تدريس الكيمياء باستخدام الوسائط المتعددة بالكمبيوتر والإنترنت

ورقة عمل مقدمة لمؤتمر جامعة عين شمس الرابع بعنوان :

"المدخل المنظومي في التدريس والتعلم "

في الفترة ما بين 3-4/4/2004 الموافق 13-15/صفر 1425هـ

اعداد الكتور : مهند ابراهيم خليل عامر

جامعة جرش الأهلية

المقدمة.

لا ينكر أحد منا أن الحاسوب والإنترنت أصبحت الآن من مقتضيات العصر الحديث وجميع مناحي الحياة صناعية ،واقتصادية ،وسياسية أو اجتماعية إلا وقد دخل الحاسوب فيها من خلال تطبيق برامج وضعت في شتى المجالات أي أننا وظفنا قدرات الحاسوب في التطبيقات الملائمة لكل مجال. 

 والكيمياء كما هو معلوم يدرس علم الجزيئات إذا التعامل هنا مع ذرات متصلة مع بعضها بطريقة ما لتكوين هذه الجزيئات ولذلك نحتاج إلى خيال واسع كي يتسنى لنا معرفة كيفية ترابط هذه الجزيئات مع بعضها البعض لتكوين المركبات.  وفي السابق كان هناك شفافيات ومجسمات ولوحات توضيحية وكلها محدودة الإمكانيات, ولكن عند استخدام الحاسوب فإننا نمتلك إمكانيات هائلة لو أحسنا توظيفها مع توافر الأدوات المناسبة لأمكن تدريس الكيمياء بطريقة مشوقة لتوصيل المعلومة ووضعها بطريقة أفضل وأسهل وأمكن كذلك توظيف إمكانيات الطلبة ومواهبهم مما يساعد في استنهاض هممهم في تطوير هذا المجال. 

بداية نريد أن نقدم مقارنة بين التعلم بالكتب والتعلم من خلال الإنترنت. فالكتاب محدود المعلومة ولكن الإنترنت فيحتوي على معلومات تحدَث يوميا وبها كم هائل من المعلومات.  ومن السهل في أغلب الأحيان استخدام المواقع الإلكترونية التعليمية والتي ترتبط وتتصل مع عدد لا متناهي من المواقع الإلكترونية التعليمية الأخرى للتوسع قدر الضرورة في التفاصيل.  بينما الكتاب محدود العدد من الصفحات والمعلومة كذلك.  وإذا علمنا أن كل حاسوب عبارة عن مكتبة متكاملة وبالمقابل كل كتاب مدرسي عبارة عن كتاب فقط.  في الكتاب يتصفح الطالب صفحاته فقط اما  الإنترنت فيستطيع تقليب كل الكتب المخزنة فيه وهي كثيرة ومن ضمنها الموسوعات. وناهيك عن أن الإنترنت تفاعلي وتسمح لهم الخوض في الحوار والنقاش في مواضيع متنوعة. 

يستطيع المعلم استعمال الكتب المدرسية لتحديد مادة بسيطة للقراءة والتصفح ولكن باستخدام الإنترنت يستطيع تحديد مواقع إلكترونية كمراجع عبر إرسال بريد إلكتروني عام لكل الطلاب. 

مميزات استخدام الحاسوب في التعليم:

 كان للتطور الهائل والانتشار السريع للحاسوب والآثار الإيجابية له في جميع مجالات الحياة , دورا في ادخاله إلى ميدان التربية والتعليم من أجل إعداد جيل المستقبل ،وبسبب المميزات الكثيرة للحاسوب في هذا الميدان, فإن أهم المميزات التي  أشار إليها الأدب التربوي ما يأتي: 

1 - يقدم الحاسوب المادة التعليمية بتدرج مناسب لقدرات الطلبة.

2- يوفر الحاسوب فرصا للتفاعل مع المتعلم مثل الحوار التعليمي.

3- يمكن الحاسوب الطالب من اختيار وتنفيذ الأنشطة والتجارب الملائمة لميوله ورغباته.

4- يسهل على الطالب اختيار ما يريد تعلمه في الزمان والمكان المناسبين. 

5- تقديم التغذية الراجعة الفورية.( Feedback  )

6- محاكاة الطبيعة وخاصة فيما يتعلق بالأمور التي فيها محددات  زمنية أو مكانية أو الخطورة عند تنفيذها في الواقع مثال الإنشطارات النووية أو بسبب التكلفة العالية مثل التدريب على الطيران

7- حفظ بيانات الطلاب ودرجاتهم.

8- قيام الحاسوب التعليمي بجميع الأعمال الروتينية ،مما يوفر الوقت للمعلم لإعطاء اهتمامات أكبر للمتعلمين.

9- يمتاز الحاسوب بالدقة العالية حيث يقوم بإعطاء النتائج وبدقة عالية جدا تضم عشرات الخانات الكسرية .

10- يوفر الحاسوب الألوان والموسيقى والصور المتحركة مما يجعل عملية التعلم أكثر متعة.

11- السرعة في استرجاع المادة المخزونة في الحاسوب.

وقد أدى استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية إلى إعادة النظر في طرق التلقين في المعرفة المكتسبة.  فإدخال الحاسوب ضمن وسائل التلقين أجبرالمربين على تحديد الأهداف السلوكية المطلوب إيجادها عند المتعلم ، واجراء تحليل دقيق لمحتوى المادة الدراسية ،واختيار الطرق التي يجب اعتمادها ضمن عملية التلقين.  وهكذا فإن الاعتماد على الحاسوب بدرجة أكبر في عملية التعليم ،قد أدى إلى توضيح تفصيلي للمادة الدراسية.  فتصبح غاية التعليم ليس ما يمكن الحصول عليه من المعرفة فحسب ، بل إيجاد عنصر التشويق أيضا في عملية نقل المعرفة الى المتعلم ،مما يؤدي إلى تفاعلية المتعلم فيقبل على العالم في جو يمتاز بالتفاعل والتركيز بفردية ونشاط⁸.

