مستقبل تعليم العلوم | خارطة طريق براكسيلابس

يرتبط مستقبل تعليم العلوم الآن ارتباطاً وثيقاً بالتقنيات التي تمر بفترة من القبول والازدهار، خاصة أثناء وبعد جائحة كورونا التي جعلت استخدام هذه التقنيات جزءاً من المناهج الدراسية العادية. تعد المختبرات الافتراضية الآن واحدة من أكثر التقنيات التعليمية الفعالة التي يتم استخدامها في الجامعات والمدارس لتعزيز نتائج التعلم النشط ومشاركة الطلاب.

في هذه المقالة سوف نلقي نظرة فاحصة على مستقبل تعليم العلوم وكذلك كيف تمهد معامل براكسيلابس الافتراضية الطريق لثورة في مجال تعليم العلوم (خارطة طريق براكسيلابس). 

تطور تعليم العلوم | تقرير صادر عن جامعة أكسفورد

تطور تعليم العلوم

وفقا لتقرير صادر عن  جامعة أكسفورد (تقرير تطوير تعليم العلوم 2021) ، في بداية عام 2021 ، استجاب خبراء ومعلمون في جميع أنحاء العالم للاستطلاع، واخبروهم بالإجابات على الأسئلة الرئيسية ال 5 التالية:

ماذا يجب أن يكون الغرض الأساسي من تعليم العلوم؟

ما مدى جودة تعليم العلوم الحالية في إعداد المتعلمين؟

ما هي أكبر التحديات التي قد يواجهها الطلاب في مستقبلهم والتي يجب أن يعدهم لها تعليم العلوم؟

ما هي المهارات والكفاءات الجديدة التي يحتاج الطلاب إلى تطويرها لمواجهة هذه التحديات؟

ما هو تأثير جائحة كورونا العالمية على تعليم العلوم؟

ملاحظة: شكلت الردود والرؤى والتعليقات الواردة أساس تقرير تطور تعليم العلوم لعام 2021.

دعونا نتحقق من إجاباتهم لمعرفة كيف سيكون مستقبل تعليم العلوم.

ماذا يجب أن يكون الغرض الأساسي من تعليم العلوم؟

اجمع المعلمون والخبراء بالقول إنها متعددة الأوجه، ويمكن تلخيصها على نطاق واسع على أنها ترتبط بالمعايير الأربعة التالية:

  1. إلهام المتعلمين للانخراط في العلوم.
  2. تعليم المفاهيم العلمية الأساسية.
  3. تعليم المهارات لتمكين التجريب الفعال.
  4. مساعدة المتعلمين على تحقيق مجموعة من النتائج المرجوة من خلال العلوم.

ما مدى جودة تعليم العلوم الحالي في إعداد المتعلمين؟

وافق 66٪ على أن مناهج العلوم التي يتم تدريسها حالياً في مدارسنا تمكن الشباب من أن يصبحوا مواطنين مثقفين علمياً ونشطين.

وافق 46٪ على أن مناهج العلوم التي يتم تدريسها حالياً في مدارسنا تعد الشباب لمواجهة التحديات التي يواجهها عالمنا في المستقبل.

وافق 31٪ على أن تعليم العلوم مناسب للمستقبل.

ما هي أكبر التحديات التي قد يواجهها الطلاب في مستقبلهم والتي يجب أن يعدهم لها تعليم العلوم؟

مع استمرار العالم في معالجة جائحة كورونا العالمية والعديد من التحديات العلمية التي تجلبها ، كان المعلمون متحدين نسبياً عندما يتعلق الأمر بتحديد أكبر التحديات التي قد يواجهها الطلاب في مستقبلهم.

أكبر التحديات التي قد يواجهها الطلاب في مستقبلهم- التغييرات المناخية

أشار 25٪ إلى تغير المناخ باعتباره التحدي الأكبر في مستقبل تعليم العلوم.

