اثر استخدام برنامج محوسب في تعديل المفاهيم الرياضية لدى طلاب الصف الثامن في الأردن

مقدمــــة

زاد الاهتمام في الآونة الأخيرة بالبنى المفاهيمية التي يکونها المتعلمون في مراحل التعليم المختلفة، لاسيما المرحلة الأساسية. ويعني هذا أن المعرفة العلمية ما هي إلا شبکة من المفاهيم التي يکونها المتعلم حتى يفهم، أو يفسر، أو يصف شيئا، أو حادثة، أو ظاهرة. وتؤدي المفاهيم دوراً بارزاً في تنظيم البنية المعرفية في کل من الموضوع المعرفي وذهن المتعلم على السواء. وتساعد المفاهيم على التعامل مع مشکلة الانفجار المعرفي من خلال تقليل عدد التعميمات الرئيسة في الفرع المعرفي، وتتضمن کل من هذه التعميمات عدداً من المعلومات والمعارف الجزئية؛ فمفهوم المعادلة –مثلاً – يعبر عن مدى واسع من الحقائق المفردة التي تتصل بالکميات وعلاقتها بعضها ببعض.

ويحول اهتمام التربويين بالمفاهيم بدل الحقائق المفردة هدف التربية في تدريس الرياضيات؛ إذ تحول هدفها من الترکيز على المبادئ والحقائق المنفردة إلى الترکيز على تطوير فهم المفاهيم والتعميمات الرئيسة في الرياضيات، ويدعم الفلاسفة هذا الاتجاه؛ حيث يرى کون (Kuhn, 1972) أن المعرفة هي معانٍ وبنى ذهنية يضفيها العقل مباشرة على المعطيات الحسية، وأن العلم (أي علم) منظومة من الأطر المفاهيمية، حيث يتقدم العلم بتعرض الأطر المفاهيمية لأزمات تجعلها موضع شک، الأمر الذي يدفع العلماء إلى العمل على استبدال الأطر المفاهيمية السابقة بأطر مفاهيمية جديدة لها القدرة على حل الأزمات التي أسهمت في تقويض أرکان الأطر المفاهيمية السابقة. کما يرى أن الإطار المفاهيمي يعمل کموجه للملاحظات والأدوات البحثية التي يستخدمها العلماء، ويعطي الفرد نظرة جديدة للعالم تختلف عن نظرته السابقة التي حددها إطاره المفاهيمي السابق.

من هنا، فإن المفاهيم ضرورية جداً في العلوم جميعها وفي الرياضيات بشکل خاص؛ لأنها تعتبر نوعاً من التعميمات التي تلخص الصفات المشترکة بين العديد من الحقائق المنفردة، عدا أنها نقاط مبدئية لفهم المبادئ والقوانين والنظريات والمبرهنات. والمفاهيم ليست تعريفات تحفظ، وإنما هي تکوينات واستدلالات عقلية يکونها الفرد المتعلم ذهنياً (زيتون، 1991). ولهذا، اعتبر تکوين وإنماء الفهم العلمي السليم أحد أهداف التربية، وأصبحت البنية المفاهيمية هي محور المناهج الدراسية.

ويأتي المتعلمون عادة إلى قاعة الدرس ومعهم أفکار سابقة وخبرات شخصية تساعدهم على تفسير الظواهر الرياضية التي يدرسونها، وإذا سلّم بأن تفسيرات المتعلمين حول ظاهرة ما تتغير، فإنه يمکن القول أنهم يتنوعون في المفاهيم التي يحملونها حول الموضوع (الشيخ، 1973).

ويعتبر برونر (Bruner, 1963) أن بناء المفاهيم -أي بنية المادة -من العوامل الأساسية التي تؤثر في فاعلية التعلم. فامتلاک المتعلم لبنية الموضوع المعرفي يمکنه من التصرف بالمعرفة وتوليد معرفة جديدة، کما يمکنه من توظيف المعرفة في حل المشکلات مما يزيد من قدرته على الاحتفاظ بالمعرفة واستخدامها عند الحاجة، لذا فإن تنظيم المعرفة التي يتعلمها الفرد يتناسب مع الاستعداد التطوري للمتعلم مما يمکنه من التقدم في تحصيل المعرفة.

ويؤکد اوزبل (Ausubel,1978) أن أحد العوامل المؤثرة في تعلم محتوى جديد هو البنية المعرفية السابقة للمتعلم؛ فتعلم المتعلم للمفاهيم يتم عن طريق تمثل المفهوم بما له من بنية معرفية، وحتى يتم ذلک لا بد من ربط کل خبرة يراد تعلمها بوضوح بالخبرات التي تسبقها، فالتعلم ذو المعنى يتم بتفاعل المعلومات الجديدة مع البنية المعرفية السابقة لتکوين بنية جديدة. ويفسر اوزبل عملية تمثل المفهوم بأنها تعلم ذو معنى على أساس مبدأ الإحتواء، أي ربط المفهوم الجديد بالمفهوم الموجود مسبقا في البنية المعرفية بطريقة تعطي المفهوم الجديد معنى واضحا ومميزا.

ويشير ما أورده اوزبل إلى فکرة "المفهوم البديل" حيث ينشأ عند المتعلمين مجموعة من المفاهيم تختلف نوعا ما عن المتفــق عليه علميـــا،أو عـــما يحمله العلماء من تفسيرات ومعان وأفکار, وقد يعود سبب هذا (أي وجود المفاهيم البديلة) إلى الاستعمال الخاطئ والمستمر للمفهوم في ضوء خبرة المتعلم أو ثقافته (عبدالفتاح، 2001).

