حل المشكلات.. أساس التعليم!

الصحوة – أسماء السالمي

في ظل التطورات العالمية المستمرة في جميع جوانب الحياة، انتقلت عملية تعليم العلوم من منظورها الضيق إلى منظور أوسع وأشمل، فلم يعد من المجدي تدريس العلوم كمادة علمية دون ربطها بالجانب التطبيقي والعملي في حياة الطالب أو ربطها بالمواد المختلفة بالعلوم أو ارتباطها بمشكلات حقيقية وواقعية يعايشها الطالب بشكل يومي؛  لذا برز العديد من الاتجاهات الحديثة في تدريس العلوم والتي تهتم بتكامل العلوم مع المجالات والمواد الأخرى المرتبطة بها، وكذلك ربطها بمشكلات تلامس حياة الطالب بشكل مباشر؛ بهدف إدراك الطالب لأهمية ما يتعلمه في الفصل الدراسي من ناحية، وإعداد جيل ذو كفاءة علمية، ومهنية للنهوض بمستوى مجتمعه بصورة تمكنه من العيش مع تحديات العصر ومشكلاته الواقعية.

سنتطرق هنا إلى  بعض الأساليب والطرق المتبعة التي تمكن المتعلم من حل أي مشكلة في حياته بأسلوب منطقي وعلمي، و أن هذه الطرق تكسب المتعلم طرق ابداعية ومنطقية في التفكير وإعطاء تفسيرات علمية لما يحدث من حوله من أحداث ومتغيرات. حيث أكدت ممارسات العلوم والهندسة، بأن الهندسة تبدأ بتحديد المشكلة إلى جانب أنها تقترح حلول لهذه المشكلة، وفقا لمعايير محددة مثل: ( مشكلة مجتمعية: كاعتماد الدول على الوقود الأحفوري) وأيضا سنتعرف على أثر استخدام منهج متعدد التخصصات على تنمية قدرات الطلاب على حل المشكلات.

أشارت نتائج دراسة كُلا من أيوناس، وسرنيسكا، وكولير،‪أن المعرفة .(Ionas, Cernusca, & Collier,2012) السابقة لدى الطلاب تؤثر بشكل فعال على قدرتهم على حل المشكلات حيث أن كلما كانت المعرفة العلمية لدى الطلاب ضعيفة وغير مكتملة، كلما كانت قدرة الطلاب على حل المشكلات ضعيف. أيضا أشارت أن توجيه المعلم وادارته داخل غرفة الصف لها دور فعال في اتباع الطلبة لخطوات متسلسلة ومنطقية لحل مشكلة ما.

مميزات التعلم المبني على حل المشكلات

التعلم المبني على حل المشكلات يؤثر بشكل فعال على تنمية العمليات العقلية في التفكير مثل: مهارات التفكير الابداعي، التفكير الناقد، التفكير القائم على التخيل، حيث أن هناك خطوات محددة تساعد المتعلم على إيجاد حلول لمشكلة ما تتمثل فيما يلي: تخيل المشكلة، تخطيط المشكلة، اختبار الحلول، مشاركتها مع، الآخرين، تطوير الأداء.

وقد ظهرت العديد من المداخل والأساليب الحديثة  لتعليم العلوم وتعلمها منها: معايير تعليم العلوم للجيل القادم.

حيث وصفها المجلس القومي للتعليم  (NRS) بأنها ستعطي العلوم اتجاها جديدًا وتكسبه معنى وقيمة أكبر؛ وذلك نتيجة التحام المعرفة العلمية النظرية(المحتوى) بمجموعة من الممارسات العلمية والهندسية (الممارسة)، ومفاهيم أخرى مشتركة بين العلوم؛ بهدف استشعار الطلبة للقيمة الحقيقية من وراء تعلم العلوم، (توثيق من دراسة عربية).

حيث أشارت الممارسات العلمية والهندسية مثلما ذكرها ، إلى أنها تعتبر أهم الأهداف الرئيسية لتعليم العلوم، وتنمية قدرات الطلاب العلمية، وتشجيعهم على اتباع أسلوب البحث العلمي الذي يؤكد على أن العلم هو مجموعة من المفاهيم، والحقائق المتداخلة التي لا ينبغي أن نبحث عنها بمعزل عن بعضها البعض.

حيث ذكر أنه تم تدريس العلوم ثلاثي الأبعاد لطلاب الفيزياء، والكيمياء وفنون الطهي بصورة متكاملة سمحت لهم بإدراك المفاهيم المشتركة بين التخصصات والمواد العلمية المختلفة حسب معايير (NGSS)، وأيضا مكنتهم من إيجاد الحلول للكثير من المعوقات و المشكلات التي تواجههم عن طريق اتباع نهج العلماء في البحث العلمي ومحاولة إيجاد حل لمشكلة أو قضية ما.

