای زیادی را به همراه داشته باشد.

 

 

اهمیت انجام پژوهش حاضر در این است که در بسیاری از موضوعات یادگیری در محیط‌های یادگیری چندرسانه‌ای، فرایندهای شناختی انسان نادیده گرفته شده است. لذا، یادگیری بهینه صورت نمی‌گیرد و طراحان محیط‌های یادگیری چندرسانه‌ای، باید اصولی را برای طراحی به کار گیرند که از تحمیل اضافه بار به یادگیرنده جلوگیری به عمل آورد و یادگیری او را تسهیل نماید. هم‌چنین از محدودیت‌های مطالعات انجام شده در گذشته این است که تمام آن‌ها به آموزش‌های چندرسانه‌ای در میزان یادگیری و انگیزش تحصیلی و … پرداخته بودند و پژوهشی که به بررسی شبیه‌سازها بر خلاقیت پرداخته باشد کار نشده است. بنابراین پزوهش حاضر به بررسی تأثیر شبیه‌سازها در محیط یادگیری شناخت‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی می‌پردازد.

 

 

 

 

 

1-4. اهداف پژوهش

 

 

1-4-1. هدف اصلی

 

 

تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.

 

 

1-4-2. اهداف جزیی

 

 

 

1. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان سیالی دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.

 

 

1. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان انعطاف‌پذیری دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.

 

 

1. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان بسط و گسترش دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.

 

 

1. تأثیر به‌ کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر میزان اصالت و ابتکار دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول.

 

 

 

 

 

1-5. فرضیه‌های پژوهش

 

 

1-5-1. فرضیه اصلی

 

 

به ‌کارگیری روش شبیه‌سازی در محیط ساختن‌گرایی بر خلاقیت دانش‌آموزان در درس ریاضی پایه اول متوسطه اول تأثیر دارد.

 

 

1-5-2. فرضیه‌های فرعی

 

 

 

 

2- پیشینه تحقیق ………………………………………………………………..  15

 

 

2-1 مقدمه ………………………………………………………………………….  15

 

 

2-2 روش های مبتنی بر قانون ……………………………………………………..  15

 

 

2-2-1 روش Classification Based on Association (CBA) ………………………………  15

 

 

2-2-2 روش کلاسه بندی Classification based on Multiple-class Association Rule (CMAR)                 16

 

 

2-2-3 روش کلاسه بندی Classification based on Prediction Association Rule (CPAR)        16

 

 

2-3 روش های استخراج الگوها ……………………………………………………  17

 

 

2-3-1 روش مبتنی بر مرز …………………………………………………………………..  17

 

 

2-3-2 روش مبتنی بر محدودیت ……………………………………………….  17

 

 

2-3-3 الگوریتم استخراج درخت الگوی تقابل CP-tree …………………………………………….  18

 

 

2-3-4 روش استخراج با کمک دیاگرام دودویی صفر ZBDD Miner …………………………  18

 

 

2-3-5 روش استخراج الگوهای نوظهور متمایز DP-Miner ……………………………………….  18

 

 

2-4 روش های کلاسه بندی مبتنی بر الگوهای نوظهور …………………………………  20

 

 

2-4-1 روش کلاسه بندی مبتنی بر اساس مجموع الگوهای نوظهور CAEP ………………………………..  20

 

 

2-4-2 الگوریتم کلاسه بندی بر پایه تئوری اطلاعات iCAEP ……………………………………………………  20

 

 

2-4-3 روش کلاسه بندی بر پایه الگوهای نوظهور جهشی JEPs-classifier …………………………….  21

 

 

2-4-4 روش کلاسه بندی بر پایه الگوهای نوظهور جهشی قوی …………………………………………………  21

 

 

2-4-5 روش تصمیم گیری مبتنی بر نمونه DeEPs ………………………………………………………………….  21

 

 

2-4-6 روش کلاسه بندی توسط مجموعه راست نمایی PCL …………………………………………………….  22

 

 

فصل سوم …………………………………………………………………………………………………..  23

 

 

3- دانش اولیه ………………………………………………………………………………….  24

 

 

3-1 الگوهای نوظهور ……………………………………………………………………… 24

 

 

3-2 درخت الگوی مکرر دینامیک DFP-tree ………………………………………………………………  30

 

 

فصل چهارم …………………………………………………………………………………….  33

 

 

4- راهکارهای ارائه شده برای استخراج الگوهای نوظهور قوی مبتنی بر ویژگی های جریانی ……….  34

 

 

4-1 مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………..  34

 

 

