فعالية برنامج تدريبي في تعليم STEM لتنمية عمق المعرفة والممارسات التدريسية والتفکير التصميمي لدى معلمي العلوم أثناء الخدمة

 

             کلیة التربیة

        کلیة معتمدة من الهیئة القومیة لضمان جودة التعلیم

        إدارة: البحوث والنشر العلمی ( المجلة العلمیة)

    =======

 

فعالیة برنامج تدریبی فی تعلیم  STEM لتنمیة عمق المعرفة والممارسات التدریسیة والتفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة

 

 

إعـــداد

د/مروة محمد محمد الباز

أستاذ المناهج وطرق تدریس العلوم المساعد

بکلیة التربیة  جامعة بورسعید

 

 

}     المجلد الرابع والثلاثون– العدد الثانی عشر- دیسمبر 2018م {

http://www.aun.edu.eg/faculty_education/arabic

 

مقدمة

شهد تعلیم العلوم مؤخرًا تطورًا استمد أصوله من التغیر فی فهم طبیعة العلم، حیث أصبحت النظرة متکاملة لمجالات المعرفة المختلفة، مما جعل معلم العلوم أمام تحدیات کبیرة تتمثل فی مطالبته بتعلیم أکثر فعالیة وإیجابیة، وإکساب طلابه مهارات التفکیر المختلفة وتدریبهم على ممارسة الاستقصاء، وإکسابهم الاتجاهات والمیول والقیم العلمیة، مما یساعدهم على تطبیق المعرفة العلمیة فی حیاتهم المستقبلیة.

وقد أحدثت مشکلة تکامل مجالات المعرفة جدلًا واسعًا بین التربویین، وأدرکوا أن التعلم یکون أکثر فاعلیة إذا ما ربطت معارف المتعلم ونظمت أفکاره بدقة فی صورة متکاملة مترابطة، ویرجع الاهتمام بهذا النوع من التعلیم التکاملی إلى حرکة إصلاحیة دعی إلیها القادة السیاسیون على مستوى العالم، وذلک لعلاج الآثار الناجمة عن الرکود الاقتصادی، اعتقادًا بأن وجود الطلاب الدارسین لهذه التخصصات وإعدادهم للمستقبل کمهندسین وعلماء وتقنیین، سیسهم بشکل کبیر فی إنتاج الأفکار المبتکرة والتی تؤدی بدورها إلى التنمیة الاقتصادیة، وذلک على اعتبار أن من سیبدأ الدراسة مبکرًا فی هذه المجالات العلمیة والتکنولوجیة سیکون مهیأ بشکل أکبر للالتحاق بمهن مستقبلیة علمیة أفضل، وعرف هذا الاتجاه الجدید بتعلیم العلم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات Science, Technology, Engineering, Mathematics (STEM)  (Fan & Ritz ,2014, 9).

ولکی یکون هذا النوع من التدریس فعال یجب الاعتماد علی نوعیة متمیزة من المعلمین الأکفاء وغیر العادیین، الذین یملکون من الإمکانات والقدرات التی تیسر لهم بما یکفی،              التغلب على مجموعة متنوعة من التحدیات التی ربما تعترض عملهم، وتقف حائلًا بین النظریة والتطبیق. وبطبیعة الحال، هناک حاجة ماسة ومستمرة، لإدخال تعدیلات وتغییرات متواصلة علی هذه الکیفیة من عملیة التدریس، تقود إلى تنفیذ التحولات المنشود تنفیذها بتعلیم STEM،               فی مرحلة التعلیم الأساسی، على المستویات المحلیة والقومیة (National Research Council, 2011, 19).

لکن الواقع یشیر لوجود ضعف ظاهری فی عملیة إعداد المعلم، یلفت الانتباه إلى الأهمیة التی تستحق أن تشغلها برامج التطویر المهنی المستمر، ومن المؤلم أن نتائج البحوث، تشیر إلى أن برامج التنمیة المهنیة للمعلمین حول STEM، بغض النظر عن ندرتها، غالبًا ما تکون قصیرة، ومجزأة، وغیر فعالة، ولا یلبی تصمیمها الحد الأدنى من الحاجات الفردیة للمعلمین. وبرامج التطویر المهنی بمثابة الأدوات الحقیقیة لتغییر الممارسات التعلیمیة التی یتبعها المعلمین. ولا یعنی ذلک، أن التنمیة المهنیة وحدها هی الحل الوحید لمعالجة أوجه القصور التی تکتنف الأداء الحالی للمعلمین. ولکنها مجرد حلقة صغیرة فی سلسلة کبیرة لتطویر المعلمین، بدایة من الإعداد المبدئی للمعلم فی تخصصه کمدخل أولی لممارسة التدریس، وانتهاءً بالبحث المنهجی المنظم لإیجابیات وسلبیات عمله (National Research Council, 2011, 21- 22).

فللمعلمین دورًا بارزًا فی تعلیم STEM، فیجب أن یکون لدیهم الدافعیة لمعرفة المزید عن کیفیة ارتباط مفاهیم ومبادئ وممارسات مجالات STEM وأن یکون لدیهم فهمًا جیدًا للمعاییر التی یتضمنها کل مجال. فقد أشارت نتائج دراسات  (مراد، 2014) (أمبوسعیدی وآخرون، 2015) إلى انخفاض مستوى معتقدات معلمی العلوم نحو تعلیم STEM فی محوری المعرفة بماهیة STEM، ومتطلبات التدریس باستخدامه، وانخفاض مستوى مهارات الأداء التدریسی للمعلمین لتوظیف مبادئ ومتطلبات التکامل بین مجالات STEM فی تعلیم العلوم؛ الأمر الذی یتطلب ضرورة توعیة معلمی العلوم بماهیة هذا التعلیم وممارساته التدریسیة، وتدریبهم على کیفیة استخدامه فی تعلیم العلوم فی مرحلة برامج إعداد المعلم بکلیات التربیة وأیضا فی برامج                   تطویره المهنی .

ونظرا للحاجة إلى زیادة مستوى الدقة فی الصفوف لجمیع الطلاب. فقد وضعت معاییر لجمیع المناهج الدراسیة. یتطلب تنفیذ هذه المعاییر أدوات عملیة لتطویر المناهج وأسالیب التقییمات التی تعزز مستویات أعلى من الطلب المعرفی.  وفی ضوء ذلک، ظهرت مستویات العمق المعرفی(Depth of Knowledge)  لنورمان ویب Webb فی عام 1997، وهی أحد الأدوات الأساسیة التی یمکن أن یستخدمها المتخصصون لتحلیل جوانب المعرفة التی تتطلبها کل من المعاییر والأنشطة المنهجیة ومهام التقییم. وقد طور ویب Webb  نموذج العمق المعرفی للمواءمة بین المعاییر وعناصر الاختبار فی التقییم. ویصنف هذا النموذج مهام           التقییم بمستویات مختلفة من الإدراک أو عمق المعرفة المطلوبة لإکمال المهمة بنجاح                (Hess, 2013, 3).

ویرتبط تعلیم STEM بالقدرة على استخدام عملیات الاستقصاء العلمی والتصمیم الهندسی، حیث یعتمد ذلک التعلیم على الربط بین مجالات المعرفة الأربعة العلم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات لتصمیم وتطویر نماذج مختلفة تساعد فی حل مشکلات العالم الواقعی.

لذا نما الاهتمام بشکل کبیر فی العقدین المنصرمین إلى استخدام التفکیر التصمیمی فی البیئات التعلیمیة من مرحلة الروضة إلى الصف الثانی عشر، ورغم هذا النمو، لم تعطَ أهمیة للتفکیر التصمیمی باعتباره مکوّنًا أساسیًا فی حزمة الأدوات الاحترافیة للمعلمین الاهتمام الکافی. کذلک لم یُقدّم سوى الحد الأدنى من التوجیه حول کیفیة دعم التفکیر التصمیمی فی مجال التعلیم، والتطویر المهنی والمبادئ التوجیهیة وأفضل الممارسات اللازمة لتطبیق هذا النهج بنجاح (دیفینتالا وآخرون، 2017، 5) .

لکن فی أغلب مؤسسات التعلیم العالی العالمیة یتم تطبیق التفکیر التصمیمی، حیث أصبح مصطلح التفکیر التصمیمی جزءً من المفردات الشائعة فی التصمیم المعاصر والتطبیق الهندسی، لذا فإن استخدامه الواسع فی وصف نمط معین من التفکیر التطبیقی الإبداعی یتزاید تأثیره فی ثقافة القرن الحادی والعشرین فی مختلف فروع المعرفة حیث یشبه نظم التفکیر فی تحدید منهج معین لفهم المشکلات وحلهاWarman, 2015, 51)   (Morris &  وبذلک یرتبط تعلیم STEM بالقدرة على استخدام مهارات التفکیر التصمیمی التی تعد منهج جدید لفهم مشکلات العالم الواقعی والعمل على حلها .

وقد أکدت بعض الدراسات منها: (Khadri,2014)، (سلیمان، 2017)،                 (الدغیم، 2017) ضرورة إعداد وتدریب المعلم على التدریس وفق تعلیم STEM, وتدریبه على ممارسات استخدامه وما یتربط به من معارف وممارسات تدریسیة تسهم بدورها فی تنمیة مهارات التفکیر التصمیمی لدى المعلمین ومن ثم طلابهم.

لذا قامت الباحثة بدراسة استطلاعیة هدفت التعرف على آراء موجهی ومعلمی العلوم– وعددهم (18) منهم (8) موجهاً و (10) معلمًا- حول مستوى أداء معلمی العلوم أثناء الخدمة لبعض ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM وتحدید مدى تناول برامح تدریب المعلمین لتلک الممارسات ومستویات عمق المعرفة ومهارات التفکیر التصمیمی.

وقد اتضح من نتائج الدراسة الاستطلاعیة ما یلی:

-        اتفق 83.3 % من معلمی وموجهی العلوم، أن نسبة کبیرة من معلمی العلوم لا یتمکنون من ممارسات التدریسیة وفق تعلیم STEM بدرجة مناسبة .

-        اتفق 88.8 % من معلمی وموجهی العلوم أن برامج تدریب معلمی العلوم الحالیة لا تتناول ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM بشکل مناسب یفی بالغرض منها.

-         اتفق 88.8% من معلمی وموجهی العلوم، أن معلمی العلوم فی حاجة لمزید من البرامج التدریبیة حول ممارسات التدریسیة وفق تعلیم STEM ولا یقتصر الأمر على معلمی مدارس STEM للمتفوقین حیث لابد لجمیع معلمی العلوم التدریب على هذا النوع الجدید من التعلیم الذی یعتمد على تکامل المعرفة ویهتم بعملیات التصمیم الهندسی .

-        اتفق 94.4 % من معلمی وموجهی العلوم، أن نسبة کبیرة من معلمی العلوم لا یعرفون کیفیة تنمیة مستویات عمق المعرفة لدى طلابهم من خلال تدریس العلوم.

-        اتفق 94.4 % من معلمی وموجهی العلوم، أن نسبة کبیرة من معلمی العلوم لا یعرفون کیفیة تنمیة مهارات التفکیر التصمیمی لدى طلابهم من خلال تدریس العلوم.

وبناءً على ما سبق تتضح أهمیة تدریب معلمی العلوم على التدریس وفق تعلیم STEM ومن خلال نتیجة الدراسة الاستطلاعیة والدراسات السابقة، أمکن تحدید مشکلة الدراسة .

مشکلة الدراسة

إن التنمیة المهنیة للمعلمین وتحسین مستوى أدائهم التدریسی یُعد مطلبًا ضروریًا لتحقیق الجودة فی التعلیم, فهناک قصور فی أداء معلمی العلوم لممارسات التدریس وفق تعلیم  STEMحیث یتطلب تدریس العلوم للجیل القادم الاهتمام بمهارات الاستقصاء العلمی والتصمیم الهندسی معًا،  لذا ینبغی إعداد برامج تدریبیة تعیین معلمی العلوم على الارتقاء بمستوى أدائه ومن ثم مستوى طلابهم, لذا تحددت مشکلة الدراسة الحالیة فی السؤال الرئیس الآتی :

ما فعالیة برنامج تدریبی فی تعلیم STEM لتنمیة عمق المعرفة والممارسات التدریسیة والتفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة ؟

ویتفرع من هذا السؤال الرئیس الأسئلة الفرعیة التالیة:

1-      ما ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم                   أثناء الخدمة ؟

2-      ما مهارات التفکیر التصمیمی الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة؟

3-      ما التصور المقترح لبرنامج تدریبی فی تعلیم STEM لتنمیة عمق المعرفة والممارسات التدریسیة ومهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة ؟

4-       ما فعالیة البرنامج المقترح فی تنمیة عمق المعرفة العلمیة لدى معلمی العلوم                   أثناء الخدمة؟

5-      ما فعالیة البرنامج المقترح فی تنمیة الممارسات التدریسیة وفق تعلیم STEM  لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة ؟

6-      ما فعالیة البرنامج المقترح فی تنمیة بعض مهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة؟

أهمیة الدراسة

تفید الدراسة فیما یلی :

1- یمکن أن تمثل الدراسة الحالیة استجابة لتوصیة التربویین بضرورة الاهتمام بتقدیم برامج تنمیة مهنیة لمعلمی العلوم لتحسین مستوى الأداء التدریسی للمعلم فی ضوء تعلیم STEM .

2- إفادة موجهی العلوم من خلال تقدیم قائمة بممارسات التدریس وفق تعلیم  STEMومهارات التفکیر التصمیمی التی تمثل إطار مرجعی یمکن الاستناد إلیه عند تقییم أداء معلمی العلوم فیما یخص تعلیم STEM.

3- إفادة معلمی العلوم أثناء الخدمة, من خلال إلقاء الضوء على الوضع الحالی لمستوى أداءهم لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM  وما یرتبط بها من معارف تربویة, ومحاولة رفع الکفاءة المهنیة لهم فی مجال التخصص.

4- إفادة مخططی برامج تدریب معلمی العلوم أثناء الخدمة من خلال تقدیم برنامج تدریبی فی تعلیم STEM یرتبط بمتغیرات الواقع التربوی المعاصر ومتطلبات التدریب                  المهنی الإلکترونی.

أهداف الدراسة          

1-  تقدیم قائمة بالممارسات التدریسیة وفق تعلیم STEM الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة .

2- تقدیم قائمة بمهارات التفکیر التصمیمی الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة.

3- تصمیم برنامج تدریبی إلکترونی فی تعلیم  STEMلمعلمی العلوم أثناء الخدمة بهدف تنمیة ممارسات التدریس لدیهم وعمق المعرفة المرتبطة بها ومهارات التفکیر التصمیمی.

4- تحدید مدى فعالیة البرنامج التدریبی المقترح فی تنمیة ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM وعمق المعرفة المرتبطة بها ومهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم              أثناء الخدمة.

حدود الدراسة

1-      تطبیق البرنامج التدریبی الإلکترونی على مجموعة من معلمی العلوم بمحافظة بورسعید وعددهم (22) معلماً ممن یعملون بالخدمة.

2-      تطبیق البرنامج التدریبی الإلکترونی فی الفصل الدراسی الثانی للعام 2017/ 2018 لمدة 10 أسابیع من خلال المدونات التعلیمیة المتاحة عبر الإنترنت مجانًا.

3-      بناء اختبار عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM فی مستویات (الاستدعاء/ الانتاج- المهارة/ المفهوم-  التفکیر الاستراتیجی- التفکیر الممتد) .

4-      بناء اختبار مهارات التفکیر التصمیمی فی مهارات (التعاطف- التعریف- تولید الأفکار- النموذج- الاختبار) .

منهج الدراسة

1- المنهج الوصفی التحلیلی Descriptive Research لوصف وتحلیل الأدبیات ذات الصلة بمشکلة الدراسة وإعداد البرنامج التدریبی المقترح وإعداد أدوات الدراسة وتفسیر                ومناقشة النتائج.

2- المنهج التجریبی  Experimental Researchذو تصمیم شبه تجریبی لقیاس فعالیة البرنامج التدریبی کمتغیر مستقل فی تنمیة عمق المعرفة والممارسات التدریسیة ومهارات التفکیر التصمیمی کمتغیرات تابعة.

