تمبو: در ۲۵ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
وجه تسمیه: بنابه اظهار اهالی در لفظ به تپه کوچک تمب گفته می شود و چون آبادی در میان تپه های کوچک قرار گرفته نام آبادی به تمبو شهرت یافته است.
داوری: در ۴۳ کیلومتری جنوب شرقی مرکز بخش سندرک قرار گرفته است و قدمت این آبادی به یک قرن می رسد.
درپهن: در ۳۳ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است. و قدمت روستا به ۴ قرن می رسد.
وجه تسمیه: بنا به اظهار اهالی چون آبادی در جای پهن و وسیع واقع شده به همین دلیل نام آبادی به درپهن شهرت یافته است.
در جادون: در ۴۹ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است. و دارای موقعیت تپه ای است.
وجه تمسیه: بنا به اظهار اهالی در گذشته های دور در این آبادی افرادی بوده اند که کار جادو گری انجام می دادند به همین دلیل نام آبادی درجادون شهرت یافته است.
مردم روستای در جادون همه شیعه دوازده امامی می باشند که در ماه های محرم و صفر و رمضان تمامی مراسمات شیعه را برپا می کنند و هیچ اقلیت مذهبی دیگری در بین آن ها وجود ندارد . در دهه ی عاشورا هرخانواده با توجه به توان مالی خویش یک گوسفند را نذر کرده و قربانی می کند ؛ به قول خودشان در راه خدا و دوازده امام علی الخصوص امام حسین ( ع ) و حضرت ابوالفضل ( ع ) .به این شکل که در عصر روز ششم و شب هفتم محرم و در روز عاشورا در جلوی حسینیه ، گوسفند را ذبح می کنند و گوشت خام را بین اهالی تقسیم می کنند.همچنین در شب ۲۱ رمضان و ۲۸ صفر مصادف با شهادت امام رضا ( ع ) نیز مراسم برپا نموده و نذر آش و گوشت می دهند.
در روستای در جادون از ششم محرم تا پایان تاسوعا ، ظهر و شب تمامی هیئت های عزاداری از روستاهای همجوار به این روستا می آیند و ناهار و شام آن ها در حسینیه این روستا داده می شود.نکته قابل توجه این است که تمامی اهالی در دهه محرم از هرکجای کشور که باشند به روستای خویش می آیند و به حسینیه روستای خود میروند و در مراسم ایام عاشورا شرکت می کنند.لازم به ذکر است که اهالی روستای در جادون همگی از نژاد و قبیله بلوچ و بلوچکاره هستند و نژادهای میرو خان نیز در بین آن ها وجود دارد.زبان آنان مٌلکی(یعنی زبان مادری است) که به میرشکاری مشهور است که در مقابل آن زبان مارزی گال قرار دارد(شهمرادی ، ۱۳۹۰ ،۲۱-۱۸).
۲-۲-۲۳-۴- بزرگان روستای درجادون
۱.محمود بن سلیم : بزرگ قبیله درجادو و گوریچی
۲.کمال بن چاشتی
۳.علی بن غلامعلی
وارثان محمود بن سلیم
۱.مهدی بن بهروز بن عباس بن حسین بن محمود بن سلیم بن صندک بن نورالدین بن حسین بن اسکندر
۲.محمد بن حسین بن عزیز بن علی بن غلامعلی
۳.کمال بن محمد بن کمال بن اکبر بن دُرک بن کمال چاشتی بن کمال
که از حدود پانصد سال پیش ساکن همین منطقه بوده اند(نقل از حاج عباس سلیمی و حاج ابراهیم سلیمی،۱۳۹۴).
دشت هویزه: در ۳۳ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
وجه تسمیه: نام گذاری آبادی توسط بانی آن (جهاد سازندگی میناب) صورت گرفته است.
دون: در ۲۷ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.و قدمت آن به ۳ قرن می رسد.
دهن در: در ۵۳ کیلومتری جنوب شرقی مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
وجه تسمیه: بنا به اظهار اهالی چون در میان چند دهنه مسیر آب واقع شده است به همین دلیل نام آبادی به دهن در شهرت یافته.
ده نو: نام دیگر گجک احمد، در ۴۲ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
دهیچ: در ۴۲ کیلومتری جنوب شرقی مرکز بخش سندرک قرار گرفته است. و قدمت آن به یک قرن می رسد.
رپگاه: نام دیگر آن محله شهید پیرک جعفری است که در ۳۳ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است. و قدمت آبادی به ۲ قرن می رسد.
سرکهنان: در ۳۱ کیلومتری جنوب شرقی مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
وجه تسمیه: به دلیل واقع شدن آبادی در بالای قنات به سرکهنان معروف شده است.
سیت: در ۲۱ کیلومتری شمال مرکز بخش سندرک قرار گرفته است. و قدمت روستا به ۲ قرن می رسد.
شیبکوه: در ۵۶ کیلومتری جنوب شرق سندرک قرار گرفته است. قدمت آبادی به نیم قرن می رسد.
کلالیون: در ۵۴ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
وجه تسمیه: به دلیل وجود قلعه سنگی به نام کلات در قدیم نام آن کلالیون بیان شده است.
گشیراز: در ۴۸ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
گودی: در ۳۵ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
وجه تسمیه: بنا به اظهار اهالی چون باغات آبادی در جای گود و پستی واقع شده است نام آبادی به گودی شهرت یافته است.
کرت زنی: در ۳۳ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است. و قدمت آبادی به ۲ قرن می رسد.
کشپیری: در ۳۷ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
نز: در ۵۸ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
هنج: در ۲۸ کیلومتری جنوب شرق مرکز بخش سندرک قرار گرفته است.
۲-۲-۲۳-۵- دهستان سندرک
دهستان سندرک به مرکزیت سندرک(مرکز بخش) است.
این دهستان از شمال به دهستان بندر، از شرق به دهستان گوهران از جنوب به دهستان درپهن، از جنوب غرب به دهستان سیریک محدود می گردد.
ارتفاع متوسط آبادی های این دهستان ۴۶۹ متر، که مرتفع ترین آن ، روستای بهان با ارتفاع ۱۴۴۰ متر و پائین ترین آن روستای آن روستای مازاوی با ارتفاع ۶۰ متر است در ضمن موقعیت طبیعی غالب آبادی های این دهستان تپه ای است.
آب و هوای منطقه اقلیم بری ضعیف، خیلی خشک و خنک، تا خیلی گرم است. در میان روستهای سندرک، روستای گرو پر جمعیت ترین و روستای «اره کن» کم جمعیت ترین آبادی است.
هفت روستای دهستان با نام های ارنگو بالا ، ارنگو پائین، بنهگان ، در گیلو ، سرمازغ ، گرو و لور هر کدام با ۳ قرن قدمت از قدیمی ترین آبادی های این دهستان به شمار می روند.
وجه تسمیه : سندرک در اصطللاح محلی زمینی را گویند که در میان کوه ها واقع شده و زمین های آن ناهموار و سنگلاخی باشد.
توضیح مختصری در مورد روستاها ی دهستان سندرک :
آرنگو بالا : در ۲ کیلو متری جنوب شرق مرکز بخش قرار گرفته است و قدمت این روستا به بیش از ۳ قرن می رسد.
وجه تسمیه : آرنگو ، از دو کلمه « آرن» به معنی استقرار دام و «گو» به معنی گاو تشکیل گردیده است، چرا که در گذشته پیرامون آبادی به جهت فروانی سر سبزی برای چرای دام منانسب بوده است. (البته افراد کهنسال روستا مدعی قدمت بیش از ۵ قرن روستا هستند)
آرنگو پائین : در یک کیلو متری جنوب شرق مرکز بخش قرار گرفته است.
وجه تسمیه : آرنگو ،از دو کلمه «آرن » به معنی استقرار دام و «گو» به معنی گاو تشکیل شده است، چرا که در گذشته پیرامون آباغدی برای چرای دام مناسب بوده است.
اره کن : در ۲۷ کیلومتری شمال شرق سندرک قرار گرفته است و قدمت آن به یک قرن می رسد.
انبارک : در ۲۷ کیلومتری شمال شرق سندرک قرار گرفته است.
وجه تسمیه: در گذشته یک انبار کوچک برای نگهداری غله در این محل وجود داشته و به همین خاطر این آبادی به انبارک معروف است.
بن زیر: در ۳۳ کیلومتری شمال شرق مرکز سندرک قرار گرفته است. و دارای موقعیت طبیعی دره ای است و قدمت این آبادی ۲ قرن است.
بنهکان: در ۸ کیلومتری شمال شرق سندرک قرار گرفته است. و دارای موقعیت تپه ای است. و قدمت این آبادی ۳ قرن است.
مراحل مهم در فرایند
خشک کردن پاششی
پلیمرهای محلول در آب
آماده کردن محلول محتوی میکروارگانیسم
اتمایز شدن خوراک ورودی در اسپری
خشک شدن پاششی (تبخیر شدن رطوبت)
جداسازی محصول خشک شده
ژل کردن پاششی
واکس، اسیدهای چرب، پلیمرها و مونومرهای محلول یا نامحلول در آب
آمادهسازی محلول محتوی مواد هسته
جامدسازی مادهی پوشش دهنده بوسیلهی ژلی کردن آن
حذف مواد غیرمحلول بوسیلهی جذب، استخراج یا تبخیر
پوششدهی بسترمتحرک
لیپیدها، واکسها، پلیمرهای محلول یا نامحلول در آب
آمادهسازی محلولهای پوششدهنده
مایع کردن تکههای هسته
پوششدهی مواد هسته با غشای پوششدهنده
آمادهسازی امولسیونها برای تولید ریزپوشینههای چندلایه
پلیمرهای محلول در آب
آمادهسازی امولسیونهای آب در روغن با عوامل آب دوست دوست در فاز روغن و امولسیفایرهای یونی
اختلاط با محلول آبی حاوی پلی الکترولیتهای بار مثبت
حذف پلیالکترولیتهای آزاد اضافی در محیط
تکرار مراحل ۲ و ۳
امولسیون Emulsification
پلیمرهای محلول در آب
توزیع عوامل فعال و امولسیفایرها در فاز آب با روغن
اختلط فاز روغن و آب تحت تاثیر نیروی برشی
۲-۶-۴- استفاده از روش امولسیون به منظور ریزپوشانی پروبیوتیکها
روش های مختلفی از جمله فنی و بیوتکنولوژی، برای سیستمهای تولید (مواد اولیه از منابع گیاهی یا حیوانی)، و نیز برای فرآیندهای آمادهسازی، ذخیرهسازی، توزیع و یا مصرف، میتوان اجرا نمود که منجر به تغییرات کمی و کیفی در ترکیب مواد غذایی و بهینه سازی خصوصیات مفید میشود. با این روشها، معرفی تغییرات در مقدار و نوع ترکیبات عملگرا با تاثیرات بالقوه مختلف برای سلامتی انسان ممکن میشود. از جمله روش های فنآوری مورد استفاده برای طراحی و توسعه غذاهای عملکردی، آنهایی هستند که بر اساس تغییر در سیستمهای انتقال موادغذایی میباشند. استفاده از امولسیونهای چند گانه (دوگانه) امیدوارکننده به نظر میرسد. امولسیون چندگانه سیستمهای چند گانهای هستند که در آن روغن در آب (O /W) و آب در روغن (W / O) وجود داشته باشند، و در آن گویچههای فاز پراکنده خود حاوی قطرات کوچکتر پراکنده هستند. معمولترین انواع آن عبارتند از آب در روغن در آب (W/O/W)، اما نوع امولسیون روغن در آب در روغن (O/W/O) نیز میتواند در کاربردهای خاصی مورد استفاده قرار گیرد. امولسیونهای آب در روغن در آب، از ذرات آب (W1) پراکنده در داخل گویچههای چربی (O) تشکیل شدهاند، که به نوبه خود در یک فاز پیوسته آبی پراکنده(W2) هستند (شکل ۲-۲).
