به نام خدا

میثم اللهی رودپشتی 

مقدمه 

پیشرفت فناوری در عصر حاضر بسیاری از کارهایی که قبلا تصور آنها غیر ممکن بوده است را عملی و قابل اجرا ساخته است. به عنوان نمونه، امروزه کوچکترین خبر در جهان در مدت کوتاهی به همه جا مخابره می‌شود در حالی که تا همین صد سال پیش یک اتفاق مهم ممکن بود چند سال طول بکشد تا اکثر مردم از آن با خبر شوند. در واقع فناوری هرچیزی که انسان با آن در تعامل است را متحول ساخته است. در این بین آموزش به عنوان محور تمام فعالیت‌های انسان و جامعه از این امر مستثنا نیست و بیش از هر جای دیگر از فناوری تاثیر پذیرفته است. کامپیوتر به عنوان یک فناوری کلیدی، انقلابی در آموزش ایجاد نموده است. کامپیوتر به دانش آموزان این امکان را می‌دهد تا درس‌ها و مطالب كتاب درسی را با تصویرسازی ذهنی به خوبی فرا بگیرند. بسیاری از پژوهش‌ها اثبات نموده که آموزش علوم، ریاضی، قرآن و… از طریق کامپیوتر و ابزارهای بصری امر یادگیری را بسیار آسان نموده است. اما کامپیوتر تنها فناوری عصر حاضر برای تسهیل یادگیری نیست. می‌توان نشان داد که فناوری دوقلوی دیجیتال که در عرصه صنعت و سلامت، کاربردهای متنوع از آن به اثبات رسیده است در عرصه آموزش نیز می‌تواند بسیار امید بخش باشد و چالش‌های این عرصه را تا حد زیادی مرتفع سازد. با استفاده از فناوری دوقلوی دیجیتال معلم می‌تواند امکانات زیر را محقق سازد. 

1. درک فضایی: امکان نمایش فضایی از پدیده‌های فیزیکی گران قیمت که در محیط مدرسه در دسترس نیستند را فراهم می‌کند. دانش‌آموزان از طریق عینک‌های واقعیت مجازی می‌توانند به صورت فضایی یک پدیده فیزیکی را در جلوی خود مشاهده کنند، اجزای تشکیل دهنده آن را ببینند و از نزدیک با آن تعامل داشته باشند. به عنوان نمونه، معلم نمی‌تواند یک هواپیمای واقعی را به کلاس بیاورد و به دانش‌آموزان نشان دهد اما با استفاده از فناوری دوقلوی دیجیتال علاوه بر این که دانش‌آموزان از نزدیک آن را مشاهده می‌کنند می‌توانند با اجزای سازنده آن نیز آشنا شوند، بدون آنکه به جایی یا چیزی آسیب برسانند یا آسیب ببیند. 
2. جمع آوری اطلاعات دقیق: فناوری دوقلوی دیجیتال امکان جمع‌آوری اطلاعات دقیق از وضعیت کلاس، دانش‌آموزان و دیگر شرایط موثر در آموزش را فراهم می‌کند. یک معلم برای قضاوت در یادگیری دانش‌آموز خود به شواهد نیاز دارد. جمع آوری شواهد کاری دشوار، زمان بر، پرهزینه و پر خطا است. اما فناوری دوقلوی دیجیتال می‌تواند اطلاعاتی را جمع آوری نماید که یک معلم در شرایط عادی هیچ گاه نمی‌توانست به آنها دسترسی پیدا کند. به عنوان نمونه، با استفاده از فناوری دوقلوی دیجیتال ما می‌توانیم علائم حیاتی دانش‌آموزان (ضربان قلب، سیگنال‌های مغزی، میزان تحرک، دمای بدن، فشار، وزن و…) را جمع آوری نماییم و در تصمیم گیری در مورد تغییر شیوه آموزشی از آنها کمک بگیریم. 
3. افزایش علاقه یادگیری: یکی از محورهای یادگیری ایجاد توجه و علاقه در دانش‌آموز است. به علت انتزاعی بودن بیشتر موضوعات کتاب درسی، بسیاری از دانش‌آموزان که قدرت تصویرسازی بالایی دارند به یادگیری توجه و علاقه نشان نمی‌دهند. با این حال فناوری دوقلوی دیجیتال یک مفهوم انتزاعی را به یک مفهوم بصری تبدیل می‌سازد یا یک حقیقت پیچیده را به یکسری مفاهیم ساده تبدیل می‌کند و این برای دانش‌آموزان بسیار جذاب خواهد بود و در یادگیری آنها بسیار موثر است. 
4. همیار معلم: فناوری دوقلوی دیجیتال می‌تواند پیوسته همراه معلم باشد و در آموزش به او کمک نماید. در این صورت معلم به جای توضیحات طولانی با استفاده از یک درک فضایی به راحتی مفهوم را به دانش‌آموز انتقال می‌دهد.
5. آموزش ناهمگون: یک معلم می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از دانش آموزان یک آموزش ثابت را ارائه دهد در حالی که فناوری دوقلوی دیجیتال این مفاهیم را برای هر دانش آموز به صورت منحصر به فرد ترجمه و تفسیر  می‌کند و یک آموزش ناهمگون را برای معلم فراهم می‌کند. 

