المجسم التعليمي هو نسخة مكونة من كائن تم تصميمه من أجل القيام على تمثيل معلومات أو كائنات، يمكن أن يكون أكبر من الكائن أو أصغر أو بنفس الحجم، يمكن أن يحتوي المجسم التعليمي على أجزاء متحركة أو حتى تكون آلية، يتم استخدامها للتجارب والتصور أو للتعليم في الفصل الدراسي وهي مفيدة بشكل لا يصدق للمعلم والطلاب على حد سواء.
نموذج المجسمات التعليمية
يمكن أن يأتي المجسم في العديد من الأشكال والأحجام والأنماط، من المهم التأكيد على أن النموذج ليس العالم الحقيقي ولكنه مجرد بناء بشري من احل تقديم المساعدة على فهم أنظمة العالم الحقيقي بشكل أفضل، بشكل عام تحتوي جميع المجسمات على مدخلات معلومات ومعالج معلومات ومخرجات للنتائج المتوقعة، حيث توفر منهجية النمذجة للمعلم مخطط تفصيلي هيكل النموذج العام الذي يكون مفيدًا من أجل تعليم الطلاب المواد أو المعلومات الدراسية التي يصعب على المعلم ايصالها الى الطلاب،
تقوم المجسمات التعليمية على توفير تصور واقعي للمواد والمعلومات المطروحة، وهناك مجموعة من السمات الرئيسية المشتركة مع تطوير أي مجسم تعليمي، وتتمثل هذه من خلال ما يلي:
- تبسيط الافتراضات.
- يجب تحديد شروط الحدود أو الشروط الأولية.
- ينبغي فهم مدى قابلية تطبيق النموذج.
يقوم المعلم على عملية تدريس الطلاب بطريقة نظرية باستخدام الكتب والرسم، إن تعليم الطلاب ليس بالمهمة السهلة لأن المعلم يحتاج إلى الشرح من المفاهيم الأساسية إلى المفاهيم الفعلية باستخدام أمثلة باستخدام الرسومات باستخدام السبورة، وفي بعض الأحيان لا يوجد رسم لبعض الموضوعات التي يحتاج إلى شرحها بعناية شديدة من خلال مفاهيم المعلم النظرية بحيث يحاول الطلاب تخيل المفهوم وفهمه، من الصعب على كليهما أو يحتاج المعلم إلى إظهار المثال باستخدام جهاز عرض أو مقاطع فيديو نموذجية ذات صلة بالمفهوم.
لا يمكن للمعلم بصورة دائمة استخدام مقاطع الفيديو في الفصل لأنها تستهلك أقصى وقت لإعداد المفاهيم وشرحها، أحيانًا أحاول تجاهل مقاطع الفيديو وأحاول رسم مخططات باستخدام إعلان السبورة من أجل القيام على توضيح ذلك، لذلك الطالب لديه قدرة تخيلية لفهم المفاهيم والأفكار الأساسية للمفاهيم.
يحاول بعض الطلاب فهم المفاهيم بدون مجسمات تعليمية، حيث إنه صعب للغاية على بعض الطلاب الآخرين، من خلال هذه المجسمات التعليمية يمكن للطلاب فهم المفاهيم التي سوف يقوم المعلم على شرحها بهذه المجسمات ومتى يقوم بتشغيل هذه المجسمات، من خلال هذا يمكن أن يدرك المفهوم الذي سوف يشرح المعلم تطبيقه في الحياة الواقعية، ويخلق الثقة والأكثر أهمية في الموضوع.
يحاول الطلاب التفكير في إنشاء أشياء جديدة من خلال مجسمات تعليمية ملهمة تخلق قوة التفكير والإبداع لدى الطلاب، وهذا الاهتمام بالموضوع وقوة التفكير والإبداع يفسح المجال أمام الطلاب من احل الدراسة والتعليم وتحديد الأهداف، يمكن للمدرسين أن يشرحوا باستخدام هذه المجسمات التعليمية، ما هو المفهوم وكيف يعمل وتطبيقات الحياة الواقعية من خلال إضافة معارفهم الإضافية، يمكن للمدرس أن يشرح بكفاءة في وقت أقل ويفهم الطلاب أيضًا بسهولة.
في العلم أكثر أنواع المجسمات التعليمية شيوعًا ليس في الواقع فيزيائيًا، يستخدم المعلم المجسمات المفاهيمية من اجل تصور الأشياء وتمثيلها، يمكن أن يكون هذا بسيطًا مثل المخططات على الورق، أو معقدًا مثل مجموعة من المعادلات الرياضية، لكن في بعض الأحيان يؤدي النظر إلى صفحة من المعادلات إلى صعوبة تصورها، حتى عندما تعرف حقًا الكثير عن الرياضيات، هذا هو المكان الذي يمكن أن يكون فيه المجسم التعليمي مفيدًا، يمكن أن يسمح للمعلم والطلاب بتصوير شيء ما عندما لا يستطيع كل منهم توظيفه من خلال الخيال.