شکل ۲-۲- تصویر شماتیک از ساختار امولسیون دوگانه
چیزی که در نهایت بهدست میآید، یک سیستم W1/O/W2 شامل سه فاز است که دو فاز آن، فاز آبی هستند (یکی درونی و دیگری بیرونی، به طور کلی با ترکیبهای مختلف) و فاز چربی که بین آنها واقع شده و با دو نوع فاز داخلی که با بهره گرفتن از سورفاکتانتهای آبدوست و چربیدوست تثبیت شدهاند، از هم جدا شده است (گارتی و همکاران، ۱۹۹۷).
به طور بالقوه، امولسیونهای W/O/W مزایای بیشتری نسبت به امولسیونهای معمولیW/O دارند مانند سیستم تحویل برای چربیهای زیست فعال، انکپسوله کردن، حفاظت و انتشار اجزای آب دوست. به خاطر خواص آنها از جمله توانایی به دام انداختن و حفاظت از مواد مختلف و کنترل آزاد شدن آنها از داخل یک فاز به فاز دیگر، این امولسیونها به عنوان وسیلهای برای میکروکپسولهکردن (ریزپوشانی) در داروسازی (حمل عوامل ضد سرطان، هورمونها، استروئیدها، و غیره)، صنعت مواد آرایشی (کاربرد آسان کرمها با ترکیبات انکپسوله شده) و دیگر صنایع، ازجمله صنعت غذا استفاده شدهاند. امولسیونهای دوگانه وسیلهای برای تهیه میکرو و نانوکپسولها (به صورت جامد یا نیمهجامد) حاوی ترکیبات آبدوست و چربیدوست میباشند. امولسیون چندگانه دارای مزایایی است که آنرا برای کاربردهای غذایی مناسب میسازد، زیرا معلوم شده که یک روش بالقوه مفید برای تولید محصولات کمکالری و کمچربی، ایجاد پوشش برای طعم دهندهها، جلوگیری از اکسیداسیون و بهبود خصوصیات حسی موادغذایی یا کنترل انتشار و حفاظت از مواد حساس در طول غذاخوردن و هضم غذا میباشد. از آنجا که امولسیونهای چندگانه امکان به دام انداختن ترکیبات تغذیه ای وزیست فعال را فراهم میکند و نیز میتواند به عنوان مواد غذایی استفاده شود، به عنوان یک روش جالب برای بهینه سازی ترکیبات فعال در رژیم غذایی در سیستمهای جدید مواد غذایی مانند غذاهای عملگرا مورد توجه میباشد (بنیچو و همکاران، ۲۰۰۹).
مقالات پژوهشی متعددی پتانسیل موجود برای استفاده از امولسیون چندگانه را در سیستمهای غذایی جدید، برجسته کردهاند. با این حال، اغلب تحقیقات بر روی طراحی، شکلگیری، ساختار و خواص امولسیون واقعی به عنوان متغیرهای مختلف مرتبط با ترکیب و روش آمادهسازی، برای غلبه بر مشکلات مرتبط با تولید امولسیون چندگانه پایدار، متمرکز هستند. در زمینه توسعه غذاهای سالمتر از جمله غذاهای عملگرا، امولسیونهای چندگانه به عنوان بخشی از طیف گستردهی سیستمهای تحویل، عمدتا برای ریزپوشانی اجزاء عملگرا، مورد بررسی قرار گرفتهاند. امولسیونهای چندگانه به عنوان یک روش برای ترکیبکردن ترکیبات سودمند به مواد غذایی برای توسعه مواد غذایی سالم، از جمله مواد غذایی عملگرا، است. کاربردهای امولسیونهای غذایی W/O/W را برای بهبود محتوای چربی، انکپسولهکردن مواد فعال زیستی و کاهش میزان سدیم را مورد بحث قرار میدهد (پیمنتال و همکاران، ۲۰۰۹).
۲-۶-۵- کاربرد امولسیونهای چند گانه در توسعه مواد غذایی سالم
با وجود امکانات زیاد برای استفاده از امولسیونهای چندگانه در موادغذایی، و این واقعیت که محصولات مختلف غذایی جدیدی بر اساس امولسیون دوگانه، مانند کرمهای شور (انکپسولیشن نمک)، سس مایونز معطر و غیره ثبت شده است، اما تعداد کمی نمونه از کاربرد واقعی در تولیدات جدید وجود دارد. این تا حد زیادی به بیثباتی ترمودینامیکی آنها مربوط است، این به آن معنی است که امولسیونهای چندگانه در طی دوران نگهداری و یا در معرض تنشهای محیطی که معمولا در صنعت مواد غذایی اتفاق میافتد، از جمله نیروهای مکانیکی، عملیات حرارتی، سرد کردن، یا انجماد، بسیار مستعد شکست هستند. با این حال، خصوصیات این سیستم تحویل مانند پایداری فیزیکی، باید در دو سطح مختلف در نظر گرفته شود: پایداری لازم به عنوان مواد میانی تشکیل دهنده غذا و پایداری در زمانی که به ماتریکس مواد غذایی اضافه شده است. به عنوان یکی از اجزای غذا، پایداری مورد نیاز با توجه به نوع مواد غذایی و شرایط فرایند در هر مورد متفاوت است. پایداری مورد نیاز ازW/O/W میتواند بسته به نوع سیستم مواد غذایی (جامد، مایع، محصولات لبنی، گوشت، و غیره) متفاوت باشد. در این رابطه و همچنین رسیدن به استانداردهای پایداری، این مواد تشکیل دهنده غذا باید منطبق با خصوصیات خاص (طعم، بافت، ظاهر، و غیره) مادهغذایی باشند که در آن وجود دارند. با این حال، در اکثر موارد، امولسیونهای W/O/W که فرموله شدهاند در ماتریکس مواد غذایی بکار نمیروند، به این معنی که رفتارشان در غذاهای واقعی و از این رو تاثیر آنها بر خواص تکنولوژیکی، حسی و میکروبیولوژیکی ماتریکسهای پیچیده، شناخته شده نیست. در عین حال، به منظور مطالعه شکلگیری امولسیون W/O/W و یا بهبود ثبات آنها، مواد غیر غذایی (مانند امولسیون کنندهها، تثبیت کنندهها، فاز روغنی و غیره، برای کاربردهایی غیر غذایی مانند دارویی یا آرایشی و بهداشتی) در بسیاری از موارد استفاده شده است، به طوریکه این امولسیونها برای مصرف انسان نامناسب هستند. تمام این قوانین به طور مسلم برای استفاده از این نتایج در غذاهای واقعی است.
موقعیت مواد زیستفعال در امولسیونهای چندگانه باید به منظور درک کاربرد بالقوه آنها به عنوان اجزای غذایی در سیستمهای خوراکی جدید در نظر گرفته شود. اجزای زیست فعال میتوانند در چندین محیط مختلف مولکولی و فیزیکی داخل یک امولسیون W/O/W واقع شوند. به عنوان مثال، ترکیبات محلول در آب مانند مواد معدنی، ویتامینها، اسیدهایآمینه، پپتیدها، الیاف، و غیره را میتوان هم در فاز آبی داخلی (W1)، در تشکیل امولسیون W1/O اولیه و یا در مرحله بیرونی شامل (W2)، در شکلگیری امولسیون نهایی W1/O/W2 وارد نمود. اجزای زیستفعال آبدوست در فاز داخلی(W1) در داخل میکروکپسول با مزایای حفاظت و انتشار کنترل شده مواد زیستفعال و محدود کردن اثرات حسی ناخواسته ناشی از آنها که برای برخی از کاربردهای غذایی مفید میباشد، به دام افتادهاند. ترکیبات محلول درچربی، اسید چرب غیر اشباع PUFA، اسید لینولئیک مزدوجCLA ، کاروتنوئیدها، آنتیاکسیدانها، و غیره را میتوان با پراکندگی در فاز چربی، وارد نمود. علاوه بر این، انتخابهای واقعی از فاز چربی به عنوان مثال روغن غنی از PUFA n-3 ها و یا اسیدهای چرب تک غیر اشباع MUFA ها میتواند به عنوان یک روش در جهت حضور مواد عملگرا به کار گرفته شود. علاوه بر این، اجزای عملگرایی که فعال سطحی باشند میتوانند در هر دو سطح آب در روغن یا سطح روغن در آب قرار بگیرند.
سه دلیل اصلی برای در نظر گرفتن امولسیون W/O/W درکاربردهای مواد غذایی سالمتر وجود دارد: برای بهبود محتوای چربی، در پوششدهی یا حفاظت مواد زیست فعال و کاهش میزان سدیم.
اثر تنش شوری روی دانهالهای 4 رقم بادام (تونو، سهند، نانپاریل و آذر) بررسی و گزارش شد که افزايش جذب- Cl نسبت به+ Na در اثر شوری باعث کاهش جذب آنيونهايی مثل نيترات ( ) و در نتيجه کاهش رشد سطح فتوسنتزی و درنهايت کاهش فتوسنتز و کاهش رشد گياه می شود ]گريگوريان و همکاران، 1381[.
] غلامی و راحمی، 1389[، اثر غلظتهای مختلف شوری را بر میزان کلروفیل برگهای پایه GF677 بررسی و گزارش کردند که با افزایش غلظت شوری میزان کلروفیل برگها به طور معنیداری کاهش یافت.
اثر غلظت های مختلف شوری بر میزان شدت فتوسنتز و کلروفیل در دو پایه GF677 و تووانو بررسی و گزارش شد که با افزایش غلظت شوری به طور معنیداری از شدت فتوسنتز و میزان کلروفیل برگ در هر دو پایه کاسته شد ولی میزان کاهش در پایه بذری تووانو بیشتر از پایه GF677 بود ]اورعی وهمکاران، 1388[.
]دژمپور و همکاران، 1391[، اثر تنش شوری کلریدسدیم را بر میزان کلروفیلهای a، b و کل در برخی از پایه های جنس پرونوس، بررسی و گزارش کردند که میزان کلروفیل های b و کل، تحت شرایط تنش شوری به طور معنیداری کاهش یافت، اما میزان کاهش کلروفیل a، در این گیاهان معنیدار نبود.
شاخص های رشدی در دو رقم گیلاس ‘Bigarreau Burlat’ و ‘Tragana Edessis’ پیوند شده بر روی پایه مازارد تحت شرایط تنش شوری (صفر، 25 و 50 میلی مول در لیتر) بررسی و گزارش شد که با افزایش شوری میزان کلروفیلهای a، bو کل در برگهای بالایی و پایینی در هر دو رقم به طور معنی داری کاهش یافت با این تفاوت که سرعت کاهش میزان کلروفیل، در برگهای پایینی بیشتر از برگهای بالایی بود .
در تحقيقی اثر تنش شوری حاصل از کلريدسديم بر روی تمشک قرمز بررسی و مشاهده شد که در اثر شوری، ميزان کلروفيل برگهای تمشک به طور معنیداری کاهش پيدا کرد. با افزايش غلظت نمک در محلول غذايي، سرعت فتوسنتز و هدايت روزنهای برگ به طور معنیداری کاهش يافت ولی در غلظت دیاکسيدکربن بين سلولی تغييری حاصل نشد. اين مسئله بيانگر آن است که کاهش هدايت روزنهای برگ باعث کاهش دیاکسيدکربن بينسلولی نمی شود و کاهش در سرعت فتوسنتز به هدايت روزنهای و غلظت دیاکسيدکربن بينسلولی بستگی ندارد، بلکه بيشتر عوامل غيرروزنهای نظير سميت يونهای کلر و سديم ناشی از شوری و نيز بههمخوردن تعادل آبی گياه در اين امر دخيل هستند و علت اصلی کاهش فتوسنتز در اين گياه، کاهش در ميزان کلروفيل برگها است. شوری بيشتر بر اعضای فتوسنتز کننده گياه اثر گذاشته است نه بر گشودگی روزنهها و کاهش ظرفيت فتوسنتزی و در نتيجه محدوديت تأمين انرژی در کنار اثرات سمی يونهای کلر و سديم باعث محدودشدن رشد گياه تحت شرايط شوری شد .