وهناک خصائص تميز المفاهيم البديلة، فهي تتعارض مع المفاهيم التي يعتقد العلماء بصحتها، کما أنها تقاوم التغيير والتعديل، ويحتاج تعديلها إلى تبني استراتيجيات حديثة وغير تقليدية أثناء التدريس (Hashweh, 1986).

وقد وضع أندرسون (Anderson, 1991) مجموعة من المحکات التي تدلل على المفاهيم البديلة عند المتعلمين أهمها: يجب أن يؤمن بهذه المفاهيم الکثير من المتعلمين، ويجب أن تتغور هذه المفاهيم في الإدراک الباطني حتى يصبح من الصعب إزالتها، ويجب أن يکون تواجدها عند المتعلمين غير مميز من قبل المعلمين، بحيث يمکن ألا تزول مطلقاً حتى بالتعليم الجيد.

ويمکن القول أن المفاهيم البديلة عند المتعلمين تتضمن مفاهيم قبلية يکونها المتعلم نتيجة خبرته السابقة, وتفاعله مع بيئته الخارجية في محاولته للتکيف معها، وأنها منتشرة کثيراً بين الکبار والصغار وبين ذوي الخبرة العلمية المحدودة وذوي الخبرة العلمية الجيدة (Posner, Strike, Hewson and Gertzog, 1982).

کما يمکن القول -في ضوء ما سبق -أن من المشکلات التي تواجه عملية التعلم هي مشکلة المفاهيم البديلة التي يواجهها المتعلمون والتي تتشکل لديهم نتيجة ما يواجهونه في حياتهم اليومية والاجتماعية من الظواهر والأحداث التي يحاولون فهمها وتفسيرها، ولها جذور من تجاربهم الشخصية بما فيها من ملاحظة وإدراک مباشر، لذا يکونون أفکارهم ومفاهيمهم الخاصة مستعينين بالأفکار الموجودة في ثقافتهم لتساعدهم على تفسير ما يواجهونه في حياتهم (posner et al., 1982). وأشارت درايفر (Driver, 1989) إلى أن المتعلمين يأتون إلى الصفوف بمعرفة سابقة لا تتوافق مع ما سيتعلمونه، وأن هذه المعرفة قد لا تساعد في تعلمهم ما لم تتخذ طرائق وأساليب غير تقليدية في تعليمهم تساعد على أحداث التغير المفاهيمي Conceptual change المرغوب وتجعل مفاهيمهم البديلة تتغير.

من هنا باتت الحاجة ماسة للنظر في کل مامن شأنه أن يساعد المتعلمين على تغيير مفاهيمهم البديلة، ووجد أن استخدام البرامج الحاسوبية في التدريس يعمل على تسهيل فهم المتعلمين للمفاهيم والإسهام في تکوين اتجاهات إيجابية نحو تعلم المواد الدراسية برمتها لدى المتعلمين من خلال ما توفره من متعة أثناء تنفيذ الأنشطة المصممة على الحاسوب بالإضافة إلى إتاحة الفرصة أمامهم لبناء معرفتهم بأنفسهم (الشناق وأبو هولا والبواب، 2004، وأبو هولا والشناق والبواب، 2004).  

وقد شهد الحاسوب اهتماما کبيرا من قبل المختصين التربويين، فقد أصبح وسيلة تعليمية, ونمطا تعليميا يساعد المتعلم على امتلاک مهارات التفکير والتقدم في التعلم حسب سرعته وقدراته، ويعود الحاسوب بفوائد متعددة على المعلم والمتعلم في عمليتي التعلم والتعليم. ويمکن أن نورد منها في هذا الصدد الفوائد الآتية:

-يمکن المتعلم من تطبيق  التعلم الذاتي Self learning، وهو التعلم الذي يتم فيه تهيئة الموقف التعليمي وتنظيمه على النحو الذي يتثير دافعية المتعلم إلى التعلم ويزيد من قدراته على الاعتماد على نفسه.

-يساعد في تطبيق التعلم للاتقان (Mastery Learning) وقد يتحقق هذا التعلم إذا ما تمت مراعاة العناصر الأساسية الآتية في البرمجيات التعليمية وهي: تزويد المتعلم بأهداف المادة التعليمية، وتجزئة المادة بشکل متسلسل إلى أجزاء صغيرة، وإعطاء الفرصة لکل متعلم أن يتعلم حسب قدرته وطاقته، وتعزيز المتعلم في کل استجابة يقوم بها في کل نشاط، وتوفير بيئة تعليمية ذات نظام اتصال ذي اتجاهين، وتزويد المتعلم بالتغذية الراجعة الفورية، وتخزين کميات هائلة من البيانات واسترجاعها بکل سهولة ويسر، والاستجابة للفروق الفردية بين المتعلمين، وتکميل ودعم وسائل وطرق التعليم التقليدية والکتب المدرسية، أو المحاضرات، وإثارة دافعية المتعلمين حيث يعمل الحاسوب بما يملکه من إمکانات الصوت والصورة الملونة و المتحرکة على مساعدتهم على الاحتفاظ بما يتعلمونه أطول فترة ممکنة (خصاونه ,2001).