4-2- درخت الگوی مکرر دینامیک نامرتب Unordered Dynamic FP-tree ……………..  35

 

 

4-3 درخت الگوی مکرر دینامیک مرتب Ordered Dynamic FP-tree ……………………..  44

 

 

4-4 روش استخراج الگوها SEP-Miner ……………………………………………………………………..  56

 

 

فصل پنجم …………………………………………………………………………………….  62

 

 

5- آزمایشات تجربی …………………………………………………………………  63

 

 

5-1 مقدمه ……………………………………………………………………….  63

 

 

5-2 کلاسه بندها …………………………………………………………………….  63

 

 

5-2-1 کلاسه بند درخت تصمیم C4.5 ……………………………………………………………………  63

 

 

5-2-2 کلاسه بند SVM …………………………………………………………………………………………  64

 

 

5-2-3 کلاسه بند بیزین ساده ………………………………………………………………………………..  65

 

 

5-2-4 کلاسه بند نزدیکترین همسایه …………………………………………………………………….  66

 

 

5-2-5 الگوریتم AdaBoost…………………………………………………………………………………. 66

 

 

5-3 تست های آماری ………………………………………………………………..  68

 

 

5-3-1 تست آماری جفت شده t-tets …………………………………………………………………………  68

 

 

5-3-2 تست آماری Wilcoxon ………………………………………………………………………………..  68

 

 

5-3-3 تست آماری فردمن ……………………………………………………………………  69

 

 

5-4 تنظیمات تجربی ……………………………………………………………………………………  71

 

 

5-5 مقایسه دقت پیش بینی ……………………………………………………………………….  73

 

 

5-6 مقایسه تعداد الگوها ……………………………………………………………………..  81

 

 

5-7 مقایسه زمان اجرا ………………………………………………………………………  83

 

 

5-8 تحلیل اثر ترتیب در ساخت درخت الگوی مکرر دینامیک ……………………………..  86

 

 

5-9 چگونگی تعیین کردن حداقل آستانه فراوانی نسبی …………………………………..  88

 

 

5-10 تحلیل حساسیت روی حداقل آستانه های نرخ رشد …………………………….  89

 

 

5-11 مقایسه کارایی DFP-SEPSF بدون دانستن کل فضای ویژگی ها ………………………….  90

 

 

5-12 خلاصه نتایج تجربی ………………………………………………………………………..  94

 

 

فصل ششم ………………………………………………………………………………….  96

 

 

6- نتیجه گیری و کارهای آینده ………………………………………………………..  97

 

 

اختصارات ……………………………………………………………………………………….  99

 

 

واژه نامه فارسی به انگلیسی ……………………………………………………………….  100

 

 

واژه نامه انگلیسی به فارسی ……………………………………………………..  108

 

 

فهرست منابع ………………………………………………………………………….  116

 

 

1-1-    مقدمه

 

 

 کلاسه بندی یکی از وظایف اساسی در داده کاوی است که بطور وسیعی در زمینه یادگیری ماشین، شبکه های عصبی و تشخیص الگو مورد مطالعه واقع شده است. ورودی، مجموعه ای از نمونه های آموزشی است که شامل چندین ویژگی است. ویژگی ها با توجه به دامنه مقادیرشان به دو دسته ویژگی های گسسته و ویژگی های پیوسته قابل تفکیک هستند. در حالت کلی، یک کلاسه بند، توصیف مختصر و معنادار (مدل) برای هر برچسب کلاس در رابطه با ویژگی ها تولید می کند. سپس، مدل برای پیش بینی برچسب کلاس نمونه های ناشناخته بکار می رود. کلاسه بندی همچنین بعنوان یادگیری با ناظر نیز شناخته می شود که در آن هر نمونه آموزشی دارای برچسب کلاس است. در حالی که، یادگیری بدون ناظر یا خوشه بندی جستجو می کند و گروه های همگن از اشیا را بر اساس مقادیر ویژگی هایشان دسته بندی می کند؛ در واقع، نمونه ها دارای برچسب کلاس نیستند. کلاسه بندی در محدوده وسیعی از کاربردها از جمله آزمایشات علمی، تشخیص دارو، پیش بینی آب و هوا، تایید اعتبار، تقسیم بندی مشتری، بازاریابی هدف و تشخیص تقلب بطور موفقیت آمیزی بکار می رود.