موقع المناهج العمانية المطورة مقارنة مع المناهج العالمية

وتعد المناهج العمانية المطور (كامبردج) للصفوف (5-8) منسجمة مع معايير تعليم العلوم للجيل القادم (NGSS)، حيث أنها ركزت بشكل كبير على الاستقصاء العلمي المبني على حل مشكلة ما سواء كانت بيئية أو اجتماعية متمثلة في الدروس النظرية والعملية على حد سواء. وأيضا تعمل على الربط بين العلوم والهندسة بهدف تحقيق جودة التعليم، وإنشاء جيل من الطلبة قادر على المشاركة الفعالة في إيجاد حلول للكثير من المشكلات الواقعية وتحقيق التنمية المستدامة بالمجتمع.

وبما أن منهج العلوم قائم على محاولة إيجاد حلول للكثير من المشكلات بمختلف أشكالها: البيئية، الاجتماعية، الاقتصادية، الأخلاقية، التعليمية حيث أنه من الضروري استشعار الطلاب بوجود هذه المشكلات ومحاولة مشاركة الطلبة في صنع الحلول العلمية ذات الأثر الايجابي على الفرد والمجتمع. حيث ذكر (Goralnik, Dauer, & Lettero, 2019)  أن للطلاب دور كبير في إيجاد حلول لمشكلة بيئية، وهي تغير المناخ ومشاركتها مع الآخرين وذلك عن طريق إنشاء منصة تفاعلية عبر الإنترنت، أشارت دراسة تجريبية  قام بها كلا من تاكارأوغلو، وسيمسكلي ،(Tüccaroglu, & Simsekli, 2018) .أن للجدل العلمي المبني على الاستقصاء والحجة دور كبير في إيجاد حلول للكثير من المشكلات بأسلوب علمي ومنطقي، واتاحة الفرصة للطلبة بالحوار والمناقشة لها دور فعال في تنمية، وصقل مهارات الاستقصاء العلمي ورفع المستوى التحصيلي. أشار فاراند، وأوكيز وديج، Farrand, Oakes, & Deeg,2019)) .‪ أن عرض مشكلة حقيقية للطلاب عن طريق استخدام الاستقصاء الدرامي  لطلاب ما قبل المدرسة لها دور فعال في تنمية قدرة الطالب على حل المشكلات عن طريق اتباع نهج العلماء من جهة واستشعار قيمة وأهمية مادة العلوم من جهة أخرى.

طرق التدريس المبنية على حل المشكلات

هناك عدد هائل من الطرق والاستراتيجيات التي يتبعها المعلم داخل الغرفة الصفية والتي تلعب دورًا أساسيا في إثارة فضول ودافعية الطلبة إلى إيجاد حلول لمشكلة ما، أو الإجابة عن سؤال معين، ويتمثل دور المعلم في ربط ما يتعلمه الطالب بالبيئة من حوله، كذلك يعمل على تشجيعهم على اتباع نهج العلماء عن طريق تبني استراتيجيات تدريس مبنية على حل المشكلات، إلى جانب أن للمعلم دور في توضيح عدة نقاط للطلبة متمثلة في : أن العلماء لا يتوصلون إلى حلول لجميع المشكلات التي تواجهنا حيث أن هناك بعض المشكلات التي لم يجد الإنسان لها حل إلى يومنا هذا، وكذلك لابد أن يبرز أن العالم لا يعمل بمفرده بمعزل عن الآخرين، وإنما يعمل على مشاركة الآخرين في نتائجه بهدف الاستفادة من آراء الآخرين وتقبل النقد العلمي البناء، ومن هنا يبرز دور العمل الجماعي التعاوني بين الطلاب داخل الغرفة الصفية أو خارجها .

ومن أهم الطرق والاستراتيجيات التي يتبعها المعلم بهدف إيجاد حلول لمشكلات واقعية وحقيقية يعايشها الطالب بشكل يومي :

• التصميم الهندسي.
• إنشاء منصة تفاعلية عبر الانترنت.
• اتباع نهج متعدد التخصصات.
• الأسلوب القصصي.
• الاستقصاء الدرامي.

حيث أن جميع هذه الطرق تعتمد وبشكل فعال على التعلم النشط بحيث يكون الطالب هو محور العملية التعليمية، وعنصر فعال في تحديد المشكلة، ومحاولة إيجاد الحلول لها باتباع أسلوب البحث العلمي وتمكنه من اكتساب مهارات متعددة كالتحليل، والتقييم، وحل المشكلات الواقعية، واستخدام التكنولوجيا التي تعزز لدى الطلبة مهارات حياتية مختلفة كالثقة بالنفس، وتعزيز الحوار مع الآخرين.