أدوات الدراسة

1- قائمة بممارسات التدریس وفق تعلیم STEM الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم                أثناء الخدمة.

2- قائمة بمهارات التفکیر التصمیمی الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة.

3- اختبار عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM.

4- بطاقة التقویم الذاتی لأداء ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM لمعلمی العلوم فی ضوء قائمة ممارسات التدریس المعدة سابقاً .

5- اختبار مهارات التفکیر التصمیمی لمعلمی العلوم أثناء الخدمة.

مواد المعالجة التجریبیة

1-  البرنامج التدریبی الإلکترونی فی تعلیم  STEMلمعلمی العلوم أثناء الخدمة.

2- دلیل المتدرب لدراسة البرنامج التدریبی الاإلکترونی.

التصمیم التجریبی

أولاً : متغیرات الدراسة

1- المتغیر المستقل: وهو البرنامج التدریبی فی تعلیم  STEM بما یتضمنه من أنشطة واستراتیجیات تدریب.

2- المتغیرات التابعة:

 أ- أداء ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة .

 ب- عمق معرفة معلمی العلوم للمعارف المرتبطة بتعلیم STEM.

 ج- مهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة .

ثانیاً: مجموعة الدراسة: مجموعة تجریبیة واحدة ذات القیاس القبلی البعدی.

مصطلحات الدراسة

البرنامج التدریبی الإلکترونی      E-Training  Program                              

یعرف إجرائیًا بأنه: خطة تعلیمیة منظمة تتضمن مجموعة من الخبرات والأنشطة والأسالیب التدریسیة الإلکترونیة المتنوعة وضعت بهدف إحداث تغیرات مرغوبة فی الجوانب المعرفیة والمهاریة والوجدانیة لمعلمی العلوم أثناء الخدمة.

تعلیم العلم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEMSTEM Education         

 یعرف تعلیمSTEM  فی الدراسة الحالیة بأنه: نظام تعلیمی یدمج مجالات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات معًا، بحیث تتکامل المفاهیم الأکادیمیة مع العالم الواقعی، ویدرس فیه الطلاب من خلال عملیات الاستقصاء العلمی والتصمیم الهندسی بهدف إنتاج معرفة جدیدة تسهم فی حل مشکلات العالم من حولهم وهو ما یجب تدریب معلمی العلوم على ممارساته التدریسیة لتحسین مستوى أدائهم.

عمق المعرفة                                         Depth of Knowledge

          یُقصد به إجرائیًا: مدى قدرة معلمی العلوم أثناء الخدمة على استدعاء المعلومات والمعارف المرتبطة بمحتوى البرنامج المقترح فی تعلیم STEM واستخدامها فی خطوتین أو أکثر، وکذلک تقدیم الأسباب والخطط وتحدید تتابع الخطوات، واقتراح الخطط والحلول لاکتساب هذه المعرفة العلمیة والتربویة، وتقاس بما یحصلون علیه من درجات فی الاختبار المُعد لذلک. 

الممارسات التدریسیة         Teaching Practices                              

یقصد بها إجرائیًا: مجموعة الأداءات التدریسیة التی یمارسها معلمی العلوم أثناء الخدمة والقائمة على تعلیم STEM بما یتضمنه من ممارسات علمیة وهندسیة، وتقاس بما یحصلون علیه من درجات فی بطاقة التقویم الذاتی المُعدة لذلک.

التفکیر التصمیمی Design Thinking                                                   

یقصد به إجرائیًا : مجموعة العملیات العقلیة التی یمارسها معلمی العلوم أثناء الخدمة، بهدف حل القضایا والمشکلات الواقعیة من خلال ممارسة التخیل والقدرة على تحدید المشکلة وتولید الأفکار الخلاقة وإنتاج النماذج الأولیة واختبارها وتقاس بما یحصلون علیه من درجات فی الاختبار المُعد لذلک.

الإطار النظری والدراسات السابقة

المحور الأول: تعلیم STEM

فی ضوء الاهتمام  بإعداد خریج متنور علمیًا وتکنولوجیًا قادرًا على حل ما یواجهه من مشکلات، کان هناک اهتمام عالمی تحت مسمى  STEM، وهو اختصار لأربعة علوم معرفیة، یدرسها المتعلم وهی:  العلوم، التکنولوجیا، التصمیم الهندسی، الریاضیات، وتتطلب هذه العلوم التکامل والدمج فی تعلیمها وتعلمها، کما أن طبیعة هذه العلوم تتطلب تجهیز بیئات تعلیمیة حقیقیة وواقعیة بحیث تساعد الطلاب على الاستمتاع فی الأنشطة والمشروعات التعلیمیة التی تمکنهم من الوصول إلى المعرفة الشاملة والمترابطة للموضوعات الدراسیة.

وقد تعددت الرؤی والتعریفات حول تعلیم STEM وتم تعریفه من وجهات نظر متعددة ومختلفة کالتالی:

• تعریف STEM کحرکة إصلاح تعلیمی: حیث أشار (Hanover, 2011) أن STEM حرکة إصلاح وتطویر لمجال العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات، حیث یسعى لإعداد جیل متنور ومنفتح الذهن فی تلک المجالات وبما یسهم فی تطبیق المعارف والممارسات المکتسبة لمواجهة التحدیات التی تواجههم فی حیاتهم الیومیة وسوق العمل، من خلال توظیف المدخل التکاملی.
• تعریف  STEM کنظام تعلیمی: حیث یرى (Gonzales & Kuenzi, 2012,3) أن STEM نظام تعلیم وتعلم للعلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات من خلال تضمین الأنشطة التعلیمیة وتوظیفها فی جمیع المراحل التعلیمیة سواء بشکل مقصود ومنظم داخل الفصل الدراسی أو  بشکل غیر رسمی خارج أسوار المدرسة .
• تعریف  STEM کمدخل تدریسی : حیث تُعرفه المؤسسة التربویة بولایة مریلاند بالولایات المتحدة Stem Maryland الأمریکیة STEM أنه مدخل تدریسی یتضمن تکامل المحتوى العلمی للعلوم والهندسة والتکنولوجیا والریاضیات فی ضوء عدة معاییر ومؤشرات للأهداف والأنشطة واستراتیجیات التدریس، بغرض تنمیة قدرة المتعلمین على الاستقصاء العلمی وممارسة التفکیر المنطقی الإبداعی، واکتساب وأداء مهارات القرن الواحد والعشرین فی المواقف التعلیمیة المختلفة )أبو علیوة، 2015، 76).
• تعریف  STEM کأسلوب تعلم قائم على المشکلة: حیث یُعرفه(Moore, et al, 2014, 38)   أنه أسلوب تعلم القائم على حل المشکلة من خلال التطبیق العملی لتدریس العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات ویستخدم المنهج متعدد التخصصات لتطویر مهارات التفکیر الناقد وحل المشکلات وتسهیل الابتکار ویستخدم تطبیقات من العالم الحقیقی کأساس للأنشطة المستخدمة حیث یتعلم الطلاب کیف أن مهارات حل المشکلة والإجراءات العلمیة تنطبق على مواقف الحیاة الیومیة بهدف جعل الطلاب یستمتعون فی مجالات STEM ویحسنون من کفاءتهم فی هذه المجالات.

وعلى الرغم من اختلاف الرؤی والتعریفات حول تعلیم STEM إلا أنها تتفق جمیعًا على ضرورة وجود تکامل فی أربعة فروع معرفیة هی العلم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات وأن یتم ذلک من خلال منهج تکاملی ومداخل تدریسیة وأنشطة تعلیمیة متکاملة ومرتبطة بالعالم الحقیقی.

ویمکن تعریف تعلیمSTEM  فی الدراسة الحالیة بأنه نظام تعلیمی یدمج مجالات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات معا، بحیث تتکامل المفاهیم الأکادیمیة مع العالم الواقعی، ویدرس الطلاب من خلال عملیات الاستقصاء العلمی والتصمیم الهندسی بهدف إنتاج معرفة جدیدة تسهم فی حل مشکلات العالم من حولهم.

مبررات التوجه نحو تعلیم STEM

أشارت دراسات(MSTe Project, 2001,1)،(أبو علیوة ،2015، 98)،                      (مراد، 2014،24) إلى عدد من مبررات الأخذ بنظام تعلیم STEM لتکامل العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات، منها:

1. إن کثیرًا من المناهج الحالیة مازالت تعتمد على فلسفة العلم للعلم، وتقدم الحقائق العلمیة فی صورة مجزأة ، وتفتقر لمهارات التفکیر، وفهم العلاقة التبادلیة بین العلوم والتکنولوجیا والریاضیات فی إطار مفاهیمی تکاملی.
2. وجود أوجه قصور عدیدة فی تعلیم العلوم والریاضیات، فقد أکدت وزارة التربیة والتعلیم على أن ترتیب تلامیذ مصر متدنی فی اختبارات (الاتجاهات الدولیة فی دراسة الریاضیات والعلوم Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS))، فقد حصلت عامی 2003 ، 2007 على ترتیب متأخر فی الریاضیات والعلوم بالنسبة للدول المشارکة، وکان أداء الغالبیة العظمى من التلامیذ فی مادتی العلوم والریاضیات منخفضًا.
3. مناهج العلوم تفتقر إلى مهارات القرن الحادی والعشرین، ومن أهمها مهارات التکنولوجیا، والتی غالبًا ما یکتسبها الطلاب بشکل غیر رسمی من خارج المدرسة، کما تعانی قصورًا واضحًا فی إعداد الطلاب للحیاة والعمل.
4. ضعف مستوى التلامیذ فی مجالی العلوم والریاضیات، وافتقاد الخریجین للمعارف الأساسیة فی العلوم والتکنولوجیا. وهذه المعارف والمهارات مطلبًا أساسیًا لتکوین رأس المال المعرفی والمشارکة الفاعلة فی مجتمع المعرفة.
5. برامج التنمیة المهنیة ضعیفة وغیر قائمة على الاحتیاجات الفعلیة للمعلمین، والاعتماد على طرق التدریس التقلیدیة حیث یعتبر المعلم هو المصدر الوحید للمعرفة، وهذا لا یتناسب مع طبیعة التعلم القائم على الاستقصاء والاکتشاف.

أهمیة تعلیم STEM

یُعدُّ  تعلیم STEM موضع الاهتمام الأساسی للمنافسات الدولیة فی مجال التعلیم، واکتساب المهارات التکنولوجیة التی تُمثّل مطلباً أساسیاً لسوق العمل العالمی، وترجع أهمیة تعلیم STEM إلى أنه یساعد على (Michelsen& Sriraman, 2009, 236), (Bryan& Fennel, 2009, 405)، (Carnegie Science Center, 2015)،                         (السعید والغرقی،2015، 145)، (رزق، 2015، 93) :

-     اشتراک الطلاب فی تجارب تعلیم STEM الأصلیة من خلال ربطهم مع العاملین فی هذه المجالات، سوف یساعد على زیادة حماسهم وإثارتهم وتطویر الفضول لدیهم لمعرفة العالم کیف یعمل، وتساعدهم أیضا على رؤیة أن المشارکة فی تعلیم العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات وسیلة لتولید أفکار جدیدة یمکن أن تؤدی إلى وظائف من شأنها أن تسهم فی نوعیة الحیاة .

-     إنتاج قوة بشریة قادرة على المنافسة العالمیة، وسیکون هناک باستمرار أجیال متعاقبة من العلماء والمهندسین والتقنیین القادرین علی إنتاج أفکار جدیدة وتطبیقها بما یتناسب مع متطلبات القرن الحادی والعشرین.

-     التصدی إلى ضعف مخرجات تدریس الفروع الأربع بشکل فردی باستخدام مدخل متعدد التخصصات، مما یسهم فی معالجة سلبیات مداخل التعلیم الأخرى وأوجه قصورها وتحقیق وحدة المعرفة.

-     یتیح فرصة التعلم من خلال تطبیق الأنشطة العلمیة التطبیقیة، والتکنولوجیة الرقمیة، وأنشطة الاکتشاف، والخبرة الیدویة، وأنشطة التفکیر العلمی والمنطقی والابتکاری واتخاذ القرار.

-      یسهم فی تحقیق التعلم المستمر مدى الحیاة، والتربیة من أجل تحقیق التنمیة المستدامة.

-      المساهمة فی طرح طرق واستراتیجیات جدیدة لتدریس العلوم وتحقیق تکامل جوانب المعرفة العلمیة، والمهارات العملیة التطبیقیة.

-     یعمل على تطویر مهارات وقدرات المعلم وتحویله إلى التدریس الفاعل فی ضوء متطلبات التعلم الحدیث.

-     یؤهل الطلاب الموهوبین علمیاً للاستمرار فی المسار العلمی وإطلاق مواهب الطلاب فی الإبداع، والحصول على براءات اختراع لمنتجات قاموا بابتکارها وبناء الاتجاهات الإیجابیة من خلال المعارض والمسابقات العلمیة والمسابقات العالمیة للإبداع، وزیادة الفترة الزمنیة لتعلیم وتعلم وتطبیق المواد العلمیة من خلال برامج ما بعد المدرسة.

-     تنظیم وتنسیق الخبرات التعلیمیة المقدمة للطالب بطریقة تساعده على تحقیق نظرة موحدة ومتسقة لأی موضوع من موضوعات المنهج وتساعده أیضًا على أن ینمو کلیًا مع ربط المفاهیم الدراسیة بالجوانب التطبیقیة ویتم ذلک من خلال تضمین مدخل STEM فی مناهج العلوم.

-     اکتساب الطلاب أنماط من التفکیر، کما إنه یعد الطلاب للتعامل مع القضایا الیومیة بحکمة مثل التعامل مع قضایا الرعایة الصحیة وحمایة البیئة، وهذا یزید بدوره من دافعیة الطلاب لدراسة الریاضیات والعلوم؛ حیث یتعامل الطلاب مباشرة مع تطبیقات العالم الحقیقی.

التدریس الفعال فی تعلیم STEM

یشیر مجلس البحث الوطنی بالولایات المتحدة الأمریکیة (National Research Council, 2011, 18) إن التدریس الفعال هو "التدریس الذی یحقق أقصی فائدة محتملة، وفی وقت مبکر، من المیول والخبرات التی یملکها الطلاب، وهو التدریس الذی یحدد معارفهم الحالیة ثم یبنی علیها، ویوفر لهم خبرات جدیدة تشرکهم بجدیة، فی ممارسات علمیة حقیقیة، تحقق               لهم تطلعاتهم.

حیث التدریس الفعال هو الذی یدمج الطلاب، فی الممارسات التعلیمیة ذات الصلة بتعلیم العلوم والریاضیات والهندسة، والتکنولوجیا طوال فترة دراستهم لتلک التخصصات. ویحرص المعلم الفعال علی استغلال جمیع ما یعرفه حول مستویات الفهم التی بلغها الطلاب، فی مساعدتهم على تطبیق هذه الممارسات علی أرض الواقع. وبتلک الطریقة، یتمکن الطلاب، بصورة تدریجیة ومتتابعة، من تعمیق مستویات فهمهم، لجمیع الأفکار الأساسیة الواردة فی التخصصات العلمیة ذات الصلة بتعلیم STEM، ولجمیع المفاهیم المشترکة التی تتقاسمها تخصصات العلوم والریاضیات والهندسة.

وبذلک، یجری استثارة حب الاستطلاع فی نفوس الطلاب، وحثهم على الانهماک فی البحث عن إجابات لعدد من الأسئلة التی تدور حول العوالم المادیة والطبیعیة. وبذلک یکتسبون الخبرة المطلوبة بالطرق البحثیة التی یسلکها العلماء فی إجراء بحوثهم العلمیة حول نفس الأسئلة، وتساعدهم فی إیجاد إجابات علیها. ویتوجب علی الطلاب، فی الصفوف الدراسیة بمرحلة التعلیم الأساسی، تنفیذ الاستقصاءات العلمیة، ومشاریع التصمیم الهندسی ذات الصلة بالأفکار الأساسیة فی تخصصاتهم الدراسیة، بحیث یصبحون، عند انتهاء دراستهم الثانویة، على درایة أکثر عمقًا بالأفکار الأساسیة فی مجالات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات، ویکون قد أتیح لهم فرصة کافیة لتطویر هویاتهم الخاصة وشخصیاتهم کمتعلمین بـ STEM، وبما یزودهم بقدرة قویة علی تنفیذ الممارسات ذات الصلة بمجالات العلوم، والریاضیات، والهندسة , et al. 2011, 29) Young).

