User:Hany Mansour1973

مقدمة:
تعتبر مجموعة الرياضات والعلوم والهندسة والتكنولوجيا  من المجموعات  العلمية التي تحتاج إلى البرامج التطبيقية حتى يتيسر فهمها والاستفادة منها  في المجالات المتنوعة، كالصناعات إبداعا وابتكارا فيها، هذا الإبداع والابتكار يخلق للدول ريادة العالم.

'''كما تعد مواد (العلوم، الرياضيات، الهندسة، التكنولوجيا) من المواد التي تحيطها كثير من الإشكالات المتعلقة أحيانا بطرق التدريس حيث يدرس الطلاب الرياضيات والعلوم كمواد دراسية منفصلة، وبمعزل عن مادة التكنولوجيا التي تعتبر من أهم المواد التي نستخدمها في حياتنا العملية اليوم، وأحيانا أخرى بالمنهج، مما قد يسبب إعراض بعض الطلاب عن الاستمرار في دراستها والتخصص فيها، مما أدى إلى ظهور العديد من الدراسات والبحوث التي سعت للكشف عن هذه المشكلات، كما أقيمت لعديد من المؤتمرات لتلافي هذه  المشكلات، بالإضافة إلى السعي لتحقيق الاستفادة القصوى منها لتحفيز قدرات الطلاب الإبداعية والابتكارية. وقد أسفرت هذه الجهود في الولايات المتحدة الأمريكية عن استراتيجية يتم  فيها دمج الرياضيات والعلوم والهندسة والتكنولوجيا في برنامج واحد يسمى stem education. وفيما يلي استعراض للتخصصات التي يشملها البرنامج:'''

– الرياضيات
تعتبر الرياضيات من أهم  التخصصات العلمية، تسمى  لغة العلوم إذ أن هذه العلوم لا يكتمل فهمها إلا عندما تتحول نتائجها إلى معادلات،  وتتحول ثوابتها إلى خطوط (1).

وساهمت الرياضيات في تطوير  العلوم  من المرحلة الوصفية إلى  المرحلة الكمية (2).

لوحظ حديثاً أن هناك تدنٍ في تحصيل التلاميذ في الرياضيات وأن تدريسها يغلب عليه حفظ المفاهيم والنظريات الرياضية، وهذه الطرق لا تحقق غالبية الأهداف المرجوة من تدريس الرياضيات (4).

وهو ما يتطلب البحث عن حلول ومقترحات، ومن ضمن الآليات التي استخدمت لذلك البحوث والمؤتمرات، ومنها مؤتمر القاهرة الذي أوصى بالتركيز على طريقة حل المشكلات، باعتبارها  طريقة تتيح للطلاب الممارسة وتساعد على تحفيز دافعيتهم لتعليم الرياضيات، كما أوصى المؤتمر بالاستفادة الكاملة من قدرات الآلات الحاسبة والكمبيوتر في تعليم الرياضيات (3).

– العلوم

يعني دراسة العالم الطبيعي كما هو وتحليل علاقاته  للوصول إلى قوانين الطبيعة المرتبطة به، سواء كانت  مكونات  مرتبطة بالفيزياء أو الكيمياء  أو علم الأحياء  وعلم الأرض، لمعالجة أو تطبيق الحقائق  والمبادي المرتبطة بهذه التخصصات (5).

وحيث إن طبيعة العلوم علمية عملية، تقوم على التفكير العلمي وحل المشكلات، من خلال الملاحظة والتجريب، فقد أوصى المؤتمر التربوي لتطوير التعليم  قبل الجامعي في القاهرة (2007) بالاهتمام بالجانب العلمي، ودعم البحوث العلمية التي تتعلق بالجوانب التطبيقية في تدريسها(6).

– الهندسة

هي العمليات والإجراءات اللازمة لتصميم الأدوات، والنظم والهياكل التي تساعد البشر وتلبي احتياجاتهم، وهي تستخدم قوانين الطبيعة والعلوم والوقت والمال والأدوات، وتستخدم مفاهيم الرياضيات وأدوات التكنولوجيا في تطبيقها.