دور التكنولوجيا في تعزيز التعليم المبني على حل المشكلات

أصبحت التكنولوجيا تغزو حياتنا بشكل ملحوظ ومتسارع، وشهد مجال التعليم طفرة عظيمة في القرن الحالي، فتطورت آليات التعليم بصورة سريعة جدًا بشكل يواكب التطور التكنولوجي. هناك العديد من المميزات الناتجة من توظيف التكنولوجيا بالتعليم منها: زيادة انتاجية التعليم، أصبح التعليم أكثر متعة، زيادة تفاعل الطالب مع معطيات الواقع، وزيادة قدرة الطالب على الابداع والابتكار بشكل أكبر. حيث أن إتاحة الفرصة للطلبة للتعلم عن طريق توظيف التكنولوجيا تجعل عملية التعلم أكثر أهمية وفائدة ومتعة.

حيث أشار (Goralnik, Dauer, & Lettero, 2019) قام الطلاب بتفعيل منصة تفاعلية عبر الإنترنت بهدف حل مشكلة بيئية (تغير المناخ ) عن طريق مشاركة الآخرين لهم، وأيضا أشار (Lott, Urbanek-Carney, & Mitchell, 2019)أن توظيف الروبوت لطلاب الطفولة المبكرة له دور كبير في إدراك الطلاب لمفاهيم مختلفة بالعلوم كالضوء، والمسافة والصوت. وأشار (Jurgena, Cēdere, & Keviša, 2018) أن استخدام برنامج الإكسل Excel)) ساعد طلاب الكيمياء، والفيزياء، وفنون الطهي على تحليل البيانات بشكل أدق وأسرع. ونجد أن للمحاكاة الحاسوبية دور فعال في إجراء بعض التجارب العلمية (Harshbarger, 2019)،  يمكن الإشارة إلى  أن استخدام التكنولوجيا في عملية تعليم وتعلم العلوم لها عدة ايجابيات منها : توفير الوقت، والجهد، والمال، وتقريب بعض المفاهيم الغير مرئية كتركيب الذرة مثلا.

دور المعلم في اثارة دافعية الطلبة نحو تعليم مبني على حل المشكلات

للمعلم دور كبير في اكساب الطلاب مهارات وأساسيات حل المشكلات، وذلك من خلال التمهيد للمشكلة من خلال عرض قصة أو عرض مشكلة حقيقية. حيث أشار، (Lott, Urbanek-Carney, & Mitchell, 2019)  أن المعلم مهد لتدريس وحدة الضوء لطلبة الطفولة المبكرة من خلال التصميم الهندسي المبني على حل المشكلات وفقا لمعايير NGSS .  و ذكر تان وآخرون  Tan et al., 2019)) أن المعلم اتبع أسلوب التوجيه والإرشاد وأسلوب العصف الذهني بهدف توجيه، وإرشاد الطلبة لاتباع نهج العلماء عن طريق صياغة الفرضيات لحل مشكلة ما والتحقق منها باستخدام خطوات البحث العلمي المبني على حل المشكلات. أشار كلا من ويندشل، وتمسون، وبراتن الوارد في  (Wang, Sneed,& Wang, 2019) ، أن هناك عدة مشتقات للتعليم المبني على الاستقصاء منها : التعلم القائم على حل المشكلات. وأشار ألمورد وفيشي وفري ،(Almarode,Fisher, & Frey, 2019)أن المعلم يقوم بجلب الوضوح في حصص العلوم عن طريق التخطيط الجيد للدرس؛ بهدف بناء واستخدام المعرفة العلمية لدى الطلبة بطريقة تساعدهم على تفسير الظواهر من حولهم والتخطيط لحل المشكلات.

لذا نجد  للمعلم دور كبير في إثارة دافعية الطلبة لتعلم وإيجاد حلول لمشكلة واقعية وحياتية، وهذا ما أشار إليه Farrand, Oakes, & Deeg,2019))، أن للمعلم دور كبير في تحفيز جميع الطلبة بمختلف مستوياتهم وقدراتهم العقلية، والنفسية، والجسدية حيث عرضت المعلمة للطلبة رسالة افتراضية من أحد المزارعين بالحقول القريبة من المدرسة طالبا من الطلبة بصفتهم علماء الحشرات في إيجاد حل لمشكلة آفة المحاصيل الزراعية  الناتجة عن بعض الحشرات الضارة التي قضت على المحاصيل الزراعية، حيث أن كان لأسلوب المعلمة دورًا فعالا في الغرفة الصفية  عن طريق ربط ما يتعلمه الطالب عن الحشرات بالبيئة من حوله بهدف جذب انتباه الطلبة لأهمية ما نتعلمه وتنمية اتجاهات ايجابية نحو تعلم العلوم.

