أسباب استخدام النماذج في التدريس

التدريس بالنماذج هي اختراعات بشرية، تقوم على فهم غير مكتمل لكيفية عمل الطبيعة، والنموذج هو تمثيل لفكرة أو كائن أو حدث أو عملية أو نظام، تلعب النماذج والنمذجة دورًا مهمًا في ممارسة العلوم، أحد مبررات إدراجها في تدريس العلوم هو أنهم يساهمون في تعليم علمي أصيل، حيث يعكس التدريس طبيعة العلوم قدر الإمكان.

أسباب استخدام النماذج في التدريس

يستخدم المعلم التربوي النماذج للتدريس بشكل مستمر وذلك خصوصاً عند دراسة مادة العلوم بسبب مساعدة الطلاب في شرح المفاهيم العلمية، ومع ذلك غالبًا ما يكون الطلاب غير مدركين للدور والقيود والغرض من النموذج المعين المستخدم، أن فهم الطلاب لدور النماذج في تعلم العلوم قد تحسن في الصفوف اللاحقة وأن العديد من الطلاب تمكنوا من التمييز بين الغرض من النماذج العلمية ونماذج التدريس، تستخدم النتائج لتحديد المعايير التي يحتاجها الطلاب لتصنيف النماذج ودعم الأساليب التربوية وتأسيس النماذج في تدريس العلوم.

تقدم النماذج تمثيلات للمفاهيم العلمية التي يمكن أن تجعل الأفكار أكثر قابلية للفهم للمتعلمين، تتطلب النمذجة من المستخدم إنشاء روابط بين النموذج والواقع الذي يتم تصميمه، يتضمن هذا النشاط تقييم النموذج نفسه وتقييم كيفية تمثيل خرائط النموذج للمفاهيم العلمية، أشارت الأبحاث السابقة إلى أن تقدير الطلاب للنماذج محدود، ومع ذلك لفهم سبب فائدة النماذج لتعلم العلوم، من الضروري النظر في كيفية استخدام النماذج وكيف يدرك الطلاب النماذج، باستخدام هذه الخلفية يمكن التحقيق في الدور الذي تلعبه النماذج في المساهمة في التعلم.

تنشأ أفكار الطلاب عن النماذج من تجاربهم اليومية التي ترتبط عادةً بنماذج المقياس ومحاكاة الكمبيوتر، لا يفرق الطلاب دائمًا بين النماذج العلمية ونماذج التدريس والنماذج بشكل عام، غالبًا ما يُنظر إلى النماذج على أنها أدوات تعليمية تعزز تصور المفاهيم المجردة.

توفر نماذج التدريس طرقًا جيدة التطور للتدريس توجه تطوير خبرات التعلم وتحديد الهياكل التي تدعم التعلم، تشير نماذج التدريس إلى أنواع التعلم والنتائج التي يمكن توقعها إذا تم استخدامها المعلمين بالصورة الصحيحة.

من أجل أن يفهم الطلاب دور النماذج والغرض منها وحدودها، من الضروري أن يكون لديهم فكرة عن دور النماذج، النماذج هي أدوات مفيدة في تعلم العلوم والتي يمكن استخدامها لتحسين التفسيرات، وتوليد المناقشة، وعمل التنبؤات، وتقديم تمثيلات مرئية للمفاهيم المجردة وتوليد النماذج العقلية، وبالتالي يمكن للنماذج أن تلعب دورًا معرفيًا وتربويًا مهمًا من خلال توفير فرص التعلم، لتحسين هذه الجوانب يوصي بمعالجة أكثر واقعية لعملية العلم مع تعليم المعلمين لاستخدام وتقديم النماذج بطريقة أكثر علمية، وعندما يستخدم الطلاب النماذج بشكل واضح، وتقدير دورهم وهدفهم وقيودهم يتم تكوين روابط بين النموذج والهدف.

فهم الطلاب للنماذج

أبرز الاختلاف الكبير بين فهم الطلاب للنماذج وفهم الخبراء الفهم غير الكافي لدى بعض الطلاب لمفهوم النموذج، تشمل أوجه القصور تركيز الطالب على السمات السطحية للنموذج، وعدم قدرة الطلاب على الانتقال من نموذج إلى آخر بسهولة، وعدم قدرتهم على تحديد ميزات النموذج، على الرغم من استخدام النماذج على نطاق واسع عبر مجالات متنوعة، إلا أنها تُستخدم عادةً دون توضيح دورها وطبيعتها الرمزية وحدودها ونقاط قوتها.

