نماذج تعليم ستم STEM ودور المعلم في تنفيذها

د. رويدة حسين أحمد 2019/12/01 

 مقدمة
يعتبر المعلم من الأركان المهمة في تعليم ستم، إذ يقوم بدور جوهري وهام متمثل في الإرشاد والتوجيه وتقييم الطلاب، هذا الدور لايختلف في جوهره باختلاف نماذج تعليم ستم، وإنما هو دور مرن يتشكل وفقا لحاجة النموذج لإسهامات المعلم، وتتشكل هذه الإسهامات وفق أساسيات تعليم ستم التي يجب على المعلم مراعاتها عند القيام بدوره في هذا النموذج من التعليم.

الأساسيات التي يستند عليها المعلم في تعليم ستم
هناك عدد من الأساسيات التي يجب على المعلم أن يأخذها بعين الاعتبار عند القيام بدوره في هذا النموذج من التعليم، حتي يستطيع أن يسهم مساهمة فعالة في إنجاح النموذج وهي:

1- تعليم ستم يقدم لكل الطلاب.

2- معرفة الطلاب من حيث احتياجاتهم وميولهم ومصالحهم.

3- العمل على توصيل مفاهيم وآراء حول الموضوع الدراسي، ورسم الخرائط في إطار مناسب عبر التصميم المشترك مع الطلاب.

4- في مشروع نموذج ستم من المهم تقييم الطالب ومعرفة مستوى حدوث التعلم.

5- تقييم التخطيط المشترك مهمة الطالب، فهو يعطي صورة عن معايير النوعية ومدى نجاح القوائم.
 
6 – تخطيط استراتيجيات التدريس والتعلم وتسلسلها والتركيز على تدريس مهارات معينة لازمة للنموذج.

في تعليم ستم لابد  للمعلم  مراعاة الآتي:

1- تدريس العلوم والرياضيات والهندسة والتكنولوجيا بواقعية.

2- استصحاب نتائج  البحوث في مجالات العلوم النفسية  والتعلم المعرفي وتكنولوجيا التعلم في تصميم الإطار المرجعي لتعليم ستم.

3- الاهتمام بالمراجعة الدورية للمنهج بحيث يواكب التطور.
 
4- اختيار استراتيجيات تعليمية قائمة على الواقعية والتكامل والتطبيق العملي.

5- مواكبة الجديد والمتطور في الوسائل التعليمية وطرق التدريس المصاحبة للنموذج أو المشروع.

6- الفهم العميق للغة الرياضيات والعلوم والهندسة والتكنولوجيا.

نماذج ستم تعليمية
النموذج التعليمي تصور عقلي مجرد لوصف الإجراءات والعمليات الخاصة بتصميم التعليم وتطويره، والعلاقات المتفاعلة بينها وتمثيلها أما كما هي أو كما ينبغي أن تكون، وذلك بصورة بسيطة في شكل رسم خطي مصحوب بوصف لفظي، يزودنا بإطار عملي توجيهي لهذه العمليات والعلاقات وفهمها وتنظيمها وتفسيرها وتعديلها واكتشاف العلاقات والمعلومات الجديدة فيها والتنبؤ ببنائها. (خميس (2003) الوارد في العدوان والحوامدة (2015 – 163))

يعتمد تصميم النموذج التعليمي على محتوى المادة العلمية وأساليب تدريسها التي يجب أن تتوافق مع نوعية المادة العلمية. وهنالك عدد من المناهج تم بها تجهيز المادة العلمية مثل: نمط المواد الدراسية المنفصلة، أو المنهج المحوري والتكاملي.

أما فيما يختص بأساليب التدريس فإنها تتوقف على المرحلة التعليمية التي يتعلم فيها المتعلم ومستوى الطلبة والهدف، وطبيعة المادة وفلسفة المعلم التعليمية.

