حدثت طفرة نوعية في مجال التربية العلمية في الولايات المتحدة الأمريكية حيث ظهرت استراتيجية تهدف لتقوية الاقتصاد الأمريكي من خلال إصلاح التعليم؛ بإعلان الرئيس الأمريكي باراك أوباما في عام ( 2009 ) حملة "التعليم من أجل التجديد " وإعلان خطة إصلاح التعليم أمام الكونجرس الأمريكي في ( مارس 2010 )؛ بهدف منح فرص لجميع الطلاب في جميع المراحل التعليمية للتعلم في إطار تكامل العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة ، والرياضيات (Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM)) وذلك لإنشاء الروابط بين التعليم ورجال الأعمال و المجتمع .
ظهر مصطلح STEM عام ۱۹۹۰ م للمرة الأولى للأمريكية Judith A . Ramaley الخبيرة في إصلاحات التعليم والتغيير المؤسسي ، والتي كانت المدير المساعد للتعليم والموارد البشرية في المؤسسة الوطنية للعلوم خلال الفترة ۲۰۰۱ - ۲۰۰ م ، وذلك في المجلس الوطني للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية إذ يعتبر هذا النموذج عملية تعلم وتعليم تفاعلية توفر الفرصة للطلبة لفهم العالم ، من خلال المشاركة في حل بعض مشكلاته ؛ وتحمّل مسؤولية تعلمهم أكثر من الطريقة التقليدية في التعليم المنفرد لكل فرع من فروعها ( العلوم ، التكنولوجيا الهندسة ، والرياضيات ) . ويركز النموذج على الأنشطة التي تسمح للطلبة كما وردت عند ( NRCA ، ۲۰۱۱ ) بما يلي :
ا . الانخراط في مشكلات العالم الحقيقي ، بينما يقل التركيز فيه على كميّة المحتوى العلمي واكتساب الخبرات من خلال أنشطة التعليم التجريبي التي تقود إلى مستويات عليا من التفكير المنتج ( التفكير الإبداعي ؛ التفكير الناقد ، الحل المبدع للمشكلات ، حل المشكلات المستقبلية )
۲ فهم القضايا وتحديد المشكلات وفهم العمليات التي تؤدي إلى حلول مبتكرة تعتمد على طرح الأسئلة المناسبة ، التجريب ؛ التصميم والابتكار . وتمثل هذه الاستراتيجية تطورا في الفكر التربوي المعاصر .
٣ . مواجهة تحديات القرن الواحد والعشرين عن طريق المهارات التي يحتاجونها ، بالإضافة لتطويرهم مهارات متقدمة مثل : القدرة على التكيف الاتصال ، وإدارة وتطوير الذات . لذا ، يعتمد نموذج STEM على تحويل الفصول الدراسية النموذجية والتي تركز على المعلم بشكل أساسي إلى فصول إبداعية يصبح المعلم فيها مُيسرا للعملية التعليمية ، ويقود الطلبة نحو التعلم الاستكشافي ، وحل المشكلات ، وتحفيزهم على المشاركة ، ووضع التحديات وحلها ، وتختصر حروفها العلوم الآتية : " , Science Technology , Engineering , and Mathematics
و ذكر المجلس الأمريكي للتنافس الاقتصادي ( PCAST ، ۲۰۱۰ ) : بأنّه مدخل تدريس عالمي قائم على تكامل المواد الدراسية ، العلوم التكنولوجيا ، الهندسة ، والرياضيّات ، وذلك من خلال توفير بيئة تعلم تركز على تعليم الطلبة بالاستكشاف ، الاختراع ، واستخدام مشكلات الحياة اليومية والمواقف الحياتية
أن منهج STEM يتمحور حول المحتوى الرئيسي التالي:
- العلوم Science: وتشمل المعارف، والمهارات، وطرق التفكير العلمي والإبداعي، واتخاذ القرار.
- التقنية Technology: تتضمن التطبيقات العلمية والهندسية وعلوم الحاسب.
