تطوير نظام ذکي قائم على المحاکاة التفاعلية لتنمية مهارات البرمجة لدى طلاب المرحلة الإعدادية

مقدمة البحث

يتميز هذا العصر بالتغيرات السريعة الناجمة عن التقدم العلمي والتکنولوجي وتقنية المعلومات، لذا أصبح من الضروري مواکبة العملية التعليمية لهذه التغيرات لمواجهة المشکلات التي قد تنجم عنها مثل کثرة المعلومات وزيادة عدد المتعلمين ونقص المعلمين وبعد المسافات أدت هذه التغيرات إلى ظهور أنماط وطرق عديدة للتعليم، خاصة مع ظهور الثورة التکنولوجية في تقنية المعلومات، والتي جعلت من العالم قرية صغيرة مما أدى إلى زيادة الحاجة إلى تبادل الخبرات مع الآخرين، وحاجة المتعلم لبيئات غنية متعددة المصادر للبحث والتطوير الذاتي، وفي ظل ثورة المعلومات والتقدم التکنولوجي لم يعد للمعلم النمطي الذي عهدناه کنموذج للقدرة العالية على تحصيل العلم بهدف تمثيلها أو نقلا لعقول الطلاب/ مکاناً يذکر في النظم التعليمية الحديثة. حيث أصبح تطبيق الفکر العلمي والأساليب التکنولوجية الحديثة في تصميم الخطط والبرامج التعليمية ضرورة تحتمها المرحلة الحالية التي يمر بها قطاع التعليم.

تعتبر نظم التعليم الذکية من أهم وسائل التعليم الإلکتروني، حيث أنها عبارة عن أنظمة تربوية مُدارة بالحاسب الآلي مبنية على الذکاء الاصطناعي، تستخدم المنطق والقواعد الرمزية في التعليم والتدريس للطلاب، وتحاکى في ذلک المعلم البشرى بدرجة کبيرة، ولا تعتمد هذه الأنظمة فقط على تدريس الحقائق والمعارف الإجرائية، لکنها بالإضافة إلى هذا تُعلم الطالب مهارات التفکير وحل المشکلات، مما يجعلها مناسبة بدرجة کبيرة لأغراض التعليم المختلفة. (أحمد عبد البديع، 2016).

وتعرف نظم التعليم الذکية، بأنها مجموعة من البرمجيات التي تعمل بنظام تحکم آلي معقد وموجه لمعالجة عدد کبير وهائل من التطبيقات الإدارية والتعليمية في المؤسسات التعليمية، وتعمل هذه البرمجيات مجتمعة وبسرعات کبيرة وفائقة في عمليات التحليل والتحديد والتصميم والتنفيذ والرقابة، ويتم العمل فيها بشکل متکامل وبمشارکة تامة لمختلف أدوات المعرفة التي يصعب حصرها والخوض بتفاصيلها، إضافة إلى البيانات والمعلومات التاريخية والمجددة بشکل مستمر، وتشتمل هذه البرمجيات على نماذج المعرفة ونماذج دلالات الألفاظ، ونماذج التقاء البيانات وأنماط المعرفة، وأساليب المعالجة الاستفهامية، إضافة إلى قواعد البيانات الخبيرة. وغيرها، حيث تعمل مجتمعة بهدف تخزين واسترجاع ومعالجة المعلومات والبحث عن الخوارزميات المعرفية وفهرستها بشکل أوتوماتيکي معتمدين في ذلک على الأدلة والقواميس الذکية، وتتم کل هذه العمليات بشکل دقيق وسريع للغاية وتحت إشراف مهندسي المعرفة ومن خلال الأساليب العلمية لهندسة نظم المعلومات الذکية ونموذجة مجالات التحليل والتصميم والرؤية المتعددة لنظم المعلومات وآلية هندسة المعلومات معتمدين في ذلک على نظم المعلومات الموزعة وتعاون الأنظمة المختلفة مع خوارزميات الذکاء الاصطناعي التوزيعي الذي يعمل على الاستنتاج في الحالات الضبابية وحالات التشويش التي لا تتوفر فيها المعلومات الدقيقة أو يتوفر جزء منها وتبقى بقية المعلومات منقوصة  أو واضحة. (محمد سالم، 2010).

ومنالمسلمبهأنالتعلمهو المدخلالرئيسي لبناءوتنميةالقدراتالبشريةوالمهنيةلذاينبغيعلىالباحثين والعاملينفيمجالالمناهجوالتدريسوتکنولوجياالتعليمالبحث عننماذجواستراتيجياتتدريسبديلة، تسمحبتطويرطرق اکتسابالمهاراتوأدائها. إنتطويرتدريسالمهاراتالإدارية والمکتبيةيتطلبتصميمبيئاتومواقفتعليميةتحاکيالمواقف الإداريةالحقيقية، وتستهدفتطويرسلوکياتالمتعلمالوظيفية المتوقعمنهالقيامبهافيأثناءالالتحاقبالوظيفة.

ولکينضمنالاندماجالکاملللمتعلمفيمواقفالتعلم، فعلى المعلمأنيقومبتوفيرالفرصالمناسبةالتيتحاکيمواقفتطبيق المعرفةالمتعلمة في البيئةالواقعية (Fulkert, 2000)، ومنهنا تعدالمحاکاةالحاسوبيةبيئةتعلمحقيقيةتحتويعلىخطوط إرشاديةمنظمةومتفاعلةمعبعضها، تؤدىإلىتطويرموادتعليمية تحاکيالواقع،لتحقيقأهدافمحددةوموجهةإلىنوعمعينمن المتعلمينفيضوءمفاهيم،ومبادئالتعلمالنظرية.

وتُعدالمحاکاةامتداداًطبيعياًللنمذجةالإلکترونية، فالمحاکاة عبارةعنتقليدمحکملظاهرةأونظام،يتيحللمتعلمفرصةلمتابعة تعلمهخطوةبخطوة، فعنطريقالمحاکاةيستطيع المتعلمالتدريبعلىمهاراتمحددة،دونالحاجةلمساعدة الاختصاصيين، وهيفيالواقعنموذجلنظامأوحالةأومشکلة موجودةعلىأرضالواقعتتمبرمجتهافيصورةتعليميةمتکاملة تقربفهمالواقعللمتعلمينوتتيحلهمإمکانيةالتجريبوالممارسة. وتُعدالمحاکاةالحاسوبية Computer Simulation، منأهم استخداماتالحاسوبفيالتعليمالفعاللأنهاتحاکيالطبيعةأمام المتعلم، وتسمحلهبالتجريبالآمنوالاستمتاعبالتوصلإلىالنتائج منخلالالقيامبالتجاربوالأنشطةالمختلفةباستخدامالحاسوب.

وتختلفالمحاکاةالحاسوبيةعنالمعاملالافتراضية، فالمعاملالافتراضيةترکزأکثرعلىالمکانالذيتستخدمفيههذه المعدات،وهيبيئةتفاعليةلعملتجاربافتراضيةعنطريق المحاکاة (Penner, 2006)، ودقةهذاالنوعمنالمحاکاةوکمية الحرکةالموجودةفيهوسهولةاستعمالهتجعلهمفضلاًفيجوانب متعددة.

والمحاکاةکلمةتعنيالتقليدبعمومهاوقداستخدمت المحاکاةفيالعديدمنالمجالاتولهاأنواعکثيرةومتفرعة،وقد تمالتعاملمعالمحاکاةتربوياًکأسلوبتعليمي , يساعدعلىالتعلم منخلالالتقليدوالنمذجة، وهيتجريدأوتبسيطلبعضالمواقف المستمدةمنالحياةالحقيقية , حيثيوضعالمتعلمفينظامأوبيئة مشابهةللبيئةالتييرادمنهالتعاملمعها،ويعطىأدواتمشابهة للأدواتالتيعليهأنيستخدمهاويعيشالموقفالذيشارک المعلمفيتصميمهليکتسبالخبرةالمطلوبةدونمخاطرةأو تکليف، کمايمکنأنتکونالمحاکاةالحاسوبية عبارةعنبرنامجأوشبکةحاسوبيةتحاکينظاماًماأوجزءاًمنه .(Robert, 2007)

کما أن نظم التعليم الذکية تتيح قدراً کبيراً من التفاعلية بين المتعلم والبرنامج کما أنها تجيب عن جميع تساؤلات واستفسارات المتعلم، وتقدم له مساعدات متنوعة، وتنبهه إلى أخطائه، وتتميز أيضا بالبساطة وعدم التعقيد في الاستخدام، ولهذه البرامج القدرة على توليد الأسئلة والمسائل تلقائيا وبأعداد غير محدودة، وبدرجات صعوبة مختلفة حسب قدرة المتعلم.

الاحساس بمشکلة البحث

نبع الاحساس بمشکلة البحث الحالي من خلال المصادر التالية:

أولا: خبرة الباحث وملاحظته

لاحظ الباحث بحکم عمله کمعلم لمادة الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات والاتصالات بمدرسة المعصرة الإعدادية بنين بإدارة بلقاس التعليمية بمحافظة الدقهلية وقد لاحظ فضلا عما سبق من دراسات سابقة، في وجود قصور وتدنى في بيئة التعلم الحالية وفى تصميم استراتيجيات التعلم التقليدية حيث أنها لا تراعى التدريب والتقييم المناسب ولا تنمى المهارات الادائية والمعرفية المختلفة ومهارات التفکير العليا، ولا يتوفر بها خاصية متابعة المعلم للمتعلم أثناء العملية التدريسية، وأيضا القصور في التفاعلية بين المعلم والمتعلم وبين المتعلمين بعضهم البعض.

ولاحظ الباحث مشکلة البحث من خلال عدة الشواهد أهمها:

1.  افتقاد الطلاب لمهارات البرمجة وحل المشکلات، والتي ينبغي توافرها لدى طلاب الصف الثالث الإعدادي.

2.  عدم وجود تطبيقات جيدة توفر التعلم بالمحاکاة للمادة العلمية التي يتعلمها الطلاب.

3.  لا توجد برامج تعليمية جيدة تعمل على اجتذاب انتباه الطلاب وإثارة الدافعية ورح المنافسة في مقرر الکمبيوتر وتکنولوجيا لمعلومات والاتصالات.

4.  لا يوجد نظم تقييم قائمة على المحاکاة للبيئة الاصلية للتعلم.

5.  لا توجد نظم تعليمية تعمل على تنمية مهارات التفکير العليل لدى الطلاب.