العناصر الرئیسة فی الممارسات التدریسیة وفق تعلیم STEM                                              

هناک عدد من العناصر والممارسات التدریسیة التی یجب أن یلتفت معلمو  STEMوصانعو السیاسات لضمان نجاح تعلیم STEM کالتالی(National Research Council, 2011, 19-23):

1. توافر مجموعة متماسکة ومتوافقة من المعاییر والمناهج الدراسیة:

   إن البیانات المتاحة من الدراسات الدولیة المقارنة TIMSS، ترجح أن هذه النتائج المتراجعة، ترجع إلى الاختلافات الکبیرة بین طبیعة المعاییر، والمناهج الدراسیة، والکتب المدرسیة، فی النظام التعلیمی فی الدول المختلفة.

  فلابد من العمل فی مشروع وضع معاییر أساسیة ومشترکة لتعلیم الریاضیات، وکذلک فی مشروع الإطار المفاهیمی لمعاییر تعلیم العلوم الجدیدة، والتحرک الفاعل نحو إقرار واستحداث وتطویر، مناهج دراسیة جدیدة، تقدم معالجة جیدة لأهم الموضوعات، وترکز أکثر على تنمیة تطویر کفایات الطلاب فی تخصصات الریاضیات والعلوم.

ومن المأمول فیه أیضًا، أن تتیح الجهود المبذولة فی سبیل اعتماد هذه المعاییر المشترکة، فرصة قویة للترکیز علی الکیفیة التی یجری بها إعداد المعلمین وتطویرها، وإتاحة فرص کافیة أمامهم للتطور المهنی، وبخاصة فی المواد الدراسیة ذات الصلة بعملهم. حیث أظهرت کثیر من نتائج الأبحاث أنه کلما ارتفع مستوى المعلمین وتأهیلهم للتعامل مع منهج الریاضیات والعلوم، کلما انعکس ذلک نتائج الاختبارات التی یحققها طلابهم.

1. الاستعانة بمعلمین من ذوی القدرة العالیة على التدریس فی مواد تخصصهم:

لکی یکون المعلم فعال فی أداء الأدوار المأمولة منه، فإنه بحاجة إلى معرفة محتوى المادة الدراسیة، وامتلاک حد أدنى من الخبرة فی تدریس هذا المحتوى، ومن المؤسف أن نتائج کثیر من البحوث العلمیة تؤکد افتقار معظم معلمی العلوم والریاضیات لهاتین الحاجتین، وبالتالی فإنهم غیر مؤهلین لتلبیة الآمال المعقودة علیهم. فعلى سبیل المثال، فی جمیع المدارس الإعدادیة والثانویة، توجد نسب عالیة، من المعلمین غیر المتخصصین، الذین یتولون تدریس مقررات العلوم والریاضیات بالرغم من عدم حصولهم علی رخصة معتمدة لتدریس تلک المواد، ولم یکتسبوا الخبرة التدریسیة المناسبة التی تؤهلهم لتدریس تلک المواد أو إحدى المجالات ذات الصلة بها، سواء فی مرحلة دراستهم الجامعیة أو بعدها. وقد وجدت إحدى الدراسات الحدیثة التی رکزت علی البرامج الجامعیة لإعداد المعلم، أن معلمی المرحلة الابتدائیة غیر المتخصصین یعهد إلیهم بتدریس اثنین علی الأقل من مقررات الریاضیات. وربما یرجع هذا الوضع إلى النقص فی أعداد المعلمین، ولکنه یترک انعکاسات سلبیة خطیرة، أهمها عدم شعور المعلمین بالراحة الکافیة، وعدم توافر فرص کافیة للاستعداد لتدریس المحتوى المطلوب.

1. وجود نظام داعم للتقییم والمحاسبة عن المسئولیة:

إن نظم التقییم الحالیة تحد من قدرة المعلمین على الاستعانة بطرق تدریس تعزز تعلم الطلاب للمحتویات والممارسات التعلیمیة العلمیة والریاضیة. ففی مجال الریاضیات، لا یخفى أنه منذ البدء فی تنفیذ قانون "لا یترک طفل فی الوراء" (No Child Left Behind Act (NCLB))، تحول المعلمون بعیدًا عن استخدام نظم تقییم الأداء المعقدة، واتجهوا إلى الاعتماد علی نظم التقییم القائمة على عناصر الاختیار من متعدد.

وقد أوصت إحدى اللجان السابقة بمجلس البحوث الوطنی، بأن أی نظام ناجح لتقییم العلوم، یجب أن یکون قائمًا علی معاییر دقیقة، ومستند إلى مجموعة متماسکة ومتجانسة من الطرق. وهذا التجانس یأخذ شکلین، أولهما هو التجانس الأفقی، وفیه یجری المواءمة بین المناهج الدراسیة وطرق التدریس ونظم التقییم من ناحیة، مع المعاییر الموضوعة من ناحیة أخرى، ویسعى هذا الشکل إلى تحقیق نفس أهداف عملیة التعلم، والعمل المشترک لدعم نمو الطلاب، والارتقاء بوعیهم العلمی.

أما الشکل الثانی فهو التجانس العمودی، وفیه یتم بناء جمیع مکونات النظام التعلیمی- بما فیها الفصول الدراسیة، والمدارس، والمنطقة التعلیمیة، والسلطات المختصة الأخرى- تبعا لرؤیة مشترکة للأهداف والغایات المنشودة من تعلیم العلوم، وأغراض التقییم واستخداماته، وعناصر الحکم علی الأداء الکفء. وبذلک ینشأ النظام التعلیمی متماسکًا من الناحیة التنمویة والتطوریة، لأنه یأخذ فی الاعتبار الکیفیة التی یتطور بها الفهم العلمی للطلاب مع مرور الوقت، ومحتوی المعارف العلمیة، والقدرات ومستویات الفهم المطلوبة للتعلم والتقدم فی کل مرحلة من مراحل العملیة، إلى المرحلة التی تلیها.

وأی نظام داعم لمبدأ المحاسبة عن المسئولیة، یجب أن یرکز، لیس فقط على نتائج الطالب، ولکن أیضا على الممارسات التعلیمیة التی یتبعها المعلم فی عمله. فمثلا بأکادیمیة إلینوی للریاضیات والعلوم (IMSA)، تستخدم ثلاث طرق مختلفة وهی:

• فی کل فصل دراسی، وفی کل مادة دراسیة لکل معلم، یستکمل الطلاب بالأکادیمیة استبیانًا، یشمل أسئلة حول مدى تحقیق الهدف من وجهة نظرهم.
• یقوم أعضاء هیئة التدریس، المدربون علی تدوین الملاحظات، بإجراء زیارات متکررة داخل الفصول الدراسیة، لقیاس معدل الاستخدام الفعلی لطرق البحث العلمی القائمة على الاستفسار والاستقصاء.
• یقوم المراجعون الخارجیون بتقییم قسمین أو ثلاثة أقسام کل عام، لتحدید إلى أی مدى ترکز عملیتی التعلیم والتعلم بالأکادیمیة علی "الاستقصاء العلمی وحل المشکلات".

1. إتاحة وقت کاف للتدریس

  أحدث قانون "لا یترک طفل فی الوراء" (No Child Left Behind Act (NCLB))، تغییرًا ملحوظًا فی الوقت المخصص لتدریس العلوم والتکنولوجیا، والهندسة، والریاضیات فی مناهج مرحلة التعلیم الأساسی. ففی المدرسة الابتدائیة، أصبح الترکیز مُنصب تعلیمیًا على تدریس الریاضیات وفنون اللغة الإنجلیزیة، لأن هذه المواضیع یتم اختبار الطلاب فیها سنویًا، فی إطار نظام المساءلة الحالی. وقد أقرت المدارس الابتدائیة - تبعا لبیانات إحدى الدراسات المسحیة- بتخصیص 178 دقیقة أسبوعیًا، فی المتوسط، لتعلیم العلوم، و323 دقیقة لتعلیم الریاضیات، و503 دقیقة لتعلیم فنون اللغة الإنجلیزیة. وبالتدقیق فی محتوى هذه الدراسة وبیاناتها، یتبین أن 28٪ من المناطق التعلیمیة، أقرت بخفضها لحجم الوقت المخصص لتدریس العلوم فی المدارس الابتدائیة، بمتوسط لا یقل عن 75 دقیقة فی الأسبوع الواحد، بتلک المناطق. وفی المقابل، أفادت 45% من المناطق التعلیمیة بزیادة حجم الوقت المخصص لتعلیم الریاضیات فی المدارس الابتدائیة، بمتوسط لا یقل عن 89 دقیقة فی الأسبوع الواحد.

وعمومًا، إن النقص المتزاید فی الوقت المخصص لتدریس العلوم، یثیر قلق المختصین، لأن بعض البحوث تشیر إلى ضرورة رفع مستویات اهتمام الطلاب بالمهن العلمیة، وضرورة البدء فی ذلک انطلاقًا من سنوات الدراسة بالمرحلة الابتدائیة.

1. إتاحة فرص متکافئة أمام جمیع الطلاب للحصول علی تعلم عالی الجودة:

أشارت نتائج البحوث العلمیة، إلى الفجوات الموجودة فی معدلات التحصیل، بین الطلاب لأسباب تتصل بالنواح الاجتماعیة والاقتصادیة، وغیرها من العوامل المدرسیة والصفیة مثل عدم توفیر بنیة تحتیة ملائمة بالمعامل وعدم تیسیر استعمالها، وعدم توفیر الموارد والمصادر العلمیة وإتاحتها للجمیع، إن هذه العوامل تعرقل تعلم العلوم والریاضیات فی أوساط الطلاب المنتمین إلى أسر مختلفة، وتصنع بینهم فوارق تعلیمیة، مثل الفوارق فی إمکانیة التواصل مع المعلمین المؤهلین والقادرین علی تزویدهم بتدریب جید، والفرص المتاحة لمتابعة وتطویر القدرات والمهارات فی الصفوف الدراسیة المبکرة. ولا یخفی أن تلک الفوارق، وخاصة فی مجال العلوم والریاضیات، تخلف ورائها انعکاسات سلبیة، تتراکم عامًا وراء الآخر، وتظهر تدریجیًا مع انتقال التلامیذ من صف إلى آخر بمرحلة التعلیم الأساسی، وهذه المسألة فی غایة الخطورة لأن العلوم والریاضیات بالذات هی المدخل الحقیقی لأی تفوق أکادیمی.

   ویمکن معالجة بعض من هذه السلبیات بأسالیب متعددة. فإیجاد سیاسات عادلة، مثلا، تکفل توظیف معلمین جرى إعدادهم إعدادًا جیدًا، وتوزیعهم بصورة عادلة علی جمیع الفصول الدراسیة، قد یسهم فی معالجة الخلل الناتج عن إشکالیة صعوبة الاتصال بالمعلمین المؤهلین، والتی تستشری بین جمیع الطلاب الأغنیاء أو الفقراء علی حد سواء.

التطویر المهنی لمعلمی STEM

  ویشیر (National Research Council, 2013, 22-25)إلى عدد من المؤشرات المهمة لتحقیق نجاح ملموس فی تعلیم STEM  وهی مرتبطة بالتطویر المهنی للمعلمین والقادة  وتتمثل فی :

1. مستوی معرفة معلمی العلوم والریاضیات بالمحتوى الدراسی:  حیث الهدف الرئیس لهذا المؤشر هو قیاس عمق فهم المعلمین واستیعابهم للمحتوى الدراسی الذی یدرسونه، ومدى توافر حد أدنى من المعرفة لدیهم بالأدوات والأسالیب اللازمة لبلوغ التدریس الفعال.

فیجب أن یتوافر حد أدنى لدى المعلم من المعرفة بالمحتوى الدراسی واستراتیجیات التعلیم والتعلم الفعالة، ویجب علیه دمج المحتوى وطرق التدریس سویًا، ومزجهم بطریقة تعکس فهمه العمیق "للکیفیة التی یتطور بها تعلم الطلاب فی تخصص ما، وأنواع المفاهیم الخاطئة ونماذجها التی قد تنشأ لدیهم، والاستراتیجیات المثلى للتعامل مع احتیاجاتهم المتنامیة من فترة عمریة لفترة عمریة أخرى" (National Research Council, 2010, 73) الدرجات العلمیة التی ینالها المعلم، والمقررات الدراسیة التی یتلقاها بعد التحاقه بالکلیة، غالبًا ما ینظر إلیها کدلیل مادی علی امتلاکه الحد اللازم من المعرفة بمحتوى منهج العلوم أو الریاضیات. وترى بعض الجهات التعلیمیة أن من الخطأ الاکتفاء بذلک، بل یجب استنباط مقاییس أخرى، أکثر قوة، تعینها على تعرف المعلم الکفء من دون غیره، لذا هناک حاجة ماسة إلى مزید من البحوث، التی توفر مقاییس، تقیس بصورة مباشرة، المستویات المعرفیة للمعلمین فی تخصصات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات المدرجة بتعلیم STEM، وکذلک مقاییس، تقیس قدرات المعلمین على الدمج بین معرفة المحتوى والارتقاء بمستویات الفهم والتفکیر لدى الطلاب.

1. مشارکة المعلمین وانخراطهم فی أنشطة التطویر المهنی ذات الصلة بتعلیم  STEM.

یهدف هذا المؤشر لقیاس مستویات مشارکة المعلمین وانخراطهم فی نشاطات للتطویر المهنی فی تخصصی العلوم والریاضیات، على أن تکون تلک النشاطات عالیة الجودة، ومستندة إلى بحث علمی قوی. وعلى الرغم من أن البحث العلمی لم یقدم إجابات جامعة فی شأن مسألة التطویر المهنی، إلا أن هناک إجماع واسع بین الباحثین على أن الحکم على إحدى نشاطات التطویر المهنی بأنها عالیة الجودة، یلزمه أن تتوافر بها عدد من الخصائص الرئیسة، وهی:

أ‌-       أن یرکز النشاط على تطویر قدرات المعلمین والارتقاء من معارفهم وإمکاناتهم اللازمة لتدریس المحتوى والمادة الدراسیة نفسها.

ب‌-     أن یتناول الأعمال الصفیة للمعلمین، ویعالج المشاکل التی یواجهونها فی السیاق المدرسی.

ت‌-      أن یوفر أمام المعلمین فرص متعددة ومستدامة للتعلم، خلال فترات زمنیة متقطعة (National Research Council, 2011, 21).

 ولا یخفى أن التحدیات المتصلة بتدریس العلوم والریاضیات، والمشکلات الخاصة بجودة برامج التطویر المهنی المقدمة للمعلم، هی مشکلات متنوعة، وتتباین من صف لآخر، ومن مادة لأخرى. ومن المعروف أن، من الأهداف المرغوب فیها دائما فی کل نشاطات التطویر المهنی، أن یکون محتوى برنامج التطویر المهنی المقدم للمعلمین العاملین فی مدارس STEM، ثریا وملیئا، بالممارسات والتدریبات ذات الصلة، وترکز على الارتقاء بمعرفتهم بمحتوى المادة الدراسیة التی یتولون تعلیمها لطلابهم. کما یجب استنباط أنواع جدیدة من التقییمات بجانب الاختبارات التقییمیة فی الریاضیات والعلوم، بما یتیح الفرصة للربط بین البیانات المتواترة عن معدلات تحصیل الطلاب من جهة، ومستویات مشارکة المعلمین فی برامج التطویر المهنی.

1. مشارکة قادة التدریس فی نشاطات وبرامج التطویر المهنی، لخلق ظروف مدرسیة مواتیة، لتعزیز التعلم STEM.

