الواقع المعزز يؤدي إلى فهم معمق حول علم النظام البيئي- و يتنبأ بمستقبل تعلّم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ( STEM )
تم ترجمة هذه المقالة من النص الأصلي باللغة الإنجليزية “Getting Up Close”.
تاريخ النشر : 3 كانون الأول 2015
ترجمة: وفاء السكران
مراجعة وتدقيق: سلام معايعة
كيف سيبدو الجيل القادم من التعلم في حقول العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات؟ وفقاً لمعايير العلوم الصادرة حديثا للمراحل التعليمية من رياض الأطفال إلى الصف الثاني عشر، فإنها ستحتوي على الكثير من الممارسة، من خلال دروس تجريبية و استقصائية. احد نماذج هذا النوع الجديد من التعلم موجود هنا مسبقاً: مشروع EcoMOBILE وهو مشروع يستخدم الواقع المعزز- أي عناصر افتراضية متداخلة مع تجارب العالم الواقعي- وذلك لتعليم طلاب المرحلة الاعدادية علم النظام البيئي و العوامل المعقدة التي أغنت البيئة الطبيعية.
“نحن نحاول تجاوز الحدود حول كيفية فهم الطلاب لعلوم النظام البيئي” هذا ما قالته Amy Kamarainen، وهي الباحثة الرئيسية في كلية الدراسات العليا للتعليم في جامعة هارفارد، والتي تمت دعوتها للتحدث حول مشروع EcoMOBILE في ملتقى مستقبل تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات STEM تحت رعاية منظمة العلوم الوطنية والبيت الأبيض.
تدعو Kamarainen إلى التفكير في الفروق بين طريقة عمل الطلاب وبين طريقة عمل علماء النظام البيئي. يتعلّم معظم طلاب المدرسة في المرحلة الإعدادية العلوم داخل الغرفة الصفية في وحدات زمنية مكونة من 50 دقيقة حيث يحفظون الصيغ والنظريات التي تشرح الأنظمة البيئية. و يقضي العلماء العاملون أسابيع أو أشهر في دراسة بيئة خارجية حقيقية، مبنية على الملاحظات والتجارب في ذلك الحقل.
مع وجود هذه الفوارق، كيف يمكن لطلاب المرحلة الاعدادية في المدرسة تخّيل كيف يبدو عالم النظام البيئي؟
يسد مشروع EcoMOBILE هذه الفجوة. بقيادة د. كريس ديدي Chris Dede في كلية الدراسات العليا للتعليم في جامعة هارفارد، والدكتورة المشاركة تينا جروتزر Tina Grotzer، نشأ مشروع EcoMOBILE من منهاج EcoMUVE، وهو منهج من أربع أسابيع يسمح للطلاب باستكشاف الأنظمة البيئية الافتراضية على حواسيبهم. وبينما يعلّم منهاج EcoMUVE الطلاب في الغرفة الصفية كيف تؤثر العناصر المختلفة في النظام البيئي في بعضها البعض مع الوقت، يرشدهم مشروع EcoMOBILE إلى الخارج في الحقل. يتيح البرنامج للطلاب قياس مدى سلامة البحيرة المحلية المخصصة لهم باستخدام أدوات حقيقية، وجمع بيانات واقعية، ومن ثمّ تحليل البيانات لاستخلاص النتائج.
العمل في مشروع EcoMOBILE
تجول مجموعة من الطلاب يبلغون من العمر 13 عاما سيراً على الأقدام حول بحيرة محلية في رحلة علمية ميدانية. وعندما صوّر الطلاب البيئة المحيطة بهواتفهم، اكتشف أحدهم بقعة ساطعة من بعيد. تتبع الطالب مع أقرانه الطريق باستخدام الهاتف إلى البقعة الساخنة، حيث وجدوا صندوق أدوات يحتوي على حساسات أوكسجين مُفكك. و يمكنهم أن يستخدموا هواتفهم لمسح رمز الاستجابة السريعة الموجودة على الصندوق، والذي انبثق عنه “خريطة للحي” لإظهار سبب أهمية هذه الحساسات وتفسيرها.
ثمّ احضر الطلاب الحساسات الى الماء، حيث تُظهر هواتفهم صورة للتحلل البكتيري الذي يحدث في قاع البحيرة. وظهر سؤال في مربع نص جديد على شاشتها “هل يؤثر هذا على مستويات الأكسجين؟” وقد سجلوا توقعاتهم في هواتفهم أو في الكومبيوترات اللوحية لديهم قبل تغطيس الحساسات في الماء لمعرفة الإجابة .
الممارسات تفوق المهارات
تتناول EcoMUVE و EcoMOBILE بشكل فعّال معايير الجيل القادم للعلوم Next Generation Science Standards ، والذي يركز على انخراط الطالب في الممارسات العلمية، بدلاً من المهارات فقط. . في أثناء المحاضرة، قد يرى الطلاب معادلة التمثيل الضوئي. ولكن، بالنسبة لمنهج EcoMUVE كما تقول Kamarainen سيعرض للطلاب كيفية قياس التركيب الضوئي في النظام البيئي. و و باستخدام EcoMOBILE،يمكنهم أن يأخذوا هذه القياسات بأنفسهم باستخدام نفس الأدوات التي يستخدمها العلماء الحقيقيون.
في رحلة ميدانية “نموذجية”، قد يكون من الصعب تسجيل الملاحظات أو تذكرها. يربط مشروع EcoMOBILE الرحلة الميدانية بالعمل الصفّي من خلال توفير سجل لما اكتشفه الطلاب والبيانات التي جمعوها. ومن ثمّ يمكن للطلاب أن يعودوا بالبيانات للغرفة الصفية لمناقشتها، وتحليلها ومشاهدة حدوث عملية التمثيل الضوئي .
وقد وصف الطلاب الذين استخدموا EcoMOBILE أنهم لاحظوا تعقيدات في الأنظمة البيئية المجاورة ، مثل التلوث في جدول ماء قريب، والتي لم يكن ليلاحظوها بطريقة أخرى. و-لعله بشكل غير متوقع- عزز المشروع التعاون. وقال كامارينين Kamarainen :”إن ما وجدناه هو؛ عندما تعطي الأطفال اجهزتهم الخاصة، ولكن مع أن تعطيهم نشاطا صعبا للقيام به، فإنه سينتهي بهم الأمر بالعمل معا”. “إنهم يتعاونون بشكل طبيعي . ويجتمعون ويتجولون حول البحيرة في مجموعات وثنائيات، وهذا أيضا تعاون مثمر.”
من الممارسة إلى الإنجاز
في مشروع جديد من فريق EcoLEARN ، سيتمكن الطلاب من الاقتراب أكثر من عمل علماء النظام البيئي.
مع EcoXPT ، داخل بيئة افتراضية يمكن الوصول إليها بواسطة الكمبيوتر ، سيقوم الطلاب بتنفيذ تجارب لحل بعض المشكلات التي لاحظوها في EcoMUVE.سيدمجون الممارسات التي اكتسبوها من EcoMOBILE للعمل كما يفعل العلماء ، وإجراء تغييرات لتعزيز صحة النظم البيئية.
إنه مستقبل تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM): تجريبي ومتعدد التخصصات وإعداد الطلاب للمنافسة عالميًا وحل مشكلات القرن الحادي والعشرين.
مصادر إضافية: