تصور مقترح لتصميم معمل افتراضي في تنمية التفکير العلمي بمقرر الفيزياء لدى طالبات المرحلة الثانوية بمنطقة الباحة

               کلیة التربیة

        کلیة معتمدة من الهیئة القومیة لضمان جودة التعلیم

        إدارة: البحوث والنشر العلمی ( المجلة العلمیة)

    =======

تصور مقترح لتصمیم معمل افتراضی فی تنمیة                     التفکیر العلمی بمقرر الفیزیاء لدى طالبات المرحلة                الثانویة  بمنطقة الباحة

إعــــداد

أسماء علی ظافر الشهری

معلمة مادة الفیزیاء

 بثانویة الجوة بمحافظة المخواة

 إشـــراف

د/ زینب محمد العربی

أستاذ تقنیات التعلیم المشارک

کلیة التربیة – جامعه الباحة

}     المجلد الرابع والثلاثون– العدد الثامن -أغسطس 2018م {

http://www.aun.edu.eg/faculty_education/arabic

مستخلص البحث

سعى البحث الى الکشف عن تصور مقترح لتصمیم معمل افتراضی فی تنمیة التفکیر العلمی بمقرر الفیزیاء لدى طالبات المرحلة الثانویة بمنطقة الباحة, واستخدمت المنهجین الوصفی وشبه التجریبی القائم على المجموعة الواحدة مع القیاس القبلی والبعدی للکشف عن فاعلیة المتغیر المستقل (البرمجیة التعلیمیة) فی المتغیر التابع التفکیر العلمی, وتکون مجتمع البحث من جمیع طالبات الصف الثالث الثانوی فی محافظة المخواة للعام الدراسی                 1438-1439  ه, وتکونت عینة البحث من (30) طالبة من طالبات الصف الثالث الثانوی وکان اختیار العینة قصدیاً, وقد قامت الباحثة ببناء ادوات البحث المتمثلة فی اختبار التفکیر العلمی, ومن خلال الأدوات تم التعرف على مستوى اداء افراد العینة, وتم استخدام  برنامج الحزمة الاحصائیة للعلوم الاجتماعیة (SPSS) لتحلیل النتائج.

وقد کشفت نتائج البحث الى انه یوجد فرق ذو دلاله إحصائیة عند مستوى الدلالة (0.05) بین متوسطات درجات طالبات عینة البحث فی التطبیقین القبلی والبعدی لدرجات اختبار مهارات التفکیر العلمی لصالح التطبیق البعدی, وتُعزى هذه النتیجة إلى المعالجة التجریبیة (استخدام المعامل الافتراضیة).

وفی ضوء النتائج التی توصل الیها البحث ختم البحث بمجموعه من المقترحات والتوصیات کان من اهمها, الاهتمام باستخدام المعامل الافتراضیة فی تدریس المواد العلمیّة             ( الکیمیاء والفیزیاء والأحیاء) لطلاب المرحلة الثانویة کأحد المستحدثات التکنولوجیة فی مجال التعلیم, إعداد دورات وورش عمل للمعلمین لتدریبهم على استخدام المعامل الافتراضیة فی التدریس, تعمیم اختبار التفکیر العلمی الذی قدمه البحث بالمدارس الثانویة.

مقدمة البحث:

إن العصر الحالی الذی نعیشه یشهد الکثیر من التحولات نحو استخدام التقنیات فی التعلیم وأدى ذلک إلى تطویر العملیة التعلیمیة وحقق أهداف التعلیم بشکل أکثر فاعلیة وأدى إلى الارتقاء بجودة التعلیم من خلال توظیف تلک الأدوات فی العملیة التعلیمیة, وکان من بین تلک الأدوات المعامل الافتراضیة والتی لها دور کبیر فی تحسین مهارات الطلاب نظراً لقدرتها على تسهیل طریقة التعلم من خلال المحاکاة للمعمل الحقیقی فی وظائفه, وتستهدف تنمیة التفکیر العلمی وتزوید المتعلم بالخبرات العملیة من خلال تقنیة الواقع الافتراضی.

وتعتبر المعامل الافتراضیة هی الرکیزة الأساسیة فی التعلیم الالکترونی فی المجال العملی والتطبیقی, فالمعمل الافتراضی یعتبر من احد مستحدثات التکنولوجیا الحدیثة والتی تعتبر امتداد لتطور انظمه المحاکاة الإلکترونیة (البیاتی , 2006 :13) .

 کما ان المعامل الافتراضیة تعمل على تقدیم حلولاً مثالیه للمشکلات التی یعانی منها المعمل التقلیدی, فالتجارب الافتراضیة تتعدى حدود الزمان والمکان, ویمکنها التغلب على مشکله الامکانیات بالإضافة الى انها توفر عنصری السلامة والامان (Antar,2009:20)

 کذلک یمکنها اتاحة الفرصة  للمتعلمین لمحاکاة التجارب المکلفة او الخطرة, کما تتیح لهم اعادتها وهذا یصعب تطبیقه فی المعامل الحقیقیة (Robanson,2003).          

ویرى العرفج وآخرون (2012 : 164) أن المعمل الافتراضی یحاکی على نحو کبیر المعمل التقلیدی فی وظائفه وأحداثه، فعندما یزور المتعلم أحد مواقع المعامل الافتراضیة على شبکة الانترنت فبإمکانه ممارسة الأنشطة المعملیة التی تحدث عادة فی المعمل التقلیدی الحقیقی، وذلک من خلال استخدام أجهزة ومواد محاکیه (افتراضیة) ثلاثیة الابعاد، وکأنه یتواجد فی معمل حقیقی.

وهناک العدید من الدراسات والأبحاث التی أثبتت فعالیة استخدام المعامل الافتراضیة فی التعلیم کدراسة ایمان حجازی (2011) التی تشیر الى فاعلیه استخدام المعامل الافتراضیة فی التحصیل وتنمیه المهارات العملیة فی مادة الکیمیاء لدى طلاب الصف الأول الثانوی, ودراسة الشهری (2009) والتی خلصت الى فاعلیه المختبرات الافتراضیة فی اکساب مهارات التجارب المعملیة فی مقرر الأحیاء لطلاب الصف الثالث الثانوی بمدینه جدة, ودراسة المحمدی (2008) والتی خلصت الى فاعلیه المختبر الافتراضی فی تحصیل المستویات المختلفة لطالبات الصف الثانی الثانوی فی مقرر الکیمیاء, وکذلک دراسة البلطان (2012) التی اوصت بضرورة استخدام المعامل الافتراضیة فی التعلیم, حیث ان لدى معلم العلوم الکفایات اللازمة لتشغلها والقدرة على استخدامها بفاعلیه فی العملیة التعلیمیة.

کما أکدت بعض الدراسات على أهمیة المعامل الافتراضیة ومالها من دور فی تنمیه الکثیر من المهارات دراسة عزیزة الغامدی(2010) التی خلصت الى اثر المعامل الافتراضیة على التفکیر العلمی والتحصیل والرضا عن تعلم مادة الفیزیاء بالمرحلة الثانویة فی مدارس المملکة العربیة السعودیة, وکذلک دراسة ابو زینه (2011) التی کانت عن اثر استخدام المختبرات الافتراضیة الفیزیائیة فی التحصیل والخیال العلمی لطلبه الجامعات الأردنیة, وکذلک دراسة نور (2011) الى اکدت على ضرورة استخدام المعامل الافتراضیة فی تدریس الفیزیاء عامه وفی الجانب التطبیقی لها بصورة خاصه.

وتستنتج الباحثة مما سبق أن التعلیم لم یعد مقتصراً على اکساب المعلومات الى المتعلمین وتقدیمها لهم بصورة جاهزة بحیث یکون دور المعلم استظهار تلک المعلومات وخزنها فی ذاکرة المتعلمین الى وقت الامتحان وانما أصبح التعلیم یرکز على استخدام مهارات التفکیر العلمی بصورة علمیة باستخدام تقنیات التعلیم الجدیدة وخاصة المعامل الافتراضیة والتی یتم من خلالها تشغیل الذهن بهدف معالجه ما یواجه الطالب فی المواقف فی البیئة التعلیمیة التخیلیة المصممة له فی المعمل الافتراضی.

وتعد تنمیه التفکیر العلمی من اهم الاهداف فی تدریس العلوم لتحقیقها ولتکوین العقلیة العلمیة التی تواجه المشکلات بطریقه ایجابیه فی عصر یتسم بتطور المعلومات والتغیرات المتلاحقة فی مجال العلوم (امینة الجندی ,2003 :3).           

ویشیر (جروان، 2005) أن دور المتعلمین محدود وسلبی وینحصر فقط فی التلقی او مراقبه المشهد الذی یخطط له فی غرفه الصف وتکرار وتردید وحفظ للمعلومات من غیر فهم, ویقوم المعلم بتنفیذ غالب الحصه بکل تفاصیلها، لذا یجب ان یکون المناخ الصفی متمرکزاً حول المتعلمین بحیث یوفر لهم فرص للتفاعل والمشارکة, واستخدام مهارات التفکیر العلمی فی کل المشکلات التی یواجها حیث ان تعلیم مهارات التفکیر یرفع من درجه الاشارة والجذب للخبرات الصفیة، ویجعل دور الطلبة ایجابیاً وفعالاً .

وتعتبر مقررات العلوم الطبیعیة من أهم المقررات التی تحتاج فی شرحها وتفسیر مفاهیمها الى استخدام المعمل التقلیدی للمساعدة على توفیر خبرات حسیة متعددة ومتنوعة, حیث یرتبط تعلیم العلوم ارتباطاً وثیقاً بالتجریب والعمل المعملی, وتؤکد الکتابات الحدیثة فی هذا المجال على اهمیة المعمل ودور التجریب فی زیادة نشاط المتعلمین وفاعلیتهم ومشارکتهم الحیویة فی عملیة التعلم, بالإضافة الى انها تساعد المتعلمین على اکتساب المهارات المختلفة وتکون اتجاهات إیجابیة نحو تعلم العلوم, والتجریب هو الصق اسالیب التعلیم بمادة العلوم, بما یوفره من فرصه للطلاب للتعلم بالعمل الیدوی واختبار نتائج التعلم بالتجریب الحسی ( البلطان , 2012 : 2 )

وکما یشیر بابکر (2005: 113) بان طبیعة الفیزیاء التطبیقیة تصعب على المعلم تدریسه لها بطریقة نظریة بحته، وبالتالی یصعب على المتعلم الفهم والاستیعاب لعدم ممارسته للجوانب التطبیقیة للمعلومات والحقائق التی یدرسها, بالإضافة الى عدم تحقیق اهم اهداف تدریس الفیزیاء المتمثلة فی اکساب المتعلمین للمهارات العلمیة مثل الملاحظة والقیاس والتحلیل والتفسیر واکتساب مهارة العمل الیدوی وغیرها والتی لا یمکن للمتعلمین اکتسابها بطرق التدریس التقلیدیة التی ترکز على العرض النظری فقط لمحتوى المنهج, دون اجراء المتعلمین للتجارب والأنشطة العملیة الموجودة بالمحتوى.

ومن هنا ترى الباحثة أننا فی حاجة إلى تفعیل المعامل الافتراضیة بشکل دقیق فی تدریس العلوم الطبیعیة وخاصة مادة الفیزیاء لما لها من دور فی توفیر الوقت والجهد وتحسین الفهم والاستیعاب للحقائق التعلیمیة ولما لها أثر بالغ فی تنمیة التفکیر العلمی لدى الطالبات إلا أن الواقع یوضح قصور واضح فی تطبیق المعامل الافتراضیة بالشکل المناسب فی مادة الفیزیاء بمدارس المرحلة الثانویة.

مشکلة البحث:

بعد إطلاع الباحثة على نتائج الدراسات السابقة والأدب التربوی وجدت أن هناک قصوراً فی تفعیل بیئة التعلم الافتراضی وخاصة للمعامل الافتراضیة فی مدارس المرحلة الثانویة، بالرغم من الاجتهادات البحثیة الکثیرة فی إیضاح أهمیة تطبیق المعامل الافتراضیة فی تحسین مهارات الفهم والاستیعاب وتنمیة مهارات التفکیر العلمی لدى الطلاب.

وتأکیداً لما سبق تشیر نتائج دراسة (عزیزة الغامدی، 2010) ونتائج دراسة (سمیحه سلیمان، 1429) ونتائج دراسة (آمال أحمد، 2010) أن هناک ضعفاً فی استخدام تقنیات الواقع الافتراضی وذلک نظراً لضعف الخبرات المهنیة لدى المعلمین وعدم اکتراث تنمیة مهارات التفکیر العلیا وتحسین العملیة التعلیمیة وعدم تفعیل نظم وتقنیات التعلیم بشکل فعال فی تدریس مادة الفیزیاء.

وتلاحظ الباحثة من خلال عملها کمعلمة لمادة الفیزیاء فی المرحلة الثانویة أن هناک الکثیر من الصعوبات المتمثلة فی طرائق التدریس المستخدمة,  وبما ان العملیة التعلیمیة تهدف الى تنمیه التفکیر العلمی وماله من اثر ایجابی فی تکوین جوانب الشخصیة المعرفیة والمهاریه نظریاً وعملیاً حیث ان مهارة التفکیر العلمی ذات اهمیه فی مواجهه المشکلات التی تواجه المتعلمین فی حیاتهم العلمیة والعملیة, فقد لاحظت الباحثة وجود ضعف فی مهارات التفکیر العلمی لدى طالبات المرحلة الثانویة مما یجعلهم غیر قادرین على حل المشکلات التی تواجههم فی مقرر الفیزیاء .

کما قامت الباحثة بإجراء استطلاع للرأی من خلال عمل دراسة استطلاعیه غیر مقننه على معلمات الفیزیاء للمرحلة الثانویة وذلک للتعرف على الصعوبات التی تواجه المعلمات فی تدریس التفکیر العلمی فی مادة الفیزیاء, وقد توصلت نتائج الدراسة الى : ان 92% من العینة اتفقوا على ان هناک الکثیر من المشاکل والصعوبات فی المعامل التقلیدیة,  وان 78% اثبتوا ان المعامل التقلیدیة لا تفی بحاجات الطالبات ولا تنمی مهاراتهم و ذلک لعدم توافر الأدوات والأجهزة فی المعامل التقلیدیة وضعف الامکانیات المتاحة للتجارب, 56% اثبتوا ان هناک ضعف لدى الطالبات فی اتباع خطوات التفکیر العلمی, وان 85% اثبتوا ان المعامل الافتراضیة قد تکون بدیل فی حل مشاکل المعامل التقلیدیة.

لذلک ترى الباحثة أننا أصبحنا فی حاجة ماسة إلى مراجعة الکیفیة فی استخدام المعامل الافتراضیة وإبراز دورها الحقیقی وتغییر النظرة نحو تدریس مادة الفیزیاء وذلک لضرورة دمج تقنیات المعمل الافتراضی لما له أثر بالغ على تحسین مهارات التفکیر العلمی فی المعمل التقلیدی والافتراضی، لذلک وجدت الباحثة أن هناک ضعف لدى طالبات المرحلة الثانویة فی التفکیر العلمی لمادة الفیزیاء بمحافظه المخواة.

أسئلة البحث:

سعت الدراسة الحالیة للإجابة عن السؤال الرئیس التالی :

ما التصور المقترح لتصمیم المعمل الافتراضی فی تنمیة التفکیر العلمی بمقرر الفیزیاء لدى طالبات المرحلة الثانویة بمنطقة الباحة ؟

أهداف البحث:

یهدف البحث الحالی الى ما یلی :

1. بناء نموذج تصمیم تعلیمی لمعمل افتراضی .
2. معرفة اثر استخدام المعامل الافتراضیة على التفکیر العلمی لدى طالبات الصف الثالث ثانوی فی مادة الفیزیاء .

أهمیة البحث :

تتضح أهمیة البحث بأنها قد تسهم فیما یلی :

1. وجود ضرورة ملحة فی توجیه معلمات الفیزیاء إلى استخدام المعامل الافتراضیة فی التدریس للطلاب نظراً لدورها فی تنمیة مهارات الفهم والاستیعاب والخیال والإبداع    لدى الطلاب .
2. تحاول الدراسة الحالیة فی تقدیم آلیة جدیدة لتدریس الفیزیاء بحیث تساعد المعلمات على تسهیل شرح واستیعاب الفیزیاء لدى المتعلمات مع التغلب على المعوقات المهنیة والتقنیة التی تحول دون تطبیق المعامل الافتراضیة بشکل سلیم فی مدارس المرحلة الثانویة
3. الاستجابة الفوریة للاتجاهات الحدیثة التی تنادی بضرورة تنمیة التفکیر العلمی (التعلیم من اجل التفکیر) واهمیتها فی اکتساب خبرات التعلم المتنوعة عن طریق توظیف                   التقنیة الحدیثة.
4. ترغب الباحثة فی أن تکون الدراسة الحالیة نواة لإجراء مزیداً من الدراسات المستقبلیة حول الاتجاهات الحدیثة فی تطبیق المعامل الافتراضیة فی تدریس مادة الفیزیاء لتحسین مهارات التفکیر العلیا بصفة عامة.
5. یمکن أن تسهم نتائج الدراسة الحالیة فی تفعیل استراتیجیات حدیثة فی تعلیم الفیزیاء من خلال استخدام تقنیات الواقع الافتراضی.
6. یمکن أن تسهم نتائج الدراسة الحالیة متخذی القرار فی وزارة التعلیم بضرورة استخدام المعامل الافتراضیة واهمیتها للتغلب على الکثیر من المشکلات وتعویض النقص فی الامکانات فی المعامل التقلیدیة وضرورة ادخالها فی تدریس الفیزیاء.

مصطلحات البحث :

تمثلت اهم مصطلحات البحث الحالیة بالآتی :

1. المعامل الافتراضیة ( Virtual Labs ) :

عرف خمیس (2009: 73) المعامل الافتراضیة بأنها "برنامج کمبیوتر تفاعلی متعدد الوسائط, یوفر بیئة تعلم افتراضی مصطنعة إلکترونیاً, تحاکی معامل حقیقیة, وتمکن المتعلمین من استخدام الأدوات والأجهزة المعملیة, وتداول الأشیاء التی لا تدرک بالحواس المجردة کالذرة, وإجراء التجارب والفحوصات الصعبة والخطرة والنادرة فی بیئة آمنه "

    کما عرفها زیتون (2005) بأنها " بیئات تعلیم وتعلم افتراضیه تستهدف تنمیه مهارات العمل المختبری لدى الطلاب وتقع هذه البیئة على احد المواقع فی احدى الشبکات وینطوی هذا الموقع عادة على صفحه رئیسیه وبها عدد من الروابط او الایقونات (الادوات) المتعلقة بالأنشطة المعملیة وانجازها وتقویمها ".

وتعرفها الباحثة اجرائیاً بأنها " برنامج تفاعلی الکترونی قائم على الوسائط المتعددة یحتوی على ادوات لإجراء التجارب العلمیة کما هی فی الواقع  وهو محاکی للمعمل التقلیدی یتیح الحریة للطالبات بإجراء تجارب مادة الفیزیاء فی أی مکان وزمان ".

1. التفکیر العلمی (Scientific Thinking) :

عرف زکریا (1992) التفکیر العلمی  بانه " ذلک النوع من التفکیر المنظم, الذی یمکن ان نستخدمه فی شؤون حیاتنا الیومیة, او فی النشاط الذی نبذله حین نمارس اعمالنا المهنیة المعتادة, او فی علاقاتنا مع الناس ومع العالم المحیط بنا "

کما عرفه أبو جحجوح وحسونه (2011: 144) بأنه" نشاط عقلی معقد ومنظم, یقوم به الطالب بالشعور بموقف مشکل, ویحدده, ومن ثم یفرض إجابات عدة محتمله له, ویفحص صحتها فی ضوء المعلومات التی یجمعها, للوصول إلى الحل الصحیح, ویعبر عنه بالدرجة التی یحصل علیها الطالب فی اختبار التفکیر العلمی " .

وتعرفه الباحثة اجرائیاً بانه " تفکیر منظم یتم من خلال خطوات محددة للوصول الى الغایة والهدف لحل المشکلة المطلوبة فی مادة الفیزیاء ".

حدود البحث :

یقتصر البحث الحالی على :

1. الحدود الموضوعیة: اقتصرت هذه الدراسة على الوحدة الأولى (الکهرومغناطیسیة) من مقرر الفیزیاء للصف الثالث الثانوی الفصل الدراسی الثانی .
2. الحدود البشریة: اقتصر تطبیق هذا البحث على طالبات الصف الثالث الثانوی العلمی.
3. الحدود المکانیة : تم تطبیق الدراسة بمدرسة ثانویة الجوة للبنات بمحافظة المخواة .
4. الحدود الزمانیة: تم تطبیق تجربة الدراسة خلال الفصل الدراسی الثانی من العام الدراسی (1438ه-1439ه ) .

الاطار النظری للبحث والدراسات المرتبطة:

ینقسمالإطارالنظریللبحثالحالیإلىمحورینأساسیة:

1. المعامل الافتراضیة .
2. التفکیر العلمی .

المحور الأول : المعامل الافتراضیة (Virtual Laboratories ) :

1. مفهوم المعمل الافتراضی :

بعد الاطلاع على العدید من الأدبیات والدراسات السابقة المتعلقة بالمعامل الافتراضیة تبین ان هناک الکثیر من التعریفات لهذا المصطلح, وتبین ایضاً ان هذا المصطلح قد یطلق على عدة مفاهیم أخرى أبرزها :المعامل التخیلیة, والمعامل الجافه, والمعامل الرقمیة, والمعامل الإلکترونیة, والباحثة سوف تسرد بعض هذه  المفاهیم وهی على النحو التالی :

ویعرفه (Babateen (2011:37  بأنه " دراسة افتراضیه تحاکی المعمل الحقیقی, تزود الطلاب بأدوات ومواد عبر جهاز الکمبیوتر من أجل اجراء تجارب ذاتیه فی أی مکان او أی زمان, وتحفظ هذه التجربة عبر اسطوانات او موقع الکترونی "

ویرى البیاتی (2006 :13) بانه عبارة" عن برامج مختلفة تحاکی التجارب الحقیقة ویتم عرضها على شاشة الحاسب الآلی, معتمدة على خوارزمیات مبنیه على حسابات معینه, وعند استخدام هذه البرامج یعرض على شاشه الحاسب صوراً ورسومات تعبر عن التجربة المراد تنفیذها بطریقة تساعد الطالب او الباحث على اجراء التجربة وفهمها والحصول على نتائج منها".

ویُعرفه زیتون (2005: 165) بأنه "بیئة تعلیم وتعلم افتراضیه تستهدف تنمیه مهارات العمل المخبری لدى الطالبات وتقع هذه البیئة على احد المواقع فی احدى الشبکات (شبکه الانترنت مثلاً) ویتضمن هذا الموقع عادة على صفحه رئیسیه وبها عدد من الروابط أو الأیقونات (الأدوات) المتعلقة   بالأنشطة المختبریة وانجازها وتقویمها ".

