حل المشاكل قبل التعليم (PS-I): بروتوكول للتقييم والتدخل في الطلاب ذوي القدرات المختلفة

Summary

يرشد هذا البروتوكول الباحثين والمعلمين من خلال تنفيذ نهج حل المشاكل قبل التعليم (PS-I) في صف الإحصاءات الجامعية. كما يصف التقييم التجريبي المضمن لهذا التنفيذ، حيث تقاس فعالية PS-I من حيث التعلم والتحفيز لدى الطلاب ذوي الميول المعرفية والتأثيرية المختلفة.

Abstract

في الوقت الحاضر، تعتبر كيفية تشجيع التفكير التأملي للطلاب أحد الشواغل الرئيسية للمعلمين على مختلف المستويات التعليمية. يواجه العديد من الطلاب صعوبات عند مواجهة المهام التي تنطوي على مستويات عالية من التفكير، مثل دورات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. ويشعر الكثيرون أيضا بقلق عميق الجذور وتثبيط للهمم تجاه هذه الدورات. من أجل التغلب على هذه التحديات المعرفية والتأثيرية، اقترح الباحثون استخدام نهج “حل المشاكل قبل التعليم” (PS-I). PS-I يتكون من إعطاء الطلاب الفرصة لتوليد حلول فردية للمشاكل التي يتم حلها في وقت لاحق في الصف. تتم مقارنة هذه الحلول مع الحل الكنسي في المرحلة التالية من التعليمات، جنبا إلى جنب مع عرض محتوى الدرس. وقد اقترح أنه مع هذا النهج يمكن للطلاب زيادة فهمهم المفاهيمي، ونقل تعلمهم إلى مهام وسياقات مختلفة، وتصبح أكثر وعيا من الثغرات في معارفهم، وتوليد بناء الشخصية من المعرفة السابقة التي يمكن أن تساعد في الحفاظ على دوافعهم. وعلى الرغم من المزايا، فقد تم انتقاد هذا النهج، حيث قد يقضي الطلاب الكثير من الوقت في التجربة والخطأ بلا هدف خلال المرحلة الأولية من توليد الحل أو حتى أنهم قد يشعرون بالإحباط في هذه العملية، مما قد يضر بالتعلم في المستقبل. والأهم من ذلك، هناك القليل من الأبحاث حول كيف يمكن لخصائص الطلاب الموجودة مسبقا أن تساعدهم على الاستفادة (أو عدم الاستفادة) من هذا النهج. والهدف من الدراسة الحالية هو تقديم تصميم وتنفيذ نهج PS-I المطبق على تعلم الإحصاءات لدى طلاب المرحلة الجامعية، فضلا عن نهج منهجي يستخدم لتقييم فعاليته بالنظر إلى الاختلافات الموجودة من قبل الطلاب.

Introduction

أحد الأسئلة التي يهتم بها المعلمون أكثر من غيرهم حاليا هو كيفية تحفيز تفكير الطلاب. هذا القلق شائع في الدورات ذات الطبيعة الرياضية ، مثل دورات STEM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات) ، حيث يتطلب تجريد العديد من المفاهيم درجة عالية من التفكير ، ومع ذلك يبلغ العديد من الطلاب عن الاقتراب من هذه الدورات فقط من خلال طرق قائمة على الذاكرة^1. وبالإضافة إلى ذلك، غالبا ما تظهر الطلاب التعلم السطحي للمفاهيم^1،2،3. ومع ذلك، فإن الصعوبات التي يواجهها الطلاب في تطبيق التفكير وعمليات التعلم العميق ليست معرفية فقط. يشعر العديد من الطلاب بالقلق والتثبيط في مواجهة هذه الدورات^4،5. في الواقع، هذه الصعوبات تميل إلى الاستمرار في جميع أنحاء التعليم الطلاب⁶. لذلك من المهم استكشاف الاستراتيجيات التعليمية التي تعد الطلاب تحفيزيا ومعرفيا للتعلم العميق ، بغض النظر عن ميولهم المختلفة.

ومن المفيد بشكل خاص إيجاد استراتيجيات تكمل النهج التعليمية النموذجية. واحدة من أكثر نموذجية يجري التعليم المباشر. التعليم المباشر يعني توجيه الطلاب بشكل كامل من إدخال مفاهيم جديدة مع معلومات صريحة عن هذه المفاهيم ، ثم بعد ذلك مع استراتيجيات التوحيد مثل أنشطة حل المشاكل ، وردود الفعل ، والمناقشات ، أو تفسيرات أخرى^7،8. يمكن أن يكون التعليم المباشر فعالا لنقل المحتوى^{بسهولة 8و9و10}. ومع ذلك، لا يفكر الطلاب في كثير من الأحيان في جوانب مهمة، مثل كيفية ارتباط المحتوى بمعرفتهم الشخصية، أو الإجراءات المحتملة التي يمكن أن تعمل ولا^{تعمل 11.} ولذلك من المهم إدخال استراتيجيات تكميلية لجعل الطلاب يفكرون بشكل نقدي.