6.  حاجة الطلاب للتعرف على المهارات اللازمة للتعامل مع مهارات البرمجة وحل المشکلات، وذلک من خلال مقارنة درجات الطلاب في مقرر تکنولوجيا المعلومات والاتصالات ودرجاتهم في باقي المواد في خلال السنوات السابقة.

7.  استخدام الطرق التقليدية في تدريس مقرر تکنولوجيا المعلومات والاتصالات مما أوجد صعوبة في مراعاة الفروق الفردية بين الطلاب أثناء عملية التعلم.

8.  صعوبة متابعة أداء کل الطلاب في آن واحد مما يؤدى إلى انصراف أو انشغال بعض الطلاب عند التطبيق العملي.

ثانيا: الدراسة الاستکشافية

قام الباحث بعمل دراسة استکشافية هدفت إلى تحديد مدى توافر مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب المرحلة الإعدادية ومدىالحاجةإلىتوظيفبعضالتطبيقاتالجديدةالتيتتيحلهم تحقيقزيادة في التحصيل والتفاعلممايحققالأهدافالمعرفيةوالأدائيةالمطلوبةلديهممنخلال تطبيق دراسة استکشافية من خلال استبانة على عينة مکونة من 20 طالب من طلاب الصف الثالث الإعدادي.

 وقد أسفرت نتائج الدراسة الاستکشافية کالتالي:

§  65% من مجموع أفراد العينة لديهم قصور في المفاهيم الاساسية لمهارات البرمجة وحل المشکلات للصف الثالث الإعدادي.

§  75% من مجموع أفراد العينة يفتقدوا إلى التطبيق العملي.

§  80% من مجموع أفراد العينة جاءت إجابتهم بأن الطريقة التقليدية تفتقد إلى توظيف مهارات التفکير العليا.

§  70% من مجموع أفراد العينة لم يتلقوا التقييم المناسب الذي يعتمد على المحاکاة.

§  80% من مجموع العينة لم تقدم لهم تغذية راجعه مناسبة.

§  90% من مجموع أفراد العينة يرون بأن حفظ المادة العلمية بشکلها التقليدي غير مناسب.

§  85% من مجموع أفراد العينة لا يتذکرون المادة العلمية التي قدمت لهم داخل الصف.

§  90% من مجموع أفراد العينة أجمعوا على ضرورة وجود طرق جديدة لتقديم المادة العلمية.

§  90% من مجموع أفراد العينة أجمعوا على أنه يتم تقسيم معمل الحاسب الآلي في المدرسة بحيث لکل عدد 4 طلاب جهاز حاسب.

§  70% من مجموع أفراد العينة تلقوا معظم شرح مقرر الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات بشکل نظري فقط.

ثالثا: الاطلاععلىالدراساتوالأدبياتالسابقة

1.  الدراسات والادبيات السابقة التي اهتمت باستخدام النظم الذکية وتأثيرها ففي زيادة التحصيل وتنمية المهارات ومنها:

استهدفت دراسة (أحمد عبد البديع، 2016) بناء نظام تعليمي إلکتروني ذکي لتنمية مهارات التحليل الإحصائي، والتي هدفت إلى تصميم وبناء نظام تعليمي إلکتروني قائم على تقنيات الذکاء الاصطناعي، وقياس فاعليته على تنمية بعض مهارات التحليل الإحصائي وأکدت النتائج على فاعلية النظام التعليمي الالکتروني الذکي المقترح في تنمية مهارات التحليل الإحصائي لعينة البحث کما أوصت نتائج الدراسة الاستفادة من النظام التعليمي الإلکتروني الذکي المقترح في تنمية مهارات التحليل الإحصائي ويجب إدخال نظم التعليم الإلکتروني الذکية بؤرة اهتمام الباحثين ومن الممکن الاستفادة من إمکانيات وقدرات الذکاء الاصطناعي داخل المؤسسات التعليمية المختلفة، حيث يمکن استخدامها للقيام بمهام عديدة خاصة بالعملية التعليمية.

هدفت دراسة (هبة الله أحمد، 2015) تصميم نظام تعليمي ذکي لتنمية مهارات إدارة الفصول الإلکترونية لدى الطلاب المعلمين الى التعرف على المهارات الخاصة بإدارة الفصول الإلکترونية لدى الطلاب المعلمين، وتحديد المستويات المعيارية للنظام التعليمي الذکي المقترح، وأظهرت نتائج الدراسة إلى أهمية النظم التعليمية في إدارة الفصول الإلکترونية.

وتوصلت دراسة (محمد أبو المجد، 2014) بعنوان استخدام تقنية الويب 2 في تصميم نظام إدارة الکرتوني ذکي للساعات المعتمدة الى فاعلية النظم الذکية في نظم الإدارة باستخدام تقنيات الويب 2 في المؤسسات التعليمية الى أهمية استخدام النظم الذکية وفاعليتها في نظم الادارة الالکترونية في المؤسسات التعليمية في مصر وأوصت الدراسة بضرورة توظيفها في نظم إدارة الساعات المعتمدة.

وأظهرت دراسة (حارص عبد الجابر، 2014) بعنوان فعالية استخدام التعلم الذاتي القائم على النظم الخبيرة الکمبيوترية في تدريس الجغرافيا على التحصيل المعرفي وتنمية التفکير الناقد والقيم الاقتصادية لدى طلاب الصف الأول الثانوي فعالية استخدام النظم الخبيرة والتعلم الذاتي.

وأشارت دراسة (محمد خليفة، 2012) الى فعالية البرامج القائمة على تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي في تنمية مهارات بناء المواقع الالکترونية التعليمية لدى طلاب شعبة تکنولوجيا المعلومات في ضوء معايير الجودة الشاملة کما أشارت الى اهمية النظم الذکية في التغلب على المشکلات المختلفة في المجال التربوي.

واستهدفت دراسة (محمد کاظم خليل، 2012) فعالية نظام ذکى مقترح لإنتاج برامج التعليم الإلکتروني واتجاهات أخصائي تکنولوجيا التعليم نحوه واستهدفت القاء الضوء على اهمية وأبعاد توظيف تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي في بيئات التعليم الإلکتروني ودراسة معالم، وخصائص ومواصفات نظم التأليف الذکية،  ودراسة مبادئ تصميم وإعداد برامج التعليم الإلکتروني، وتحديد مجموعة من المعايير لقياس جودة برامج التعليم الإلکتروني المنتجة خلال الدراسة الحالية في ضوء التفاعل بين المتعلم والمحتوى، والمتعلم وواجهة التفاعل، في إطار التفاعل غير المتزامن  وقدمت الدراسة نموذجا مقترحا لنظام تأليف ذکى لإنتاج برامج التعليم الإلکتروني في ضوء المبادئ والمعايير المحددة، بما يحقق الجودة في المنتج وتوفير الوقت والجهد والتکلفة في الانتاج وأوضحت مدى فعالية نظام التأليف الذکي المقترح في إنتاج التعليم الإلکتروني بالتطبيق على عينة من أخصائي تکنولوجيا التعليم کما قامت الدراسة  بقياس الاتجاه نحو التأليف الذکي المقترح من خلال عينة البحث وتوصلت الدراسة الى مواصفات نظم التأليف الذکية التي يتم من خلالها تطوير نظام التأليف الذکي المقترح، ومعايير جودة برامج التعليم الإلکتروني المنتجة حلال الدراسة الحالية ، وأوضحت معالم تصميم وإنتاج نظام التأليف الذکي المقترح وأشارت الى  فعالية نظام التأليف الذکي المقترح  في إنتاج برامج التعليم الإلکتروني.

وأشارت دراسة (عبد الرؤوف محمد، 2011) إلى فاعلية نظم التعلم الذکية في إکساب بعض مفاهيم صيانة الحاسب الآلي لدى طلاب شعبة تکنولوجيا التعليم بکلية التربية النوعية بقنا وذلک للتعرف على العتاد والمکونات الخاصة بالحاسب الآلي التي تفيد الطلاب في التعرف على المشکلات التي تواجههم وکيفية علاجها.

واستهدفت دراسة (عماد بديع، 2010) التعرف على دور البرامج الذکية في إدارة المقررات الإلکترونية، والتعرف على فاعلية البرنامج المقترح على طلاب قسم تکنولوجيا التعليم بکليات التربية النوعية. وتوصلت الدراسة أهمية البرامج الذکية في إدارة المقررات الإلکترونية وأوصت بضرورة استخدامها.

ودراسة (منى عصمت، 2009) قامت الباحثة بتصميم برنامج تعليمي ذکي لتنمية المفاهيم الأساسية للبرمجة موجهة الأهداف لطلاب الفرقة الرابعة بکلية التربية النوعية شعبة إعداد معلم حاسب آلي، وتوصلت الدراسة إلى أهمية النظم الذکية في تدريس مهارات ومفاهيم البرمجة الأساسية.

2.  الدراسات والادبيات السابقة التي اهتمت باستخدام المحاکاة التفاعلية وتأثيرها في تنمية المهارات ومنها:

وأشارت دراسة (RUTTEN,2014) الى استخدام التدريس عن طريق المحاکاة الکمبيوترية وان استخدم المحاکاة الکمبيوترية في تقديم عروض ديناميکية ومرئية وافتراضية عند تدريس العلوم الطبيعية وتوصلت الدراسة الى انه يمکن استخدام المحاکاة الکمبيوترية في کثير من المواقف التعليمية وبأشکال مختلفة کما ان  المعلمون الذين يستخدمون المحاکاة الکمبيوترية لديهم فرصة أکبر في توصيل المعلومات للطلاب وبقاء اثر التعلم وأشارت أنه يمکن للطلاب التعلم بشکل فردى عند استخدام المحاکاة من خلال الکمبيوتر او حتى الاجهزة اللوحية کما يجب تخطيط الوقت بشکل جيد عند استخدام المحاکاة الکمبيوترية.

وأشارت دراسة (حمدي أحمد، 2012) بعنوان تصميمبيئةتعلمإلکترونيةقائمةعلىالمحاکاةالحاسوبيةوأثرهافيتنمية بعضمهاراتالأعمالالمکتبيةوتحسينمهاراتعمقالتعلملدىطلاب المدارسالثانويةالتجارية إلىتصميمبيئةتعلمإلکترونيةقائمةعلىالمحاکاة الحاسوبيةوقياسأثرهافيتنميةبعضمهاراتالأعمالالمکتبيةوبخاصةمهارات تشغيلالأجهزةالمکتبيةالحديثةوصيانتها، وأظهرتنتائجالبحث وجودتحسنملحوظعند تطبيق المحاکاة في تنمية المهارات المکتبية ومهارات عمق التعلم لدىالمجموعة التجريبيةمقارنةبالمجموعةالضابطة.