ویرى خمیس (2009: 73) بأنه "برنامج کمبیوتر تفاعلی متعدد الوسائط, یوفر بیئة تعلم افتراضی مصطنعة إلکترونیاً, تحاکی معامل حقیقیة, وتمکن المتعلمین من استخدام الأدوات والأجهزة المعملیة, وتداول الأشیاء التی لا تدرک بالحواس المجردة کالذرة, وإجراء التجارب والفحوصات الصعبة والخطرة والنادرة فی بیئة آمنه ".

وتعرفه الباحثة إجرائیاً على أنه "برنامج تفاعلی الکترونی قائم على الوسائط المتعددة یحتوی على ادوات لإجراء التجارب العلمیة کما هی فی الواقع وهو محاکی للمعمل التقلیدی یتیح الحریة للطالبات بإجراء تجارب مادة الفیزیاء فی أی مکان وزمان ".

1. أهمیة المعامل الافتراضیة :

تبرز أهمیة المعامل الافتراضیة فی الدور الکبیر الذی تقوم به فی مجال التعلیم، فهی توفر العدید من المیزات للعملیة التعلیمیة وقد اتفق کلًا من (الشهرانی والسعید، 2004: 364، صبری وتوفیق، 2004: 237- 238، ایمان ثقه، 2011: 43-44، العلیانی، 2012: 81 -82 ) على أن المعلمین یحتاجون إلى برامج المحاکاة الحاسوبیة التی تعتبر کبدیل للمعامل فی بعض الحالات التی یتعذر فیها التعلم عن طریق الخبرات المباشرة ومن أمثلة ذلک ما یلی:.

• أن بعض التجارب تحتاج إلى وقت طویل وجهد کبیر لإنجازها، وعندها تقوم المحاکاة بدور تیسیر هذه التجارب وجعلها مفهومة لدى المتعلمین.
• یمکن من خلال المحاکاة القیام بالتجارب المعملیة بتکالیف قلیلة، لأن بعض التجارب المعملیة قد تکون مکلفة مادیًا.
• خطورة بعض التجارب عند إجرائها أمام المتعلمین کتجارب التفاعلات الکیمائیة والنوویة، وکذلک التعامل مع المواد الإشعاعیة، أو محاولة إجراء التجارب على بعض الحیوانات المفترسة أو السامة.
• تتمیز هذه المعامل بتحقیق جانب الخیال العلمی لدى المتعلمین، وعندها یحقق المتعلم أحلامه، ویعیش بداخل المعلومات التی درسها.
• تساهم المعامل الافتراضیة بدورٍ کبیرٍ فی جعل المعلومات أکثر حقیقةً، وهذا یعزز قدرة المتعلمین على التحصیل العلمی السریع والمنضبط.
• یقدم التعلیم للمتعلمین بصورة جذابة یحتوی على کثیر من المتعة والتسلیة والاثارة .
• تساعد المعامل على افتراض المشکلات وطرح الحلول وفهمها وتطبیقها مما ینمی قدرة المتعلمین على حل مشاکل التعلیم الحقیقیة.
• تقوم المعامل الافتراضیة بدور تشجیع المتعلمین على الإقبال على التعلیم، وتغذی فیهم الدافعیة للتفاعل مع المعلومات ومشاهدتها.

1. أنواع المعامل الافتراضیة :

تتعدد أنواع وتصنیفات المعامل الافتراضیة وقد ذکر( البلطان ,2011, طلبة 2008, شرف ,2006 ) أن بیئة التعلم الافتراضیة یتوفر فیها نوعان من المعامل الافتراضیة هما:

أولاً: معامل المحاکاةSimulation-based Laboratories   :

 وهی تلک المعامل الافتراضیة التی تحاکی وتماثل المعامل الحقیقیة، ویستطیع المتعلم من خلالها إجراء التجارب فی بیئة افتراضیة مستخدمًا الواقع الافتراضی، ویمکن أیضًا استخدام بعض البرامج التی لا تعتمد على نوع نظام التشغیل لتحقیق نتائج صحیحة فی محاکاة الأجهزة المعملیة کحال لغة الجافا ونظائرها.

ثانیاً: المعامل الحقیقیة المستخدمة عن بعد

                               Remote real laboratories access :

یستطیع المتعلم من خلال هذه المعامل الاتصال بالمعمل الحقیقی من المنزل مستخدمًا أدوات التحکم ونظم التواجد الافتراضی عن بعد لتنفیذ التجارب، ویشاهد المتعلم ما یحدث بالصوت والصورة، وکذلک تظهر نتائج التجارب على الحاسب الآلی المتصل، مما یمکن المتعلم من تحلیلها وتخزینها.

1. المکونات الرئیسیة للمعامل الافتراضیة:

تعتمد المعامل الافتراضیة على مکونات رئیسیة لأنها عبارة عن برامج حاسوبیة تستخدم من خلال الأقراص المدمجة(CD) أو من خلال الشبکة العنکبوتیة، وقد ذکر البیاتی(2006، 28-32) انها تنحصر فی المکونات التالیة :

• الأجهزة والمعدات المعملیة: وهی مجموعة من الأجهزة المتخصصة التی تقوم باستلام البیانات والأوامر وتقوم بتغییر قیم المدخلات حسب متطلبات التجربة، وتقوم أیضًا بإرسال النتائج والقراءات والملاحظات المتعلقة بالتجربة، وفی بعض الأحیان قد تتوفر کامیرات فی المعامل تسهل معرفة نوعیة الأجهزة وکیفیة عملها حسب المعطیات المدخلة والتی تم برمجتها علیها.
• أجهزة الحاسب الآلی: وهی ضروریة حتى یقوم المتعلم بإجراء التجربة، ولا بد أن تکون هذه الأجهزة متصلة بالشبکة العالمیة أو الشبکة المحلیة، حتى یعمل مباشرة فی المعمل ویستطیع العمل فی أی مکان أو زمان، کل ذلک بالإضافة إلى وجود البرامج الخاصة بتصفح الشبکة وبرامج المحاکاة التی تضمن توافقًا فی إجراء التجارب، وخروج نتائج منضبطة مع المعطیات.
• شبکه الاتصالات والاجهزة الخاصة بها : ولا بد من توفر هذا المکون فی حالة إجراء التجارب عن بعد، مع ربط جمیع المستفیدین مع المعمل ویتحقق ذلک عن طریق التراسل الرقمی، لذلک یتحتم ربط جمیع الأجهزة مع شبکة الحاسوب، مع التأکد من أن خطوط الاتصالات مأمونة وتوفر قناة اتصال ذات جودة عالیة للمستفیدین تمکنهم من التواصل مع المعمل عن طریق الشبکة المحلیة أو العالمیة، حتى یستطیعوا القیام بالتجارب المطلوبة على أکمل وجهٍ.
• البرامج الخاصة بالمعمل الافتراضی: تنقسم هذه البرامج إلى نوعین، النوع الأول: خاص بالبرامج والمعلومات التی یجب أن تتوفر فی التجربة، وذلک للتعلم على أدائها، والنوع الثانی: یعتمد على برامج المحاکاة التی صممها المختص مع معرفة کیفیة استخدامها وتطبیق معطیاتها أثناء التجارب.
• برامج المشارکة والادارة : وهی برامج إداریة تشارکیة تتعلق بإدارة المعمل والمتعلمین والباحثین الذی یضطلعون بمهمة إجراء التجارب، وتقوم هذه البرامج بتسجیل المتعلمین فی البرامج المعملیة، وتحدید الحدود التی یجب توافرها لدى کل مستخدم فی                   التجارب المتعددة.
• الکوادر الفنیة التقنیة: وحتى تؤدی المعامل الافتراضیة مهمتها فإنها تحتاج إلى محتوى علمی وعملی للمتعلمین والباحثین، من ناحیة استخدام الرسائل الموضحة والمناسبة والملائمة للتعلیم الإلکترونی، ولذلک لابد من وجود فریق تقنی یستطیع إعداد وتألیف المحتوى العلمی الرصین، مع تحویله إلى مادة معروضة بشکل جذاب تعرض على الشبکة، ولا بد أیضًا من توفر فریق من التربویین الذین یقومون بتقویم المحتوى وفحصه وتجریبه مرات عدیدة للتأکد من صحة التجربة.

1. ممیزات المعامل الافتراضیة :

للمعامل الافتراضیة عدة ممیزات فی العملیة التعلیمیة حددها العطار (2015) فیما یلی:

• ممیزات تتعلق بتقنیات المعمل : حیث تعمل على تعویض النقص فی الإمکانات والمواد والأجهزة وذلک لنقصان التمویل المالی، کما أنها تعمل على إعطاء الحریة للمتعلمین فی إجراء التجارب فی أی مکان وأی وقت، وتحل مشکلة عدم توفر الوقت الکافی فی المعمل التقلیدی حتى یتمکن المتعلمون من فهم المفاهیم العلمیة.
• ممیزات تتعلق بالأمان : مثل سماحها للمتعلم بإجراء التجارب الخطرة على نفسه وعلى المؤسسة التعلیمیة، وقد یرتکب بعض الأخطاء بحیث لا تعود بنتائج سلبیة على نفسه أو المؤسسة التعلیمیة الخاضعة للدراسة.
• ممیزات تتعلق بتقییم اداء المتعلمین : مثل سماحها للمعلم بأن یعمل على تقییم المتعلمین ومتابعتهم وملاحظتهم عند إجراء التجارب إلکترونیًا، وایضاً بإمکانه حفظ نتائج کل متعلم على حافظة الکترونیة حیث تعتبر وسیلة من الوسائل الفعالة لتقییم الأداء لکل المتعلمین.
• ممیزات تتعلق بالأبحاث : کأن یقوم المتعلمون بإجراء التجارب عن بعد، وبشکل تعاونی بین فریق العمل، کما یتم توثیق نتائج التجارب إلکترونیًا بغرض تحلیلها ومعالجتها ومشارکتها مع الآخرین.

1. استخدامات المعامل الافتراضیة :

ذهب کلاً من زیتون (2005: 164-165) وإیمان ثقه (2011: 74) إلى أنه من الممکن استخدام المعمل الافتراضی فی عدد من الحالات کبدیل ومساعد للمعمل التقلیدی  ومن هذه الحالات ما یلی:

• یستطیع المتعلم أن یمارس التجارب والأنشطة المعملیة فی حالة عدم تمکنه من حضور الحصص الدراسیة او فاتته الأنشطة خلال المعمل التقلیدی.
• یستطیع المتعلم أیضًا استکمال بعض الأنشطة التی لم یستطع استکمالها أثناء تدریبات المعمل الحقیقی.
• تساعد المعامل الافتراضیة المتعلم على إنجاز الکثیر من المهام والتکلیفات فی المنزل.
• من ممیزات المعامل الافتراضیة أنها تمکن المتعلم من ممارسة التجارب التی تتسم بالخطورة أو ارتفاع تکالیفها، وکذلک بعض التجارب التی تحتاج إلى فترات زمنیة      طویلة لإنجازها.