کریمی و همکاران ، اثر 4 سطح کلرید سدیم (0، 800، 1600و 3200 میلیگرم بر کیلوگرم خاک) را بر محتوای کلروفیل کل پایههای قزوینی و بادامی ریز بررسی و گزارش کردند که محتوای کلروفیل کل در هر دو پایه با افزایش در سطح شوری کاهش یافت. اما میزان کلروفیل کل در پایه قزوینی در مقایسه با پایه بادامی بیشتر بوده است. همچنین شوری سبب کاهش در سرعت فتوسنتز شد بطوریکه در کمترین سطح شوری میزان سرعت فتوسنتز کاهش یافت.
در پژوهش دیگری، کریمی و همکاران (2012)، اثر 4 سطح کلرید سدیم (75/0، 5، 10و 15 دسی زیمنس بر متر) را بر خصوصیات فیزیولوژیک پایههای قزوینی، پایه وحشی سرخس، بادامی زرند A و بادامی زرند B بررسی و گزارش کردند که محتوای کلروفیل با افزایش سطح شوری آب آبیاری کاهش یافت، بطوریکه بیشترین میزان محتوای کلروفیل در بالاترین سطح شوری در بادامی زرند B و پایه قزوینی مشاهده شده است. همچنین عنوان کردند که روند کاهش در محتوای کلروفیل در پایه بادامی زرند A و بادامی زرند B در مقایسه با پایه سرخس بهصورت تدریجی بوده است.
بنعاشر و همکاران ، با بررسی نقش آبياری با آب شور بر فاکتورهای رشدی انگور پيوند شده بر پايه راگری[26]، بيان داشتند، هدايت روزنهای، بيشتر از فتوسنتز و تعرق به شوری حساس میباشد و با افزايش سطح شوری در آب آبياری، هدايت روزنهای برگها سريعاً کاهش يافت.
فيساراکيس و همکاران ، اثر تنش شوری را بر واکنش قلمههای رقم سلطانی انگور و ترکيبات پيوند اين رقم روی شش پايه مختلف بررسی و گزارش کردند که با افزايش سطح شوری، سرعت فتوسنتز در هر دو حالت به مقدار زياد کاهش میيابد که با مقدار کلر موجود در برگها همبستگی شديدی داشت و کاهش جذب نيترات (- NO3) و نيز تنش اسمزی حاصل از تجمع بيش از حد يون کلر در برگهای ترکيبات پيوندی می تواند کاهش بيشتر فتوسنتز ناشی از تنش شوری را توجيه کند. آنان بيان کردند، کاهش فتوسنتز در اثر افزايش شوری با کاهش هدايت روزنهای همراه است و يک رابطه خطی مستقيم بين آنها وجود دارد.
چارتزولاکيس و همکاران ، اثر تیمار شوری را بر پارامترهای فتوسنتزی نهالهای 5 ساله دو رقم زيتون کورونيکی[27] و ماستويديس[28] بررسی و گزارش کردند که با افزايش سطح شوری، سرعت فتوسنتز به طور معنیداری در هر دو رقم کاهشيافت و کاهش در اين فاکتور در رقم کورونيکی بيشتر بود.
گارسياسانچز و همکاران [Garsia-Sanchez et al., 2002]، با بررسی اثرات تنش شوری اعمال شده بر تبادلات گازی نارنگی سانبورست پيوند شده روی پايههای مختلف گزارش کردند که تجمع Cl- و Na+ در برگهای تحت تنش شوری، علت اصلی کاهش ميزان کلروفيل برگ، نقطه اشباع دیاکسيدکربن و هدايت روزنهای برگها است و با افزايش سطح شوری تمام فاکتورهای مربوط به تبادلات گازی کاهش نشان داد.
1-13-2-اثرات تنش شوری بر تغییرات فلورسانس کلروفیل
گزارش شده است که تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محیطی محدود کننده فتوسنتز است [Sayed, 2003]، زیرا با بسته شدن روزنهها، CO2 درون سلولی کاهش مییابد که در نتیجه آن، تجمع ناقلین الکترون پرانرژي، تشکیل رادیکالهاي آزاد، آشفتگی کمپلکسهاي برداشت کننده نور و افت کارایی فتوسنتز رخ می دهد . بعلاوه، تنش شوری از طریق کاهش مقدار پروتئینهاي چسبنده به کلروفیل، باعث کاهش پروتئین-رنگدانههاي كلروپلاستينها برداشت کننده نوري فتوسیستم II می شود . فتوسیستم II نقش مهمی در پاسخ فتوسنتزي به عوامل محیطی در گیاهان عالی بازي می کند. تکنیک سنجش فلورسانس کلروفیل در سالهاي اخیر در مطالعات اکوفیزیولوژي گیاهی به عنوان یک روش سریع، حساس و غیر تخریبی برای بررسی وضعیت کلروفیل گیاهی بسیار مورد توجه و استفاده قرار گرفته است .
به طور کلی، انرژی نور جذب شده بوسیله مولکولهای کلروفیل در یک برگ علاوه بر مصرف در چرخههای فتوسنتزی ممکن است به صورت گرما تلف شود یا به صورت تابشی که در واقع همان فلورسانس کلروفیل نامیده می شود، بازتابش شود . در حقیقت، مقدار فلورسانس كلروفيل به عنوان معیاری برای سنجش سالم بودن غشاي تيلاكوئيدی و کارایی نسبی انتقال الکترون از فتوسيستم II به فتوسيستم I در نظر گرفته می شود. ابزار اندازه گیری این پارامترها با بهره گرفتن از خاصیت فلورسانس فوق الذکر در دسترس است. کارایی این دستگاه به این صورت است که پس از قرار گرفتن برگ در مقابل این نور، فلورسانس کلروفیل افزایش یافته و به سطح [29]FO می رسد. در FO توان استفاده از انرژی برانگیخته در حداکثر است. بنابراین قسمت بیشتری از انرژیی مولکول برانگیخته، در واکنشهای فتوشیمیایی مصرف شده و فلورسانس حداقل است. وقتی شدت نور کافی باشد، فلورسانس از مقدار FO به حداکثر مقدار خود یعنی Fm[30] افزایش مییابد. این افزایش، نشان دهنده افزایش تدریجی عملکرد فلورسانس و کاهش سرعت واکنشهای فتوشیمیایی است . یکی دیگر از پارامترهای مهم فلورسانس کلروفیل، [31]Fv است که به صورت Fm-FO به دست می آید. نسبت Fv/Fm حداکثر کارآیی کوآنتومی فتوسیستم II برای تبدیل نور جذب شده به انرژی شیمیایی را نشان میدهد. تنشهای محیطی با تأثیر بر فتوسیستم II باعث کاهش این نسبت میشوند . شاخص Fv/Fm در بسياري از مطالعات مرتبط با اثر تنش در گياهان مورد استفاده قرار گرفته است
در بسياري از گونههاي گياهي زماني كه Fv/Fmدر حد 83/0 باشد، به این مفهوم است كه تنشي بر گياه وارد نشده است و لذا پایینتر بودن این نسبت، حاكي از وجود تنش است .
رنجبرفردوئی و همکاران ، اثر تنش شوری کلرید سدیم در چهار سطح (3/0، 5/0، 7/0 و 1 زیمنس بر متر مربع) را بر تغییرات کلروفیل فلورسانس دانهالهای یک ساله بادام شیرین بررسی و گزارش کردند که با افزایش مدت زمان اعمال تنش شوری، میزان فلورسانس متغیر و نسبت فلورسانس متغیر به فلورسانس حداکثر کاهش یافت. آنها علت کاهش نسبت فلورسانس متغیر به فلورسانس حداکثر را به دلیل تاثیر تنش شوری بر محدودیت کارایی دستگاه فتوسنتز بیان کرده اند.
در تحقيقی اثر تنش شوری حاصل از کلريدسديم بر روی تمشک قرمز بررسی و مشاهده شد که در اثر شوری، شاخص فلورسانس متغیر به فلورسانس حداکثر (Fv/Fm)، برگهای تمشک به طور معنیداری کاهش پيدا کرد .
]حکم آبادی و همکاران، 1382[، تاثیر سطوح مختلف شوری (0، 75، 150 و 225 میلیمولار) کلرید سدیم را بر پارامترهای فتوسنتزی سه پایه بادامی زرند، سرخس و قزوینی مورد ارزیابی قرار دادند و گزارش کردند که تغییرات فلورسانس متغیر و نسبت فلورسانس متغیر به فلورسانس حداکثر در برگهای پایه های مورد آزمایش تحت تنش شوری هیچ گونه تفاوت معنیداری با گیاه شاهد ندارد.
1-13-3- اثرات تنش شوری بر روابط آبی بادام و ساير درختان ميوه
تنظیم محتوای آب برگ در شرایط شور، بخشی از فرایند تحمل به شمار می آید، چرا که محتوای آب و املاح با کمک هم میزان فشار آماس را مشخص می کنند . در شرایط تنش شوری سلولهای گیاه برای حفظ توان اسمزی جهت جذب آب، به تجمع نمک یا سنتز ترکیبات آلی مثل قندها و اسیدهای آمینه می پردازند و در این شرایط میزان نسبی آب برگ بر اثر افزایش غلظت نمک به شدت کاهش مییابد . اثرات سوء کاهش آب در گیاهان، از کاهش ساده فشار تورمی سلول که منجر به کاهش توسعه برگها و ریشهها میگردد تا خسارت شدید و حتی پلاسمولیز سلولی، می تواند از جمله اثرات قابل برگشت تنش باشد. به عنوان یک قاعده کلی به نظر میرسد، گیاهانی که در شرایط شور سریعتر به حالت تعدیل اسمزی میرسند، با محیط اطراف خود سریعتر سازگار شده و با جذب بهتر آب میتوانند مقدار نسبی آب را در حد مطلوب حفظ کنند ]حیدری شریف آباد، 1380[.
شیبلی و همکاران ، با بررسي اثر شوري بر روابط آبي و محتواي يوني بادام تلخ گزارش کردند که پتانسيل اسمزي شيره ياختهاي برگ از منفي 4/0 در شاهد تا منفی 1/11 در تيمار ۱۰۰ ميلي مول بر ليتر نمک کلريد سديم قابل افزايش است.
ماسایی و همکاران ، با مطالعه اثر سطوح مختلف نمک کلريد سديم بر هلوي رقم آرمکينگ پیوند شده روی پایه های ميروبالانMr.S2/5) ) و GF677 نشان دادند که با افزايش غلظت نمک، محتواي نسبي آب و پتانسيل اسمزي در حالت آماس کامل در برگهاي ترکيب پيوندي’Arm’ /‘GF677 کمتر از از ترکيب پيوندي Arm/Mr.S2/5 کاهش مييابد. این محققان علت اين امر را افزايش تدريجي يونهاي سديم با افزايش سطح شوري حتي تا دو برابر نسبت به شاهد در تيمار ۱۲۰ ميلي مول در ليتر در ترکيب پيوندي اخير بيان نمودند.
دی هرالد و همکاران ، تفاوت دو رقم بادام لوران و ماسباورا را از نظر مقاومت به تنش خشكي بررسي و گزارش كردند كه رقم ماسباورا داراي تطابق اسمزي، پتانسيل آب بيشتر، سرعت تبخير و تعرق كمتر، سرعت فتوسنتز بالاتر، كارايي مصرف آب بالاتر و مقاومت هيدروليكي ريشه پائينتري در مقايسه با رقم لوران بود و توصيه كردند كه رقم ماسباورا سازگاري بهتري با شرايط بدون آبياري در شرايط اقليمي مديترانه اي دارد.