وأوضحت دراسة (هانياسماعيل، 2009) بعنوان برنامجتقنيقائمعلىأسلوبالمحاکاةلتنميةبعضمهاراتما وراءالمعرفةفيمنهاجالعلوملدىطلبةالصفالتاسعالأساسيبغزةفاعليةالبرامج القائمة علىأسلوبالمحاکاةفي تنميةبعضمهاراتماوراءالمعرفةفيمنهاج.

دراسة (عامرسامر، 2006) بعنوان أثرالمحاکاةبمساعدةالحاسوبفيتنميةمهارةحلالمشکلات فيبحثالجغرافيةلطلابالصفالسابعالأساسيواتجاهاتهمنحوه استهدفت هذه الدراسة أثرالمحاکاةبواسطةالحاسوبفيتنميةمهارةحلالمشکلاتعندطلابالصفالسابع الأساسي، وتوصلت الدراسة إلى أهمية المحاکاة بمساعدة الحاسب فياکتساب الطلبةلمهارةحلالمشکلاتلصالحطريقةالمحاکاة،مقارنةبالطريقةالتقليديةوأظهرت تحسن اتجاهاتالطلابالذينتعلموابطريقةالمحاکاةبمساعدةالحاسوبنحومبحث.

تعليق عام على الدراسات السابقة

استخدمت معظم الدراسات المنهج التجريبي للتعرف على فاعلية برامج التعليم الذکية على عدد من المتغيرات التابعة مثل التحصيل الدراسي، تنمية مهارات التفکير، تنمية مهارات البرمجة، تنمية بعض مهارات عمليات العلم، تأهيل الطلاب المعلمين. وتضمنت الدراسات السابقة العديد من تقنيات وأساليب الذکاء الاصطناعي والتي تؤکد على أهميتها داخل المؤسسات التعليمية.

وأتفق البحث الحالي مع الدراسات السابقة في أنه توجد فاعلية کبيرة من استخدام نظم التعليم الذکية في المؤسسات التعليمية، فهو يعتبر الحل الأمثل في تقليل الصعوبات التي تواجه الطلاب عند التعلم. ويختلف البحث الحالي عن الدراسات السابقة في کونه يقوم بتصميم وبناء نظام تعليمي إلکتروني ذکي قائم على التدريب والمحاکاة لتنمية مهارات تکنولوجيا المعلومات والاتصالات لدى طلاب المرحلة، وهذا ما لم تتعرض له أي من الدراسات السابقة

وتتمثل أوجه الاستفادة من الدراسات السابقة في البحث الحالي في:

1.  صياغة مشکلة البحث الحالي واختيار منهج البحث وصياغة تساؤلات.

2.  ساعدت الدراسات السابقة في معرفة معايير وخطوات بناء نظم التعليم الذکية.

3.  التعرف على الأدوات المستخدمة في هذه الدراسات والاستفادة منها.

4.  التعرف على بعض أساليب التدريب والمحاکة والاستفادة منها.

مشکلة البحث

في ضوء ما سبق من نتائج الدراسات السابقة وتوصياتها أمکن تحديد مشکلة البحث في وجود تدنى لدى طلاب المرحلة الإعدادية في مهارات البرمجة وحل المشکلات بسبب القصور في أساليب تقديم هذه المهارات بالطريقة التقليدية، ومن هنا تضح الحاجة إلى دراسة بناء نظام ذکي قائم على المحاکاة التفاعلية لتنمية مهارات البرمجة لدى طلاب المرحلة الإعدادية، ولمعالجة هذا القصور يتطلب البحث الحالي الاجابة عن السؤال الرئيسي التالي:

کيف يمکن بناء نظام ذکي قائم على المحاکاة التفاعليةلتنمية التعامل مع مهارات البرمجة لدى طلاب المرحلة الإعدادية؟

وتفرع عن هذا السؤال الرئيسي الأسئلة التالية:

1.   ما هي مهارات البرمجة وحل المشکلات اللازمة لطلاب المرحلة الإعدادية؟

2.   ما التصميم التعليمي المستخدم في النظام التعليمي الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية لتنمية مهارات التعامل مع مهارات البرمجة وحل المشکلات؟

3.   ما خطوات بناء النظام التعليمي الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية لتنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات؟

4.   ما فاعلية النظام التعليمي الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية في تنمية الجوانب الأدائية مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب الصف الثالث الإعدادي المرحلة الإعدادية؟

مصطلحات البحث

1- النظم الذکية

يعرف (Robert Kenneth, 2016) نظم التعليم الذکية، بأنها أحد علوم الحاسب الآلي الذي يهتم بإعداد برامج تعليمية قائمة على تقنيات الذکاء الاصطناعي، حيث يمکنها تشخيص حالة المتعلم، وتقييمه، ومتابعته، بطريقة تحاکي المعلم البشري في تعامله وتفاعله.

کما عرفها (أحمد عبد البديع، 2016) بأنها أنظمة تعليم بالحاسب الآلي توظف تکنولوجيا الذکاء الاصطناعي لتطوير برامج تعليمية تکون قادرة على محاکاة المعلم البشري في تفاعله مع الطالب، وهذا التعريف تبناه الباحث.

2- المحاکاة التفاعلية

يعرفها (حمدي أحمد عبد العزيز، 2013) بأنها بيئة إلکترونية صممت لعرض خطوات وإجراءات تشغيل الأجهزة المکتبية الحديثة واستخدامها، وتتضمن خطوات تشغيل الأجهزة المکتبية وصيانتها والمحافظة عليها، ويمکن أن يتعلمها الطالب بصورة فردية أو بصورة جماعية في بيئة تعلم إلکترونية صممت لهذا الغرض.

کما يعرفها الباحث إجرائيا بأنها توليد نظام مشابه للنظام الأصلي وذلک من أجل القيام بأعمال التدريب والاختبارات وذلک بغرض التقييم واکتساب سلوک أو مهارة معينة.

3- مهارات البرمجة

يعرفها (عطايا يوسف، 2007) بأنها هي قدرة المتعلم على تزويد الحاسوب بالخطوات الدقيقة والتفصيلية والتي توصله لحل المسائل العلمية أو مسألة معينة (الأوامر والتعليمات الخاصة بلغة الـ visual basic) والتي يستخدمها ويوظفها المبرمج لبناء وتصميم البرامج المختلفة التي تحقق أهداف معينة، وتقاس في الدراسة من خلال الاختبار المعرفي الذي يقيس مستوى اکتساب المعلومات العلمية لمهارة البرمجة، وبطاقة ملاحظة لقياس مستوى المهارة العلمية للبرمجة.

کما يعرفها الباحث إجرائيا بأنها هي مجموعة الکفايات والأهداف المتعلقة بمقرر الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات والاتصالات والمطلوب من أن يتقن الطلاب التعامل معها وتطبيقها في المواقف الصفية والحياة العامة والعملية.

أهداف البحث

هدف البحث الحالي إلى تنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب المرحلة الإعدادية وذلک عن طريق:

1.    حددت قائمة بمهارات مهارات البرمجة وحل المشکلات اللازمة لطلاب المرحلة الإعدادية

2.    حددت قائمة بمعايير تصميم وإنتاج نظم التعليم الذکية القائمة على المحاکاة التفاعلية؟

3.    حددت التصميم التعليمي المستخدم في النظام التعليمي الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية لتنمية مهارات التعامل مع مهارات البرمجة وحل المشکلات.

4.    بناء نظام تعليمي ذکي قائم على المحاکاة التفاعلية لتنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب المرحلة الإعدادية.

5.    التعرف على فاعلية النظام التعليمي الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية في تنمية الجوانب الأدائية مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب الصف الثالث الإعدادي المرحلة الإعدادية.

أهمية البحث

1.   إلقاءالضوءعلىضرورةاستخدام تطبيقات التعلم الذکي في المؤسسات التعليمية لما لها القدرة في التغلب على العديد من مشکلات التعليم.

2.   يعد البحث إضافة لمجال التخصص، حيث قدم تصور عن النظام الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية في تنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب المرحلة الإعدادية.

3.   التعرف على واقع تدريس مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب المرحلة الإعدادية.

4.   تحديد أسباب القصور والتدني في مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى طلاب المرحلة الإعدادية.

5.   يستفيد الباحثين من موضوع البحث في دراسة نقاط بحثية جديدة في مجال التعلم.

6.   تطبيق النظم الذکية القائمة على المحاکاة التفاعلية على مقررات دراسية أخرى.

متغيرات البحث

§  المتغير المستقل: النظام الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية.

§  المتغير التابع: مهارات البرمجة وحل المشکلات.

فروضالبحث

1.  توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية ومتوسطات درجات طلاب المجموعة الضابطة في التطبيق البعدي لاختبار البرمجة وحل المشکلات لصالح المجموعة التجريبية.

2.  توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية في الاختبارين القبلي والبعدي في البرمجة وحل المشکلات لصالح الاختبار البعدي.

3.  توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية ومتوسطات درجات طلاب المجموعة الضابطة في التطبيق البعدي لبطاقة الملاحظة في البرمجة وحل المشکلات لصالح المجموعة التجريبية.

4.  توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي والبعدي لبطاقة الملاحظة في البرمجة وحل المشکلات لصالح التطبيق البعدي.

حدود البحث

§  حدود بشرية: عينة من طلاب المرحلة الإعدادية، وعددهم (80) طالب، تم اختيارهم عشوائياً، وذلک حتى يکون لکل طالب من الطلاب فرصة لکي يکون من أحد أفراد العينة.

§  حدود موضوعية: اقتصر هذا البحث في التحقق من فاعلية نظام ذکي قائم على المحاکاة التفاعلية لمقرر الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات والاتصالات في تنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات للصف الثالث الإعدادي.

§  حدود مکانية: طبق هذا البحث مدرسة المعصرة الإعدادية بنين بإدارة بلقاس التعليمية بمحافظة الدقهلية.

§  حدود زمانية: طبق هذا البحث على مدى عام دراسي 2017/2018.

عينة البحث

تماختيارعينةالبحثوعددها (80) طالب من طلاب الصف الثالث الإعدادي بمدرسة المعصرة الإعدادية للبنين، وتمتقسيمهم إلىمجموعتين:

§   مجموعة ضابطة: وعددها (40) طالب سيتم التدريس لها بالطريقة التقليدية.

§   مجموعة تجريبية: وعددها (40) طالب سيتم التدريس لها بالنظام الذکي المقترح.

