التجريب المدعم بالحاسوب EXAO، أي قيمة بيداغوجية ؟

لا يخفى على الجميع حجم الإشكاليات والتعثرات التي تواجه تدريس علوم الحياة والأرض في مختلف المستويات التعلمية، ويكفي ان تسأل أي أستاذ هل انت راض عما تدرسه والظروف التي تشتغل فيها ومدى تمكن التلاميذ من المعارف والقدرات الأساسية ليكون جوابه في مجمله سلبيا.

إن من أهم الأهداف الأساسية لتدريس علوم الحياة والأرض هو إكساب المتعلمين المعرفة العلمية وامتلاك التمثل الصحيح الظواهر والمفاهيم العلمية ولكن في الواقع اليوم يلاحظ ان هذا الهدف لم يتم تحقيقه كما يجب بل وخرج عن سكته الصحيحة ليتحول الى مجرد استرداد ميكانيكي للمعارف ومن مظاهر عدم تمكن التلاميذ من المعرفة العلمية:

• انحصار معارف التلاميذ فيما يتم تلقينه لهم وبالأسلوب والصياغة الملقنة مما يعني عدم "هضم" تلك المعارف وبناءها في القالب الذهني بشكل جيد ولذلك يكفي ان تغير أسلوب السؤال او تغير الوضعية لتجد التلميذ عاجزا عن الإجابة.

• عدم قدرة التلاميذ على تمثل الظواهر العلمية بحيث تظل لديهم مبهمة وغامضة وغير محسوسة ومحصورة في تفاعلات كيميائية او تبادلات غازية او غيرها من المعطيات التي قُدمت لهم في دراسة تلك الظاهرة (مبيانات، رسوم...)، اما ان يستحضر التلميذ بوعي مكان وزمان وكيفية ودور ظاهرة ما فذلك يبدو نادر الحدوث.

• سرعة نسيان المعارف المكتسبة وقد تجد ان التلاميذ يتفاعلون خلال حصة الدرس وتعتقد انهم فهموا وضبطوا الدرس لكن في الحصص المقبلة يمحى كل ذلك والأمر يحدث كذلك مع توالي السنوات فتراكم المكتسبات غائب عند أغلب المتعلمين.

• غلبة التمثلات لدى التلاميذ حيث تطغى كثيرا التصورات غير الصحيحة للظواهر والمفاهيم العلمية والتي يرجع أصلها لعدة مصادر داخل وخارج المدرسة لكن أحيانا يحاول الأستاذ تصحيح تمثل ما لكنه يفاجئ ان ذلك التمثل صامد في مكانه وبالتالي يشكل عائق امام تعلم التلاميذ للمعرفة العلمية بشكل صحيح.

إن حل تلك الإشكالات يحتاج منا ومن غيرنا الكثير من العمل وفي هذا الموضوع سأعرض أحد الوسائل التي يمكن ان تعالج بعضا من المشكلات التي تعترض الاكتساب الجيد للمتعلمين في مادة علوم الحياة والأرض وهي التجريب المدعم بالحاسوب L'expérimentation assistée par ordinateur (ExAO) هذه الوسيلة وبالرغم من أنها دخلت متأخرة جدا لمختبراتنا وليس لكل المختبرات! إلا انها يمكن تحمل الكثير مما يمكن ان يساعد في تطوير التعليم والتعلم ولكن تحقق ذلك التطوير يحتاج أمور أخرى عديدة وبالتالي فنجاح التجريب المدعم بالحاسوب وتحقيقه للأهداف المرجوة يحتاج تجاوز عوائق كثيرة قد تقف عثرة أمام العمل به. لكن تواجد تلك العوائق لا يمنع من ان يستحضر الأستاذ أهمية تلك الوسيلة وأهمية اعتمادها والمحاولة قد الإمكان من أجل العمل بها.