ومن النتائج التي توصلت اليها بعض الدراسات التي أجريت لتقييم مدى فاعلية الحاسوب كوسيلة تعليمية⁷ ما يأتي:

1  - استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية أدى إلى نتائج أفضل من التعليم بالطرق التقليدية في الصف

 2 - استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية أدى إلى توفير بعض الوقت في التعليم مقارنة بالوقت العادي الذي يستنفذ في الصف للكمية ذاتها من المادة التعليمية

 3 - استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية أدى إلى تنمية اتجاهات أكثر إيجابية نحو الحاسوب

 4 - الحاسوب كوسيلة تعليمية يساعد على رفع مستوى تحصيل الطلبة

 5 - استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية يساعد الطلبة في التدريب والتمرين على إجراء العمليات الرياضية. 

 6-  استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية يوفر اهتماما خاصا بكل طالب حسب قدراته واستعداداته ومستواه العلمي مما يساعد الطالب على أن يتحكم في عملية التعلم وعلى أن يعتمد على نفسه في تحصيل المواد الدراسية.

 7-  استخدام الحاسوب وسيلة تعليمية يساعد المعلم في توضيح المفاهيم للطالب ،وفي تشخيص نواحي الضعف عنده وعلاجها من خلال الإمكانات التي يتمتع بها الحاسوب دون غيره من الوسائل التعليمية الأخرى ،مثل استخدام الصوت والصورة والحركة والتفاعل القائم بين الطالب والبرنامج الذي ينفذه الحاسوب.

8-  استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية في تعليم الطلبة الذين يعانون صعوبات في التعلم له تأثير إيجابي في تحصيليهم واتجاهاتهم نحو التعلم. 

9-  استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية يساعد الطلبة على تنمية مهارة حل المشكلات وتنمية التفكير المنطقي لديهم. 

 مجالات استخدام الحاسوب كوسيلة تعليمية:

 من أهم الطرق والأساليب التي يستخدم فيها الحاسوب كوسيلة تعليمية مل يأتي: 

 1 - المهارة والتمرين¹ (Skill and practice )

 2 - الشرح والإيضاح¹⁰ Tutorials  

 3 - الحوار التعليمي⁴ Dialogue

 4 – المحاكاة Simulation

 5 - حل المشكلات أو المسائل Solving Problems

 6 - الألعاب التعليمية⁵  Instuctional games

 7 – التقييم Evaluation

 8 - التعليم الذاتي³ Self Teachingٍ

 9 - التعليم الخاص المتفاعل⁴ Tutorial interactive Learning

 وفوائد هذا النوع من التعليم أنه: 

 1 - يحقق أهداف التعليم الإنفرادي

 2 - يقدم المادة التعليمية بشكل خطوات منفصلة

 3 - يعطي الفرصة الكافية لتعليم أية فكرة والتمكن منها قبل الانتقال إلى فكرة أخرى. 

 4 - يتعلم الطالب بالسرعة التي تناسب قدراته فهو يتنافس مع نفسه. 

 5- يعرض المادة التعليمية بشكل منظم ومقنن².

فوائد شبكة الإنترنت في التعليم:

 لشبكة الإنترنت فوائد عديدة تسمح بممارسة أنشطة تعليمية عالية المستوى ويمكن أجمالها في الآتي:

1- البريد الإلكتروني:

 من أهم الوسائل المفيدة في مجال التعليم استخدام البريد الإلكتروني لتسهيل اتصال الطلبة فيما بينهم وتبادل المعلومات والأفكار التربوية ،والتواصل خارج الصف الدراسي مع المعلم .

2- إمكانية الاستفادة من المواقع التربوية:

وذلك من خلال زيارة المواقع الخاصة بأدلة المواقع التربوية العربية والأجنبية والتي تضم أكثر المواقع التربوية تحت موقع واحد .

3- الاشتراك في المنتديات التربوية:

ويتم ذلك من خلال المشاركة في الحوارات التربوية المتخصصة التي تجري ضمن منتديات علمية تربوية لها مواقع معروف على الشبكة

4- إنشاء المواقع شخصية:

 عن طريق انشاء المواقع الشخصية من آجل التواصل مع الآخرين فيما يتعلق باهتماماتهم التربوية والعلمية والتخصصية المختلفة.

5- زيارة المواقع المتخصصة: 

ويكون ذلك من خلال زيارة المواقع العربية والأجنبية للجامعيين والمعلمين التي تتناسب مع  تخصصاتهم العلمية الدقيقة.

6- الاستفادة من مواقع البحث المشهورة:

 وذلك من خلال البحث عن المعلومات التربوية المطلوبة عن طريق مواقع البحث المتخصصة بعدد من اللغات ومنها اللغة العربية.مثل كل من google,yahoo,altavista….  

7- إنشاء مواقع لمقررات دراسية معينة مثل الكيمياء أو مواقع لدورة تعليمية:

 حيث يمكن للمعلم أن ينشئ موقعا لطلابه أو لجميع الطلبة المهتمين بمادة دراسية معينة كالكيمياء كما يستطيع المعلم التحكم بالموقع وتحديد المشاركين.  وتقدم هذه الخدمة مجانا مثل جميع المواقع على شبكة الإنترنت⁹.

8- توفير كمية كبيرة جدا من المعلومات العلمية والبحوث والدراسات المتخصصة من جميع مجالات المعرفة.