واحدة من هذه الاستراتيجية هي حل المشاكل قبل التعليمات (PS-I) النهج¹²، ويشار إليها أيضا باسم نهج الاختراع¹¹ أو نهج الفشل الإنتاجي¹³. PS-I يختلف عن التعليم المباشر بمعنى أن الطلاب لا يتم تعريفهم مباشرة على المفاهيم ، بدلا من ذلك هناك مرحلة حل المشاكل قبل أنشطة التعليم المباشر النموذجية التي يبحث فيها الطلاب عن حلول فردية للمشاكل قبل الحصول على أي تفسير حول إجراءات حلها.

في هذه المشكلة الأولية، لا يتوقع من الطلاب أن يكتشفوا تماما المفاهيم المستهدفة¹³. قد يشعر الطلاب أيضا الزائد المعرفي^14،15،16 وحتى سلبية تؤثر^{على 17} مع عدم اليقين والعديد من الجوانب للنظر. ومع ذلك، يمكن أن تكون هذه التجربة مثمرة على المدى الطويل لأنها يمكن أن تسهل التفكير النقدي حول السمات الهامة. على وجه التحديد، يمكن أن تساعد المشكلة الأولية الطلاب على أن يصبحوا أكثر وعيا بالثغرات في معرفتهم^18،تفعيل المعرفة المسبقة المتعلقة بالمحتوى^{لتغطية 13،}وزيادة الحافز بسبب فرصة تأسيس تعلمهم على المعرفة الشخصية^7،17،19.

من حيث التعلم ، وينظر عموما آثار PS – I عندما يتم تقييم النتائج مع مؤشرات التعلم العميق^20،21. بشكل عام لم يتم العثور على اختلافات بين الطلاب الذين تعلموا من خلال PS-I وأولئك الذين تعلموا من خلال التعليم المباشر من حيث المعرفة الإجرائية^20،22، والتي تشير إلى القدرة على إعادة إنتاج الإجراءات المستفادة. ومع ذلك، فإن الطلاب الذين يمرون PS-I عموما عرض التعليم العالي في المعرفة^{المفاهيمية 7،19،23}، والذي يشير إلى فهم المحتوى المشمول ، ونقل^{7،15،19،24}، والذي يشير إلى القدرة على تطبيق هذا الفهم لحالات جديدة. على سبيل المثال، أظهرت دراسة حديثة في فصل حول التغير الإحصائي أن الطلاب الذين أتيحت لهم الفرصة لابتكار حلولهم الخاصة لقياس التباين الإحصائي قبل تلقي تفسيرات حول المفاهيم والإجراءات العامة في هذا الموضوع أظهروا فهما أفضل في نهاية الفصل من أولئك الذين تمكنوا من دراسة المفاهيم والإجراءات ذات الصلة مباشرة قبل الانخراط في أي نشاط لحل المشاكل^23. ومع ذلك، أظهرت بعض الدراسات أي اختلافات في التعلم^16،25،26 أو الدافع^19،26 بين PS-I وبدائل التعليم المباشر، أو حتى أفضل التعلم في بدائل التعليم المباشر^14،26،وأنه من المهم النظر في المصادر المحتملة للتغير.

ميزات التصميم الكامنة وراء تنفيذ PS-I هي ميزة هامة²⁰. ووجد استعراض منهجي²⁰ أن هناك على الأرجح ميزة التعلم لPS-I على بدائل التعليم المباشر عندما تم تنفيذ تدخلات PS-I مع واحدة على الأقل من استراتيجيتين، إما صياغة المشكلة الأولية مع الحالات المتناقضة، أو بناء التعليم اللاحق مع ردود فعل مفصلة حول حلول الطلاب. وتتكون الحالات المتناقضة من أمثلة مبسطة تختلف في بعض الخصائص الهامة¹¹ (انظر الشكل 1 على سبيل المثال)، ويمكن أن تساعد الطلاب على تحديد الميزات ذات الصلة وتقييم حلولهم الخاصة خلال المشكلة الأولية^11،20. أما الاستراتيجية الثانية، وهي تقديم تفسيرات تستند إلى حلول الطلاب^13،فهي تتمثل في شرح المفهوم الكنسي مع إعطاء ملاحظات حول الحلول التي يولدها الطلاب وحدودها، والتي يمكن أن تساعد الطلاب أيضا على التركيز على الميزات ذات الصلة وتقييم الفجوات في معرفتهم^{الخاصة 20،}ولكن بعد الانتهاء من المرحلة الأولية لحل المشاكل (انظر الشكل 3 للحصول على مثال على السقالات من الحلول النموذجية للطلاب).