ادبیات موضوع

ناتوانی یادگیری:

ناتوانی یادگیری (Learning disability) یک اصطلاح جامع برای طیف گسترده‌ای از مشکلات یادگیری است. این اختلال یک مشکل پزشکی یا روان پزشکی نیست، بلکه افراد ناتوان یادگیری نگاهشان به پدیده‌های جهان متفاوت است، به عبارت دیگر ارتباط‌های نورون‌های عصبی آنها (سیم‌کشی‌های مغز) متفاوت از دیگران است. به عنوان نمونه، افراد سفید یا سیاه پوست، بلند یا کوتاه، چاق یا لاغر هیچ کدام نقص فیزیکی ندارند، بلکه ماهیت آنها متفاوت است. متاسفانه در بسیاری از کشورها هنوز هم به عنوان یک عقب ماندگی ذهنی (mental retardation) یا ناتوانی ذهنی (strictly speaking) نامیده می‌شود. اگرچه ناتوانی یادگیری یک مشکل پزشکی یا روان‌پزشکی نیست اما پیوندهای بسیار قوی با شرایط پزشکی و اختلالات روانپزشکی و رشدی دارد [1]. 

تفاوت افراد ناتوان یادگیری با سایر افراد می‌تواند در یادگیری و کسب مهارت‌های جدید آنها مشکل ایجاد نماید. این اختلالات بیشتر شامل مشکلات خواندن، نوشتن، ریاضیات، استدلال، شنوایی و گفتار است. این کار تشخیص را دشوار می‌کند، مخصوصا برای درس ریاضی که اغلب بچه‌ها در یادگیری آن مشکل دارند. به طور کلی، اگر یک عرصه خاص یادگیری به طور مداوم مشکل ساز باشد این می‌تواند یک مشکل ناتوانی یادگیری باشد. آن‌ چیزی که اهمیت دارد این است که کودکان ناتوان یادگیری به اندازه سایر هم سنی‌های خود باهوش هستند، تنها بایستی از سبک آموزش مخصوص به خودشان بهره گرفته شود. لذا این جا معلم نقش محوری در آینده کودک دارد و بایستی هم نقش پزشک، هم نقش روان پزشک و هم نقش معلمی را بر عهده بگیرد [2]. 

با توجه به تعاریفی که متخصصان حوزه “ناتوانی یادگیری” مطرح می‌کنند می توان به موارد زیر دست یافت. 

