About the Project
تسعى مؤسسة فيت إنتر أكتيف سيميولايشنز (PhET) إلى تلبية الحاجة العالمية لتحسين تعليم العلوم والرياضيات من المرحلة الابتدائية إلى المرحلة الجامعية. وقد طوّر مشروع "PhET" أكثر من 130 عملية محاكاة تفاعلية قائمة على البحوث تهدف إلى تعزيز مشاركة الطلاب وإحداث تحوّل في طريقة تعليم وتعلّم العلوم والرياضيات، إلى جانب مجموعة واسعة من الموارد الموجّهة للمعلمين. وتؤدي عمليات المحاكاة التفاعلية هذه إلى تهيئة بيئات تفاعلية مفعمة بالنشاط تشبه بيئات اللعب بحيث يتعلم فيها الطلاب من خلال الاستكشاف والاكتشاف. وتؤكّد هذه العمليات على الصلات القائمة بين المفاهيم العلمية المجرّدة والواقع الفعلي، إذ تعمل على جعل اللامرئي مرئيًا (مثل الإلكترونات)، كما تتضمّن نماذج بصرية ديناميكية تهدف إلى بناء الاستيعاب. وقد صُمّمت لتكون أدوات مرنة قابلة للاستخدام في بيئات ولأغراض متعددة (مثل المحاضرات، والمختبرات، وكذلك في أداء الفروض المنزلية)، وداخل الصف الدراسي أو عبر شبكة الإنترنت، وعبر مختلف المراحل التعليمية وصولاً إلى المرحلة الجامعية. وتعدّ جميع هذه العمليات بمثابة موارد تعليمية مفتوحة المصدر، وهي متاحة مجّانًا عبر شبكة الإنترنت (https://phet.colorado.edu). يُشار إلى أن هذا المشروع يهدف إلى تحقيق هدف مزدوج يتمثل في تحسين تعليم العلوم والرياضيات عن طريق عمليات المحاكاة التفاعلية عالية الجودة من جهة، وإتاحة هذه الأدوات التعليمية لجميع الطلاب من جهة أخرى.
Context and Issue
يسعى مشروع عمليات المحاكاة التفاعلية (PhET) إلى التصدّي لتحدٍّ كبير يواجه الدول في مختلف أنحاء العالم، ألا وهو تعليم الجيل القادم من العلماء والرياضيين والمهندسين بغية تمكينهم من تطوير تكنولوجيات مبتكرة تساعد في حل المشكلات المحلية والعالمية الآنية وتسهم في تعزيز النمو الاقتصادي وكذلك تطوير المعرفة واسعة النطاق بالعلوم والرياضيات في مجتمعنا القائم على التكنولوجيا بشكل متزايد. وتشير العديد من الدراسات المحكّمة أن كلاً من التعليم التقليدي للعلوم في جميع المراحل التعليمية بما فيها المرحلة الجامعية، والمناهج الدراسية ذات الصلة، تعدّ غير فعالة لا في تحفيز وإثارة اهتمام الطلاب بمادة العلوم، ولا في تعميق الفهم النظري لديهم للعلوم وتعزيز مهاراتهم في معالجة المسائل العلمية وإكسابهم وجهات نظر علمية متعمّقة. وقد تمّ اكتشاف نتائج مماثلة بالنسبة لمادة الرياضيات. ففي جميع أنحاء العالم، تدفع الابتكارات في مجال العلوم والتكنولوجيا عجلة النمو الاقتصادي وتسهم في تقدم المجتمعات ونهضتها. ومن هذا المنطلق، فإن توفير تعليم محلّي فعّال في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات له دور حاسم في استقطاب واستبقاء وتخريج متخصصين في هذه المجالات من أجل شغل هذه الوظائف.