 یهدف هذا المؤشر إلىإیجاد الظروف المدرسیة الجیدة التی تحفز الطلاب نحو التعلم وتحسین مستویاتهم التحصیلیة. من خلال مشارکة مدیری المدارس فی نشاطات وبرامج التطویر المهنی، عالیة الجودة، وأثر ذلک فی مساعدتهم على خلق هذه الظروف المدرسیة المأمولة، فقد أظهرت الأبحاث أن بعض النواح المتصلة بالسیاق المدرسی لها تأثیر علی عملیة التدریس لا یقل عن التدریس المتصل بالمؤهلات التی یحملها المعلمین ((DeAngelis & Presley, 2011, 85; McLaughlin& Talbert, 2006, 16) . فهناک خمسة عناصر مشترکة لها صلة وثیقة بتحسین نتائج الطلاب (Bryk et al., 2010, 18)، وهی:

أ‌-       القیادة المدرسیة کدافع للتغییر.

ب‌-     الإمکانات المهنیة لأعضاء هیئة التدریس بالمدارس.

ت‌-     تواجد علاقات قویة مع أولیاء الأمور ومؤسسات المجتمع.

ث‌-     توافر مناخ تعلیمی مرتکز على الطالب.

ج‌-      تعزیز برامج التوجیه والارشاد التعلیمی للمعلمین.

وتعد القیادة المدرسیة القویة أمرًا حیویًا لتهیئة الظروف والثقافات المدرسیة لدعم نجاح الطلاب وتعلمهم فی جمیع المواد الدراسیة، وینبغی على المناطق التعلیمیة أن تزود قادة التدریس بفرص قویة لتعزیز تطورهم المهنی، وبشکل یساعدهم على إنتاج الظروف المدرسیة الملائمة التی تعزز من مستویات التحصیل التی یحرزها کل طالب.کما یجب الملائمة بین محتوى برنامج التطویر المهنی من جانب، والطبیعة الخاصة التی تتسم بها تخصصات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات المتضمنة بتعلیم STEM.

وقد اهتمت بعض الدراسات ببرامج إعداد وتدریب معلم STEM ومنها: دراسة   (Khadri,2014) التی  اقترحت خطة لإنشاء إدارة لتعلیم STEM داخل کلیة التربیة جامعة عین شمس، من مرحلة البکالوریوس وحتى مرحلة الدکتوراه وقدمت خطة تفصیلیة عن محتوى المقررات الدراسیة فی کل برنامج، حیث لا یوجد قسم أکادیمی لتعلیم STEM فی الجامعات المصریة تقوم بإعداد معلمی تعلیم العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات وتقدم التطویر المهنی المناسب لهم برغم نقص المعلمین، دراسة (Dailey ; Bunn & Cotabish , 2015) التی فحصت برنامجًا یوفر الحصول على شهادة معلم STEM فی مرحلة البکالوریوس، استخدم هذا البرنامج التجارب المیدانیة المبکرة التی تسمح للطلاب المعلمین بممارسة التدریس الذی یرکز على الاستفسار خلال صفهم الأول فی محاولة لتأهیلهم لمهنة التدریس وتأمین التزاماتهم بالحصول على رخصة تدریس فی الریاضیات أو العلوم. کشفت الدراسة عن المتغیرات التی ساهمت فی نموهم المهنی. ووجد الباحثون أن الطلاب کانوا راضین للغایة عن البرنامج وکانوا یستکملون الدورة الأولى بدافعیة عالیة لمواصلة البرنامج.

وهدفت دراسة  (Eckman; Williams & Thorn,2016) تقییم نموذج مکثف ومتکامل لإعداد معلم STEM الذی یتضمن کل من محتوى العلوم  والریاضیات مع معرفة المحتوى التربوی ، فی البرنامج یتشارک المعلمون فی تجربة تعلیمیة تعاونیة میدانیة من خلال وضعهم فی موقع مدرسة محلیة  لضمان الربط بین النظریة والممارسة. أشارت النتائج أن النموذج التعاونی لإعداد المعلم کان أکثر فعالیة بشأن مهاراتهم فی التدریس ، وأکثر راحة مع معرفة المحتوى الخاص بهم ، وجعلهم على استعداد للعمل بفعالیة مع الطلاب ذوی الاحتیاجات الخاصة  مقارنة بنموذج إعداد المعلم التقلیدی .

کما اهتمت دراسة (العنزی، الجبر، 2017) بتعرف تصورات معلمی العلوم فی المملکة العربیة السعودیة نحو توجه العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات  STEMوعلاقتها بالخبرة التدریسیة والمرحلة التی یدرسها المعلم،  وأشارت النتائج إلى ارتفاع مستوى تصورات المعلمین وعدم وجود فروق فی هذه التصورات تعود للخبرة التدریسیة بینما توجد فروق فی التصورات تعود للمرحلة التی یدرس بها المعلم.

وفی دراسة (الدغیم، 2017) کشفت عن البنیة المعرفیة للطالب المعلم تخصص علوم فیما یتعلق بمجالات توجه STEM وتعلیم العلوم، وأشارت النتائج أن البنیة المعرفیة للطلاب المعلمین کانت مستقلة عن بعضها، کما أنهم لم یستطیعوا التمییز بشکل واضح بین العلوم وتعلیم العلوم، أو الربط وبناء علاقات بین تلک المجالات وتعلیم العلوم. کما قدمت دراسة (عبد الرؤف، 2017) تصور مقترح لتطویر الأداء التدریسی لمعلمی العلوم بالمرحلة الإعدادیة فی ضوء معاییر توجه STEM من خلال تقدیم معاییر لتقویم الأداء التدریسی للمعلمین والاحتیاجات التدریبیة لهم فی ضوء معاییر ومؤشرات الأداء لتوجه STEM.

وفی دراسة (سلیمان، 2017) قامت بتقییم الممارسات التدریسیة لمعلمی العلوم بالمرحلة الثانویة فی ضوء مدخل التکامل بین العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEM، وأشارت لضعف الممارسات التدریسیة لهم فی ثلاث محاور هی: الترکیز على فهم طبیعة العلم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات، الترکیز على ممارسة عملیات العلم والاستقصاء، الترکیز على تنمیة مهارات التفکیر.

المحور الثانی: عمق المعرفة Depth of knowledge

     فی العام 1997 قام العالم Webb Norman lott - هو أحد علماء مرکز ویسکونس للبحوث التربویة Wisconsin Center for Education Research - بتطویر  نموذج "عمق المعرفة" (DOK) Depth of knowledge للمؤامة بین معاییر المنهج وعملیة التقییم . وذلک بتحلیل التوقعات المعرفیة التی تتطلبها المعاییر، والأنشطة المنهجیة ومهام التقییم، ویعتمد نموذج DOK على افتراض أن جمیع عناصر المنهج یمکن تصنیفها على أساس المعرفی لإنتاج استجابة مقبولة، وکل مجموعة من المهام تعکس مستوى مختلف من الإدراک فی عمق المعرفة المطلوبة لإکمال المهمة، وقد حدد Webb (2009) أربعة مستویات لعمق المعرفة، وهی ( (Webb,2009,7- 1،( Hess, 2013, 6-20) :

المستوى الأول – الاستدعاء - إعادة الإنتاج Recall-  Reproduction:

یتطلب هذا المستوى من المتعلم استدعاء أو إعادة إنتاج المعرفة أو المهارات، والعمل مع الحقائق والمصطلحات والتفاصیل والحسابات والمبادئ والخصائص، والقدرة أیضًا على استخدام إجراءات أو صیغ بسیطة، ویتمثل دور المعلم فی هذا المستوى فی أن یطرح على الطالب أسئلة تستدعی ما تم شرحه واستذکاره مع تدرج عمق السؤال وصولًا به إلى الفهم ((Webb,2009,7.

ویمکن للمعلم رفع عمق المعرفة فی هذا المستوى بأن یکلف الطالب بالأنشطة التالیة: تطویر خریطة مفاهیم توضح عملیة أو تصف موضوعًا، عمل جدول زمنی، اکتب قائمة بالکلمات الرئیسة التی تعرفها ، ضع مخططًا یظهر، اقرأ حقیقة متعلقة بـ ، اکتب بکلماتک الخاصة، قص أو رسم صورة توضح حدثًا أو عملیة أو قصة، عمل تقریر أو تقدیم إلى الفصل، أنشئ شریطًا کرتونیًا یعرض تسلسل حدث أو عملیة أو قصة،  اکتب ملخصًا موجزًا ​​واشرح الحدث أو العملیة أو القصة، قم بإعداد مخطط انسیابی یوضح تسلسل الأحداث، إعادة صیاغة فصل فی الکتاب(Hess, 2013, 7) .

المستوى الثانی – المهارة- المفهوم Skill - Concept:

یتطلب هذا المستوى من المتعلم إدراک طبیعة المفاهیم والقوانین وتطبیقها فی مواقف جدیدة، والقدرة على مقارنة الأشخاص والأماکن والأحداث والمفاهیم؛ تحویل المعلومات من شکل لآخر. وتصنیف أو فرز العناصر إلى فئات ذات معنى، أی إنه یتجاوز وصف أو شرح المعلومات التی تم استدعاؤها لوصف أو شرح نتیجة أو "کیف" أو "لماذا". وهنا یجب على المتعلم استخدام المعلومات فی سیاق مختلف عن ذلک التی تم تعلمها، ومن العملیات العقلیة التی تشیر إلى هذا المستوى : التلخیص والتقریر والتنظیم والتصنیف والاستنتاج، ویتمثل دور المعلم فی طرح على الطالب أسئلة تجعله یستخدم المجردات (سواء کانت أفکارًا عامة أو قواعد أو وسائل أو طرقًا وأسالیب) فی المواقف العملیة، وقد تکون هذه المواقف جدیدة تمامًا على خبرة المعلم، أو مواقف مألوفة ولکن معدلة بشکل أو آخر عن طبیعتها السابقة ((Webb,2009,9

ویمکن رفع عمق المعرفة فی المستوى الثانی من خلال تکلیف الطلاب بالأنشطة التالیة: حل المسائل متعددة الخطوات، شرح کیفیة أداء مهمة معینة، کتابة یومیات، تشکیل لغز أو لعبة حول موضوع معین، عمل دراما لتوضیح حدث، صناعة نموذج، صنف سلسلة من الخطوات، تعرف مهام أکثر تعقیدًا التی تتضمن التعرف على المفاهیم والعملیات التی قد تختلف فی کیفیة عملها، مهام حسابیة أکثر تعقیدًا (مثل الحسابات متعددة الخطوات مثل الانحراف المعیاری)، مشاریع البحث وکتابة الأنشطة التی تنطوی على تحدید وجمع وتنظیم وعرض المعلومات، مهام القیاس التی تحدث على مدى فترة زمنیة وتتضمن تجمیع وتنظیم البیانات التی تم جمعها إلى أشکال العرض الأساسیة مثل جدول بسیط أو رسم بیانی (Hess, 2013, 11).

المستوى الثالث – التفکیر الاستراتیجی Strategic Thinking:

یتطلب هذا المستوى من المتعلم استخدامًا قصیر المدى لعملیات التفکیر العلیا، مثل التحلیل والتقییم، لحل مشاکل العالم الحقیقی مع النتائج المتوقعة. توضیح تفکیر المتعلم هو علامة أساسیة للمهام التی تقع فی هذه الفئة . کما یتطلب هذا المستوى تنسیق المعرفة والمهارة فی مجالات موضوعیة متعددة لتنفیذ العملیات والوصول إلى الحل القائم على المشروع. وتشمل العملیات الرئیسة التی تشیر إلى هذا المستوى إلى: التحلیل والشرح و الدعم مع الأدلة                 والتعمیم، والابتکار.

ویتمثل دور المعلم فی أن یطرح على الطالب أسئلة تجعله یفکر تفکیرًا تحلیلیًّا ویجزئ المعلومات ویصنّفها ویعید ترتیبها ویقسمها إلى عناصر، ویبحث فی نقاط قوّتها وضعفها، ویتوصل إلى خطوات وإستراتیجیات لحل المشکلات (Webb,2009,11).

      ویمکن رفع عمق المعرفة فی المستوى الثالث من خلال تکلیف الطلاب بالأنشطة التالیة: استخدام أشکال Venn لتوضیح موضوعین متشابهین ومختلفین، تصمیم استبیان لجمع المعلومات، عمل مخطط انسیابی لعرض المراحل الحرجة، تصنیف تصرفات الشخصیات فی الکتاب، إعداد تقریر عن مجال الدراسة، إجراء استقصاء لإنتاج معلومات لدعم طریقة عرض، کتابة رسالة إلى المحرر لتقییم منتج، عمل کتیب عن خمسة قواعد مهمة فی اقناع الآخرین، کتابة خطابًا مقنعًا یتجادل مع / ضد ..، عمل المشروعات قصیرة الأجل التی ترکز بقوة على نقل المعرفة لحلها، مهام الاستقصاء عندما تکون البیئة التی تمت ملاحظتها تمثل عالم حقیقی، إنشاء الرسوم البیانیة والجداول والمخططات التی یجب على الطلاب التفکیر فیها                   وتنظیمها باستخدام المعلومات، المهام التی تنطوی على اقتراح حلول أو إجراء تنبؤات              (Hess, 2013, 15)  .

المستوى الرابع – التفکیر الموسع Extend Thinking:

          یتطلب هذا المستوى الاستخدام الموسع لعملیات التفکیر العلیا مثل الترکیب والتفکیر والتقویم وضبط وتعدیل الخطط بمرور الوقت. یشارک الطلاب فی إجراء استقصاءات لحل مشاکل العالم الحقیقی . وتوظیف عملیات التفکیر الاستراتیجی التی تتضمن التأمل والإدارة والسلوک على مدى زمنی أطول، ویتمثل دور المعلم فی أن یطرح على الطالب أسئلة لتوسیع التفکیر وتوسیع وجهات النظر وتسهل التعاون بین الطلاب، ویثیر أسئلة للتقییم الذاتی ((Webb,2009,13.

       ویمکن رفع عمق المعرفة فی المستوى الرابع من خلال تکلیف الطلاب بالأنشطة التالیة: تطبیق المعلومات لحل المشکلات غیر المحددة فی المواقف الجدیدة، إجراء المهام التی تتطلب عددًا من المهارات المعرفیة والجسدیة من أجل استکمالها، المهام البحثیة التی تتطلب صیاغة واختبار الفرضیات بمرور الوقت، المهام التی تتطلب من الطلاب اتخاذ قرارات استراتیجیة وإجرائیة متعددة عند تقدیمها، المهام التی تتطلب اتخاذ وجهات النظر والتعاون مع مجموعة من الأفراد، إنشاء الرسوم البیانیة والجداول والمخططات التی یجب على الطلاب التفکیر فیها وتنظیمها بدون استخدام المعلومات، کتابة المهام التی لها ترکیز قوی على الإقناع، ابتکار طریقة، اکتب أغنیة لإعلان منتج جدید (Hess, 2013, 18).

ومن الدراسات التی تناولت مستویات العمق المعرفی، دراسة (Olvera & Walkup, 2010)  تقییم صلة بین عمق المعرفة واستراتیجیات طرح الأسئلة التی ینبغی على المعلمین التفکیر فیها أثناء العمل فی الدروس، وکیفیة وضع خطط الدروس التی توفر فرصًا معززة للطلاب للانخراط فی التفکیر الناقد. وطورت استراتیجیة منهجیة لتوظیف مشارکة الأقران وأنشطة المجموعات على أساس مستوى عمق المعرفة فی الأسئلة. 

ودراسة 2014)  (Herman & Linn, التی هدفت بحث کیف تغطی التقییمات الجدیدة (PARCC)، (SBAC)  [1] والاختبارات الحکومیة الحالیة مستویات عمق المعرفة، وأشارت النتائج  أن ما یقرب من ثلث البنود فی التقییمات الجدیدة یقع فی المستویین الثالث والرابع فی إطار عمق المعرفة. أما الاختبارات الحکومیة الحالیة تفتقر إلى مثل هذه الدقة. وأکدت الدراسة ضرورة تدریب المعلمین والطلاب على التقییمات الجدیدة بشکل مسبق حتى لا تکون صادمة حیث تقع فی مستویات عمق معرفی عالی.