ونظرا للدعم في الأدبيات لهذين الاستراتيجيتين، والحالات المتناقضة وبناء التعليم على حلول الطلاب، من المهم النظر فيها عند تشجيع إدراج PS-I في الممارسة التعليمية الحقيقية. هذا هو الهدف الأول من بروتوكولنا. ويوفر البروتوكول مواد لتدخل PS-I يتضمن هذين المبدأين. وهو بروتوكول ، على الرغم من قابليته للتكيف ، فإنه يتم وضعه في سياقه لدرس حول التباين الإحصائي ، وهو درس شائع جدا لطلاب الجامعات والمدارس الثانوية ، الذين هم عموما السكان المستهدفين في الأدبيات على^{PS-I 29}. وتتألف المرحلة الأولية لحل المشاكل من ابتكار تدابير تقلب لتوزيع الدخل في البلدان، وهو موضوع مثير للجدل^{هو 30} موضوعا قد يكون مألوفا للطلاب في العديد من مجالات التعلم. ثم يتم توفير المواد للطلاب لدراسة حلول لهذه المشكلة في مثال عمل، ولمحاضرة تتضمن مناقشة الحلول المشتركة التي تنتجها الطلاب جنبا إلى جنب مع مشاكل الممارسة المضمنة.

الهدف الثاني من بروتوكولنا هو جعل التقييم التجريبي ل PS-I في متناول المعلمين والباحثين ، والذي يمكن أن يسهل التحقيق في PS-I من مجموعة أكبر من وجهات النظر مع الحفاظ على بعض الشروط ثابتة عبر الأدبيات. ومع ذلك، فإن شروط هذا التقييم التجريبي مرنة للتعديلات. يمكن تطبيق التقييم التجريبي الموصوف في البروتوكول في الدروس العادية ، حيث يمكن تعيين المواد للطلاب في فصل واحد لحالة PS-I أو المواد اللازمة لحالة التعليم المباشر في نفس الوقت(الشكل 4). هذا الشرط التعليم المباشر هو أيضا قابلة للتكيف مع احتياجات البحث والتعليم، ولكن كما هو موضح أصلا في البروتوكول يبدأ الطلاب من خلال الحصول على تفسيرات أولية حول المفهوم المستهدف مع مثال عملت، ومن ثم دمج هذه المعرفة مع مشكلة الممارسة (قدمت فقط في هذه الحالة للتعويض عن الوقت PS-I الطلاب يقضون على المشكلة الأولية)، ومع المحاضرة²³. وتشمل التعديلات المحتملة بدءا من المحاضرة ومن ثم وجود الطلاب للقيام بنشاط حل المشاكل، وهو شرط السيطرة النموذجية لمقارنة PS-I التي أدت في كثير من الأحيان إلى تعلم أفضل لشرط PS-I^{7،13،19،26}. بدلا من ذلك، يمكن اختزال شرط التحكم في استكشاف مثال عملي تتبعه مرحلة المحاضرة، والتي، على الرغم من أن نسخة أكثر تبسيطا من نهج التعليم المباشر مما كان مقترحا في الأصل، هي أكثر شيوعا في الأدب وأدت إلى نتائج متنوعة، مع بعض الدراسات التي تشير إلى تعلم أفضل في^{PS-I 15،24}، وغيرها تشير إلى تعلم أفضل من هذا النوع من حالة التعليم المباشر^14،26.

وأخيرا، فإن الهدف الثالث من البروتوكول هو توفير الموارد لتقييم كيف يمكن للطلاب ذوي الاستعدادات والقدرات المعرفية المختلفة الاستفادة من PS-I¹⁵. تقييم هذه الاستعدادات مهم بشكل خاص إذا نظرنا إلى الميول السلبية التي غالبا ما يكون لدى بعض الطلاب مع دورات STEM ، وحقيقة أن PS-I لا يزال قادرا على إنتاج ردود فعل سلبية في بعض الحالات¹⁴. ومع ذلك، لا يوجد سوى القليل من البحوث في هذا الشأن.