The Solution and Impact
انطلق مشروع PhET عام 2002 بمبادرة من كارل فايمان الحائز على جائزة نوبل، حيث تقوم رؤيته على تحسين أسلوب تعليم وتعلّم العلوم عن طريق استحداث عمليات محاكاة تفاعلية تمّت مواءمتها مع البحوث التعليمية والتحقق من فاعليتها من خلال هذه البحوث ثم إتاحتها لجميع الطلاب والمعلمين في كل مكان. ومن خلال استخدام البحوث التعليمية، أضحت مؤسسة PhET أحد أبرز الجهات الرائدة عالميًا في مجال تصميم عمليات المحاكاة، وتهيئة بيئات تتسم بالبساطة وسهولة الاستخدام وحب الاستكشاف، وتهدف إلى إشراك الطلاب في ممارسات العلوم والرياضيات، وتربط بين المفاهيم العلمية المجرّدة والواقع العملي، وتسعى إلى معالجة صعوبات التعلّم المعروفة لدى الطلاب من خلال المحتوى التعليمي. ويقوم البرنامج على اختبار كل عملية محاكاة مع الطلاب. وبالإضافة إلى ذلك، يقدم المشروع مقاربات مبتكرة ترمي إلى إتاحة استيعاب البرنامج واستخدامه على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك 1) السماح باستخدام حقوق النشر والتأليف الخاصة بالبرنامج (ترخيص المشاع الإبداعي المفتوح بشرط الإشارة للمبتكرCC-BY) لتمكين أي شخص من استخدامه مجانًا، بما في ذلك حقوق التوزيع التجاري الخاصة بالبرنامج، 2) إتاحة ترجمة البرنامج بسهولة إلى أي لغة عن طريق مترجمي الخدمات المجتمعية، 3) إمكانية تشغيل البرنامج دون اتصال بالإنترنت لدعم استخدامه في المناطق النائية (التي لا تتمتع بخدمات الإنترنت)، 4) القدرة على تبادل الدروس حيث يمكن للمعلمين النشطين دعم المستخدمين الجدد وتبادل الأفكار معهم، و 5) تصميم عالي المرونة لعمليات المحاكاة التفاعلية، ما يتيح استخدامها في بيئات متعددة (مثل الأنشطة، والمحاضرات، والفروض المنزلية، والدورات الدراسية عبر الإنترنت).
تهدف عمليات المحاكاة التفاعلية لبرنامج PhET إلى إشراك الطلاب بنشاط في تعلم العلوم والرياضيات، وتحديدًا التصدي لصعوبات التعلّم لدى الطلاب من خلال تصميمها. تؤدي كل عملية محاكاة إلى خلق بيئة تفاعلية تشبه أجواء اللعب ويصاحب ذلك تقديم تعليقات وملاحظات ديناميكية، ما يمكّن الطلاب من استكشاف واكتشاف الروابط بين الأسباب والمسببات بسهولة وبساطة، وكذلك إدراك الصلات بين الظواهر المادية في الحياة الواقعية والمبادئ العلمية الكامنة وراءها. وفيما يتعلّق بالفصول الدراسية التي تفتقر إلى الأدوات والمعدات المخبرية أو حتى إلى اتصال بشبكة الإنترنت، يمكن تحميل موقع PhET بأكمله وتثبيته عبر جهاز فلاش ميموري لتخزين بيانات أو قرص مضغوط، من أجل إتاحة تعلّم العلوم والرياضيات في الفصول الدراسية التي تقع في أماكن نائية وتعاني من ضعف توفر الموارد. يرتكز المشروع على البحوث المستمرة والاختبارات الصارمة لمراقبة الجودة من أجل ضمان توفير موارد تعليمية عالية الجودة. وبالنسبة لكل عملية محاكاة تفاعلية، يتم وضع مجموعة مفصّلة من أهداف التعلّم القائمة على صعوبات التعلّم الشائعة التي يواجهها الطلاب عند تعلمّهم محتوى الأفكار أو الممارسات ذات الصلة بالمنهج الدراسي. وخلال مرحلة التطوير، يتم اختبار كل عملية محاكاة تفاعلية وصقلها عبر الاستفادة من المقابلات الفردية مع الطلاب، من أجل ضمان أن تصميم واجهة عملية المحاكاة ونظام إبداء الملاحظات المتصلة بها يكفلان إشراك الطلاب في عملية استكشافية مثمرة، إذ يتمّ طرح أسئلة من نوع "ماذا لو" لاختبار أفكارهم، واكتشاف والوقوف على المفاهيم الأساسية في العلوم والرياضيات.