وقد لوحظ أن توظيف نظام الوسائط المتعددة التي يمثل الحاسوب عمودها الفقري من أبرز الاستراتيجيات الحديثة في مجال تدريس العلوم، حيث يمثل استخدام الحاسوب ثورة تقنية کبيرة في عالم البيانات ومعالجة المعلومات. ويلخص الشناق وزملاؤه (2004) جملة من الإجراءات اللازمة لنجاح توظيف الحاسوب في المجالات التعليمية التعلمية کما وردت في الأدبيات التربوية؛ إذ إن نجاح توظيف الحاسوب في المجالات التعليمية التعلمية لا بد له من:

• · التعلم عن الحاسوب Learning about computer ويشمل ما يعرف ببرامج محو الأمية الحاسوبية من خلال التعرف على مکونات الحاسوب العامة وطرق تشغيله.
• · التعلم بالحاسوب Learning with computer ويتمثل في إشراک المتعلم من خلال استخدام برامج من نمط المحاکاة، وجمع البيانات وتنظيمها وتحليلها.
• التعلم من الحاسوب Learning from computer ويتمثل دور الحاسوب في کونه مصدراً للمعلومات.
• · تعليم التفکير باستخدام الحاسوب Learning about thinking with Computer من خلال ما يسهم به الحاسوب في تعليم المتعلمين مهارات التفکير العلمي.
• · إدارة  التعلم بالحا سوب Managing learning with computer ويتمثل دور الحاسوب في تسهيل دور المعلم وإدارة المدرسة في تنظيم ودارة عملية التعلم.

وقد راج مؤخرا مصطلح التعليم بمساعدة الحاسوب Computer – Assisted Instruction CAI ويقصد به استعمال البرمجيات التعليمية التي تهدف إلى تقديم المادة التعليمية بصورة مشوقة تقود المتعلم خطوة خطوة نحو إتقان التعلم وتستخدم داخل الصف من قبل المتعلم.

وهناک أنماط وأشکال عديدة للتعليم بمساعدة الحاسوب. يمکن إجمالها في الآتي:

- التمرين والممارسة (Drill and Practice).

- المحاکاة (Simulation).

-الألعاب التعليمية (Instructional Games).

-حل المشکلات   (problem solving )

هدف الدراسة وأسئلتها:

هدفت هذه الدراسة إلى التعرف على أثر استخدام برنامج تعليمي محوسب في تغيير المفاهيم البديلة لدى المتعلمين من الصف الثامن الأساسي في موضوع المعادلات، وحاولت هذه الدراسة الإجابة عن السؤالين الآتيين :

1-هل توجد فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى الدلالة (³µ 0.05) بين نسبة شيوع المفاهيم البديلة لدى المتعلمين في المجموعتين التجريبية والضابطة في موضوع المعادلات من کتاب الرياضيات للصف الثامن الأساسي بعد إجراء التجربة؟

2 -هل توجد فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى الدلالة (³µ 0.05) بين نسبة شيوع المفاهيم البديلة لدى المتعلمين ذوي التحصيل (المرتفع، والمتوسط، والمنخفض) في  موضوع المعادلات من کتاب الرياضيات للصف الثامن الأساسي بعد إجراء التجربة؟

تعريفات الدراسة:

وردت في الدراسة العديد من المصطلحات والتي کان لها  التعريفات الآتية : 

البرنامج التعليمي المحوسب:

يعرف إجرائياً بأنه وحدة تعليمية مصممة بطريقة مترابطة ومتضمنة مجموعة من الخبرات والأنشطة والوسائل وأساليب التدريس وأساليب التقويم المتنوعة بهدف تحقيق أهداف الدراسة وقد اتضح ذلک من خلال البرمجية التي استخدمها الباحث في وحدة المعادلات.

المفاهيم البديلة:

المفاهيم التي تشکلت عند المتعلمين فيما يخص موضوع المعادلات نتيجة محاولتهم فهم وتفسير ما يواجهون في في الموضوع، ولهذه المفاهيم جذور في تجاربهم الشخصية بما فيها من ملاحظة وإدراک مباشر، إضافة إلى أن للخلفية الثقافية، وثقافة الأقران (Peer Culture)، واللغة المستعملة، ووسائل الإعلام دورا في تشکيل هذه المفاهيم البديلة عند المتعلمين وإدراک المتعلمين لحقيقة أو مبدأ أو فکرة إدراکا لا يتسق والصورة المجمع عليها في الأوساط الرياضية.

ذوو التحصيل المرتفع : ويقصد بهم في هذه الدراسة أعلى 27% من أفراد عينة الدراسة وهم الذين حصلوا على أعلى العلامات في الإختبار النهائي لمادة الرياضيات للصف الثامن المتوسط في نهاية الفصل الدراسي الأول من العام 2006/ 2007م.

ذوو التحصيل المتوسط : ويقصد بهم في هذه الدراسة مانسبته 46% من أفراد عينة الدراسة وهم الذين حصلوا على علامات تلي علامات مرتفعي التحصيل  في الإختبار النهائي لمادة الرياضيات للصف الثامن المتوسط في نهاية الفصل الدراسي الأول من العام 2006/ 2007م.

ذوو التحصيل المنخفض : ويقصد بهم في هذه الدراسة أدنى  27% من أفراد عينة الدراسة وهم الذين حصلوا على أدنى العلامات في الإختبار النهائي لمادة الرياضيات للصف الثامن المتوسط في نهاية الفصل الدراسي الأول من العام 2006/ 2007م.