رنجبرفردوئی و همکاران ، تاثیر سطوح مختلف شوری را بر ویژگیهای اکوفیزیولوژیکی دو گونهی خنجوک و بنه مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج آنها نشان داد که شوری موجب کاهش پتانسیل آب برگ و پتانسیل اسمزی برگ میشود.
کرامر و همکاران ، گزارش کردند که در اثر تنش شوری و خشکی اعمال شده روی نهالهای انگور، در ابتدای شروع تيمارهای تنش خشکی، کاهش اندکی در پتانسيل آب ساقه حاصل شد. در ادامه آزمايش پتانسيل آب برگ در هر و تیمار تنش خشکی و شوری به طور معنیداری نسبت به گیاهان شاهد کاهش نشان داد که البته از لحاظ پتانسيل آب برگ تفاوت معنیداری بين تنش خشکی و شوری مشاهده نشد. تنها تفاوت اين دو تنش آن بود که گياهان در معرض تنش خشکی دچار پژمردگی شده بودند، ولی گياهان تحت تأثير تنش شوری علائم پژمردگی نشان ندادند.
یکی دیگر از راههای پی بردن به میزان آسيب به غشاهاي سلولي، استفاده از اندازه گیری نشت يوني نسبي می باشد. ثبت ميزان نشت يوني نسبي، تخمين خسارت بافتها را امكان پذير ميكند. اين روش برای اولين بار توسط دكستر و همكاران (1930 و 1932) به منظور بررسي مقاومت به سرما در گياهان بكار برده شد و در طی زمان به منظور سنجش آسیب غشاء سلولی نسبت به سایر تنشهای محیطی از جمله تنش شوری بکار برده شد .
حبیبی و امیری ]1392[، تغییرات نشت یونی در دو پاية نارنج و پونسیروس تحت شرایط تنش شوري درون شيشهاي با غلظتهای 0، 50، 100، 150 و 200 میلی مولار را بررسی و گزارش کردند که محتوای نشت یونی با افزایش غلظت شوری تا سطح 50 میلی مولار در پایه پونسیروس و افزایش تا سطح 100 میلی مولار در پایه نارنج به طور معنیداری افزایش یافت.
1-13-4- اثرات تنش شوری بر محتوای فنل و ظرفیت آنتی اکسیدانتی بادام و ساير درختان ميوه
تركيبات فنلي جزو تركيباتي هستند كه در تمام گياهان شامل ميوهجات، سبزيجات، غلات و… وجود دارند. اين تركيبات جزو متابوليتهاي ثانويه گياهان هستند ]کافی و همکاران، 1382[. به طور طبيعي بالغ بر 8000 تركيب فنلي مختلف با تأثيرهايي از قبيل دخالت در ساخت ديوارة سلولي، دخيل در مكانيسم دفاعي گياه و دخيل در خصوصيات ميوه مانند رنگ، عطر، طعم و مزه، در گياه وجود دارند. همچنين تركيبات فنلي به عنوان شاخصهايي براي مراحل فيزيولوژيكي در طول رشد ميوه نيز در نظر گرفته ميشوند .[Vogt, 2010] ساخته شدن تركيبات فنلي در گياهان از طريق جدا شدن عامل آميني از فنيل آلانين توسط آنزيم فنيل آلانين آمونيا لیاز (PAL) صورت ميگيرد .
اين آنزيم كليدي در تشکيل ترکيبات فنلي (يكي از مكانيسم هاي دفاعي غير آنزيمي درگياهان) نقش اساسي داشته و به عنوان يكي از شاخصهاي حساس به تغييرات محيطي و همچنين يكي از نشانگرهاي بيوشيميايي دفاعي گياه در برابر تنشهاي محيطي مطرح ميباشد .[Boudet, 2007; Vogt, 2010] تركيبات فنلي در شرايط مطلوب محيطي نيز در سلولهاي گياهي سنتز مي شوند اما تنشهاي محيطي مختلف مقدار آنها را در سلول تغيير ميدهند
.[Kliebenstein, 2004]
پلیفنلها دارای ساختار شیمیایی ایدهآلی برای ربایش[32] رادیکالهای آزاد هستند و که در شرایط درون شیشه ای دیده شده است، بسیار کاراتر از توکوفرولها و آسکوربات عمل می کنند [Rice-Evans et al., 1997]. خصوصایت آنتیاکسیدانی فنلها به ساختار شیمیایی آنها مربوط میباشد که میتوانند به عنوان دهنده الکترون با عمل کنند .[Boudet, 2007; Vogt, 2010] علاوه بر این رادیکالهای فنوکسیل دارای ثبات بالایی هستند و قادر به شکستن زنجیره واکنشهای اکسیداتیو میباشند. همچنین پلیفنلها در برخی موارد میتوانند به عنوان کلاته کننده فلزات واسطه مثل آهن عمل کنند. درنتیجه باعث خاتمه واکنشهای مثل واکنش فنتون شوند [Rice-Evans et al., 1997].
مشاهده شده است که ترکیبات فنلی میتوانند در جمع آوری پراکسید هیدروژن در سلولهای گیاهی کمک کنند . ترکیبات فنلی یا از طریق آنزیمهایی مثل گایاکول پراکسیداز عمل می کنند و یا مستقیماً با رادیکالهای پراکسید هیدروژن وارد واکنش میشوند. در هر دو حالت رادیکالهای فنوکسیل تولید میشوند که با اکسیداسیون آسکوربات، احیا میشوند(شکل 1-8)، .
شکل 1-8- نقش ترکیبات فنلی در تنشهای زیستی و غیر زیستی،
این ترکیبات از شواهد فيزيولوژيکي ارزشمند در تعيين اختلاف واريتههاي مختلف به شمار میروند و استفاده از روشهاي بيوشيميايي در تشخيص تفاوت ژنتيکي ارقام، نقش کليدي اين ترکيبات را در اثرات متقابل گياه و تنشهای محيطی نشان ميدهد .
سرخه و همکاران ، اثر تنش شوری در چهار سطح 0، 40، 80 و 120 میلی مولار را بر تغییرات محتوای فنل در 8 جنس مختلف بادام شامل Prunus reuteri، P. lycioides ،P. glauca ، P. elaagnifolia، P. arabica،P. oreientalis ، P. communis و P. scoparia بررسی و گزارش کردند که محتوای فنل کل در تمامی جنسهای مطالعه شده با افزایش غلظت شوری تا 120 میلی مولار، به طور معنیداری افزایش یافت. بیشترین محتوای فنل کل در سطح تنش شوری 120 میلی مولار و در جنسهای Prunus reuteri،P. glauca و P. elaagnifolia، مشاهده شد. در مجموع صفات بررسی شده در این تحقیق، جنسهای Prunus reuteri،P. glauca به عنوان متحملترین جنسهاس بادام به شوری تشخیص داده شده بودند.
1-14- اثرات تنش شوری بر خصوصیات بیوشیمیایی بادام و ساير درختان ميوه
1-14-1- اثرات تنش شوری بر مکانیسمهای دفاعی آنزیمی
سیستم آنزیمی از آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT)، پراکسیداز (POD)، آسکوربات پراکسیداز (APX)، گایاکول پراکسیداز (GPX) و گلوتاتیون ردوکتاز (GR) تشکیلشده است .
تنشهای شوری و خشكي ژنهاي آنزيمهاي سميت زدايي که در بالا به آنها اشاره شد، را تحريك ميكند [Yamaguchi-Shinozaki, 1996] . يك انفجار(Burst) اكسيداتيو ممكن است به عنوان محركي براي واكنش به تنش اسمزی عمل كند. بعلاوه، تغيير در كشش فيزيكي اسكلت سلولي در طول تنش آبي ممكن است يكي از محركهاي واكنش اسمزي باشد. برخي از ژنهاي قابل تحريك با تنش آبي بوسيله تماس نيز تحريك ميشوند [Yamaguchi-Shinozaki, 1996] . تماس نه تنها آزاد شدن Ca2+ را در سيتوپلاسم، بلكه بسياري از ژنها به نام ژنهاي تماسي را نيز تحريك ميكند، مثل calmodulin ها، پروتئينهاي متصل شونده به Ca2+ ، xyloglucan ,endotrans glycosylase و پروتئين كينازهاي درگير در آبشاره MAPK. با اين وجود، هنوز مكانيزم درك انفجار اكسيداتيو يا تماس، مشخص نشده است.
1-14-1-1 سوپراکسید دیسموتاز (SOD)
آنزیم سوپراکسید دیسموتاز سبب تبدیل رادیکال سوپراکسید به پراکسید هیدروژن میگردد.
کاهش فعالیت سوپراکسید دیسموتاز، تجمع این رادیکال را در پی دارد. این رادیکال به نقاط کلیدي متابولیسم آسیب وارد می کند، طوري که رادیکال نامبرده، سبب اکسید شدن اسیدهاي آمینه تریپتوفان، متیونین و هیستیدین میگردد . اسيدهاي آمينه مذكور علاوه بر شركت در ساختار پروتئينها و آنزيمها، به عنوان سوبستراي اوليه بيوسنتز تركيبات مهم ديگري كه در متابوليسم سلول وظايف كليدي را بر عهده دارند، به كار میروند. براي نمونه، تريپتوفان در بيوسنتز اسيد نيكوتينيك ، اکسین و ملاتونين شركت دارد كه هر کدام از اينها به نوبه خود نقش مؤثری را در سلول ايفا ميكنند. فرم آميدي اسيد نيكوتينيك در ساختار دينوكلئوتيدهاي NAD⁺و NADP⁺ شركت دارد . دينوكلئوتيدهاي مذكور در راه اندازی زنجير انتقال الكترون ميتوكندري و كلروپلاست ، واكنشهاي اكسيداسيون-احيا و در برخي از چرخههاي دفاعي سلول بسیار مؤثرند [Fridovich, 1989]. به علاوه رادیکال سوپراکسید، سبب غیر فعال شدن آنزیمهاي کاتالاز و پراکسیدازها که از مهمترین آنزیمهاي جمعآوریکننده پراکسید هیدروژن میباشند، خواهند شد [Halliwell, 2006]. افزون بر این رادیکال سوپراکسید، موجب غیر فعال شدن برخی از آنزیمهاي دخیل در تولید انرژي و متابولیسم اسیدهاي آمینه میشوند. این آنزیمها محتوي کلاسترهاي آهن_سولفور میباشند که رادیکال سوپراکسید موجب اکسیداسیون کلاسترها، آزاد شدن آهن موجود در آنها و درنتیجه غیر فعال شدن آنها می شود [Halliwell, 2006].
1-14-1-2- کاتالاز (CAT)
مقاومت الکتریکی (nΩcm)
۶۴
۲-۳- انجام محاسبات لازم
۲-۳-۱- محاسبه نرخ برادهبرداری و نرخ سایش ابزار
نرخ برادهبرداری حجمی از قطعهکار میباشد که در واحد زمان از قطعهکار برداشته میشود و نرخ سایش ابزار حجم برداشته شده از ابزار در واحد زمان است.
برای اندازهگیری نرخ برادهبرداری و نرخ سایش ابزار، قطعهکار و ابزار قبل و بعد از هر تست کاملاً تمیز و پلیسهگیری شده، سپس با ترازوی دیجیتال Radwag‐WTB با دقت mg1 وزن میشوند. این ترازو در شکل (۲-۱۴) نشان داده شده است.
شکل ۲-۱۴- ترازوی دیجیتالی Radwag‐WTB.
