أهمية المعامل الإفتراضية ونظم المحاكاة في التعليم

المحاكاة التعليمية أو المحاكاة في التعليم هي طريقة تعليمية تختبر مستويات معرفة ومهارات المشاركين من خلال وضعهم في سيناريوهات حيث يجب عليهم حل المشكلات بفاعلية. في وجود بيئة آمنة لتجارب التعلم العملي. 

سنتناول في هذا المقال نظم المحاكاة في التعليم وأهم أهدافها وأنواعها و كذلك سنتحدث عن المعامل الافتراضي كأشهر تطبيقاتها.

ما هي المحاكاة في التعليم

تستخدم المعامل الإفتراضية إسلوب تدريس يسمى بالمحاكاة؛ والمحاكاة كما عرفها الدكتور “على عبدالسميع قورة” هى إسلوب تعليمى يتستخدمه المعلم عادة لتقريب الطلبة الى العالم الواقعى ويُعتقد أن إسلوب المحاكاة يكون أقرب إلى ما يحدث التدريب بالمجالات التى لا تقبل أدنى نسبة من الخطأ كما يحدث فى بعض الصناعات النووية وبعض الصناعات العسكرية على سبيل المثال.

أهداف المحاكاة في التعليم

وتُعد المحاكاة أحد أهم أساليب التعليم والتدريب التى يعتمد عليها المدربين لترشيد التكاليف المالية وأيضاً لترشيد الوقت والجهد، وتخدم المحاكاة في التعليم بشكل مباشر العديد من الأهداف التعليمية مثل “هدف إكساب المهارات” على واقع مشابه للواقع الحقيقى من خلال تطبيق خطوات التدريب بالمحاكاة وكذلك فهى تخدم “الهدف المعرفى” حيث تقدم للمتعلم الكثير من المعارف حول بيئة العمل الحقيقية ومتطلباتها وأيضاً تخدم “الهدف الوجدانى” كمعالجة مواقف وتوجهات المتعلم اتجاه موضوع.

المحاكاة الإلكترونية فى التعليم

بعد ظهور الحواسيب فى منتصف التسعينيات من القرن العشرين إزداد الإهتمام بالمحاكاة بإعتبارها طريقة مناسبة وفعالة فى عملية التعليم، حيث أصبحت المحاكاة الحاسوبية أكثر فعالية وإثارة فى التدريس وتنوعت لغات المحاكاة وإستخداماتها فى التعليم، كما أنها قللت من الخسائر المادية وأضافة نكهة المتعة للعملية التعليمية وهذا ما جعلها فعالة فى عملية إرساء أسس التعلم لبعض المواضيع الصعبة التى لا يمكن التعامل معها فى الواقع الحقيقي لما لها من مخاطر.

ابدا تجربتك الان فى معامل براكسيلابس ثلاثيه الابعاد!

 

العصر الرقمى والنظم التعليمية

يعتبر النمو التقنى الهائل الذى نشهده فى المجالات المختلفة بما فيها مجال التعليم الإلكترونى هو أهم سمات الثورة المعلوماتية والذى نجم عنه شبكة معلوماتية سريعة أدت إلى تعيير أنظمة التعليم والنظم الدراسية فأصبح على هذه النظم أن تساعد تلاميذها على مواكبة تلك التطورات عن طريق تزويدهم بالمعارف والمهارات الجديدة، وليس السبيل إلى ذلك هو توصيل المعرفة فقط ولكن يجب تعليم الأفراد كيف يصبحوا مبدعين ومبتكرين وكيف يستخدموا التقنيات الجديدة لتنشيط أفكارهم بشكل فعال.

أنواع المحاكاة التعليمية

يمكن تقسيم المحاكاة إلى أربعة أنواع:

 1 – محاكاة مادية أو فيزيائية Simulation Physical : 

وهذا النوع مرتبط بمعالجة أشياء فيزيائية مادية بغرض استخدامها مثل تشغيل جهاز ما.

2 – محاكاة إجرائية Procedural Simulation : 

ويهدف هذا النوع إلى تعلم سلسلة من الأعمال أو الخطوات مثل التدريب على خطوات تشغيل آله أو جهاز أو تشخيص بعض الأمراض في مجال الطب . 

3 – محاكاة وضعية : Situational Simulation 

هذا النوع يختلف عن المحاكاة الإجرائية حيث يكون للمتعلم دور أساسي في السيناريو الذي يعرض وليس مجرد تعلم قواعد وإستراتيجيات؛ فدور المتعلم اكتشاف استجابات مناسبة لمواقف من خلال تكرار المحاكاة .

4 – محاكاة عملية أو معالجة:  Process Simulation

في هذا النوع لا يؤدي المتعلم أي دور في المحاكاة بل هو مراقب ومجرب خارجي ، ففي الوقت الذي لا يستطيع فيه المتعلم أن يشاهد الإلكترونات أو حركة وسرعة الضوء مثلا، فإنه يمكنه مشاهدة ذلك في المحاكاة العملية مما يسهل عليه إدراك مثل هذه المفاهيم. وهذا النوع هو أكثر الانواع ارتباطًا بالمعامل الافتراضية.