1. بهره هوشی این کودکان متوسط یا بالاتر از هم سنی‌هایشان است. 
2. این کودکان از نظر پزشکی هیچ مشکلی ندارند و حواس پنج‌گانه آنها سالم است. 
3. این کودکان ناهنجاری‌های شدید رفتاری یا روانی ندارند. 
4. با توجه به شیوه آموزشی حاضر، پیشرفت تحصیلی آنها از سن و بهره هوشی آنها کمتر است. 
5. این کودکان از نظر امکانات آموزشی و شرایط رفاهی در وضعیت خوبی برخوردار هستند. 
6. این کودکان در يادگيري شكل ها و رنگ ها دچار اشكال هستند.
7. بین چشم دست و ساير اعضاي بدنشان هماهنگی لازم را ندارند.
8. آنها علاقه‌اي به انجام كارهاي فكري مانند تكاليف مدرسه ندارند.
9. این کودکان اختلالات گفتاري و ناتوانی در ساختن جملات دارند. 
10. اين كودكان حروف نزديك به هم مانند ب، پ، ت، د، ف و… را با هام اشتباه می‌کنند. 
11. تشخيص ندادن چپ و راست، بالا و پایین، ناتوانی در خواندن ساعت‌ها
12. مشکل در به یاد آوردن ایام هفته، ماها و فصل‌ها

فناوری دوقلوی (همزاد) دیجیتال: 

فناوری دوقلوی دیجیتال از فناوری‌های مختلفی برای تجسم‌سازی ویژگی‌ها و رفتارهای پدیده‌های فیزیکی در فضای دیجیتال بهره می‌گیرد و انتظار می‌رود كه این فناوری شکل جهان ما را به طور كلی تغییر دهد. فراهم‌سازی یک نمونه دیجیتالی از یک نمونه فیزیکی در فضای دیجیتال از طریق هوش و قدرت پردازش ماشین این امکان را فراهم می‌سازد كه عملکرد نمونه فیزیکی، مخاطرات پیشرو و طول عمر آن را پیش‌بینی نماییم و برای بهبود عملکرد آن اقدامات لازم را انجام دهیم. این ایده می‌تواند برای هر شی فیزیکی از دارایی‌های یک شخص یا شركت تا اعضای بدن انسان و موجودات زنده استفاده شود و منجر به استفاده بهتر و موثرتر از آنها شود. برای نمونه، فرض كنید كه شخصی یک عادت غذایی ناسالم دارد با این حال می‌داند كه مصرف آن ( مانند نوشابه، سیگار و…) مضر است. در چنین حالتی دوقلوی دیجیتالِ فرد، طول عمر شخص را با ادامه این عادت غذایی ناسالم پیش‌بینی می‌كند و هشدارهای لازم را به فرد می‌دهد. حتی ما می‌توانیم این اختیار را به دوقلوی دیجیتال بدهیم كه در صورت عدم پیروی فرد از دستورات دوقلوی دیجیتال تمام تجهیزات دیجیتالی كه شخص از آنها استفاده می‌كند و دوقلوی دیجیتال بر آنها احاطه دارد را قطع نماید. در واقع تنبیه و تشویق از اصول تربیتی است و اگر این امکان به دوقلوی دیجیتال اضافه شود می‌تواند به عنوان یک راهنمای مناسب در كنار ما باشد. به طور مشابه، در صنعت نیز نظارت و كنترل برای اجرای صحیح تاسیسات و تجهیزات امری اجتناب ناپذیر است كه وجود دوقلوی دیجیتال می‌تواند این موانع را برطرف سازد. در همین راستا پژوهش‌های مختلفی در عرصه صنعت با محوریت دوقلوی دیجیتال صورت گرفته است که در [3-4] به آنها اشاره شده است. علاوه بر این، کاربردهای مختلفی از این فناوری برای عرصه مراقبت سلامت ذکر شده است که در [5] به برخی از آنها اشاره شده است. 