 

 

کلاسه بندی بر پایه الگوها، یک متدلوژی جدید محسوب می شود. کشف الگوهایی که نشاندهنده تمایز بین کلاس های مختلف هستند، یکی از موضوعات مهم در داده کاوی محسوب می شود. در این تحقیق، ما کلاسه بندی را بر اساس الگوهایی به نام الگوهای نوظهور (Emerging Patterns) که تمایز بین کلاس ها را بصورت بارزی نشان می دهند، از مجموعه داده ها استخراج می کنیم و سپس، بر اساس آنها، کلاسه بندی را انجام می دهیم.

 

 

1-2-   مفهوم الگوهای نوظهور

 

 

مفهوم الگوهای نوظهور برای استخراج دانش از پایگاه داده ها توسط Dong و Li پیشنهاد شده است تا تغییرات قابل توجه بین کلاس ها را به تصویر بکشند [1]. یک الگوی نوظهور، ترکیب عطفی بین ویژگی هایی است که میزان احتمال حضور آن در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها بطور قابل توجهی تغییر می کند [1،2]. این الگوها مفید هستند به این دلیل که قادر هستند تا وجه تمایز بین کلاس ها را بیان کنند. در صورتی که میزان فراوانی هر الگو که در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها قابل توجه باشد، نشاندهنده آن است که این الگو، بطور خاص به این کلاس اختصاص دارد و از طرفی این نوع الگوها برای پایگاه داده هایی که بحث محدودیت زمانی برای استخراج دانش از آنها مطرح است، اهمیت ویژه ای می یابند.

 

 

استخراج الگوهای نوظهور بدین صورت مطرح می شود: « پیدا کردن آیتم هایی که نرخ رشد  آن (که بصورت نسبت احتمال آن آیتم بین کلاس های مختلف تعریف می شود) از مقدار آستانه ای بیشتر باشد.» این مقدار آستانه باید بگونه ای انتخاب شود که الگوهای استخراجی ، تفاوت و تمایز بین کلاس های مختلف را نشان دهند. این الگوها در واقع مجموعه ای از آیتم ها هستند که بیان کننده ترکیب عطفی  بین مقادیر ویژگی ها هستند [2].

 

 

نوعاً، تعداد الگوهای استخراجی بسیار زیاد است اما فقط شمار کمی از این الگوها برای تحلیل داده ها و کلاسه بندی مطلوب و مفید هستند. از آن جایی که مقدار زیادی از این الگوها بی ربط و تکراری هستند، دانش جدیدی را فراهم نمی کنند و لذا تاثیر نامطلوبی بر روی دقت  کلاسه بند دارند که موجب کاهش دقت پیش بینی می شوند. برای افزایش کارایی  و دقت، بایستی روالی را توسعه داد که الگوهای وابسته و غیر مفید حذف شوند تا شمار این الگوها کاهش یابد.

 

 

یک الگوی نوظهور با احتمال بالا در کلاس خودش و احتمال پایین در کلاس مقابلش می تواند برای تعیین یک نمونه تست بکار رود. قدرت این الگو توسط معیارهایی مثل فراوانی نسبی و نرخ رشد ( نسبت احتمال الگو در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها) آن بیان می شود.

 

 

در بسیاری از زمینه های کاربردی مانند کشف دانش از داده های ژنی ، پردازش تصویر، کشف نفوذ ، کشف برون هشته، کشف کلاهبرداری ، داده های نامتوازن ، جریان داده ها ، بیوانفورماتیک ، سیستم های پیشنهاد دهنده ، نیاز است که تغییر ناگهانی در داده ها تشخیص داده شود. الگوهای نوظهور تغییرات ناگهانی و تفاوت های قابل توجه را از داده ها استخراج می کنند. الگوهای نوظهور، در زمینه پردازش تصویر برای قطعه بندی  بدین گونه عمل می کند که سعی می کند در پیکسل هایی که تغییر ناگهانی شدت بوجود می آید را بعنوان یک قطعه جدید معرفی کند. در زمینه کشف نفوذ و کلاهبرداری، رفتار داده ها پیگیری می شود، زمانی که رفتار داده ها بصورت ناگهانی تغییر کند، بعنوان نفوذ تشخیص داده می شود. در سیستم های پیشنهاد دهنده، سیستم به دنبال رفتارهای خاص و مختص هر کاربر است تا با کشف ویژگی های خاص هر کاربر، به او محصولات مطابق با علایق و استعدادهای او را پیشنهاد دهد. لذا الگوهای نوظهور در این راستا نقش بسزایی دارند.