منهج البحث

أعتمد هذا البحث على منهجين هما:

§  المنهج الوصفي: وذلک للتعرف على طبيعة المشکلة وتحديد أسباب واقتراح الحلول، واعداد الإطار النظري وتحليل الدراسات السابقة.

§  المنهج التجريبي: لتحديد مدى فاعلية المتغير المستقل (نظام ذکي قائم على المحاکاة التفاعلية) على المتغير التابع (مهارات البرمجة وحل المشکلات) لدى طلاب المرحلة الإعدادية.

أدوات البحث

§  اختبار تحصيلي: استخدم لقياس الجوانب المعرفية لمهارات البرمجة وحل المشکلات لدى عينة الدراسة إعداد الباحث.

§  بطاقة ملاحظة: استخدمت لقياس الجوانب الأدائية لمهارات البرمجة وحل المشکلات لدى عينة الدراسة إعداد الباحث.

§  استمارة تحکيم: استخدمت لتقييم النظام الذکي المقترح.

التصميمالتجريبيللبحث

نظرالطبيعةالبحثالحالياعتمدعلىالتصميمالتجريبيالمعروفباسم (تصميم البعد الواحد) ذومجموعتينتجريبيتينلمتغيرمستقلواحدمقدمبنمطينمعالقياسالقبليوالبعدي (فؤاد أبو حطب، وأمال صادق، 1991، 397) والذي يوضحه الجدول رقم (1)

جدول (1) التصميم التجريبي للبحث

حيثتشير:

§  T1: التعرضللمقياسالقبليمنخلالتطبيقأدواتالبحثقبليا (الاختبار التحصيلي – بطاقة الملاحظة).

§  T2: التعرضللمقياسالبعديمنخلالتطبيقأدواتالبحثبعديا (الاختبار التحصيلي – بطاقة الملاحظة).

أولا- إعداد الاختبار التحصيلي الالکتروني

في ضوء الأهداف العامة والإجرائية، والمحتوى التعليمي، قام الباحث بتصميم ويناء اختبار تحصيلي من الموضوعي (الاختيار من متعدد)، وتم تصميم وتنفيذ الاختبار التحصيلي الالکتروني ليقوم الطالب بالإجابة عليه من خلال الحاسب الآلي، وقد مر الاختبار التحصيلي في إعداده بالمراحل الآتية:

1- الهدف من الاختبار

يهدف الاختبار إلى قياس تحصيل الطلاب عينة البحث للمحتوى في البرمجة وحل المشکلات لطلاب الصف الثالث الإعدادي، وذلک لمعرفة مدى تحقيق الطلاب لأهداف دراسة النظام الإلکتروني الذکي المقترح.

2- نوع الاختبار

 تم وضع الأسئلة من النوع الموضعي أسئلة الاختيار من متعدد، وقد راع الباحث الشروط اللازمة لصياغة أسئلة الاختيار من متعدد حتى يکون الاختبار بصورة جيدة وذلک لسهولة تصحيحها باستخدام الکمبيوتر.

3- تعليمات الاختبار

 قام الباحث بصياغة تعليمات الاختبار بصورة سهلة وواضحة للطلاب عينة البحث، وقد روعي عند صياغة تعليمات الاختبار أن توضح: الهدف من الاختبار، عدد مفردات الاختبار، زمن الاختبار، الدرجة الکلية للاختبار، کيفية الإجابة على أسئلة الاختيار من متعدد.

4- الصورة الأولية للاختبار

تکون الاختبار الإلکتروني في صورته الأولية من (36) مفردة من أسئلة الاختيار من متعدد.

5- صدق الاختبار

 يعد الاختبار صادقا إذا کان يقيس ما وضع لقياسه حيث تم عرض الاختبار على مجموعة من المحکمين من الخبراء، وذلک للتأکد من: سلامة ووضوح تعليمات الاختيار من متعدد، مناسبة عدد المفردات، مدى صحة الصياغة اللغوية ومناسبتها للطلاب عينة البحث، مدى صلاحية الاختبار ککل للتطبيق.  جدول (2) يوضح نسبة اتفاق السادة المحکمين حول مدى قابلية الاختبار للتطبيق.

جدول (2) نسبة اتفاق المحکمين حول الاختبار

يتضح من الجدول السابق أن نسبة اتفاق السادة المحکمين على بنود الاختبار عالية حيث وصلت نسبة الاتفاق إلى (97.36 %) وهي نسبة اتفاق عالية، وفى ضوء أراء المحکمين قام الباحث بإجراء العديد من التعديلات حيث تم حذف بعض المفردات وإعادة صياغة بعض المفردات الأخرى وأصبح عدد مفردات الاختبار بعد تعديلات السادة المحکمين (30) مفرده من أسئلة الاختيار من متعدد. وبذلک أصبح الاختبار صالحا للتطبيق في التجربة الاستطلاعية.

6- التجربة الاستطلاعية للاختبار

 بعد عرض الاختبار التحصيلي على السادة المحکمين وعمل التعديلات المقترحة تم تجربة الاختبار على عينة استطلاعية من الطلاب، وکان الهدف من التجربة الاستطلاعية: تحديد الزمن اللازم لتطبيق الاختبار، حساب معامل السهولة والصعوبة لکل مفردة من مفردات الاختبار، حساب ثبات الاختبار.

وقد تم ذلک من خلال الإجراءات الآتية:

• تحديد عينة استطلاعية قوامها (20) عشرون طالب الصف الثالث الإعدادي بمدرسة المعصرة الإعدادية للبنين.
• ·    تجهيز الاختبار ودليل الاختبار.
• ·    تطبيق الاختبار على عينة الطلبة مع ترک الزمن مفتوح للإجابة على أسئلة الاختبار.
• ·    حساب الثبات لکل مفرده من مفردات الاختبار.

7- زمن الاختبار

حيث قام الباحث بتسجيل الزمن الفعلي الذي استغرقه کل طالب من طلاب العينة الاستطلاعية للإجابة عن أسئلة الاختبار، ثم قام الباحث بحساب زمن الاختبار من خلال العلاقة التالية:

وکان متوسط زمن الاختبار الذي أخذه الباحث واعتبره الزمن الفعلي للاختبار، هو (45) دقيقة.

8- معامل السهولة والصعوبة لمفردات الاختبار

إن الهدف من حساب معامل السهولة والصعوبة لمفردات الاختبار، هو حذف المفردات المتناهية في السهولة، وأيضاً المفردات المتناهية في الصعوبة.

تم حساب معامل السهولة من العلاقة التالية:

تم حساب معامل الصعوبة من العلاقة التالة: 1- معامل السهولة

واعتبر الباحث أن المفردات التي يزيد معامل سهولتها (80) تکون شديدة السهولة، وأن المفردات التي يقل معامل سهولتها (20) تکون شديدة الصعوبة، وجاءت جميع مفردات الاختبار في النسبة المقبولة. والجدول (3) يوضح معامل السهولة والصعوبة.

جدول (3) معامل السهولة والصعوبة لمفردات الاختبار

9- ثبات الاختبار

تم حساب ثبات الاختبار على مجموعة التجربة الاستطلاعية التي بلغ عددها (20) عشرون طالب من طلاب الصف الثالث الإعدادي بمدرسة المعصرة الإعدادية للبنين، بعد اسبوع من التطبيق الأول ثم حسب معامل الارتباط بين التطبيق الأول والثاني، باستخدام حزمة البرامج الإحصائية (SPSS)، حيث ثم حساب ثبات الاختبار باستخدام معادلة (ألفا کرونباخ) والتجزئة النصفية.

جدول (4) معامل الثبات للاختبار

10- الصورة النهائية للاختبار

 بعد الانتهاء من خطوات إعداد الاختبار، والتأکد من صدقه وثباته، أصبح الاختبار في صورته النهائية مکوناً من (30) مفردة من نوع أسئلة الاختيار من متعدد.

11- تصحيح الاختبار

قام الباحث بتصحيح الاختبار التحصيلي طبقا لمفتاح التصحيح الذي يحتوي على رقم الإجابة الصحيحة في کل سؤال، وکانت الدرجة الکلية للاختبار (30) درجة.

وقد تم تقسيم مستوى (الاختبار ککل) إلى مستوى (منخفض – متوسط - مرتفع) من خلال حساب المدى وأبعاده تبعا للبيانات المشاهدة نتيجة تطبيق الاختبار للمعادلات الاّتية:

المدى = (الدرجة الکلية للاختبار – أصغر قيمة).

طول الفئة = (المدى +1) /3

 وعليه تم تقسيم الاستجابات إلى ثلاث مستويات کالتالي:

§  مستوى منخفض: من أقل درجة إلى أقل من (أصغر درجة + طول الفئة).

§  مستوى متوسط: من (أصغر درجة + طول الفئة) إلى أقل من (أصغر درجة + طول الفئة ×2.

§  مستوى مرتفع: من (أصغر درجة + (طول الفئة ×2) إلى (أصغر درجة + (طول الفئة ×3) فأکثر.

والجدول (5) يوضح مستويات الاختبار ککل.

جدول (5) مستويات الاختبار

ثانيا- إعداد بطاقة الملاحظة

تعتبر بطاقة الملاحظة هي الأداة المناسبة لقياس الأداء العملي المرتبط بمهارات البرمجة وحل المشکلات لدي عينة البحث، وأتبع الباحث الخطوات التالية لبناء بطاقة الملاحظة:

1- الهدف العام لبطاقة الملاحظة

هو التعرف على مدي تمکن طلاب الصف الثالث الإعدادي بمدرسة المعصرة الإعدادية للبنين من مهارات البرمجة.

2- أسلوب الملاحظة

تم اختيار أسلوب الملاحظة بوضع علامات للتنظيم والتسلسل داخل البطاقة.

3- أداءات بطاقة الملاحظة

حيث أن المحتوي العلمي يتکون من مجموعة من المهارات الأساسية والفرعية التي يجب أدائها من جانب عينة البحث في تتابع معين، فعليه تم إعداد بطاقة الملاحظة بتحديد المهارات الفرعية المتطلبة لمهارات البرمجة وحل المشکلات، وفق مادة الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات للصف الثالث الإعدادي، ثم قام الباحث بترتيبها حسب تسلسل الأداء، ووضعها في صورة عبارات قصيرة تصف سلوک واحد لا غير.

4- تعليمات بطاقة الملاحظة

عند وضع التعليمات للبطاقة کانت واضحة وسهلة الاستخدام وشاملة لکل المهارات الأساسية والفرعية التي يجب على عينة البحث تعلمها.