14- خدمة نقل الملفات المتنوعة بين المواقع المختلفة لتوظيفها في العملية التعليمية التعلمية .

15- خدمة الدخول عن بعد للمكتبات الجامعية العالمية والاستفادة من إمكانياتها .

17- توفير معلومات حديثة وسريعة بسهولة وتكلفة قليلة جدا بالمقارنة مع وسائل الإعلام الأخرى أو من خلال البريد العادي.

18- تمثل مصدرا يمتاز بالمرونة فيما يتعلق بوسائل الاتصال العالمية عالية الحساسية.

19- تمثل مصدرا قويا لتنمية الإبداع لدى المستخدمين للشبكة وخاصة الطلبة .

21- المساعدة على التعاون والمنافسة بين الطلبة لأن الشبكة توفر لهم فرصة ذهبية لمقارنة

وموازنة أعمالهم بأعمال الآخرين في العالم والاستفادة منه.

22- توفر آلية سهلة للطالبة والمعلمين لنشر إبداعاتهم وأعمالهم على الشبكة.  وتسهيل الوصول إلى مصادر المعلومات ،حيث يطلق عليها بعض الباحثين:  مكتبة عظيمة في سماء المعرفة: 

24- توفير جو من التشويق والدافعية للطلبة ولأنهم يعلمون إن شبكة الإنترنت هي نهاية التكنولوجيا التي لزملائهم المتفوقون والكبار الناجحون في أعمالهم ودراساتهم¹². 

استخدام إنترنت في  التعليم المدرسي :  

لن يمضي وقت طويل حتى يصبح التعليم التقليدي الذي يعتمد على المواجهة المباشرة بين المعلم وطلبته  أثرا بعد عين ،ولا سيما بعد أن توجه العالم كله الى الإفادة من تقنيات الحاسوب والإنترنت.  فمن العام 1995  أخذ الاتجاه نحو التعلم الإلكتروني في مجالات الحياة كافة.  فظهرت ما يسمى بثورة المعلومات الإلكترونية المتمثلة في التجارة الإلكترونية ،والحكومة الإلكترونية ،والبنوك الإلكترونية ،والأسواق الإلكترونية ،وفي مجال التعليم ،حيث التعليم الإلكتروني من خلال التعلم عن بعد والتدريس عن بعد من خلال نظام المحاضرات عن بعد بشكل مرئي على الشبكة.  وبدأت هذه المشاريع وهذه التجارب في الولايات المتحدة الامريكية ولحقتها بعد ذلك الكثير من الدول وعلي رأسها فرنسا وبريطانيا وأستراليا وماليزيا⁶.

 وتوفر شبكة الإنترنت كميات ضخمة من المعلومات للمعلم والمتعلم ولا تحتاج إلى عناء كبير ،وتتميز بالتواصل المستمرة على مدار الساعة واليوم ،ولا مجال للنوم أو الشرب أو المرض ،وتتصف بسهولة مراقبة اداء المعلمين ونتائجهم وحضورهم وانصرافهم ،كما لا تحتاج المدرسة الإلكترونية لمساحات كبيرة ولا تتطلب التواجد الشخصي المستمر لمدير المدرسة لاعتماد المراسلات التي يمكن إنجازها عن بعد وفي أي وقت وفي أي مكان ،حتى لو كان المدير خارج الدولة.  وينتج عن ذلك سهولة متابعة مسار العمل اليومي للمعلم والمتعلم وسهولة متابعة مسار المعاملات والمراسلات ولا تحتاج للعامل الشخصي لتوصيل المراسلات بل تعتمد في ذلك على البريد الإلكتروني وليس على الأوراق والمستندات التي تتعرض للضياع أو التلف.  كما أن من أهم مميزاتها سهولة توصيل المعلومة الماهرة والمستمرة للمتعلم وسهولة معرفة قدراته وميوله عن طريق البرامج الخاصة⁶.

ويؤكد الخبراء أن عصر الإنترنت يغير يوما بعد يوم من الأسلوب الذي يتلقى به الطلبة العلم.  وأوضح ساشر Sasher  الباحث التربوي في جامعة (ايرلانجن نورمبيرج ) الالمانية أن الأطفال يزدادون اهتماما بالتجريب عن طريق الإنترنت ويعلمون أنفسهم بأنفسهم .

ويؤكد الباحثون أن اللجوء إلى استخدام الإنترنت في التعليم لا ينبغي النظر إليه على أنه انتقاص من قدرة المدرس أو على أنه محاولة للاستغناء عنه ،فالمعلم لا بديل له في القدرة على تقييم مستوى الطلبة وتحديد المناهج لسد الفجوات في الإلمام بأي فرع من فروع العلم .

استخدام الإنترنت في المناهج المدرسية   web based courses

ويتم ذلك من خلال تأليف مناهج خاصة مزودة بتقنيات الوسائط المتعددة ووضعها على الشبكة في مواقع خاصة. وتكون هذه المناهج متكاملة في عناصرها ويتم فيها مراعاة التسلسل المنطقي ولا سيما في تأليفها وتنسيقها فنيا بما يراعي الجوانب المتكاملة لشخصية المتعلم المتلقي لها ،سواء من حيث مراعاتها  للعمرالزمني للطلبة ومراحلهم المدرسية أو تسلسلها وبنائها المنطقي من حيث المحتوى ،أو مراعاتها للتطور العلمي العالمي في جميع الموضوعات التي يتم عرضها ،بالإضافة لاهتمامها بالأنشطة اللامنهجية من خارج الكتب المدرسية.

