برنامج مقترح للتنمية المهنية لمعلمي العلوم والرياضيات في ضوء مدخل التکامل بين العلوم التقنية والهندسة والرياضيات STEM

               کلیة التربیة

        کلیة معتمدة من الهیئة القومیة لضمان جودة التعلیم

        إدارة: البحوث والنشر العلمی ( المجلة العلمیة)

    =======

برنامج مقترح للتنمیة المهنیة لمعلمی العلوم والریاضیات

 فی ضوء مدخل التکامل بین العلوم التقنیة والهندسة والریاضیات  STEM

إعــــداد

د/  إبراهیم أحمد آل فرحان

جامعة الملک خالد

کلیة التربیة

قسم المناهج وطرق التدریس

}     المجلد الرابع والثلاثون– العدد الخامس -مایو 2018م {

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

المستخلص :

هدف هذا البحث الى القاء الضوء على النمو المهنی لمعلمی العلوم والریاضیات فی ضوء مدخل التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات ( STEM ) وذلک من خلال التعرف على متطلبات بناء برنامج دبلوم لمعلمی العلوم والریاضیات  فی ضوء مدخل STEM ومن ثم بناء تصور مقترح لبرنامج (دبلوم مهنی) قائم على هذه المتطلبات , استخدم الباحث المنهج الوصفی التحلیلی لوصف وتحلیل الأدبیات ذات الصلة بمشکلة البحث وإعداد التصور المقترح للبرنامج التدریبی, وخلص البحث إلى التوصل إلى قائمة بمتطلبات التنمیة لمهنیة لمعلمی العلوم والریاضیات فی ضوء مدخل STEM قسمة إلى أربع محاور رئیسیة وهی الثقافة المعرفیة, والتقنیة, والهندسیة , والریاضیة, وتم فی ضوء هذه المتطلبات بناء تصور مقترح لبرنامج الدبلوم لمعلمی العلوم والریاضیات, یتمیز عن کثیر من التجارب الموجودة من خلال المعارف والمهارات النوعیة التی سوف تقدم والتی تشترک فیها اکثر من جهة فی الجامعة ومن الکلیات متعددة بخلاف کلیات التربیة.

الکلمات المفتاحیة: التنمیة المهنیة , معلم العلوم , معلم الریاضیات, مدخل التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات ( STEM ).

Abstract :

The purpose of this research is to shed light on the professional growth of science and mathematics teachers in the light of the integration of science, technology, engineering and mathematics (STEM) by recognizing the requirements for building a diploma program for science and mathematics teachers in the light of the STEM entrance, Based on these requirements, the researcher used the analytical descriptive approach to describe and analyze the literature related to the research problem and to prepare the proposed scenario for the training program. The research concluded that a list of the professional development requirements for science and mathematics teachers in the light of the STEM approach was divided into four main axes Knowledge, technology, engineering and sports. In light of these requirements, a proposed vision for the diploma program for science and mathematics teachers was developed. It is distinguished from many of the existing experiences through the knowledge and skills that will be offered and which are shared by more than one side in the university, Other than colleges of education.

Keywords:

Professional Development, Science Teacher, Math Teacher, STEM.

المقدمة :

لقد أصبحت التنمیة المهنیة للعاملین فی المنظمات المعاصرة حاجة ملحة، لمواجهة التحدیات والتغیرات المذهلة التی یشهدها العالم الیوم، والتی أوجدها الانفجار المعرفی  والتقدم التکنولوجی فی العصر الراهن، فأصبحت التغیرات والتحولات هی سمة هذا العصر، وبلا شک فإن محاولة السیطرة على هذه التغیرات، وتجنب انعکاساتها السلبیة تتطلب من المنظمات الاهتمام بالعنصر البشری وتنمیته مهنیًا، بحیث یکون قادرًا على التعامل مع ما تفرزه هذه التحولات والتغیرات. لقد جاء اعلان رؤیة المملکة العربیة السعودیة(2030) توجها طموحاً لتنویع مصادر الدخل والترکیز على جوانب أخرى غیر النفط حیث جاء مواکبا لرسالة التعلیم وداعماً لمسیرتها , لبناء جیل متعلم قادر على تحمل المسؤولیة واتخاذ القرارات , وانطلاقاً من هذه الرسالة جاءت الرؤیة لتوفیر فرص تعلیم للجمیع فی بیئة تعلیمیة مناسبة فی ضوء السیاسة التعلیمیة للملکة , ورفع جودة مخرجاتها , وتشجیع الابداع والابتکار , وسد الفجوة بین مخرجات التعلیم ومتطلبات سوق العمل, وتوجیه الطلاب نحو الخیارات الوظیفیة والمهنیة المناسبة , کل هذا یتطلب تطویر اسالیب التدریس والابتعاد عن التقلیدیة واستخدام المداخل الحدیثة فی تصمیم المناهج , ویعد تعلیم STEM من أفضل الصیغ لتحقیق ذلک، و یسهم فی غرس صفات حمیدة وبناء شخصیة قادرة على المثابرة والإصرار من خلال استخدام حل المشکلات. وتتوافق اهدافه توافقا کبیراً مع تطلعات الرؤیة فیما یخص التنمیة البشریة

ویعد مدخل STEM أحد مداخل التربیة العلمیة التکنولوجیة, وظهر فی الولایات المتحدة الأمریکیة, ویطبق کذلک فی المملکة المتحدة وجنوب أفریقیا ودول أخرى, ویتجه مدخل  STEM نحو الترکیز على الخبرة المفاهیمیة المتکاملة, وحل المشکلات وقدرات التفکیر العلمی, وهو من المستجدات الحدیثة التی یوصى بتضمینها فی البرامج التعلیمیة,  فهو مدخل  STEM من المداخل الفاعلة التی أثبتت البحوث والدراسات دورها فی تنمیة المهارات لدى المتعلمین ,  حیث یعد  مدخل قائم على الابتکار والتجریب, کما أنه یقوم على دمج المحتوى العلمی,  ومهارات التفکیر من أربعة تخصصات هی : العلوم, والتکنولوجیا, والهندسة, والریاضیات بهدف إعداد أجیال جدیدة من المتعلمین  (تفیده غانم, 2011).  