أهمية الدراسة:

تکمن  أهمية هذه الدراسة في تناولها لظاهرة تکوين المفاهيم البديلة لدى المتعلمين والتي تنطلق من خبراتهم وثقافتهم بشکل يختلف جزئياً أو کلياً عن تلک المفاهيم التي اتفق عليها المختصون؛ إذ أن الحاجة باتت ملحة للنظر في الأساليب والطرائق التي تحد من شيوع المفاهيم البديلة عند المتعلمين وتساعدهم على تکوين المفاهيم المقبولة.

کما أنها تناولت استخدام الحاسوب في تدريس الرياضيات، فالحاسوب يساعد المتعلمين على فهم المفاهيم الصحيحة وعلى تمکينهم من بناء معارفهم بأنفسهم, عدا من ذلک فإن لاستخدام الحاسوب في التعلم والتعليم حسنات ومزايا عديدة على الصعيد التربوي, ثم تعرضها لواقع استخدام الحاسوب في المملکة الأردنية الهاشمية، حيث انتشرت في المملکة في الآونة الأخيرة الکثير من البرمجيات, والوحدات الدراسية المبرمجة التي تعدها شرکات متخصصة.

حدود الدراسة ومحدداتها:

1. اقتصرت هذه الدراسة على عينة مقصودة من طلبة الثامن الأساسي. لذا، فإن نتائج هذه الدراسة تحددت بمدى تمثيل العينة المختارة لمجتمع الدراسة الأصلي.

1. اقتصرت المفاهيم التي تتناولها الدراسة على المفاهيم الواردة في موضوع المعادلات من کتاب الصف الثامن الأساسي.

3. تم تطبيق الدراسة في مدرسة مختارة من مدارس مجتمع الدراسة خلال العام الدراسي 2006/2007. لذا، فإن نتائج هذه الدراسة تحددت بالمحددات الزمانية والمکانية الخاصة بها.

4. قام الباحث باستخدام أداة طورها بنفسه لغايات هذه الدراسة. لذا، تتحدد نتائج هذه الدراسة بمدى صدق وثبات أداة الدراسة، ومدى تعاون أفراد العينة في الاستجابة لأداة الدراسة أثناء التطبيق.

الدراسات السابقة

عني موضوع المفاهيم البديلة التي يکونها المتعلمين وموضوع إحداث التغير المفاهيمي الذي من شأنه أن يساعد المتعلمين علي التخلص من تلک المفاهيم بالعديد من الدراسات التي  قام  بها الباحثون.

ومن هذه الدراسات دراسة حميد وهاکلنج وجارنت (Hameed, Hackling & Garnett, 1993) فعالية استخدام حقيبة تعليمية حاسوبية مبنية على أنموذج التغير المفاهيمي في إحداث التغير المفاهيمي لطلبة الصف الثاني عشر في المالديف في موضوع الاتزان الکيميائي.

وأظهرت النتائج أن هناک تغيرات ذات دلالة إحصائية في مفاهيم المتعلمين حول الاتزان الکيميائي، کما أظهرت أن التغير المفاهيمي الذي حدث لدى المتعلمين بقي مستقراً لفترة
أکثر من شهر.

وقام يالسينالب (Yalcinalp, 1995) بدراسة هدفت إلى تقصي أثر استخدام الدروس المبنية على استخدام الحاسوب في فهم المتعلمين للمول والصيغ الجزيئية، واتجاهاتهم نحو الکيمياء . وأظهرت نتائج الدراسة أن للحاسوب أثراً ذا دلالة إحصائية في تحسين فهم المتعلمين لموضوع المول والصيغ الجزيئية لدى أفراد المجموعة التجريبية (الذين درسوا باستخدام الحاسوب) إذا ما قورنوا بنظرائهم من المتعلمين في المجموعة الضابطة، کما أن للحاسوب أثراً ذا دلالة إحصائية في التطوير الإيجابي لاتجاهات أفراد المجموعة التجريبية نحو الکيمياء إذا ما قورنوا بنظرائهم من المتعلمين في المجموعة الضابطة.

وأجرت أکر (Acker, 1996) دراسة هدفت إلى تقصي فعالية استخدام الوسائط المتعددة وفق النظرة البنائية في تحديد الفهم البديل لدى طلبة الصف الخامس الأساسي ومعالجتها. وأشارت نتائج الدراسة إلى فعالية استخدام الوسائط المتعددة وفق النظرة البنائية في معالجة الفهم البديل لدى المتعلمين وتصويبه.

وقام بافلينيک وبکلي ورايت (Pavlinic, Buckley & Wright, 1999) بدراسة هدفت إلى تقصي أثر استخدام الحاسوب في فهم طلبة المدراس العليا لمفهوم الجزيئات وتعديل ذلک المفهوم. ولتحقيق أهداف الدراسة، صممت المادة التعليمية (الجزيئات والمعايرة) وفقاً لاستخدام الحاسوب في تعليمها؛ إذ استخدمت المواقع الإلکترونية التي تتضمن عرضاً للجزيئات بثلاثة أبعاد في عرض الخبرات التعليمية الخاصة بالجزيئات والمعايرة. واستخدم منحى (توقع، لاحظ، فسر) Predict – Observe -Explain في تصميم المادة التعليمية،

وأظهرت نتائج الدراسة أن للحاسوب أثراً في تحسين فهم المتعلمين للجزيئات والمعايرة لدى أفراد المجموعة التجريبية (الذين درسوا باستخدام الحاسوب) إذا ما قورنوا بنظرائهم من المتعلمين في المجموعة الضابطة، کما أظهرت نتائج الدراسة أن للحاسوب أثراً في تحسين اتجاهات طلبة المجموعة التجريبية (الذين درسوا باستخدام الحاسوب) نحو طريقة التدريس إذا ما قورنوا بنظرائهم من المتعلمين في المجموعة الضابطة.