5- صدق بطاقة الملاحظة

يتم تقدير صدق البطاقة عن طريق الصدق الظاهري؛ ويقصد به المظهر العام للبطاقة، من حيث نوع المفردات، وکيفية صياغتها، ووضوحها، ووضوح تعليماتها، ومدي دقتها، ولتحقيق ذلک تم عرض البطاقة على مجموعة من السادة المحکمين، بهدف التأکد من دقة التعليمات، وسلامة الصياغة الإجرائية لمفردات البطاقة، ووضوحها، وإمکانية رصد مدي اکتساب المهارات التي يتضمنها، وإبداء أي تعديلات يرونها. جدول (6) يوضح أراء السادة المحکمين في بطاقة الملاحظة.

جدول (6) نسبة اتفاق المحکمين حول الاختبار

يتضح من الجدول السابق أن نسبة اتفاق السادة المحکمين على بنود الاختبار عالية حيث وصلت نسبة الاتفاق إلى (94.94 %) وهي نسبة اتفاق عالية، وقد اقتصرت تعديلات السادة المحکمين على إعادة صياغة بعض العبارات، وتم حذف بعض العبارات.

6- ثبات بطاقة الملاحظة

تم حساب معامل ثبات البطاقة باستخدام الثبات بمعامل الاتفاق بين الملاحظين، وذلک بمساعدة اثنين من الزملاء تخصص الحاسب الآلي، وقاموا بملاحظة سبع طلاب کعينة استطلاعية.

ولحساب ثبات بطاقة الملاحظة تم استخدام أسلوب اتفاق الملاحظين، حيث يقوم الملاحظين کل منهم مستقل عن الآخر بملاحظة الباحث باستخدام نفس بطاقة الملاحظة، وفي نفس الوقت، ثم تحسب بعد ذلک عدد مرات الاتفاق وعدد مرات الاختلاف ثم حساب ثبات بطاقات الملاحظة من خلال تطبيق معادلة کوبر لحساب نسبة الاتفاق، ويتم حسابها من المعادلة التالية:

وتم حساب معامل الثبات من خلال مدي الاتفاق بين الملاحظين الثلاث، وکان معامل الاتفاق بين الملاحظين کما هو موضح بالجدول التالي:

جدول (7) يوضح نسبة الاتفاق بين الملاحظين لبطاقة الملاحظة

يتضح من الجدول السابق أن أعلي نسبة اتفاق هي (100 %)، وأن أقل نسبة اتفاق هي (96.77 %)، وکان متوسط معامل اتفاق الملاحظين في حالة المفحوصين السبع يساوي (98.62 %)، وهذا يعتبر معامل ثبات مرتفع مما يؤکد على ثبات بطاقة الملاحظة.

7- الصورة النهائية لبطاقة الملاحظة

بعد حساب صدق وثبات بطاقة الملاحظة أصبحت البطاقة قابلة للاستخدام ومعده للتطبيق.

8- أسلوب التقدير

يتم تقسيم البطاقة إلى جزئيين؛ جزء ناحية اليمين يکتب فيه العبارات والجزء الأيسر يکتب فيه مستوي أداء المهارة يضم ثلاث مستويات فرعية وهي (1،2،3) ويوضع درجات للطالب فور التطبيق حيث يعطي للطالب ثلاث درجات للأداء المرتفع ودرجتان للأداء المتوسط ودرجة للأداء المنخفض. ويتم حساب معدل أداء المهارة من القانون التالي:

وقد تم تقسيم مستوى (البطاقة ککل) إلى مستوى (منخفض – متوسط - مرتفع) من خلال حساب المدى وأبعاده تبعا للبيانات المشاهدة نتيجة تطبيق البطاقة والجدول (8) يوضح مستويات بطاقة الملاحظة ککل.

جدول (8) مستويات بطاقة الملاحظة

ثالثا- إعداد البرنامج الإلکتروني الذکي المقترح

1- نموذج التصميم التعليمي المقترح

يعتبر التصميم التعليمي الجيد هو القلب النابض لأي برنامج تعليمي، ولابد أن يؤخذ في الاعتبار السمات الخاصة للوسيط الذي يقوم بالعرض والتقديم للمادة التعليمية.

وتتميز نماذج التصميم التعليمي بأنها ترکز على المتعلم واحتياجاته من خلال تحديد ما يعرفه المتعلم وما يحتاج لمعرفته وتهيئة الظروف التي تسهل تعلمه وترجمة المخرجات التعليمية في شکل غايات وأهداف يمکن قياسها، کما أن نماذج التصميم التعليمي تستخدم طريقة منظمة للتعليم لا يستخدمها الموقف التعليمي التقليدي. أنتهج الباحث نموذج مقترح يناسب البحث الحالية کما هو موضح بشکل (1) التالي:

شکل (1) نموذج التصميم التعليمي المقترح

2- دورة حياة تطوير النظام الإلکتروني الذکي المقترح

أولا مرحلة الدراسة والتحليل

1- تحديد المشکلة

نبعت فکرة تحديد الهدف العام من البحث في محاولة توظيف تقنية المحاکاة التفاعلية في تصميم نظام إلکتروني ذکي لتنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات، وبرنامج يتبع أسلوب التدريس التقليدي وقياس أيهما أکثر فاعلية في تنمية تلک المهارات.

2- تحديد المتطلبات والإمکانيات الواجب توافرها

وتشمل دراسة واقع الموارد المتاحة ثم تحديد المتطلبات والإمکانيات اللازمة لإنتاج النظام الإلکتروني الذکي المقترح. وذلک بتحديد وتجهيز البرامج والأجهزة الخاصة بذلک وتحديد التسهيلات والقيود والمحددات التعليمية والإدارية لإنتاج عناصر النظام الإلکتروني الذکي.

3- تحديد خصائص المتعلمين

لکي نضمن نجاح المتعلم في دراسته لبرنامج تعليمي معين ينبغي أن نتعرف على الخصائص والقدرات الخاصة به کفرد. وقد تم تحديد خصائص المتعلمين وفقاً لما يلي:

• ·   الجنس: طلاب الصف الثالث الإعدادي.
• ·   عدد الطلاب: مجموعة ضابطة (40 طالب)، مجموعة تجريبية (40 طالب).
• ·   لم يدرس جميع الطلاب أية مقررات دراسية ذات علاقة بمتغيرات البحث.

4- تحديد مهارات البرمجة وحل المشکلات

قام الباحث بفحص وتحليل محتوى مقرر الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات الموجه لطلاب الصف الثالث الإعدادي. وتم تحديد المهارات التالية المراد تنميتها من خلال النظام الإلکتروني الذکي وهي:

§     مهارات حل المشکلة.

§     الرموز الشائعة لخرائط التدفق Flowcharts.

§     مهارات التعامل مع النموذج Form وخصائصه.

§     مهارات التعامل مع أداة الزر Button.

§     مهارات التعامل مع أداة العنوان Label.

§     مهارات التعامل مع أداة صندوق الکتابة Textbox.

§     مهارات التعامل مع أداة صندوق القائمة ListBox.

§     مهارات التعامل مع أداة صندوق التحرير والسرد ComboBox.

§     مهارات التعامل مع أداة صندوق المجموعة GroupBox.

§     مهارات التعامل مع أداة زر اختيار بديل واحد RadioButton.

§     مهارات التعامل مع أداة صندوق الاختيار CheckBob.

5- تحديد أسلوب التعلم

تتم عملية الدراسة للنظام التعليمي الالکتروني الذکي المقترح وفق أسس التعليم المبرمج، والذي يُعد نمطاً من أنماط تفريد التعليم، حيث تعتمد عملية التعلم على التفاعل بين المتعلم والبرنامج، والذي سيتم تقديمه من خلال جهاز الکمبيوتر، بحيث يصبح لکل طالب جهاز مستقل يستطيع الدراسة من خلاله، وقد تأکد الباحث من أن الأجهزة التي ستستخدم في عملية التعلم ذات مواصفات تصلح لعرض برامج الوسائط المتعددة دون إبطاء.

ثانيا: مرحلة التصميم والإعداد

1- تحديد الأهداف التعليمية

تعتبر عملية تحديد الأهداف التعليمية من الخطوات الضرورية في تصميم وإنتاج البرامج التعليمية، حيث تفيد في تحديد عناصر المحتوى التعليمي المناسب، واختيار الوسائل والأساليب المناسبة لتحقيق الأهداف المرجوة من البرنامج، بالإضافة إلى أنها تساعد في تحديد وسائل وأساليب القياس المناسبة للتعرف على ما اکتسبه المتعلمون من خبرات تعليمية.

وتم تحديد الأهداف التالية:

1.       أن يتعرف الطالب على مفهوم المشکلة.

2.       أن بتعرف الطالب على رموز خرائط التدفق.

3.       أن يتعرف الطالب على مفهوم حل المشکلة.

4.       أن يکتب الطالب خريطة تدفق جمع رقمين.

5.       أن يتعرف الطالب على مراحل حل المشکلة.

6.       أن يکتب الطالب خريطة تدفق حل معادلة من الدرجة الثانية.

2- إعداد المحتوى التعليمي

تم إعداد المادة التعليمية من خلال تحليل المهام الأساسية لمفاهيم ومهارات البرمجة وحل المشکلات الموجهة لطلاب الصف الثالث الإعدادي، واشتقاق عناصر المحتوى من الأهداف السابق تحديدها بحيث يغطى المحتوى الأهداف ويعمل على تحقيقها. حيث تم اختيار وصياغة المحتوى في ضوء المعايير التالية:

• ·     أن يکون المحتوى مرتبطاً بمفاهيم ومهارات البرمجة وحل المشکلات.
• ·     أن يراعى المحتوى حاجات المتعلمين وقدراتهم التعليمية.
• ·     أن يتوافر بالمحتوى معيار الاستمرارية والتتابع بحيث ترتکز کل خبرة على مجموعة الخبرات السابقة وتکون ممهدة للخبرة التالية.
• ·     مراعاة التکامل بين عناصر المحتوى بحيث تتضح وحدة المعرفة بين عناصر المحتوى.
• ·     إمکانية صياغة المحتوى في قوالب الوسائط التعليمية مع توظيف إمکانيات الحاسب والبرامج متعددة الوسائط.

3- خصائص المحتوى الالکتروني

لکي تؤتي المقررات الإلکترونية ثمارها المرجوة لابد أن تستند في تصميمها إلى مجموعة من الأسس والمعايير الفلسفية والنفسية والتقنية من أهمها: (أحمد سالم, 2004).