یوفر مدخل STEM تنظیمًا متکاملًا للمعرفة؛ مما یساعد الطلاب على إیجاد روابط بین البنى المعرفیة لدیهم؛ فیسهل تذکر هذه المعرفة واستخدامها فی المستقبل (Sanders,2012)، وتؤکد هونی وأخرون Honey et al, 2014))  بقولهم: إن تطور تعلم المفاهیم لدى الطلاب عند استخدام مداخل التکامل یتأثر بکلٍّ من طبیعة التکامل المقدمة لهم، وما لدى الطلاب من معلومات سابقة. لذلک فاستخدام مداخل التکامل تفید الطلاب الذین لدیهم معرفة سابقة وثیقة الصلة بالعناصر المستخدمة فی التکامل، بینما الأشخاصُ ذوو المعرفة المحدودة أقل قدرة على إیجاد صلات وروابط بین البنى المفاهیمیة .

ومن أهم أهداف مدخل STEM هو تنمیة قدرات الطلاب حیث یذکر روبلین(Robelen,2011) أن STEM یزید من قدرة الطلاب على تعلم الریاضیات، کما        ینمی لدیهم التفکیر الناقد وذلک لارتباطهم بالعالم الحقیقی فی التعلم، والحاجة لتطبیق         المفاهیم الریاضیة.

ویؤکد الاهتمام الدولی تجاه نهج وتعلیم STEM,التوصیات التی أصدرها مجلس الرئیس الامریکی للعلوم والتقنیةPresident’s Council for Science and Technology)  فی إطار التخطیط والاستعداد لتطبیق مبادرة STEM وکان من أهم التوصیات، تمکین 100الف  معلم للتدریس فی مجال تعلیم العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات  STEM, وذلک من خلال الترکیز على المحتوى المعرفی والمهارات التربویة اللازمة لتعلیم الموضوعات المتعلقة بهذا الاتجاه، وتوجیه الحکومة بدعم 100الف مدرسة عبر مختلف المراحل التعلیمیة لتمکینها من تدریس حقول STEM ، وتقدیم الدعم القوی للبرامج المصممة لإنتاج مثل هؤلاء المعلمین على مدى العقود القادمة، کما أوصت بتخصیص مکافآت ومرتبات متمیزة للمعلمین المتمکنین فی هذا المجال، وتطویر برامج الماجستیر لتطویر الأداء المهنی للمعلمین فی ذات الاتجاه (المحیسن, الخجا,2015).

ویذکر توماسیان (( Thomasian, 2013 أن رابطة الحکام الأمریکیة NGA حددت فی إطار استکمالها للإجراءات التی تتخذها الدولة فی جدول أعمال تعلیم STEM هدفین لتعزیز هذا المجال، أولاً: زیادة کفاءة جمیع المتعلمین فی مجال STEM ، وثانیاً: أن        یزداد عدد الطلاب الذین یتابعون الدراسات المتقدمة والمهن فی مجال STEMنقلاً عن (المحیسن, الخجا,2015).

وقد أوضح لوکی (Locke,2009) أن الولایات المتحدة الأمریکیة تتبنى رؤیة تربویة لتدریس مناهج STEM فی جمیع المراحل الدراسیة فی الآونة الأخیرة, وتبدأ بتطبیق منهج STEM فی المرحلة الأولى والابتدائیة على الطلاب بصورة عامة, وذلک بتدریس أساسیات الریاضیات، وقاعدة من العلوم والتکنولوجیا الهندسیة, ویطبق المنهج أیضاً فی المرحلة المتوسطة عامة على کافة الطلاب بتدریس الریاضیات، مع دراسة مکثفة للتکنولوجیا عن طریق معامل التجریب والمحاکاة والتصنیع والفنون الصناعیة.

وقد أکد بن سوتر رئیس قسم الأبحاث فی هیئة التصنیف الجامعی العالمی أن مجموعة تخصصات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEM أصبحت تمثل موضع الترکیز الرئیس للمنافسة العالمیة، وأن هناک قوى دولیة جدیدة ظهرت مؤخراً تتبنى تلک التوجهات التی جعلتها فی مصاف الدول الصناعیة ذات الاقتصادیات القویة , والنتائج الممیزة فی الاختبارات الدولیة مثل سنغافورة وهونغ کونغ والصین وکوریا ، لتنافس بذلک القوى التقلیدیة على غرار الولایات المتحدة وبریطانیا . (الغمراوی، 2013) .

          وتشیر دراسة کل من بیکر, وبارک((Becker, Park,2011 إلى وجود تأثیر إیجابی لتعلیم STEM على تعلم المتعلمین, وتعلیهم, وتحسین میولهم, واتجاهاتهم نحو جوانب مدخل التکامل STEM: العلوم, والتکنولوجیا, والهندسة, والریاضیات, ویظهر هذا التأثیر بصورة واضحة وجلیة فی مراحل التعلیم العام ابتداء من المرحلة الابتدائیة وصولًا إلى المرحلة الثانویة, مقارنة بالمراحل الدراسیة الجامعیة.

     وقد أجرى سکوت (Scott,2011) دراسة کان الهدف منها التعرف على تجارب بعض المدارس الامریکیة فی مجالSTEM  وقد خلصت الدراسة إلى بعض النتائج کان من أهمها تفوق الطلاب فی المدارس التی طبقة تجربةSTEM على غیرهم من الطلاب وزیادة الدافعیة لدیهم لمواصلة دراستهم الاکادیمیة فی مجالات العلمیة التی تتطلب المهارات الهندسیة والریاضیة.

وفی دراسة بیل (Bell, 2015): تناولت الواقع التربوی لتعلیم STEM وتصورات المعلمین حوله، وأکدت على أن هذا التعلیم هو ضرورة حتمیة للازدهار والتقدم الاقتصادی، ولذلک من الضروری الترکیز على تأهیل معلمی STEM تأهیلا یتناسب مع طبیعته.