– التكنولوجيا (التقنية)
وهي الأدوات التي يتم تصميمها كتلبية لاحتياجات الإنسانية مثل: الموازين لمعرفة الأوزان ومقارنتها، والعدسات للنظر عن كثب للكائنات الحية، والأدوات الرقمية مثل أجهزة الكمبيوتر  والأجهزة اللوحية  والأجهزة المحولة…

وهي طريقة تستخدم جميع الإمكانات المتاحة المادية كانت أو غير مادية، بأسلوب فعال لإنجاز العمل المرغوب فيه بدرجة عالية من الإتقان والجودة والكفاية، وهي  كذلك عملية مركبة متكاملة يشترك فيها الأفراد والأساليب والأفكار والأدوات والتنظيمات، بغرض تحليل المشكلات التي تتصل بجميع نواحي التعليم الإنساني، واستنباط الحلول المناسبة لها ثم تنفيذها  وتقويمها وإدارتها (7).

وهي تعني أيضا الاستخدام الأمثل للمعرفة العلميّة وتطبيقاتها وتطويعها لخدمة الإنسان ورفاهيّته (15).

وجديرا بالذكر أن الحياة العملية تؤكد أن دراسة العلوم تعتمد على الرياضيات والحسابات مع الهندسة واستخدام التكنولوجيا، وكذلك دراسة الهندسة نستخدم فيها الأساليب العلمية الحديثة والمتطورة، التي نبحث عنها ونطبقها باستخدام التكنولوجيا من دون الاستغناء عن الرياضيات ( 8).

= 1 - تعليم stem  : =

أ- تعريف تعليم stem
يرى 2017)  ،  ( Primer   أن stem بـأنه علم يختص بتخصصات، هي: العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وهو المصطلح يستخدم عادة عند معالجة خيارات السياسة التعليمية والمناهج الدراسية في المدارس، لتحسين قدراتها التنافسية في تطوير العلم والتكنولوجيا ،حتى  تؤثر على تطوير القوة العاملة، وملء الشواغل في هذه التخصصات.(16)

وتعرف  “ستم” أيضا بأنها اختصار لأربع كلمات “علوم- تكنولوجيا- هندسة-رياضيات (Science، Technology، Engineering،Mathematic)- على أنه نظام تعليمي قائم على البحث والتفكير وحل المشكلات، والتعلم من خلال المشروعات التي من خلالها يطبق الطالب ما يتعلمه في العلوم والرياضيات والهندسة باستخدام التكنولوجيا (8).

ويشير(ياسين ،2015)  إليه على أنه نهج متعدد التخصصات للتعلم، حيث تقترن المفاهيم الأكاديمية الدقيقة مع العالم الحقيقي، من خلال التطبيق العملي للطلبة للعلوم والتكنولوجيا والهندسة، والرياضيات، في سياقات تربط ما بين  المدرسة والمجتمع المحلي والعمل، والمشاريع العالمية، مما يتيح  معرفة وتطوير تعليم STEM وتحقيق القدرة  على المنافسة في الاقتصاد الجديد.(9)

ب- نشأة  وتطور نظام ستم
ظهر stem للمرة الأولى في الولايات المتحدة الأميركية في التسعينات من قبل المنظمة القومية الأميركية (12).

وقد بدأ استخدامه في التعليم  كمسار يشار إليه بعد المناقشات التي تمت أثناء المبادرات الرامية إلى البدء في التصدي للنقص الملحوظ في المؤهلين لشغل الوظائف في هذه التخصصات (العلوم والرياضيات والهندسة والتكنولوجيا)، وقد أوصى المناقشون بالاهتمام بالمواطنين الذين لديهم  خبرة في أبحاث هذه المجالات، كما أوصوا بأن يكون stem الجزء الرئيسي من التعليم العام للولايات المتحدة(17).

                                                                                                                                                                               

وبعد ظهور نظام “ستم” بدأت تظهر نماذج مختلفة منه، فنادى بعضهم، على سبيل المثال، بدمج الفنون مع العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، ويعتبر هذا أشهر أنظمة “ستيم” حاليًا، أو إضافة البيئة لـ “ستيم” أو “الروبوتس” (8).