 وتكون فائدة هذه المواقع للمناهج عامة وشاملة لكل من له علاقة بالعملية التعليمية وخاصة لكل من الطلبة والمعلمين ،حيث يستفيد الطلبة من طبيعة عرض المنهاج بما يسمح لهم التعلم الذاتي والاستفادة من الأمثلة التوضيحية المدعمة بتقنيات الصوت والصورة عدا عن الرسوم والأشكال والنصوص وغيرها ،ويستفيد المعلمون من النماذج المثالية للخطط اليومية والفصلية والسنوية  بالإضافة إلى إمكانية الاتصال مع أهم التطورات العالمية في مجال المنهاج المعروض⁶.

فهم الطلبة للصور المرئية المتحركة من خلال الوسائط المتعددة التفاعلية

 الوسائط المتعددة التفاعلية تزود الطالب بمجموعة من الصور المختلفة عن مواضيعه المختلفة في الكيمياء ،فكثير من البرامج الآن تزود صور ثلاثية الأبعاد للجزيئات وبمقدرة على تدويرها وتحريكها.  والأهم من ذلك هو تكوين صور متحركة عن مسار التفاعلات الكيميائية.  إن تقديم صور متحركة يزود الطالب بإضافة جديدة من السيطرة على المشاهد من حيث تكرار إعادتها كاملة أو أجزاء منها مع إمكانيات تقطيع جميع المشاهد حسب رغبة الطالب.  ومقاطع الفيديو المصورة للتجارب المعملية الصناعية  أو البيئية فتعتبر إضافة جديدة كمادة توضيحية في يد المدرس¹¹. 

كل هذا مثير ولكن ما مدى تفاعلية الطلبة مع هذه الصور المتحركة من خلال الدروس المنتجة من قبل معلمي المادة ،كذلك ما مدى استيعاب وإدراك الطلبة للمفاهيم الكيميائية من خلال استخدام هذه الوسائط المتعددة والتي تقرب الصورة المتخيلة إلى ذهن الطالب والذي بدوره يقوم بإتمام هذه الصورة بمادة مستودعة من المخزون الذي يتوافر في ذاكرته وكل هذه العملية تحدث بسرعة كبيرة وبزمن قصير مما يؤدي إلى فهم وإدراك للمادة المراد شرحها. 

لذلك نحتاج إلى حزمة من الأدوات التي من خلالها تؤدي هذه الوظيفة المراد إيصالها إلى الطالب,  في بحثنا هذا فإننا نستعرض هنا مجموعة من الأدوات التي يحتاجها الكيميائي لتوصيل ما أردنا شرحه سابقا من المفاهيم الكيميائية الأساسية للطالب ،وبما ان لكل وظيفة أو لكل عمل أدوات فإن أدواتنا هنا ستكون عبارة عن

·        برنامج يدير مادة المساق

·        موقع على الإنترنت وبريد إلكتروني لكل طالب

·        محاضرات محاضرة باستخدام برامج متنوعة مدمج خلالها بعض المقاطع النموذجية السينمائية

·        عروض متحركة و نماذج ثلاثية الأبعاد يمكن تحريكها في أي اتجاه و صورة ثلاثية البعد حقيقية المجسمات .  عند توظيف الأدوات السابقة وفي منظومة متكاملة فإنها تخلق جوا تعليميا وتعطي فرصة استنهاض المواهب وقدرات الطالب التحليلية ومحاكاة الواقع الملموس لمناهج الكيمياء. 

مشكلة البحث: 

لاحظت تدني مستوى الطلبة في مادة الكيمياء وعزوف الطلبة على دخول تخصص الكيمياء وذلك لحاجة مادة الكيمياء إلى عقلية تصورية وكثير من التخيل بالإضافة الى الإعتقاد السائد بصعوبة التخصص فنجد أن كثير من الطلبة عاجز عن الوصول إلى هذه المفاهيم والأسئلة التالية:

·        أ – هل باستخدام الوسائط المتعددة ( Multimedia ) في تدريس الكيمياء سيصار إلى ارتفاع مستوى التحصيل العلمي للطالب؟

·        ب - وبالتالي هل تؤثر على ارتفاع درجاته في الاختبارات نتيجة لذلك كتحصيل حاصل؟

·        ج- وهل ستتغير نظرة الطلبة للتخصص بايجابية اكثر ؟

 مسوغات البحث

عند البحث عن وجود علاقة بين الوسائط المتعددة واستخدامها في تدريس الكيمياء ووجوب تحسين مستوى الطالب ورفع كفائته العلمية فإن هناك ندرة في هذا الإتجاه وتجارب معدودة باستخدام بعض البرمجيات وخاصة في مجالات محدودة على عينة من الطلبة وتحليل نتائجها في ظروف خاصة إن كانت بالبلد او بالطلبة .

ولذلك فكرت في استخدام أكثر من أداة من أدوات الوسائط المتعددة التي تخدم مجالات واسعة في شرح كثير من المناهج الكيميائية المتعددة لتنوعها واختلافها وكلها تهدف لنفس الموضوع وهذه الوسائط تحتوي على كل من الصورة المتحركة ولقطات الفيديو واستخدام برامج لها إمكانيات هائلة في الصوت والصورة مثل برنامج الفلاش وبرامج تساعد على إنتاج مواقع شخصية على الإنترنت ومن ثم الاستفادة من إبداعات وقدرات الطلبة في وضعها على شبكة الإنترنت.  إن ربط الحاسوب والإنترنت في تدريس الكيمياء هو خطوة جديدة في محاولة لعرض مناهج الكيمياء بصورة مشوقة تساعد الطالب على تخيل وتصور أساسيات مناهج الكيمياء.