1-   يتم تصميم المقرر الإلکتروني وتطويره في ضوء النظرية التي يتبناها المصمم: النظرية البنائية Constructivism، أو النظرية السلوکية Behaviorism، أو النظرية المعرفية Cognitive، أو الجمع بين أکثر من نظرية.

2-   اعتماد التصميم على فلسفة مدخل النظم SystemApproachالقائم على المدخلات والعمليات والمخرجات والتغذية الراجعة المتکاملة والمتفاعلة في بناء المناهج.

3-   اعتماد التصميم کأساس نفسي على النظرة إلى عملية التعلم هل تتم بطريقة تقليدية جماعية أم بطريقة مفردة أي تقوم على تفريد التعليم الذي يستند إلى فکرة التعلم الذاتي ومراعاة الفروق الفردية بين المتعلمين من خلال تقديم مجموعة من الخيارات والمصادر التعليمية، وکذا تحول الاهتمام إلى المتعلم وجعل للمعلم أدوارا جديدة مثل الإرشاد والنصح.

4-   اعتماد التصميم على بعض الأسس التقنية في تصميم المقرر الالکتروني حتى تحقق کفاءة وفاعلية، وإقبال المتعلم على متابعته، وتتمثل هذه الأسس في: (هانم سليم, 2007)

• ·  أن تکون طريقة عرض المحتوى وتنظيمه مشوقة.
• ·  ألا يقتصر دور المتعلم على التلقي فقط بل التفاعل والايجابية مع المقرر.
• ·  أن يعتمد المقرر على الأدوات والوسائط المتعددة الالکترونية (النص، الصورة، الحرکة، الصوت، الرسوم، المخططات، الألعاب التعليمية، الإيحاءات التعليمية) مع الترکيز على الجانب الوظيفي لتلک الوسائط. (Sweeters, William, 1994)
• ·  سهولة تصميم صفحات المقرر لجميع المتعلمين.
• ·  أهمية تقويم المقرر بعد الانتهاء من تصميمه.
• ·  ضرورة تقديم التغذية الراجعة المستمرة للمقرر الإلکتروني والاستفادة من الأدوات ووسائل الاتصال الالکترونية التي تحقق التعليم الفعال ومستوى عال من الانجاز التعليمي وتتيح فرص تعليمية حقيقية لأعداد کبيرة خارج الفصل الدراسي التقليدي دون التقيد بحجم الفصل أو الوقت أو التکلفة.

4- اختيار أسلوب العرض

تتطلب البرامج التعليمية بمصاحبة الکمبيوتر إجراءات وخطط معينة لتحديد مسار المتعلم في البرنامج وتنفيذ بعض الإجراءات طبقاً لشروط معينة کإجابة الطالب الخاطئة أو عدد مرات تکرار الإجابة أو الخروج من البرنامج، وبصفة عامة فإن عمل البرنامج يعتمد بشکل أساسي على مجموعة من الشروط والتي تحکمها روتينات عمل خاصة تحدد مسار العمل في البرنامج کما تحکمها مجموعة من العوامل، کطبيعة الأهداف التعليمية وخصائص ومتطلبات عملية التعلم والبيئة التعليمية وتکاليف تنفيذ البرنامج.

وأعتمد النظام التعليمي الإلکتروني المقترح على التصميم المتفرع BranchingDesign ويقصد بالتفرع داخل البرنامج قدرته على التقدم للأمام أو الرجوع للخلف أو الذهاب إلى أي نقطة في البرنامج بناءً على طلب المستخدم.

5- خريطة سير العمل في النظام

خريطة سير العمل شکل (3- 3) هي عبارة عن وسيلة عرض بصري لتوضيح المسارات التي سوف يسير فيها مستخدم النظام للوصول إلى تحقيق الأهداف الموضوعة من قبل المبرمج، کما يتضح منها ترتيب المواقف التي سيتعرض لها المستخدم، ويتضح من خلالها نقاط البداية والنهاية والتفريعات التي ستحدث في النظام التعليمي المقترح.

شکل (2) خريطة سير العمل

ثالثا: تصميم هيکل النظام المقترح

يتکون النظام المقترح من:

1-     واجهة تفاعل رسومية للمستخدم Graphical User Interface (GUI).

2-     قاعدة بيانات: تضم بيانات تسجيل الدخول والبريد الالکتروني والروابط الإلکترونية والمواد الإثرائية.

3-     قاعدة معرفة: لاتخاذ القرار حول إعطاء مقترحات وتوصيات حول مواضيع التنشئة الأسرية للطفل.

4-     محرک الاستدلال.

1- تصميم واجهات التفاعل

المبدأ الأساسي عند تصميم واجهة التفاعل هو البساطة وعدم المغالاة في زخرفتها حتى لا تفقد أهدافها التعليمية. ومراعاة تحديد مواقع عناصر الوسائط من نصوص وفيديو وصور وغيرها عند التصميم حتى تظهر تلک العناصر على الشاشة بصورة منظمة.

2- إنتاج عناصر بناء النظام

قام الباحث باستخدام مجموعة من البرامج في بناء عناصر النظام الإلکتروني الذکي المقترح وهي:

§   Adobe Photoshop CC 2017: لإنتاج ملفات الصور الثابتة الموجودة بالبرنامج.

§   FlashCC 2017: لإنتاج ملفات الصور المتحرکة.

§   MicrosoftWord2016: يستخدم لکتابة وإضافة المحتوى النصي بالبرنامج.

§   MicrosoftVisualStudio .Net2016: لغة برمجة تستخدم لکتابة البرامج وکذلک لتصميم وتنفيذ واجهات التفاعل.

§   MSSQLServer2016: لغة الاستعلام المهيکلة، وتستخدم لتصميم وبناء قواعد البيانات.

§   Articulate Storyline 3؛ لتصميم تطبيقات المحاکاة التفاعلية.

§   AdobeCaptivate2017؛ لتصميم تطبيقات المحاکاة التفاعلية.

3- قاعدة بيانات النظام

لقد تم استخدام نظام قاعدة البيانات في النظام التعليمي الذکي المقترح، وتمثل قاعدة بيانات النظام الذکي المقترح هيکل النظام المقترح، وهي عبارة عن مجموعة من الجداول المرتبطة بالنظام. وتتکون قاعدة بيانات النظام من أربع جداول (البريد الالکتروني – المستخدمين – النظام – سجل النظام.

4- قاعدة المعرفة

أداء النظام الإلکتروني يعتمد بشکل أساسي على قاعدة المعرفة التي يحتويها ومن ثم فان تصميم وبناء قاعدة معرفة صحيحة عملية هامة جداً.

4-1- اکتساب المعرفة

إن عملية اکتساب واستخلاص المعرفة وتغذية النظام المقترح بها ليست بالعملية السهلة، إذ يقوم من خلالها مهندس المعرفة باکتساب واستخلاص المعرفة من الخبراء والمتخصصين والمصادر المختلفة المرتبطة بمجال معين. وبمجرد استخلاص المعارف يتم تمثيلها وتخزينها في قاعدة المعرفة باستخدام إحدى لغات البرمجة.

4-2- مصادر اکتساب المعرفة في البحث الحالي

• ·   الخبرة البشرية: متمثلة في مجموعة من الخبراء المتخصصين في البرمجة وحل المشکلات وانتاج المقررات الالکترونية.
• ·   الکتب والوثائق المرتبطة بمتغيرات البحث.

4-3- القواعد المکتسبة في المجال

تم الترکيز على مهارات البرمجة وحل المشکلات الموجودة بمقرر الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات للصف الثالث الإعدادي.

أنماط المحاکاة التفاعلية في النظام المقترح  

• ·  الطالب – المحتوى هي العملية التي يقوم من خلالها الطالب باختبار ومعالجة المعلومات المقدمة له أثناء العملية التعليمية، أي هو الذي يقود إلى التغيير في قدرة المتلقي على الفهم.
• ·  الطالب – المعلم هو عملية الاتصال بين المعلم والطالب أثناء دراسة المقرر، والذي يهدف إلى دعم عملية التعلّم وتقييم أداء الطالب وحل ما يعترضه من مشکلات.
• ·  الطالب – الطالب هو التواصل بين اثنين أو أکثر من الطلاب المشترکين في نفس المقرر الدراسي. وهذا الاتصال يحدث عادة عبر وسائط الاتصال الحاسوبية.
• ·  الطالب – واجهة المستخدم هو تواصل وتأقلم الطالب مع أداة التعليم الحاسوبية لکي يصبح قادراً على تنفيذ الأوامر أو التعليمات المطلوبة منه.
• ·  المعلم – المحتوى يشير إلى إمکانية المعلم لتحديث أو تغيير أو إضافة أو حذف في المحتوى التعليمي باستخدام التقنيات الحديثة.
• ·  المحتوى – المحتوى هو إمکانية مشارکة وتبادل المحتوى التعليمي ما بين المقررات التعليمية.

مستويات التفاعلية في النظام المقترح

تتلخص هذه المستويات کالتالي:

§   التفاعلية البنائية؛ يتم تحديث التفاعل عن طريق حوار ما بين الطالب والنظام التعليمي والذي يقوم بتزويده بتغذية راجعة متعلقة بإجابته، ويستخدم النظام أسئلة بسيطة أو معقدة ويتم الإجابة عليها باستخدام تقنيات الذکاء الاصطناعي.

§   التفاعلية الحرة؛ يکون النظام التعليمي مزوداً بعدد من الروابط التشعبية تسمح للطالب بالإبحار من خلال محتوى المقرر التعليمي من أجل اکتساب معارف جديدة أو حل مسألة ما.

§   التفاعلية الافتراضية؛ يقدّم النظام التعليمي للطالب عالم افتراضي کامل.

رابعا: مرحلة التنفيذ

يتميز النظام التعليمي الذکي المقترح بإمکانية التحديث بالإضافة إليه أو التعديل فيه أو الحذف منه، حتى يمکن له أن يتزود بالجديد والصحيح من الحقائق، ومن ثم فإن قاعدة بيانات النظام الذکي المقترح تسمح للمستخدم بإجراء عمليات الإضافة والحذف والتعديل على البيانات التي تم حفظها في قاعدة البيانات بما يتوافق مع المستحدثات.

حيث تم کتابة أکواد النظام باستخدام لغة Visual Basic.Net للربط بين الملفات المختلفة وبين واجهات التفاعل وعناصر البرنامج المختلفة.

