Investigating the effects of using the courseware of mathematics designed based on the principles of brain-compatible learning on working memory performance and selective attention of sixth grade elementary school students.

Keshavarzi, Ali; Abedini, Yasamin; Liaghatdar, Mohammad Javad

doi:10.22034/jei.2025.483527.3060

Investigating the effects of using the courseware of mathematics designed based on the principles of brain-compatible learning on working memory performance and selective attention of sixth grade elementary school students.

Articles in Press

Document Type : Original Article

Authors

Ali Keshavarzi ¹

Yasamin Abedini ²

Mohammad Javad Liaghatdar ³

¹ PhD student in University of Isfahan, faculty of education and psychology, Department of education,

² Associate Professor, University of Isfahan, faculty of education and psychology, Department of education,

³ Professor, University of Isfahan, faculty of education and psychology, Department of education,

10.22034/jei.2025.483527.3060

Abstract

This study aimed to investigate the effect of a math curriculum designed based on brain-based learning principles on working memory performance and selective attention of sixth grade elementary school students. The method of this study was a quasi-experimental design with a pre-test-post-test design with a control group. In this study, convenient sampling was used, and 60 sixth grade male students in Kharamah were selected to participate in the study. Participants were randomly assigned to three groups of 20: Experiment 1, Experiment 2, and Control. In Experiment 1, a math curriculum designed based on brain-based learning strategies was used. In Experiment 2, a non-brain-based curriculum was used, and in the control group, training was only provided using the conventional method. Subsequently, in order to measure the dependent variables, the Working Memory and Stroop Test software of the Sina Institute of Behavioral and Cognitive Sciences was used. The research data were analyzed using multivariate analysis of covariance on the scores of the working memory and selective attention performance test. The results showed that the performance of students in experimental group 1 in working memory and selective attention performance was significantly better (P<0.05) than the control group and experimental group 2; therefore, the use of curriculum designed based on the principles of brain-based learning has a significant effect on increasing students' ability in working memory and selective attention performance.

Keywords

Brain-based learning

courseware

working memory performance

selective attention

ارشد، محمد، و کاشفی، شهرام. (1400). اثربخشی توانمندسازی مغزمحور بر کارکردهای اجرایی دانش‌آموزان مبتلا به ناتوانی یادگیری ریاضی. سلامت جامعه، 15(2)، 12-20. https://doi.org/10.22123/CHJ.2021.228201.1489

اسپرنگر، ماریلی‌. (1393). آموزش مبتنی‌ بر مغز در عصر دیجیتال (ترجمه‌ سالار فرامرزی). دانشگاه اصفهان. (تاریخ انتشار به زبان اصلی، 2010).

اندرسون، تری، و الومی، فتی. (1393). یادگیری الکترونیکی از تئوری تا عمل (ترجمه عشرت زمانی و امین عظیمی). مهر البرز. (تاریخ انتشار به زبان اصلی، 2004).

باقری، فریبرز. (1390). آزمون توجه انتخابی، تمرکز و تلاش‌مندی. انتشارات ارجمند.

بدیعی، الهه، نیلی، محمدرضا، عابدینی، یاسمین، و زمانی، بی بی عشرت. (1399). تأثیر درس‌افزار الکترونیکی مبتنی بر مغز بر عملکرد حل مسأله و انگیزش دانش‌آموزان در درس برنامه‌نویسی کامپیوتر. فناوری آموزش، 14(4)، 877-890. https://doi.org/10.22061/jte.2019.4661.2106

حبیبی کلیبر، رامین و نوری، سعید. (1398، بهمن 29). اثربخشی آموزش یادگیری مغزمحور بر راهبرهای فراشناختی، تفکر واگرا و کارکردهای اجرایی دانش آموزان] مقالات ارائه شده[. چهارمین همایش ملی روان شناسی تربیتی شناختی، دانشگاه الزهرا تهران. https://civilica.com/doc/1040492/

شیوندی، کامران، و خلیلی، فروغ. (1399). مقایسه اثربخشی آموزش یادگیری مغزمحور و آموزش کارکردهای اجرایی بر عملکرد فراحافظه کودکان مبتلا اختلالات یادگیری خاص. فصلنامه روان شناسی تربیتی، 16(56)، 257-280. https://doi.org/10.22054/jep.2020.48057.2810

طباطبایی، خدیجه سادات، و نصیری، فریده. (1400). تاثیر روش‌های فعال تدریس، بازی، استفاده از ابزار کمک آموزشی و تکالیف مهارت محور بر یادگیری محاسبات ریاضی در دوره اول ابتدایی. پژوهش در آموزش ریاضی، 2(3)، 43-50. https://rme.cfu.ac.ir/article_2214.html