1. معوقات استخدام المعامل الافتراضیة :

رغم أن المعامل الافتراضیة تحتوی على الکثیر من الممیزات والخصائص والإیجابیات إلا أن بها بعض المعوقات التی تعرقل وتحد من استخدامها، وتحتاج إلى کثیر من التطویر المستمر، وإلى جهدٍ کبیرٍ للتغلب علیها وقد ذکر کلًا من( زیتون، 2005: 166، البلطان، 2011: 97، دعاء الحازمی، 2010: 177، الشهری، 2009: 63، إیمان ثقه، 2011: 47)  بعضًا من المعوقات التی ارتبطت  بالمعامل الافتراضیة ولوحظ تواجدها أثناء التجارب المعملیة منها ما یلی:

• احتیاج المعلم فی بعض الأحیان إلى الکثیر من الوقت حتى یجیب عن استفسارات المتعلمین المتعلقة بالمسائل الفنیة الخاصة بالحاسب الآلی.
• قد یوجد فی  بعض المعامل الافتراضیة بعض الأخطاء والمشاکل الفنیة الخاصة            بالحاسب الآلی.
• تعانی بعض المعامل من نقص فی التفاعل الحقیقی  بین المعلم والمتعلمین والزملاء وکذلک الأدوات والأجهزة والمواد التی یقوم علیها المعمل.
• تحتاج هذه المعامل  فی تصمیمها وإنتاجها إلى متخصصین فی مجال البرمجة وکذلک خبراء فی المناهج وعلم النفس.
• عدم وجود المعامل الافتراضیة التی تعتمد على اللغة العربیة، أو ندرتها فی بعض الأحیان.
• قد تحتاج بعض المعامل الافتراضیة إلى بعض المعدات الخاصة ذات الکفاءة العالیة التی تکفل نجاح المعمل فی القیام بدوره.
• احتیاج المتعلمین إلى تهیئة تدریبیة من خلال التدریس العملی بواسطة الحاسبات الآلیة ومراعاة الابتعاد عن الجانب النظری.
• تنمیة قدرات المعلمین وأصحاب القرار من خلال اطلاعهم على آخر ما توصلت إلیه التکنولوجیا لتغییر أفکارهم، وإبعادهم عن الطرق النمطیة فی التعلیم
• مع وجود ممیزات فی المعامل الافتراضیة فلا یمکن القول إن الحاسب الآلی یقوم بالدور الذی تقوم به المعدات الحقیقیة والفعلیة فی تعلیم المهارات المعملیة.
• الإفراط من استخدام التکنولوجیا والتقنیة الحدیثة والاعتماد علیهما بشکل کلی یؤدی إلى افتقار وقصور فی مهارات التواصل والحوار بین المتعلمین.

المحور الثانی : التفکیر العلمی (Scientific Thinking):

1. مفهوم التفکیر العلمی :

تناولت الکثیر من الأبحاث والدراسات تعریفات ومفاهیم مختلفة للتفکیر العلمی ومنها ما یلی:

ویرى سعادة (2015 :40) بأنه "ذلک النمط من التفکیر الذی یعتمد على الأسلوب العلمی أو وجهات النظر العلمیة, مثل: الواقعیة, والطبیعیة, والتربویة, والتجریبیة, والإیجابیة ".

کما انه "نشاط عقلی هادف ومنظم یتمثل فی قدرة الطالب والمعلم على تحدید مشکله ما, ووضع خطة لدراستها من خلال صیاغة الفروض المقترحة, واختبار صحتها, وتفسیرها, والوصول إلى نتیجة نهائیة یمکن تعمیمها " (صالح ,2013: 61).

کما یُعرفه خلیل (2012: 23) بأنه" عملیه عقلیه, یقوم بها الفرد عندما یواجه  مشکله او موقفاً معیناً, تجعله یتصرف بشکل معین, متبعاً خطوات, مثل : الملاحظة , والتوقع , وجمع البیانات والمعلومات المتصلة بهذه المشکلة , وفرض الفروض , وتحدید المتغیرات وضبطها واختیار أنسبها من خلال أدلة وبراهین وتجارب عملیة لإثبات صحة هذه الفروض, ویهدف إلى تفسیر الظواهر الکونیة والمواقف الحیاتیة , وحل المشکلات ".

کما یرى أبو جحجوح وحسونه (2011:  144) التفکیر العلمی بأنه" نشاط عقلی معقد ومنظم , یقوم به الطالب بالشعور بموقف مشکل, ویحدده, ومن ثم یفرض إجابات عدة محتمله له, ویفحص صحتها فی ضوء المعلومات التی یجمعها, للوصول إلى الحل الصحیح, ویعبر عنه بالدرجة التی یحصل علیها الطالب فی اختبار التفکیر العلمی " .

وبالنظر الى التعریفات والمفاهیم السابقة نجد انها اختلفت من باحث الى آخر فی طریقة تعبیرهم عن التفکیر العلمی الا ان الباحثة اتفقت مع تعریف ابو جحجوح وحسونة فی ان التفکیر العلمی" تفکیر منظم یتم من خلال خطوات محددة للوصول الى الغایة والهدف لحل المشکلة  المطلوبة فی مادة الفیزیاء".

1. أهمیة التفکیر العلمی :

إن التمکن من التفکیر العلمی من أکثر الاهداف والغایات التی ینبغی للتربیة العلمیة تحقیقها، لهذا یعمل کلًا من التربویین والمتخصصین فی تدریس العلوم إلى تنمیة مهارات التفکیر العلمی ووسائله وأسالیبه لدى الأشخاص المتعلمین (زیتون، 1999: 94).

وفی ذلک الحین نوهت نوال خلیل (2005) إلى أنه یلزم على الشرکات التربویة توجیه عنایتها وطاقتها لتنمیة التفکیر العلمی لدى المتعلمین، وهذا لموائمة المتغیرات السریعة التی تتم فی العالم، ویحدث هذا عن طریق إتاحة الفرص الصحیحة للمتعلمین من خلال ممارسة البحث والأنشطة العلمیة، ویجب على المعلمین استعمال أسالیب تدریسیة هادفة تعمل على إنماء الإمکانیات العقلیة والتفکیر العلمی لدى المتعلمین، وکل هذا لن یتم باستعمال الأسالیب التدریسیة التقلیدیة، وإنما باستعمال الأسالیب الحدیثة فی التفکیر والبحث العلمی.

وتبرز أهمیة التفکیر العلمی فی النتائج والثمار, والخصائص والممیزات، والمناهج والآلیة التی تتوفر فیه، فهو یقود إلى الوصول إلى الحل الملائم فی الزمن الملائم وبتکالیف مادیة أقل، ویمتاز بأنه تفکیر جلی المنهج، ومترابط فی الخطوات، وهو تفکیر موضوعی، ومنطقی، وتفکیر هادف وواعٍ، ومنظم، ومنطقی، وواضح، وإنه تفکیر: ماذا؟. . ولماذا؟. . . وکیف؟ وفی ذلک الحین لا یعی أهمیه التفکیر العلمی من لم یتفحص طریقته فی التفکیر، ومن لم یعش ضمن منظومة اجتماعیة وعلمیة یفکر أفرادها علمیاً، کما قد لا یستشعر أهمیته من لم یتصف بمنهجیة التفکیر العلمی یوماً من الزمان ولم یذق طیب ثمارها، وربما لا یقتنع القلة إلا بالتطبیقات والأمثلة، وذلک أمر طبیعی، الأمر الذی یوجب الربط ببین الطرح النظری والتطبیق العملی (المهداوی، 2013: 48).

1. خصائص التفکیر العلمی :

یتمتع التفکیر العلمی بمواصفات متنوعة ویمتاز بها عن غیره من أنواع التفکیر الأخرى، وقد نوه کلاً من ( بن حامد، 2011: 56-58، القرشی، 1429ه: 50-56، حنان رضا، 2010: 81-84، وأبو حمدان، 2006: 13، البکر، 2002: 18) إلى العدید من المواصفات الممیزة للتفکیر العلمی لعل من أبرزها ما یلی:

1. التراکمیة: من أهم خصائص التفکیر العلمی أنه ینطلق من الواقع، حیث أن کلًا من العلماء و الباحثین یحاولون ویساعدون فی تشیید المعرفة وکلًا منهم أیضًا یسعى لإضافة کل جدید إلى المعرفة، فتتراکم المعرفة، وتتمیز المعرفة العلمیة عن المعرفة الفلسفیة، ومما تتمیز به الأولى عن الثانیة أن العلماء یبنون نظریاتهم على نحو عمودی فینطلق العالم من خاتمة ما توصل إلیه غیره، أما الثانیة على الضد من الأولى عمومًا حیث إن الفیلسوف یبدأ فی دراساته من نقطة البدایة لیصل إلى نتائج نهائیة.
2. المنهجیة (التنظیم): ومن ممیزات  التفکیر العلمی أنه یعتبر أسلوبًا وطریقة منهجیة واضحة للبحث والمعرفة وهو مغایر عن التفکیر العادی، فالتفکیر العلمی یستند إلى منهج محدد فی وضع الفروض وحل المشکلات ویعتمد على  النظریات، ویقوم باختبار الفروض على نحو دقیق ومنظم، أما التفکیر العادی فهو عبارة عن عملیة إرادیة واعیة تتشابه مع ردود الأفعال العشوائیة، ویبدأ هذا التفکیر بالملاحظة القصدیة للظاهرة، ثم یقوم بوضع الشروحات لها على شکل فرضیات یتم التیقن منها بالتجارب أکثر من مرة، ثم بعد هذا یتم الاستعانة بالقوانین الجزئیة وضمها فی نظریة واحدة، من أجل الوصول إلى النتیجة المتوقعة.
3. البحث عن الأسباب : من أهداف العلم الأساسیة استیعاب الظواهر التی یقوم بدراستها ویحدث هذا الاستیعاب عن طریق توضیح الظواهر وتحلیلها تحلیلًا دقیقًا من خلال التعرف على أسبابها وعوامل نشأتها ومراحل تطورها، لهذا لابد للإنسان من علم أسباب الحالة المجتمعیة حتى یستطیع الهیمنة علیها وضبطها والتأثیر فیها وزیادتها أو انقاصها، وبذلک یتم التحکم فیها وإخضاعها للتجربة والتعدیل والتطویر، ولهذا فان من ممیزات  التفکیر العلمی السعی إلى البحث عن العوامل المباشرة لا العوامل البعیدة، التی لا علاقة لها بالموضوع المراد بحثه.
4. الشمولیة والیقین : من ممیزات وخصائص المعرفة العلمیة أنها معرفة شاملة یقینیة  تسری على جمیع أمثلة الحالة المجتمعیة, التی تم معرفة أسبابها، والشمول مرتبط غایة الارتباط بالیقین فی المعرفة العلمیة، حیث إن ذلک الیقین مرتکز على أدلة منطقیة مقنعة ثابتة، ومن المؤکد أنه کما تسری الشمولیة على الظواهر التی یبحثها العلم، أیضا تسری على الأذهان التی تأخذ العلم، بمعنى أنها تفرض الحقیقة على الجمیع بمجرد ظهورها.
5. التکامل : التفکیر العلمی لا یقوم بمهمة واحدة ولا یقف عند الوصول أو الإحساس بالمشکلة، أو إبرازها أو تحدیدها، لأن الشخص الذی یمارس ذلک التفکیر العلمی یملک رغبة کبیرة  بالاستمرار فی البحث والاستقصاء، حتى یصل إلى جوهر الصلات التی تربط بین مکونات الموقف مع بعضها البعض، ومن ثم تصبح ذات معنى، وذات قدرة على اقتراح الحلول وتوضیح الموقف وتفسیره، لهذا فان التفکیر العلمی یحتوی عملیات الفحص والتحلیل والتفسیر والتمییز مع تقویم کل المکونات التی لها صلة بالموقف المراد بحثه ودراسته.
6. البعد الانسانی : إن التفکیر العلمی هو نتاج النشاط العقلی للإنسان ولا یمکن أن ینتج التفکیر  مستقلاً عنه، لأن التفکیر مرتبط بالإنسان منذ وجوده على الأرض
7. الدقة والتجرید: ومن الصفات التییتصف بها التفکیر العلمی الدقة والتجرید، فمن غیر المقبول فی التفکیر العلمی ترک عبارة دون تحدید وتنظیم لها وإذا لم یستطع العالم الجزم بالشیء فی بعض الحالات فإن هذا الشیء یظل احتمالًا حتى یثبت العلم صحته بعد ذلک، وحتى یکون البحث دقیقًا وموضوعیًا فإنه یلجئ فی کثیرٍ من الأحیان إلى استعمال لغة الریاضیات التی هی لغة الأرقام، وهذا لیس مقتصرًا على العلوم العلمیة لکن یتعدى کذلک إلى العلوم الإنسانیة وغیرها.
8. معوقات التفکیر العلمی :