اتباع منهج متعدد التخصصات

يعتبر منهج متعدد التخصصات أحد الطرق الفعالة (من وجه نظري) التي تجعل الطالب أكثر ادراكًا وفهمًا للكثير من المفاهيم، والحقائق والمشكلات من جوانب مختلفة ومتعددة، حيث أن نهج متعدد التخصصات قائم على دمج مفاهيم علمية بمختلف التخصصات كالفيزياء، والكيمياء، والأحياء، والرياضيات في تدريس محتوى علمي بالحصة الدراسية؛ بهدف اكساب الطلاب مهارات وطرق مختلفة في التفكير ومحاولة إيجاد حلول لمشكلة ما.

أشارت دراسة وصفية Jurgena, Cēdere, & Keviša, 2018))، تهدف إلى استكشاف الفائدة المعرفية للمتعلمين من خلال اختيار المعلمون لمناهج من منظور متعدد التخصصات، حيث أظهرت النتائج أن التعليم القائم على نهج متعدد التخصصات تساعد الطلبة بشكل كبير وفعال على إدراك القضايا المعقدة والمرتبطة بالعالم الحقيقي والتي لا تحتاج إلى فهم فقط، وإنما إلى محاولة إيجاد حلول عملية لها بشكل يسهم في تطور المجتمع وتقدمه.

أثر البيئة الصفية والمدرسية على تعلم الطلبة

أشارت الكثير من الدراسات الواردة في،(Dorfman, & Fortus, 2019)  أن البيئة الصفية التي تشجع على المنافسة بين الزملاء والمقارنات الاجتماعية بينهم تضعف الكفاءة الذاتية لدى الطلاب مما يؤدي إلى خلق اتجاهات سلبية نحو تعلم مادة العلوم. وفي المقابل، البيئة الصفية التي تؤكد على تحسين الذات ومستوى الاتقان والتعاون مع الزملاء لإنجاز مهمة ما تسهم بشكل فعال على رفع مستوى الكفاءة الذاتية للطلاب وخلق اتجاهات ايجابية نحو تعلم مادة العلوم. وتهيئة البيئة الصفية وتحويلها إلى بيئة افتراضية لعالم الحشرات تعمل بشكل فعال على زيادة دافعية الطلاب لتعلم Farrand, Oakes, & Deeg,2019)).

أشار، (Lott, Urbanek-Carney, & Mitchell, 2019) أن المعلمة أعطت حرية الحركة داخل الغرفة الصفية لطلاب الطفولة المبكرة أثناء العمل الجماعي سواء كان على السجاد أو على الطاولة أثناء تدريس مدخل التصميم الهندسي المبني على حل المشكلات وذلك مراعاة لاحتياجات الطلاب المختلفة وقامت بتوفير الأدوات والمواد اللازمة التي تساعدهم على اتباع خطوات التصميم الهندسي. أشارت دراسة (Dorfman, & Fortus, 2019)   أن خصائص المدرسة مثل : موقعها، نوعها، حجمها، مكانتها، معلمي العلوم، جودة التعليم، مصادرها التعليمية تؤثر بشكل كبير على الدافعية، والمستوى التحصيلي للطلبة.

طرق التقويم :

من أفضل الطرق التي يستخدمها المعلم في التقويم هي تلك التي تتناسب مع الفروق الفردية عند الطلبة ، بحيث تعطي طريقة التقويم نتائج ومؤشرات ايجابية عن مستوى تقدم الطلبة في عملية التعلم، حيث أن استخدام أنشطة التعليم المتمايز الذي تم الإشارة إليه في(Harshbarger, 2019)  له دور كبير في مراعاة جوانب النمو العقلي، والجسمي، والحركي، والاحتياجات والقدرات المختلفة. وأيضا تقييم عملية الطلبة كان عن طريق عرض ما توصل إليه الطلبة أثناء تعلمهم لأولياء الأمور في (Farrand, Oakes, & Deeg, 2019) أو عرضها لمدير المدرسة وذلك في (Lott, Urbanek-Carney, & Mitchell, 2019)،و أن إدراك الطالب لآلية وطريقة التقويم التي يتبعها المعلم بالغرفة الصفية لها دور فعال في إدراكه وفهمه لما يتعلمه ومتابعة مستوى تقدمه وتطوره في عملية التعلم والتعليم، وهذا ما أشار إليه الطلبة بمدارس مختلفة ( الوالدروف، الديمقراطية، التقليدية) حسب دراسة .(Dorfman, & Fortus, 2019)