 ودراسة (Boyles, 2016) التی هدفت وضع عینة من الأسئلة لتوضیح ما یحتاجه الطلاب لیکونوا قادرین على اجتیاز المستویات الأربعة لعمق المعرفة وکیف تبدو دقة عملیة التعلیم والتعلم فی کل مستوى، وأکدت الدراسة أنه لا یجب التخلی عن دقة التعلیم من أجل الوصول إلى أعمق مستویات عمق المعرفة، فمثلا، عندما یؤدی الطلاب مهمة فی مستوى منخفض للعثور على أدلة واقعیة فی النص، یمکنهم ممارسة الدقة من خلال محاسبة أنفسهم على الدقة الفوریة واختیار أفضل الأدلة.

کما هدفت دراسة (إبراهیم، 2017) إلى الکشف عن أثر تدریس العلوم باستخدام وحدات التعلم الرقمیة فی تنمیة مستویات عمق المعرفة العلمیة، والثقة بالقدرة على تعلم العلوم لدى طلاب الصف الثانی المتوسط بالمملکة العربیة السعودیة، وأشارت نتائجها إلى وجود أثر کبیر لاستخدام وحدات التعلم الرقمی فی تنمیة عمق المعرفة العلمیة للطلاب، ودراسة (عزام، 2018) التی هدفت قیاس فعالیة استخدام إستراتیجیة عظم السمک فی تدریس وحدة "النقل فی الکائنات الحیة" لطلاب الصف الثانی الثانوی فی تنمیة عمق المعرفة البیولوجیة والتفکیر البصری، وأشارت النتائج إلى فعالیة الإستراتیجیة فی تنمیة کل من عمق المعرفة البیولوجیة، ومهارات التفکیر البصری.

المحور الثالث: التفکیر التصمیمی

التفکیر التصمیمی هو نمط من التفکیر، یعود تاریخ هذا المفهوم لعقود سابقة وهو نتاج تراکم أبحاث أکادیمیة وممارسة فعلیة مع تطویر مستمر، ویعتمد على خلیط من العلوم أهمها العمارة، الهندسة، العلوم الإنسانیة، وإدارة الأعمال. وتستند منهجیة التفکیر التصمیمی على حل القضایا من واقع الحیاة وتبادل الآراء والابتکار وإنتاج الأفکار المبدعة. وغالبا ما تستخدم هذه التقنیة بهدف تحلیل المشکلات الحقیقیة التی تواجهها المنظمات (کاتب، 2014، 1).

مفهوم التفکیر التصمیمی

یعرف التفکیر التصمیمی بأنه "نهج لابتداع بدائل خلاقة عبر اتّباع تقنیات أنثروبولوجیة قائمة على سلوکیات واحتیاجات وتفضیلات الإنسان" (Brown, 2008, 84).

ینظر إلى مفهوم التفکیر التصمیمی باعتباره تحویل التنظیر إلى الممارسة العملیة ضمن بیئة أنشطة ومنافسة والتخلی عن الأفکار الحالیة مقابل أفکار أکثر جودة وممارسة طرق مختلفة للتعامل مع الأفکار سواء أثناء تولید الأفکار أو تنفیذها (کاتب، 2014، 6).

ویُعرف التفکیر التصمیمی بأنه "عبارة عن عملیة وآلیة إبداعیة لحل المشکلات وإیجاد الفرص لفهم الأفراد وتطویر حلولٍ مبتکرة لتلبیة احتیاجاتهم. کما یشار إلیه باعتباره منهجًا تصمیمیًا یتمحور حول الإنسان، ویتضمن مجموعة المراحل التی یمرّ بها المصممون، بدءًا من تحدید المشکلة ومرورًا بتفهم رؤى الآخرین وانتهائًا بالتنفیذ" (دیفینتالا وآخرون، 2017، 8 ).

ویوضح (دیفینتالا وآخرون، 2017، 19 ) أن التفکیر التصمیمی یتمیز بأنه:

-     وثیق الصلة بأسلوب «التفکیر والعمل»، وهو یتّبع فی طریقة عمله نفس طریقة تفکیر المصممین وعملهم .

-     یوظّف «استراتیجیات تصمیمیة» للتصدی لطائفة واسعة من التحدیات القائمة على حل المشکلات.

-     یعتمد فی حل المشکلات على عملیة استکتشافیة  تتّسم بأنّها غیر محددة بالمشکلة  وغیر تسلسلیة.

-     یشجع مراقبة الآخرین والاستماع إلیهم باعتبارها وسیلةً لتحدید الفرص الجدیدة ومصدرَ إلهامٍ لإطلاق طاقات الإبداع والابتکار .

-     ممارسة أصیلة فی التصدی لتحدیات العالم الواقعی، ومع أن مصطلح ’مشکلة‘ یرد غالبًا فی سیاق التفکیر التصمیمی، إلا أن نهجه یرتکز أکثر على فکرة ’التحدی‘ ویتقبل أکثر الخروج بنتائج أو حلول متعددة.

خطوات التفکیر التصمیمی:

   تذکر مؤسسة التصمیم دی سکول d.school  فی جامعة ستانفورد أن هناک خمسة خطوات للتفکیر التصمیمی کما یوضحها الشکل التالی (d.school at Stanford University,2016):

 

شکل (1) یوضح الخطوات الخمسة لعملیة التفکیر التصمیمی فی جامعة ستانفورد

 (d.school at Stanford University,2016)

1- التقمص - التعاطف Empathize

وفیها یضع المصمم نفسه مکان المستخدم الذی یرید استهدافه ویحاول أن یتخیل انطباعاته. وکلما زادت قدرته على التخیل یصل لنتائج أفضل. فهو یحاول أن یعیش تجربة لهذا المستخدم فی محیطه لیتعرف مشکلاته، واهتماماته، وأیضا التقمص یتم من خلال مقابلة عینة من المستخدمین الذی یحاول المصمم تقمص دورهم لأنهم مستهدفین بخدمة أو المنتج الذی ترید تصمیمه لهم، وفی المقابلة یستمع لتجاربهم ومواقفهم ویقوم بتدوین کل ما یسمعه ویلاحظ طریقة کلامهم وتعبیراتهم. ویطرح علیهم أسئلة مفتوحة أیضا لیخرج بقصص نجاح وفشل، ویبحث عن ما یحتاجونه فی حیاتهم لیبدأ فی تصمیمه.

2- التعریف Define

فی هذه الخطوة یتم بفلترة المعلومات التی جمعها المصمم فی المرحلة الأولى ویصنفها فی زوایا وأقسام حتى تستطیع تحدید نوعیة المشاکل الموجودة ثم یقرر بعدها أی مشکلة سیتولى حلها. ویتأکد من اختیار مشکلة تهم قطاع عریض من المستخدمین بحیث عند حلها، یستفاد منها عدد کبیر.

3- تولید الأفکار Ideate

 بعد تحدید المشکلة، یتم العصف الذهنی فی مجموعات لتطویر الأفکار  للعمل على حل المشکلة، ولا یتم استبعاد أی فکرة مهما کانت بسیطة أو غیر قابلة للتنفیذ. ویجب ألا یتم الحکم على الأفکار بل تسجیلها کلها فالهدف کمی ولیس کیفی أی الخروج بأکبر عدد ممکن من الأفکار. ویمکن الاستعانة بالتمثیلات البصریة من رسومات أو صور أو أشکال لتسهیل استیعاب الأفکار.  ثم یحاول  ربط الأشیاء ببعضها. وبعد وضع عشرات الأفکار لحل المشکلة، یتم تصنیفها إلى حسب نوعها کالتالی: أفکار ممکنة أو قابلة للتنفیذ، أفکار یمکن تحویلها لألعاب، أفکار ممتعة ومسلیة، أفکار تشکل تحدیات.

4- النموذج المبدئی Prototype

بعد التوصل إلى الحل، یدرس کیف سیتم ترجمته لمنتج أو خدمة ویستثیر المستخدم لتجربته ولا یکتفی بالمشاهدة من بعید.

5- التجربة والاختبار Test

وفیها یختبر المستخدم ما توصل إلیه المصمم من منتج أو خدمة لتقییمه دون شرح تفاصیل کیفیة الاستخدام. لمعرفة ما إذا کان المنتج المبدئی سهل للمستخدم أم یحتاج إلى تعدیل. فی هذه الخطوة یکون الاهتمام بالتعلم، حیث تعد أول تجربة فعلیة للمستخدم ولا یأخذ المصمم موقف المبرر ویشرح ما قام به. لکن بعد انتهاء التجربة، یمکنه تقدیم شرح بسیط لوظائف وإمکانیات الخدمة أو المنتج الذی صممه.

أهمیة التفکیر التصمیمی

یشیر الأدب التربوی (Brown, 2008, 84)Warman, 2015, 52) (Mootee, 2011,12)  (Morris & (العنزی والعمری، 2017، 70) إلى أهمیة تنمیة التفکیر التصمیمی لدى المتعلمین حیث یسهم فی العدید من الفوائد فی الجوانب العقلیة والاجتماعیة وترجع أهمیته إلى إنه :

-          یجمع الناس معًا من مختلف التخصّصات والإدارات، ما یؤدی إلى عقلیات أفضل. ویتمّ تشجیع کلّ عضو فی الفریق للتوصّل إلى فهم للأمور، مما یؤدی إلى تطویر المنتجات المبتکرة التی تتماشى مع احتیاجات الناس، وتساعد على التواصل مع العملاء على مستوى أعمق.

-           یساعد فی تولید معرفة ضمنیة جدیدة إیجابیة ویرکز على احتیاجات المستفیدین النهائیة لکشف الفرص من أجل خلق قیمة لبعض الاحتیاجات المطلوبة.

-          یسمح بالتجربة مع إنتاج للأفکار والتفکیر الناقد، والذی یؤدّی بدوره إلى مهارات فضلى فی حلّ المشاکل وإلى خلق نظام بیئی للإبداع والابتکار.

-          یساعد الطلاب على إظهار قدراتهم الإبداعیة وتحسینها ومن خلال استثمار الخیال لدیهم، باعتبار أن الخیال هو عملیة تکوین صور ذهنیة، بحیث یتم إنتاج الأفکار والحلول الإبداعیة بعد معالجتها عن طریق الکتابة أو الرسم أو التمثیل ومن ثم یتم تعزیز المنتج النهائی.

-          یستخدم کعملیة تعلم مستمرة لدعم تعلم الطلاب متعدد التخصصات من أجل حل المشکلات المعقدة ومن ثم إعداد الطلاب لمواقع العمل مستقبلًا.

التفکیر التصمیمی فی سیاق الممارسات التعلیمیة 

      أجریت الکثیر من البحوث والدراسات حول التعلم القائم على حل المشکلات، والتعلم القائم على الاستقصاء، والتعلم القائم على المشروعات، والتی تشجّع الممارسین على الترکیز على طرق تکامل التفکیر التصمیمی مع هذه الممارسات التربویة القائمة على المتعلم، وهنا یجب توضیح الاختلافات القائمة بین التفکیر التصمیمی وبین هذه الممارسات کالتالی (دیفینتالا وآخرون، 2017، 19):

-     یحبّذ التعلم القائم على حل المشکلات والتعلم القائم على الاستقصاء الانطلاق من مشکلة محددة، فی حین یسعى التفکیر التصمیمی إلى الاستفادة من مهارات جمیع المشارکین بوصفهم قادة ووسطاء محتملین.

-     کما یمیل التعلم القائم على حل المشکلات والتعلم القائم على الاستقصاء إلى وضع المعلم فی قلب حل المشکلات، حیث یلعب دور المیسّر الذی یطرح الأسئلة ویصوغ التحدیات والأسئلة وأشکال القرارات الواجب اتخاذها. تنطوی هذه النظرة بالطبع على بنیةٍ هرمیة یعمل التفکیر التصمیمی على تجنبها.

-     أما التعلم القائم على المشروعات فیتمیز عن هذین الاثنین لجهة اعتماده «استراتیجیات تعلیم التصمیم القائمة على السیناریو والنماذج الأولیة » ولعلّه فی هذا أقرب کثیرًا إلى التفکیر التصمیمی من قربه منهما.

-     کذلک یختلف التعلم القائم على المشروعات عنهما فی أنه یمیل إلى أن یکون متعدد التخصصات، والعمل أطول أمدًا  إذ یستمر لأسابیع أو أشهر، ومستندًا إلى إطار  أو عملیة قائمة على خطوات، وإلى تقدیم منتج نهائی أو أداء وثیق الصلة بالعالم الواقعی                 والمهام الحقیقیة .

-     وفی حین تشبه هذه السمات تلک التی تمیّز التفکیر  التصمیمی، وتشکّل آلیات التفکیر التی یستند إلیها التفکیر التصمیمی جزءًا من التعلم القائم على المشروعات.

التفکیر التصمیمی کجزء من المنهج الدراسی

     بدأت المدارس بإدراک أهمیة تدریس مهارات الابتکار إلى جانب المهارات الأکادیمیة الأخرى، وبإدراک أنها لیست مجرد أنشطة لاصفیّة إضافیة. وفی هذا الصدد، قامت مؤسسة دی سکول بجامعة ستانفورد بتطویر برنامجٍ «أساسیات الابتکار » یمتد لفصل دراسی واحد، ویخصص للطلاب الجدد فی الصفین السادس والتاسع، ویتعلم الطلاب فیه على مدار عشرة أسابیع أساسیات منهج التفکیر التصمیمی. ویجدر بالذکر هنا أنه یمکن تحمیل المنهج الدراسی الأصلی بشکل مجانی  (d.school at Stanford University,2017)

وقد قام عددٌ من المدارس الأخرى بدمج منهج التفکیر التصمیمی ضمن مناهجها الدراسیة. وتشمل أبرز الأمثلة على ذلک مدرسة نویفا فی ولایة کالیفورنیا، ومدرسة ماونت فیرنون المشیخیة فی جورجیا، وأکادیمیة بیرکولاج فی ولایة نیو أورلیانز، ومدرسة دیزاین لاب الثانویة فی ولایة دیلاویر، ومدرسة ریفرساید فی مدینة أحمد أباد بولایة غوجارات الهندیة، ومدرسة الجالیة الأمیرکیة فی العاصمة الأردنیة عمان (دیفینتالا وآخرون، 2017، 75 ).

وقد جرى إنشاء موقع إلکترونی من قبل منظمة آیدیو وشبکة مختبر التعلیم من مرحلة الروضة إلى الصف الثانی عشر (K12 Lab Network) التابعة لمؤسسة دی سکول بستانفورد، بهدف تخصیص منصة تربط بین العدید من المدارس والبرامج التی توفر تجارب تتعلق بوضع أفکار التصمیم فی جمیع أنحاء العالم، کما یقدم الموقع الإلکترونی designthinkinginschools.org دلیلاً متعدد المصادر للمدارس والبرامج والموارد التی تقوم بتدریس منهج التفکیر التصمیمی للطلاب.

ومن الدراسات التی اهتمت بالتفکیر التصمیمی، دراسةWarman, 2015)  (Morris & التی استعرضت کیفیة استخدام التفکیر التصمیمی فی التعلیم العالی وناقشت مبادئ التفکیر التصمیمی وعملیاته، وأکدت أنه یستخدم فی وصف نمط معین من التفکیر التطبیقی الإبداعی فی مختلف فروع المعرفة حیث یشبه نظم التفکیر فی تحدید منهج معین لفهم المشاکل وحلها.

ودراسة (خصاونة، 2015) التی قدمت دراسة منهجیة للتفکیر الإبداعی فی مجال التصمیم وبینت مراحله العلمیة من خلال دراسة أنواع التفکیر، ولاسیما التفکیر الابداعی وخصائصه ودوافعه ومهاراته، ومراحل العملیة التصمیمیة، وهدفت إلى الوصول إلى الطریقة الابداعیة للتوصل للأفکار وتقدیم الحلول والنماذج والتصمیم المناسب. وقد خرجت الدراسة بنتائج أهمها الترکیز على أهمیة التوصل إلى الملخص الابداعی قبل القیام بأی عملیة تصمیمیة حیث یعد بمثابة التقریر الذی یقدم المسار المناسب للمصمم لطرح وتقییم الأفکار الإبداعیة وتطبیقها.

