فعالية برنامج تدريبي في تعليم STEM لتنمية عمق المعرفة و الممارسات التدريسية و التفكير التصميمي لدى معلمي العلوم أثناء الخدمة

Abstract AR

شهد تعليم العلوم مؤخرا تطورا استمد أصوله من التغير في فهم طبيعة العلم حيث أصبحت النظرة متكاملة لمجالات المعرفة المختلفة مما جعل معلم العلوم أمام تحديات كبيرة تتمثل في مطالبته بتعليم أكثر فعالية و إيجابية و إكساب طلابه مهارات التفكير المختلفة و تدريبهم على ممارسة الاستقصاء و إكسابهم الاتجاهات و الميول و القيم العلمية مما يساعدهم على تطبيق المعرفة العلمية في حياتهم المستقبلية.

وقد أحدثت مشكلة تكامل مجالات المعرفة جدلا واسعا بين التربويين و أدركوا أن التعلم يكون أكثر فاعلية إذا ما ربطت معارف المتعلم و نظمت أفكاره بدقة في صورة متكاملة مترابطة و يرجع الاهتمام بهذا النوع من التعليم التكاملي إلى حركة إصلاحية دعي إليها القادة السياسيون على مستوى العالم وذلك لعلاج الآثار الناجمة عن الركود الاقتصادي اعتقادا بأن وجود الطلاب الدارسين لهذه التخصصات و إعدادهم للمستقبل كمهندسين و علماء و تقنيين سيسهم بشكل كبير في إنتاج الأفكار المبتكرة و التي تؤدي بدورها إلى التنمية الاقتصادية وذلك على اعتبار أن من سيبدأ الدراسة مبكرا في هذه المجالات العلمية و التكنولوجية سيكون مهيأ بشكل أكبر للالتحاق بمهن مستقبلية علمية أفضل و عرف هذا الاتجاه الجديد بتعليم العلم و التكنولوجيا و الهندسة و الرياضيات Science، Technology، Engineering، Mathematics (STEM) (Fan & Ritz، 2014، 9).

و لكي يكون هذا النوع من التدريس فعال يجب الاعتماد علي نوعية متميزة من المعلمين الأكفاء وغير العاديين الذين يملكون من الإمكانات و القدرات التي تيسر لهم بما يكفي التغلب على مجموعة متنوعة من التحديات التي ربما تعترض عملهم و تقف حائلا بين النظرية و التطبيق.

و بطبيعة الحال هناك حاجة ماسة و مستمرة لإدخال تعديلات و تغييرات متواصلة علي هذه الكيفية من عملية التدريس تقود إلى تنفيذ التحولات المنشود تنفيذها بتعليم STEM في مرحلة التعليم الأساسي على المستويات المحلية و القومية (National Research Council، 2011، 19).

لكن الواقع يشير لوجود ضعف ظاهري في عملية إعداد المعلم يلفت الانتباه إلى الأهمية التي تستحق أن تشغلها برامج التطوير المهني المستمر و من المؤلم أن نتائج البحوث تشير إلى أن برامج التنمية المهنية للمعلمين حول STEM بغض النظر عن ندرتها غالبا ما تكون قصيرة و مجزأة وغير فعالة و لا يلبي تصميمها الحد الأدنى من الحاجات الفردية للمعلمين.

و برامج التطوير المهني بمثابة الأدوات الحقيقية لتغيير الممارسات التعليمية التي يتبعها المعلمين.

و لا يعني ذلك أن التنمية المهنية وحدها هي الحل الوحيد لمعالجة أوجه القصور التي تكتنف الأداء الحالي للمعلمين.

و لكنها مجرد حلقة صغيرة في سلسلة كبيرة لتطوير المعلمين بداية من الإعداد المبدئي للمعلم في تخصصه كمدخل أولي لممارسة التدريس و انتهاء بالبحث المنهجي المنظم لإيجابيات و سلبيات عمله (National Research Council، 2011، 21- 22).

فللمعلمين دورا بارزا في تعليم STEM فيجب أن يكون لديهم الدافعية لمعرفة المزيد عن كيفية ارتباط مفاهيم و مبادئ و ممارسات مجالات STEM وأن يكون لديهم فهما جيدا للمعايير التي يتضمنها كل مجال.

فقد أشارت نتائج دراسات (مراد 2014) (أمبوسعيدي و آخرون 2015) إلى انخفاض مستوى معتقدات معلمي العلوم نحو تعليم STEM في محوري المعرفة بماهية STEM و متطلبات التدريس باستخدامه و انخفاض مستوى مهارات الأداء التدريسي للمعلمين لتوظيف مبادئ و متطلبات التكامل بين مجالات STEM في تعليم العلوم الأمر الذي يتطلب ضرورة توعية معلمي العلوم بماهية هذا التعليم و ممارساته التدريسية و تدريبهم على كيفية استخدامه في تعليم العلوم في مرحلة برامج إعداد المعلم بكليات التربية و أيضا في برامج تطويره المهني.

و نظرا للحاجة إلى زيادة مستوى الدقة في الصفوف لجميع الطلاب.

فقد وضعت معايير لجميع المناهج الدراسية.