لم تکن المملکة فی معزل عن الاتجاهات الحدیثة التی ظهرت فی العالم ومنها STEM, فقد قامت المملکة بتبنی هذا المدخل من خلال  مبادرات الاستراتیجیات  الوطنیة لتطویر التعلیم العام   بما یضمن التحول النوعی فی أداء النظام التعلیمی السعودی لتطویر التعلیم وتأتی أحد السیاسات المنصوص علیها لتحسین أداء الطلاب فی العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات .(مشروع الملک عبدالله لتطویر التعلیم,1431هـ: 36). کونها ضمن بؤرة الموضوعات الحیویة التی نالت اهتمام عالمی، لتطویر التعلیم، ودعم القادة والأکادیمیین، ویعود ذلک إلى أن تعلیم  STEM  هو نظام متعدد التخصصات یقوم على إنشاء تخصص محدد, ویعتمد على دمج معارف واختصاصات مختلفة فی تخصص واحد کلی جدید. فیُجسّر الهوة بین التخصصات القائم کل منها بذاته (علوم، تکنولوجیا، هندسة، ریاضیات), ویُعامّلهم ککیان واحد. ویؤکد على أن المحور الأساسی فی تعلیم العلوم، الریاضیات, والتکنولوجیا یجب أن یتمرکز حول النقطة الأساسیة المتمثلة باکتساب الثقافة العلمیة , إن علاقة مدخل STEM برؤیة المملکة 2030 تتمحور حول  الفجوة فی الإنجاز العلمی کما یصفها کثیر من أصحاب الاقتصاد والسیاسة وهی ما دعت إلى ظهور منحى أو مدخل  STEM، حیث یوجد عجز على المستوى العالمی فی تلبیة احتیاجات القوى العاملة فی تخصصات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات، مما کان له دور فی انخفاض المؤشرات الاقتصادیة، وذکر برینی وهیل (Briney & Hill, 2013) أن أسباب هذا العجز یعود إلى افتقار المدارس للمواد والدعم فی المحتوى الدراسی، إضافة إلى عدم کفایة المعلم بالشکل المطلوب لإنتاج المفکرین والقادرین على حل المشکلات عبر تخصصات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات, علاوة على ذلک النمو السریع للوظائف فی مجالات STEM خلال السنوات الماضیة مثل التکنولوجیا الحیویة، وعلوم الحاسب الآلی وتکنولوجیا المعلومات، والاتصالات السلکیة واللاسلکیة والطب والمستحضرات الصیدلانیة.  ویتضح مما سبق أن الدافع وراء ظهور مدخل STEM هی مبررات مهنیة واقتصادیة، تتمثل المهنیة منها فی نقص المهارات المطلوبة، وهذا یتوافق توافقاً کبیراً مع تطلعات رؤیة المملکة العربیة السعودیة 2030حیث تتطلع توجهات رؤیة  2030  إلى بناء تعلیم یسهم فی دفع عجلة الاقتصاد و تمکین طلابنا من إحراز نتائج متقدمة مقارنة بمتوسط النتائج الدولیة والحصول على تصنیف متقدم        فی المؤشرات العالمیة للتحصیل التعلیمی، من خلال إعداد مناهج تعلیمیة متطورة ترکز على المهارات الأساسیة وتطویر المواهب، وضمان مواءمة مخرجات التعلیم العالی مع        سوق العمل.

ایضاً یساعد على معرفة المهن المرتبطة بمجالات STEM حیث إن مناهج STEM لیست موجهة لتعلم العلوم فقط، وإنما وسیلة للطلاب لمعرفة مهن غیر معروفة حتى الآن، کما أن المهن المرتبطة ب  STEMتعنی وظائف ذات أجور أفضل وکذلک فرص أکبر للعمل (Omole, 2013). سوف یساعد التقدم فی تخصصات STEM فی ایجاد الحلول للکثیر من التحدیات المحلیة والوطنیة والعالمیة التی تواجه البشریة .وعلى سبیل المثال فإن الصحة، والطاقة، وجودة البیئة، والمخاطر الطبیعیة واستخدام الموارد الطبیعیة؛ جُلُّها یعتمد على التدفق المستمر للأفراد فی المسار المهنی فی المدارس والجامعات، وفی بعض الحالات إلى برامج الدراسات العلیا فی تخصصات STEM. کما یلعب استثمار الدول فی البحث دورًا کبیرًا فی الابتکار وحل المشکلات التی تواجهها (Bybee,2013) .

ویؤکد الصالح ( 2013) أن من أهم أهدف مدخل التکامل STEM ایجاد قوى عاملة متمکنة تقنیًّا، وعلى درایة بالاقتصاد المعرفی فی القرن الحادی والعشرین  ؛ حیث یتوافق هذا مع تطلعات رؤیة المملکة العربیة السعودیة 2030 ومع التوجهات الحدیثة نحو الاکتفاء الذاتی فی جمیع المجالات , و تنطبق المهارات المنصوص علیها فی هذا المدخل على جمیع وظائف القرن الحادی والعشرین، فتُوفِّر الأنشطة ضمن تخصصات STEM فرص تطویر المهارات اللازمة لتمکین القوى العاملة فی هذا القرن.

 ولأن المعلم عضو فاعل ورکیزة أساسیة فی العملیة التعلیمیة ؛ فإن العنایة به وتطویره یعد أمر مهماً فی تحقیق أی نهضة حضاریة وتنمویة فی أی مجتمع إذ إن المعلم هو موجه العلمیة التعلیمیة ولذلک فإن نجاح أهداف مدخل STEM  تستدعی أن یتواکب تطویر المعلم مع حجم الأهمیة والتطبیق هذا المدخل الحدیث فقد أکدت الکثیر من الدراسات ضرورة تطویر المعلم فی ضوء STEM  ومنها دراسة المحیسن وبارعة خجا ( 2015م) التی هدفت إلى تقدیم تصور لآلیة التطویر المهنی لمعلمی العلوم فی ضوء اتجاه تکامل STEM. واستند التصور إلى أربعة مبادئ أساسیة هی: التطویر المهنی لمعلمی العلوم کنظام، وتطویر محتوى المعرفة، واستراتیجیات التطویر المعنی لتعلم STEM، ودعم ومساندة التطویر المهنی. حاولت  الدراسة  إلقاء الضوء على مجال التطویر المهنی لمعلمی العلوم فی ضوء اتجاه تکامل العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات STEM، کاتجاه معاصر فی تعلیم وتعلم العلوم. وتعبر هذه الدراسة من أوائل الدراسات التی تناولت جانب اعداد المعلم فی ضوء STEM حیث اعطت تصور شامل لإعداد المعلم فی ضوء هذا المدخل .

وکانت من أهم توصیات أبو علیوه (2015) استحداث برامج لإعداد معلمی STEM فی کلیات التربیة بالجامعات المصریة - على مستوى الدرجة الجامعیة الأولى والدراسات العلیا -، وأیضا لمن سیعملون فی إدارة هذه المدارس وتکون برامج إعداد المعلمین على درجـة عالیة من التنافسیة.