ما هي المهارات والكفاءات الجديدة التي يحتاج الطلاب إلى تطويرها لمواجهة هذه التحديات؟

أشار المعلمون إلى الحاجة العالية إلى المهارات المعرفية والشخصية ، بما في ذلك:

  • التفكير النقدي
  • الإبداع
  • مهارات حل المشكلات
  • المرونة العقلية.
  • مهارات التواصل
  • مهارات التعاون
  • المبادرة
  • القدرة على المثابرة.
  • المرونة

ما هو تأثير جائحة كورونا العالمية على تعليم العلوم؟

42٪ يوافقون على أن الوباء لم يغير تركيز تعليم العلوم

67٪ يوافقون على أن طريقة تدريس العلوم قد تغيرت نتيجة ل Covid-19

بشكل عام، وافق أقل من نصف المعلمين (42٪) على أن تركيز تعليم العلوم لم يتغير نتيجة لوباء كوفيد. ومع ذلك، تشير النتائج الأوسع لهذا الاستطلاع إلى أن الوباء قد دفع إلى بعض إعادة تقييم مناهج العلوم الحالية والحاجة إلى التغيير في المستقبل.

مما لا يثير الدهشة ، كان هناك اتفاق أقوى بكثير على أن طريقة تدريس العلوم قد تغيرت نتيجة ل Covid-19. أفاد ثلثا المعلمين (67٪) بذلك، مشيرين إلى تغييرات جوهرية، وهي الانتقال إلى التدريس عبر الإنترنت، وفرص أقل لإجراء العمليات العملية والتجارب. في حين أن الابتعاد عن الفصل الدراسي قصير الأجل، فمن المهم النظر في التأثير طويل المدى على هؤلاء المتعلمين. تعطي العديد من الحكومات الأولوية لحاجة الشباب إلى تعويض التعلم المفقود بسبب عمليات الإغلاق.

سنعرف في السطور القادمة كيف كان التغيير الحالي في طرق تدريس العلوم

المصدر

 

تساعدك معامل براكسيلابس على إجراء التجارب العلمية في أي مكان عبر المختبرات الافتراضية التفاعلية ثلاثية الأبعاد .. قم بإنشاء حسابك المجاني الآن! 

مستقبل تعليم العلوم والمختبرات الافتراضية

مستقبل تعليم العلوم والمختبرات الافتراضية

تعد تقنية المختبرات الافتراضية أحد أهم الحلول لتدريس العلوم. باستخدام محاكاة المختبر الافتراضي ، يمكن للطلاب إجراء التجارب بسهولة في أي وقت وفي أي مكان في بيئة افتراضية تفاعلية دون أي ضغوط أو مخاطر أو الحاجة إلى أدوات معملية حقيقية، حيث أنها توفر للمتعلمين المواد والأدوات والتقنيات لإجراء التجارب في وضع عدم الاتصال أو عبر الإنترنت. يعمل هذا على تحسين نتائج تعلم الطالب من خلال خلق تجربة تعليمية غامرة أكثر للطلاب وتعزيز مشاركتهم.

يمكن للأساتذة والمؤسسات التعليمية دمج تعليم العلوم مع قوة تكنولوجيا المختبرات الافتراضية باستخدام بيئات المختبرات الرقمية الغامرة التي تدعم تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. 

 

باستخدام تقنية المختبرات الافتراضية، يمكن تنفيذ مهام مثل مراقبة تقدم الطلاب والتصحيح التلقائي مما سيجعل المعلمين يقضون وقتاً أطول في التفاعل مع طلابهم والتركيز على احتياجاتهم التعليمية الفردية.

يضمن استخدام المختبرات الافتراضية ما يلي:

  • حماية طلابك من المخاطر مثل الاتصال المباشر بالمواد السامة والأجهزة المتفجرة والكهرباء والمواد الكيميائية المشعة.
  • يمكن للطلاب إجراء التجربة أكثر من مرة (عدد لا نهائي من المرات).
  • يستفيد المعلمون والطلاب من العديد من الميزات والفوائد مثل: التصحيح التلقائي / التخصيص / التوجيه الفوري والملاحظات

حول جودة الدورة / الدروس الخصوصية / توجيه فوري وملاحظات دقيقة حول أداء للطلاب.

توفر مختبرات براكسيلابس الافتراضية للطلاب والمؤسسات التعليمية كتالوجا كبيراً من محاكاة العلوم الافتراضية للطلاب في الكليات والتعليم العالي. تغطي تجاربنا موضوعات في علم الأحياء والكيمياء والفيزياء. دون أي مخاطر أو تكاليف عالية ، يمكن للطلاب تعلم وفهم المفاهيم والتقنيات العلمية من خلال مختبراتنا الافتراضية. 