تستخدم عمليات المحاكاة التفاعلية على نطاق واسع عالميًا. وقد حقّق المشروع اليوم أكثر من 80 مليون استخدام سنوي لعمليات المحاكاة التفاعلية عبر موقعه الإلكتروني من جميع أنحاء العالم. ويذكر أن ثلث هذه الاستخدامات يأتي من خارج الولايات المتحدة، كما يبلغ معدل النمو السنوي للمشروع 25 في المائة. وتمّت ترجمة عمليات المحاكاة التفاعلية إلى 89 لغة، كما تمّت ترجمة كامل محتوى الموقع الإلكتروني للمشروع إلى 40 لغة. كما يعدّ مشروع PhET نموذجًا للتميّز في مجال تصميم أدوات تعليمية مبتكرة وفعّالة ذات صلة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وهي أدوات مستوحاة من أدبيّات البحوث التعليمية جرى اختبار قدرتها على مساعدة الطلاب في المشاركة والتعلّم، وكذلك قدرتها على نشر الموارد التعليمية المفتوحة عالية الجودة على نطاق واسع دوليًا. يستمر المشروع في خططه الابتكارية من خلال الجيل التالي من عمليات المحاكاة التفاعلية المصممة للأجهزة التي تعمل بالماوس وتقنية اللمس وترتكز على برمجيات إتش تي إم إل 5 الحديثة التي قامت شركة PhET بتطويرها، إلى جانب جهود البحوث والتطوير الجديدة التي تهدف إلى تيسير وصول ذوي الإعاقة إلى عمليات المحاكاة واستفادتهم منها، وتوفير الأدوات لفريق مترجمينا (تمّت ترجمة ما يقرب من 7 آلاف عملية محاكاة تفاعلية لغاية تاريخه).
تهدف عمليات المحاكاة التفاعلية لبرنامج PhET إلى إشراك الطلاب بنشاط في تعلم العلوم والرياضيات، وتحديدًا التصدي لصعوبات التعلّم لدى الطلاب من خلال تصميمها. تؤدي كل عملية محاكاة إلى خلق بيئة تفاعلية تشبه أجواء اللعب ويصاحب ذلك تقديم تعليقات وملاحظات ديناميكية، ما يمكّن الطلاب من استكشاف واكتشاف الروابط بين الأسباب والمسببات بسهولة وبساطة، وكذلك إدراك الصلات بين الظواهر المادية في الحياة الواقعية والمبادئ العلمية الكامنة وراءها. وفيما يتعلّق بالفصول الدراسية التي تفتقر إلى الأدوات والمعدات المخبرية أو حتى إلى اتصال بشبكة الإنترنت، يمكن تحميل موقع PhET بأكمله وتثبيته عبر جهاز فلاش ميموري لتخزين بيانات أو قرص مضغوط، من أجل إتاحة تعلّم العلوم والرياضيات في الفصول الدراسية التي تقع في أماكن نائية وتعاني من ضعف توفر الموارد. يرتكز المشروع على البحوث المستمرة والاختبارات الصارمة لمراقبة الجودة من أجل ضمان توفير موارد تعليمية عالية الجودة. وبالنسبة لكل عملية محاكاة تفاعلية، يتم وضع مجموعة مفصّلة من أهداف التعلّم القائمة على صعوبات التعلّم الشائعة التي يواجهها الطلاب عند تعلمّهم محتوى الأفكار أو الممارسات ذات الصلة بالمنهج الدراسي. وخلال مرحلة التطوير، يتم اختبار كل عملية محاكاة تفاعلية وصقلها عبر الاستفادة من المقابلات الفردية مع الطلاب، من أجل ضمان أن تصميم واجهة عملية المحاكاة ونظام إبداء الملاحظات المتصلة بها يكفلان إشراك الطلاب في عملية استكشافية مثمرة، إذ يتمّ طرح أسئلة من نوع "ماذا لو" لاختبار أفكارهم، واكتشاف والوقوف على المفاهيم الأساسية في العلوم والرياضيات.