وقامت بارعة بهجت (2016)بتقدیم تصور مقترح لتطویر برامج التنمیة المهنیة لمعلمات العلوم فی ضوء  STEM  حیث أکدة على ضرورة التوسع والانتشار فی اتجاه التنمیة المهنیة من خلال المدرسة کوحدة للتطویر، وبناء خطط للتطویر المهنی لمعلمی العلوم فی ضوء متطلبات تعلیم STEM  ، وتطویر معلمی العلوم من خلال تفعیل الشراکات المجتمعیة مع مؤسسات المجتمع .

وفی هذا السیاق یرى کل من جونزلز وکوانز(Gonzalez & Kuenzi,2012)  إلى ضرورة إجراء المزید من الابحاث والدراسات الکیفیة والکمیة، المستندة إلى احدث الطرق التقنیة والرقمیة للتطویر المهنی للمعلمات للوصول إلى الفهم الکافی لمدخل STEM وکیفیة تدریسه فی برامج إعداد التعلیم العام، وکیفیة تهیئة وتنمیة المهارات التدریسیة لدى المعلمات والمعلمین، وتنمیة الاتجاهات الایجابیة نحو تطبیقه فی الفصول الدراسیة.

وقد قامت سهام مراد (2014) بتقدیم  تصور مقترح لبرنامج  تدریبی لتنمیة  مهارات التدریس لدى معلمات الفیزیاء بالمرحلة الثانویة  فی ضوء مبادی ومتطلبات التکامل بین العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات  STEM  وتوصلت الدِّراسة إلى أن تصورات معلمات الفیزیاء للمرحلة الثانویة کانت بدرجة کبیرة نحو احتیاجاتهن التدریبیة فی مجال STEM .

مشکلة البحث:

إن من أهم مواطن الضعف فی تجربة المملکة فی مجال STEM  کما ذکرت هند الدوسری (2015 ) ؛ حداثة تعلیم STEM فی المیدان التربوی التعلیمی المحلی فی ظل عدم وجود محتوى تعلیمی متخصص لتعلیم STEM أیضاً ضعف تضمین حقلی: التقنیة, والهندسة فی البرامج المدرسیة على نحو فعال وکذلک الممارسات الهندسیة فی حقلی العلوم والریاضیات. أدى إلى ضعف عام فی الکفایات المعرفیة, والبحثیة لمعلمی العلوم والریاضیات وضعف قدرات معلمی تخصصات STEM على توظیف بیانات تقویم أداء الطلاب فی تخصص العلوم. کما أن عدم توفر معلمین مؤهلین لتعلیم STEM. مع فقر البنیة التحتیة فی المدارس بما یناسب احتیاجات تعلیم STEM أدى إلى ضعف التجربة فی المملکة . لقد  أشارت تفیدة غانم(2011) إلى بعض تحدیات تنفیذ مناهج STEM فی المدارس الثانویة المصریة ذکرت منها الحاجة إلى تدریب المعلمین على المدخل الجدید وخاصة ما یتعلق بعلوم الکمبیوتر، والبرمجة، والتصمیم.

ویرى الباحث من خلال الخبرة فی هذا المجال ان البرامج التدریبیة المقدمة للمعلمین فی ضوء STEM برامج ضعیفة ذات مدة قلیلة قد لا تکسب المعلم القدر الکافی من المعرفة والمهارة للتعامل مع مثل هذه المشاریع , أیضا مستوى الانتقائیة فی اختیار المعلمین المتدربین فی هذه البرامج غیر واضح ولا یخضع لمعاییر معینة, ایضاً یتعمد التطبیق على الجوانب النظریة البعیدة عن التخصصیة النوعیة التی یجب أن تتوفر لدى معلمین العلوم والریاضیات المتصدین لمدخل STEM .

لذا یجب من خلال ما سبق  تنمیة المعلمین خاصة معلمی العلوم والریاضیات لأن یکونوا قادرین على استیعاب هذا المدخل ویملکون من المهارات التی تتفوق على الکثیرین من اقرانهم فی مجالات عدة خاصة المجالات التی تتعلق بالهندسة والحاسب الألی لکی یکونوا قادرین على تدریب الطلاب على المهارات العالیة  التی یتطلبها مدخل STEM حیث أوصت تفیده غانم(2012), ودراسة بیری (Perry, 2013), ودراسة هند الدوسری (2015), وسهام مراد (2014),  ودراسة  هبة أحمد ( 2016), ودراسة  عبیر الخبتی (2016),  بضرورة الاهتمام بمدخل STEM وتفعیله فی مناهجنا من خلال أیضاً اعداد معلمین قادرین على التصدی لمثل هذه المداخل الحدیثة , وتؤکد دراسة آل عمرو و الدغری (2017) على ضرورة  إعادة النظر فی برامج إعداد المعلم ومسیرات  بنائه، لتکون أکثر تأکیداً على الممارسة الحقیقیة للمهنة مع تقدیم التقذیة العلمیة والتربویة المناسبة فی مواقف تمهین حقیقیة  واعادة بناء برامج الدیبلومات التربویة بمختلف مسمیاتها، إذ إنها الأسلوب المتبع حالیاً فی إعداد المعلم بعد دراسته التخصصیة, وصیاغة مفرداتها بما یحقق أهداف برنامج التحول الوطنی 2020 وایجاد حلول مهنیة للمعلمین مما یرفع من جودة مخرجات التعلیم وذلک لتحقیق أهداف رؤیة التحول الوطنی 2030 فی تخریج جیل ینهض بسوق العمل السعودی. انطلاقاً مما سبق یهدف  هذا البحث فی تصمیم برنامج دبلوم قائم على مدخل STEM یمتاز هذا البرنامج بطموحه الکبیر من حیث الإعداد العالی والنوعی لمعلمی العلوم والریاضیات لکی یتمکنوا من امتلاک مهارات عالیة تساعدهم على تدریس طلابهم فی ضوء تطلعات هذا المدخل الحدیث ونقل هذه الخبرات والاتجاهات الإیجابیة نحو المهن المستقبلیة التی یحتاجها الوطن من خلال رؤیة طموحة تتوافق مع هذه التوجهات الحدیثة فی التعلیم  وبذلک تتحد مشکلة البحث فی السؤالین التالیین:

1. ماهی متطلبات بناء برنامج دبلوم لمعلمی العلوم والریاضیات  فی ضوء مدخل STEM؟
2. ما لتصور المقترح لبرنامج (دبلوم مهنی) قائم على متطلبات مدخل STEM؟    

أهداف البحث:

یسعى البحث الحالی لتحقیق الأهداف التالیة:

1. الوصول إلى قائمة  بمتطلبات بناء برنامج دبلوم لمعلمی العلوم والریاضیات  فی ضوء مدخل STEM .
2. الوصول إلى تصور المقترح لبرنامج (دبلوم مهنی) قائم على متطلبات مدخل STEM.    