وقام کيرنيل وتريغست (Kearneyl & Treagust, 1999) بدراسة هدفت إلى تقصي أثر استخدام الدروس المبنية على استخدام الحاسوب والفيديو کليب في فهم طلبة الصفين العاشر والحادي عشر للمفاهيم الفيزيائية وتعديل تلک المفاهيم. وأظهرت نتائج الدراسة أن للحاسوب وتقنية الفيديو کليب أثراً ذا دلالة إحصائية في تحسين فهم المتعلمين للموضوعات الفيزيائية لدى أفراد المجموعة التجريبية (الذين درسوا باستخدام الحاسوب) إذا ما قورنوا بنظرائهم من المتعلمين في المجموعة الضابطة.

کما أجرى رذرفورد (Rutherford, 1999) دراسة هدفت إلى تقصي أثر استخدام ثلاث استراتيجيات تدريسية هي: المحاکاة بالحاسوب، والتدريس بالشرح، ودورة التعلم على فهم المتعلمين لقوانين نيوتن في الحرکة. وأشارت نتائج تحليل خرائط المفاهيم والاختبار القبلي والبعدي إلى أن معظم أفراد المجموعات الثلاث احتفظ بفهم بديل بالقوانين الثلاثة. کما لم تظهر النتائج أية فروق ذات دلالة إحصائية في متوسطات أداء المتعلمين على اختبار خرائط المفاهيم أو اختبار المفاهيم العلمية يمکن أن تعزى إلى استراتيجية التدريس.

وقام (Tao and Gunstone, 1999)بدراسة هدفت إلى معرفة أثر تدريس الفيزياء بالحاسوب في عملية التغيير المفاهيمي في مفاهيم القوة (Force) والحرکة (Motion) للصف العاشر وأظهرت نتائج الدراسة أن للوسائط المتعددة التفاعلية أثراً في تحسين فهم طلبة المجموعة التجريبية للموضوعات العلمية التي درست إذا ما قورنوا بنظرائهم من المتعلمين الذين تعلموا وفقاً للطريقة التقليدية.

وأجرى کافاس (Cavas, 2000) دراسة هدفت إلى تقصي أثر استخدام الحاسوب في إکساب طلبة الصف السابع الفهم العلمي السليم للموضوعات العلمية التي تتضمن مفاهيم رياضية. وأظهرت نتائج الدراسة تفوقاً لدى أفراد المجموعة التجريبية في کل من فهم الموضوعات العلمية والقدرة على حل المشکلات إذا ما قورنوا بنظرائهم من المتعلمين الذين تعلموا وفقاً للطريقة التقليدية.

ووفي الاتجاه ذاته، أجرى ديميتروف ومکجي وهوارد  (Dimitrov, Mcgee & Howard, 2002) دراسة هدفت إلى تقصي أثر بيئة غنية بالوسائط المتعددة في التغيير في کفاءة المتعلمين في امتلاک مفاهيم العلوم وحل المشکلات.وأظهرت نتائج الدراسة عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية في متوسطات أداء المتعلمين على الاختبارين يمکن أن تعزى للطريقة التي تعلموا وفقها.

وأجرى (Sanger and greenbowe, 2002) دراسة هدفت إلى فحص أثر استخدام المحاکاة عبر الحاسوب واستراتيجيات التغير المفاهيمي في مفاهيم المتعلمين حول حرکة الإلکترونات في المحاليل. وأظهرت نتائج الدراسة أن استخدام المحاکاة عبر الحاسوب لم تکن ذات أثر دال في تغيير مفاهيم المتعلمين، في حين أثرت استراتيجية الأسئلة المفاهيمية اللفظية (Verbal Conceptual Questions) التي استخدمها الباحث في تغيير المفاهيم البديلة عند المتعلمين حول حرکة الإلکترون.

ويلاحظ من الدراسات السابقة التي تم استعراضها في هذا البند ترکيزها على المفاهيم البديلة التي يحملها المتعلمون في الموضوعات المختلفة، کما يلاحظ تضارب الدراسات من حيث نتائجها المتصلة بأثر الحاسوب في تعديل المفاهيم البديلة لدى المتعلمين؛ ففي حين أظهرت دراسةکل من: Cavas, 2000، و Vrtacnik, 2000، و Kearneyl & Treagust, 1999، و Pavlinic, Buckley & Wright, 1999، و Acker, 1996، و Hameed, Hackling & Garnett, 1993، و Yalcinalp, 1995 أثراً لاستخدام الحاسوب في تحسين تعلم المتعلمين للمفاهيم العلمية أظهرت دراسات أخرى قارنت أثر الحاسوب بغيره من استراتيجيات التدريس البنائية عدم وجود أثر لاستخدام الحاسوب مقارنة بتلک الاستراتيجيات کدراسة Sanger and greenbowe, 2002 التي قارنت اثر استخدام الحاسوب في تعديل المفاهيم البديلة للمتعلمين باستراتيجية التغير المفاهيمي، ودراسة Rutherford, 1999 التي قارنت اثر استخدام الحاسوب في تعديل المفاهيم البديلة للمتعلمين باستراتيجيتي: الاستقصاء، واستخدام المشروعات، و دراسة Dimitrov, Mcgee & Howard, 2002 التي قارنت اثر استخدام الحاسوب في تعديل المفاهيم البديلة للمتعلمين باستراتيجيتي: الشرح، ودورة التعلم.