اهداف الدراسة :

بعد استخدام هذه الوسائط المتعددة في تدريس الكيمياء نكون قادرين على تحقيق الأهداف التالية :

1.    إنماء القدرة على التخيل والتصور وذلك يؤدي لإنماء القدرة على التفكير لدى الطالب

2.    رفع كفاءة التدريس من خلال إدخال طرق تدريس جديدة للتعلم في مادة الكيمياء

3.    جعل مادة الكيمياء مادة تشويق وجذب للطلاب من خلال الصورة المتحركة والصوت والأشكال ثلاثية الأبعاد والتي تساعد في تصور البناءات الجزيئية للمادة

4.    إنماء القدرة على التحليل وتركيب المفاهيم بعضها مع بعض في منظومات متكاملة

5.    خلق جيل قادر على التعامل مع تكنولوجيا العصر من حاسوب وإنترنت

6.    إنماء القدرة لدى الطالب في البحث والتصفح باستخدام الإنترنت

7.    تطوير طرق تدريس الكيمياء باستخدام هذه الوسائط المتميزة والتي تخلق بعداً جديداً في تدريس الكيمياء

خطة البحث :

قسمت خطة البحث الى قسمين :

القسم الأول : اعداد ادوات العمل وهذه استغرق الإعداد لها سنة تقريباً

القسم الثاني :اعداد مناهج الكيمياء المراد تطبيق البحث عليها

اما فيما يخص القسم الأول فإن الأدوات المستخدمة في تحضير البحث فكانت كالتالي:

1-   برنامج البوربوينت مضافاً إليه بعض البرامج ( Plug-in ) مزودة من شركة  Crystal graph لإضافة أبعاد ثلاثية للعرض

2-   برنامج يحضر صور متحركة GIF animation  

3-   برنامج فلاش والشوكويف Macromedia Flash & shockwave  وذلك لعرض المادة بالصوت والصورة المتحركة

4-   لقطات من الفيديو باستخدام برنامج Quick Time لعرض افلام محضرة مسبقا للتجارب المعملية .

5-   صور ثنائية وثلاثية الأبعاد باستخدام برامج مزودة من قبل خدمة الإنترنت والمتصفح مثل :

6-   Netscape plug-in Chime (from MDL)

7-   RasMol(Molecular Visualization Freeware)

8-    برامج كيميائية تفاعلية Feedback

9-   برنامج افتراضي لمختبر الكيمياء العامة ( Chemlab )

وهذه الأدوات يتم تحضيرها مسبقاً للمساعدة في تقديم المنهج للطلبة وهي موجودة على CD .

القسم الثاني ويتكون من مادة المنهج والتي يتم خزنها على CD ويتم تحضيرها مسبقاً مراعيا في ذلك النهج المنظومي في ترابط المادة العلمية والتي تشمل كلا من المناهج التالية

الكيمياء العامة - الكيمياء العضوية - طرق التحليل الآلي - كيمياء الصناعات العضوية

موضوع البحث

 مما لا شك فيه أن تدريس الكيمياء يحتاج إلى قدرة على التخيل والتصور عند تدريسه بالنسبة لكل من المعلم والطالب لأننا نتعامل مع عالم لا نراه وهو عالم الذرات والجزيئات ولذلك نحتاج إلى كثير من القدرة على التخيل في وصف علاقات الذرات مع بعضها البعض لتكوين الجزيئات كذلك الجزيئات مع بعضها البعض لتكوين مركبات.  وهذا كله يحتاج إلى كثير من التصور والتخيل الذهني، ونحتاج إلى وسائل إيضاح كثيرة لتقريب هذه المفاهيم وغيرها والتي يحتاج إليها معلم الكيمياء.  ولذلك نرى وجوب تطور كبير في وسائل التعليم المساعدة للطالب والمعلم.  ولما كان التعليم التقليدي يتم باستخدام بملء السبورة بميكانيكيات التفاعلات والنظريات والمخططات والبناءات الجزيئية للمركبات والتي تستغرق الوقت والجهد في رسمها واللوحات والمجسمات المثبتة كوسائل إيضاح متوفرة ولكنها غير كافية لأن الطالب يبذل جهدا اخر في تحويل الشروحات والملاحظات من المدرس الى رسومات وصور بدون الإستفادة من خبرة المدرس التعليمية ، ولكن بدخول الحاسوب استطعنا أن نوظف إمكانياته والتي ان تم تشغيله وبكفاءة عالية سنجد أمامنا عالما جديدا وهائلا من الإمكانيات الفائقة في عمل هذه  الوسائل الإيضاحية والتي توضح لنا الكثير من المفاهيم الكيميائية.  ولذلك عندما فكرت في هذا الموضوع وكيفية توظيف الحاسوب في عملية تدريس الكيمياء واجهتني مشكلة أي المناهج الكيميائية والتي سيتم البدء في تطبيقها والمقصود هنا ( الكيمياء العامة أو العضوية أو غيرها من مناهج الكيمياء).  فوجدت أن نبدأ  بموضوع  يتناسب كثيرا مع المفهوم المنظومي حيث يتم ربط وحدات المنهج بعضها ببعض وذلك من خلال إعادة بناء منهج الكيمياء العضوية .

الفصل الأول :

وكانت نقطة البداية استخدام برنامج البوربوينت Power Point حيث إنه مناسب لتقديم عروض للمادة التدريسية  من حيث توفير الكثير من الوقت الذي يمكن استغلاله في اضافة كثير من الوسائل الأخرى أثناء عرضه وشرحه للطلبة والتي تساعد في تقريب المفاهيم العقلية والتصورية للطلبة والمهم جدا هو المواجهة الدائمة بين المدرس والطالب حيث يستطيع المدرس تتبع تفاعلية الطالب مع ما يعرض .