دراسة (العنزی والعمری، 2017) التی هدفت قیاس فاعلیة برنامج تدریبی قائم على التفکیر التصمیمی فی تنمیة مهارات التفکیر الإبداعی لدى الطلاب الموهوبین بمدینة تبوک، واستخدم الباحثان فی بناء البرنامج کتاب Design Thinking Workshops, Talks or Consultations  للاستفادة منه فی أنشطة التفکیر التصمیمی، وکشفت الدراسة عن فاعلیة البرنامج التدریبی فی تنمیة مهارات التفکیر الإبداعی (الطلاقة والمرونة والأصالة والتفاصیل).

کما اهتمت دراسة (Chao-Ming, 2018) التی هدفت إعداد دورة فی التفکیر التصمیمی وهی دورة مهنیة تجمع بین تطبیقات المواد وجمالیات التصمیم والعلامات التجاریة للمنتجات، وهی دراسة شاملة للتفکیر الإبداعی والقدرة على استخدام التقنیات العملیة. تم تطبیق هذه الدراسة على مجموعة من الطلاب لتنمیة قدراتهم على تصمیم منتجات التعبئة والتغلیف، أشارت النتائج إلى تحسن مستوى التفکیر التصمیمی لدى الطلاب وتعزیز إبداعهم البنیوی للمنتجات، بالإضافة إلى تحسین فی حل مشکلة التصمیم .

وبذلک اتفقت الدراسة الحالیة مع الدراسات السابقة فی التأکید على أهمیة إعداد برامج تدریبیة لمعلمی العلوم وفق نماذج التعلیم الحدیثة ومنها تعلیم STEM والتی یمکن أن تسهم فی تنمیة ممارسات التدریس وعمق المعرفة المرتبطة بها ومهارات التفکیر التصمیمی لدى المعلمین.

فروض الدراسة

فی ضوء ما تم عرضه من أدبیات ودراسات سابقة أمکن صیاغة الفروض التالیة:

1. یوجد فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی درجات معلمی العلوم فی اختبار عمق المعرفة  قبل وبعد دراسة البرنامج التدریبی لصالح التطبیق البعدی سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة الأبعاد المختلفة للاختبار
2. یوجد فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی أداء معلمی العلوم لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM قبل وبعد دراسة البرنامج التدریبی لصالح التطبیق البعدی سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة الأبعاد المختلفة لبطاقة التقویم الذاتی.

یوجد فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی درجات معلمی العلوم فی اختبار مهارات التفکیر التصمیمی قبل وبعد دراسة البرنامج التدریبی لصالح التطبیق البعدی سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة الأبعاد المختلفة للاختبار.

إجــراءات الدراسة

أولاً: إعداد قائمة بممارسات التدریس وفق تعلیم STEM الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة فی ضوء ما یلی:-

أ- الاطلاع على معاییر تعلیم STEM  ومعاییر تعلیم العلوم للجیل القادم NGSS والتجارب العالمیة والدراسات السابقة فی مجال تدریب معلمی العلوم وتعلیم STEM.

ب- عرض قائمة الممارسات فی صورتها الأولیة على مجموعة من المحکمین المتخصصین فی المناهج وطرق تدریس العلوم، وقد أقر المحکمون بأهمیة الممارسات فی القائمة مع إجراء بعض التعدیلات بناءً على آراءهم ومقترحاتهم.

ج- وضع الصورة النهائیة للقائمة فی ضوء آراء السادة المحکمین, وبعد عمل التعدیلات أصبحت القائمة فی صورتها النهائیة [2] والتی یبینها الجدول التالی :

جدول (1) أبعاد قائمة ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM  لدى معلمی                   العلوم أثناء الخدمة

ثانیاً: إعداد قائمة بمهارات التفکیر التصمیمی الواجب تنمیتها لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة فی ضوء ما یلی:-

أ- الاطلاع على البحوث والدراسات السابقة فی مجال مهارات التفکیر التصمیمی.

ب- عرض قائمة المهارات فی صورتها الأولیة على مجموعة من المحکمین المتخصصین فی المناهج وطرق تدریس العلوم, وقد أقر المحکمون بأهمیة المهارات فی القائمة مع إجراء بعض التعدیلات بناءً على آراءهم ومقترحاتهم.

        ح‌-        وضع الصورة النهائیة للقائمة فی ضوء آراء السادة المحکمین, وبعد عمل التعدیلات أصبحت القائمة فی صورتها النهائیة [3] والتی یبینها الجدول التالی:

جدول (2) أبعاد قائمة مهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة

ثالثا: إعداد البرنامج الإلکترونی التدریبی المقترح فی تعلیم STEM:

تم الاطلاع على نماذج التصمیم التعلیمی المرتبطة بتصمیم البرامج التعلیمیة عبر الانترنت ومنها: (الهادی، 2005)، (الباتع والمولى، 2009) ویمکن تلخیص مراحل بناء البرنامج کالتالی:

1- مرحلة التحلیل وتشمل:

أ‌-        تحلیل خصائص المتعلمین : هم معلمی العلوم، ممن سبق لهم دراسة الحاسب الآلی ولدیهم القدرة على استخدام الإنترنت والبرید الإلکترونی وتحمیل الملفات والمحادثة .

ب‌-    تحلیل البیئة التعلیمیة: لا یحتاج دراسة البرنامج إلى قاعات دراسة ولا تتقید بمکان محدد أو زمان محدد، ویتم تحمیل البرنامج من خلال المدونة التعلیمیة المنشأة على موقع Blogger.

ت‌-    تحدید أهداف البرنامج: یهدف البرنامج إلى تنمیة عمق المعرفة والممارسات التدریسیة المرتبطة بتعلیم STEM وبعض مهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم                   أثناء الخدمة.

ث‌-    تحدید المحتوى التعلیمی: تم وضع تصور للمحتوى الذی یحقق هدف البرنامج المقترح وذلک بالاطلاع على الکتب والمراجع والمجلات العلمیة المهتمة بهذا المجال.

2- مرحلة التصمیم وتشمل:

أ‌-        تنظیم الأهداف التعلیمیة للبرنامج: تم صیاغتها فی شکل عبارات سلوکیة تصف سلوک المتعلم وذلک بالنسبة للبرنامج وأیضا لکل مدیول تعلیمی على حده.

ب‌-    تنظیم المحتوى وطریقة عرضه: تم إعداد خریطة انسیابیة للبرنامج  وتم تنظیم المحتوى التعلیمی للبرنامج فی خمسة مودیولات تعلیمیة، روعی فیها التسلسل المنطقی، والجدول التالی یوضح عناصر المحتوى العلمی للبرنامج :

 

 

جدول (3) عناصر المحتوى العلمی للبرنامج التدریبی المقترح

ویوجد لکل مدیول أهداف تعلیمیة وتمهیدً لموضوعاتها والأنشطة المرتبطة بها وأسالیب للتقویم.

ت‌-    تصمیم الأنشطة التدریبیة : تم إعداد مجموعة من الأنشطة والمهام الخاصة بکل مدیول ومنها:

-      استخدام محرکات البحث ومواقع الإنترنت لإنجاز مهام التدریب مثل البحث عن نماذج علمیة وأفکار لمشروعات علمیة ومواقع بحث مرتبطة بتدریس العلوم بطرق ابتکاریة...وغیرها.

-      المشارکة فی حلقات النقاش والتواصل مع الزملاء من خلال الشبکة الاجتماعیة Facebook.

-      إرسال رسائل البرید الإلکترونی واستقبالها، وتحمیل بعض الملفات .

-      التخطیط لتصمیم مشروع یعتمد على إنتاج نماذج علمیة ووسائل تعلیمیة مرتبطة بتدریس العلوم من خلال استخدام عملیتی الاستقصاء العلمی والتصمیم الهندسی .

-      عرض ما تم إنتاجه من تکلیفات عبر المدونة الخاصة بالبرنامج لإبداء الرأی بها من قبل الآخرین.

ث‌-    تحدید استراتیجیات التدریب بالبرنامج: تم استخدام عدة استراتیجیات لتحقیق أهداف البرنامج بحیث یتم الدمج فیما بینها وفقاً لظروف الموقف التعلیمی وتتکامل مع بعضها من خلال الإمکانات التی توفرها الویب 2.0 ومن هذه الاستراتیجیات: المناقشة الإلکترونیة، التعلم التشارکی الإلکترونی، التعلم القائم على المشروعات، التعلم القائم على التصمیم، التعلم القائم على الاستقصاء.

ج‌-       تصمیم الوسائل التعلیمیة ومصادر التعلم : نظرا لأن البرنامج یقدم عبر الإنترنت فقد اعتمدت الوسائل على شبکة الانترنت ومنها: صور ورسوم ، تسجیلات صوتیة، ملفات الفیدیو، مواقع إلکترونیة لتدریس العلوم وجمیعها تم توظیفها بما یحقق أهداف البرنامج.

ح‌-    تصمیم طرق التفاعل :

-        بالنسبة للتفاعل بین المتدربین والمحتوى: یتم التفاعل من خلال التجول عبر الصفحات خلال المدونة التعلیمیة التی تعرض مودیولات البرنامج ، والإجابة عن أسئلة التقویم الذاتی الخاصة بکل مدیول واستخدام محرکات البحث المحددة بالمدونة لإنجاز المهام والأنشطة.

-        بالنسبة للتفاعل بین المتدربین: یتم التفاعل إما بشکل متزامن من خلال الشبکة الاجتماعیة Facebook حیث تم تصمیم صفحة لهذا الغرض أو بشکل غیر متزامن من خلال البرید الإلکترونی أو المدونة .

-        بالنسبة للتفاعل بین المتدربین والمدرب: یتم التفاعل بشکل غیر متزامن من خلال البرید الإلکترونی، أو من خلال تعلیقات المدونة، وبشکل متزامن من خلال الشبکة الاجتماعیة Facebook.

خ‌-    تحدید أسلوب التقویم وأدواته :

-         التقویم القبلی ویتم من خلال تطبیق أدوات الدراسة قبلیاً والاختبارات القبلیة للمودیولات .

-        التقویم التکوینی ویتم من خلال تقدیم التغذیة الراجعة أثناء دراسة البرنامج والاختبارات فی نهایة کل مدیول.

-        التقویم النهائی ویتم من خلال تطبیق أدوات الدراسة بعدیاً وانتاجیات وأداءات المعلمین.

3-    مرحلة الإنتاج[4] وتشمل:

-        اعتمد إنتاج البرنامج علی تقنیات الویب 2.0 المتوفرة بشکل مجانی عبر الإنترنت کالتالی:

أ- المدونة Blog: تم کتابة محتوى مودیولات البرنامج ونشرها على الإنترنت عبر مدونة إلکترونیة تم إنشاءها عن طریق موقع Blogger واختیار عنوان مناسب لها وهو مهارات التدریس الإلکترونی على الرابط https://marwaelbaz201718.blogspot.com/.

ب- صفحة فیسبوک Facebook : تم إنشائها بغرض التواصل مع المتدربین حول موضوعات البرنامج التدریبی https://www.facebook.com/groups/169838656988748/

ج- البرید الإلکترونی E-Mail : وذلک لاستلام التکلیفات والاختبارات المطلوبة.

-        صدق البرنامج: تم عرض البرنامج المنشور عبر المدونة على مجموعة من المتخصصین لإبداء الرأی حوله والتأکد من صلاحیته للتطبیق وقد أشار المحکمون إلى صلاحیة البرنامج للتطبیق.

-        بناء دلیل المتدرب: تم بناء دلیل للمتدرب حتى یساعد المعلمین على السیر فی البرنامج واشتمل هذا الدلیل على ما یلی: أهداف البرنامج، الموضوعات التی یحتویها، الأنشطة التعلیمیة المطلوب تنفیذها وطریقة تسلیمها، طرق التفاعل فی البرنامج، أسالیب التقویم، الجدول الزمنی لدراسة البرنامج[5] .

4-    مرحلة التطبیق تتضمن :

-      التجریب الاستطلاعی للبرنامج للتأکد من خلوه من الأخطاء الإملائیة أو الفنیة أو أی مشکلات فی التصمیم، حیث تم تجربته على مجموعة من طلاب الفرقة الرابعة بکلیة التربیة ببورسعید شعبة علوم ابتدائی وعددهم (12) طالبًا.

-      التطبیق القبلی لأدوات الدراسة ثم تطبیق البرنامج التدریبی ویلیه التطبیق البعدی للأدوات.

5-             مرحلة التقویم تتضمن:

 تقویم تعلم المعلمین للبرنامج وقیاس فعالیته اعتمادًا على:

•  الأداءات Performances : وهی تمثل ما یقوم به المعلمین من أداءات أثناء دراسة البرنامج مثل المشارکة والتفاعل داخل البرنامج ، استخدام البرید الإلکترونی ، المشارکة فی صفحة Facebook وإبداء الرأی.
•  الإنتاجیات Products: الإنتاج المتمثل فی إنجاز المهمات المطلوبة مثل نشر صور أو فیدیو أو إنتاج نماذج معینة وعمل مشروعات علمیة باستخدام التصمیم الهندسی وغیرها.
• أداء الاختبار الإلکترونیة الخاصة بکل مدیول تعلیمی .
• أداء الاختبارات النهائیة للبرنامج وهی: اختبار عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM، بطاقة التقویم الذاتی لقیاس الممارسات التدریسیة، اختبار مهارات التفکیر التصمیمی.

ثالثاً: إعداد أدوات الدراسة

أ‌-     إعداد اختبار عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM[6] :

1-    تحدید الهدف من الاختبار : یهدف الاختبار إلى قیاس عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM لدى معلمی العلوم.

2-    تحدید أبعاد الاختبار : تضمن الاختبار الأبعاد الواردة فی المحتوى العلمی البرنامج    التدریبی المقترح .

3-     وضع مفردات الاختبار : صِیغت مفردات الاختبار فی المستویین الأول والثانی (الاستدعاء/ الإنتاج-  المهارة/ المفهوم) فی صورة الأسئلة الموضوعیة من نمط الاختیار من متعدد ذی الأربعة بدائل، أما مفردات الاختبار فی المستویین الثالث والرابع (التفکیر الاستراتیجی- التفکیر الممتد) فصِیغت فی صورة أسئلة مقالیة، وتکون الاختبار فی صورته الأولیة من (40) سؤالاً.

4-    صیاغة تعلیمات الاختبار :  تم صیاغة تعلیمات الاختبار روعی فیها الوضوح ، کما تم إعداد ورقة الإجابة ومفتاح تصحیح الاختبار .

5-     إجراء الدراسة الاستطلاعیة للاختبار: تم إجراءها على مجموعة من طلاب الفرقة الرابعة شعبة علوم ابتدائی بکلیة التربیة ببورسعید المقیدین بالعام الدراسی 2017/2018 مکونة من (14) طالباً وذلک لحساب ما یأتی:

أ- صدق الاختبار: تم حساب صدق الاختبار من خلال:

• صدق المحکمین: أشارت نتائج عرض الاختبار على مجموعة من المحکمین إلى انتماء السؤال لمستوى عمق المعرفة، وانتماء کل سؤال لجذع السؤال الذی وضع لقیاسه، وصحة الأسئلة من الناحیة العلمیة واللغویة، ومناسبتها لمستوى المعلمین.
• صدق الاتساق الداخلی: تم حسابه باستخدام معامل ارتباط بیرسون، ویوضح جدول               (5) ذلک.

 

جدول (4) معاملات الارتباط بین درجات الطلاب فی مستویات عمق المعرفة                  والدرجة الکلیة للاختبار

          یتضح من جدول (5) أن جمیع قیم معاملات الارتباط دالة عند مستوى دلالة (0.01) مما یشیر إلى صدق الاتساق الداخلی بین درجات مستویات الاختبار والدرجة الکلیة للاختبار.

ب- ثبات الاختبار : تم حساب ثبات الاختبار باستخدام معادلة ألفاکرونباخ للثبات, وذلک بتطبیق الاختبار مـرة  واحدة , فَوجد أنه یســاوی (0.722) وهو معامل ثبات مناسب .

ج- زمن الاختبار : تم حساب زمن الاختبار من خلال حساب المتوسط الزمنی بین أول (5) معلمین وآخر (5) معلمین ینتهون من الإجابة وقد تم تحدید زمن (95) دقیقة .