للتجريب المدعم بالحاسوب العديد من الفوائد على فعلي التعليم والتعلم سأقتصر على تفصيل فائدتين مهمتين هما:

1. ربط الظواهر بالتمثيلات البيانية والجداول والقياسات: عادة ندرس الظواهر والمفاهيم العلمية (التركيب الضوئي، التنفس الخلوي، العوامل التربوية...) باستعمال وثائق تتضمن معطيات بيانية او جداول تمثل نتائج قياسات تم الحصول على عبر التجارب، وفي إطار حل المشكل العلمي ثم اختبار الفرضية تقدم تلك الوثائق كدعائم يستند عليها المتعلم لتأكيد او نفي فرضية ما ليصل في الأخير للوصول لحل المشكل العلمي المطروح وبالتالي المعرفة العلمية الجديدة كاعتبار ان التخمر الكحولي هو تفاعل لاستهلاك الكليكوز يترافق مع طرح CO2 وكحول الإيثانول أو ان شدة الإضاءة تؤثر في التبادلات الغازية اليخضورية، لكن وبالرغم من حضور المنهج العلمي في تلك الدراسات إنه يظل تصور التلميذ للظاهرتين محصور عند تلك التسجيلات البيانية المعروضة امامه أي ان التخمر الكحولي لديه هو ان يرى في مبيان ما ارتفاع تركيز كحول الإيثانول وتأثير درجة الحرارة على التبادلات الغازية اليخضورية ينحصر في ارتفاع وانخفاض واستقرار معنى تركيز ثنائي الأوكسجين و ثنائي أوكسيد الكربون حسب تغير درجة الحرارة اما ان يتصور واقع الحال أي انه وهو يدرس معطيات بيانية يستحضر المادة المجربة وظروفها والمتغيرات فذلك نادر جدا، إن هذا العائق هو من أهم مصادر عدم قدرة المتعلمين على استيعاب وتحليل المبيانات وتفسيرها او الخروج منها باستنتاجات سواء في أنشطة التعلم او في التقويمات ولحل هذا المشكل يقدم لنا التجريب المدعم بالحاسوب المفتاح فهو يجمع أمرين مهمين يحتاج المتعلمون لربط العلاقة بينهم وهما الظاهرة العلمية والنتائج التجريبية (مبيانات او جداول) فأثناء عملية التجريب يتابع المتعلم مباشرة العمليتين معا حدوث الظاهرة ويعي المتفاعلين فيها وظروف حدوثها وفي نفس الوقت يشهد تسجيل النتائج على شكل جدول او مبيان ويميز الفرق بين كل المتغيرات من هو التابع ومن هو المستقل ويلاحظ بنفسه تأثير إضافة مادة ام او تغيير ظرف ما، كل هذا سيجعله في المستقبل وهو يدرس أي مبيان او جدول يستحضر الظروف التجريبية وهذا سييسر عليه التحليل الجديد لتلك النتائج وبذلك يتم حل مشكل تعامل المتعلمين مع الوثائق. ومن أمثلة مشكل الربط بين التسجيلات البيانية والواقع التجريبي للظاهرة مثلا قياس متغير ما في درجتي حرارة 15 و 25 وفي المبيان يكون التمثيل بمنحيين، اثناء تحليل ذلك المبيان قد يبدو انه لا مشكلة لكن لو سألت التلاميذ كيف تم القيام بهذه التجربة والمعطيات لا تتضمن ذلك ستجد ان جلهم عاجز عن تصور التجربة وكيف تم القيام بها وبالتالي ما قيمة دراسة معطيات دون معرفة حقيقتها وأصلها.

2. الإنتاج الذاتي الوثائق: تعد الوثائق الوسيلة الأساسية التي نعتمدها كأسناد لدراسة الظواهر العملية ومن خلالها يستطيع التلاميذ حل المشاكل العلمية وهي حاضرة كذلك في الفروض والامتحانات، لكن من الإشكالات التي يلاحظها الأساتذة عند التلاميذ هو عدم قدرتهم على التعامل الجيد مع الوثائق أي لا يعرفون مكوناتها ومن أين سيبدؤون دراستها وكيف سيستخرجون منها الأساسي ويتجنبون غير الأساسي. إن هذا المشكل طبيعي مادام التلميذ لم يستوعب منشأ تلك الوثيقة بل قُدمت له جاهزة وتم تذييلها بسؤال أو أسئلة يتجه إليها مباشرة ثم يبدأ بعد ذلك البحث عن الجواب في متاهة الوثيقة، لكن ماذا لو كان من الممكن ان ينتج التلميذ او يشهد إنتاج وثيقة ما مباشرة هل سيحدث نفس المشكل، الأكيد هو ان تعامله مع الوثائق بعد ذلك سيكون مختلف، وفي هذا الإطار يمكن التجريب المدعم بالحاسوب من القيام بتلك العملية حيث يقدم بالإضافة لما ذُكر سابقا إمكانية تحويل التسجيلات المحصل عليها مباشرة الى وثائق عبر إضافة كل العناصر الضرورية لها وبالمشاركة الفعالة للتلاميذ تتم كتابة السياق بوعي تام بحقيقته ودوره في الوثائق، ثم تضاف له النتائج التجريبية وأخيرا المطلوب أي المراد من تلك النتائج والتي تكون على شكل أسئلة وفي الأخير يتم طبع تلك الوثيقة ويتم العمل عليها إما بالتحليل او التفسير او الخروج باستنتاجات او تحويل الجداول الى مبيانات وغيرها.