 إليكم بعض النماذج التعلمية لتعليم ستم:

أولاً: حل المشكلات
يستخدم هذا النموذج في بعض أشكال المعرفة كالحقائق العلمية أو المفاهيم مثلاً: توضيح عمل إدارة أو جهاز معين، وهو وسيلة لجمع المعلومات عن مشكلة علمية، ويستخدم أيضاً في المراجعة والتقويم والتطبيق.

خطوات حل المشكلة
1 – وضع الطلبة أمام مشكلة ويجب أن يحس الطلبة بالمشكلة.

2- تقديم المشكلة على أنها مشكلة واقعية.

3- يحدد الطلبة إجراءات حل المشكلة والمعلومات التي يحتاجون إليها.

4- يطبق الطلبة إجراءات الحل من خلال عملهم في مجموعات تعاونية وذلك بجمع المعلومات.

5- يجب أن يراعى في اختيار المشكلة أن تثير اهتمام الطلاب وتتحدى قدراتهم، وتكون واقعية تلبي احتياجاتهم واحتياجات المجتمع.

6- يكون التقويم في حل المشكلة تقويما تكوينيا.

دور المعلم في نموذج حل المشكلة
يقوم المعلم بعدد من الإجراءات والخطوات التي تساعد طلابه في تنفيذ هذا النموذج بشكل جيد وهي:

1- التأكد من رغبة طلابه ومعرفة مهاراتهم وميولهم.

2- توفير المواقف التعليمية التي توفر فرص التدريب العملي المناسب.

3- تكوين نمط أو استراتيجية للتصدي للمشكلة.

4- إرشاد الطلاب للعمل الجماعي.

5- تقديم المشكلة على هيئة سؤال.

الجدير بالذكر أن أسلوب حل المشكلة هو أسلوب ينمي القدرة الإبداعية على التفكير، ويساعد على بناء اعتماد الطالب على نفسه، ويؤدي إلى زيادة ثقته بنفسه.

ثانياً: تعليم ستم القائم على المشروعات
هو نشاط غرضي تصاحبه ممارسة عملية، ويجري في محيط اجتماعي، كما أنه نشاط متنوع يقوم به الفرد بمفرده أو مع أفراد الجماعة بقصد تحقيق بعض الأهداف. (كلبا تريك الوارد في دندش( 2003))

إن التعليم القائم على المشروعات هو إحدى الركائز الفاعلة لتقديم تعليم ستم وتطبيقه عمليا، من خلال مشاريع يتبناها المتعلم يحاكي فيها ممارسات العلماء وينمي بها مهاراته للقرن الحادي والعشرين. (غائب (2016م))

هناك عدد من الخطوات في هذا النموذج تتمثل في: اختيار المشروع، تخطيط المشروع، تنفيذ المشروع.

علماً بأن المشروع الخاص يختص بحل مشكلة معينة، سواء كانت هذه المشكلة مرئية للمجتمع أو التلاميذ. (إبراهيم والكنزة(ب ت))

مراحل اختيار المشروع
1- اختيار المشروع، ويراعى فيه ملاءمته لمستوى الطالب، وأن تكون هناك فائدة واقعية.

2- تصميم المشروع.

3- تقديم المشروع.

4- كتابة تقارير عن المشروع.

5- تنفيذ التخطيط.

يراعى في اختيار موضوع المشروع أن يتم اختياره بعمق، ونلفت الانتباه إلى أن المشروعات تستخدم في القرارات التعليمية الطويلة التي يتاح فيها الوقت الكافي للمتعلمين لتنفيذ مشروعاتهم (عبد الحميد حمدي فائز 2011م).

معالم تصميم نماذج تعليم ستم
خطوات التصميم
اختيار الموضوع:
يجب أن يكون الموضوع المدروس مفهوماً وليس حقيقة، لأن المفاهيم يمكن مناقشتها ودراستها من خلال خبرات معايشة من واقع حقيقي، ومن المهم أن يتم اختيار الموضوعات بالتعاون بين المختصين في المواد ذات العلاقة على أن تعبر عن مشكلات حيوية تهم المتعلم والمجتمع.  (بدر خان 2011م).