من ناحية ، منذ PS – I يسهل ارتباط التعلم مع الأفكار الفردية ، بدلا من مجرد المعرفة الرسمية ، يمكن افتراض PS – I بأنها قادرة على المساعدة في تحفيز الطلاب من المستويات الأكاديمية المنخفضة ، وأولئك الذين لديهم مشاعر منخفضة من الكفاءة ، أو انخفاض الدافع حول الموضوع^13،27. وأظهرت إحدى الدراسات أن الطلاب ذوي التوجه اتقان منخفضة، أي أهداف أقل تتعلق بالتعلم الشخصي، استفادت أكثر من PS-I من أولئك الذين لديهم حافز أعلى لتعلم²⁷. من ناحية أخرى، قد يواجه الطلاب الذين يعانون من ملفات تعريف أخرى صعوبات عند المشاركة في PS-I. وبشكل أكثر تحديدا، يلعب الإدراك ميتاكوجنيتيون دورا هاما في PS-I^31،والطلاب ذوي المهارات منخفضة metacognition قد لا تستفيد من PS-I بسبب صعوبات في أن تكون على بينة من الثغرات المعرفية الخاصة بهم أو تمييز المحتوى ذي الصلة¹⁵. بالإضافة إلى ذلك ، حيث أن المرحلة الأولية من PS-I تستند إلى إنتاج حلول فردية ، فإن الطلاب ذوي القدرات المتباينة المنخفضة ، والصعوبات في توليد مجموعة متنوعة من الاستجابات في حالة معينة ، قد يستفيدون من PS-I أقل من الطلاب الآخرين. ويقدم البروتوكول أدوات موثوقة لتقييم هذه الميول(الجدول 1)على الرغم من أنه يمكن النظر في حالات أخرى.

وباختصار، يهدف هذا البروتوكول إلى جعل تنفيذ تدخل PS-I يتبع المبادئ المقبولة في أدب PS-I في متناول المعلمين والباحثين. بالإضافة إلى ذلك، توفر البروتوكولات تقييما تجريبيا لهذا التدخل، وتيسر تقييم الميول المعرفية والتحفيزية للطلاب. وهو بروتوكول لا يتطلب الوصول إلى التكنولوجيات الجديدة أو موارد محددة، ويمكن تعديله على أساس الاحتياجات البحثية والتعليمية.

Protocol

يتبع هذا البروتوكول إعلان هلسنكي للمبادئ الأخلاقية للبحوث مع البشر، ولكنه يطبق هذه المبادئ على الصعوبات الإضافية لدمج البحث في بيئات الحياة الواقعية في التعليم32. وعلى وجه التحديد، لا يمكن أن يكون لتخصيص شروط التعلم ولا قرار المشاركة عواقب على فرص تعلم الطلاب. وبالإضافة إلى ?…

Representative Results

تم تنفيذ هذا البروتوكول بشكل مرض في دراسة سابقة23، باستثناء مقاييس ميول الطلاب من حيث إحساسهم بالكفاءة ، وأهداف النهج المتقن ، والتخفي ، والتفكير المتباين. لمعالجة هذه الاستعدادات، يتضمن هذا البروتوكول تدابير تم التحقق من صحتها مسبقا والتي أظهرت مستويات عالية…

Discussion

والهدف من هذا البروتوكول هو توجيه الباحثين والمربين في تنفيذ وتقييم نهج PS-I في سياقات الفصول الدراسية الحقيقية. وفقا لبعض التجارب السابقة، PS-I يمكن أن تساعد في تعزيز التعلم العميق والتحفيز في الطلاب^19،21،24، ولكن هناك حاجة لمزيد من البحث حول…

Materials

SPSS Program	International Business Machines Corporation (IBM)		Other programs for general data analysis might be used instead
PROCESS program	Andrew F. Hayes (Ohio State University)		Freely accesible at: http://www.processmacro.org. Other programs for mediation, moderation, or conditional process analyses might be used instead
Cognitive Competence Scale in the Survey of Attitudes towards Statistics (SATS-28)	Candace Schau (Arizona State University)		In case it is used, request should be requested from the author, who whold the copyright
Mastery Approach Scale in the Achievement Goal Questionnaire-Revised	Andrew J. Elliot (University of Rochester)		In case it is used, request should be requested from the author
Regulation of Cognition Scale of the Metacognitive Awareness Inventory	Gregory Schraw (University of Nevada Las Vegas)		In case it is used, request should be requested from the creator