حالا به طور دقیق‌تر دوقلوی دیجیتالی چیست؟ دوقلوی دیجیتالی در واقع یکسری صفات از یک نمونه فیزیکی است که در فضای دیجیتال ذخیره شده است که به صورت لحظه‌ای وضعیت آن به روز می‌شود. به عنوان نمونه، یک میز را در نظر بگیرید. این میز دارای یکسری صفت مانند ارتفاع، طول، عرض، وزن، رنگ، جنس ماده سازنده و… است. حالا این اطلاعات اگر در حافظه کامپیوتر ذخیره شوند و به صورت دوره‌ای به روز شوند در این صورت دوقلوی دیجیتال از میز ساخته می‌شود. اما منظور از بروز شدن دوره‌ای چیست؟ صفت یک پدیده از نظر مقداری تابعی از زمان است. مثلا وزن میز همیشه ثابت نیست و در اثر فرسایش وزن آن کم می‌شود، البته با توجه به جنس میز این امر بسیار سریع یا کند صورت می‌گیرد. حالا دوقلوی دیجیتال از طریق حسگرهای مختلف (دما، رطوبت، شتاب، فاصله، وزن و…) اطلاعات زیادی از یک پدیده فیزیکی جمع‌آوری می‌کند و از طریق شبکه ارتباطی (بی سیم یا سیمی) در یک فضای دیجیتال ذخیره می‌کند. اطلاعات جمع‌آوری شده از پدیده فیزیکی با استفاده از هوش مصنوعی پردازش می‌شوند و وضعیت آینده پدیده فیزیکی پیش بینی می‌شود. به عنوان نمونه دیگر، فرض کنید که شخصی مبتلا به بیماری قلبی است، اگر از طریق حسگر ضربان قلب، فشار و… اطلاعات قلب بیمار را جمع‌آوری کنیم و در فضای کامپیوتر ذخیره نماییم، با پردازش این اطلاعات می‌توانیم حمله‌های قلبی را پیش بینی نماییم و فرایند درمان را تسریع بخشیم. به طور کلی دوقلوی دیجیتال شامل یک فضای دیجیتال، یک فضای فیزیکی، تجهیزات ارتباطی و سنجشی و تجهیزات پردازشی است. ارتباط این بخش‌ها با یکدیگر در مدل پنج‌-بعدی شکل زیر نشان داده شده است [4]. 

شکل 1: مدل پنج-بعدی دوقلوی دیجیتال

پیشینه پژوهش

در سال‌های اخیر به روشنی اثبات شده است که فناوری در آموزش نقش به سزایی داشته است. در سال 1990، ریبر و همکاران در پژوهشی نشان دادند که بهره گیری از شبیه سازی کامپیوتری باعث افزایش یادگیری و بهبود نمره دانش آموزان می‌شود. در سال 1994، دمبو نشان داد که بهره گیری از کامپیوتر در کنار آموزش عادی در یادگیری کودکان بسیار موثر است. در سال 1996، بيالو و سيوين كاچالا پژوهشی در راستای تاثیر فناوری بر یادگیری انجام دادند و نشان دادند که فناوری در یادگیری نقش موثری دارد. آنها نشان دادند که اگر از پویانمایی برای آموزش استفاده شود حتی کودکانی که ناتوانی یادگیری دارند می‌توانند سریع‌تر از سایر کودکان یادبگیرند. در سال 2002، دیویس نشان داد که پیشرفت دانش‌آموزانی که با کامپیوتر در درس علوم کار می‌کنند نسبت به دانش‌آموزانی که بدون کامپیوتر یاد می‌گیرند بسیار بیشتر است [6]. همچنین یک معلم در [6]  با اقدام پژوهی بر روی دانش‌آموزش که اختلال یادگیری داشت، از طریق آموزش کامپیوتری تنوانست مشکل او را بر طرف سازد. 