هناك العديد من المزايا للمجسمات التعليمية، حيث إنها تسمح لجميع أطراف العملية التعليمية على تجربة الأشياء على أرض الواقع والتي سوف تكون مستحيلة خارج المجسم التعليمي، على سبيل المثال يمكن للمعلم القيام على إنشاء نموذج لمنزل ومن ثم تدميره بطرق مختلفة، او يرى كيف أثر حريق أو فيضان على مواد البناء، أو يمكن محاكاة زلزال على نموذج مدينة، والذي سوف يكون من المستحيل والخطير القيام به في بيئة صفية حقيقية.
أحيانًا تكون المجسمات التعليمية المادية أكثر دقة من أجهزة الكمبيوتر، خاصة في حالة الأشياء الفوضوية مثل تدفق السوائل، إذا كان المعلم يقوم على تدريس كيفية تدفق المياه حول جوانب القارب، أو عبر شبكة معقدة من الأنابيب، فلا يمكن التغلب على المجسم التعليمي.
أنواع المجسمات التعليمية
هناك أنواع من المجسمات ينبغي على المعلم تطبيقها داخل الفصل الدراسية من أجل إجراء المناقشة والرجوع إليها وقت الحاجة، وينبغي على المعلم استعمال المجسمات التعليمي المناسب للحصول على أفضل مجسم تعليمي من أجل استخدامه في الفصل الدراسي وتقديمه كأمثلة على الأنشطة، من الناحية العملية من المرجح أن يحتوي نموذج مطور جيدًا لنظام العالم الحقيقي على جوانب من كل نوع نموذج فردي، وتتمثل هذه الأنواع من خلال ما يلي:
المجسمات المفاهيمية
هي عبارة عن مجسمات نوعية تساعد في إبراز الروابط المهمة في أنظمة وعمليات العالم الحقيقي، يتم استخدامها كخطوة أولى في تطوير نماذج أكثر تعقيدًا.
العروض التوضيحية التفاعلية
هي عبارة عن مجسمات مادية للأنظمة التي يمكن ملاحظتها والتلاعب بها بسهولة والتي لها خصائص مشابهة للسمات الرئيسية للأنظمة الأكثر تعقيدًا في العالم الحقيقي، يمكن أن تساعد هذه المجسمات في سد الفجوة بين النماذج المفاهيمية لأنظمة العالم الحقيقي الأكثر تعقيدًا.
المجسمات الرياضية
تحتوي المجسمات الرياضية والإحصائية حل المعادلة ذات الصلة للنظام أو توصيف النظام بناءً على معلماته الإحصائية مثل معاملات المتوسط أو الوضع أو التباين أو الانحدار، تشمل والمجسمات الرياضية النماذج التحليلية والمجسمات العددية، ان المجسمات الإحصائية مفيدة في المساعدة على تحديد الأنماط والعلاقات الأساسية بين مجموعات البيانات.
التدريس باستخدام المرئيات
ويقصد بهذا أي شيء يمكن أن يساعد المرء في تصور كيفية عمل النظام، يمكن أن يكون نموذج التصور رابطًا مباشرًا بين البيانات وبعض مخرجات الرسم أو الصورة أو يمكن ربطه في سلسلة بنوع آخر من النماذج من أجل القيام على تحويل مخرجاته إلى تنسيق مفيد بصريًا، تشمل الأمثلة حزم الرسومات وتركيبات الخرائط والرسوم المتحركة ومعالجة الصور وتحليل الصور.
من وجهة نظر الطالب المبتدئ فإن العلوم الحيوية الجزيئية غير مرئية بطبيعتها، يتمثل التحدي الذي يواجه معلمي العلوم الحيوية في مساعدة الطلاب على إنشاء نماذج ذهنية مفصلة للجزيئات الحيوية التي تشكل خلية حية وكيف يعملون جميعًا معًا لدعم الحياة، تدخل المجسمات التعليمية كأدوات للمساعدة في بناء نماذج عقلية للظواهر البيولوجية على المستوى الجزيئي، وتتطلب هذه الأداة التربوية الجديدة نسبيًا ممارسات قائمة على الأدلة من أجل الاستخدام الأمثل لمساعدة الطلاب على التطور النظري والمرئي.