أهمیة البحث:

تکمن أهمیة البحث الحالی فیما یلی:

1. التوافق الکبیر بین أهداف مدخل STEM و تطلعات رؤیة المملکة العربیة السعودیة 2030حیث تتطلع توجهات رؤیة  2030  إلى بناء تعلیم یسهم فی دفع عجلة الاقتصاد و تمکین طلابنا من إحراز نتائج متقدمة مقارنة بمتوسط النتائج الدولیة والحصول على تصنیف متقدم فی المؤشرات العالمیة للتحصیل .
2. دعم توجهات الاستراتیجیة الوطنیة لتطویر التعلیم العام بالمملکة، والتی نهجها الاستفادة من الاتجاهات العالمیة الناجعة والمتوائمة لتطویر نظام التعلیم السعودی.
3. مواکبة توجهات خطط التنمیة التاسعة والعاشرة بالمملکة العربیة السعودیة فی الاهتمام بتطویر لمعلمین ورفع کفاءتهم التعلیمیة والتربویة، والارتقاء فی مناهج العلوم والریاضیات والهندسة والتقنیة.
4. استجابة لحرکات إصلاح وتطویر التربیة العلمیة، والاهتمام الوطنی والإقلیمی والدولی المتزاید باتجاه مدخل STEM, کذلک استجابة لحرکات إصلاح وتطویر النداء العالمی والإقلیمی والدولی المتزاید باتجاه المدرسة کوحدة للتطویر.

حدود البحث :

الحدود الموضوعیة :متطلبات بناء برنامج دبلوم لمعلمی العلوم والریاضیات  فی ضوء مدخل .STEM

الحدود البشریة : معلمی العلوم والریاضیات  للمرحلة الابتدائیة والمتوسطة , ومعلمی الکیمیاء , والفیزیاء ,والریاضیات بالمرحلة الثانویة, والکلیات التقنیة .

مصطلحات البحث  :

 مدخل التکامل بین العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEM:

عرّف جیرلاش (Gerlach, 2012,) منحى العلم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEM بأنه : نهج للتعلم متعدد التخصصات تقترن فیه المفاهیم العلمیة بالظواهر الطبیعیة ویتمکن الطلبة من تطبیق العلوم والتقانة والهندسة والریاضیات فی السیاقات التی تجعل الاتصال بین المدرسة والمجتمع والعمل فعالاً، مما یتیح اکتساب الثقافة العلمیة والقدرة على التنافس فی الاقتصاد العالمی.

کما یعرفه برینی وهیل (Briney & Hill, 2013) بأنه : تعلم وتعلیم العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات بشکل یکفی لإنتاج عقول مفکرة وقادرة على حل المشکلات عبر جمیع التخصصات.

التنمیة المهنیة تعرف بأنها: "نهج شامل ومتواصل ومکثف لتحسین أداء المعلمین فیصبحون أکثر فعالیة فی رفع مـستوى التحصیل العلمی للطلاب". (National Staff Development Council, 2015).

ویعرفها الباحث اجرائیاً بأنها: نهج شامل ومکثف لتحسین أداء المعلمین  وتنمیة مهارات التدریس لدیهم  فی ضوء مبادئ ومتطلبات التکامل بین العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات  STEM من خلال  برنامج الدبلوم المقترح .

ویعرف الباحث برنامج الدبلوم المقترح بأنه: خطة تعلیمیة منظمة تتضمن مجموعة من الخبرات والأنشطة والأسالیب التدریسیة المتنوعة قائمة على متطلبات مدخل التکامل STEM, یقدم بهدف إحداث تغیرات مرغوبة فی الجوانب المعرفیة والمهاریة والوجدانیة لمعلمی العلوم والریاضیات .

الاطار النظری للبحث :

مفهوم مدخل تکامل العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات STEM  :

یرجع الاهتمام بهذا النوع من التعلیم إلى حرکة إصلاحیة دعی إلیها القادة السیاسیون ورجال الأعمال على مستوى العالم؛ وذلک لعلاج الآثار الناجمة عن الرکود فی القطاع الاقتصادی، وذلک یرجع إلى الاعتقاد بأن وجود الطلاب الدارسین لهذه التخصصات وإعدادهم للمستقبل (کمهندسین وعلماء وتکنولوجیین) سیسهم بشکل کبیر فی إنتاج الأفکار المبتکرة والتی تؤدی بدورها إلى التنمیة الاقتصادیة، وذلک على اعتبار أن من سیبدأ الدراسة مبکرا فی هذه المجالات سیستمر فی استکمالها فی مراحل الدراسیة الأعلى وهذا یؤدی إلى مزید من الابتکارات العلمیة وبالتالی اقتصادیات أقوى مع مزید من فرص العمل فی المجالات العلمیة والتکنولوجیة، وقد بدأ الاهتمام بتعلیم موضوعات الریاضیات والعلوم والتکنولوجیا منذ نهایة الحرب العالمیة الثانیة باعتبارها موضوعات أساسیة فی المعرفة التی یجب أن یلم بها المتعلمون، وازداد الاهتمام بتعلیم STEM خلال العقد الأول من القرن الحادی والعشرین بصورة کبیرة وخاصة فی ظل التوجه نحو الاقتصاد القائم على المعرفة، والترکیز علـى المهارات التی یجب أن یلم بها العاملون والتی تغیرت بشکل کبیر بسبب الثورة التکنولوجیة والعلمیة ولم تعد نظم التعلیم التقلیدیة تفی بهذه الاحتیاجات (أبوعلیوة,2015).