 

 

مفهوم ویژگی های جریانی

 

 

در داده های جریانی، نمونه ها به مرور زمان دریافت می شوند در حالیکه تعداد ویژگی ها ثابت می باشد. اما در ویژگی های جریانی، تعداد داده های یادگیری ثابت می باشد ولی ویژگی ها بصورت دینامیک تولید می شوند و الگوریتم یادگیری به مرور زمان ویژگی ها را دریافت می دارد [31، 32]. در ویژگی های جریانی روال بدین صورت است ویژگی های توسط روش های تولید ویژگی مانند روش های یادگیری رابطه ای آماری و تعاملات بین ویژگی ها، تولید می شوند. مشکلاتی که در پی تولید ویژگی ها توسط این روش ها بروز می کند بدین شرح است که: 1) میلیون ها و یا حتی بیلیون ها ویژگی تولید می شوند که بدلیل محدودیت های حافظه امکان نگهداری این حجم از ویژگی وجود دارد و از طرفی زمان بسیار زیادی بایستی صرف شود تا فرآیند یادگیری شروع شود. 2) ویژگی ها توسط کوئری های موجود در SQL تولید می شوند که اجرای این کوئری ها محدود به زمان پروسسور است تقریبا پروسسور هر صدهزار کوئری را در 24 ساعت اجرا می کند. از طرفی بسیاری از ویژگی ها تولیدی بی ربط و تکراری هستند. این موضوع نشان می دهد که شمار کمی از این ویژگی های تولیدی در عمل در فرآیند یادگیری موثر است و لذا تولید ویژگی ها هزینه بر است [32]. بر این اساس برای فائق آمدن بر این مشکلات، مفهوم ویژگی های جریانی شکل گرفت و تلاش شد تا با تولید دینامیک ویژگی ها و بررسی این ویژگی ها در زمان تولید و تاثیر آن بر روال یادگیری فرآیند تولید ویژگی ها را هدایت کنند.

 

 

برای برخورد با چالش های مطرح شده، بایستی فرآیند یادگیری قابلیت پاسخگویی به ویژگی های جریانی را داشته باشد. در واقع، روال یادگیری بایستی بصورت افزایشی با دریافت هر ویژگی قابل بروزرسانی شدن داشته باشد بدون اینکه به اولین مرحله یادگیری بازگردد. لذا در راستای استخراج الگوهای قوی بایستی در ابتدا ویژگی ها بررسی شوند و ویژگی هایی که بی ربط هستند را حذف کرد، سپس از روی ویژگی های مفید و قوی ، الگوها را استخراج کرد.

 

 

 چالش­های موجود در استخراج الگوهای نوظهور

 

 

در این تحقیق هدف بر آن است که بر موضوعات اساسی در زمینه الگوهای نوظهور پرداخته شود که عبارتند از: 1. به دلیل حجیم بودن داده ها و حجم بالایی از ویژگی ها و با توجه به مفهوم ویژگی های جریانی، اولین موضوع، نحوه برخورد با این نوع از داده ها می باشد به طوری که بتوان از میان خیل عظیم ویژگی ها و با توجه به قضیه رشد ویژگی ها که بصورت دینامیک تولید می شوند، روشی ارائه داده شود که با دریافت ویژگی های جدید بصورت دینامیک بروزرسانی شود. همانطور که قبلا اشاره شد، در حوزه های مربوط به پایگاه داده ها که نیاز به گرفتن کوئری از پایگاه داده است، میلیونها و یا بیلیارد ویژگی تولید می شود. این نوع ویژگی همین طور در حوزه پردازش تصویر کاربرد دارد. در حوزه پردازش تصویر، در بعضی مواقع لازم است که به هر پیکسل بعنوان یک ویژگی در نظر گرفت که در نتیجه فضای ویژگی ها بسیار گسترده و گاها نامتناهی می شود و لذا لزوم برخورد با اینگونه داده ها متفاوت می شود. 2. استخراج الگوهای قوی از میان الگوها و داده های موجود، از دیگر موضوعات اساسی است. این موضوع، زمانی بیشتر اهمیت می یابد که با توجه به حجیم بودن داده ها، در نتیجه رشد این الگوها به سرعت نمایی خواهد شد بخصوص زمانی که ابعاد ویژگی ها بی نهایت باشد، دیگر امکان نگهداری هر الگویی وجود نخواهد داشت در نتیجه استخراج الگوهای قوی که در کلاسه بندی واقعا موثر باشند، بسیار اهمیت خواهد یافت.