تم تصميم السيناريو التنفيذي للنظام المقترح، وروعي عند تصميمه مجموعة من الأسس والمواصفات الفنية الخاصة ببناء برامج الکمبيوتر وهي:

• ·    التسلسل المنطقي في عرض عناصر البرنامج وترابطها.
• ·    دقة الصياغة وخلوها من الأخطاء اللغوية.
• ·    التوظيف الأمثل لإمکانات برنامج الوسائط المتعددة.
• ·    أن يکون النص متماسکاً وخالياً من الحشو والإطالة.
• ·    الوصف الدقيق للقطات والمشاهد والتتابعات المرئية والمسموعة والنصوص.

وتم تقسيم شاشات النظام التعليمي الإلکتروني المقترح إلى (20) عشرون شاشة رئيسية تتنوع الإطارات بها حسب طبيعة ومحتوى کل منها، ويوضح ملحق (5) السيناريو التنفيذي لنماذج من الإطارات المتضمنة بشاشات النظام الإلکتروني الذکي المقترح.

انتظام الطلاب في حضور التجربة، وقد تأکد الباحث من تحقق الهدف من التجربة الاستطلاعية، حيث لم تظهر أي معوقات خلال عملية التطبيق.

خامسا: مرحلة التقويم

يحتل التقويم مکانة کبيرة في کل المجالات الحياة بأنواعها، فلا يمکن أن يتم أي عمل دون تقويم وذلک بالإشارة إلى مواطن القوة والضعف فيه، وعملية التقويم في کل هذه المجالات إنما هي عملية مستمرة ومشترکة في معظم الأحيان، وتتلخص وظائف التقويم في الاتي:

- إعداد مواقف تعليمية تتناسب والفروق الفردية: من وظائف عملية التقويم الکشف عن مواطن القوة والضعف في البرامج التعليمية ومدى وملاءمتها للفروق الفردية بين التلاميذ وهذا الجانب تکشفه لنا عملية التقويم.

- استثارة دوافع المتعلمين للتعلم: إن الاختبارات بطبيعتها تنمي دوافع المتعلمين للتعلم حيث أن معرفة التلميذ بنتائج الاختبارات التي قدمها تدعم تعلمه وتجعله أکثر جودة وأسرع تقدما وأبقى أثرا، کما أن معرفته بما حققه من أهداف تعليمية وإدراکه لقدراته وإمکاناته، يعينه على التخطيط الواقعي لإعماله واتخاذ القرارات اللازمة لبناء مستقبله.

-   دعم عملية اتخاذ القرارات: تضطلع عملية التقويم بمسئولية تسهيل ودعم عملية اتخاذ القرارات حيث أن نتائج التقويم تمد المسئولين عن عملية اتخاذ القرارات بمعلومات دقيقة تسهل عملية اتخاذ القرارات في مجالات عديدة مثل القبول، والتوزيع، والترقية.

وقد تضمنت هذه المرحلة إجراء التجريب المصغر لعمل تقويم بنائي للبرنامج، قبل إجراء التجريب الموسع (التجربة الأساسية).

سادسا: مرحلة التجريب الأولي للنظام

تم تجريب البرنامج على عينة استطلاعية، وذلک بهدف التأکد من:

• ·    وضوح المادة العلمية المتضمنة بدروس البرنامج بالنسبة للطلاب.
• ·    مناسبة محتوى الدروس بالنسبة للطلاب.
• ·    مناسبة الإخراج الفني لمحتوى البرنامج، من حيث لون الخلفيات، وحجم الخط ونوعه، ولونه، ومناسبة موقع کل عنصر من عناصر الوسائط ووضوحه.
• ·    مناسبة الأنشطة المتضمنة بکل درس ومدى کفايتها.
• ·    الفاعلية الداخلية للبرنامج.

وقد تم التجريب على عينة من طلاب الثالث الإعدادي بمدرسة المعصرة الإعدادية بنين، وقد تم اختيارهم عشوائيا، ووصل عدد الطلاب في العينة الاستطلاعية إلى (20) طالب.

وقد تم إجراء هذه الخطوة على النحو التالي:

• ·    قام الباحث من التأکد من سلامة الأجهزة قبل تطبيق التجربة الأساسية للبحث وقاموا أيضاً بتحميل النظام التعليمي.
• ·    قام الباحث في اليوم الأول بعرض بعض أجزاء من النظام باستخدام وحدة عرض بيانات الکمبيوتر على شاشة کبيرة Data Show، وذلک لتعريف الطلاب بطبيعة النظام وکيفية التعامل معه.
• ·    متابعة الباحث للتطبيق بصورة منتظمة وتسجيل الملاحظات أول بأول.
• ·    تم تحديد ثلاث أيام من کل أسبوع خلال مدة خمسة أسابيع لتطبيق تجربة البحث.

وقد أظهر الطلاب قبولاً شديداً لأسلوب التعلم المستخدم، وأبدوا سعادتهم بدراسة محتوي البرنامج، کما طالبوا بتعميم هذا الأسلوب على المقررات المختلفة، وقد لاحظتالباحثة اهتمام الطلاب البالغ بحضور التجربة، ومحاولة الاستفادة منها، وقد ظهر ذلک من خلال انتظام الطلاب في حضور التجربة، وقد تأکدت الباحثة من تحقق الهدف من التجربة الاستطلاعية، حيث لم تظهر أي معوقات خلال عملية التطبيق.

سابعا: مرحلة الإجازة للنظام

في هذه المرحلة يتم استخدام النظام المقترح وتطبيقه، وتحتوي على مرحلتين کما يلي:

• ·    التوظيف والاستخدام: يتم تطبيق النظام المقترح واستخدامه في الأغراض الملائمة له.
• · المتابعة المستمرة: حيث يتم المتابعة المستمرة للنظام المقترح أثناء تطبيقه وإجراء أي تعديلات باستمرار والتأکد من سلامة النظام المقترح وفقا للأهداف الموضوعة من أجله.

نتائج البحث

أولا نتائج کفاءة التجربة

للتحقق من کفاءة النظام الإلکتروني الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية المقترح؛ قام الباحث بعرضه على مجموعة من السادة المحکمين المتخصصين، وذلک بغرض التأکد من صلاحيته للتطبيق.

حيث قام السادة المحکمون بالاستجابة على فقرات استمارة للحکم على مدى کفاءة النظام الإلکتروني الذکي؛ حيث جاءت النتائج على النحو التالي:

جدول (9) نسبة اتفاق السادة المحکمين حول النظام الإلکتروني الذکي

يوضح الجدول السابق نسبة اتفاق السادة المحکمين للنظام الإلکتروني الذکي المقترح، وقد اتفق السادة المحکمون بنسبة اتفاق (95.99 %) على صلاحية النظام الإلکتروني الذکي للاستخدام وفق النقاط التي تم استفتائهم حولها وتم إجراء بعض التعديلات بناء على أراء السادة المحکمين. وتوضح الجداول من (10) إلى (12)، قيم کا² لتکرارات استجابة الخبراء والمتخصصين لبنود الاستبانة الخاصة بتقييم النظام الإلکتروني الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية المقترح.

جدول (10) قيم کا2 لتکرارات استجابة السادة المحکمين لمعيار (الاهداف التعليمية وخصائص الفئة المستهدفة)

* مستوى 0.01 – درجة الحرية 2

يتضح من الجدول السابق، وجود فروق داله احصائيا بين الاختيارات (متوفر غالبا – متوفر أحيانا – غير متوفر) لصياغة جمل معيار (الاهداف التعليمية وخصائص الفئة المستهدفة) لصالح الاختيار (متوفرة غالبا) في جميع العبارات. مما يدل على مدى الاتفاق العالي بين السادة المحکمين على جودة معيار (الاهداف التعليمية وخصائص الفئة المستهدفة).

جدول (11) قيم کا2 لتکرارات استجابة السادة المحکمين لمعيار (المحتوى والمصادر التعليمية)

* مستوى 0.01 – درجة الحرية 2

يتضح من الجدول السابق، وجود فروق داله احصائيا بين الاختيارات (متوفر غالبا – متوفر احيانا – غير متوفر) لصياغة جمل معيار (المحتوى والمصادر التعليمية) لصالح الاختيار (متوفرة غالبا) في جميع العبارات. مما يدل على مدى الاتفاق العالي بين السادة المحکمين على جودة معيار (المحتوى والمصادر التعليمية).

جدول (12) قيم کا2 لتکرارات استجابة السادة المحکمين لمعيار (الکفاءة البرمجية للنظام الإلکتروني الذکي)

* مستوى 0.01 – درجة الحرية 2

يتضح من الجدول السابق، وجود فروق داله احصائيا بين الاختيارات (متوفر غالبا – متوفر احيانا – متوفر نادرا – غير متوفر) لصياغة جمل معيار (الکفاءة البرمجية للنظام الإلکتروني الذکي) لصالح الاختيار (متوفرة غالبا) في جميع العبارات. مما يدل على مدى الاتفاق العالي بين السادة المحکمين على جودة معيار (الکفاءة البرمجية للنظام الإلکتروني الذکي).

کما يتضح من الجداول السابقة أن جميع قيم کا²، جاءت دالة عند مستوي الدلالة (0.01) مما يؤکد على اتفاق السادة المحکمين على توافر کافة المواصفات اللازمة في النظام الإلکتروني الذکي.

ثانيا نتائج تطبيق التجربة

1.                    النتائج المتعلقة بالفرض الأول

وينص الفرض على أنه توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية ومتوسطات درجات طلاب المجموعة الضابطة في التطبيق البعدي لاختبار البرمجة وحل المشکلات لصالح المجموعة التجريبية.

وللتحقق من صحة هذا الفرض استخدم الباحث اختبار(ت) للمجموعتين الضابطة والتجريبية، حيث تم حساب المتوسط والانحراف المعياري لدرجات طلاب المجموعتين المجموعة الضابطة والمجموعة التجريبية في التطبيق البعدي لاختبار البرمجة وحل المشکلات، وحساب قيمة (ت) المناظرة للفرق المتوسطين، ويوضح جدول (13) هذه النتائج:

جدول (13) نتائج التطبيق المتعلقة بالفرض الأول

من الجدول السابق يتضح وجود فروق دال إحصائيا عند مستوى (0.05) بين متوسطي درجات طلاب المجموعتين المجموعة الضابطة والمجموعة التجريبية لصالح المجموعة التجريبية، حيث کانت قيمة (ت) المحسوبة دالة إحصائيا عند مقارنتها بقيمة (ت) الجدولية، وتشير هذه النتيجة إلى أن النظام الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية المقترح قد ساعد على غرس مفاهيم البرمجة وحل المشکلات لدى المجموعة التجريبية.