في البداية كان لا بد من تطبيق التجربة على عينة من الطلبة عددها 120 طالباً في مستوى السنة الثانية من كلية معلمين الرياض في قسم الكيمياء  سنة 1999،.  والعنصر الثاني في هذا البحث هو كيفية تناول المنهج بشكل منظومي مترابط . فتم تقسيم المادة إلى ثلاثة أجزاء وهى:

1- المجموعات الوظيفية

الألكانات-الألكينات-الألكاينات-المركبات الأروماتية – هاليدات الألكيل-الكحولات والفينولات والإيثرات-والألدهيدات والكيتونات- والأحماض الكربوكسيلية

2- تفاعلات وتحضيرات المجموعات الوظيفية

3- مخططات تفاعلية تربط جميع المجموعات الوظيفية بعضها ببعض

وقد عملنا طيلة فصل كامل على هذه التجربة وتقدم 87 طالب بإنتاجهم من العروض الشيقةً والمتميزة من اصل 120 طالب, وكانت الفائدة المتحصلة من خلال المناقشات التي كانت تدور خلال فترة عمل العروض فقد وجدت تقدما في فهم المنهاج بشكل مميز بالإضافة الى الأفكار المتجددة في عرض المادة من حيث الألوان والصور المتحركة والخلفيات المضافة الى العروض مما خلق لدى الطلبة عنصر التنافس والتميز بين بعضهم البعض . وهذا ما كان مرجوا من المشروع وهو الإجابة على اسئلة اهداف المشروع  :هل من  الممكن أن تزداد معرفة الطالب وتحصيله العلمي باستخدام هذه الوسيلة الجديدة باستخدام تطبيقات الحاسوب؟  وما هو تأثيرها على نتائج الاختبار مقارنة بطلبة السنة السابقة لنفس المادة؟

والنتيجة التحليلية أن هناك الكثير من الفرق عن السنة السابقة من حيث التحصيل وربط الموضوعات بعضها ببعض كذلك ارتفاع درجات الاختبار ناهيك عن عنصر التشويق الذي كان يرافق هذه العروض من خلال الصوت والصورة ومن النماذج المتحركة.  هذا أدى إلى أن تكون المادة محببة إلى نفوسهم وهناك إقبال على الدراسة بشكل أفضل من التعليم التقليدي الذي يعتمد عنصر التلقين .  وهذه العروض قد تم رفعها على شبكة الإنترنت في موقع خاص.

الفصل الثاني :

 كانت النتائج المشجعة لهذه التجربة ان خططت لإدخال الإنترنت بجانب الحاسوب معتمدا على ان الإنترنت له امكانيات اوسع في التطبيق على الحاسوب في تجربة جديدة .

ولإنجاح التجربة كان لا بد من ادخال أدوات جديدة من الوسائط المتعددة وتطبيق حزمة من البرامج المتعددة في تطبيقات الحاسوب كذلك ادخال مناهج جديدة .  فتم تطبيق هذه التجربة في جامعة جرش لطلبة الكيمياء عام 2003على اربع مناهج مختلفة وعينة من الطلبة تراوح عددها 65 طالب وكانت تغطي ثلاث مستويات دراسية المختلفة.

المستويات الدراسية والمنهاج المطبقة وهي:

السنة الأولى( كيمياء عامة 29 طالبا)

السنة الثانية (كيمياء عضوية2 عدد الطلبة 12)

السنة الثالثة(كيمياء الصناعات العضوية 12طالبا , طرق التحليل الآلي 12طالبا)

 وتم استخدام الحاسوب والإنترنت كوسيلة تعليمية شملت تطبيقه على جميع المناهج السابقة وقد اتبعنا في تطبيقه على تحضير الأدوات التالية:

 1- مادة الشرح والإيضاح Tutorials  

 2- موقع شخصي على الإنترنت وبريد إلكتروني لكل طالب Web site & E.mail

 3- عروض سينمائية وصور متحركة Movie clips & Gif animation

 4- وسائط متعددة  Multimedia flash & shockwave

5- ونماذج صورية ثلاثية الأبعاد 3D images  

 5- برامج كيميائية Chemistry Software  

 6- المهارة والتمرين Skill & Practice  

 7- المحاكاة Simulation

 إذا نحن أمام تطبيق مشروع متعدد الجوانب ولكن عند النظر إليه من المفهوم المنظومي سنجد أن كثيرا من المواد التي تم تحضيرها قد تخدم أكثر من موضوع,  حيث كان هناك تداخل في هذه المواد فكانت نماذج التفاعلات والمجموعات الوظيفية التي حضرت في منهج الكيمياء العضوية قد تم توظيفها في منهاج الصناعات العضوية وعند تحضير الوسائط المتعددة المستخدمة في طرق التحليل الآلي فقد وظفت في شرح أكثر من مادة في مجال الكيمياء العضوية كذلك حيث تستخدم اجهزة التحليل مثل( جهازالأشعة تحت الحمراءIR  ،واجهزة المطيافية Spectrophtometer ،وحساب الكتلة Mass Spectroscopy ،الرنين المغناطيسي NMR  ) وهذه تستخدم في تعريف وتحليل المجموعة الوظيفية في المركبات العضوية .

 كذلك فإن الأشكال ثلاثية الأبعاد التي يمكن تحريكها وتدويرها وفي أي اتجاه كان فقد كانت الأكثر استخداما ولذلك احتجنا إلى برامج خاصة للحصول على هذه الأشكال البنائية ثلاثية الأبعاد.