 

 

 در روال استخراج این الگوها سه مساله اساسی وجود دارد:

 

 

 

• چگونه مجموعه مفید و موثری از الگوهای نوظهور، بین داده های کلاس های مختلف استخراج شود؟

 

 

• از آنجایی که همه این الگوها مفید نیستند در واقع شمار زیادی از این الگوها در راستای یادگیری مدل و کلاسه بند بکار نمی روند، در نتیجه بایستی بتوان مجموعه کوچک و در عین حال قوی از این الگوها تشکیل داد، در همین راستا مسائلی که مطرح می شود این است که کدامیک از این الگوها برای هدف یادگیری و کلاسه بند مفید است و در واقع چگونه می توان مجموعه قوی از این الگوها را تشکیل داد؟ از طرفی موضوع دیگر ابعاد ویژگی های مسئله خواهد بود، در صورتی که ابعاد ویژگی ها بالا باشد، در نتیجه شمار الگوهای نوظهور سیر صعودی خواهد داشت که شمار زیاد از این الگوها هم برای آنالیز داده ها بصورت برخط مشکل ساز است و هم این که روال یادگیری و کلاسه بند را زمانبر و هزینه بر می کند که مناسب نیست. لذا با بیان این مسائل بایستی بتوان مجموعه کوچک و در عین حال قوی از الگوهای نوظهور را تشکیل داد که این موضوع خود موضوعی چالش برانگیز است، و اینکه کدامیک از الگوهای جدید مفید و موثر هستند ؟

 

 

      3-3.هامیلتونی برهم کنش ………………………………………………………..40

 

 

      3-4.چرخش اپتیکی ………………………………………………………………………..47

 

 

فصل چهارم: حالت های اتمی جمعی و متغیرهای دینامیکی جمعی                                          77

 

 

    4-1.اثرات جمعی ……………………………………………………………………………79

 

 

         4-1-1.حالت های دیکی ………………………………………………………….86

 

 

         4-1-2.تبهگنی حالت های دیکی ………………………………………………………..99

 

 

    4-2.تابش اتمی دسته جمعی ……………………………………………………101

 

 

         4-2-1.ابرتابش دیکی …………………………………………………………………101

 

 

         4-2-2.تابش دسته جمعی در حالت حاصلضربی اتمی ……………………………….105

 

 

         4-2-3.تحول زمانی ابرتابش ……………………………………109

 

 

جمع بندی و کارهای پیش رو                                                                                      113

 

 

منابع                                                                                                                    115              

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 مقدمه

 

 

 1-1.چرخش اپتیکی و دوفامی دایروی

 

 

به پدیده چرخش صفحه قطبش نور قطبیده تخت در اثر عبور از محیط، فعالیت اپتیکی گفته می شود. هرگاه یک باریکه نور قطبیده خطی از یک محیط فعال اپتیکی مطابق شکل زیر عبور کند، صفحه قطبش نور آشکار شده با زاویه ای متناسب با طول مسیر نور چرخش می یابد [8].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-1)

 

  شکل (1-1) چرخش چپگرد سطح قطبش توسط یک محیط فعال اپتیکی [8].

 

 

فعالیت اپتیکی بلور کوارتز برای اولین بار توسط آراگو[1] (1811) مشاهده گردید. آزمایش های پیرو توسط بیو[2] (1812) انجام شد که دو اثر متمایز را کشف کرد: 1- چرخش اپتیکی، که چرخش سطح قطبش باریکه نور قطبیده خطی است. 2- پاشندگی چرخش اپتیکی، که چرخش نابرابر صفحه قطبش طول موج های متفاوت نور است.

 

 

مواد فعال اپتیکی را از لحاظ چرخش صفحه قطبش نور فرودی به دو دسته تقسیم می نمایند. اگر صفحه قطبش به صورت ساعتگرد بچرخد، ماده را راستگرد و اگر چرخش صفحه قطبش پادساعتگرد باشد، ماده را چپگرد می نامند. به عنوان مثال سدیم کلراید، سولفور جیوه و انواع به خصوصی از قندها نمونه هایی از مواد فعال اپتیکی محسوب می شوند. اگرچه کوارتز مذاب از لحاظ اپتیکی همسانگرد است، بلور کوارتز علاوه بر فعال اپتیکی بودن دارای خاصیت شکست دوگانه نیز می باشد. بلور کوارتز به دو صورت راستگرد و چپگرد موجود است. جدول (1-1) توان چرخشی خاص دو نوع بلور کوارتز را به ازای طول موج های مختلف برای نور انتشار یافته در راستای محور اپتیکی نشان می دهد.