روابط (۲-۱) و (۲-۲) نحوه محاسبه نرخ برادهبرداری[۴۱] و نرخ سایش ابزار[۴۲] را نشان می دهند.
(۲-۱)
(۲-۲)
۲-۳-۲- اندازهگیری زبری سطح
بعد از عملیات ماشینکاری، زبری سطح ماشینکاری شده توسط دستگاه زبری سنج Mahr perthometer M2 (شکل ۲-۱۵)، با طول off CUT استاندارد ۸/۰ و حرکت پراب به طول mm12 روی نمونه، اندازهگیری میشود. در این مطالعه، Ra بهعنوان معیار زبری سطح در نظر گرفته شده و برای افزایش دقت، زبری هر سوراخ در پنج امتداد مختلف اندازهگیری شده و میانگین این زبریها بهعنوان زبری سطح نهایی در نظر گرفته شده است.
شکل ۲-۱۵- زبری سنج Mahr perthometer M2.
۲-۳-۳- ضبط شکل موج ولتاژ در حین ماشینکاری
تحلیل شکل موج ولتاژ و جریان در فرایند ماشینکاری تخلیه الکتریکی میتواند شرایط گپ ماشینکاری و پایداری فرایند را به تصویر کشیده و در تحلیل چگونگی انجام این فرایند بسیار مفید باشد. دستیابی به میزان جرقههای مطلوب، درصد پالسهای آرک، اتصال کوتاه و زمان تاخیر جرقه نیز، با تحلیل شکل پالس امکانپذیر است. در این مطالعه، برای نمایش و ذخیره کردن شکل موج ولتاژ در حین ماشینکاری، از یک دستگاه اسیلوسکوپ دیجیتال مدل۱۰۵۲U - GDSاستفاده شده است (شکل ۲-۱۶).
شکل ۲-۱۶- اسیلوسکوپ دیجیتالی ۱۰۵۲U –GDS.
۲-۴- انجام آزمایش
در این تحقیق برای انجام هر تست یک الکترود ابزار بکار رفته است و زمان انجام هر کدام از آزمایشات ثابت و ۳۵ دقیقه در نظرگرفته شده است. با توجه به احتمال وقوع خطا در آزمایشات، هر آزمایش سه مرتبه انجام شده است. برای بررسی عملیات سوراخکاری با فرایند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه خشک در این مطالعه، پنج مرحله مختلف آزمایش در نظر گرفته شده است.
با توجه به طراحی آزمایش انجام شده بهروش تاگوچی، در مرحله اول آزمایشها تاثیر سرعت دورانی ابزار (N)، نرخ جریان آب ورودی (F)، فشار هوای ورودی (P) و انرژی تخلیه (E)، بر مشخصات خروجی فرایند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه خشک (نرخ برادهبرداری، نرخ سایش ابزار و زبری سطح) بررسی شده است که شرایط انجام آزمایشها مطابق جداول (۲-۵) و (۲-۶) است:
جدول ۲-۵- پارامترهای ثابت مرحله اول آزمایشها.
مقدار
پارامتر
قطبیت
منفی
سیستم
ایزوپالس
ولتاژ
v80
زمان خاموشی پالس
µs1
جدول الف-۴: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI وb-bin=0.2 بدون کنترل مواجهه، حسابان- دیفرانسیل ۲۷۳
جدول الف-۵: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R و b-bin=0.4، بدون کنترل مواجهه، حسابان-دیفرانسیل ۲۷۴
جدول الف-۶: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP و b-bin=0.4، بدون کنترل مواجهه، حسابان-دیفرانسیل ۲۷۵
جدول الف-۷: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI و b-bin=0.4، بدون کنترل مواجهه، حسابان-دیفرانسیل ۲۷۶
جدول الف-۸: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R و b-bin=0.2، با کنترل مواجهه S-H، حسابان-دیفرانسیل ۲۷۷
جدول الف-۹: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP و b-bin=0.2، با کنترل مواجهه S-H، حسابان-دیفرانسیل ۲۷۸
جدول الف-۱۰: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI و b-bin=0.2، با کنترل مواجهه S-H، حسابان-دیفرانسیل ۲۷۹
جدول الف-۱۱: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R، b-bin=0.4، با کنترل مواجهه S-H، حسابان-دیفرانسیل ۲۸۰
جدول الف-۱۲: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP، b-bin=0.4، با کنترل مواجهه S-H، حسابان-دیفرانسیل ۲۸۱
جدول الف-۱۳: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI، b-bin=0.4، با کنترل مواجهه S-H، حسابان-دیفرانسیل ۲۸۲
جدول الف-۱۴: توزیع خزانهی سؤال عملیاتی : هندسه (محتوای دوم) ۲۸۳
جدول الف-۱۵: توزیع خزانهی سؤال عملیاتی : جبر گسسته (محتوای سوم) ۲۸۴
جدول الف-۱۶: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R، بدون کنترل مواجهه : حسابان-دیفرانسیل (محتوای اول) ۲۸۵
جدول الف-۱۷: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R، بدون کنترل مواجهه : هندسه (محتوای دوم) ۲۸۶
جدول الف-۱۸: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R، بدون کنترل مواجهه : جبر گسسته (محتوای سوم) ۲۸۷
جدول الف-۱۹: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP، بدون کنترل مواجهه : حسابان-دیفرانسیل (محتوای اول) ۲۸۸
جدول الف-۲۰: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP، بدون کنترل مواجهه : هندسه (محتوای دوم) ۲۸۹
جدول الف-۲۱: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP، بدون کنترل مواجهه : جبر گسسته (محتوای سوم) ۲۹۰
جدول الف-۲۲: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI، بدون کنترل مواجهه : حسابان-دیفرانسیل (محتوای اول) ۲۹۱
جدول الف-۲۳: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI، بدون کنترل مواجهه : هندسه (محتوای دوم) ۲۹۲
جدول الف-۲۴: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI، بدون کنترل مواجهه : جبر گسسته (محتوای سوم) ۲۹۳
جدول الف-۲۵: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R، با کنترل مواجهه S-H : حسابان-دیفرانسیل (محتوای اول) ۲۹۴
جدول الف-۲۶: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R، با کنترل مواجهه S-H : هندسه (محتوای دوم) ۲۹۵
جدول الف-۲۷: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش R، با کنترل مواجهه S-H : جبر گسسته (محتوای سوم) ۲۹۶
جدول الف-۲۸: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP، با کنترل مواجهه S-H : حسابان-دیفرانسیل (محتوای اول) ۲۹۷
جدول الف-۲۹: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP، با کنترل مواجهه S-H : هندسه (محتوای دوم) ۲۹۸
جدول الف-۳۰: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MRP، با کنترل مواجهه S-H : جبر گسسته (محتوای سوم) ۲۹۹
جدول الف-۳۱: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI، با کنترل مواجهه S-H : حسابان-دیفرانسیل (محتوای اول) ۳۰۰
جدول الف-۳۲: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI، با کنترل مواجهه S-H : هندسه (محتوای دوم) ۳۰۱
جدول الف-۳۳: توزیع خزانهی سؤال بهینه بر اساس روش MTI، با کنترل مواجهه S-H : جبر گسسته (محتوای سوم) ۳۰۲
فصل اول
کلیات پژوهش
کلیات پژوهش
مقدمه
با پیشرفت روزافزون جوامع و لزوم تخصصی شدن فعالیتها، نیاز به اندازهگیری صفات زیربنایی افراد در هریک از مهارتهایشان روزبهروز گسترش مییابد. آزمونها که جزء جداییناپذیر فرایند سنجش و اندازهگیری هستند نیز توجه گستردهای را به خود اختصاص دادهاند. آزمونها به عنوان معیاری برای ورود به مشاغل و مقاطع تحصیلی، تأیید تسلط به مهارتی خاص و ارزیابی دورههای مختلف آموزشی استفاده میشوند. بدین ترتیب شمار زیادی از آزمونها به عنوان فیلترهایی مهم و تأثیرگذار در زندگی و آینده افراد مطرح شدهاند؛ این قبیل آزمونها را آزمونهای سرنوشت ساز[۱] می نامند (وندر لیندن و گلاس[۲]، ۲۰۱۰).
مراکز معتبر ساخت آزمون سالانه هزینههای بسیاری برای ساخت این نوع آزمونها صرف میکنند، به طوریکه گاهی هزینهی ساخت این آزمونها بسیار سنگین و هنگفت میشود، و گاهی آزمونسازان برای کم کردن هزینههای ساخت آزمون، کیفیت سؤالات آن را پایین میآورند. از اینرو، آزمونی که ضعیف ساخته شده باشد نه تنها مفید نیست، بلکه خطرناک نیز است. بنابراین آزمونهای سرنوشت ساز باید به دقت ساخته، اجرا و نمرهگذاری شوند (استوکینگ و سوآن سون[۳]، ۱۹۹۸).
با گسترش کاربرد کامپیوتر در زندگی روزمرهی انسانها، و با ورود سریع کامپیوترهای شخصی در امر آموزش، در سالهای اولیهی دهۀ ۱۹۸۰، بسیاری از فرمهای آزمونهای سرنوشتساز در “مقیاس وسیع[۴]“، به صورت فرمتهای مناسب اجرای کامپیوتری ساخته شدند. اجرای فرمتهای آزمونهای سرنوشتساز به شکل کامپیوتری مزیتهای بسیاری به همراه داشت. یکی از این مزیتها آن بود که قدرت کامپیوترهای مدرن و توانایی آنها برای یکپارچهکردن موقعیتهای چندگانه سنجشی، میتوانست فرمهای جدیدی از سؤالات ایجاد کند تا به موقعیت واقعی محیط زندگی نزدیک شود. کامپیوترها میتوانستند به منظور افزایش دقت آماری نمرهگذاری آزمونها نیز استفاده شوند. همچنین هزینههای اجرایی را نیز کاهش دهند. در اواخر همین دهه بود که سنجش انطباقی کامپیوتری[۵]( CAT) رشد فزایندهای یافت. البته ایدهی این نوع سنجش به آزمون هوش بینه و سیمون (۱۹۰۵) بر میگردد (وندر لیندن و گلاس، ۲۰۱۰). سنجش انطباقی شیوهای از اجرای آزمون است که با سطح توانایی آزمودنی انطباق دارد و هدف عمدهی آن، برازش سطح توانایی هر آزمودنی با سؤالات اجرایی، از طریق انتخاب بهینهی سؤالات از یک خزانه سؤال، به صورت سلسله مراتبی میباشد. همچنین، CAT شیوهای از سنجش است که میتواند دقت بیشتری برای تعیین طول آزمون ایجاد کند و بدون از دست دادن دقت آزمون، طول آن را کاهش دهد (ریکیسی[۶]، ۲۰۱۰). در همان سال های اولیه، سیستم سنجش میکروکت[۷] توسط اتحادیۀ سیستمهای سنجشی[۸] در سال ۱۹۸۴، ایجاد شد و برنامههایی از قبیل آزمونهای گزینش[۹] انطباقی کامپیوتری نیز ساخته شد (ساندز، گاد و کناپ[۱۰]، ۱۹۹۷). اولین کاربرد CAT در مقیاس وسیع، نسخهی کامپیوتری شدهی آزمون استعداد نیروهای مسلح[۱۱] (ASVAB) بود (ون در لیندن، ۱۹۹۶). به دنبال آن، در بسیاری از برنامههای سنجش در مقیاس بزرگ، آزمونهای مداد-کاغذی با CAT جایگزین شدند. برای مثال، نسخهی CAT آزمون GRE و آزمون استعداد شغلی نیروهای مسلح (ASVAB)، هم اکنون در دسترس میباشد. موسسهی ملّی اندازهگیری آموزشی (CITO) در هلند، چندین CAT تا به حال اجرا کرده است؛ مانند، MATCAT، برای تشخیص نقصهای ریاضی در دانشجویان ایجاد شدهاست (CITO، ۱۹۹۹) (ورشور و استریتمن[۱۲]، ۲۰۰۰). TURCAT، مهارت زبان ترکی را به عنوان زبان دوم سنجش میکند (CITO، ۲۰۰۸)، DSLCAT، نیز زبان هلندی را به عنوان زبان دوم سنجش میکند (CITO، ۲۰۰۲) و kindergartenCAT شامل آزمونهایی برای اندازهگیری ترتیب، زبان، توانایی جهتیابی زمانی و مکانی کودکان میباشد (ایگن[۱۳]، ۲۰۰۴). این CATها تقریباً همانند همهی سیستمهای CAT عملیاتی با کاربرد سؤالاتی در خزانه سروکار دارند که بهطور متنوعی توزیع میشوند (ولدکمپ[۱۴]، ورشور و ایگن، ۲۰۰۷). با گذشت بیش از ۲۰ سال از اجرای عملی سنجش انطباقی، CAT، به یک تکنولوژی کامل تبدیل شده است (ریکیسی، ۲۰۱۰).