طرح پیشنهادی

فناوری دوقلوی دیجیتال با جمع آوری اطلاعات دقیق از شخص می‌تواند یک نمونه دیجیتالی از شخصیت متربی ایجاد نماید. بررسی و ارزیابی نمونه دیجیتالی به مراتب آسان تر از بررسی پدیده‌های فیزیکی است. شکل 2 مدل مفهومی از روش پیشنهادی ما را نشان می دهد که شامل 4 مرحله است. در مرحله اول اطلاعات حسی و روانی از متربی توسط حسگرهای مختلف (دما، فشار، ضربان قلب و…) جمع آوری می‌شود و در حافظه ذخیره می شوند. در مرحله دوم برای به دست آوردن سطحی از دانش، اطلاعات توسط الگوریتم‌های هوشمند پردازش می‌شوند. نتیجه پردازش به صورت جلوه‌های بصری به صورت مستقیم به متربی انتقال داده می‌شود و همچنین در قالب فعالیت‌های تجویزی در اختیار مربی قرار داده می‌شود. در مرحله سوم، مربی دانش استخراج شده را دریاف می‌کند و در مرحله آخر مربی روش آموزشی خود را برای به دست آوردن بهترین نتیجه اصلاح می کند. این کار تا زمانی که متربی به حداکثر اهداف تعیین شده دست یابد ادامه می یابد. 

شکل 2: مدل مفهومی از روش پیشنهادی فناوری دوقلوی دیجیتال در تربیت

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری 

در این پژوهش ما یک مدل مفهومی کاربردی برای رفع چالش اختلال یادگیری مبتنی بر فناوری دوقلوی دیجیتال پیشنهاد نمودیم. در مدل پیشنهادی متربی از دو سمت یکی از سمت دوقلوی دیجیتال و دیگری از سمت مربی تغذیه می‌شود. در این حالت مربی درک مفهومی از یک پدیده ارائه می‌کند و دوقلوی دیجیتال درک بصری از آن ارائه می‌نماید که این به یادگیری بیشتر دانش‌آموز کمک می‌کند. می‌توان نشان داد که بهره‌گیری از این فناوری در کودکانی که اختلال یادگیری دارند می‌تواند نتایج بسیاری مثبتی حاصل نماید به طوری که پس از مدتی این اختلال دیگر در آنها مشاهده نشود. 

مراجع

1. C. Gillberg and H. Soderstrom. “Learning Disability.” The Lancet, no. 9386, Elsevier BV, Sept. 2003, pp. 811–21.
2. داریوش نیکبخت، اختلالات یادگیری، سایت رسش، 1399. دسترسی مستقیم به مطلب: https://raseshrehab.com/content/fa/230/learning-disorders
3. آرش سید زاده، میثم اللهی رودپشتی، کمال جمشیدی و علی بهلولی “مروری بر کاربردهای دوقلوی دیجیتال و اینترنت اشیا در صنعت فولاد”، پنجمین کنفرانس بین اللملی اینترنت اشیا و کاربردها، 1400. 
4. میثم اللهی رودپشتی، علی بهلولی و کامل جمشیدی ” فناوری دوقلوی دیجیتال پیشران صنایع ایران: پنجره‌ای به آینده”، انتشارات گسترش علوم پایه، 1401.
5. میثم اللهی رودپشتی، علی بهلولی و کمال جمشیدی ” الگوریتم دومینو همکاری در مدل مفهومی دوقلوی دیجیتال: روشی جدید ارتباطات قابل اعتماد و انرژی کارمد شبکه حسگرهای سطح بدن”، ششمین کنفرانس بین اللملی اینترنت اشیا و شهر هوشمند، 1401.
6. نام معلم نامشخص، “چگونه توانستم با روش تدریس مبتنی بر فناوری اطلاعات ( IT ) اختلالات یادگیری (سمانه) دانش آموز پایه اول ابتدایی  را حل کنم؟”، سال نشر نا مشخص.