 

 

جدول (1-1) توان چرخشی کوارتز [8].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

توان چرخشی خاص       (درجه/ میلی متر)	طول موج       (آنگسترم)
49	4000
37	4500
31	5000
26	5500
22	14700
17	6500

 

 

 

 

از جدول بالا واضح است که میزان فعالیت اپتیکی کوارتز برحسب طول موج تغییر می کند. به این تغییر توان چرخشی برحسب طول موج، پاشندگی چرخشی گفته می شود [8].

 

 

منشا فعالیت اپتیکی طبیعی، ساختار بلوری یا ساختار مولکولی کایرال می باشد. اگر ساختار غیرمنطبق با تصویر آینه ای خود باشد فعالیت اپتیکی ممکن است رخ دهد [7].

 

 

در حوزه الکترومغناطیس کلاسیک، فعالیت اپتیکی را می توان براساس مدل ساده و زیبای فرنل توضیح داد. کافی است فرض کنیم که سرعت انتشار نور قطبیده دایروی راست، متفاوت با سرعت انتشار نور قطبیده دایروی چپ در محیط است [8]. برای بیان این موضوع، استفاده از بردار جونز مناسب است. فرض می کنیم که  و  به ترتیب ضریب شکست محیط برای نور قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد با فرکانس  را نشان دهند.  و  می گیریم. بردار جونز موجهای راستگرد و چپگرد عبارتند از: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-2)

 

با فرض اینکه باریکه نور فرودی قطبیده خطی و قطبش اولیه در راستای افقی است، می توان بردار جونز اولیه را برحسب دو بردار جونز بالا نوشت:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-3)

 

بردار جونز نور پس از طی مسافت  از محیط عبارت است از:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-4)

 

با معرفی دو کمیت و

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-5)
(1-6)

 

بردار جونز بصورت زیر نوشته می شود:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-7)

 

رابطه (1-7) نشان دهنده چرخش راستای قطبش نور به اندازه θ نسبت به راستای اولیه آن است. به این ترتیب می توان نوشت:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-8)

 

 طول موج نور در خلا می باشد. لازم به ذکر است که ضرایب شکست  و  هر یک تابعی از طول موج نیز می باشند. به عنوان مثال ضرایب شکست  و  برای انتشار نور در راستای محور اپتیکی کوارتز در جدول (1-2) آورده شده است:

 

 

 

 

 

جدول (1-2) ضرایب شکست نور دایروی چپگرد و راستگرد در کوارتز. این مقادیر مربوط به کوارتز راستگرد بوده و برای کوارتز چپگرد، مقادیر بالا معکوس می شوند [8].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00011/0	55821/1	55810/1	3960
00007/0	54427/1	54420/1	5890
00006/0	53920/1	53914/1	7600

 

پدیده دیگری که در مواد فعال اپتیکی مشاهده می شود، دوفامی دایروی[3] است. مواد دوفام دایره ای، نورهای قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد را به میزان متفاوتی جذب می کنند [11]. بزرگی دوفامی دایروی از تفاضل ضرایب جذب نور قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد بدست  می آید:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-9)

 

شکل (1-2) به عنوان مثال طیف دوفامی دایروی یک پلی پپتید با آرایش مارپیچ-α و   صفحه-β را نشان می دهد.

 

 

شکل (1-2) طیف دوفامی دایروی یک پلی پپتید با آرایش مارپیچ-α و صفحه-β [11].

 

 

1-2.چرخش فارادی

 

 

هرگاه یک دی الکتریک ایزوتروپیک در میدان مغناطیسی قرار داده شود و یک باریکه نور قطبیده خطی از آن در راستای میدان عبور داده شود، آنگاه شاهد چرخش صفحه قطبش نور خواهیم بود. به عبارت دیگر حضور میدان سبب فعالیت اپتیکی ماده می شود [8]. این پدیده در سال 1845 توسط مایکل فارادی[4] کشف گردید.  میزان چرخش صفحه قطبش نور متناسب با اندازه میدان مغناطیسی  و طول مسیر حرکت نور در محیط  است، یعنی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-10)

 

 معروف به ثابت وردت[5] است.  مشخصه ماده می باشد. به عنوان مثال مقادیر ثابت وردت چند نمونه در نور زرد با طول موج 5890 آنگسترم در جدول (1-3) آورده شده است:

 

 

 

 

 

جدول (1-3) مقادیر ثابت وردت برای چند ماده [8].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Minutes of Angle/per Oe/cm)	ماده
0009/0	فلوریت
012/0	الماس
050/0- 030/0	چخماق
036/0	سدیم کلراید

 