7- تقدیر الدرجات وطریقة تصحیح الاختبار: بالنسبة لأسئلة الجزء الأول أعُطیت لکل إجابة صحیحة درجة واحدة، أما الإجابة الخطأ أو المتروکة فتُعطى صفرًا، وبالنسبة لأسئلة الجزء الثانی أعطیت الإجابة درجات (4، 3، 2، 1) وفقًا لإجابة الطالب، أما الإجابة الخطأ أو المتروکة فیُعطى الطالب عنها صفرًا، فی ضوء مفتاح التصحیح[7] المُعد للاختبار وبذلک تصبح الدرجة العظمى للاختبار (100)  درجة.

8-    وضع الصورة النهائیة للاختبار حیث أصبح على درجة مناسبة من الصدق والثبات وصالح للتطبیق والجدول التالی أبعاد اختبار عمق المعرفة:

جدول (5) أبعاد اختبار عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM لمعلمی العلوم أثناء الخدمة

ب‌-  إعداد بطاقة التقویم الذاتی[8]  لقیاس أداء معلمی العلوم أثناء الخدمة لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM، لقد مرت عملیة إعداد بطاقة التقویم الذاتی بمجموعة من          الخطوات وهى :

1- الهدف من بطاقة التقویم الذاتی : هدفت البطاقة إلى قیاس مستوى أداء معلمی العلوم أثناء الخدمة لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM فی ضوء قائمة ممارسات التدریس التی تم إعدادها مسبقًا.

2- صیاغة فقرات بطاقة التقویم الذاتی : تم صیاغتها فی صورة عبارات إجرائیة روعی فیها : أن تکون محددة وواضحة وتصف کل عبارة نمطًا أدائیًا واحدًا وألا یکون لها أکثر من تفسیر للحکم علیه ویوضح الجدول التالی أبعاد بطاقة التقویم الذاتی والممارسات التی تقیسها :

جدول (6)  أبعاد بطاقة التقویم الذاتی والممارسات التی تقیسها لدی معلمی                       العلوم أثناء الخدمة

3- صیاغة تعلیمات بطاقة التقویم الذاتی

     تم صیاغة تعلیمات بطاقة التقویم الذاتی، وروعی فیها الدقة والوضوح، وقد تضمنت توضیح الهدف من البطاقة وطبیعتها وکیفیة تسجیل التقویم الذاتی فیها.

4- صدق بطاقة التقویم الذاتی

     للتأکد من صدق بطاقة التقویم الذاتی تم عرضها على مجموعة من المحکمین من أساتذة المناهج وطرق التدریس وموجهی العلوم، وقد أقر المحکمون بسلامة العبارات من حیث الصیاغة والدقة والانتماء للممارسة الرئیسة، مع إجراء بعض التعدیلات بناءً على آراءهم ومقترحاتهم.

5- حساب ثبات بطاقة التقویم الذاتی

     لحساب ثبات البطاقة تم باستخدام معادلة ألفاکرونباخ (خیری ،1977، 459) وبلغت نسبته (0.756) وهو معامل ثبات مناسب، مما یدل على صلاحیة البطاقة للتطبیق.

6- أسلوب تسجیل والتقدیر الکمی للأداء فی البطاقة

تم تحدید أسلوب تسجیل وتقدیر الأداء حیث تم تحدید لکل ممارسة فرعیة أربعة خانات تمثل درجة تحقیق الأداء مقدرة تقدیراً کمیاً کالآتی:

-      ثلاث درجات إذا حقق المعلم أداء الممارسة  بدرجة کبیرة.

-      درجتان إذا حقق المعلم الأداء بدرجة متوسطة.

-      درجة واحدة إذا حقق المعلم الأداء بدرجة قلیلة .

-      صفر إذا لم یؤد المعلم أداء ممارسة التدریس مطلقًا.

  وبذلک بلغ تقدیر النهایة العظمى لکل البطاقة (180) درجة والدرجة المتوسطة (120) درجة والدرجة الصغرى (60) فأقل.

7- وضع الصورة النهائیة لبطاقة حیث أصبحت البطاقة على درجة عالیة من الصدق والثبات وصالحة للتطبیق . 

ت‌-         إعداد اختبار مهارات التفکیر التصمیمی[9]

1- تحدید الهدف من الاختبار : قیاس مستوى معلمی العلوم أثناء الخدمة فی مهارات التفکیر التصمیمی .

3- تحدید أبعاد الاختبار: تضمن الاختبار نفس الأبعاد الواردة فی قائمة مهارات التفکیر التصمیمی.

4- صیاغة عبارات الاختبار ونظام التقدیر: تم تصمیم الاختبار من خلال مجموعة من المواقف/ المشکلات التی تتطلب استخدام مهارات التفکیر التصمیمی، وقد بلغ عدد المواقف فی الاختبار ( أربعة مواقف)، بحیث یقوم المعلم بوضع خطة عمل تتطلب المهارات الخمس للتفکیر التصمیمی فی کل موقف من المواقف المعدة بالاختبار ، کما تم إعداد جداول خاصة توضح للمعلم الإجراءات العامة الواجب تنفیذه فی کل مهارة فرعیة من مهارات التفکیر التصمیمی، بحیث تمثل هذه الإجراءات العامة معاییر تقییم المعلم فی المهارات الخمس للتفکیر التصمیمی، کما تم تحدید معاییر للحکم على الإجابة الصحیحة [10]، وقد بلغ تقدیر درجات کل موقف (75) وبذلک بلغ تقدیر النهایة العظمى لکل الاختبار                   (300) درجة.

5- صیاغة تعلیمات الاختبار : تم تخصیص ورقة فی بدایة الاختبار تضمنت تعریف مجال القیاس ( مهارات التفکیر التصمیمی) وتعلیمات للمستجبین والتأکید على ضرورة الإجابة عن کل المفردات.

6- إجراء الدراسة الاستطلاعیة للاختبار: تم إجراءها على مجموعة من طلاب الفرقة الرابعة شعبة علوم ابتدائی بکلیة التربیة ببورسعید المقیدین بالعام الدراسی 2017/2018 مکونة من (14) طالباً وذلک لحساب ما یأتی:

أ- صدق الاختبار:  تم حساب صدق الاختبار من خلال:

• صدق المحکمین: أشارت نتائج عرض الاختبار على مجموعة من المحکمین إلى انتماء السؤال للمهارة الرئیسة التی یقیسها، وصحة الأسئلة من الناحیة العلمیة واللغویة، ومناسبتها لمستوى المعلمین، وصالحیة الاختبار للتطبیق.
• صدق الاتساق الداخلی: تم حسابه باستخدام معامل ارتباط بیرسون، ویوضح جدول                (7) ذلک.

جدول (7) معاملات الارتباط بین درجات الطلاب فی مهارات التفکیر التصمیمی                   والدرجة الکلیة للاختبار

یتضح من جدول (7) أن جمیع قیم معاملات الارتباط دالة عند مستوى دلالة (0.01) مما یشیر إلى صدق الاتساق الداخلی بین درجات مهارات التفکیر التصمیمی والدرجة الکلیة للاختبار.

ب- ثبات الاختبار : تم حساب ثبات الاختبار باستخدام معادلة ألفاکرونباخ للثبات, وذلک بتطبیق الاختبار مـرة  واحدة , فَوجد أنه یســاوی (0.78) وهو معامل ثبات مناسب .

ج- زمن الاختبار : تم حساب زمن الاختبار من خلال حساب المتوسط الزمنی بین أول (5) معلمین وآخر (5) معلمین ینتهون من الإجابة وقد تم تحدید زمن (120) دقیقة .

7- وضع الصورة النهائیة للاختبار حیث أصبح على درجة مناسبة من الصدق والثبات      وصالح للتطبیق.

الدراسة التجریبیة

     أ‌-   اختیار أفراد الدراسة : تمثلت فی مجموعة من معلمی العلوم أثناء الخدمة بمراحل التعلیم العام وعددهم (22) معلماً ومنهم (9) معلمین یدرسون بالدبلوم المهنی بکلیة التربیة بورسعید بالعام 2017/ 2018م وقد تم اختیارهم بعد التأکد من قدرتهم على التعامل مع الحاسب والإنترنت وأیضا رغبتهم فی الاشتراک فی تجربة الدراسة .

   ب‌- تطبیق التجربة: فی بدایة تطبیق البرنامج تم إجراء ما یلی:

-        محاضرة نظریة بسیطة عن البرنامج التدریبی والمدونة وأسالیب التدریب بالبرنامج وطرق التواصل .

-        إطلاع المعلمین على البرنامج عبر المدونة وإعطاءهم دلیل المتدرب.

-        التطبیق القبلی لأدوات الدراسة.

       ث‌-       تم تطبیق البرنامج فی الفترة من 17/2/2018 وحتى 21/ 4/ 2018 لمدة 10 أسابیع ومن ثم التطبیق البعدی لأدوات الدراسة، وقد هناک بعض الصعوبات التی واجهت الباحثة لتطبیق البرنامج أهمها: اعتقاد المعلمین بصعوبة استخدام المدونة وعدم معرفة بعضهم بها وتم التغلب علیها بالتأکید على المعلمین بأن الأمر سهل لکنه یحتاج تدریب بسیط وتم توجیههم إلى مجموعة من القراءات حول المدونة المتاحة على الإنترنت.

نتائج الدراسة مناقشتها وتفسیرها

قامت الباحثة بتطبیق أدوات الدراسة وحساب المتوسطات والانحرافات المعیاریة وقیمة (ت) ، وذلک للتحقق من دلالة الفروق بین متوسطی درجات التطبیقیین القبلی والبعدی باستخدام برنامج (SPSS) کما یلی :

بالنسبة للفرض الأول:

للتحقق من صحة الفرض الأول ونصه " یوجد فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی درجات معلمی العلوم فی اختبار عمق المعرفة  قبل وبعد دراسة البرنامج التدریبی لصالح التطبیق البعدی سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة الأبعاد المختلفة للاختبار" ، تم تطبیق اختبار عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM  قبل وبعد تطبیق البرنامج التدریبی وحساب قیمة (ت)[11] لمتوسطی مترابطین (السید ،1978، 336) وجاءت النتائج کما یلی:

جدول (8) دلالة الفروق بین متوسط درجات معلمی العلوم فی التطبیقیین القبلی والبعدی على اختبار عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM

یتضح من الجدول السابق:

-      بلغت قیمة ت (58.82) ، وهی دالة عند مستوى 0.001 ، مما یدل على وجود فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی درجاتمعلمی العلوم فی اختبار عمق المعرفة لصالح التطبیق البعدی سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة المستویات المختلفة للاختبار، وهذا یشیر إلى زیادة مستوى عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM لدى معلمی العلوم.

-       لقیاس فعالیة البرنامج التدریبی تم حساب حجم التأثیر الکلی  بإیجاد مربع إیتا η² وقد کان حجم التأثیر کبیر حیث بلغت نسبة η² (0.973) وهی أکبر من الحد الفاصل(0.14)                  ( رشدی منصور ، 1997، 69)، کما تراوح حجم التأثیر لأبعاد الاختبار من                (0.860- 0.981) مما یدل على فعالیة البرنامج التدریبی فی تنمیة عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM للمعلمین  وبذلک تتحقق صحة الفرض الأول. ویمکن التعبیر عن هذه النتیجة بیانیًا فی الشکل التالی:

 

شکل (2) مستویات عمق المعرفة المرتبطة بتعلیم STEM معلمی العلوم فی التطبیقین القبلی والبعدی

ویمکن تفسیر هذه النتیجة فیما یلی:

-        ضعف مستوى عمق المعرفة المعلمین قبلیًا فی المعارف المرتبطة بتعلیم STEM ویرجع إلى عدم دراستهم لموضوعات البرنامج من قبل وحداثة المعارف المتضمنة به.

-        ارتفاع مستوى عمق المعرفة للمعلمین بعدیًا یدل على استیعابهم للمعارف المتضمنة بالبرنامج التدریبی ویرجع ذلک لتدعیم البرنامج بوسائل متعددة حفزت المعلمین على التعلم والتدریب، وأیضا توظیفه استراتیجیات تدریس تعتمد على المهارات العقلیة العلیا والتفکیر الاستراتیجی والتفکیر الممتد وهی ذاتها التی تم تدریبهم علیها لیستخدمها مع تلامیذهم فی فصول تعلیم STEM.

بالنسبة للفرض الثانی :

للتحقق من صحة الفرض الثانی ونصه "یوجد فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی أداء معلمی العلوم لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM قبل وبعد دراسة البرنامج التدریبی لصالح التطبیق البعدی سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة الأبعاد المختلفة لبطاقة التقویم الذاتی" ، تم تطبیق بطاقة التقویم الذاتی لأداء ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM قبل وبعد تطبیق البرنامج التدریبی وحساب قیمة (ت) کالتالی:

 

جدول (9) دلالة الفروق بین متوسطات درجات معلمی العلوم فی التطبیقیین القبلی والبعدی

على أبعاد بطاقة التقویم الذاتی لأداء ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM

یتضح من الجدول السابق ما یلی:

-      بلغت قیمة ت (103.54) فی النتیجة الکلیة للبطاقة، وهی دالة عند مستوى 0.001 ، مما یدل على وجود فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی درجات معلمی العلوم فی بطاقة تقویم الأداء لصالح التطبیق البعدی، وهذا یشیر إلى ارتفاع مستوى أداء معلمی العلوم لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM.

-      بحساب قیمة (ت) لممارسات التدریس کل على حده، وجد أنها دالة عند مستوى 0.001، مما یدل على ارتفاع مستوى أداء معلمی العلوم لممارسات التدریس سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة الممارسات المختلفة لبطاقة التقویم الذاتی للأداء .

-      لحساب فعالیة البرنامج التدریبی فی تنمیة ممارسات التدریس لدى معلمی العلوم أثناء الخدمة، تم حساب حجم التأثیر حیث بلغت η² (0.996) للنتیجة الکلیة، کما تراوح قیم η² للمهارات المختلفة ما بین (0.960-0.991) وهی نسب کبیرة ، مما یدل على فعالیة البرنامج فی تنمیة ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM لدى معلمی العلوم وبذلک تتحقق صحة الفرض الثانی، ویمکن التعبیر عن هذه النتیجة بیانیا فی الشکل التالی:

 

شکل (3) مستوى أداء معلمی العلوم لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM فی التطبیقین القبلی والبعدی

ویمکن تفسیر هذه النتیجة فیما یلی:

-      ضعف مستوى أداء المعلمین قبلیًا لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM یرجع إلى عدم تدریبهم من قبل على هذه الممارسات سواء فی برنامج الإعداد بکلیة التربیة أو فی برامج التنمیة المهنیة.

-      ارتفاع مستوى أداء المعلمین بعدیًا یدل على تحسن مستوى أدائهم لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM، وقد یرجع ذلک إلى أن البرنامج التدریبی أعتمد فی تقدیمه للمعلمین على استراتیجیات تدریس تعتمد على الاستقصاء العلمی والتصمیم الهندسی والتی هی ذاتها محل اهتمام الدراسة والمتوقع من المعلمین التدریس بها بعد انتهاء البرنامج، مما ساهم فی تنمیتها لدى المعلمین بشکل جید .

-       أیضا إعداد البرنامج ونشره من خلال المدونة التعلیمیة ساهم فی تنمیة ممارسات استخدام مصادر وأدوات تعلیم STEM حیث تعتمد على البحث والاستقصاء العلمی بشکل کبیر.