الأهداف: يتم وضع أهداف إجرائية.
اختيار المفهوم المراد دراسته.
تحديد المواد الدراسية ذات العلاقة.
تجهيز المعلومات اللازمة.
تجهيز التمرينات والأنشطة.
تجهيز الوسائل والأجهزة.
بدأ العمل.
يراعى الآتي في تصميم تعليم ستم

تعديل أساسي في المناهج والأنشطة المدرسية وطرق التدريس.
تحديد المواد الدراسية المتصلة بالموضوع ومن ثم تحديد الروابط والمهارات الأساسية ذات الصلة وإعادة تنظيم المحتوى المعرفي.
إعداد المعلومات اللازمة حيث يكتب المعلم النقاط الأساسية التي يجب معرفتها حول الموضوع المطروح، ومن ثم يقدم بعض الأفكار والحقائق التي تكون أساساً لمناقشات الطلبة.
يعد المعلم الأنشطة والأسئلة والتمارين التي تساعد الطلبة على الدراسة وعلى تحقيق أهدافهم.
يبدأ الطلبة باختيار الأنشطة والقيام بالدراسة وجمع المعلومات.
استخدام أسلوب التعاون وتوزيع الطلبة إلى مجموعات. (سلامة 2008م).
يلعب المعلم دور المرشد أثناء التطبيق.
نماذج لتعليم ستم
نماذج تعليم ستم بالمشروعات 
1- نموذج مدرسة  The Explore Knowledge academy    
تتكون المدرسة من مرحة الروضة حتى الصف الثاني عشر، تقتضي سياسة التعليم في الأكاديمية أن يكمل الطلاب مشروعات يدمجون فيها معايير المنهج للمهارات التي يدرسونها، وتتم خطوات المشروع باختيار الطلاب موضوعات ذات أهمية لديهم، ومن ثم يطرحون سؤالاً جوهرياً أو توجيهياً، يراعى أن يكون هناك ثلاثة مصادر على الأقل لتأطير البحث (أولية وثانوية) مثل نصوص، مواقع إنترنت، خبراء، وثائق، ويختم المشروع بعرض تقديمي أمام جمهور.

يضيف الطلاب إثبات التعليم الذي يتضمن: التأمل، الصور، الرسوم أو مقالة إلى ملفات الإنجاز ذات العلاقة بمقرراتهم، بينما يقوم المستشار بدور مدرب تعليم لتوجيههم لمستويات عمل أعلى.

ملحوظة: في المراحل الدراسية يتم دمج المقررات الدراسية ذات العلاقة في المشروع وفقاً لنوعيته العلمية. (تود ستانلي(2016))

2- نموذج ولاية كنتاكي لمعايير الرياضيات
تمثل الرياضيات تحدياً خاصاً في إعداد المشروعات، لأن الرياضيات لا مكان للشرح فيها، وقد قامت ولاية كنتاكي بوضع معايير لرياضيات الصف الأول باستخدام أسلوب المشروع وهي كالآتي:

الموضوع (حدد نصف مجموعة كاملة حتى عشرين)

كل ما على الطلاب فعله هو أن ينظروا إلى عشرين قلم تلوين وتحديد أن نصفها يساوي عشرة، فلكي يمكن إعداد مشروع من هذا المعيار لابد أن تكون مبدعاً لفعل ذلك، فبدلا من جعل الطلاب يحلون الواجب. بالإمكان جعلهم يعدون صفحة مسائل من عشر مسائل قائمة على هذا المفهوم، وبهذه الطريقة سيبدعون بدل الفهم، وبالإمكان دمج هذا المفهوم مع مفاهيم أخرى كي يستطيع الطلاب حل واجبات متعددة، ثم تحديد أي منها هو الحل الصحيح.

من معايير ولاية كنتاكي أيضاً جعل الطلاب ينشئون متجراً خاصاً ثم يسعرون المواد، ويمكن البيع بعملة مقلدة. عندما يأتي الطلاب الآخرين إلى الدكان.