ويتضح من مجمل الدراسات السابقة ترکيز الدراسات على استخدام الحاسوب في تحسين تحصيل الطلبة في الرياضيات بشکل يظهر قلة في الاهتمام باستخدام الحاسوب في تحسين فهم المتعلمين للمفاهيم ، أو تغيير المفاهيم البديلة لديهم. کما اهتمت الدراسات التي تناولت استخدام الحاسوب في تغيير مفاهيم المتعلمين بتوظيف النظرية البنائية واستراتيجيات التغير المفاهيمي في تصميم المادة التعليمية بهدف استخدامها بوساطة الحاسوب، الأمر الذي يضيف أثراً لاستراتيجية تصميم المادة التعليمية يتداخل مع أثر استخدام الحاسوب ذاته.

إجراءات الدراسة

مجتمع الدراسة وعينتها:

تکون مجتمع الدراسة من جميع طلاب الصف الثامن الأساسي في المدارس الحکومية في محافظة المفرق في المملکة الأردنية الهاشمية. وبلغ حجم مجتمع الدراسة     (1100) متعلماً، وذلک في العام الدراسي 2006/2007 م. أما عينة الدراسة فقد تم اختيار شعبتين دراسيتين من إحدى المدارس الحکومية اختياراً قصدياً،  وقد بلغ عدد أفراد عينة الدراسة (90) طالباً، تم تقسيمهم إلى مجموعتين: ضابطة درست موضوع المعادلات بالطريقة التقليدية، وتجريبية درست الموضوع نفسه بالبرنامج التعليمي المحوسب الذي تم اختياره. کما تم تقسيم کل مجموعة من المجموعتين التجريبية والضابطة إلى ثلاثة مستويات في ضوء تحصيلهم في الفصل الدراسي الأول (حسب ما ورد في وثائق المدرسة) کما يلي: مرتفعو التحصيل (27%)، ومتوسطو التحصيل (46%)، منخفضو التحصيل (27%).

الجدول (1): عينة الدراسة

أدوات الدراسة:

استخدمت في هذه الدراسة الأداتان التاليتان:

أولاًً: اختبار المعرفة المفاهيمية:

تکون هذا الاختبار في صورته النهائية من (31) فقرة من نوع الاختيار من متعدد بأربعة بدائل، واحدُ منها فقط هو الصحيح، إذ يمثل الفهم السليم، في حين تمثل البدائل الثلاثة الأخرى فهماً غير سليم. وللتحقق من صدق الاختبار تم عرضه على ستة من المختصين في مناهج الرياضيات وأساليب تدريسها، وقد تم تعديل فقرات الاختبار في ضوء ملاحظات هؤلاء المحکمين، وحذفت الفقرات التي أجمع المحکمون على أنها لا تقيس المفاهيم البديلة عقد الطلاب. وفي ضوء ملاحظات المحکمين تم حذف بعض الفقرات واستبدالها بفقرات أخرى کما تم تعديل بعض الفقرات، وتقليل عدد فقرات الاختبار من (33) ليتضمن (31) فقرة فقط. کما استخدمت معادلة کودر- ريتشاردسون 20 KR20 لحساب معامل ثبات الاختبار، وبلغ معامل الثبات للاختبار (0.69)، وقد اعتبر هذا المعامل کافياً لأغراض الدراسة الحالية في ضوء ما تشير إليه الأدبيات التربوية الخاصة بالقياس التربوي (ثورندايک وهيجن، 1989؛ Allen &Yen, 1979).

ثانياً: البرنامج التعليمي المحوسب :

يغطي هذا البرنامج المحتوى العلمي الوارد في کتاب الرياضيات للصف الثامن الأساسي في موضوع المعادلات، ويفصل البرنامج کل موضوع کبير إلى مجموعة من الموضوعات الجزئية، ويقابل کل موضوع درس وتمرينات.

ويتفرع کل عنوان إلى موضوعات جزئية محددة، ويقدم البرنامج المفاهيم الرياضية مدعومة بالرسم والأشکال والمؤثرات الصوتية، ويختتم کل موضوع جزئي باختبار مکون من (10) فقرات موضوعية. ويلي الاختبارات التي تعقب کل موضوع جزئي اختبار عام حول الموضوعات الجزئية مؤلف من (10) فقرات موضوعية (اختيار من متعدد). ويتسم البرنامج بالسهولة وعدم التعقيد، فهو يضم رموزاً تسهل التعلم وتساعد الطالب في الانتقال من مرحلة إلى مرحلة أخرى، أو من موضوع إلى موضوع آخر.

تصميم الدراسة والمعالجة الإحصائية:

تصميم الدراسة:

تتبع الدراسة المنهج شبه التجريبي والتصميم العاملي (3 X 2)، وتتضمن المتغيرات الآتية:

-المتغيرات المستقلة :

تشتمل الدراسة على متغير مستقل له مستويان  هما:

1-طريقة التدريس،:

أ- طريقة التدريس باستخدام الحاسوب (التعليم المحوسب).

ب- الطريقة التقليدية.

2-متغير تصنيفي ، وله ثلاثة مستويات:

أ- التحصيل المرتفع.