طلیمی، رضا، باقری، محسن، و یاسبلاغی شراهی، بهمن. (1401). تاثیر اپلیکیشن آموزشی مبتنی بر مغز بر یادگیری و یادداری درس علوم تجربی دانش‌آموزان پایه دوم ابتدایی. فصلنامه علمی پژوهش در یادگیری آموزشگاهی و مجازی، 10(1)، 21-34. https://doi.org/10.30473/etl.2022.58669.3491

عابدی، محمدرضا ، صادقی، احمد، و ربیعی، مجمد . (1394). هنجاریابی آزمون هوشی وکسلر کودکان چهار در استان چهارمحال و بختیاری. دست‌آوردهای روان‌شناختی، 22(2)، 99-116. https://doi.org/10.22055/psy.2016.12310

عباسی، زهرا. (1399، مهر 12-13). رابطه میزان آگاهی دانش آموزان از راهبردهای یادگیری مغزمحور با حافظه فعال و خلاقیت ]مقالات ارائه شده[. ششمین همایش بین‌المللی روان‌شناسی مدرسه، دانشگاه الزهرا (س) تهران. https://civilica.com/doc/1203332/

قاسمی مریم، فردانش هاشم، حاتمی جواد، و احمدی سلیمان. (1397). ارزیابی سیستم یادگیری الکترونیکی آموزش پزشکی (مطالعه موردی دانشکده آموزش پزشکی شهید بهشتی). دوماهنامه علمی- پژوهشی راهبردهای آموزش در علوم پزشکی. ۱۱(۴)، ۳۹-۵۲. http://edcbmj.ir/article-1-1618-fa.html.

کلارک، روت سی، و مایر، ریچارد ای. (1397). یادگیری الکترونیکی و علم آموزش، راهنمای عملی کاربران و طراحان یادگیری چند رسانه ای (ترجمه جواد حاتمی و کیومرث تقی پور). آوای نور. (تاریخ انتشار به زبان اصلی، 2002).

کمالی حسین زاده، فاطمه. (1395). اثر بخشی یادگیری مغز محور بر پیشرفت تحصیلی و انگیزش تحصیلی دانش آموزان مقطع ابتدایی. [پایان نامه کارشناسی ارشد]. دانشکده علوم تربیتی و روانشناسی، دانشگاه فردوسی مشهد.

محمد ترابی نامی، سیدکمال خرازی، (1391). علوم اعصاب، مطالعات شناختی و شیوه های نوین آموزش پزشکی، مجله بین رشته ای یادگیری مجازی در علوم پزشکی، 3(2)، 24-34. https://ijvlms.sums.ac.ir/article_46043.html

میرزابیگی، محمدعلی، خرازی، سیدکمال، و موسوی، امین. (1388). طراحی الگوی تدوین محتوای الکترونیکی بر اساس رویکرد شناختی برای دروس نظری، با تاکید بر حوزه علوم انسانی, در آموزش عالی. مطالعات برنامه درسی، 3(12)، 71-99. http://noo.rs/G9QYw

نریمانی، محمد، پوراسمعلی، اصغر، عندلیب کورایم، مرتضی، و آقاجانی، سیف اله. (1391). مقایسه عملکرد استروپ در دانش آموزان دارای اختلال یادگیری با دانش آموزان عادی. ناتوانی های یادگیری، 2(1)، 138-158. https://journal.uma.ac.ir/article_116.html

نریمانی، محمد، سلیمانی، اسماعیل، و تبریزچی، نرگس. (1394). بررسی تأثیر توانبخشی شناختی بر بهبود نگهداری توجه و پیشرفت تحصیلی ریاضی دانش آموزان دارای اختلال ADHD. روان شناسی مدرسه و آموزشگاه، 4(2)، 118-134. https://jsp.uma.ac.ir/article_329.html

Al-Tarawneh, A., Altarawneh, A. F., & Al-Aziz Karaki, W. K. (2021). Effect of brain-based learning in developing spatial ability of ninth grade students with low achievement in mathematics. Journal of Educational and Social Research, 11(5), 141-150. https://doi.org/10.36941/jesr-2021-0112

Baddeley, A. (2013). Working memory and emotion: Ruminations on a theory of depression. Review of General Psychology, 17(1), 20–27. https://doi.org/10.1037/a0030029

Caine, R. N., Caine, G., McClintic, C., & Klimek, K. (2005). 12 brain/mind learning principles in action: The fieldbook for making connections, teaching, and the human brain. Corwin Press.