هناك جانبان للنماذج التي يمكن أخذها في الاعتبار، كيفية استخدام النموذج كأداة تفسيرية للمفاهيم العلمية، وتقدير الدور والغرض والقيود الخاصة بالنموذج، يتضمن استخدام النماذج كونها أداة وصفية أو توضيحية، واستخدام النموذج لاختبار الأفكار، والتنبؤ، وصياغة الفرضيات، أن الطبيعة الوصفية للنماذج كانت مفهومة بشكل أفضل من قبل الطلاب مقارنة بالدور التنبئي للنماذج، ويمكن استخدام النماذج لتشجيع الطلاب على تحليل الأفكار العلمية وتقييمها، ومع ذلك قد لا يكون استخدام نموذج كافيًا للتأكد من أن الطلاب لديهم تقدير لدورهم والغرض والقيود المفروضة على النماذج، عند استخدام الاستدلال المستند إلى النموذج.

أن النموذج هو وسيلة مساعدة بصرية أو صورة تبرز الأفكار والمتغيرات الرئيسية في عملية أو نظام، أن استخدام النماذج كمساعدات تعليمية له فائدتان أساسيتان:

أولاً: توفر النماذج تمثيلات دقيقة ومفيدة للمعرفة المطلوبة عند حل المشكلات في مجال معين.

ثانيًا، يجعل النموذج عملية فهم مجال المعرفة أسهل لأنه تعبير مرئي عن الموضوع.

حيث وجد أن الطلاب الذين يدرسون النماذج قبل المحاضرة قد يتذكرون ما يصل إلى 57٪ عن الأسئلة المتعلقة بالمعلومات المفاهيمية أكثر من الطلاب الذين يتلقون التعليمات دون ميزة رؤية النماذج ومناقشتها، تشير الأبحاث حول فعالية استراتيجيات التعلم بالصور إلى أن التعلم يتحسن عندما تكمل الصور المواد اللفظية، وعندما يرسم المتعلمون صورهم الخاصة أثناء الدراسة، وعندما يطلب من المتعلمين إنشاء صور ذهنية أثناء القراءة أو الدراسة.

مخططات تصنيف النماذج

تعد مخططات تصنيف النماذج مفيدة لأنها توفر للطلاب إطارًا يمكن من خلاله إبراز وفهم دور وغرض وقيود نماذج معينة، يمكن أن تقود هذه المخططات الطلاب إلى تطوير طرق للتفكير في النماذج والأفكار والنظريات الجديدة، الطريقة الشائعة تصنيف النماذج هي حسب نوعها وشكلها وطريقة استخدامها، وهناك أربع فئات مختلفة من النماذج:

• نموذج إجماع ومقبول تم اختباره من قبل العلماء ومتفق عليه اجتماعيًا.

• نموذج تعليمي، نموذج يستخدم للمساعدة في شرح شيء ما.

• نموذج معبر، التعبير الشخصي لفهم الطلاب للظواهر في الكلام أو الأفعال أو الكتابة.

• النموذج العقلي، الفهم الداخلي الشخصي للظواهر.

يعد الوعي بسمات النموذج أمرًا مهمًا في تقدير دور النموذج والغرض منه وقيوده، أولاً عن طريق تمكين المتعلمين من التعرف على نقاط القوة والقيود الخاصة بنموذج معين، ثانيًا كطريقة لتصنيف النموذج، وثالثًا في التعرف على مستوى التمثيل الذي يتم تقديم النموذج عنده.

دون إدراك يتم تصنيف وفرز كل شيء يواجهه المعلم باستخدام المعايير الشخصية ووضعها في الإطار العقلي، يوفر استخدام مفاتيح التصنيف ومعايير التصنيف وطرق الفرز للطلاب طرقًا لفرز المعلومات التي قد توسع إطار عملهم الحالي أو تتطلب اعتماد إطار عمل جديد.

النماذج العقلية

يمكن أن تمثل النماذج العقلية الخطاب حول المواقف الواقعية أو الافتراضية أو الخيالية، إنها نافذة على فهم المتعلمين ويمكن للمتعلم استخدامها لتقديم التفسيرات والتنبؤات وتوفير الاستدلال، حيث تم وصف النموذج الذهني الشخصي للمتعلم بأنه ضبابي وغير مكتمل وفوضوي وأنه غامض.

تساعد النماذج المتعلمين على إنشاء نماذج عقلية شخصية، يحدث تطوير النماذج العقلية للمتعلمين عندما يستخدم المتعلمون النماذج، ويقومون بالتنبؤات، والحصول على التغذية الراجعة وتعديل فهمهم النموذج العقلي، وفقًا لذلك يعتمد أسلوب التعلم الانعكاسي والتكرار هذا على تحدي المتعلم لعمل تنبؤات وتطبيقات، ولكن يمكن مكافأته بفهم أكثر وضوحا وعمقا.