بالنسبة للفرض الثالث :

   للتحقق من صحة الفرض الثالث ونصه "  یوجد فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی درجات معلمی العلوم فی اختبار مهارات التفکیر التصمیمی قبل وبعد دراسة البرنامج التدریبی لصالح التطبیق البعدی سواء فی النتیجة الکلیة أو فی نتیجة الأبعاد المختلفة للاختبار" ، تم تطبیق اختبار مهارات التفکیر التصمیمی قبل وبعد تطبیق البرنامج التدریبی وحساب قیمة (ت) لمتوسطی درجات أفراد الدراسة فی التطبیقیین القبلی والبعدی وجاءت النتائج کما یلی:

جدول (10) دلالة الفروق بین متوسطی درجات معلمی العلوم فی التطبیقیین                           القبلی والبعدی على اختبار مهارات التفکیر التصمیمی

یتضح من الجدول السابق ما یلی:

-      بلغت قیمة ت (183.19) وهی دالة احصائیاً عند مستوى 0.001، مما یدل على وجود فرق ذو دلالة إحصائیة بین متوسطی درجات معلمی العلوم على اختبار مهارات التفکیر التصمیمی لصالح التطبیق البعدی، مما یشیر إلى نمو تلک المهارات لدیهم.

-      أن حجم التأثیر کبیر حیث بلغت قیمة η² (0.999) وهی نسبة کبیرة وتراوحت نسبته للأبعاد ما بین (0.992- 0.996) مما یدل على فعالیة البرنامج التدریبی فی تنمیة مهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم وبذلک تتحقق صحة الفرض الثالث ویمکن التعبیر عن هذه النتیجة بیانیًا فی الشکل التالی:

 

شکل (4) مهارات التفکیر التصمیمی لدى معلمی العلوم فی التطبیقین القبلی والبعدی

ویمکن تفسیر هذه النتیجة فیما یلی:

-      ضعف مستوى أداء المعلمین قبلیًا یرجع إلى عدم تدریبهم من قبل على مهارات التفکیر التصمیمی سواء فی برنامج الإعداد بکلیة التربیة أو فی برامج التنمیة المهنیة.

-      ارتفاع مستوى أداء المعلمین بعدیًا یدل على تحسن مستوى أدائهم لمهارات التفکیر التصمیمی، وقد یرجع ذلک إلى أن البرنامج التدریبی تضمن فی محتواه جزء عن مهارات التفکیر التصمیمی وکیفیة تنمیتها لدى الطلاب ، کما أن استراتیجیات التدریس اعتمدت على التعلم القائم على التصمیم والتعلم القائم على التحدی الذی ساهم بشکل کبیر فی تنمیة تلک المهارات لدى المعلمین.

-      وتتفق هذه النتیجة مع ما أکدته دراسات کل من (رزق، 2015)  (Eckman; Williams & Thorn,2016)، (سلیمان، 2017)، (الدغیم، 2017)، (Boyles, 2016)،            (خصاونة، 2015)، (إبراهیم، 2017).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

توصیات الدراسة

-          ضرورة تدریب الطلاب المعلمین بکلیات التربیة على ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM .

-          ضرورة اهتمام الموجهین التربویین بالممارسات العلمیة والهندسیة ومحاولة الترکیز على الطرق والوسائل الخاصة بتنمیة تلک الممارسات لدى التلامیذ من خلال معلمیهم عند زیاراتهم الصفیة.

-          ضرورة أخذ آراء المعلمین والمشرفین عند تصمیم برامج التدریب المهنیة للوقوف على الاحتیاجات التدریبیة الفعلیة للمعلمین وفق الاتجاهات الحدیثة لتدریس العلوم.

-          الاستعانة ببطاقة التقویم الذاتی المعدة فی الدراسة الحالیة لتقییم أداء معلمی العلوم بمدارس STEM للوقوف على مدى امتلاکهم لممارسات التدریس وفق تعلیم STEM.

بحوث مقترحة

1-      فعالیة برنامج إعداد معلم العلوم بکلیات التربیة فی تنمیة ممارسات التدریس وفق تعلیم STEM.

2-      تقویم برامج التنمیة المهنیة لمعلمی العلوم فی ضوء متطلبات التدریس وفق تعلیم STEM.

3-      فعالیة برنامج مقترح لإعداد معلم STEM فی کلیات التربیة.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

المراجع

أولاً: المراجع العربیة

-      إبراهیم، عاصم محمد. (2017). أثر تدریس العلوم باستخدام وحدات التعلیم الرقمیة فی تنمیة مستویات عمق المعرفة العلمیة والثقة بالقدرة على تعلم العلوم لدى طلاب الصف الثانی المتوسط. المجلة التربویة. جامعة الکویت. 32 (135). 99- 145.

-      أبو علیوة، نهلة (2015). دراسة مقارنة لبعض تطبیقات نظریة مجتمع الممارسة فی التنمیة المهنیة لمعلمی STEM فی کل من الولایات المتحدة الأمریکیة وکوریا الجنوبیة وإمکانیة الإفادة منها فی جمهوریة مصر العربیة، دراسات تربویة واجتماعیة،  مج 21، ع 2، 29-120.

-      إسماعیل، حمدان. (2017). أثر أنشطة إثرائیة فی الکیمیاء قائمة على مدخل العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEM فی تنمیة الوعی بالمهن العلمیة والمیول المهنیة لطلاب المرحلة الثانویة ذوی استراتیجیات التعلم العمیق. مجلة التربیة العلمیة -مصر، مج20, ع2 ، 1: 56.

-      أمبوسعیدی، عبدالله، والحارثی، أمل، والشحیمة، أحلام (2015): معتقدات معلمی العلوم بسلطنة عمان نحو منحى العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات (STEM)، مؤتمر التمیز فی تعلیم العلوم والریاضیات الاول: توجه العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات،  جامعة الملک سعود، الریاض، کتاب البحوث، 391- 406.

-      الباتع، حسن ، وعبد المولی، السید (2009): التعلم الإلکترونی الرقمی، النظریة –التطبیق- الإنتاج، الإسکندریة، دار الجامعة الجدیدة.

-      خصاونة، فؤاد أیاد (2015) عملیة التفکیر الإبداعی فی التصمیم، دراسات، العلوم الإنسانیة والاجتماعیة، مج 42 ، https://journals.ju.edu.jo/DirasatHum/article/download/7443/4853

-      خیری، السید محمد (1977) : الإحصاء فی البحوث النفسیة والتربویة والاجتماعیة ,القاهرة, دار الفکر العربی.

-      الدغیم، خالد بن إبراهیم بن صالح (2017). البنیة المعرفیة للطالب المعلم تخصص علوم فیما یتعلق بمجالات توجه STEM ( العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات ) وتعلیم العلوم. دراسات فی المناهج وطرق التدریس، ع226، 86- 121.

-      دیفینتالا. أنیتى؛ مورهید. لورا؛  سبیتشر ساندی؛ بیر، شارلا؛ سیرمینارو، دیردرا (2017). فکّر واعمل کمصمّم: کیف یدعم التفکیر عبر التصمیم الابتکار فی التعلیم من مرحلة الروضة حتى الصف الثانی عشر، مؤتمر القمة العالمی للابتکار فی التعلیم ، https://www.wise-qatar.org/ar/sites/default/files/rr.1.2017_ideo_arabic.pdf

-      رزق، فاطمة مصطفى محمد ( 2015 ) : استخدام مدخل STEM التکاملی لتعلم العلوم فی تنمیة مهارات القرن الحادی و العشرین و مهارات اتخاذ القرار لدى طلاب الفرقة الأولى بکلیة التربیة , مجلة دراسات عربیة فی التربیة و علم النفس , العدد 62، 79- 128.

-      السعید، رضا مسعد  والغرقی، وسیم محمد (2015). STEM مدخل قائم على المشروعات الإبداعیة لتطویر تعلیم الریاضیات فی مصر والوطن العربی. المؤتمر العلمی السنوی الخامس عشر- تعلیم وتعلم الریاضیات وتنمیة مهارات القرن الحادی والعشرین، الجمعیة المصریة لتربویات الریاضیات، مصر، 8-9 اغسطس، 133- 149.

-      سلیمان، خلیل رضوان خلیل (2017). الممارسات التدریسیة لمعلمی العلوم بالمرحلة الثانویة فی ضوء مدخل التکامل بین العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEM، مجلة التربیة العلمیة، مج 20، ع8، 67- 107.

-      السید، فؤاد البهی (1978): علم النفس الإحصائی وقیاس العقل البشری، القاهرة، دار الفکر العربی.

-      عبد الرؤف، مصطفى محمد الشیخ (2017). تصور مقترح لتطویر الأداء التدریسی لمعلمی العلوم بالمرحلة الإعدادیة فی ضوء معاییر توجه STEM. مجلة التربیة العلمیة، مج20، ع7، 137-190.

-      عزام، محمود رمضان (2018). فعالیة استخدام إستراتیجیة عظم السمک فی تدریس البیولوجی لطلاب الصف الثانی الثانوی فی تنمیة عمق المعرفة البیولوجیة ومهارات التفکیر البصری، بمجلة التربیة العلمیة،، مج (21)،ع (9)، 1- 36.

-      العنزی، سالم مزلوه مطر والعمری، عبد العزیز غازی راضی ( 2017) . فاعلیة برنامج تدریبی قائم على التفکیر التصمیمی فی تنمیة مهارات التفکیر الإبداعی لدى الطلاب الموهوبین بمدینة تبوک، المجلة التربویة الدولیة المتخصصة - الجمعیة الأردنیة لعلم النفس – الأردن، مج6، ع4، 68-81.

-      العنزی، عبدالله بن موسى عطالله والجبر، جبر بن محمد(2017). تصورات معلمی العلوم فی المملکة العربیة السعودیة نحو توجه العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات STEM وعلاقتها ببعض المتغیرات، مجلة کلیة التربیة بأسیوط، مج 33 , ع2، 647 – 312.

-      کاتب، نجلاء عمران (2014). منهجیة التفکیر التصمیمی المزتکز على التصمیم الإنسانی فی القطاع الصحی، ملتقى القطاع الصحی غیر الربحی، http://www.natakaml.com/files/1/natakaml_14.pdf

-       مراد، سهام. (2014). تصور مقترح لبرنامج تدریبی لتنمیة مهارات التدریس لدى معلمات الفیزیاء بالمرحلة الثانویة فی ضوء مبادئ ومتطلبات التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات ( STEM ) بمدینة حائل بالمملکة العربیة السعودیة. دراسات عربیة فی التربیة وعلم النفس - السعودیة، ع56 ، 17-50.

-      الهادی، محمد محمد (2005): التعلیم الإلکترونی عبر شبکة الإنترنت، القاهرة ، الدار المصریة اللبنانیة.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ثانیًا: المراجع الأجنبیة

-     Boyles, Nancy (2016). Pursuing the Depths of Knowledge. Educational Leadership, v74 n2 p46-50.

-     Brown, T. (2008). Design thinking. Harvard Business Review, 86(6), 84-92.

-     Bryan, J. A & Fennell, B.D (2009). Wave modeling: a lesson illustrating the integration of mathematics, science and technology through multiple representations. Physics education, 44(4), 403- 410.

-     Bryk, A.S., Sebring, P.B., Allensworth, E., Luppescu, S., and Easton, J.Q. (2010). Organizing schools for improvement: Lessons from Chicago. Chicago, IL: University of Chicago Press.

-     Carnegie Science Center (2015). Science Fair, Chevron Center for STEM Education and Career Development, Carnegie Museums of Pittsburgh, available at: https://www.scitechfestival.org/mainsf_over.asp

-     Chao-Ming, Yang (2018). Applying Design Thinking as a Method for Teaching Packaging Design, Journal of Education and Learning; Vol. 7, No. 5, 52- 61.

-     d.school at Stanford University (2017): The K12 Lab Wiki, https://dschool-old.stanford.edu/groups/k12/wiki/e04cb/HFLI_Rubric.html

-     d.school at Stanford University. (2016). Design Thinking Bootleg : Stanford University Institute of Design, https://static1.squarespace.com/static/57c6b79629687fde090a0fdd/t/5b19b2f2aa4a99e99b26b6bb/1528410876119/dschool_bootleg_deck_2018_final_sm+%282%29.pdf

-     Dailey, Debbie ; Bunn, Gary & Cotabish, Alicia (2015). Answering the Call to Improve STEM Education: A STEM Teacher Preparation Program, JNAAC, Vol. 10, Number 2, 3-16.

-     DeAngelis, K.J., and Presley, J.B. (2011). Teacher qualifications and school climate: Examining their interrelationship for school improvement. Leadership and Policy in Schools, 10(1), 84-120.

-     Eckman, Ellen W ; Williams, Mary Allison & Thorn, M. Barbara Silver (2016). An Integrated Model for STEM Teacher Preparation: The Value of a Teaching Cooperative Educational Experience , Journal of STEM Teacher Education, Vol. 51, No. 1, pp. 71–82.

-     Fan, Szu-Chun & Ritz, John (2014). International Views of STEM Education, www.Iteea.org.

-     Gonzalez, H. B and Kuenzi, J (2012): Science, technology engineering and mathematics, Education: A primer specialist in science and technology polics, CRS report for congress prepared for Members and committees of congress. www.Fas.org/sgp/crs/misc/R42642.pdf.

-     Hanover research. (2011). K- 12 STEM Education Overview. Retrieved from http://www.hanoverresearch.com

-     Herman, Joan &  Linn , Robert (2014). New Assessments, New Rigor, Educational Leadership, v71 n6 p34-37.

-     Hess, Karin K. (2013). A Guide for Using Webb’s Depth of Knowledge with Common Core State Standards, The Common Core Institute https://www.flvs.net/docs/default-source/default/attachment-2---depth-of-knowledge-guidelines.pdf?sfvrsn=0

-     Khadri, Hanaa Ouda (2014). Planning For Establishing STEM Education Department Within Faculty  Of  Education - Ain Shamas University an Interdisciplinary Model, European Scientific Journal October 2014 edition vol.10, No.28, 280-311.

-     McLaughlin, M.W., and Talbert, J.E. (2006). Building school-based teacher learning communities. New York: Teachers College Press.

-     Michelsen, C & Sriraman, B (2009). Does Interdisciplinary Instruction Raise Students interest in Mathematics and the Subjects of the natural science ? Mathematics Education, 41: 231-244.

-     Moore, T. J.; Stohlmann, M. S.; Wang, H.; Tank, K. M.; Glancy, A. W., & Roehrig, G. H.(2014). Implementation and integration of engineering in K-12 STEM education. In S. Purzer, J. Strobel, & M. Cardella (Eds.), Engineering in pre-college settings: Research into practice (pp. 35–60). West Lafayette, IN: Purdue University Press.

-     Mootee, I. (2011). Teaching Note “Design Thinking for Creativity and Business Innovation Series”. New York, NY: Idea Couture Inc.

-     Morris, Holly & Warman, Greg (2015). Using Design Thinking in Higher Education, EduSearch, No.51, 50-55, https://search.mandumah.com/Record/631683

-     MSTe Project (2001). Integrating Mathematics, Science, and Technology in the Elementary Schools. Implementation and Resource Guide. Stony Brook, NY: SUNY-Stony Brook.

-     National Research Council (2011): Successful STEM Education: A workshop, summary. A Beatly, Rapporteur. Committee on Highly Successful Schools or Programs for k-12 STEM Education , Board on Science Education and Board on Testing and Assessment division of Behavioral And Social Science and Aducation. Washington, DC: The National Academics Press.

-     National Research Council. (2010). Preparing teachers: Building evidence for sound policy. Committee on the Study of Teacher Preparation Programs in the United States, Center for Education. Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington, DC: The National Academies Press.

-     National Research Council. (2013).Monitoring Progress Toward Successful K-12 STEM Education: A Nation Advancing? ,The National Academies Press Washington, D.C.

-     Olvera, Gerlinde W.; Walkup, John R (2010). Questioning Strategies for Teaching Cognitively Rigorous Curricula, ED518988, https://eric.ed.gov/?q=%22Depth+of+knowledge%22&id=ED518988

-     Webb. N. L. (2009). Webb’s Depth of Knowledge Guide Career and Technical Education Definitions. Retrieved from. http://www.aps.edu/re/documents/resources/Webbs_DOK_Guide.pdf. Last visited. 9^th February 2018.

-     Young, V.M., House, A., Wang, H., Singleton, C., and Klopfenstein, K. (2011). Inclusive STEM schools: Early promise in Texas and unanswered questions. Paper presented at the National Research Council Workshop on Successful STEM Education in K-12 Schools. Available at:

 http://www7.nationalacademies.org/bose/STEM Schools_Workshop_Paper_Young.pdf.

 

Article View: 1,585

PDF Download: 882