وقد ذکرت رانیة الردادی (2002: 114-115 ) أن هناک العدید من المعوقات التی تقف حجر عثرة وتعیق عملیة التفکیر العلمی، ولعل من أبرز هذه المعوقات ما یلی:

• عوائق تتعلق بالمنهج : فالمنهج المقدم للمادة العلمیة لا یستطیع أن یعطی للمتعلمین فرصًا للتفکیر العلمی، بل یقدم المادة العلمیة فی صورة سرد ولا یعطی مساحات للمتعلمین للمشارکة والتفاعل فی کثیر من الأحیان.
• عوائق تتعلق بالمعلم : ومن العوائق التی تتعلق بالمعلم ما یتصل بإعداده المهنی والتربوی وتدریبه.
• عوائق تتعلق بالمتعلم : یتصل بالمتعلم عدة عوائق منها الالتزام بنمط واحد معتاد من الحل، وکذلک الجمود المهنی، عدم التکیف مع المدرسة، العادات السیئة المتوطنة فی سلوک المتعلم، وکذلک المکتسبة.
• عوائق تتعلق بالأهداف التربویة : ومن ذلک اشتمال المنهج على أهداف رئیسیة غیر واضحة أو معدومة فی کثیر من الحالات.

1. مهارات التفکیر العلمی :

عرف عبدالجلیل (2011: 267) مهارات التفکیر العلمی بأنها هی" العملیات التی تحدث فی عقل المتعلم والتی تقوم على الفهم والاستیعاب والتنظیم للمعلومات, وکذلک التخطیط واتخاذ القرار والحکم على الأشیاء وحل المشکلات, وهذا یعنی انها مجموعه من العملیات العقلیة التی یتعین على الفرد القیام بها عندما یواجه مشکلة ما ویسعى للوصول الى حل لهذه المشکلة وتتمثل فی القدرة على تحدید المشکلة تحدیداً دقیقاً, واختیار الفروض, واختبار صحة الفروض, وتفسیر البیانات, واخیراً تعمیم النتائج".

وتُعرفها ثناء عودة(2006: 22) بأنها" الأداءات العقلیة التی یقوم بها التلامیذ التی تتسم بالدقة والسرعة أثناء ممارسة حل الأنشطة والتدریبات المختلفة" .

وتعتبر مهارات التفکیر العلمی هی المهارات التی تقوم على  الطریقة العلمیة فی البحث، وقد تمثلت فی المهارات التالیة: تحدید المشکلة، وضع الفروض، اختبار صحة الفروض، التفسیر والتعمیم (القادری، 2012: 21).

ویبرز جون دیوی کواحدٍ من الأوائل الذین کتبوا عن التفکیر العلمی، وقد حدد عدداً من المهارات تتمثل فی الخطوات التالیة ( Dewey,1933:102-112):

• تحدید المشکلة والشعور بها .
• جمع البیانات التی لها علاقة بالمشکلة .
• تکوین الفرضیات واختیار الانسب منها .
• اختبار صحة الفرضیات  .
• الوصول الى النتائج وحل للمشکلة .

کما أورد (Thomson ( 1959: 156 عدة خطوات للتفکیر العلمی فیما یلی:

• تحدید المشکلة تحدیداً واضحاً.
• فحص الوقائع المتعلقة بالمشکلة داخل الإطار العلمی للمیدان الذی ترتبط به.
• تحلیل المشکلة ووضع خطة لدراستها على حسب عدد الفروض المقترحة.
• اختبار صحة الفروض للوصول إلى نتائج نهائیة.

وقد ذهب مجموعة من الباحثین والمتخصصین إلى تحدید خمس مهارات أساسیة  للتفکیر العلمی، فقد أشار(سویلم، 2008: 41، العلیمات وآخرون، 2008: 245، رشا عبدالعال، 2010: 58، ندى یوسف، 2012: 11) الى هذه المهارات هی:

• تحدید المشکلة
• فرض الفروض
• اختبار صحة الفروض
• تفسیر البیانات
• التعمیم .

وترى الباحثة من خلال الاطلاع على عدد من المهارات الخاصة بالتفکیر العلمی أن هناک تفاوت کبیر فی عدد المهارات التی أشار الیها الباحثون، وقد اتفقت الباحثة مع کل من (سویلم، العلیمات واخرون، رشا عبد العال، ندى یوسف) فی المهارات الأساسیة للتفکیر العلمی، واتبعت الدراسة الحالیة المهارات التالیة: مهارة تحدید المشکلة، مهارة فرض الفروض، مهارة اختبار صحة الفروض، مهارة تفسیر البیانات، مهارة التعمیم، وفیما یلی تفصیل لهذه المهارات:

• ·        مهارة تحدید المشکلة (Problem Definition Skill  ):

وتُعرف أمینة الجندی (2003: 21) مهارة تحدید المشکلة بأنها " قدرة الطالب على ادراک الجوانب ذات الأهمیة فی المشکلة المطروحة والتمییز بین الأسئلة التی تشیر الیها, وتحدید أی هذه الأسئلة تعبر عن المشکلة تعبیراً دقیقاً" .

ولکی یستطیع  المتعلم حل هذه المشکلة باستخدام التفکیر العلمی لابد من تحدیدها تحدیدًا دقیقًا وواضحًا ومفهومًا حتى یستطیع المضی قدمًا فی حلها دون وجود عوائق (زیتون، 2003: 332).

أما عن طریقة تحدید المشکلة فإن ذلک یکون عن طریق صیاغتها فی شکل صورة إجرائیة قابلة للحل، أو على شکل سؤال، أو على شکل عبارة تقریریة                               (زیتون، 2003: 55).

وعلیة فإن الباحثة تعرف مهارة تحدید المشکلة إجرائیاً "بأنها قدرة المتعلم على فهم عناصر المشکلة وتحدیدها تحدیداً واضحاً من اجل الوصول الى حل لها" .

• ·     صیاغة الفروض (Formulating Hypothesis):

وتُعرف مهارة صیاغة الفروض بأنها "القیام باقتراح تخمینات جیدة لحل قضیة ما ثم العمل على فحص او اختبار هذه التخمینات " (سعادة، 2003).

ویؤکد عیسوی(1984: 180) أن المتعلم یجب علیه أن لا یتمسک فی تفکیره بأی فرض من الفروض التی وضعها، بل یتحتم علیه الاتصاف بالمرونة بحیث یسمح بتعدیل أو تغییر أی فرض، إذا ما ثبت خطأه، وأن یعتمد فی وصفه للفروض على إدراک العلاقات الموجودة  بین المعلومات التی تم جمعها عن المشکلة، وبالتالی یفرض علیه البحث عن فروض ملائمة ومناسبة للمشکلة.

وتعرف الباحثة إجرائیاً صیاغة الفروض بأنها" وضع مجموعة من الحلول المؤقتة أو البدیلة  للمشکلة التی یراد إیجاد حلها".

• ·        اختبار صحه الفرضیات (Hypotheses testing):

ویرى سعادة (2008: 47) بأنها تلک المهارة المستخدمة بهدف تحلیل النتائج  واختبار فاعلیة مجموعة من الحلول التجریبیة المقترحة لمشکلة من المشاکل.

ومرحلة اختبار الفرضیات من المراحل الحاسمة فی الوصول إلى حلول للمشکلات وأحیانًا الإجابة عن تساؤلاتها، وفی هذه المرحلة  یقوم المتعلم بقبول أو رفض الفرض من خلال اختباره عن طریق عزل جمیع المتغیرات التی تؤثر علیه. (نشوان، 2005: 104)

إن مهارة اختبار الفرضیات تشبه بدرجة کبیرة  مهارة التفکیر و التدریب على الدقة والشمول فی الملاحظة العلمیة، وتساعد هذه المهارة للوصول إلى المعلومات والبیانات الدقیقة وتساعد کذلک  فی الضبط العلمی لکثیرٍ من الظواهر والمتغیرات والتحکم فیها من أجل التوصل إلى التغیرات الحادثة والتأکد من صحة النتائج (محمود، 2006: 144).

وتعرف الباحثة مهارة اختبار الفرضیات اجرائیاً بانها "المهارة التی یتم فیها اختیار افضل الطرق والحلول الممکنة لاختبار مجموعه من الفروض ویتم من خلالها قبول او رفض هذه الفروض" .

• ·        تفسیر البیانات (Interpreting Data Skill):

یُعرف سلام و صفیة (1992: 145) مهارة التفسیر بأنها "القدرة على تفسیر المعلومات او الوصول الى الاستنتاجات او فرض بعض الفروض من خلال بیانات رقمیة فی جدول او خطیة فی رسم بیانی او مصورة کما فی الخرائط او الصور "

یؤکد الخلیلی وآخرون (1996) على أن هذه المهارة من المهارات المهمة لتعلقها بتفسیر وتوضیح العمل الذی قام به الإنسان من ملاحظة وقیاس وتصنیف، والتفسیر یعنی الحصول على معنى للمعلومات المتوافرة, وتتضمن هذه المهارة تفسیر کلٍ من البیانات والمعلومات فی الرسوم البیانیة والجداول الإحصائیة والنتائج.

وتعرف الباحثة إجرائیاً مهارة تفسیر البیانات بأنها" قدرة المتعلم على تفسیر المعلومات والبیانات والنتائج التی توصل الیها من خلال العملیات التی قام بها من ملاحظة وقیاس وتصنیف" .

• ·        التعمیم(Generalizing Skill):

والتعمیم هو " تلک المهارة التی یمکن من خلالها بناء جمل أو عبارات بحیث یمکن تطبیقها فی کثیر من الظروف والأحوال إن لم یکن جمیعها". (سعادة، 2008: 49)

وتشیر سلمى الناشف(1999) فی تعریف التعمیم إلى أنه "نقل النتائج التی تم التوصل إلیها إلى مواقف جدیدة مشابهة وذلک من أجل إیجاد حل لمشکلة مماثلة أو إیجاد تفسیر أکثر کمال لظاهرة مطابقة.

وتتم هذه العملیة عندما یستخلص المتعلم عبارة عامة Aboard Statement  (تعمیم) بحیث تنطبق على الکثیر من الحالات او الأمثلة او الملاحظات                                         (زیتون، 2003: 21).

وتعرف الباحثة مهارة التعمیم بأنها" الوصول الى نتائج بحیث یمکن تطبیق هذه النتائج العامة على مشکلات ومواقف جدیدة مماثلة للمشکلات السابقة" .