ب- التحصيل المتوسط.

ج- التحصيل المنخفض.

-المتغير التابع :

تشتمل الدراسة على متغير تابع واحد هو المعرفة المفاهيمية بالمعادلات الرياضية.

-المعالجة الإحصائية:

استخدمت  الدراسة الإحصاء الوصفي (التکرارات والنسب المئوية) کما استخدم الإحصائي کا2 لمعرفة أثر البرنامج التعليمي المحوسب في تغيير المفاهيم البديلة عند المتعلمين.

نتائج الدراسة :

هدفت هذه الدراسة إلى التعرف على أثر استخدام برنامج محوسب في تغيير المفاهيم البديلة لدى المتعلمين من الصف الثامن الأساسي في موضوع المعادلات. وبعد تطبيق إجراءات الدراسة وجمع بياناتها، استخدمت التحليلات الإحصائية الوصفية والاستدلالية المطلوبة. وفيما يلي عرض للنتائج التي تم التوصل إليها وفقاً لمتغيري الدراسة: طريقة التدريس ومستوى التحصيل في الرياضيات، وتصميمها.

أولاً: النتائج المتعلقة بالإجابة عن السؤال الأول:

هلتوجد فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى الدلالة (³µ 0.05 ) بين نسبة شيوع المفاهيم العلمية البديلة لدى المتعلمين في المجموعتينالتجريبية والضابطة في موضوع المعادلات من کتاب الرياضيات للصف الثامن الأساسيبعد إجراء التجربة؟

للإجابة عن هذا السؤال تم رصد تکرارات المفاهيم السليمة والبديلة لدى المتعلمين بعد التدريس وفي کل من المجموعتين: التجريبية والضابطة، وحسبت النسب المئوية المقابلة لتلک التکرارات، کما حسب الإحصائي (کا2). والجدول رقم (2) يوضح تکرارات ونسب شيوع المفاهيم البديلة عند المتعلمين في المجموعتين التجريبية والضابطة واختبار کاي تربيع للفروق بين النسب.

الجدول رقم(2)

تکرارات ونسب شيوع المفاهيم البديلة عند المتعلمين بعد التدريس في المجموعتين التجريبية والضابطة واختبار کاي تربيع للفروق بين النسب

ويلاحظ من الجدول أعلاه أن نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين في المجموعة التي درست وفقاً للطريقة التقليدية بلغت (58.1)، في حين کانت نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين في المجموعة التي درست الموضوعات نفسها باستخدام الحاسوب (49.2)، وبلغت قيمة الإحصائي کا2  (21.807) وهي ذات دلالة إحصائية (ح= 0.000).

ثانياً: النتائج المتعلقة بالإجابة عن السؤال الثاني:

هل توجد فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى الدلالة (³µ0.05) بين نسبة شيوع المفاهيم العلمية البديلة لدى المتعلمين ذوي التحصيل (المرتفع، والمتوسط، والمنخفض) في موضوع المعادلات من کتاب الرياضيات للصف الثامن الأساسي بعد إجراء التجربة؟

للإجابة عن هذا السؤال تم رصد تکرارات المفاهيم السليمة والبديلة لدى المتعلمين بعد التدريس في کل من المجموعتين: التجريبية والضابطة وفقاً لمستويات التحصيل الثلاثة: (المرتفع، والمتوسط، والمنخفض)، وحسبت النسب المئوية المقابلة لتلک التکرارات، کما حسب الإحصائي (کا2). والجدول رقم (3) يوضح تکرارات ونسب شيوع المفاهيم البديلة عند المتعلمين في المجموعتين التجريبية والضابطة وفقاً لمستويات التحصيل الثلاثة: (المرتفع، والمتوسط، والمنخفض) واختبار کاي تربيع للفروق بين النسب.

الجدول رقم(3)

تکرارات ونسب شيوع المفاهيم البديلة عند المتعلمين بعد التدريس في المجموعتين التجريبية والضابطة وفقاً لمستويات التحصيل الثلاثة: (المرتفع، والمتوسط، والمنخفض) واختبار کاي تربيع للفروق بين النسب

ويلاحظ من الجدول أعلاه أن نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين من ذوي التحصيل المرتفع بعد التدريس بلغت (36.2)، في حين کانت نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين أقرانهم من المتعلمين من ذوي التحصيل المتوسط (58.1)، و کانت نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين أقرانهم من المتعلمين من ذوي التحصيل المنخفض (63.3)، وبلغت قيمة الإحصائي کا2  (130.029) وهي ذات دلالة إحصائية (ح= 0.000).

مناقشة النتائج :

لوحظ من النتائج أن نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين في المجموعة التي درست وفقاً للطريقة التقليدية بلغت (58.1)، في حين کانت نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين في المجموعة التي درست الموضوعات نفسها باستخدام الحاسوب (49.2)، وبلغت قيمة الإحصائي کا2  (21.807) وهي ذات دلالة إحصائية (ح= 0.000). أي أن نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين في المجموعة التي درست وفقاً للطريقة التقليدية أکبر وبدلالة إحصائية من نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين أقرانهم من المتعلمين الذي درسوا باستخدام الحاسوب. کما بينت النتائج أن نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين من ذوي التحصيل المرتفع بعد التدريس بلغت (36.2)، في حين کانت نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين أقرانهم من المتعلمين من ذوي التحصيل المتوسط (58.1)، و کانت نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين أقرانهم من المتعلمين من ذوي التحصيل المنخفض (63.3)، وبلغت قيمة الإحصائي کا2  (130.029) وهي ذات دلالة إحصائية (ح= 0.000). ويشير ذلک إلى أن نسبة شيوع المفاهيم البديلة بين المتعلمين بلغت أقصاها لدى منخفضي التحصيل ثم متوسطيه وأدناها لدى مرتفعي التحصيل.