قم بزيارة مدونتنا لاستكشاف “أهم تجارب الكيمياء و كيفية تنفيذها في المعامل الافتراضية

كيف تمهد معامل براكسيلابس الافتراضية الطريق لثورة في مجال تعليم العلوم؟

كيف تمهد معامل براكسيلابس الافتراضية الطريق لثورة في مجال تعليم العلوم؟

مناهج مبتكرة

 دعونا نكتشف كيف أن براكسيلابس في طليعة وسائل التدريس المبتكرة، باستخدام أحدث التقنيات لتعزيز تعليم العلوم.

توفر براكسيلابس مختبرات افتراضية لتدريس العلوم للطلاب والتي تعتبر واحدة من أكثر طرق التدريس ابتكاراً وتعمل على تعزيز تعليم العلوم.

فقط تخيل أن طلابك يمكنهم إجراء التجارب الصعبة عن بعد من منازلهم أو فصولهم الدراسية، دون الشعور بالضغط وعدم الحاجة إلى الذهاب إلى المختبر الحقيقي وكذلك توفير مواد ومعدات باهظة الثمن. بفضل التطور التكنولوجي، أصبح هذا ممكناً الآن من خلال تقنية المختبرات الافتراضية.

تساعد مختبراتنا الافتراضية الطلاب على إجراء التجارب بسهولة وتعزيز معرفتهم العملية باستخدام المحاكاة التفاعلية والغامرة ثلاثية الأبعاد التي تحاكي مختبر العلوم الحقيقي. تغطي مختبرات براكسيلابس الافتراضية مجموعة واسعة من الموضوعات في مجال علوم الأحياء والكيمياء والفيزياء. واحدة من أهم ميزات مختبراتنا الافتراضية هي ضمان سلامة الطلاب أثناء استكشاف المفاهيم العلمية وإجراء التجارب الافتراضية وإجراء الملاحظات.

التعلم التفاعلي

التعلم التفاعلي

الهدف الرئيسي للتعلم التفاعلي هو مشاركة الطالب ويمكن أن تأتي هذه المشاركة من خلال مناقشات الفصل أو المجموعات الصغيرة أو من خلال استكشاف المواد التعليمية التفاعلية التي يتم تقديمها في الفصل الدراسي الرقمي (كما هو الحال في محاكاة المختبر الافتراضي).

واحدة من أهم ميزات التعلم التفاعلي هو أنه قادر على الوصول إلى أنواع مختلفة من الطلاب في الفصول الدراسية الذين قد لا يتوافقون مع الدراسة الأكاديمية التقليدية وهذا هو بالضبط ما نقوم به من خلال مختبرات العلوم الافتراضية لدينا ، توفر براكسيلابس تجارب علمية افتراضية تفاعلية وغامرة بتقنية 3D لمحاكاة المختبر الواقعي للطلاب مع إدارة أفضل للوقت ، والمزيد من المهارات والمعرفة لتعزيز مخرجات التعلم.

نحن نقدم محاكاة تجارب افتراضية أشبه بالالعاب دون أي حدود، مع العديد من المواد التعليمية التفاعلية التي تجذب الانتباه وتجعل تعلم العلوم لطلابك أسهل وأمتع، مثل:

 شريك مختبر رائع يقدم المساعدة ، التخطي إلى الأمام (مسجل في التقارير) ، التلميحات ، شريط التقدم ، وغير ذلك الكثير.

الخبرات العملية

تلتزم معامل براكسيلابس بتزويد الطلاب بتجربة معملية واقعية وعملية،  فسد الفجوة بين النظرية والتطبيق أحد الأغراض الرئيسية لاستخدام المختبرات الافتراضية في تعلم العلوم. في محاكاة مختبر براكسيلابس الافتراضي ، نوفر لطلابنا تجارب معملية عملية وواقعية لتحقيق أهداف التعلم المطلوبة لدوراتهم وتعزيز قدرة التعلم الذاتي.

إمكانية الوصول من أي مكان

يعمل استخدام المختبرات الافتراضية على كسر الحواجز الجغرافية وإتاحة تعليم العلوم عالي الجودة للمتعلمين من خلفيات متنوعة.