- الهندسة Engineering: وتتضمن التصميم الهندسي ويشمل عنصرين هما: تقديم قاعدة أساسية من الثقافة التقنية في المرحلة الثانوية، وإعداد الطالب لدراسة التصميم الهندسي في مرحلة ما بعد الثانوية.
- الرياضياتMathematics : وتتضمن قاعدة أساسية عريضة من أسس الرياضيات وحل المشكلات الرياضية.
خصائص منهج STEM :
- التعلم القائم على حل المشكلات ، والحرص على استقلالية الطالب .
- محتوى المنهج دقيق ، ويتم بناؤه من قبل المسؤولين في المدارس ، ومُرتبط بالواقع .
- التركيز على مهارات الحياة والتقنية ، والقيام ببعض الأنشطة الجامعية أثناء المرحلة الثانوية .
- مراعاة الفروق الفردية في عمليتي التعليم والتعلم .
- التواصل مع المجتمع المحلي وكافة المؤسسات ذات العلاقة .
متطلبات تطبيق المناهج المعدة وفق منحنى STEM :
يذكر(القاضي والربيعة ،2018م) ثلاثة محاور رئيسة للتغيير من المنهج التقليدي إلى المنهج المتكامل الخبرات كما يلي:
أولاً: تغيير رؤية تدريس العلوم، والرياضيات ليوائم ما يتم تدريسه داخل الفصول مع ما يحدث في الواقع بحيث يصبح ما يتم تدريسه من العلوم والرياضيات المدرسية مطابقاً لواقع العلوم والرياضيات القائم على معايير وكفايات ومؤشرات عالمية ، لذلك تسعى مناهج الخبرات المتكاملة إلى تحقيق احتياجات تدريس العلوم والرياضيات الآتية :
- التركيز على مهارات التقصي، والاكتشاف.
- الاعتماد على التحليل والانعكاس.
- تكوين الفروض والتجريب العلمي.
- إصدار الحكم المعتمد على الدليل.
- الانغماس في التعجب والتساؤل.
- الانغماس في المعنى وليس المعرفة.
- الانغماس في البحث والاكتشاف، وليس التحصيل.
- الانغماس في التعاون، وليس التنافس.
- تحقيق الاعتماد على بعضنا البعض، وليس الاستقلالية.
- تحقيق الثقة، وليس الخوف.
ثانياً: تغيير طريقة تدريس العلوم والرياضيات في المدرسة بحيث يتحول الطلاب إلى الانغماس في المعرفة العلمية، والمهارات، والعادات العقلية، ليقوموا بممارسة العلوم والبحث، والتحري، وحل المشكلات الإبداعية، والتفكير العلمي، ويتطلب تصميم مناهج STEM تضمين ما يلي من خبرات:
- منهج خبرات متكامل يتمركز حول المفاهيم
- الاستقصاء المتمركز على حل المشكلات، وتوظيف التقنية.
- التطبيق العملي والاستكشاف والتقصي العلمي الموجه ذاتيا وممارسة النشاطات البحثية.
- التقويم المستند على الأداء، والواقعي، والمستمر، والمتعدد الأبعاد.
ثالثاً: تغيير الرؤية، وأهداف التعليم بحيث تسعى إلى تحقيق فهم العلوم، والرياضيات وتطبيقاتهما التكنولوجية من قبل جميع أفراد الشعب، وليس لفئة من الصفوة العلمية فقط، ومن اهم احتياجات تغيير الرؤية أن نحقق ما يلي :
- تدريس العلوم والرياضيات بواقعية .
- اعتماد تصميم المناهج على نتائج العلوم النفسية ، التعلم المعرفي ، وتكنولوجيا التعليم.
- تغيير تركيب المنهج وادواره .
- العناية بالتخيل والتحري .
- صيانة التجديد .
- التحدّث بفهم للغة العلوم والرياضيات . :
- وصول النظام والطلبة لتحقيق الذكاءات المتعددة ، والعقل المتكامل .