1. تنمیة التفکیر العلمی :

إن التفکیر العلمی من سمات العصر الذی نعیشه، ولا یخفى أن تنمیة مهاراته من أهداف التعلیم، ویتم تدریب المتعلمین على کیفیة التفکیر عن طریق تنمیة قدراتهم على التفکیر ومعالجة المعلومات حتى یستفیدون منها فی مواقف الحیاة المختلفة، وکذلک لیکونوا قادرین على الابتکار والتجدید والانتقاء وممارسة هذه المهارات فی مجالات الحیاة المختلفة، وکذلک تنمیة القدرات على ما یعرف بالتعلم الذاتی والبحث عن المعرفة من المصادر المختلفة وذلک لمواجهة تحدیات العصر واحتمالات المستقبل التی ستطرأ فی العقود القادمة. (شیماء حسن، 2013: 32).

ویشیر الدیب (1988) إلى أن الکثیر من نتائج البحوث التربویة والنفسیة تشیر إلى إمکانیة تنمیة قدرات المتعلمین على التفکیر العلمی، وأن التفکیر العلمی لیس مجرد مصطلح غامض أو له معنى غیر محدد وإنما هو عبارة عن مهارات سلوکیة بالإمکان تدریب المتعلمین علیها وقیاسها، کمهارة تحدید المشکلة وفرض الفروض وإجراء التجارب والبحوث واستنتاج العلاقات والتعمیم وغیرها من المهارات.

1. أهمیة التفکیر العلمی للمرحلة الثانویة:

من أهم اهداف التعلیم فی المرحلة الثانویة، تنمیة مهارات التفکیر العلمی لدى المتعلمین ویعمل التفکیر العلمی على تنمیة روح البحث والتجریب لدى المتعلمین، واتباع المنهج العلمی والاستفادة من المراجع، وکذلک تهیئة البیئة المناسبة للمتعلمین للعمل فی المیادین المختلفة بمستوى لائق، یضاف إلى ذلک اکتسابهم مهارة معالجة المشکلات التی تواجههم، وکذلک یساعدهم على تجاوز مرحلة المراهقة التی تعتبر مرحلة حرجة فی حیاة کل متعلم، ومساعدتهم على اکتساب الوعی الإیجابی لمواجهة الأفکار والاتجاهات المضللة، ویسهم فی دعم العقیدة الاسلامیة لدى المتعلم من خلال تدعیم نظرته الى الکون والحیاة،              و تزویده بالمفاهیم الأساسیة التی تجعله یعتز بالإسلام، ویصبح قادرًأ على الدعوة  إلیه والدفاع عنه بطرق علمیة صحیحة، یضاف إلى تعهد قدرات المتعلمین واستعداداتهم ومهاراتهم وتوجیهها وفق ما یناسبهم، ووفق ما یحقق أهداف التربیة الاسلامیة بصفة عامة.                  (وزارة التعلیم، 1437).

وترى نوال خلیل (2005: 105) أن المؤسسات التربویة یجب أن توجه عنایتها وجل طاقتها واهتمامها لتنمیة التفکیر العلمی لدى المتعلمین وذلک لمواکبة التغیرات السریعة التی تحدث فی العالم، ویتم ذلک عن طریق ممارسة المتعلمین للبحث وللأنشطة العلمیة، ویجب على المعلمین استخدام طرق ونماذج ووسائل تدریسیة هادفة ومناسبة بحیث تعمل على تنمیة القدرات العقلیة وکذلک التفکیر العلمی لدى المتعلمین والذی لا یکون باستخدام الطرق التقلیدیة القدیمة.

منهج البحث :

یعتمد البحث الحالی على :

1. المنهج الوصفی :وهو المنهج الذی یقوم بوصف ما هو کائن وتفسیره, وتم استخدام هذا المنهج فی البحث الحالی لوصف وتحلیل البحوث والدراسات السابقة .
2. المنهج الشبه التجریبی: وهو المنهج الذی یستخدم لمعرفة أثر المتغیر المستقل على المتغیر التابع .

مجتمع البحث:

تکون مجتمع الدراسة من جمیع طالبات الصف الثالث الثانوی فی المدارس الثانویة بمحافظة المخواة للعام الدراسی 1438هـ-1439 هـ, وقد بلغ العدد الکلی للطالبات (1500) طالبة ملتحقة هذا العام بالصف الثالث الثانوی وذلک وفقاً لإحصائیة حصلت علیها الباحثة من مرکز الاشراف التربوی بمحافظة المخواة, وبعد حصر جمیع المدارس الثانویة بمحافظة المخواة, ونظراً لصعوبة اجراء الدراسة على المجتمع ککل, فقد اقتصرت الباحثة على العینة المتمثلة فی طالبات الصف الثالث الثانوی بثانویة الجوة للبنات, وکان اختیار العینة قصدیاً للأسباب التالیة :

لکون الباحثة من الکادر التعلیمی فی هذه المدرسة, ولتوفر البیئة المدرسیة المناسبة لتطبیق ادوات الدراسة الى جانب کون المبنى حکومی ومجهز بالتجهیزات الکاملة خاصة المعامل المحتویة على اجهزة الحاسب الآلی وتوفر جمیع ملحقاته کالسماعات ولوحة المفاتیح والفأرة, قامت الباحثة باختیار الصف الثالث الثانوی علمی لیمثل عینة الدراسة, وتکونت العینة بشکلها النهائی من (30) طالبة حیث یمثلن مجموعه واحدة تجریبیة .

إجراءات البحث :

         · دراسة تحلیلیة للمراجع والدراسات المرتبطة بموضوع البحث، وذلک بهدف إعداد الإطار النظری للبحث، واعداد معاییر التصمیم، وإعداد المعالجه التجریبیة، وتصمیم أدوات البحث، وصیاغة فروضه، وتحلیل نتائجه.

         · تحدید قائمة المهارات المطلوبة لإکساب الطالبات مهارات التفکیر العلمی .

         · عرض قائمة المهارات علی بعض المحکمین لاستطلاع آرائهم حول المهارات.

         · إعداد المحتوى التعلیمی الذی سوف یتم تقدیمه للطالبات.

         · عرض المحتوى التعلیمی علی بعض المحکمین لاستطلاع آرائهم حول المحتوى.

         · بناء برنامج المعامل الافتراضیة .

         · اعداد ادوات القیاس المختلفة وهی :

         · اختبار التفکیر العلمی للطالبات عینة الدراسة.

         · عرض أدوات القیاس السابقة علی مجموعة من المحکمین للتأکد من صدقها     وصلاحیتها للتطبیق.

         · تطبیق البرنامج علی عینة استطلاعیة من طالبات الصف الثالث الثانوی .

         · تطبیق أدوات القیاس قبلیًّا على المجموعة التجریبیة .

         · تطبیق البرنامج على المجموعة التجریبیة .

         · تطبیق أدوات القیاس بعدیًّا على المجموعة التجریبیة.

         · رصد النتائج وتحلیلها ومعالجتها إحصائیاً وتفسیرها ومناقشتها.

         · تقدیم التوصیات والمقترحات المستقبلیة علی ضوء ما أسفرت عنه نتائج البحث.

عرض نتائج البحث وتفسیرها :

فیمایلی عرض للنتائج التی اسفرت عنها التحلیل الاحصائی وفق اسئلة البحث وفروضه :

الإجابة عن السؤال الاول للبحث والتحقق من الفرضیة الأولى للبحث:

ینص السؤال الأول للبحث على: "ما التصور المقترح لتصمیم المعمل الافتراضی فی تنمیة التفکیر العلمی بمقرر الفیزیاء لدى طالبات المرحلة الثانویة بمنطقة الباحة ؟"وللإجابة عن هذا السؤال کان لابد من اختبار الفرضیة الأولى للدراسة والتی تنص على: "لا یوجد فرق ذو دلاله إحصائیة عند مستوى الدلالة (0.05) بین متوسطات درجات طالبات عینة الدراسة فی التطبیقین القبلی والبعدی لدرجات اختبار مهارات التفکیر العلمی", ویوضح جدول (5) المتوسطات والانحرافات المعیاریة لدرجات أفراد العینة فی التطبیقین القبلی والبعدی لإجمالی اختبار مهارات التفکیر العلمی.

جدول (5) المتوسطات الحسابیة والانحرافات المعیاریة لدرجات أفراد عینة الدراسة فی التطبیقین القبلی والبعدی لإجمالی اختبار مهارات التفکیر العلمی.

بالنظر لجدول (5) السابق یتضح وجود فروق بین متوسطات درجات عینة الدراسة فی التطبیقین القبلی والبعدی لصالح التطبیق البعدی، وللتحقق من دلالة الفروق بین التطبیقین تم استخدام اختبار (ت) للمجموعات المعتمدة Paired samples T-Test للمقارنة بین متوسطات درجاتعینة الدراسة التی استخدمت المعامل الافتراضیة فی تنمیه التفکیر العلمی بمقرر الفیزیاء فی القیاس القبلی والقیاس البعدی لإجمالی اختبار مهارات التفکیر العلمی، ویتبین من الجدول (6) نتائج اختبار "ت" للمقارنات.

جدول (6) نتائج اختبار (ت) للمجموعات المعتمدة Paired samples T-Test للکشف عن دلالة الفروق بین التطبیقین القبلی والبعدی لإجمالی اختبار مهارات التفکیر العلمی

بالنظر إلى الجدول السابق نجد أن قیمة (ت) للفرق بین متوسطی درجات عینة الدراسة التی استخدمت المعامل الافتراضیة فی تنمیه التفکیر العلمی بمقرر الفیزیاء فی القیاس القبلی والقیاس البعدی لإجمالی اختبار مهارات التفکیر العلمی قد بلغت (13.657) وهی قیمة دالة عند درجة الحریة (29) حیث أنها أکبر من القیمة الجدولیة عند نفس درجة الحریة وعند مستوى ثقة (0.95) ومستوى شک (0.05)، وقیمة مستوى الدلالة قد بلغت (0.000) وهی قیمة أقل من (0.05).

وطبقاً لهذه النتائج السابقة تم رفض الفرضیة الأولى للدراسة التی تشیر إلى عدم وجد فرق ذو دلاله إحصائیة عند مستوى الدلالة (0.05) بین متوسطات درجات طالبات عینة الدراسة فی التطبیقین القبلی والبعدی لدرجات اختبار مهارات التفکیر العلمی، وقبول الفرض البدیل أی أنه "یوجد فرق ذو دلاله إحصائیة عند مستوى الدلالة (0.05) بین متوسطات درجات طالبات عینة الدراسة فی التطبیقین القبلی والبعدی لدرجات اختبار مهارات التفکیر العلمی لصالح التطبیق البعدی" والشکل (1) یوضح ذلک.

شکل (1) لتوضیح الفروق بین التطبیقین القبلی والبعدی لإجمالی اختبار مهارات             التفکیر العلمی

وللتحقق من أثر تلک الفروق تم حساب حجم الأثر فی إجمالی اختبار مهارات التفکیر العلمی، باستخدام اختبار حجم الأثر (مربع آیتا) (η2)، حیث یُعدّ حجم الأثر بحسب معیار "کوهن" قلیلاً إذا قلّ عن (0.10)، ویُعدّ متوسطاً إذا زادت قیمته عن (0.25) وقلت عن (0.40)، بینما یُعدّ کبیراً إذا بلغت قیمته (0.40) أو أکبر.

وقد بلغ حجم الأثر (0.761) وهو حجم أثر کبیر بحسب معیار "کوهن" لحجم الأثر المتعلق بقیمة "ف"، وبذلک یُمکن القول إن (76.1%) من التباین بین التطبیق القبلی والتطبیق البعدی لعینة الدراسة فی اختبار مهارات التفکیر العلمی یُعزى إلى المتغیّر المستقل أو المعالجة التجریبیة (استخدام المعامل الافتراضیة).

