تطبيقات تعليم STEM في صفوف العلوم
يأتي هذا الكتاب ليسد فجوة معرفية وتطبيقية، مستهدفًا معلمي العلوم وطلبة الدراسات العليا في مجالات تعليم العلوم وتعليم STEM، ليكون مرجعًا شاملًا يقدم أسسًا نظرية وأدوات عملية تُمكِّن المعلمين من تصميم أنشطة تعليمية تفاعلية ومبتكرة، وتحفيز الطلبة على التعلم النشط والمشاركة الفاعلة.
يمتاز هذا الكتاب باحتوائه على مجموعة متنوعة من الأنشطة العملية المصممة بعناية لتلبية احتياجات معلمي العلوم وطلبة الدراسات العليا والباحثين على حدٍ سواء. هذه الأنشطة لا تقتصر على تعزيز فهم المفاهيم النظرية، بل تُركز أيضًا على التطبيق العملي الذي يُساعد الممارسين على تحويل النظريات إلى تجارب تعليمية مُلهمة في الفصول الدراسية. كما تُتيح هذه الأنشطة فرصًا للتعلم من خلال التجربة، مما يجعلها أداة فعّالة لإعداد الطلبة لمواجهة مشكلات العالم الواقعي. يُمكن للميدان التعليمي والممارسين الاستفادة من هذه الأنشطة لتحسين جودة التعليم، وتعزيز مشاركة الطلبة، ورفع كفاءتهم في التفكير النقدي والإبداعي.
يتألف الكتاب من أربعة فصول مترابطة، تُلقي الضوء على مختلف جوانب تعليم :STEM
الفصل الأول (مدخل تعليم STEM من النظرية إلى التطبيق) يتناول هذا الفصل مدخل STEM (العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات) كنموذج تكاملي في التعليم من خلال استعراض أهميته ومبرراته والنظريات التربوية المرتبطة به مثل النظرية البنائية، والنظرية الاجتماعية الثقافية، ونظرية هوية STEM، كما يتناول الفصل دور التكنولوجيا والهندسة كأدوات لتطبيق المعارف العلمية والرياضية، ويعرض العديد من الأنشطة لتعزيز مفاهيم التكنولوجيا والهندسة لدى الطلبة، بالإضافة الى ذلك يركز الفصل على تقديم استراتيجيات ونماذج لتصميم أنشطة STEM في صفوف العلوم، كالنموذج العام نموذج ADDIE للتصميم التعليمي ونموذج EDJA التعليمي ونموذج التعلم الخماسي المدعم بالجدل العلمي ونموذج التعلم بالمشروعات التعليمة والتصميم الهندسي، مع توضيح أمثلة تطبيقه عليها، كما يستعرض الفصل دور المعلم في تطبيق أنشطة STEM وتقويم التعلم فيها.
الفصل الثاني (التصميم الهندسي في تعليم العلوم) يركز على التصميم الهندسي كأداة تعليمية فعالة في تعليم العلوم وتوضيح كيفية تطبيقه في الفصول الدراسية لتعزيز مهارات التفكير المختلفة لدى الطلبة من خلال تقديم أنشطة مبتكرة ومواقف تعليمية تحاكي الواقع. ويستعرض الفصل التصميم الهندسي وارتباطه بالنظريات التربوية ومعايير NGSS ونماذج عملية التصميم الهندسي، كما يتناول التعليم القائم على التصميم الهندسي، ومهارات التصميم الهندسي مع التركيز على المهارات الأساسية مثل التفكير التحليلي والإبداعي، ويقدم الفصل أنشطة تخطيط وتصميم دروس باستخدام
خطوات التصميم الهندسي، وعرض المفكرة الهندسية كأداة لتوثيق تحديات الطلبة وحلولهم.
الفصل الثالث (عادات العقل الهندسية: مدخل لتعزيز التعلم الفعّال) يتناول عادات العقل الهندسية ويبرز دورها في تعزيز التفكير والتعلم، ويستعرض الفصل عادات العقل الهندسية وأهميتها وطرق تنميتها وتشمل عادات: التعرف على المشكلة، والتبصر، والتحسين والتطوير، والإبداع في حل المشكلات، بالإضافة الى عادة التكييف، والتفكير المنظومي. كما يقدم أنشطة تعليمية مبتكرة لتنمية كل عادة عقل هندسية، وتتنوع الاستراتيجيات والأساليب المستخدمة في الأنشطة حسب نوع عادة العقل المستهدف تنميتها مثل استخدام العبث الهندسي والتفكير المعكوس واستراتيجية البدائل العشرة و إدارة الأزمة والتعلم من الفشل وغيرها.
الفصل الرابع (تعليم STEM جسر للمعرفة المتداخلة) يختتم الكتاب باستعراض تعليم STEM كجسر للمعرفة المتداخلة من خلال تسليط الضوء على التكامل بين STEM ومجالات أخرى لتوسيع آفاق الطلبة وتحفيزهم على التفكير المتداخل، حيث يوضح الفصل أنواع التكامل المختلفة، مثل تكامل STEM مع الفنون ((STEAM، والبيئة (E-STEM)، والعلوم الاجتماعية، والرياضة، كما يعرض نماذج واستراتيجيات لتصميم أنشطة تعليمية قائمة على التكامل، مثل نموذج جاكوبس ونموذج التعلم القائم على الظواهر (PhBL)، رونموذج التعلم القائم على السياق التاريخي ونموذج التعلم القائم على السياق الاجتماعي، و يركز الفصل على كيفية تطبيق هذه النماذج في تصميم أنشطة تفاعلية تجمع بين مختلف التخصصات لتوفير بيئات تعلم شاملة وملهمة.