ج- أهمية برنامج ستم:
يعتبر برنامج STEM (العلوم -التكنولوجيا- التصميم الهندسي- الرياضيات) من البرامج الحديثة التي تسعى نحو التكامل في مجال التربية العلمية والتكنولوجيا، وقد نشأ من حاجة اجتماعية اقتصادية نتيجة واقع الأزمة الاقتصادية العالمية في الدول الصناعية الكبرى، في العقود الأخيرة لذا فإن أهميته تتمثل في الجوانب التالية:

1 - إ ابتعاده عن التقليدية، لأنه تعليم قائم على دمج هذه المجالات، وتعليم الطلاب كيفية تطبيق المنهج العلمي في الحياة  اليومية، وتعليمهم أيضا التفكير الحسابي الذي يركز على التطبيقات الواقعية لحل المشكلات (17).

2 - في نظام “ستم” تقل المحاضرات، وينتهي أسلوب الإلقاء لتحل محله التدريبات العملية التي يقوم بها الطلاب بأنفسهم وبمساعدة معلم مدرب يقوم بتوجيههم فقط (8).

'''3- تعتمد مناهجه على  تكامل فروع العلوم والرياضيات مع التكنولوجيا، ويعتمد على التعلم من خلال تطبيق الأنشطة العملية التطبيقية، وأنشطة التكنولوجيا الرقمية والكمبيوترية، وأنشطة متمركزة حول الخبرة عن طريق الاكتشاف، والتحري، وأنشطة الخبرة اليدوية، وأنشطة التفكير العلمي، والمنطقي، واتخاذ القرار. وقد أثبت هذا المنهج فعاليته على مدار ثلاثة عقود (11).  '''

4 –  يساعد  تعليم ستم في ترسيخ ثقافة الإنتاجية، وفي اكتساب خريجي طلاب التعليم المهارات اللازمة لبدء الحياة المهنية.

5 -  يساعد في تنمية ميول الطلاب تجاه هذه التخصصات (العلوم، الرياضيات الهندسة والتكنولوجيا) مبكراً،'''  من مرحلة الروضة وحتى نهاية الدراسة الثانوية، حيث يعتبر وسيلة مهمة لمعالجة مشكلة شاعت في السنوات الأخيرة على نطاق واسع،  وهي تلك المتمثلة في نقص عدد الطلاب الذين يتابعون دارستهم في مجالاتstem  بالعلوم والرياضيات. وقد أظهرت إحصائيات دراسة تتبعية في أميركا إلى أنه في عام 2001 بلغ عدد طلاب الصف الثالث المتوسط أكثر من أربعة ملايين في أمريكا، ، تخرج منهم من الثانوية (2.8 ) مليون، والتحق بالجامعة (1.9) مليون، وبلغ عدد الخريجين الجامعيين (1.3) مليون، هم عدد المتخصصين منهم في مجالات ستم (10) .'''

مما يشير الى تناقص عدد الطلاب الذين يتابعون تعليمهم في مجال ستم مما استدعى اللجوء اليه كوسيلة الى جذب الطلاب الى المتابعة في مجالات ستم .

'''6 - من المتوقع أن يزيد عدد وظائف  STEM ليشمل 33% من جميع المهن بحلول عام 2020 وفقاً لإحصائية وزارة التعليم الأمريكية. لهذا منطقياً، يجب تعديل ممارسة التعليم وفقاً لذلك مما يجعل البرنامج الرافد الذي يسد هذه الحاجة (18).'''

د- الأفكار الرئيسية لبرنامج stem
1 - يعتمد على التعلم من خلال تطبيق الأنشطة العملية التطبيقية، وأنشطة التكنولوجيا الرقمية والكمبيوترية، وأنشطة متمركزة حول الخبرة عن طريق الاكتشاف، أو التحري، وأنشطة الخبرة اليدوية وأنشطة التفكير العلمي، أو المنطقي أو اتخاذ القرار (16).

2 - كما يعتمد على التمركز حول الخبرة المفاهيمية المتكاملة؛ والتمركز حول حل المشكلات، والتحري، والتطبيق المكثف للأنشطة العملية؛ وكذا التقويم الواقعي متعدد الأبعاد والمستند على الأداء؛ والتركيز على قدرات التفكير العلمي والإبداعي والناقد (13).

3 - يعزز عقلية الاستفسار والتحقق والتفكير المنطقي ومهارات التعاون كفريق لدى الطلاب.

4 - يسعى إلى تنمية التفكير الهندسي والتفكير الناقد والإبداعي وحل المشكلات.