یعّرف تعلیم (STEM): "بأنه تدریس العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات بشکل متکامل بدلا من تدریس هذه المقررات بشکل منفصل، کما یؤکد على تطبیق المعرفة فی مواقف الحیاة الحقیقیة، ویعتمد بشکل أساسی على التعلم القائم على المشروع". (STEMNET, 2015).

   وتعّرفه وزارة التعلیم فی الولایات المتحدة الأمریکیة (Ministry of Education, 2010: p7)بأنه " البرامج التی یُقصد بها أساساً توفیر الدعم للعلوم، أو تعزیز العلوم، والتقنیة، والهندسة، والریاضیات STEM فی المرحلة الابتدائیة وحتى الثانویة ومن خلال المستویات العلیا بما فی ذلک تعلیم الکبار".

ویتمثل منهج STEM فی المواد الدراسیة المتکاملة، وهی کما یلی: (تفیدة غانم، 2011).

1)   العلوم: دراسة العالم الطبیعی من حولنا، وطبیعة العلم. ویتضمن المعارف والمهارات وطرق التفکیر العلمی والإبداعی واتخاذ القرار.

2)   التکنولوجیا: التطبیقات العلمیة والهندسیة وعلوم الکمبیوتر.

3)   الهندسة: التصمیم الهندسی والقدرة على بناء النماذج والتصامیم.

4)   الریاضیات: أساسیات الریاضیات اللازمة لحل المشکلات الریاضیة .  

أهداف التعلیم بمدخل STEM :

ذکر کونر بعض أهداف التعلم فی ضوء مدخل STEM( Conner, 2013):

-       الترکیز على المستقبل وتحقیق جودة الحیـاة من خـلال الابتکارات العلمیة والتکنولوجیا؛ مما یسهم فی تحسین الصحة والمحافظة على المناخ وغیرها من القضایا المؤثرة        على الإنسان.

-       توفیر الفرص لتنمیة مهارات وخبرات الطلاب فی مجالات العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات.

-       منح المعلمین فرصا لمواصلة نموهم المهنی بشکل مستمر، وتدعیم ذلک بالتواصل مع المهتمین بهذا المجال من علماء وباحثین.

-       تحسین التحصیل العلمی والإنجاز الأکادیمی للطلاب، ویعمل على تبنی الدول لمبادرات إصلاح التعلیم خاصة فی ضوء نتائج الاختبارات الدولیـة.

وتضیف تفیدة غانم(2011) الأهداف التالیة:

-       إتاحة الفرص لجمیع الطلاب بغض النظر عن خلفیاتهم الاجتماعیة أو الاقتصادیة للالتحاق بهذا النوع من التعلیم وحثهم على ذلک وتشجیعهم على مواصلة التعلم للحصول على وظائف متمیزة.

-       مساعدة جمیع المدارس والکلیات فی المملکــة المتحدة على إثراء فرص تعلیم STEM والتوسع فیه، مع تحدید المنافع والمزایا التی تعود علیهم من العمـل فی هذا المجال.

-       تشجیع المؤسسات والمنظمات المختلفة المهتمة بهذا النوع من التعلیم على استثمار جهودها ومواردها بطریقة تحقق أفضل النتائج لهم وللشباب الراغبین فی الالتحاق ببرامج STEM)).       

یقوم مدخل تکامل العلوم والتکنولوجیا  والهندسة والریاضیات STEM على عدة أسس ومنها  (Stephanie, Pace Marshall, 2008) :

-       الاهتمام بالتمکن من البرامج الحاسوبیة.

-       تطبیق أنشطة وممارسات معملیة فی علوم الفیزیاء والأحیاء والأرض والفضاء والهندسة والتکنولوجیا.

-       یتم التطبیق على صورة برامج ومشروعات ومشکلات حقیقیة مرتبطة بالعالم الحقیقی.

-       إجراء دراسات وأبحاث فی المجالات الأربعة لتعلیم STEM.

-       ربط تجارب وممارسات الطالب العلمیة والهندسیة بالتحدیات والمشکلات المحیطة ببیئته ومجتمعه المحلی والعالمی.

-       إنشاء علاقات متمیزة بین الطالب وزملائه المشارکین له، ومع معلمیه والخبراء والعلماء المهتمین بمجالات تعلیم STEM.

-       إجراء ورش عمل وتدریبات مکثفة لتطویر المهارات والممارسات العلمیة والهندسیة.

-       التوسع فی عملیات التطبیق من خلال برامج صیفیة تحوی أنشطة ومهارات إثرائیة والمسابقات العلمیة ومسابقات الروبوتات والتصمیمات الهندسیة لتطویر تعلیم STEM .

مبادئ تعلیم مدخل تکامل العلوم والتکنولوجیا  والهندسة والریاضیات  :STEM

اقترح (Vasguezm, Comer, Sneidr, 2012) مجموعة من المبادئ یمکن اتباعها من قبل مصممی المناهج المعتمدة على مدخل التکامل  STEM وکذلک فی تطبیق الدروس داخل القاعة الصفیة وتتمثل هذه المبادئ فی:

1. التأکید على التکامل بین المواد: وذلک بالجمع بین اثنین أو أکثر من التخصصات بما یسمح للطلاب إدراک ترابط المفاهیم، والتی تعد الأساس فی البناء المعرفی لدیهم، کما أن هذا الترابط یساعد على تولید المزید من الحلول المبتکرة والإبداعیة عند تطبیق فهمهم، والتفکیر بطریقة أکثر شمولیة حول مشکلة معینة.

2. إنشاء صلة ذات أهمیة بحیاة الطالب: قد لا یبدو من الواضح لدى الطلبة کیف یمکن تطبیق التعلم الجدید فی حیاته الیومیة، لذا من المهم توضیح أن المعرفة یمکن أن نستفید منها فی جانب آخر

3. التأکید على مهارات القرن الحادی والعشرین: إن الحاجة الماسة للقوى العاملة فی المستقبل تستلزم مهارات خاصة تسمى بمهارات القرن الحادی والعشرین .

4. تحدی الطلبة: فعندما نتحدى الطلبة نجعلهم أکثر انخراطًا فی العمل ولا یشعرون بالملل.

5. تنوع السیاق التعلیمی: من خلال توفیر مجموعة متنوعة من المخرجات التعلیمیة فی وحدات منحى العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات، واستخدام الطلبة طرق         التعبیر عن معارفهم بشکل مستمر، ومشارکة الخبرات، وتوسیع مهاراتهم, ومن المهم        أن یتضمن التدریس استراتیجیات حدیثة مثل: التعلم المبنی على المشکلة، والتعلم المبنی على المشاریع.