ويظهر الاهتمام المحلي والإقليمي تجاه " STEM في التعليم ، من خلال العديد من المؤتمرات التي عُقدت مؤخرًا ، وكان أهمها :
* المؤتمر السنوي STEMS لعلوم الروبوت التابع لجمعية العربية للروبوت بالتعاون مع مركز اليوبيل للتميز التربوي التابع لمؤسسة الحسين وأقيم أربع مرات .
*مؤتمر التميز في تعليم وتعلم العلوم والرياضيات الأول : توجه العلوم والتقنية والهندسية والرياضيات STEM- الرياض - ۲۰۱۵ ) (جامعة الملك سعود،2019م)
ويلاحظ مما سبق اهتمامًا بتعليم STEM على المستوى المحلي والدولي ، لما يتوقع منه في إصلاح تعليم العلوم والرياضيات ، مما يؤكد أهمية هذا التعليم المستقبل المملكة العربية السعودية .
وفي ضوء ما سبق أثبتت نتائج دراسة المحمدي (2018م) التي هدفت الى تقصي فاعلية التدريس وفق منهج ( STEM ) على تنمية قدرة طالبات المرحلة الثانوية في حل المشكلات ، وبعد منهج ( STEM ) من تصميمات المناهج القائمة على الدمج بين العلوم والرياضيات والتكنولوجيا والهندسة ، بحيث تتمركز حول المتعلم ، كما يعد من التصميمات المتمركزة حول المشكلات ، حيث تم اختيار مجموعة من المشكلات التي يتطلب حلها معارف ومهارات ترتبط بالمحتوى العلمي والتكنولوجي وعلم الهندسة ، في سياق تكنولوجي ، كما تم بناء اختبار لقياس القدرة على حل المشكلات تكون من ( 10 ) مشكلات مفتوحة النهاية . واعتمدت الدراسة على استخدام المنهج شبه التجريبي القائم على تصميم المجموعة الواحدة واختبار قبلي - بعدي ، تكونت عينة الدراسة من ( 30 ) طالبة من طالبات المرحلة المتوسطة ، اخترن بطريقة قصدية . تم تطبيق اختبار حل المشكلات قبل وبعد إجراء التجربة بعد التحقق من صدقه وثباته ، أظهرت نتائج الدراسة فاعلية التدريس وفق منهج ( STEM ) في تنمية قدرة طلبة المرحلة الثانوية على حل المشكلات .
المراجع العربية :
القاضي ، عدنان محمد و الربيعة ،سهام إبراهيم. (2018م). دليل الممارسة الفعالة لـSTEMوSTEAM. البحرين :دار الحكمة
المحمدي، نجوى بنت عطيان. (2018). فاعلية التدريس وفق منهج STEM فى تنمية قدرة طالبات المرحلة الثانوية على حل المشكلات. المجلة التربوية الدولية المتخصصة: دار سمات للدراسات والأبحاث، مج7, ع1 ، 121 -128
جامعة الملك سعود . (2019م) .مؤتمر التميز في تعليم وتعلم العلوم و الرياضيات الأول( توجه العلوم والتقنية والرياضيات و الهندسة . الرياض . مسترجع من
https://ecsme.ksu.edu.sa/ar/node/369
مؤسسة الحسين .(2019م). المؤتمر السنوي STEMS لعلوم الروبوت التابع لجمعية العربية للروبوت بالتعاون مع مركز اليوبيل للتميز التربوي. الأردن . مسترجع من
http : / / www . jcee . edu . jo
المراجع الأجنبية :
NRCA. (2011). National Research CouncilApproaches in Science, Technology Engineering, and Mathematics: Success ful K12- STEM Education Washington. National Academy of Sciences
President's Council of Advisors on Science and Technology (2010). Prepare and inspire K12- education in science, technology, engineering, and math. (STEM) for America's future. Washington, DC: Author