تستخدم عمليات المحاكاة التفاعلية على نطاق واسع عالميًا. وقد حقّق المشروع اليوم أكثر من 80 مليون استخدام سنوي لعمليات المحاكاة التفاعلية عبر موقعه الإلكتروني من جميع أنحاء العالم. ويذكر أن ثلث هذه الاستخدامات يأتي من خارج الولايات المتحدة، كما يبلغ معدل النمو السنوي للمشروع 25 في المائة. وتمّت ترجمة عمليات المحاكاة التفاعلية إلى 89 لغة، كما تمّت ترجمة كامل محتوى الموقع الإلكتروني للمشروع إلى 40 لغة. كما يعدّ مشروع PhET نموذجًا للتميّز في مجال تصميم أدوات تعليمية مبتكرة وفعّالة ذات صلة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وهي أدوات مستوحاة من أدبيّات البحوث التعليمية جرى اختبار قدرتها على مساعدة الطلاب في المشاركة والتعلّم، وكذلك قدرتها على نشر الموارد التعليمية المفتوحة عالية الجودة على نطاق واسع دوليًا. يستمر المشروع في خططه الابتكارية من خلال الجيل التالي من عمليات المحاكاة التفاعلية المصممة للأجهزة التي تعمل بالماوس وتقنية اللمس وترتكز على برمجيات إتش تي إم إل 5 الحديثة التي قامت شركة PhET بتطويرها، إلى جانب جهود البحوث والتطوير الجديدة التي تهدف إلى تيسير وصول ذوي الإعاقة إلى عمليات المحاكاة واستفادتهم منها، وتوفير الأدوات لفريق مترجمينا (تمّت ترجمة ما يقرب من 7 آلاف عملية محاكاة تفاعلية لغاية تاريخه).
Future Developments
تقوم مؤسسة PhET حاليًا بتطوير تقنيات جديدة ورائدة من أجل إتاحة عمليات المحاكاة التفاعلية للطلاب ذوي الإعاقة
(https://phet.colorado.edu/en/accessibility). وفي هذا السياق، قامت المؤسسة بإصدار أول عملية محاكاة موجّهة لذوي الإعاقة في مايو 2017. كذلك تقود مؤسسة PhET جهودًا رائدة لتطوير مجموعة جديدة من عمليات المحاكاة (بما فيها عمليات PhET-iO، الموقع الإلكتروني: https://phet-io.colorado.edu) المعزّزة بميزات التشغيل البيني – بما في ذلك تخصيص عمليات المحاكاة التفاعلية، والتحكم التكنولوجي المشترك عن طريق برمجة واجهة التطبيقات، وتيارات البيانات الخلفية للحالات والأحداث التفاعلية.
(https://phet.colorado.edu/en/accessibility). وفي هذا السياق، قامت المؤسسة بإصدار أول عملية محاكاة موجّهة لذوي الإعاقة في مايو 2017. كذلك تقود مؤسسة PhET جهودًا رائدة لتطوير مجموعة جديدة من عمليات المحاكاة (بما فيها عمليات PhET-iO، الموقع الإلكتروني: https://phet-io.colorado.edu) المعزّزة بميزات التشغيل البيني – بما في ذلك تخصيص عمليات المحاكاة التفاعلية، والتحكم التكنولوجي المشترك عن طريق برمجة واجهة التطبيقات، وتيارات البيانات الخلفية للحالات والأحداث التفاعلية.