5 -  يهتم هذا البرنامج، أيضا، بتوسيع  قبول الطلاب في الجامعات  في التخصصات STEM ، وذلك عن طريق تأهيل الطلاب في المراحل ما قبل الجامعة في تخصصات البرنامج.

6 -  يهتم البرنامج بمد سوق الشغل بعمالة مؤهلة في مجال التكنولوجيا المتقدمة  تغطي الاحتياجات.

= 2 - المكونات الأساسية لتطبيق تعليم STEM: =

أولا- المناهج:
يقوم تعليم STEM على المشاريع، ويمكن أن يدرس في فصل دراسي منفصل، مثال: نموذج  تصميم قوارب، تبدأ بعرض صور لقوارب تنقل صناديق، ثم يقوم الطلاب بتجريب مواد مختلفة في التصميمات في محاولة لبناء نموذج قارب يحمل كميات كبيرة، وتستخدم الرياضيات في القياسات  المحددة في التصميم ويحفظها الطلاب  معها الميزانية التي  يحتاجها في المواد للتصميم  في دفتر (19).

يعتمد تصميم مناهج STEM على التكامل بين التخصصات الأربعة (الرياضيات، العلوم، الهندسة والتكنولوجيا) و يركز على الخبرة المفاهيمية المتكاملة؛ ويعتمد وسائل وطرق حل المشكلات، والتحري، والتطبيق المكثف للأنشطة العملية؛ (11).

ثانيا- الوسائل  وطرق التدريس  :
'''يعتمد تعليم ستم على  تجهيز بيئة تعليمية مناسبة للطلاب، تساعدهم على الاستمتاع، وذلك في وِرش عمل عن العلوم والتكنولوجيا والهندسة والمهارات العملية، بعيدا عما يتم داخل الفصول المغلقة من تدريس المفاهيم النظرية بشكل تقليدي. حيث تقوم المناهج التعليمية المبنية على ستم بزرع مهارات فكرية تعليمية مرتبطة بالتطبيق، بما يساعد الطالب على فهم وإدراك مفاتيح العلوم المختلفة بطريقة سهلة وبأسلوب التعلم بالاكتشاف أو باللعب، بحيث يمتد أثر تلك المهارات ليشمل كل نشاطاته التعليمية في الحياة  (14).'''

ثالثا- المعلم:
يهتم برنامج ستم بالمعلم، حيث يتضمن البرنامج مجموعة من  الورش العملية المباشرة التي تساعد المعلمين على تعزيز تعلم الطلبة في مجالات “العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات” وترسيخ مفهوم  STEM لديهم، وفي هذه الورش والمناهج والمواد التدريبية يتعرف المعلمون ويطبقون مجموعة من الأنشطة العلمية العملية والألعاب التعاونية، التي ستساعدهم مستقبلا على تطبيق هذا المفهوم في غرفهم الصفية، كما سيتمكنون من خلال هذه الأنشطة  من التعرف  على استراتيجيات توضح سبل الاستفادة من هذه الأنشطة في مجالات “العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات”  لجميع المراحل الدراسية  (9).

رابعا- الطلاب  :
يركز تعليم ستم على الطلاب عن طريق تدريبهم على عدد من الاستراتيجيات التعليمية، مثل حل المشكلات والتعاون، ومن الأفضل أن يتم إدماج الطلبة في برنامج  تعليم ستم قبل المرحلة الثانوية، لأن ذلك يساعد في تحفيز الطلاب للدراسة في المجالات ستم، حيث أكدت بعض الدراسات أنه كلما تقدم الطلاب في المرحلة الابتدائية يفقد ثلثهم الرغبة في مواد تخصص ستم (20).

= 3 - تجارب عالمية: = '''طبق البرنامج في العديد من دول العالم الصناعية مثل: الولايات المتحدة  الأمريكية والمملكة المتحدة وكوريا الجنوبية وبعض الدول الأخرى. وهو مدخل دعت إليه المكانة التي أصبحت فيها المهارات التطبيقية تعتبر إحدى المتطلبات الأساسية في الكثير من وظائف العلوم والتكنولوجيا، حيث تؤسس الابتكارات في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات حلولاً لما تواجه الدول المتقدمة من  التحديات العالمية، و يقدر  أن 80٪ من فرص العمل في العالم حالياً تتطلب أشكالا متنوعة من إتقان مهارات علمية تطبيقية (14).'''