التنمیة المهنیة لمعلمی العلوم فی ضوء مدخل تکامل العلوم والتکنولوجیا  والهندسة والریاضیات STEM :  

یتطلب تعلیم STEM بوصفه نهجاً نوعیاً حدیثًا فی تعلیم العلوم، یتأکد فیه تکامل العلوم ووحدة المعرفة، ضرورة تطویر ممارسات المعلمین بما یمکنهم من تحقیق فلسفة وأهداف هذا المدخل، وقد وضع المجلس الوطنی الأمریکی للبحوثNRC,2012)) إطارًا لتعلیم العلوم فی صفوف التعلیم العام یستند إلى ثلاثة أبعاد رئیسة، هی:

1. الممارسات العلمیة والهندسیة Science & Engineering Practices (SEP) :

       ویقصد بها الممارسات التی تصف سلوک العلماء، کالانخراط فی الاستقصاء، وبناء النماذج والنظریات.

المفاهیم الشاملة Crosscutting Concepts التی توحد دراسة العلوم والهندسة:

     وتتضمن جمیع المفاهیم المشترکة بین حقول العلوم، حیث تربط مختلف المجالات العلمیة.

الأفکار الأساسیة Core Idea  لمجالات التخصصات الأربعة: الفیزیاء، الأحیاء، علوم الأرض والفضاء، والهندسة والتقنیة وتطبیقات العلوم.

       وتتضمن الأفکار الأساسیة التخصصیة الترکیز على المناهج الدراسیة للعلوم فی فصول التعلیم العام، والتدریس، والتقویم، ویجب أن تلبی الأفکار اثنین على الأقل من المعاییر التالیة:

-          أن تکون ذات أهمیة واسعة لمختلف تخصصات العلوم أو التخصصات الهندسیة.

-          أن توفر أداة رئیسة لفهم أو استقصاء الأفکار الأکثر تعقیداً، وحل المشکلات.

-          أن تتعلق بمصالح الطلبة وتجاربهم الحیاتیة، أو تکون مرتبطة بالمشکلات والقضایا الاجتماعیة أو الشخصیة التی تتطلب المعرفة العلمیة أو التکنولوجیة.

-          أن تکون قابلة للتعلیم وقابلة للتعلم على درجات متعددة، مع زیادة مستویات العمق والتعقید تدریجیاَ.

-          أن تجمع الأفکار التخصصیة المجالات الأربعة: الفیزیاء، والأحیاء، وعلوم الأرض والفضاء، والهندسة والتکنولوجیا والتطبیقات العلمیة. 

        ولتحقیق تعلم ذی مغزى فی العلوم والهندسة فإن المجلس الوطنی الأمریکی للبحوث یوصى بدمج هذه الأبعاد الثلاثة فی المعاییر، والمناهج الدراسیة، والتدریس، والتقییم. وهذا یوضح ضرورة إکساب المعلمین الممارسات المهنیة المتخصصة لتعلیم STEM ، وتعمیق فهمم للمفاهیم العلمیة والأفکار الأساسیة لمجالات العلوم الأربعة، وأن تدمج هذه الأبعاد ضمن معاییر التطویر المهنی لمعلمی العلوم.

     کما حدد بریسلی وکوبل (Presley and Coble, 2012) نقلاً عن المحیسن والخجا(2015)  أربعة أسس لتطویر برامج المعلمین فی مجال نهج  ومدخل STEM :

-          أن تکون متطلبات التعیین معتمدة وصارمة وانتقائیة للمعارف والمهارات والسمات المرتبطة بالتدریس الجید للریاضیات والعلوم، وأن تکون هناک معاییر أداء وتقییمات صارمة لجمیع المرشحین الساعین للحصول على رخصة المعلم فی العلوم والریاضیات.

-          أن یستند التعلم على الممارسات الإجرائیة الشاملة والمستندة إلى الحقائق من المدارس

-          والفصول الدراسیة والتجارب الواقعیة.

-          تمکین المعلمین من المهارات التربویة لتعلیم STEM .

-          توفیر التقییم والأبحاث المستمرة لتحسین إعداد المعلم.

      وقدم ولسون ( Willson, 2013) عدداً من التوصیات للتطویر المهنی لمعلمی العلوم والریاضیات فی الکلیات والجامعات، من أهمها:

-          استخدام استراتیجیات حدیثة فی تدریس تخصصات العلوم والریاضیات ..

-          اکتشاف الاتجاهات والخبرات المهنیة للخریجین الجدد من المعلمین .

-          ترقیة وزیادة الدورات التدریبیة للطلبة الجامعیین فی مجال العلوم والریاضیات.

ضرورة المراجعة الدوریة لمناهج ومقررات التی تؤهل معلمی العلوم والریاضیات للتدریس حتى یتم التأکد على جودتها فی تأهیل معلمین فی مجال STEM.

-          تعزیز التواصل المستمر والموائمة  بین مخرجات الکلیات والمیدان التربوی .

       وقد أوضح تقریر (PCAST, 2010) أن تطویر المعلمین وفق  مدخل ونهج STEM یرکز على محورین رئیسین: الأول: المحتوى المعرفی المتعمق : ینبغی أن یتمکّن المعلمین من المحتوى المعرفی  لمدخل ونهج  STEM وهذا یتطلب:

•  أن یفهم المعلمون بعمق مدخل  STEM بما یمکنهم من تفسیر المفاهیم والإجراءات من وجهات نظر متعددة، وبالتالی توجیه الطلبة لتحقیق الاکتشافات الخاصة بهم.
• أن یندمج المحتوى المعرفی للمعلمین بقضایا ومشکلات العالم الحقیقی والأحداث الجاریة ذات الصلة بحقول  مدخل STEM .
• تمکین المعلمین من تصمیم وبناء الأسئلة للطلبة المتحمسین والموهوبین والتی تحفزهم وتتحداهم للاتجاه لحقول مدخل  STEM .
•  تطویر أداء المعلمین لتشجیع الطلبة على وضع الفروض والأسئلة، بدلاً من توجیهها لهم، وکذلک معرفة أسالیب الإجابة على تلک الأسئلة، وبهذه الطریقة یتمکن الطلبة من خلال ممارسات هؤلاء المعلمین من تطویر القدرات الأساسیة التی تمثل طریقة العلماء والمهندسین وعلماء الکمبیوتر وعلماء الریاضیات.  