به دنبال این پیشرفتها بسیاری از مراکز آزمونسازی به ساخت آزمونهای کامپیوتری روی آوردند، تا هم سرعت اجرای و هم دقت اندازه گیری خود را افزایش دهند. از اینرو با پیشرفت بیشتر CAT به مرور زمان مولفههای گوناگون آن شناخته و عوامل تاثیرگذار بر آن شناسایی شدند. به طوریکه اگر به این مولفهها توجه نمیشد،CAT میتوانست بدون آنکه دقت اندازه گیری را افزایش دهد، هزینههای گزافی را به بار آورد. مولفههای اساسی CAT، که به اندازه کافی معروف هستند، عبارتند از، مدلهای نظریه سؤال پاسخ[۱۵] که برای مدرجسازی سؤالات بهکارمیرود، خزانه سؤال[۱۶] مدرج شده[۱۷]، الگوریتم انتخاب سؤال، روش آماری برای جایابی[۱۸] آزمودنی بر روی صفت مکنون توانایی یا برآورد توانایی آزمودنیها، و قواعدی برای اتمام آزمون (واینر، دورانز، ایگنور، فلاگر، گرین، میسلوی، استنبرگ و تیسن[۱۹]، ۲۰۰۰). اخیراً که روشهای CAT، برای سنجشهای سرنوشت ساز، فراوان به کار میرود، مولفههای تعادل محتوایی[۲۰] (چنگ و چانگ[۲۱]، ۲۰۰۹) و قواعد امنیتی مانند کنترل مواجهه سؤال[۲۲] (سیمپسون و هتر[۲۳]، ۱۹۸۵) از اهمیت بسزایی برخوردار شدند. یکی از مولفههای جالب توجه مرتبط به CAT، که مطالب محدودی در مورد آن وجود دارد، مؤلفهی خزانه سؤال میباشد. با اینوجود، ویژگیهای جذاب روانسنجی CAT، در صورتی تحقق مییابد که سؤالات آزمونی که برای اجرا بهکار میروند مناسب باشند. این مجموعه از سؤالات معمولاً خزانهی سؤال نامیده میشود (ریکیسی، ۲۰۱۰).
بیان مسئله
کیفیت خزانهی سؤال، به عنوان یک عامل مهم به منظور افزایش کیفیت اندازه گیری در سنجش انطباقی کامپیوتری (CAT)، در نظر گرفته شده است (فلاگر، ۲۰۰۰؛ جنسما[۲۴]، ۱۹۷۷؛ مکبرید و وایس[۲۵]، ۱۹۷۶؛ ریکیسی، ۱۹۷۶؛ ۲۰۰۳؛ وندر لیندن، ادلاید آریل[۲۶] و ولدکمپ، ۲۰۰۶؛ ولدکمپ و وندر لیندن، ۲۰۰۰؛ اکسینگ و همبلتون[۲۷]، ۲۰۰۴). حتی در همان اوایل دهه ۱۹۷۰ – آغاز پژوهشهای مرتبط با CAT- محققان بهطور ضمنی و یا به صراحت اذعان داشتند که ویژگیهای خزانهی سؤال نقش مهمی در دستیابی به بهترین نتایج ممکن در سنجش انطباقی، خواهد داشت ( مکبرید و وایس، ۱۹۷۶). با این وجود، دستورالعملهای اندکی در مورد چگونگی ساخت خزانههای سؤال با کیفیت بالا، ایجاد شده است (هی[۲۸]، ریکیسی، ۲۰۱۰؛ هی و ریکیسی، ۲۰۱۱).
آنچه مسلم است، این است که افزایش کیفیت خزانهی سؤال، نحوهی عملکرد الگوریتمهای سنجش انطباقی را بهبود میبخشد. بهترین و حتی جذابترین برنامههای سنجش انطباقی، اگر بر اساس خزانهی سؤالات محدود و سؤالاتی که کیفیت ضعیفی دارند، بنا شود، مطلوب نخواهند بود (فلاگر،۲۰۰۰، به نقل از واینر و همکاران). برای محقق کردن بسیاری از ویژگیهای اندازهگیری سنجش انطباقی، خزانه سؤالی که سؤالات از آن انتخاب میشوند، باید شامل سؤالاتی با کیفیت بالا برای سطوح متفاوت مهارت باشد. برخلاف آزمونهای سنتی مداد-کاغذی، که انتخاب سؤالات به نوعی است که بهترین سنجش را برای آزمودنیهایی با توانایی متوسط فراهم میکند، سنجش انطباقی میتواند دامنهی گستردهای از توانایی را پوشش دهد، از اینرو به سؤالاتی با کیفیت بالا برای دامنه گستردهای از توانایی نیاز است. به همین دلیل برای ایجاد خزانههای سؤال در سنجش انطباقی باید به مفروضههای مدل روان سنجیای که زیربنای مدرجسازی، اجرا و نمرهگذاری است، توجه شود. بنابراین تلاش مورد نیاز برای نوشتن خزانهی سؤالات در سنجش انطباقی بسیار بیشتر از آزمونهای مداد-کاغذی است (میلمن و آرتر[۲۹]، ۱۹۸۴). در آزمونهای مداد-کاغذی برای طراحی خزانهی سؤال مناسب، طراحان سؤال هنوز ابزار قدرتمندی برای ساخت سؤالاتی با کیفیت بالا محسوب میشوند (واینر، دورانس، ایگنور، فلاگر، گرین، میسلوی، استنبرگ و تیسن، ۱۹۹۰). در صورتیکه، سنجش انطباقی کامپیوتری، به خزانهی سؤالی نیاز دارد که خوب طراحی شده باشد، و شامل تعداد مناسبی از سؤالاتی باشد که از آن طریق بتوان آزمونهای مجزایی برای هریک از سطوح توانایی آزمودنیها ساخت. یک خزانه سؤال بهینه باید همچنین شامل سؤالاتی با تعادل محتوایی مناسب، که به استفاده بهینهای از سؤال منجر شود و هزینهی ایجاد سؤال را کاهش دهد، باشد (گو[۳۰] و ریکیسی، ۲۰۰۷). بنابر تعریف ریکیسی (۲۰۱۰)، زمانی بهترین خزانه سؤال ممکن یا خزانه سؤال بهینه را خواهیمداشت که هر زمان الگوریتم انتخاب سؤال CAT، سؤالی را برای اجرا جستجو میکند، دقیقاً همان سؤالی که مطلوب و مورد نظر است، در خزانه سؤال موجود باشد. بدین ترتیب، اگر در هر بار انتخاب سؤال، همیشه بتوان به سؤال مطلوبی دست یافت، خزانهی سؤال بهینه خواهد بود (ریکیسی، ۲۰۱۰).
توجه به چندین عامل مهم که با طراحی خزانه سؤال و CAT مرتبط هستند ضرورت دارد. خزانه سؤال بهینه باید بر اساس مولفههای دیگر CAT، یعنی طول آزمون، توزیع مورد انتظار جامعه آزمودنیها، شیوههای برآورد توانایی، شیوههای انتخاب سؤال و نسبتهای مواجهه و همپوشی سؤال هدف تعیین شود، توجه به تمام مولفههای CAT که توسط ریکیسی (۱۹۸۹) تعیین شد، به طور همزمان الزامی است (برگستروم و لانز[۳۱]، ۱۹۹۹). دو شیوهی رایج برآورد توانایی در CAT وجود دارد. “شیوهی برآورد توانایی بیزین[۳۲]” که سؤالاتی را انتخاب میکند که مقدار مورد انتظار واریانس پسین بیزین را کاهشدهد (اوون، ۱۹۶۹). روش بیزین اوون[۳۳] با یک توزیع پیشین توانایی شروع میشود، به صورتی که فرض میکند که آزمودنی عضوی از یک جامعه با یک توزیع مشخص توانایی - با میانگین و واریانس شناخته شده- میباشد. به این روش، “بیشینه دقت پسین[۳۴]” (MPP) نیز میگویند (اوون، ۱۹۷۵). روش دیگری که به طور رایجی بهکار میرود، روش بیشینه درست نمایی (ML) است. در این روش تا آزمودنی حداقل به یک سؤال پاسخ درست یا غلط ندهد، برآورد متناهی از توانایی آزمودنی نمیدهد (وندر لیندن، ۲۰۰۵). همچنین یکی از روشهای رایج انتخاب سؤال در CAT “روش انتخاب سؤال بر اساس بیشینه آگاهی[۳۵]” است. در روش بیشینه آگاهی (MI) سؤالاتی که میزان آگاهی فیشر در برآورد توانایی جدید آزمودنی را بیشینه کند، انتخاب میشوند (براون و ویس[۳۶]،۱۹۷۷). در CAT، سؤالات جدید به طور انطباقی با توجه به برآورد موقتی سطح توانایی آزمودنی بر اساس پاسخ سؤالاتی که قبلاً بر او اجرا شده است، انتخاب میشود (دیوی و پارشال[۳۷]، ۱۹۹۵). این شیوههای انتخاب سؤال میتواند بر نسبت مواجهه سؤال تاثیر گذارد. از اینرو عاملی باید به وجود آید تا این نسبت را کنترل کند. روشهای متعددی برای کنترل مواجهه سؤال وجود دارد، روش کنترل مواجهه سیمپسون-هتر (S-H)، یکی از رایجترین شیوههای انتخاب شرطی سؤال است. در این شیوه به هر سؤال مقدار پارامتر کنترل مواجهه اختصاص داده میشود. این پارامتر بر اساس فراوانی انتخاب سؤال که از طریق شبیهسازیهای متوالی CAT تعیین میشود، به سؤال اختصاص داده میشود. سؤالاتی با فراوانی بالاتر اجرا، پارامتر کنترل مواجهه کوچکتری به آن اختصاص مییابد، که دامنۀ آن بین ۰ و ۱ است (سیمپسون و هتر، ۱۹۸۵). این مباحث که به صورت خلاصه بیان شد، نشان میدهد که چهار هدف اغلب متضاد، در انتخاب سؤال از خزانه در CAT وجود دارد. اول، انتخاب سؤال باید دقت اندازه گیری را از طریق انتخاب آگاهی بیشینه شده یا از طریق دقت پسین سطح توانایی برآورد شده آزمودنی، بیشینه کند. دوم، انتخاب سؤال باید از امنیت خزانه سؤال از طریق محدود کردن میزانی که سؤالات مواجهه خواهند شد، محافظت کند. سوم، انتخاب سؤال باید این اطمینان را ایجاد کند که آزمودنیها، آزمونی با تعادل محتوایی مناسبی را دریافت کردهاند (پارشیال، دیوی و نرینگ[۳۸]، ۱۹۹۸). هدف چهارمی که بیشتر به بهینه شدن خزانه سؤال کمک میکند، اظهار میکند که انتخاب سؤال باید استفاده از سؤال را بیشینه کند، به طوریکه همه سؤالات در خزانه استفاده شوند. بدین ترتیب، مطمئن میشویم که از لحاظ اقتصادی صرفهجویی مناسبی برای طراحی سؤال صورتگرفتهاست (استوکینگ و سوآن سون، ۱۹۹۸). مسائل مربوط به انتخاب سؤال مانند یک بادبادکی میماند که وقتی یک طرف آن را فشار می دهیم طرف دیگر آن متورم شود، یا به عبارت دیگر زمانی که به یک مورد آن توجه میشود، از مورد دیگر آن غافل میشویم (استوکینگ و لوئیس[۳۹]، ۲۰۰۰). بنابراین، خزانهی سؤالی که برای CAT ساخته میشود، باید بتواند به این مولفهها به طور همزمان توجه کند. با این وجود، پژوهشهای اندکی در مورد ساخت خزانهی سؤالی برای CAT که بتواند همهی این مولفهها را وارد کند، وجود دارد.