 وكان لابد من توظيف جميع إمكانيات الإنترنت من حيث تنزيل البرامج الخاصة بعرض الصور المتحركة و ذات الأبعاد الثلاثية والتي تكون مزودة من قبل شركات ومؤسسات تعليمية متخصصة في هذه الخدمة مثل برامج Plug-in والتي تزود المتصفحين للإنترنت بابعاد متقدمة من رؤية الصور بابعادها الثلاث وتحريكها وتدويرها ومع ذلك فاننا استطعنا من الحصول عليها كمؤسسات تعليمية باسعار خاصة  مثل برنامج Netscape Chime Pro for Internet Explorer  والذي يمكننا من مشاهدة صور المركبات الكيميائية بالأبعاد الثلاثية مع امكانية تدويرها في اى اتجاه وله إمكانيات اخرى بتحديد الشكل البنائي من عدة اختيارات ( Wireframe, Sticks, Ball &stick, Spacefill ) .كما في الأشكال التالية

والتصفح للحصول على أفضل المواقع التربوية التي تخدم الطالب في عملية التعلم وكتابة الأبحاث الحديثة.

ستجد أن البحث يسير على خطى متدرجة للوصول إلى هدفنا وهو ارتفاع معدل التحصيل العلمي والفكري للطالب وعرض المادة من خلال عنصر التشويق واستخدام جميع ملكات التخيل والتصور الذهنية والتي من خلالها يسترجع الطالب المعلومات المخزنة في ذاكرته ومطابقتها بما يراه من خلال عرض المادة التعليمية باستخدام مختلف الوسائط المتعددة المتاحة لدينا ..

الفصل الثالث:

  ففي مادة الكيمياء العامة تم تجهيز المادة التعليمية على برنامج بوربوينت والتي شملت الفصول التالية : الطريقة العلمية –الحساب الكيميائي (حسابات المول وموازنة المعادلات) –التركيب الذري والجدول الدوري –الروابط الكيميائية والتبنية الجزيئية ونظرية تنافر الأزواج الإلكترونية- الغازات وقوانينها –التفاعلات الكيميائية-وتم ربط العرض من خلال وصلات تشعبية ببعض المواقع على شبكة الإنترنت ،وقد استخدمنا كذلك جميع الوسائط المتعددة الممكنة التطبيق في مادة الدرس والتي تشمل الآتي:

 ا - الصورة الإيضاحية ثنائية الأبعاد بالألوان   2D images

 ب - الصورة الإيضاحية ثلاثية الأبعاد 3D images

 ج - استخدام برنامج الفلاش Flash 5& shockwave multimedia  لعرض وسائل إيضاحية متحركة وثابتة بالصوت والصورة

 د - صور متحركة ومقاطع فيديو Animation Pictures & Videoc lips

 ه - التغذية الراجعة Feedback  في حالة الأسئلة والتمارين.

الأمثلة على ما تم تدريسه :

الفصل الخامس :

 أما فيما يختص بطرق التحليل الآلي فقد لعب الفلاش وبرنامج الصور المتحركةGIF Animation وبرنامج Quick Time   أكبر الدور في شرح لمكونات الأجهزة التحليلية كذلك لخطوات عملها خطوة خطوة وكيفية إجراء التحاليل فيها وهذه ساعدت كثيرا الطلبة في تصور المكونات الداخلية لأجهزة التحليل الآلي وخصوصا أجهزة المطيافية في كيفية عملها من الداخل وتوضيح مسارات الأشعة الكهرومغناطيسية كما في أجهزة التحليل تحت الحمراء وقياس الكتلة وجهاز الرنين المغناطيسي.

الفصل السادس :

 أما ما يخص منهاج كيمياء الصناعات العضوية فقد تم توظيف كثيرا من الصور المتحركة التي تشرح كثيرا من الصناعات العضوية مثل المنظفات وصناعة المبلمرات والبلاستيك كذلك صناعات البتروكيماويات حيث تم استخدام برنامج الفلاش والشوكويف (Shockwave ) وبعض الصور المتحركة ومقاطع الفيديو في شرح عمليات التفاعلات الكيميائية مثل تفاعلات التكسير بالهيدروجين والتكسير الحراري والتكسير بالحفاز كذلك لتوضيح برج التقطير التجزيئي للبترول.وتفاعلات الإضافة والتكثيف ( Addition & Condensation  ) في المبلمرات وغيرها من الصناعات وعرض كثثير من المخططات التصنيعية .

نتائج البحث :

بعد هذا العرض لما تم تطبيقه على هذه المناهج المختلفة من استخدام لآدوات الوسائط المتعددة وبعد التحليل الإحصائي لنتائج الطلبة في الاختبارات النظرية لكل منهاج وجدناهناك تحسنا ملموسا وملحوظ وبنسبة تزيد في بعض الحالات عن 45% على التحصيل العلمي للطلبة في المناهج الجديدة مقارنة بالسنوات السابقة وعلاماتهم في الإختبارات.

 مما شجعنا على أن نبنى موقعنا على الإنترنت حيث يتم استخدامه كحلقة وصل بين الطالب والمعلم من خلال الدخول إلى الموقع والدخول إلى المنهاج المراد تدريسه وتعلمه كذلك من خلال حل للتمارين والوظائف المرسلة من خلال البريد الإلكتروني. والذي هو حلقة الوصل ما بين الطالب والمعلم في خارج أوقات الدرس.  عند استخدام الطلبة لموقع الإنترنت ومصادر التعلم المرفقة في الموقع وجدنا أن الطالب أصبح لديه قدرة على تصفح الإنترنت بطريقة منهجية سليمة واستفاد الطالب من كثير من المواقع التربوية التي تم اختيارها له لزيادة الفائدة التعليمية وتوسيع مداركه الفكرية والذهنية وربطه بما تم التوصل إليه من تقدم علمي في كثير من المجالات المختلفة .