کما يتضح انخفاض تشتت درجات طلاب المجموعة التجريبية عن طلاب المجموعة الضابطة، وهذا يشير إلى تقارب مستوى طلاب المجموعة التجريبية في الدرجات التي حصلوا عليها في التطبيق البعدي للاختبار. مما سبق يتضح أن الفرض الأول قد تحقق.

2.                   النتائج المتعلقة بالفرض الثاني

ينص الفرض على أنه توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية في الاختبارين القبلي والبعدي في البرمجة وحل المشکلات لصالح الاختبار البعدي.

وللتحقق من صحة هذا الفرض استخدم الباحث اختبار (ت) للمجموعات المرتبطة، ثم حساب المتوسط والانحراف المعياري لدرجات طلاب المجموعة الضابطة في التطبيقين التطبيق القبلي والتطبيق البعدي للاختبار التحصيلي، وحساب قيمة (ت) للفرق بين المتوسطات، ومستوى الدلالة المناظرة لقيمة (ت)، يوضح الجدول التالي هذه النتائج:

جدول (14) نتائج التطبيق المتعلقة بالفرض الثاني

من الجدول السابق يتضح وجود فروق دال إحصائيا عند مستوى (0.05) بين متوسطي درجات طلاب المجموعتين المجموعة الضابطة والمجموعة التجريبية لصالح المجموعة التجريبية، حيث کانت قيمة (ت) المحسوبة دالة إحصائيا عند مقارنتها بقيمة (ت) الجدولية، وتشير هذه النتيجة إلى أن النظام الذکي القائم على المحاکاة التفاعلية المقترح قد ساعد على غرس مفاهيم البرمجة وحل المشکلات لدى المجموعة التجريبية. مما إدي إلى تحقق الفرض الثاني.

3.                   النتائج المتعلقة بالفرض الثالث

وينص الفرض على أنه توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية ومتوسطات درجات طلاب المجموعة الضابطة في التطبيق البعدي لبطاقة الملاحظة في البرمجة وحل المشکلات لصالح المجموعة التجريبية.

وللتحقق من صحة هذا الفرض استخدم الباحث اختبار(ت) للمجموعتين الضابطة والتجريبية، حيث تم حساب المتوسط والانحراف المعياري لدرجات طلاب المجموعتين المجموعة الضابطة والمجموعة التجريبية في التطبيق البعدي لبطاقة الملاحظة، وحساب قيمة (ت) المناظرة للفرق المتوسطين، وموضح جدول (15) هذه النتائج:

جدول (15) نتائج التطبيق المتعلقة بالفرض الثالث

من الجدول السابق يتضح وجود فروق دال إحصائيا عند مستوى (0.05) بين متوسطي درجات طلاب المجموعتين المجموعة الضابطة والمجموعة التجريبية لصالح المجموعة التجريبية، حيث کانت قيمة (ت) المحسوبة دالة إحصائيا عند مقارنتها بقيمة (ت) الجدولية، وتشير هذه النتيجة إلى أن النظام الإلکتروني الذکي المقترح قد ساعد على تنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات.

کما يتضح انخفاض تشتت درجات طلاب المجموعة التجريبية عن طلاب المجموعة الضابطة، وهذا يشير إلى تقارب مستوى طلاب المجموعة التجريبية في الدرجات التي حصلوا عليها في التطبيق البعدي لبطاقة الملاحظة. يتضح تحقق الفرض الثالث.

4.                    النتائج المتعلقة بالفرض الرابع

ينص الفرض على أنه توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي والبعدي لبطاقة الملاحظة في البرمجة وحل المشکلات لصالح التطبيق البعدي.

وللتحقق من صحة هذا الفرض استخدم الباحث اختبار (ت) للمجموعات المرتبطة، ثم حساب المتوسط والانحراف المعياري لدرجات طلاب المجموعة الضابطة في التطبيقين التطبيق القبلي والتطبيق البعدي لبطاقة الملاحظة، وحساب قيمة (ت) للفرق بين المتوسطات، ومستوى الدلالة المناظرة لقيمة (ت)، يوضح جدول (16) هذه النتائج:

جدول (16) نتائج التطبيق المتعلقة بالفرض الرابع

من الجدول السابق يتضح وجود فروق دال إحصائيا عند مستوى (0.05) بين متوسطي درجات طلاب المجموعتين المجموعة الضابطة والمجموعة التجريبية لصالح المجموعة التجريبية، حيث کانت قيمة (ت) المحسوبة دالة إحصائيا عند مقارنتها بقيمة (ت) الجدولية، وتشير هذه النتيجة إلى أن النظام الإلکتروني الذکي المقترح قد ساعد على تنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات.

ثالثا فعالية النظام الإلکتروني الذکي

 يقصد بفاعلية النظام الإلکتروني الذکي؛ نسبة طلاب المجموعة التجريبية الذين حققوا المستوي المطلوب من تعلم کل هدف من أهداف النظام الإلکتروني الذکي، وذلک من خلال درجاتهم على الاختبار وکذلک بطاقة الملاحظة. ولقياس فعالية النظام الإلکتروني الذکي استخدم الباحث معادلة الکسب المعدل لبلاک، ويحدد بلاک هذه النسبة بين (1- 2) لکي تکون هناک فعالية مقبولة للنظام.

1-     فعالية النظام الإلکتروني الذکي من خلال درجات الاختبار

ويتم حساب هذه النسبة من خلال العلاقة التالية:

حيث: : متوسط درجات الطلاب في الاختبار البعدي،  : متوسط درجات الطلاب في الاختبار القبلي.

 : الدرجة النهائية للاختبار.

والجدول التالي، يوضح حساب نسبة الکسب المعدل لبلاک.

جدول (17) حساب نسبة الکسب المعدل (الاختبار)

يتضح من الجدول السابق أن نسبة الکسب المعدل لبلاک (1.46)، وهي تقع بين النسبة التي حددها بلاک، مما يدل على ارتفاع نسبة الطلاب الذين استفادوا، وحققوا المستوى المطلوب، مما يؤکد فاعلية النظام الإلکتروني الذکي المقترح.

2-     فعالية النظام الإلکتروني الذکي من خلال درجات بطاقة الملاحظة

والجدول التالي، يوضح حساب نسبة الکسب المعدل لبلاک.

جدول (18) حساب نسبة الکسب المعدل (البطاقة)

يتضح من الجدول السابق أن نسبة الکسب المعدل لبلاک (1.65)، وهي تقع بين النسبة التي حددها بلاک، مما يدل على ارتفاع نسبة الطلاب الذين استفادوا، وحققوا المستوى المطلوب، مما يؤکد فاعلية النظام الإلکتروني الذکي المقترح.

ويمکن تفسير النتائج السابقة على النحو التالي:

بالنسبة لوجود فرق دال بين متوسطي درجات طلاب المجموعتين الضابطة والتجريبية في أدوات البحث؛ فإن ذلک يرجع إلى وجود فاعلية من استخدام النظام الإلکتروني الذکي المقترح لتنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات لدى الطلاب عينة البحث.

ويفسر ذلک ما يلي:

• الاستفادة من نظام الإلکتروني الذکي المقترح في تنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات لطلاب المرحلة الإعدادية.
• ·    أن المتعلم يقوم بالمشارکة الايجابية والفعالة في الحصول على المعلومة.
• ·    أن النظام الإلکتروني الذکي المقترح يوضح الأفکار والمفاهيم المجردة ويرسخها في ذهن المتعلم.
• ·    محتوى المنهج الکتروني يقدم بشکل مبرمج: حيث يتم تقديم المحتوى الإلکتروني على شکل إطارات أو وحدات تعليمية متسلسلة ومبرمجة بشکل خطي أو متشعب، وفي الغالب فان المحتوى يکون مرتبطاً بصورة وثيقة بالأهداف السلوکية.
• ·    يعتمد التفاعل في الموقف التعليمي من جانب المتعلم على فکرة المثير والاستجابة: حيث يتم تقديم عناصر المحتوى الدراسي بموجب هذا المنهج على شکل مثيرات تظهر على الشاشة عند استخدام الحاسب التعليمي، ويقوم المتعلم في ضوء تفسيره لتلک المثيرات، بعمل استجابات معينة تستلزمها تلک المثيرات.
• ·    يُعتمد المنهج الإلکتروني على المشارکة الإيجابية من جانب المتعلم: حيث يتيح هذا المنهج الفرصة للمتعلم لکي يقوم بنشاط إيجابي مستمر.
• ·    يقوم التعلم على فکرة الخطو الذاتي بالنسبة للمتعلم: أي أن المتعلم يُعلم نفسه بنفسه من خلال استمراره بالتعلم.
• ·    التقويم في المنهج الإلکتروني يتم بطريقة غير تقليدية: إذ يقوم المتعلم بتقويم نفسه بشکل مستمر للکشف عن الأخطاء وتصويبها أولاً بأول، وبذلک يتحقق المعنى الصحيح للتقويم المستمر.

توصيات البحث

في ضوء ما توصل إليه البحث من نتائج يوصي الباحث بما يلي:

1.  استخدام نظم التعلم الذکية القائمة على المحاکاة التفاعلية في تنمية مهارات البرمجة وحل المشکلات، وذلک لفعاليتها في ربط الجوانب النظرية بالجوانب العلمية.

2.  تدريب القائمين على إنتاج البرمجيات التعليمية بمراکز التطوير التکنولوجي على کيفية عمل برامج تعليم ذکية، وخاصة لدي المرحلة الإعدادية والثانوية.

3.  توظيف معالجات الذکاء الاصطناعي بصورة واسعة للتغلب على نقص الخبرة والقصور الموجود بمدرسي مقرر الکمبيوتر وتکنولوجيا المعلومات، حيث إن معظم هؤلاء المدرسين غير متخصصين مما يمثل قصوراً کبيراً في العملية التعليمية، ويؤکد الحاجة لمعلم ذکي يتفاعل مع الطلاب ويمکنه الوصول إلى أقصي درجة من الإفادة العلمية لهم.

4.  ضرورة تدريب الطلاب بالمرحلة الإعدادية على مهارات البرمجة وحل المشکلات، وفقا للمهارات التي توصل إليها الباحث.

5.  استخدام النظم الذکية بشکل أکثر فاعلية لأهميتها وفاعليتها في التعليم وزيادة أداء المتعلمين.

6.  الاخذ في الاعتبار بمعايير تصميم النظم الذکية القائمة على المحاکاة التفاعلية، عند الشروع في استخدام تلک البيئة في التعليم.