در حوزه فیزیک کلاسیک به منظور شرح اثر فارادی، می بایست معادله حرکت الکترون های مقید در حضور میدان مغناطیسی خارجی  و میدان الکتریکی نوسانی  نور را بررسی کرد. معادله دیفرانسیل حرکت الکترون عبارت است از:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-11)

 

در این معادله  مکان الکترون از نقطه تعادل آن،  ثابت فنر معادل،  جرم الکترون و  بار الکترون می باشد. به منظور ساده سازی محاسبات از نیروی کوچک حاصل از میدان مغناطیسی نور و نیز اثرات میرایی صرف نظر شده است. با فرض اینکه میدان  بستگی زمانی  دارد،  نیز دارای بستگی زمانی هارمونیک مشابه است. پس می توان نوشت:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-12)

 

قطبش محیط  است. در اینجا  تعداد الکترون در واحد حجم محیط می باشد. بنابراین رابطه (1-12) را می توان بصورت زیر بازنویسی نمود:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-13)

 

رابطه برداری (1-13) معادل سه معادله برای مولفه های ، ،  بردار قطبش است. با حل معادله می بینیم که هر مولفه  بصورت خطی به میدان  بستگی دارد. به عبارت دیگر

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-14)

 

که  تانسور پذیرفتاری است. از حل معادله (1-13) داریم:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-15)

 

به طوری که

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-16)

 

  فرکانس تشدید و  فرکانس سیکلوترون است.

 

 

برای اینکه نشان دهیم ، تانسور پذیرفتاری محیط فعال اپتیکی است، کافی است معادله موج را حل کنیم. فرض می کنیم راستای انتشار نور، راستای  است. معادله موج در حوزه فوریه عبارت است از

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-17)

 

برحسب مولفه های  داریم:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-18)       (1-19)     (1-20)

 

از رابطه (1-20) خواهیم داشت: . از روابط (1-18) و (1-19) شرط غیر صفر بودن  و  را می توان نوشت:

 

 

1-3-اهداف تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..15
1-4-فرضیه های تحقیق…………………………………………………………………………………………………………….16
1-5-سوالات اساسی تحقیق……………………………………………………………………………………………………….16
1-6-تعاریف واژگان اساسی پژوهش……………………………………………………………………………………………17
1-7-روش پژوهش………………………………………………………………………………………………………………….19
فصل دوم ادبیات و مبانی نظری تحقیق……………………………………………………………………………………….21
 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………22
2-1-رسانه چیست………………………………………………………………………………………………………………….24
2-2-كاركردهای رسانه های جمعی…………………………………………………………………………………………….30
2-3- رسالترسانه‌هایجمعی………………………………………………………………………………………………….32
2-4-کارکردهای رسانه های جمعی در امر آموزش بهداشت و سلامت…………………………………………………..34
2-5-شهرنشینی، رسانه و سلامت اجتماعی…………………………………………………………………………………………46
2-6-نقش وکارکرد رسانه ها در زندگی روزمره…………………………………………………………………………………48
2-7-کارکردهای رسانه ها برای فرد…………………………………………………………………………………………..52
2-8-کارکردهای اجتماعی رسانه ها…………………………………………………………………………………………..53
2-9-وظایف اجتماعی وسایل ارتباط همگانی ……………………………………………………………………………………57
2-10-کارکردهای فرهنگی رسانه ها…………………………………………………………………………………………..58
2-11-کارکردهای دیگر رسانه ها………………………………………………………………………………………………59
2-12-روش های آموزش شهروندی……………………………………………………………………………………………63
2-13-نقش رسانه ها در آموزش مهارت های شهروندی……………………………………………………………………….64
2-14-تأثیر تکنولوژی های جدید بر آموزش شهروندی………………………………………………………………………..65
2-15-مبانی نظری پژوهش……………………………………………………………………………………………………….66
2-16-عصر دوم رسانه ها…………………………………………………………………………………………………………98
2-17-گونه شناسی رسانه ها……………………………………………………………………………………………………106
2-18-تعامل پذیری، نقطه عطف رسانه های نوین……………………………………………………………………………..107
2-19-مدل مفهومی پژوهش…………………………………………………………………………………………………….115
2-20-تاریخچه ایدز در جهان………………………………………………………………………………………………………….115
2-21-مرور  سوابق داخلی و خارجی تحقیق………………………………………………………………………………………115
3-فصل سوم روش شناسی تحقیق………………………………………………………………………………………………144
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….145
3-1-روش پژوهش…………………………………………………………………………………………………………………145
3-2-گام های اجرایی تحقیق……………………………………………………………………………………………………..147
3-3-جامعه آماری تحقیق………………………………………………………………………………………………………….148
3-4-نمونه و نمونه گیری………………………………………………………………………………………………………….148
3-5-معرفی ابزارهای جمع آوری اطلاعات………………………………………………………………………………………….148
3-6-روایی و پایایی…………………………………………………………………………………………………………………150
3-7-روش تجزیه و تحلیل داده ها……………………………………………………………………………………………….158
4-فصل چهارم تجزیه و تحلیل داده ها…………………………………………………………………………………………..160
مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….161
4-1-آمار توصیفی………………………………………………………………………………………………………………………..161
4-2-آمار استنباطی……………………………………………………………………………………………………………………….175
5-فصل پنجم بحث و نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………183
5-1-دستاوردهای پژوهش…………………………………………………………………………………………………………….184
5-2-نتایج توصیفی………………………………………………………………………………………………………………………187
5-3-نتایج تبیینی…………………………………………………………………………………………………………………………191
5-4-محدودیت های تحقیق………………………………………………………………………………………………………….192
5-5-پیشنهادات و راهکارها…………………………………………………………………………………………………………..192
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………….195
پیوست……………………………………………………………………………………………………………………………………….200
 