مناقشة نتائج البحث:

•  ان برمجیة المعامل الافتراضیة ذات اثر على تنمیة التفکیر العلمی فی مادة الفیزیاء لدى طالبات الصف الثالث الثانوی, ویرجع ذلک لقدرة المعامل الافتراضیة على تبسیط المعلومات والمفاهیم النظریة للمتعلمین، وتقدیم المحتوى التعلیمی بشکل جذاب یُضفى کثیر من المتعة والتسلیة والاثارة، کما انها تجعل المتعلمین یشعرون کما لو انهم فی معمل حقیقی مما یجعلهم یتعاملون مع الأدوات بشکل سریع, بالإضافة لتشجیع المتعلمین على الإقبال على التعلیم والتعلم الفردی والجماعی والذاتی، وتعزیز الدافعیة           للتعلم والتفاعل.
• ان طبیعة التصمیم التعلیمی المستخدم لبرمجیة المعمل الافتراضیة, راعت جمیع حاجات المتعلمین التعلیمیة, وکذلک راعت الأهداف التعلیمیة لمادة الفیزیاء .

توصیات البحث :

من خلالالنتائجالتیتمالتوصلإلیهافإنهیمکننااستخلاصالتوصیاتالآتیة:

1. الاهتمام باستخدام المعامل الافتراضیة فی تدریس المواد العلمیّة ( الکیمیاء والفیزیاء والأحیاء ) لطلاب المرحلة الثانویة کأحد المستحدثات التکنولوجیة فی مجال التعلیم .
2. إعداد دورات وورش عمل للمعلمین لتدریبهم على استخدام المعامل الافتراضیة فی التدریس .
3. الاهتمام بتنمیة التفکیر العلمیّ من خلال تدریب المعلمین على استخدام استراتیجیات تدریسیة حدیثة تعمل على تنمیة هذه المهارات .
4. الاستفادة من الأجهزة التی یحملها المتعلمین فی أیدیهم فی التعلیم من خلال تدریبهم على البحث الذاتی واستخدام المواقع العلمیة فی حل ما یعترضهم من مشکلات فی المواد العلمیة التی یدرسونها وتطبیقهم للمنهج العلمی فی التفکیر.
5. إعادة النظر فی مقررات الفیزیاء وتطویرها فی ضوء متطلبات المعامل الافتراضیة .
6. نشر ثقافة التعلّم الذاتی واستخدام المنهج العلمی فی التفکیر والافادة من امکانات الشبکة العنکبوتیة فی التعلّم .

رابعاً: مقترحات ببحوث مستقبلیة :

فی ضوء النتائج التی اسفر عنها البحث, یمکن تقدیم عدد من المقترحات لعدد من الدراسات التی تراءى للباحثة اثناء البحث انها لا تزال فی حاجة الى دراسة, ومنها ما یلی :

1. برنامج تدریبی للطلاب وللمعلمین لتدریبهم على استخدام المعامل الافتراضیة فی تنمیة التفکیر العلمی, وأثر ذلک البرنامج فی تنمیة مهارات التفکیر العلمی لدى طلابهم .
2. دراسة فاعلیة استخدام المعامل الافتراضیة فی تنمیة التفکیر البصری والتفکیر الابتکاری لدى طالبات المرحلة الثانویة فی مادة الکیمیاء .
3. دراسة فاعلیة استخدام المعامل الافتراضیة فی تنمیة مهارات التعلّم الذاتی فی العلوم لطلاب المرحلة المتوسطة .
4. دراسة فاعلیة برنامج تدریبی فی تنمیة مهارات الطلاب المعلمین فی استخدام المعامل الافتراضیّة .
5. المقارنة بین استخدام المعامل الافتراضیة والمعامل التقلیدیة فی تدریس الفیزیاء فی تنمیة التفکیر العلمی والتحصیل والاتجاه نحو المادة .
6.  فاعلیة استخدام المعامل الافتراضیة فی تدریس العلوم  لتنمیة مهارات التفکیر الابتکاری والناقد لدى طلاب المرحلة المتوسطة.

المراجع :

المراجع العربیة :

1. أحمد, آمال سعد سید (2010). أثر استخدام المعمل الافتراضی فی تحصیل المفاهیم الفیزیائیة واکتساب مهارات التفکیر العلیا والدافعیة نحو تعلم العلوم لدى طالبات الصف الثالث

             الإعدادی. مجله التربیة العلمیة, مصر, 13, العدد (6),1-46.

1. البلطان, إبراهیم عبدالله (2011). استخدام المعامل الافتراضیة فی تدریس العلوم بالمرحلة الثانویة فی المملکة العربیة السعودیة – الواقع وسبل التطویر. رساله دکتوراه غیر  منشورة, کلیه التربیة, جامعه أم القرى .
2. بابکر, عبدالمنعم حسین (2005). فاعلیة الوسائل التعلیمیة الحاسوبیة فی تنمیة مهارات التفکیرالعلمی فی مادة الفیزیاء لدى طلاب المرحلة الثانویة بمحافظة ام درمان. رسالة دکتوراه غیر منشورة, کلیة التربیة, جامعة أم درمان .
3. أبو حمدان, جمال عبد الجلیل (2006). مستوى التفکیر العلمی عند طلبة مرحلة التعلیم الأساسی العلیا وعلاقته ببعض العوامل الشخصیة والمدرسیة. رساله دکتوراه غیر  منشورة, الجامعة الأردنیة, الأردن .
4. ابو جلاله, صبحی حمدان (1999). اتجاهات معاصرة فی التقویم التربوی وبناء الاختبارات  وبنوک الأسئلة. القاهرة : مکتبة الفلاح للنشر والتوزیع.
5. البکر, رشید النوری (2002). تنمیة التفکیر من خلال المنهج الدراسی. الریاض: مکتبة الرشد.
6. بن حامد, لخضر (2011). أثر برنامج حاسوبی فی تنمیه مهارات التفکیر العلمی فی وحدة الضوء المقرر الفیزیاء. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیة العلوم الإنسانیة و الاجتماعیة والعلوم الإسلامیة, جامعه الحاج لخضر, باتنة .
7. برکة, خلود بنت عمر (2010). اتجاهات الطلبة نحو استخدام المختبر الکیمیائی فی تدریس الجانب العملی لمادة الکیمیاء. رساله دکتوراه غیر منشورة, جامعه دمشق .
8. البیاتی, مهند محمد (2006). الأبعاد العلمیة والتطبیقیة فی التعلیم الالکترونی, الشبکة العربیة للتعلیم المفتوح والتعلیم عن بعد, عمان, الاردن .
9. أبو زینه, عواد محمد خیر (2011). أثر استخدام المختبرات الافتراضیة الفیزیائیة فی التحصیل والخیال العلمی لطلبه الجامعات الأردنیة. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه العلوم التربویة, جامعه الشرق الاوسط .
10. أبو جحجوح, یحی وحسونة, إسماعیل (2011). فاعلیه التعلم الالکترونی الموجه بالفیدیو فی  تنمیه التفکیر العلمی والاتجاهات نحوه لدى طلبه الجامعة. المجلة الفلسطینیة  للتربیة المفتوحة عن بعد, المجلد3, العدد(5), 137-186.
11. ثقه, إیمان عبدالغنی (2011). اتجاهات معلمات ومشرفات الکیمیاء نحو استخدام تقنیه المعامل الافتراضیة وبعض مطالبها فی مدینه مکة المکرمة. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه التربیة, جامعه ام القرى .
12. الجندی, أمینه السید (2003). اثر استخدام نموذج وتیلی فی تنمیه التحصیل ومهارات عملیات  العلم الأساسیة والتفکیر العلمی لتلامیذ الصف الخامس الابتدائی فی مادة العلوم. مجله التربیة العلمیة الجمعیة المصریة للتربیة العلمیة, المجلد6, العدد(1), 1-37.
13. الجهنی, الاء سلیمان (2013). فاعلیه استراتیجیة العصف الذهنی فی تدریس مادة الجغرافیا على تنمیه التفکیر العلمی لدى طالبات الصف الثالث المتوسط واتجاهاتهن نحو المادة. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه التربیة, جامعه طیبه .
14. جابر, عبدالحمید جابر (1996). التقویم التربوی والقیاس النفسی. القاهرة: درا النهضة العربیة  للنشر والتوزیع, .
15. جروان, فتحی (2005). تعلیم التفکیر مفاهیم وتطبیقات (ط2). عمان : دار الفکر للطباعة والنشر والتوزیع.
16. حجازی, إیمان السعید محمد (2011). فعالیة استخدام المعامل الافتراضیة فی التحصیل وتنمیه المهارات المعملیة فی مادة الکیمیاء لدى طلاب الصف الاول ثانوی. مجله کلیه التربیة,  بورسعید, مصر .
17. الحذیفی, خالد بن فهد (1415 ه). الاتجاهات الحدیثة فی تدریس مادة الأحیاء فی المرحلة  الثانویة, مکتب التربیة العربی لدول الخلیج, الریاض .
18. الخلیلی, خلیل یوسف؛ و حیدر, عبداللطیف حسین؛ ویونس, محمد جمال الدین (1996). تدریس العلوم فی مراحل التعلیم العام. دبی : دار القلم للنشر والتوزیع.
19. الحازمی, دعاء احمد حسن (2010). استخدام المعمل الافتراضی فی تدریس وحدة من مقرر الفیزیاء فی تحصیل طالبات الصف الثانی الثانوی. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیة التربیة, جامعه ام القرى.
20. حسن, شیماء محمد علی (2013). فاعلیة الخرائط الذهنیة الالکترونیة فی تنمیة التفکیر المنظومی ومهارات اتخاذ القرار لدى تلامیذ المرحلة الاعدادیة. مجلة تربویات الریاضیات, المجلد16, العدد(2), 31-84.
21. خلیل, محمد ابو الفتوح (2012). التفکیر (العلمی  - الابتکاری  – الناقد – عملیات العلم  )  اسالیب تنمیته وقیاسه. المدینة المنورة : دار تربیه الغد.
22. خمیس، محمد عطیة؛ وعلیوة، صلاح محمد؛ وعبد السلام، طارق محمد                ( 2008). تحدید کفایات تصمیم التفاعلیة ببرامج الوسائط المتعددة لدى أخصائی تکنولوجیا التعلیم. المؤتمر العلمی  الحادی عشر للجمعیة المصریة لتکنولوجیا التعلیم، المنعقد بدار ضیافة جامعة عین شمس،                مارس, 26 - 27
23. خلیل, نوال عبدالفتاح (2005). أثر استخدام استراتیجیات ما وراء المعرفة فی تنمیة التفکیرالعلمی والاتجاه نحو مادة العلوم لدى طلاب تلامیذ الصف الاول الاعدادی. مجلة  العلمیة الجمعیة المصریة للتربیة العلمیة, المجلد 8, العدد (1) .
24. الدیب, فتحی (1988). الاتجاه المعاصر فی تدریس العلوم (ط3). الکویت : دار القلم.
25. الراضی, احمد صالح (2008(. المعامل الافتراضیة نموذج من نماذج التعلم الالکترونی. ورقه عمل مقدمه لملتقى التعلیم الالیکترونی الاول فی التعلیم العام. وزارة التربیة والتعلیم, الریاض, المملکة العربیة السعودیة. استرجعت بتاریخ 12 ابریل 2017 من موقع:     