اولین بار وندرلیدن و بوکویی-تیمینگا [۴۰] (۱۹۸۹) و ون درلیندن (۱۹۹۸) در مورد اتوماتیک کردن ساخت ابزار با بهره گرفتن از تابع آگاهی ابزار هدف به مطالعه پرداختند. بوکویی - تیمینگا در سال ۱۹۹۱، از روش “برنامه ریزی اعداد صحیح[۴۱]” برای محاسبهی تعداد سؤالات مورد نیاز برای فرمهای متفاوت آزمون استفادهکرد. او از رویکرد متوالی که تابع آگاهی آزمون (TIF)، را تحت مدل تک پارامتری لوجستیک (راش[۴۲]) بیشینه میکرد، استفاده کرد. نتایج پژوهشهای او برای اصلاح بانک سؤال موجود استفاده شد (بوکویی – تیمینگا، ۱۹۹۱). نخستین کارها در زمینهی ساخت خزانهی سؤل در CAT مربوط به رونالد فلاگر (۲۰۰۰) میباشد، وی با انجام کارهای کلاسیکی در زمینهی ساخت خزانههای سؤال، نشان داد، برای محقق ساختن بسیاری از مزیتهای اندازهگیری سنجش انطباقی، خزانه سؤالی که از آن سؤالات انتخاب میشوند، باید شامل سؤالاتی با کیفیت بالا برای بسیاری از سطوح متفاوت توانایی باشد. وی اولین الگوی ساخت خزانه سؤال را طراحی کرد (واینر و همکاران، ۲۰۰۰، ص ۳۸).با این وجود، تنها نتیجهای که از طراحی او در مورد ساخت خزانه بدست آمد، این بود که، ” باید بتوان تعدادی کافی از سؤالات در هر طبقهی محتوایی ایجاد کرد، سؤالاتی که بر ویژگیهای آزمونی که قبلاً ساخته شده، مبتنی است” (همان منبع، ص ۳۹). متأسفانه در طرح او هیچ نوع راهنمایی وجود نداشت که نشان دهد، چگونه ویژگیهای آزمون مشخص شود. به این دلیلکه در مورد ویژگیهای مورد نیاز خزانه سؤال برای CAT، راهنماییهای اندکی ارائه شده است، اغلب دیده میشود که برای ایجاد خزانه سؤال، از شیوههایی استفاده میشود که فاقد اصول معینی[۴۳] بوده و تنها در شرایط و بافت خاصی بنا به موقعیت قابلیت کاربرد دارند. برای مثال، وایر، بجورنر و کاسینسکی[۴۴] (۲۰۰۰)، برای ایجاد یک مقیاس CAT با هدف سنجش تأثیر سردرد در افراد، سؤالاتی را از چهار مقیاسی که از قبل موجود بود، جمع آوری کردند و برای کامل کردن آن، تعداد کمی سؤال نوشتند تا خزانه سؤال بزرگتر شود. با این کار ۵۳ سؤال بهدست آمد که تنها مناسب دامنۀ پایین سازهی مورد نظر بود، و برای سنجش دامنههای دیگر این صفت مناسب نبود (ریکیسی، ۲۰۱۰).
در کارهایی که اخیراً برروی CAT صورت گرفته، طراحی خزانه سؤال به صورت جدی مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعات بر روی دو رویکرد عمده مبتنی هستند. رویکرد اول، توسط ولدکمپ و وندر لیندن (۲۰۰۰) ایجاد شده است، پژوهشهای مرتبط با این رویکرد از روش برنامه نویسی ریاضی[۴۵] برای طراحی خزانهی سؤال استفاده میکنند. در این رویکرد فرض میشود که مجموعه بزرگی از سؤالات که “خزانه اصلی[۴۶]” نامیده میشود، از قبل وجود دارد و تنها باید خزانههای قابل استفاده مورد نیاز، از آن انتخاب شود (بلو[۴۷] و آرمسترونگ[۴۸]، ۲۰۰۹؛ وندر لیندن، ادلاید آریل و ولدکامپ، ۲۰۰۶). در این رویکرد از “تست سایه[۴۹]“(STA) برای طراحی خزانه سؤال استفاده میشود، و از ویژگیهای خزانه سؤال موجود به عنوان نقطه شروع استفاده میشود (وندر لیندن و ولدکامپ ،۲۰۰۰). به عبارت دیگر، CAT از طریق رویکرد تست سایه اجرا میشود و تست از طریق برنامهنویسی عدد صحیح خطی دو ارزشی[۵۰] یا برنامهنویسی ۱-۰ سرهم میشود (وندرلیندن، ریس[۵۱]، ۱۹۸۸). بعضی از مطالعات در این رویکرد به هدف طراحی با برنامهریزی اعداد صحیح رسیدند (آریل، ولدکمپ و واندر لیندن، ۲۰۰۴). ولدکمپ و وندر لیندن، ۵ گام برای طراحی الگوی بهینه خزانه سؤال CAT با روش برنامهریزی ریاضی، توصیف کردند (ولدکمپ و وندر لیندن، ۱۹۹۹). در این رویکرد صفات و قیود سؤال مشخص میشوند، و سپس تست بر اساس آنها سرهم میشود. وندر لیندن (۲۰۰۵)، سه نوع از صفات سؤال را از یکدیگر متمایز کرد، کمّی[۵۲] ، طبقه ای[۵۳] و منطقی[۵۴]. صفات کمّی، صفاتی از سؤال هستند که به مقایر عددی سؤال مربوطند. مانند تعداد کلمات، تعداد پاسخهای ممکن، آمارههایی از قبیل مقادیر-p سؤال و پارامترهای IRT، و فراوانی استفادهی قبلی از سؤال. صفات طبقهای، خزانه سؤال را به خرده آزمونهایی از سؤالات با صفت یکسان تقسیم میکنند. مانند طبقهی محتوایی، چارچوب پاسخ سؤالات (برای مثال، پاسخ-باز یا چند گزینه ای)، و استفاده از مواد معین (برای مثال، نمودار یا جدول). صفات منطقی از صفات کمّی و طبقهای متفاوتند، صفات منطقی مشخصات سؤالات یا آزمونهای مجزا نیستند، بلکه صفات دوتایی، سه تایی و غیره سؤالات با یکدیگر میباشد. صفات منطقی شامل روابط ورود و خروج بین سؤالات و آزمونها میباشد. یکی از این روابط خروج این است که اگر سؤالی راهنمای حلّ سؤال دیگری باشد باید در آزمون یکسانی قرار نگیرد. در این رویکرد ویژگیها و صفات تست بر اساس یک تابع هدف[۵۵] که در ارتباط با مجموعهای از قیود[۵۶] خاص بیشینه یا کمینه میشود، محقق میگردد. وندر لیندن توانست با بهره گرفتن از این روش ویژگیهای بهینهی خزانه سؤال را شبیهسازی کند (وندرلیندن، ۲۰۰۵). مزیت این روش این بود که طراح را قادر میساخت تا ویژگیهای پیچیده آزمون را مدل یابی کند. یک مرتبه ویژگیهای سؤالات را تعریف کند و آنها را به عدد تبدیل کند، و سپس نرم افزار ویژهای برای شبیه سازی خزانه سؤال بهینه تعبیه کند. با این وجود، خزانه سؤال طراحی شده با روش برنامهریزی ریاضی به طور گستردهای در انتخاب سؤال به روش تست سایه وابسته است و به دانش زیادی در مورد نرمافزار بهینهسازی ویژه نیاز دارد. همچنین، بسته به روشی که صفات سؤال پارتیشنبندی میشوند، فضای طراحی میتواند بسیار بزرگ شود و فرایند شبیهسازی از لحاظ محاسباتی دشوار شود (گو و ریکیسی، ۲۰۰۷). یکی از محدودیتهای بالقوه این رویکرد آن است که به نرم افزارهای جبر خطی از قبیل CPLEX و LINDO برای بدست آوردن راهحل بهینه نیاز دارد، که کاربرد این روش را اندکی دشوار میکند و ممکن است، کدها و معادلات آن برای اکثریت کاربران دردسترس نباشد، که در این صورت اگر برنامه نیاز به اصلاح و یا تغییر داشته باشد، کنترلی بر آن نداشته باشند و چه بسا این احتمال وجود دارد که همیشه راه حل قابل اجرا و عملی[۵۷] دردسترس نباشد (چانگ[۵۸]، ۲۰۰۷؛ روبین[۵۹] و همکارانش، ۲۰۰۵). همچنین محدودیت دیگر این رویکرد این است که، سؤالات از قبل در خزانه موجود هستند و از روی آنها یک خزانه کوچکتر سرهم میشود (گو و ریکیسی، ۲۰۰۷) و در این رویکرد از ویژگیهای یک خزانهی سؤال موجود به عنوان نقطه شروع استفاده میشود (ریکیسی، ۲۰۱۰). البته استوکینگ و سوانسون (۱۹۹۳)، توانستند با بهره گرفتن از رویکرد برنامهنویسی خطی اعداد صحیح روشی را ایجاد کنند که در آن نیاز به استفاده از تست سایه در طراحی خزانهی سؤال سنجش انطباقی وجود نداشته باشد. این روش برنامهنویسی خطی که به مدل انحرافات وزندار[۶۰] (WDM) معروف است، بهطور گستردهای به عنوان جایگزینی قوی به جای روش تست سایه استفاده میشود (استوکینگ و سوانسون، ۱۹۹۸). این روش در اصل توسط استوکینگ و سوانسون، ۱۹۹۳ به دلیل علاقه و نگرانی آنها در مورد کیفیت ضعیف خزانههای سؤال در سرهم کردن تستهای متوالی در مقیاس بزرگ ایجاد شد. روش WDM به صراحت ویژگیهای آماری و غیر آماری سؤال را با تعادل مطلوبی بین ویژگیهای اندازهگیری و ساختاری در نظر میگیرد. این ویژگیها بهوسیلهی وزنهایی که توسط طراحان تست انتخاب میشود، میتواند در مدل وارد شود. این روش برخلاف روش تست سایه، ویژگیهای محتوایی را به عنوان اهداف[۶۱] نه قیود[۶۲] فرمولبندی میکند. به انحراف از اهداف محتوایی وزن داده میشود و در تابع هدف به همراه فاصلهی آگاهی سؤال از مقدار هدف[۶۳] قرار میگیرد بنابراین، محدودیت وابسته بودن رویکرد برنامهنویسی به روش تست سایه در ساخت خزانههای سؤال سنجش انطباقی با روش WDM برطرف میشود (استوکینگ، سوانسون و پیرمن[۶۴] ، ۱۹۹۳).