 
فصل اول
کلیات پژوهش
 

 

مقدمه
قرن بیست ویکم از سوی سازمان آموزشی علمی و فرهنگی ملل متحد به نام عصر ارتباطات نام گذاری گردید . پدیده جهانی شدن و گسسته شدن مرزها بر اهمیت و ضرورت شناخت كاركردهای وسایل ارتباط جمعی و مخاطبان آن می افزاید . نظریه ها در هر علم اساس شناخت عناصر وروابط حاكم بر آن علم می باشد و به گونه ای اجتناب ناپذیر شناخت آنها بر هر طالب علمی در آن زمینه واجب می نماید . بدون شناخت دقیق و درست از اجزاء و عناصر شكل دهنده هر علم نمی توان در مورد آن به ارزیابی و پیش بینی پرداخت و جهت آنرا در تبیین پدیده ها تشخیص داد . علم ارتباطات از این قاعده مستثنی نبوده و نمی تواند باشد . با توجه به پیچیدگی های بالای علوم اجتماعی و به ویژه دانش ارتباطات كه ابعاد سیاسی، اجتماعی، فرهنگی ،اقتصادی ،حقوقی، فناوری و غیره را جملگی دربرمی گیرد تعداد نظرات در آن زیاد و تنوع دیدگاهها فراوان است(باقریان،1387) . از سوی دیگر فعالیت ارتباطی بشر كه از آغاز زیست جمعی و اجتماعی با او همراه بود دچار تحولات فراوان شده ودر هر عصر به نوعی خاص جلوگر شده است . اینك كه در هزاره سوم تمدن بشری وارد عصر ارتباطات و اطلاعات شده است بر توجه و اثربخشی علم ارتباطات افزوده شده است و یكی از مطرح ترین علوم در عرصه روابط بشری به حساب می آید . امروزه رسانه های جمعی و وسایل ارتباطی نقش مهمی در تمامی كشورها برعهده دارند . از جمله نقش مهم رسانه های جمعی در آموزش همگانی به بشر در جهت حفظ سلامت، بهداشت و پیشگیری از بیماری های واگیردار و خطرناک است. درك دنیای پیرامون و اطلاع از حوادث و رویدادها به خوبی تاثیرات وسایل ارتباط جمعی را برای ما روشن می سازد . در عصر جهانی شدن فرهنگ حالتی یكپارچه می یابد و در گذر زمان تغییر و تحولات زندگی بشر و پاسخگویی به نیازهای اساسی اندیشه ها و دانستنیها اهمیت وسایل ارتباط جمعی را محرز می نماید . گسترش تكنولوژی ارتباطات وایجاد تحولاتی شگرف در عرصه های مختلف فردی و اجتماعی سبب شده است تا بسیاری از صاحب نظران مسایل فرهنگی و اجتماعی این عصر را عصر ارتباطات نام گذاری كنند(بصیریان راد،1386).در فرایند گسترش فناوری اطلاعات و تأثیرگذاری آن در تاروپود زندگی مردم و جوامع انسانی سؤال اصلی این است كه در تكوین پدیده های مختلف فرهنگی، اجتماعی، سیاسی و اقتصادی رسانه ها چه جایگاه و نقش و كاركردی را دارند و چگونه می توان از این دستاورد امروزی بشر، بهترین استفاده را در جهت رشد و تعالی جوامع انسانی نمود(بیات سید شهابی،1386).