               http://www.eqra.com.sa  

1. الردادی, رانیه ناصر حامد (2002). فاعلیه استخدام استراتیجیة الاستقصاء فی تنمیه مهارات التفکیر العلمی والتحصیل والاحتفاظ لدى طالبات قسم التاریخ بکلیة التربیة بالمدینة المنورة. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه التربیة للبنات بجدة .
2. زیتون, حسن حسین (2005). رؤیا جدیدة فی التعلیم – التعلیم الالکترونی ,المفهوم ,القضایا, التطبیق, التقییم(ط1). الریاض: الدار الصولتیة  للنشر والتوزیع .
3. زیتون, حسن حسین (1999). دراسة تحلیلیه تقویمیه لمحتوى وأسئلة کتاب العلوم العامة للصف الثالث الاعدادی بالمدراس الحکومیة بالأردن. المجلة العربیة للبحوث التربویة, المنظمة العربیة للتربیة والثقافة والعلوم, المجلد 10.
4. زیتون, حسن حسین (2003).  تعلیم التفکیر : رؤیة تطبیقیة فی تنمیة العقول المفکرة. القاهرة   :عالم الکتب .
5. زکریا, فؤاد (1992). التفکیر العلمی. الکویت : ذات السلاسل .
6. سعادة, جودت أحمد (2015). تدریس مهارات التفکیر مع مئات الأمثلة التطبیقیة (ط7). عمان  : دار الشروق للنشر والتوزیع .
7. سعادة, جودت أحمد (2008). تدریس مهارات التفکیر. عمان: دار الشروق للنشر والتوزیع.
8. سعادة, جودت احمد (2003). تدریس مهارات التفکیر. عمان: دار الشروق للنشر والتوزیع .
9. السعدی, السعدی الغول (2011). فاعلیه معمل العلوم الافتراضی ثلاثی الابعاد فی تحصیل المفاهیم الفیزیائیة المجردة وتنمیه الاتجاه نحو اجراء التجارب افتراضیاً لدى تلامیذ المرحلة  الثانویة. مجله کلیه التربیة بأسیوط, المجلد 27, العدد (2) .
10. سلام, سید سلام ؛ سلام, صفیة محمد (1992). عملیات العلم : تعلمها , قیاسها. برنامج تدریبی, دار حراء, المنیا .
11. سلیمان, سمیحة محمد سعید (1429ه). تفعیل المختبرات المدرسیة فی العملیة التعلیمیة واثرة فی اکساب عملیات العلم والمهارات العملیة المناسبة والاتجاهات نحو العمل المخبری فی الفیزیاء لدى طالبات المرحلة الثانویة بمدینة ابها. مجلة رسالة الخلیج العربی, العدد (114), 135                       -183 .
12. السعید, سعید و الشهرانی, عامر (1997). تدریس العلوم فی التعلیم العام. الریاض: مطابع  جامعه الملک سعود.
13. سویلم, همام عبد الرزاق (2008). استخدام دورة التعلم الخماسیة من خلال الکمبیوتر فی   تحصیل المفاهیم العلمیة والتفکیر العلمی والاتجاه نحو العلوم لدى طلاب الصف الثانی ثانوی بالمملکة العربیة السعودیة. مجلة التربیة العلمیة بالجمعیة المصریة للتربیة  العملیة, المجلد11, العدد (23).
14. الشهرانی, عامر والسعید, سعید (2004). تدریس العلوم فی التعلیم العام. مطابع جامعة الملک  سعود, الریاض .
15. الشهری, علی (2009). اثر استخدام المختبرات الافتراضیة فی اکساب مهارات التجارب  المعملیة فی مقرر الاحیاء لطلاب الصف الثالث ثانوی بمدینه جدة. رساله دکتوراه غیر منشورة, کلیه التربیة, جامعه ام القرى.
16. صالح, صالح محمد (2013). اثر الطریقة الحواریة على المستوى التحصیلی فی مادة الاحیاء لطلبة الصف الأول الثانوی. مجلة جامعه دمشق, المجلد26, العدد (1-2).
17. صالح, صالح محمد (2013). فاعلیة اسلوب التعلم الاستقصائی التعاونی الموجه فی تنمیة  بعض المفاهیم الکیمیائیة ومهارات التفکیر العلمی لدى الطلاب المعلمین. مجلة التربیة  العلمیة, المجلد16, العدد (1).
18. صبری, ماهر وتوفیق, صلاح (2004). التنویر التکنولوجی وتحدیث التعلیم. المکتب الجامعی الحدیث, الاسکندریة .
19. طلبه, أحمد سعید (2008). التعلیم الالکترونی فی التعلیم العام, الشبکة العربیة للتعلیم المفتوح   والتعلیم عن بعد, عمان .
20. الطویرقی, ماجد (2015). معوقات استخدام المعامل الافتراضیة لدى معلمی العلوم الطبیعیة  بالمرحلة الثانویة. رساله ماجستیر غیر منشورة, جامعه ام القرى.
21. عمیرة, ابراهیم بسیونی والدیب, فتحی (1987). تدریس العلوم والتربیة العلمیة. القاهرة: دار  المعارف
22. عودة, ثناء (2006). فاعلیة استخدام نموذج تدریسی فی تنمیه مهارات التفکیر العلمی والتحصیل الدراسی والاتجاه نحو العلوم. مجلة التربیة العلمیة, المجلد10, العدد (3).
23. العلیانی, حابش بن إبراهیم (2012). فاعلیه استخدام تکنولوجیا المعامل الافتراضیة فی التحصیل الدراسی لمقرر العلوم لطلاب الصف الثالث المتوسط بمدارس الریاض الأهلیة. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیات الشرق العربی للدراسات العلیا .
24. عبدالعال, رشا محمود بدوی (2010). فاعلیة وحدة مقترحة فی العلوم فی تنمیه مهارات التفکیر العلمی واثرها فی معالجة الافکار الخرافیة لدى طالبات الثانوی الصناعی. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه التربیة, جامعه عین شمس.
25. العرفج, عبدالاله حسین؛ وخلیل , زیاد علی ؛ والشورى , محمد احمد ؛ والخصاونة , منیب وصفی (2012). تقنیات التعلیم : دار الخوارزمی للنشر والتوزیع.
26. عیسوی, عبدالرحمن (1984). علم النفس بین النظریة والتطبیق, بیروت: دار النهضة .
27. عبدالجلیل, علی سید محمد (2011). أثر استخدام المحاکاة الالکترونیة لتدریس مقرر التکنولوجیا فی تنمیة مهارات التفکیر العلمی والتآزر البصری الحرکی لدى طلاب   الصف الأول الثانوی الصناعی.  المجلة العلمیة لکلیة التربیة, جامعه اسیوط, المجلد27, العدد (2).
28. العلیمات, علی؛ والخوالدة, سالم ؛ والقادری, سلیمان (2008). تطویر مقیاس لمهارات التفکیر العلمی لطلاب المرحلة الثانویة. مجلة جامعه دمشق, المجلد 24, العدد (2).
29. العطار, محمد (2015). اثر استخدام برنامج ادیسون الافتراضی المعزز بالعروض التوضیحیة على تنمیه مهارات التفکیر العلمی لدى طالبات الصف التاسع الاساسی بغزة. رساله  ماجستیر غیر منشورة, الجامعة الإسلامیة, فلسطین.
30. الغامدی, عزیزة صالح (2010). أثر المعامل الافتراضیة على التفکیر العلمی                و التحصیل و الرضا  عن تعلم مادة الفیزیاء بالمرحلة الثانویة فی مدارس المملکة العربیة السعودیة. رساله   ماجستیر, کلیه الدراسات العلیا, جامعه الخلیج العربی, البحرین .
31. القادری, سلیمان أحمد (2012). اثر تدریس الفیزیاء باستخدام مهارات التفکیر المیتا معرفی فی التحصیل فی المفاهیم الفیزیائیة وتنمیة مهارات التفکیر العلمی. مجلة اتحاد الجامعات العربیة للتربیة وعلم النفس, المجلد10, العدد (4), 11-32.
32. القرشی, صالح فلحان (2013). أثر استخدام المعامل الافتراضیة فی تدریس وحدة من مقرر العلوم على التحصیل الدراسی لتلامیذ الصف الأول المتوسط بمدینه مکة المکرمة.  رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه التربیة, جامعه ام القرى .
33. القرشی, هدى بنت عبد ربه بن حمید (1429ه). اسالیب تنمیه التفکیر العلمی لطفل المرحلة الابتدائیة وتطبیقاتها فی ضوء التربیة الاسلامیة. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیة التربیة, جامعه ام القرى .
34. المحمدی, امل (2008). فاعلیه المعمل الافتراضی على تحصیل المستویات المختلفة لطالبات الصف الثانی ثانوی فی مقرر الکیمیاء. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه التربیة  والعلوم الإنسانیة, جامعه طیبه, المدینة المنورة .
35. محمود, صلاح الدین عرفة (2006). تفکیر بلا حدود : رؤى تربویة معاصرة فی تعلیم التفکیر  وتعلمة. القاهرة: عالم الکتب .
36. المهداوی, طلیمس محمد (2013). دور معلمی التربیة الإسلامیة فی تنمیه قیمه مهارات التفکیر العلمی لدى طلاب المرحلة الثانویة بمحافظة اللیث. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیه التربیة, جامعه ام القرى .
37. الموسى, عبدالله والمبارک, احمد بن عبدالعزیز (2005). التعلیم الالکترونی الاسس والتطبیقات  . الریاض: مطابع الحمیضی .
38. الناشف, سلمى (1999). طرق تدریس العلوم. عمان: دار الفرقان.
39. نور, عبدالمنعم عابدین (2011). ضرورة استخدام المعامل الإلکترونیة الافتراضیة فی تدریس الفیزیاء عامه وفی الجانب التطبیقی لها بصورة خاصه. مجله کلیه التربیة , جامعه الخرطوم,العدد (5).
40. نشوان, یعقوب حسین (2005). التفکیر العلمی والتربیة العلمیة. عمان: دار الفرقان .
41. وزارة التعلیم. (2015). اهداف التعلیم بالمملکة العربیة السعودیة. استرجعت بتاریخ 1 اغسطس   2015 من موقع:  http://www.moe.gov.sa
42. یوسف, ندى حبیب عبدالرحمن (2012). اثر استخدام نموذج سوخمان على التحصیل الدراسی والتفکیر والاتجاهات العلمیة لدى طلبه الصف السابع الاساسی. رساله ماجستیر غیر منشورة, کلیة الدراسات العلیا , جامعه النجاح الوطنیة , فلسطین .

المراجع الأجنبیة:

1. Antar, M .A . (2009) : The Role of Virtual Experiments in Applying the  Principles of Good Practice in Teaching, First International  Conference one-learning and Distance learning, Ministry of    Higher Education, was held in Riyadh, between l6 –     18March,pp.l-21.
2. Babateen ,H.(2011).The Role Of  Virtual Laboratories In  Science

                        Education, 20115^th International Conference OnDistance                       Learning And Education IpcsitVo1.12, Iacsit Press ,Singapore.

1. Dewey,J.(1933):How We Think .New York ,Heath and Company .Lexington    ,Massachusetts.

1. Robinson ,J.(2003): Virtual Laboratories as a teaching environment    Atangible  solution or a passing novelty?, , Retrieved on 18-11- 2008 From :  http://mms.ecs.soton.ac.Uk/mms2003/papers/5.pdf.
2. Thomson ,R .(1972). The Psychology Of Thinking .London : Pengiu Books.