المعامل الإفتراضية كأحد أهم تطبيقات المحاكاة في التعليم 

كمواكبة للعصر الرقمى تطورت صيغ وأساليب تعليمية فى مقدمتها “التعلم الإلكترونى” “E-LEARNING” الذى يمثل ثورة فى النظم التعليمية التقليدية، ثورة أوجدت فلسفة أسلوب وأهداف جديدة فى إدارة نظم التعليم وفى طبيعة التعلم ودور المعلم وجميع أطراف العملية التعليمية وتعتمد على استخدام أنظمة المحاكاة في التعليم.

ومن بين الأدوات المستخدمة فى التعليم الإلكترونى هى محاكاة المعامل الحقيقية أو من نسميه بالمعامل الإفتراضية، فهى من أهم الأمثلة على المحاكاة في التعليم  من خلال إستخدامات الكومبيوتر فى التعليم الفعال لأنها تضع المتعلم فى الواقع مشابه لما يتعرض له فى الحقيقة وتوفر له الإستمتاع بإجراء التجارب بشكل آمن والتوصل إلى نتائج بإستخدام الكومبيوتر.

وعادة ما تتم محاكاة التجارب التى لا يمكن تنفيذها فى الواقع أو المعمل الحقيقي بسبب الوقت أو التعقيد أو الصعوبة أو الخطورة إلى غير ذلك من الأسباب، وبإستخدام الكومبيوتر يمكننا إجراء تلك التجارب ودراستها وتحليلها تحت ظروف ومتغيرات مختلفة لمعرفة النتائج المترتبة على كل الظروف والحالات الخاصة بالتجربة وبدون خوف من التكلفة المادية أو المعنوية.

 

انضم الى معامل براكسيلابس الافتراضيه الان!

 

تصنيف برامج المحاكاة التعليمية المستخدمة فى المعامل الإفتراضية

محاكاة صنع القرار Decision making simulation:

أحد برامج هذا النوع هو “ماذا لو ؟” والذي يتم بناؤه بحيث يسمح للطالب بإختيار المتغيرات، ويوضح ماذا يحدث لهذه المتغيرات في الظروف المختلفة، ويقوم الطالب بتجريب إستراتيجيات مختلفة أو متغيرات مختلفة لرؤية تأثيرها على النتائج دون التعرض لخطورة حقيقية.

محاكاة العمليات Process simulation

يوضح هذا النوع كيفية حدوث أى عملية تتطلب إجراء مجموعة من خطوات تشغيل جهاز ما، وهذا النوع مناسب بدرجة كبيرة في تدريس المهارات العمليه. وخاصة عندما يكون من الصعب أداء هذه المهارات في مراحل عملها الاولى بطريقة مباشرة, خوفاً من أن تتسبب أخطاء التشغيل في تلف هذه الاجهزة.

ومن الأمثلة لبرامج المحاكاة في التعليم:

ما تم في دراسة (Joseph p. Akpan,2002) التي ظهرت نتيجة لمطالبة جمعيات حقوق الحيوان بالولايات المتحدة الأمريكية لحذف التشريح من منهج الأحياء في المدارس العليا مما دفع المعلمين للبحث عن طرق بديلة للتشريح يمكن أن تفي بالغرض.

تهدف الدراسة لقياس فاعلية المحاكاة من خلال الكمبيوتر كبديل مناسب لعملية التشريح فالمحاكاة لها القدرة على تعليم التجارب حيث كانت المحاكاة قبل ذلك تستخدم في الحالات النادرة وشديدة الخطورة فقط إلا إن تلك النداءات المتكررة دفعت بها نحو الحالات الأقل خطورة مثل التشريح وغيره من التجارب الأخرى في الحياة. وقد شجعت هذه الدراسة العديد من المنظمات المعنية بتمويل المشاريع على تزويد المدارس بمثل تلك البرامج لمنع الوحشية ضد الحيوانات تحت إسم التشريح، وبذلك تكون الدراسة استطاعت اثبات أهمية المحاكاة في التعليم.

والمحاكاة مفيدة أيضاً في التدريب على مختلف المجالات العلمية التجريبية وذلك بتوظيف الرسوم الثلاثية الأبعاد بشكل يلبى إحتياجات التلاميذ والباحثين في مجالات العلوم المختلفة. ويمثل برنامج المحاكاة الأمان المطلق للمستخدمين حيث يتم إكتشاف ومعالجة الأخطاء بدون التعرض لخطر الأدوات الالكترونية والميكانيكية أو المواد السامة والمشعة.

ومن هنا تقوم المعامل الإفتراضية التى تستخدم أنظمة المحاكاة فى تصميم الواقع المثالى بتقديم أكبر فائدة ممكنة للتلميذ بأقل جهد ممكن وأقل تكلفة على المؤسسة التعليمية التى ينتمى لها الطالب وفى صورة أمنة بشكل كامل وأعلى درجات المرونة.

معامل افتراضية للعلوم بين يديك طوال الوقت

توفر معامل براكسيلابس عشرات التجارب المعملية للكيمياء والفيزياء والبيولوجيا بمحاكاة تفاعلية وثلاثية الأبعاد .. جرب براكسيلابس مجانًا الآن

 

ابدا تجاربك مع براكسيلابس الان مجانا!