 توفر مختبرات براكسيلابس الافتراضية إمكانية الوصول للطلاب والمتعلمين الذين قد لا يستطيعون الوصول إلى المختبرات الحقيقية التقليدية لأسباب مختلفة مثل التعلم عن بعد أو الموارد المادية غير المتاحة ، وفي هذه الحالات ، تعتبر المختبرات الافتراضية الحل الأمثل حيث يمكن الوصول إليها من في أي مكان وزمان للسماح للمتعلمين بإجراء التجارب بالسرعة التي تناسبهم.

تتوفر مختبراتنا الافتراضية من خلال الإنترنت ، بحيث يمكن للطلاب إجراء العديد من التجارب المختلفة دون التقيد بأوقات أو أماكن محددة كما هو الحال في استخدام المختبرات الحقيقية. يمكن للطلاب إجراء تجاربهم مع إمكانية وصول غير محدودة 24/7.

أيضاً، باستخدام مختبراتنا يمكن للطلاب تكرار نفس المحاكاة الافتراضية للتجربة عدة مرات ، حتى يستوعبوا ويفهموا جميع المعلومات ويحققوا أهداف التعلم.

العلاقة بين المختبرات الافتراضية لتعليم العلوم في براكسيلابس والذكاء الاصطناعي

العلاقة بين المختبرات الافتراضية لتعليم العلوم في براكسيلابس والذكاء الاصطناعي
AI chip artificial intelligence, future technology innovation

تستخدم محاكاة المختبرات الافتراضية براكسيلابس تقنية الذكاء الاصطناعي لتعزيز تجربة التعلم ونتائجه من خلال تزويد طلابنا ببيئة تعليمية تفاعلية وغامرة.

فيما يلي بعض الجوانب الرئيسية للعلاقة بين مختبرات براكسيلابس الافتراضية والذكاء الاصطناعي:

  1. التجريب والمحاكاة الافتراضية: تستخدم براكسيلابس خوارزميات الذكاء الاصطناعي لمحاكاة التجارب المعملية الحقيقية والمفاهيم العلمية. يساعد الذكاء الاصطناعي هنا في توفير بيانات دقيقة ، واستحداث نتائج بناء على تفاعلات الطلاب وهذا يسمح للطلاب بإجراء التجارب وإجراء الملاحظات واستخلاص النتائج داخل بيئة افتراضية خاضعة للرقابة.
  2. التعلم التكيفي: تمكننا خوارزميات الذكاء الاصطناعي من تحليل بيانات المستخدمين، بما في ذلك الأداء والتفضيلات والمزيد لتخصيص تجربة التعلم الخاصة بهم. من خلال تكييف المحتوى ومستويات الصعوبة بناءً على الاحتياجات الفردية، يساعد الذكاء الاصطناعي الطلاب على التقدم بالسرعة التي تناسبهم، مما يضمن التعلم الفعال مع المشاركة.
  3. المراجعات والتقييم الذكي: من خلال الذكاء الاصطناعي ، تزود براكسيلابس طلابها بتعليقات فورية وذكية بناء على أدائهم في عمليات المحاكاة. لذلك يمكن للذكاء الاصطناعي تقييم التجارب وتحليل البيانات وتقديم ملاحظات ثاقبة، مما يسمح للطلاب بتحديد نقاط قوتهم وتحسين فهمهم وتصحيح أي مفاهيم خاطئة.
  4. مساعد المختبر الافتراضي: الذكاء الاصطناعي يعمل كمساعد مختبر افتراضي ، يقدم شريكنا في المختبر Oxi التوجيه والدعم للطلاب طوال رحلة التعلم الخاصة بهم. يمكن ل Oxi تقديم تلميحات وتفسيرات، وتوفير موارد إضافية لتعزيز فهم الطلاب وتسهيل التعلم المستقل.
  5. تحليل البيانات والرؤى: يمكن تحليل البيانات وجمعها (الناتجة عن تفاعلات الطلاب أثناء إجراء المحاكاة) عن طريق الذكاء الاصطناعي بسهولة وهذا يساعد في تحديد الأنماط والمفاهيم الخاطئة الشائعة ، مما يمكن المعلمين من اكتساب رؤى قيمة حول تقدم تعلم الطلاب وتكييف استراتيجيات التدريس الخاصة بهم وفقا لذلك.
  6. التحسين المستمر: تساهم البيانات التي تجمعها خوارزميات الذكاء الاصطناعي في جهود التحسين المستمر. من خلال تحليل سلوك المستخدم وأدائه وملاحظاته، وهذا يمكننا تحسين المحتوى والميزات وتجربة المستخدم بشكل عام.