من الفوائد الأخرى للتجريب المدعم بالحاسوب

• إمكانية تسجيل النتائج والاحتفاظ بها لاستعمالها وقت الحاجة وكذا تبادلها بين الأساتذة.

• تنمية الحس النقدي للمتعلمين من خلال مقارنة طرق التجريب التقليدية مع طريقة التجريب المدعم بالحاسوب.

• ربط العلوم بالتقنيات: إن البحث العلمي اليوم يستلزم علماء وباحثين لهم إلمام كبير بتقنيات الاعلام والاتصال وبالتالي فتدريس العلوم بدون اعتماد تقنيات الاعلام والاتصال وبدون إكساب المتعلمين قدرات التعامل مع الحاسوب والبرامج وغيرها ستجعل المعارف والقدرات التي تسعى العلوم لإكسابها لدى التلاميذ بلا فائدة ولا تساير المطلوب في الدراسات العليا وسوق الشغل لذلك علينا ان نسعى لنكون المهندس قبل العالم، كل هذا لن تحققه المادة فقط ولن يحققه التجريب المدعم بالحاسوب لوحده لكن من الوسائل المهمة التي تجمع العلوم بالتقنيات حيث يمكن ان يعمل التلاميذ بأنفسهم متى سمحت الظروف على الحواسيب وبرامج التسجيل ومعالجة المبيانات وإنتاج الوثائق .

أخير، لابد من الإشارة إلا التجريب المدعم بالحاسوب لا يمكن ان يكون بديل ان التجارب التقليدية والتي تبقى الأساس وحضورها ضروري جدا فهي تمكن التلميذ من الاتصال المباشر مع المادة موضوع التجريب كما تنمي لديه الكثير من المهارات اليدوية التي يجب ان يمتلك التلميذ في مادة علوم الحياة والأرض. اما بخصوص الصعوبات التي يطرحها التجريب المدعم بالحاسوب من قبيل غياب او نقص الوسائل او قلة التكوينات او تعقيد بعض التجارب وصعوبة نجاحها فالأستاذ مطالب ببدل قصار جهده قدر الإمكان من أجل ان تكون تلك التقنية حاضرة في حصصه ولو مرة واحدة في السنة ويعطي لها الوقت الكافي (حصة او حصتان للتجربة) يقوم قبلها بالانطلاق مع التلميذ في حل المشكل العلمي المطروح وفي مرحلة التقصي يوجههم للتقنية الجديدة ومبدأ عملها ثم ينجز التجربة معهم وبمشاركتهم الفعالة فيها عبر وضع البروتوكول التجريبي وتوقع النتائج، كما تتم مناقشة التسجيلات أثناء ملاحظتها وخلال ذلك يكتشف التلاميذ حقيقة التسجيلات البيانية او الجداول والمتغيرات التي تمثلها وكذا مفعول التأثيرات التي يمكن ان تحدث خلال التجربة وفي الأخير يمكن ان يعمل الجميع على إنتاج وثيقة بجميع عناصرها يتم استغلالها في الأخير لحل المشكل العلمي المطروح.

الموضوع على شكل عرض

تحميل

المراجع

L'EXAO : une boîte à outils didactiques pour faciliter l'acquisition des compétences en science et technologie / Dr Pierre Nonnon.

RÉFLEXION SUR LES APPORTS DIDACTIQUES, MÉTHODOLOGIQUES ET PÉDAGOGIQUES DE L'EXPÉRIMENTATION ASSISTÉE PAR ORDINATEUR EN SITUATION DE CLASSE

L'EXPÉRIMENTATION ASSISTÉE PAR ORDINATEUR, AIDE ET OBSTACLE EN TRAVAUX PRATIQUES DE BIOLOGIE AU LYCÉE Brigitte Faure-Vialle

QUELLES ACTIVITÉS EXPÉRIMENTALES AVEC LES ORDINATEURS DANS L'ENSEIGNEMENT DES SCIENCES? DanielBeaufils Naou mSalame

Science FGA_ L’expérimentation assistée par ordinateur (ExAO) en formation générale adulte (FGA)