عليهم أن يقسموا المواد إلى قسمين كي يعرفوا السعر، ويستخدم الطلاب الجمع والضرب، ويتعرفون على النقود، ويتضمن ذلك وضع الطلاب المفاهيم الرياضية ضمن سياق العالم الحقيقي.  (تود ستانلي(2016))

إليكم نموذج آخر لتعليم ستم يستخدم فيه أسلوب حل المشكلة. ((ال محمد(2011))

نماذج لتعليم ستم القائم على حل المشكلات  
1- المشكلة: إعادة توطين أحد الحيوانات المهددة بالانقراض
يتم التعليم في هذا النموذج عبر عدد من المراحل وهي:

1- اختيار المشكلة: وهي في هذا النموذج (اختيار أحد الحيوانات المهددة بالانقراض ومحاولة إيجاد طريقة لإعادة توطينه في مكان أكثراً أمنا).

2- لينفذ الطالب هذا النموذج يجب أن يتم البحث عن المأوى والطعام المناسب والاحتياجات الأخرى الخاصة بالحيوان الذي تم اختياره لإعادة التوطين.

3- يقوم الطالب أو مجموعة الطلاب بسرد أسباب تدعم القرار الذي اتخذوه.

4- كتابة تقدير تكاليف عملية التوطين.

5- العمل: يتم العمل من خلال مجموعات صغيرة أو بصورة فردية.

6- مصادر المعلومات تتكون من المصادر المتاحة للبحث عن المعلومات حول الحيوان.

7- كتابة الحقائق عن الحيوان.

8- جمع أدلة داعمة لاقتراح وجهة النظر التي تم اختيارها لإعادة توطين الحيوان.

9- كتابة وصف للمكان ومتطلبات الحيوان من الغذاء.

10- كتابة تقدير التكلفة المالية لإعادة التوطين.

11- استخدام مصادر موثوق بها للحصول على المعلومات مثلا: الانترنت والكتب….الخ

12- التنفيذ: يتم باستخدام أدوات مناسبة لتخطيط مأوى الحيوان.

13- تنفيذ مقطع فيديو أو رسم متحرك قصير عن الحيوان وبيئته وعملية اعادة توطينه.

خطوات عملية:

1- اختيار أحد الانواع بالبحث في الكائنات الحية.

2- اختيار أحد الأنواع المهددة بالانقراض.

3- البحث عن المناخات المناسبة.

4- البحث عن قرب في تنوع أشكال الحياة.

5- ومن ثم اختيار أفضل خيارات المأوى.

 2- التطبيق على حساب المثلثات
خطوات المشروع

1- صياغة السؤال الرئيسي: كيف نقيس زاوية ارتفاع المبنى؟

2- الهدف العام: تصنيع جهاز للقياس.

أهداف المشروع

أن يكون الطالب قادراً على:

1- تصنيع جهاز قياس ماكيت برج بالتعاون مع أسرة المجال الصناعي.

2- قياس زاوية ارتفاع قمة البرج باستخدام الجهاز المخصص وذلك بالتعاون مع أسرة الفيزياء.

3- القياس البعدي للجهاز وقاعدة الماكيت.

4- حساب طول البرج وذلك باستخدام قوانين حساب المثلثات.

المهارات اللازمة

1- مهارة استخدام الحاسب الآلي: (تقديم أمثلة من الحاسب لزيادة البراعة في استخدام المهارة المعينة).

2- تصفح الإنترنت.

3- التخيل والإبداع.

4- العمل التعاوني والاتصال يكتسبها من العمل كفريق.

5- مهارة يدوية يكتسبها من اجراءات التطبيق.

6- التصوير سواء كان عبر الرسم أو باستخدام الحاسوب.

7- مهارة استخدام الآلات مثل: الآلة الحاسبة والآلات الحديثة.

الإمكانات

1- المادية (حجرة الصف، معمل حاسب آلي، المكتبة، معمل العلوم، حجرة المجال الصناعي).