رویکرد دوم، رویکرد اکتشافی ریکیسی میباشد (ریکیسی، ۲۰۰۳). او برای برطرف کردن محدودیتهای رویکرد اول، روشی برای ایجاد الگویی برای خزانه سؤال ایجاد کرد، این روش بر اساس روش مونت کارلو[۶۵]، ویژگیهای یک خزانه سؤال بهینه را تعیین میکند (گو و ریکیسی، ۲۰۰۷). این رویکرد برخلاف روش برنامهنویسی ریاضی، بسیار سرراست است. همچنین، در مطالعات گوناگون در مورد طراحی خزانههای سؤال بهینه برای CAT استفاده شده است (ریکیسی، ۲۰۰۳، ۲۰۰۴، ۲۰۰۵؛ ریکیسی و هی؛ ۲۰۰۴، ۲۰۰۹؛ گو، ۲۰۰۷). در این رویکرد، استفاده از برنامهریزی اعداد صحیح کنار گذاشته میشود، و در آن فرض نمیشود که سؤالات از قبل وجود دارند. درعوض، در این رویکرد سؤالات برحسب پارامترهای IRT شبیهسازی میشوند تا با برآوردهای اخیر توانایی مطابقت داشته باشند و میزان آگاهی بهاندازه کافی بهینهای را ایجاد کنند. در روش ریکیسی ابتدا، خزانهی سؤال هدف بر اساس صفات غیر آماری از قبیل محتوا به خزانههای کوچکتری تقسیمبندی میشود، سپس فرایند CAT شبیهسازی میشود، بهطوریکه خزانههای سؤال کوچکتر بهطور همزمان ساخته شوند. شبیهسازی با یک آزمودنی که بهطور تصادفی از توزیع مورد انتظار استخراج میشود، آغاز شده، تا CAT برای این آزمودنی ایجاد شود. هر سؤال به نحوی شبیهسازی میشود که سؤال بهینهای براساس برآورد توانایی اخیر آزمودنی باشد. فرایند مشابهی برای آزمودنی بعدی نیز تکرار میشود، سپس، به همین ترتیب، برای کل نمونهی مورد نظر این فرایند ادامه مییابد و سؤالات برای نمونهی بزرگی از آزمودنیها شبیهسازی میشود و به خزانهی سؤال اضافه میشود، و بدین ترتیب براساس روش (“bin-and-union”)، خزانهی سؤال بهینه ساخته میشود (ریکیسی، ۲۰۰۳، ۲۰۰۴، ۲۰۰۹). برخلاف مسئلهی سرهم کردن[۶۶] خزانهی سؤال در رویکرد اول که در آن یک خزانهی سؤال از یک خزانهی بزرگ[۶۷] دردسترس برطبق ویژگیهای مطلوب سرهم میشود (وندر لیندن، آریل و ولدکمپ، ۲۰۰۶، وندرلیندن، ۲۰۰۵؛۲۰۰۰)، در مسئله طراحی خزانهی سؤال در رویکرد دوم، فرض بر این است که هیچ سؤال واقعی دردسترس نیست. از اینرو، از آنجایی که در عمل نیز، زمانیکه یک خزانهی سؤال طراحی میشود، هیچ سؤال واقعی در دسترس نمیباشد، طبیعتاً طراحی یک خزانهی سؤالی که به این صورت بهینه باشد، هدف مطلوبی میباشد (هی، ریکیسی، ۲۰۱۰). در این رویکرد، امکان کنترل مواجهه بیش از حد و تعادل محتوایی وجود دارد، ولی به اندازهی رویکرد اول نمیتواند موفقتآمیز باشد و چالشهایی را به وجود میآورد. همچنین، تعمیم روش ریکیسی (۲۰۰۳) به مدلهای دو و سه پارامتری با پیچیدگیهایی همراه است (ریکیسی، ۲۰۱۰). از اینرو، تعمیم این رویکرد به مدلهای دو و سه پارامتری تنها در دو پژوهش (گو، ۲۰۰۷ و هی، ۲۰۱۰) مشاهده شده است.
حال سؤال مهمی که مطرح میشود، این است که، برای طراحی یک خزانهی سؤال بهینه چه تلاشی باید صورت گیرد؟. بدیهی است که در طراحی یک خزانهی سؤال ما باید ویژگیهای آماری و غیر آماری سؤال را درنظر بگیریم. برای مثال، توزیع پارامترهای سؤال مطلوب باید چگونه باشد؟ سؤالات موجود در خزانهی سؤال CAT باید چه صفاتی داشتهباشند؟. از طرف دیگر، پرسشهایی از قبیل؛ چه چیزی باعث میشود که اندازهی خزانهی سؤال کافی باشد یا به عبارتی به چند سؤال در خزانه نیاز داریم؟، نیز باید درنظر گرفتهشود. بنابراین، بهطور خلاصه، زمانیکه یک خزانهی سؤال بهینه طراحی میشود، باید حداقل سه عنصر اساسی درنظرگرفتهشود، یعنی، ویژگیهای آماری، ویژگیهای غیر آماری و اندازهی خزانهی سؤال. ویژگیهای آماری شامل پارامترهای سؤال میباشند، ویژگیهای غیر آماری شامل ویژگیهای محتوایی، توزیع کلید و مهارتهای شناختی و غیره میباشند (هی و ریکیسی، ۲۰۱۰).
از آنجا که پژوهشها و مطالعات انجام گرفته در این حوزه، هیچ یک به طور جامع به بررسی تمام مولفهها و مفروضاتی که بر عملکرد CAT تاثیر میگذارد، نپرداختند. و هر یک تنها به مولفهای از CAT برای طراحی خرانه سؤال توجه کردند، جای خالی مطالعهای که بتواند به همهی مولفههای CAT توجه کند و همچنین الگویی مناسبی برای خزانهی سؤال طراحی کند، در ادبیات مربوط به سنجش انطباقی کامپیوتری (CAT) به چشم میخورد. در پژوهشهای مربوط به رویکرد اول، خزانههای سؤال از خزانههای موجود طراحی میشوند و بنابراین هدف اولیهی طراحی خزانهی سؤال را زیر سؤال میبرد. در رویکرد دوم، مولفههای امنیتی CAT برای وارد شدن به شبیهسازی با چالشهایی روبرو هستند، از اینرو، کمتر در پژوهشهای مرتبط با این رویکرد به این مولفهها توجه شده است. همچنین کاربرد این رویکرد در مدلهای دو و سه پارامتری نیز در پژوهشهای اندکی انجام شده و یا در پژوهشهای اخیری بوده است که هنوز بر روی عملکرد خزانههای شبیهسازی شده مطالعهای صورت نگرفته است. ضرورت تلفیق مزیتهای این دو رویکرد، در تحقیقات مربوط به طراحی خزانهی سؤال بهینه در پژوهشهای پیشین هم خاطر نشان شده است (گو و ریکیسی، ۲۰۰۷؛ هی و ریکیسی، ۲۰۱۰)، امّا، تا به حال چنین پژوهشی در ادبیات مربوط به خزانهی سؤال صورت نگرفته است. از اینرو پژوهش حاضر قصد دارد تا از طریق ایجاد مطالعهای عملیاتی و تجربی به همراه مطالعهی شبیهسازیشده و سازمان یافته از کلیّهی این مولفهها با کنترل و دستکاری مولفههای دیگر به ساخت الگویی بهینه برای طراحی خزانهی سؤال CAT، بپردازد، تا بتواند کارکرد سنجشهای انطباقی را بهبود بخشد. روش شبیهسازی در این مطالعه روش مونت کارلو است که به همراه برنامهنویسی ریاضی اعداد صحیح به روش WDM برای وارد کردن ویژگیهای محتوایی، الگوی بهینه طراحی میشود. در این پژوهش، سعی بر این است که، از مزایای رویکرد برنامهنویسی ریاضی در غنیسازی رویکرد اکتشافی ریکیسی استفاده شود، ولی اساس و زیربنای شبیهسازی بر رویکرد اکتشافی ریکیسی (۲۰۰۳) و تعمیم آن به مدلهای دو و سه پارامتری، بنا شده است.
اهمیت و ضرورت مسئله
خزانهی سؤال نقش با اهمیتی در سنجش انطباقی کامپیوتری (CAT) دارد (گو، ریکیسی، ۲۰۰۷). مشخصات خزانه سؤال به منظور بهبود عملکرد CAT بسیار مهم میباشند. نوع طراحی خزانه سؤال بر عملکرد CAT تاثیر میگذارد (ریکیسی، ۲۰۱۰). یکی از مباحثی که اغلب در طراحی خزانهی سؤال نادیده گرفته میشود، این است که چگونه یک خزانهی سؤال به یک روش تجربی و روش نظامدارتری طراحی و گسترش یابد، و به عبارتی ایجاد طرح نظامداری که مطالب اصلی ترکیب بهینهای از سؤالات را با مشخصه های روانسنجی و ویژگیهای محتوایی مورد نظر تامین کند، به چشم نمیخورد. طرحی که به عنوان یک نتیجه و الگوی طراحی خزانه سؤال بتواند به طراحان سؤال کمک کند که نه تنها در نوشتن سؤالات به شکل (چند گزینه ای، پاسخ باز و غیره) آنها و پوشش محتوایی آن توجه کنند، بلکه به مشخصه های روان سنجی مطلوب سؤالات نیز توجه کنند. در این میان طرحی بهینه است که شامل سؤالات مناسبی برای هر کدام از آزمونهای مجزای CAT باشد و ما را قادر سازد تا به سطح مطلوبی از دقت برسیم. همچنین مهمترین عاملی که یک الگوی طراحی سؤال را بهینه میکند این است که شامل سؤالاتی باشد که به خوبی متعادل شده باشند، به طوریکه استفاده بهینهای از سؤال شود و هزینهی طراحی سؤال را به حداقل برساند (گو و ریکیسی، ۲۰۰۷).
فرایند نوشتن سؤالات معمولاً از طریق مشخصاتی که به طور مناسبی برای آزمون تعیین میشود، آموزش داده میشود. به طوریکه صفات محتوایی و توزیعشان را معین میکند. تا حد لزوم شرایط صفات آماری از قبیل دامنه دشواری و ضریب تشخیص را میتوان مشخص کرد، امّا اغلب بسیار دشوار است که به سادگی به این سطح دشواری و ضریب تشخیص مشخصشده برسیم، زیرا مقادیر صفات آماری برای تک تک سؤالات به آسانی پیشبینی نمیشود. با اینوجود در سطح خزانه سؤال، ویژگیهای آماری الگوی ثابتی از همبستگی با صفات محتوایی نشان میدهند. اگر این الگوها استفاده شوند، تلاشهایی که برای نوشتن سؤال صرف میشود به حداقل میرسد. به واسطهی مدل یابی دقیقی که از شیوه CAT صورت میگیرد، مشخصات آزمون برای خزانه سؤال میتواند با شبیهسازی کامپیوتری ایجاد شود تا تعداد سؤالات مورد نیاز به همراه صفات ویژه و مشخصات روانسنجی آنها قابلیت پیشبینی[۶۸] پیدا کند (وندر لیندن، ۱۹۹۹؛ ریکیسی، ۲۰۰۳).
بنابراین، توصیف شیوههایی برای طراحی خزانههای سؤال برای آزمونهای انطباقی کامپیوتری و بررسی اینکه آیا استفاده از این شیوههای طراحی خزانه سؤال کارا میباشند و مزیتهای CAT را از بین نمیبرند، همواره یکی از اهداف مهم در مطالعات مربوط به خزانه سؤال بوده است. از اینرو شیوههایی مورد نیاز است که شبیهسازی کاملی برای CAT ایجاد کند، تا شامل مواردی مانند تعادل محتوایی، کنترل مواجهه بیش از حد سؤالات و روش انتخاب سؤال باشد (ریکیسی، ۲۰۱۰).