توفر مختبرات براكسيلابس الافتراضية المعتمدة على الذكاء الاصطناعي تجربة تشبه اللعبة وتمنح الطلاب العديد من الميزات مثل القليل من التلميحات وأدلة المختبر والتخطي إلى الأمام في أي مرحلة ومقاطع الفيديو التفصيلية والملاحظات التحذيرية للمواد السامة والدعم الفوري والمزيد.

لمعرفة المزيد عن العلاقة بين مختبرات براكسيلابس الافتراضية والذكاء الاصطناعي ، قم بزيارة مدونتنا “دور الذكاء الاصطناعي في المعامل الافتراضية والتعليم“.

مقال بحثي يستعين بمختبرات براكسيلابس الافتراضية لدراسة تأثير دمج المختبرات الافتراضية في تدريس الكيمياء

معامل براكسيلابس

تحت عنوان “التعلم المعزز بالتكنولوجيا من خلال المختبرات الافتراضية في تعليم الكيمياء”، تم نشر مقال بحثي في مجلة تكنولوجيا التعليم المعاصر ( Contemporary Education Technology Journal) يدرس تأثير دمج المختبرات الافتراضية في دروس الكيمياء بين 22 معلماً قبل الخدمة تم تسجيلهم في برنامج بكالوريوس التربية، باستخدام مختبرات براكسيلابس الافتراضية.

تم تقسيم هؤلاء المشاركين إلى مجموعة تجريبية (EG) ومجموعة ضابطة. شاركت كلتا المجموعتين في نفس درس الكيمياء العضوية وجلسة المختبر اللاحقة ، والفرق الوحيد هو أن EG تلقت أكثر من ست ساعات من التدريب العملي على برنامج براكسيلابس وتجربة الكيمياء المحددة ، “تفاعلات مركبات الكربونيل”. وأعقب ذلك جلسة معملية فعلية مع مواد ملموسة.

 تم استخدام مسح، تم إجراؤه قبل التجربة وبعدها، لقياس مواقف المشاركين تجاه استخدام المختبرات الافتراضية في تعليم العلوم.

كشف تحليل البيانات الكمية عن تحول إيجابي كبير في مواقف EG بعد التدخل ، مما يشير إلى أن تجارب المختبر الافتراضي تعزز تعلمهم ومشاركتهم. على وجه التحديد ، أظهر المشاركون فهماً محسناً للمنهجيات التعليمية وزيادة المشاركة أثناء العمل المختبري المادي.

وهذا يدعم وجهة نظر المختبرات الافتراضية كأداة دعم قابلة للتطبيق لتعليم العلوم ، وتعزيز دمج التكنولوجيا في ممارسات التدريس لتلبية متطلبات التعلم في القرن 21

عند تحليل بيانات ونتائج هذه الدراسة ، يمكن الاستنتاج أن استخدام معامل براكسيلابس يعزز بشكل فعال تجارب تعلم الطلاب. فهو لا يحفز مشاركتهم في محتوى الدورة التدريبية فحسب ، بل يحسن أيضاً استعدادهم للعمل المخبري الفعلي. لذلك، يمكن أن يكون دمج المختبرات الافتراضية مثل براكسيلابس بمثابة مكمل مهم لطرق التدريس التقليدية في تعليم العلوم.

المصدر

تقدم براكسيلابس للطلاب إمكانية الوصول إلى مختبرات البيولوجيا والكيمياء والفيزياء الواقعية واثراء فهمهم بمجموعة متنوعة من المحتوى المعلوماتي والتعليمي. اختر أفضل خطة لك الآن!

 

 

 

عن نورهان عصام

شاهد أيضاً

استكشاف تجربة في المختبر الافتراضي قوة الأحماض والقواعد

استكشاف تجربة في المختبر الافتراضي قوة الأحماض والقواعد

تلعب الأحماض والقواعد دورًا حيويًا في عدد كبير جدا من العمليات المختلفة، بدءًا من استخدامها …