المدة الزمنية: خمس حصص.

في نهاية المشروع يتم تقديم المدونة والعرض والتصميم والمحتوى والمعلومات والقوانين.  (وزاة التربية والتعليم مصر)

نموذج تعليم ستم قائم على القصص (اوليفر سميث)
القصص المصورة تهدف إلى تنمية مهارة العصف الذهني وخلق وعرض أفكار لتقاسمها مع الآخرين، طريقة القصص المصورة تساعد في ترتيب وتخطيط الأعمال كما تعزز الإبداع والأفكار لدى الفريق.

مثال (دراسة الأرض والقمر)
مراحل القمر.

المصطلحات: الأرض والقمر.

عوامل يجب مراعاتها

1- مستوى الصف.

2- مستوى الصعوبة.

3- الأنشطة أثناء الشرح لكل مراحل القمر.

الممارسة العملية:

أ- جعل الطلاب يستخرجون المفردات الرئيسية.

ب- استخدام التمثيل المرئي أو الأمثلة البصرية بالإضافة للكتابة (فهم المفاهيم المجردة) لكل مفردة صورة مرئية بصرية.

ج- تم إنشاء قصص مصورة عن القمر للمناقشة، ثم جعل الطلاب يتحدثون عن أفكارهم عن العلوم وتقديم النقد والتقييم في وجهات النظر المختلفة. يمكن استخدام هذا النشاط في البداية.

د- يستخدم في هذا الدرس الكمبيوتر لتصميم وعرض الصور والقصة المصورة عن القمر.

و- تستخدم الرياضيات في الحساب الزمني.

دوران الأرض حول الشمس 
(أشرح كيف يتم دوران الأرض حول الشمس؟)

1- يمكن لأحد الطلاب أن يصمم مشروعاً للبحث عن كيفية دوران الأرض حول الشمس، ثم يصنع نموذجاً للأرض.

2- أو مشهد تمثيلي مع زملائه، يمثل الطلاب الكواكب المختلفة بإشارات توضح طول مدة سير الكواكب في المدارات.

3- يمكن تصميم مشروع آخر لتعليم الطلاب عن القمر، ومن الممكن أن يدمجوا كيف تكون جاذبية القمر وحركة المد والجزر.

بهذه الطريقة يعمل الطلاب جميعهم نحو هدف واحد، سيتعلمون معايير التعلم كلها في نهاية المشروع.

الإطار المرجعي لتعليم ستم على ضوء النماذج السابقة
بالنظر إلى النماذج السابقة لتعليم ستم فقد اشتركت هذه النماذج في عدد من النقاط وهي:

1- يتم اختيار الموضوع بحيث يشمل مواد ستم بدرجات متفاوتة.

2- اختيار الطريقة لدراسة الموضوع (مشروع أو حل المشكلات).

3- الأهداف (عامة وخاصة)

4- يراعى فيه تطوير عدد من المهارات العقلية والجسدية.

5- الخطوات العملية تبدأ من خطوة التخطيط مروراً بخطوات التنفيذ خطوة بخطوة يصحبه تقويم.

6- الوسائل مثل الكمبيوتر الذي يستخدم في (التصميم، تقديم بعض المعلومات، تقديم أمثلة ذات علاقة بالموضوع)، الأجهزة الرقمية والمعامل……الخ  (حمدي وآخرون  (2008))

7- التنفيذ: يتم ذلك عبر الأنشطة المختلفة لتنفيذ التخطيط السابق.

8- يراعى أن يناسب الموضوع مستوى الطلاب الدراسي وميولهم واحتياجاتهم.

9- المدة الزمنية: يراعى فيها نوعية الموضوع بالإضافة إلى الأخذ في الاعتبار حاجات الطلاب.

10- المعلم المتدرب الذي يستطيع أن يقود مثل هذا البرنامج.

11- طريقة اثبات التعلم   وطرق عرضها.

لمراجعة المقالة من المصدر اضغط هنا