 من الملاحظات التي تم تسجيلها واستنتاجها من واقع التجربة هو :

 أن طلبة السنوات المتقدمة( السنة الثالثة) إلمامهم بمهارات الكمبيوتر واستخدام البريد الإلكتروني كانت عقبة في البداية وتم تجاوز هذا الأمر بعمل دورات مكثفة يتعلم من خلالها الطالب بعض الكفايات الفنية في استخدام الحاسوب والإنترنت.  في الجانب الآخر وجدنا أن مهارة طلبة السنة الأولى أكثر في استخدام الكمبيوتر والإنترنت وذلك يرجع لدراستهم مهارات استخدام الحاسوب في سنوات ما قبل الجامعة .

مشكلات التي واجهتنا في البحث:

لكل عمل لا بد له من مشاكل في بداياته وكانت في حالتنا هذه كيفية كتابة المركبات الكيميائية وإدراجها في البرنامج وأيضاً كيفية رسم الأشكال البنائية للمركبات الكيميائية .

فقد تم حل هذه المشكلة باستخدام برنامج خاص برسم وكتابة المركبات الكيميائية واسمه ChemWindow  ساعد الطلبة بشكل كبير لإنتاج عروض ممتازة

المشكلة الثانية والمهمة وهي ضعف مستوى اللغة الإنجليزية لدى الطلبة مما يؤدي الا انهم في اثناء التصفح في الإنترنت ينتابهم حالة من الإحباط لعدم معرفتهم باللغة وكل المواقع التعليمية التي تخدم المشروع باللغة الإنجليزية . وقد تم التغلب على هذه المشكلة ان قدمنا للطالب المواقع التي تخدمه بالكيمياء باللغة العربية وهي ليست في الحقيقة كثيرة  مما شجع الطلبة لعمل مواقع شخصية لهم يحاولو من خلالها سد ثغرة النقص في المواقع العربية والتي تخدم طالب الكيمياء وهذا كان الهدف من استخدام الإنترنت في النهاية ان يصل الطالب الى امكانية ايجاد الحلول لمشاكل قد تصاحبه في البحث والتعلم ومن هنا تبرز ابداعات الطلبة في انشاء هذه المواقع وهي الآن في بداياتها وانا اشرف عليها من خلالهم .اما المواقع التي يستطيع المدرس والطالب ان يستفيد منها كطرق تدريس وادوات لتكوين عروض جميلة فهي متوفرة على صفحات الإنترنت .

وكنتيجة لهذه الدراسة فقد جمعت جميع الأدوات التي يحتاجها المدرس والطالب المختص بالكيمياء في CD واسميته " أدوات معلم الكيمياء " وهو يشمل على جميع الأدوات اللازمة لأنتاج اجمل العروض في سبيل جعل تدريس الكيمياء في شكل مشوق وازدياد تحصيل الطلبة العلمي لو احسن استغلالها .وانشاء الله يكون جاهزا وقت المؤتمر.

انتهى

الدكتور مهند ابراهيم خليل عامر

جامعة جرش الأهلية

=========================================

المراجع

1-   ابوجابر,ماجد؛والبداينة,ذياب (1993). " اتجاهات الطلبة نحو استخدام الحاسوب ".مجلة رسالة الخليج العربي, 46(13),133-159 .

2-   بادي, عبدالله ضامن (2001) ." اثر استخدام الحاسوب التعليمي على التحصيل الآني والمؤجل لطلبة الصف العاشر الأساسي في مبحث الكيمياء في محافظة سلفيت" أطروحة ماجستير غير منشورة جامعة النجاح الوطنية ,نابلس ,فلسطين .

3-   بن أحمد , محمد (1991) واقع انتاج البرمجيات التعليمية في الوطن العربي .من منشورات المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم , تونس .

4-   جبيلي, ابراهيم محمد (1999) ؟" اثر استخدام الحاسوب التعليمي على التحصيل المباشر والمؤجل عند طلبة الصف الخامس في الرياضيات ". أطروحة ماجستير غير منشورة .جامعة اليرموك, اربد, الأردن .

5-   السرطاوي, عادل فايز محمود (2001) ." معوقات تعلم الحاسوب وتعليمه في المدارس الحكومية بمحافظات شمال فلسطين من وجهة نظر المعلمين والطلبة ". أطروحة ماجستير غير منشورة , جامعة النجاح الوطنية ,نابلس , فلسطين .

6-   سعادة,جودت احمد ؛والسرطاوي, عادل فايز (2003) . استخدام الحاسوب والإنترنت في ميادين التربية والتعليم .عمان , دار الشروق للنشر والتوزيع .

7-   العجلوني, خالد (2001) ."استخدام الحاسوب في تدريس مادة الرياضيات لطلبة المرحلة الثانوية في مدارس مدينة عمان "مجلة دراسات, الجامعة الأردنية, 28(1) .

8-   مرعي, توفيق احمد ؛ والحيلة, محمد محمود (1998) . تفريد التعليم , عمان , دار الفكر للطباعة والنشر والتوزيع.

9-   المقبل, عبدالله (2003) ." كيف نستفيد من الإنترنت في مجال التعليم ". متوفر على الموقع :

http://www.almekbel.net/benfit.htm

10-                    مندورة, محمد؛ ورحاب,اسامة (1989) ." درلسة شاملة حول استخدام الحاسوب الآلي في التعليم العام مع التركيز على تجارب و مشاريع الدول الأعضاء ". مجلة رسالة الخليج العربي . 9(29),99-183 .

11-McNaught, Carmel." Students' Understanding of Moving Visual Images in Interactive Multimedia " (1996) AUC Academic Conference "From Virtual to Reality" The University of Queensland .

12-Steve, Hackbarth (1997)."Integrating Web-Based learning activities into School Curriculume". Educational Technology . 37(3),            pp , 59-63 .