وتتفق هذه النتيجة مع نتائج الدراسات السابقة التي أشارت إلى تفوق الطرق التي توظف الحاسوب في التدريس في معالجة المفاهيم البديلة لدى المتعلمين؛ فعلى الرغم من اختلاف الموضوعات التي تم تدريسها باستخدام الحاسوب، واختبرت فعاليته في تعديل المفاهيم المتصلة بها، إلا أن أغلب النتائج تأتي متسقة في توکيد فعالية الحاسوب في تعديل المفاهيم البديلة لدى المتعلمين. فقد اتفقت نتائج الدراسة مع نتائج دراسة يالسينالب (Yalcinalp, 1995) التي بينت أن للحاسوب أثراً ذا دلالة إحصائية في تحسين فهم الطلبة لموضوع المول والصيغ الجزيئية لدى أفراد المجموعة التجريبية (الذين درسوا باستخدام الحاسوب) إذا ما قورنوا بنظرائهم من الطلبة في المجموعة الضابطة، ودراسة فرتاکنک (Vrtacnik, 2000) التي بينت أن للوسائط المتعددة التفاعلية أثراً في تحسين فهم الطلبة للموضوعات العلمية، ودراسة کافاس (Cavas, 2000) التي بينت تفوقاً لدى المتعلمين في فهم الموضوعات العلمية إذا ما قورنوا بنظرائهم من الطلبة الذين تعلموا وفقاً للطريقة التقليدية، ودراسة حميد وهاکلنج وجارنت (Hameed, Hackling & Garnett, 1993) التي بينت أن هناک تغيرات ذات دلالة إحصائية في مفاهيم الطلبة حول الاتزان الکيميائي، ودراسة عکر (Acker, 1996) التي بينت فعالية استخدام الوسائط المتعددة وفق النظرة البنائية في معالجة الفهم البديل لدى الطلبة وتصويبه، ودراسة کيرنيل وتريغست (Kearneyl & Treagust, 1999) التي بينت أن للحاسوب وتقنية الفيديو کليب أثراً ذا دلالة إحصائية في تحسين فهم الطلبة للموضوعات الفيزيائية، ودراسة بافلينيک وبکلي ورايت (Pavlinic, Buckley & Wright, 1999) التي بينت أن للحاسوب أثراً في تحسين فهم الطلبة للجزيئات والمعايرة.

واختلفت نتائج الدراسة الحالية مع نتائج دراسة ديميتروف وکجي وهوارد  (Dimitrov, Mcgee & Howard, 2002) التي هدفت إلى تقصي أثر بيئة غنية بالوسائط المتعددة في التغيير في کفاءة الطلبة في امتلاک مفاهيم العلوم وحل المشکلات، وبينت عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية في متوسطات أداء الطلبة على مفاهيم العلوم وحل المشکلات يمکن أن تعزى للطريقة التي تعلموا وفقها (التقليدية/ المزودة بالوسائط المتعددة)، ودراسة رذرفورد (Rutherford, 1999) التي بينت عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية في متوسطات أداء الطلبة في فهم قوانين نيوتن في الحرکة يمکن أن تعزى إلى استراتيجية التدريس: المحاکاة بالحاسوب، والتدريس بالشرح، ودورة التعلم.

التوصيات:

في ضوء نتائج الدراسة واستنتاجاتها، يوصي الباحث بما يأتي:

1. لما کان هناک فروق ذات دلالة إحصائية (a=0.05) بين نسب شيوع المفاهيم البديلة لدى المتعلمين على اختبار المفاهيم البديلة البعدي في المجموعتين: التجريبية والضابطة ولصالح المجموعة التجريبية التي درست باستخدام الحاسوب يوصي الباحث بضرورة الاستفادة من استخدام الحاسوب في مواقف التعلم - التعليم بما يحقق مستوى أفضل من الأداء والإنجاز.

2. لما کان هناک فروق ذات دلالة إحصائية (a=0.05) نسب شيوع المفاهيم البديلة لدى المتعلمين على اختبار المفاهيم البديلة البعدي في مجموعات التحصيل الثلاثة: المرتفع، والمتوسط، والمنخفض ولصالح المتعلمين ذوي التحصيل المرتفع إذا ما قورنوا بنظرائهم المتعلمين ذوي التحصيل المتوسط وذوي التحصيل المنخفض يوصي الباحث بضرورة مراعاة المعرفة السابقة المتمثلة في تحصيل المتعلم في الرياضيات في مواقف التعلم - التعليم بما يحقق مستوى أفضل من الأداء والإنجاز.

1. القيام بإجراء دراسات مماثلة على موضوعات رياضية أخرى.
2. القيام بدراسة نوعية لتعرف البنية المفاهيمية من حيث تماسکها، ومقارنتها بنتائج الدراسة الحالية.
3. إجراء دراسة تحليلية لتحديد الأسباب الکامنة وراء قدرة الطلبة على تعديل الفهم البديل لصالح الفهم العلمي السليم.