يتطلب تنفيذ هذه المعايير أدوات عملية لتطوير المناهج و أساليب التقييمات التي تعزز مستويات أعلى من الطلب المعرفي.

وفي ضوء ذلك ظهرت مستويات العمق المعرفي(Depth of Knowledge) لنورمان ويب Webb في عام 1997 وهي أحد الأدوات الأساسية التي يمكن أن يستخدمها المتخصصون لتحليل جوانب المعرفة التي تتطلبها كل من المعايير و الأنشطة المنهجية و مهام التقييم.

وقد طور ويب Webb نموذج العمق المعرفي للمواءمة بين المعايير و عناصر الاختبار في التقييم.

و يصنف هذا النموذج مهام التقييم بمستويات مختلفة من الإدراك أو عمق المعرفة المطلوبة لإكمال المهمة بنجاح (Hess، 2013، 3).

و يرتبط تعليم STEM بالقدرة على استخدام عمليات الاستقصاء العلمي و التصميم الهندسي حيث يعتمد ذلك التعليم على الربط بين مجالات المعرفة الأربعة العلم و التكنولوجيا و الهندسة و الرياضيات لتصميم و تطوير نماذج مختلفة تساعد في حل مشكلات العالم الواقعي.

لذا نما الاهتمام بشكل كبير في العقدين المنصرمين إلى استخدام التفكير التصميمي في البيئات التعليمية من مرحلة الروضة إلى الصف الثاني عشر و رغم هذا النمو لم تعط أهمية للتفكير التصميمي باعتباره مكونا أساسيا في حزمة الأدوات الاحترافية للمعلمين الاهتمام الكافي.

كذلك لم يقدم سوى الحد الأدنى من التوجيه حول كيفية دعم التفكير التصميمي في مجال التعليم و التطوير المهني و المبادئ التوجيهية و أفضل الممارسات اللازمة لتطبيق هذا النهج بنجاح (ديفينتالا و آخرون 2017 5).

لكن في أغلب مؤسسات التعليم العالي العالمية يتم تطبيق التفكير التصميمي حيث أصبح مصطلح التفكير التصميمي جزء من المفردات الشائعة في التصميم المعاصر و التطبيق الهندسي لذا فإن استخدامه الواسع في وصف نمط معين من التفكير التطبيقي الإبداعي يتزايد تأثيره في ثقافة القرن الحادي و العشرين في مختلف فروع المعرفة حيث يشبه نظم التفكير في تحديد منهج معين لفهم المشكلات و حلهاWarman، 2015، 51) (Morris & و بذلك يرتبط تعليم STEM بالقدرة على استخدام مهارات التفكير التصميمي التي تعد منهج جديد لفهم مشكلات العالم الواقعي و العمل على حلها.

وقد أكدت بعض الدراسات منها: (Khadri، 2014) (سليمان 2017) (الدغيم 2017) ضرورة إعداد و تدريب المعلم على التدريس وفق تعليم STEM، و تدريبه على ممارسات استخدامه و ما يتربط به من معارف و ممارسات تدريسية تسهم بدورها في تنمية مهارات التفكير التصميمي لدى المعلمين و من ثم طلابهم.

لذا قامت الباحثة بدراسة استطلاعية هدفت التعرف على آراء موجهي و معلمي العلوم– و عددهم (18) منهم (8) موجها و (10) معلما- حول مستوى أداء معلمي العلوم أثناء الخدمة لبعض ممارسات التدريس وفق تعليم STEM و تحديد مدى تناول برامح تدريب المعلمين لتلك الممارسات و مستويات عمق المعرفة و مهارات التفكير التصميمي.

وقد اتضح من نتائج الدراسة الاستطلاعية ما يلي: - اتفق 83.3 % من معلمي و موجهي العلوم أن نسبة كبيرة من معلمي العلوم لا يتمكنون من ممارسات التدريسية وفق تعليم STEM بدرجة مناسبة.

- اتفق 88.8 % من معلمي و موجهي العلوم أن برامج تدريب معلمي العلوم الحالية لا تتناول ممارسات التدريس وفق تعليم STEM بشكل مناسب يفي بالغرض منها.

- اتفق 88.8% من معلمي و موجهي العلوم أن معلمي العلوم في حاجة لمزيد من البرامج التدريبية حول ممارسات التدريسية وفق تعليم STEM و لا يقتصر الأمر على معلمي مدارس STEM للمتفوقين حيث لابد لجميع معلمي العلوم التدريب على هذا النوع الجديد من التعليم الذي يعتمد على تكامل المعرفة ويهتم بعمليات التصميم الهندسي.

- اتفق 94.4 % من معلمي و موجهي العلوم أن نسبة كبيرة من معلمي العلوم لا يعرفون كيفية تنمية مستويات عمق المعرفة لدى طلابهم من خلال تدريس العلوم.

- اتفق 94.4 % من معلمي و موجهي العلوم أن نسبة كبيرة من معلمي العلوم لا يعرفون كيفية تنمية مهارات التفكير التصميمي لدى طلابهم من خلال تدريس العلوم.

و بناء على ما سبق تتضح أهمية تدريب معلمي العلوم على التدريس وفق تعليم STEM و من خلال نتيجة الدراسة الاستطلاعية و الدراسات السابقة أمكن تحديد مشكلة الدراسة.