Caine, R. N., & Caine, G. (2011). Natural learning for a connected world: Education, technology, and the human brain. Teachers College Press.

Carlson, S. M., Zelazo, P. D., & Faja, S. (2013). The Oxford handbook of developmental psychology: Vol. 1. Body and mind. Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/oxfordhb/9780199958450.001.0001

Curtis, C. E., Zald, D. H., & Pardo, J. V. (2000). Organization of working memory within the human prefrontal cortex: A PET study of self-ordered object working memory. Neuropsychologia, 38(11), 1503–1510. https://doi.org/10.1016/S0028-3932(00)00062-2

Di Ferdinando, A., Parisi, D., & Bartolomeo, P. (2007). Modeling orienting behavior and its disorders with "ecological" neural networks. Journal of Cognitive Neuroscience, 19(6), 1033–1049. https://doi.org/10.1162/jocn.2007.19.6.1033

Fatima, H. G., Quraishi, U., & Khanam, A. (2020). Applying brain-based learning modules for learning acceleration of 6th grade science students. https://doi.org/10.36902/sjesr-vol3-iss1-2020(27-34)

Hart, L. A. (1983). Human brain and human learning. Longman.

Grutzner, I., Pfahl, D., & Ruhe, G. (2002, May 1-4). Systematic courseware development using an integrated engineering style method [Conference presentation]. Networked Learning in a Global Environment, Challenges and Solutions for Virtual Education, Technical University of Berlin, Germany.

Jayachithra, J. (2020). Information and communication technology in teaching and learning: Perspective on e-learning at higher education level. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), 8(5), 4084-4086. https://doi.org/10.35940/ijrte.E6697.018520

Jensen, E. (2008). Brain-based learning: The new paradigm of teaching (2nd ed.). SAGE Publications.

Meltzer, L. (Ed.). (2018). Executive function in education: From theory to practice (2nd ed.). The Guilford Press.

Mesulam, M.-M. (2002). The human frontal lobes: Transcending the default mode through contingent encoding. In D. T. Stuss & R. T. Knight (Eds.), Principles of frontal lobe function (pp. 8–30). Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780195134971.003.0002

Moering, R. G., Schinka, J. A., Mortimer, J. A., & Graves, A. B. (2004). Normative data for elderly African Americans for the Stroop Color and Word Test. Archives of Clinical Neuropsychology: The Official Journal of the National Academy of Neuropsychologists, 19(1), 61-71. https://doi.org/10.1093/arclin/19.1.61

Sternberg, R. J. (2006). The Nature of Creativity. Creativity Research Journal, 18, 87-98. https://doi.org/10.1207/s15326934crj1801_10

Sani, A., Rochintaniawati, D., & Winarno, N. (2019). Using brain-based learning to promote students' concept mastery in learning electric circuit. Journal of Science Learning, 2(2), 42-49. https://doi.org/10.17509/jsl.v2i2.13262

Schroeder, N. L., Adesope, O. O., & Gilbert, R. B. (2013). How effective are pedagogical agents for learning? A meta-analytic review. Journal of Educational Computing Research, 49(1), 1–39. https://doi.org/10.2190/EC.49.1.a

Septiani, I., Lesmono, A., & Harimukti, A. (2020). Analysis of students' learning interest using problem-based learning model with STEM approach on vector material in class X MIPA 3 SMAN 2 Jember. Jurnal Pembelajaran Fisika, 9(2), 64-70. https://doi.org/10.19184/jpf.v9i1.17969

Sousa, D. A., & Tomlinson, C. A. (2011). Differentiation and the brain: How neuroscience supports the learner-friendly classroom. Solution Tree Press.

Tran-Duong, Q. H. (2021). Designing e-courseware to support Vietnamese students in self-study fractions (4th grade mathematics) by programmed instruction method. International Journal of Instruction, 14(4), 259–280. https://doi.org/10.29333/iji.2021.14416a

Upadhyay, S. (2021). Brain-based learning techniques for managing cognitive overload and improving working memory among undergraduates. Journal of Cognitive Enhancement, 5(3), 386-395. https://shodhgangotri.inflibnet.ac.in/handle/20.500.14146/9245

Wachob, D. A. (2012). Public school teachers’ knowledge, perception, and implementation of brain-based learning practices [doctoral dissertation, University of Pennsylvania ]. https://www.proquest.com/dissertations-theses/public-school-teachers-knowledge-perception/docview/1240671335/se-2

Wechsler, D. (2011). Wechsler Abbreviated Scale of Intelligence--Second Edition (WASI-II) [Database record]. APA PsycTests.