الثانی: المهارات التربویة اللازمة للتطویر المهنی لمعلمی العلوم فی مجال تعلیم مدخل STEM ینبغی أن تمکّن برامج التنمیة المهنیة المعلمین من المهارات التربویة المتعمقة التی تساعدهم على تطبیق المحتوى المعرفی لتعلیم STEM فی فصولهم الدراسیة ومن أهم تلک المهارات (المحیسن، وخجا 2015):

•  أن یفهم المعلمون بعمق طریقة تعلم المتعلمین فی مدخل STEM .
•  أن یتعرف المعلمون على المفاهیم الخاطئة الطبیعیة التی یمکن أن تنشأ فی هذا المجال، ومعرفة السبل التی تساعد الطلبة على التخلی عنها بالاستناد إلى أساس الفهم الحقیقی.
• أن یتمکن المعلمون من توجیه الطلبة للبحث العلمی، وتصمیم التجارب، ومعالجة البیانات.
• أن یتعرف المعلمون على کیفیة تحفیز وإثارة تعلم الطلبة فی مواضیع مدخل STEM .

وفی سیاق الابحاث المحلیة قدم المحیسن، وخجا (2015) برامج التنمیة المهنیة لمعلمی العلوم فی ضوء متطلبات STEM وأستند على أربعة أبعاد وهی:

أولاً: التطویر المهنی کنظام:  یتضمن وضع السیاسات والخطط على مستوى الدولة التی تدعم  تحقیق نهج STEM ومن ذلک:

• تخصیص المیزانیات الکافیة لدعم وتحقیق متطلبات هذا الاتجاه.
• وضع الخطط الزمنیة طویلة المدى، وتحدید الفئات المستهدفة.
• تحدید سیاسات الحوافز والمکافئات، ونظام الترقی الوظیفی.

ثانیا: التطویر المهنی فی المجال المعرفی: ویتضمن تحدید الاحتیاجات التدریبیة والتطویریة، التی سیتم بناء برامج التنمیة المهنیة فی ضوئها، ومن أهما:

• تحدید المعارف والخبرات التخصصیة فی إطار الغایات الکبرى لتعلیم STEM .
• تحدید المعارف والخبرات التدریسیة لتعلیم STEM .
• تطویر الحقائب التعلیمیة والنشاطات المهنیة الخاصة بنهج STEM .
• توفیر المؤلفات والکتب العلمیة والأبحاث العلمیة والنشرات التعریفیة فی مجال

ثالثاً: استراتیجیات التطویر المهنی لمجال STEM : یوضح هذا الجانب استراتیجیات وملامح تنفیذ برامج التطویر المهنی لتعلیم STEM ومن أهمها:

• استخدام برامج التنمیة المهنیة طویلة المدى ومستمرة, وأن تبدأ البرامج بالترکیز على تنمیة وتعزیز وعی وإدراک المعلمین لنهج ومدخل STEM ، وأهمیته.
• التنویع فی استراتیجیات تطبیق البرامج لتمکین المعلمین من بناء معارفهم وفقا لأنماط تعلمهم وخبراتهم السابقة، کالعصف الذهنی، والاستقصاء, وحل المشکلات، والتعلم التفاعلی .
• توفر الفرص للمعلمین للتعلم والنمو الذاتی من خلال ممارسات التأمل المهنی، والقیام بالبحوث الإجرائیة، وتدریب الأقران، وبناء ملفات الإنجاز
• الاستفادة من معلمی الریاضیات والعلوم والحاسب ذوی الأداء المتمیز للعمل بوصفهم مصادر للخبرة فی المدرسة لتنفیذ برامج STEM .

رابعاً: الدعم والمساندة للتطویر المهنی فی مجال STEM : یتضمن هذا الجانب توفیر متطلبات الدعم والمساندة لضمان تحقق أهداف نهج STEM ، ومن أهمها:

• توفیر الدعم المادی والمعنوی الکافی من وزارة التعلیم والإدارات العلیا .
• توفیر دعم القیادة داخل المدرسة.
• توفیر فرص التنمیة المهنیة داخل إطار المدرسة.
• دعم مؤسسات المجتمع المحلی والدولی واسهامها ومشارکتها فی تطویر المعلمین وفق نهج STEM .

ویرى کل من فاسکویز وساندر وکومر (Vasquez & Comer & sneider, 2013 )  أن معلم STEM یجب أن یکون قادرًا على :

1)   الترکیز على التکامل بین مواد STEM.

2)   تطویر فهم المتعلمین من خلال مساعدتهم على تکوین صلات وارتباطات بین المحتوى المعرفی لمواد STEM المختلفة.

3)   التأکید على  معارف ومهارات القرن الحادی والعشرین .

4)   توفیر مهام تثیر تحدی واهتمام المتعلمین وقدراتهم .

5)   التنوع فی تقدیم الأنشطة والمهام .

الثقافة المهنیة فی ضوء مدخل STEM  

عرَّف المجلس الوطنی للبحوث الأمریکیة(NRC,2011) ثقافة STEM على أنها : المعرفة والفهم للمفاهیم الریاضیة والعلمیة والعملیات اللازمة لاتخاذ قرارات شخصیة، والمشارکة فی الشؤون المدنیة والثقافیة والإنتاج الاقتصادی, کما َیَرَوْن أن ثقافة STEM هی من أهم أهداف تعلیم STEM، فذکروا أنها نسیج للقدرات الأربع المترابطة التالیة:

-      الثقافة العلمیة: تتکون الثقافة العلمیة حسب المجلس الوطنی للبحوث  (NRC,2012)  من عدة أبعاد هی: معرفة الحقائق الأساسیة، والمفاهیم، والمبادئ، والقوانین، والنظریات فی مجالات العلوم، والقدرة على ربط الأفکار عبر التخصصات؛ بالإضافة إلى الممارسات والطرق التی تعزز معرفتنا عن العالم الطبیعی، واستخدام العلوم من أجل إیجاد حلول للمشکلات فی العالم الحقیقی باستخدام الهندسة.

-       الثقافة التقنیة: یُقصد بها القدرة على استخدام، إدارة، فهم، وتقویم التقنیة، ففیها یتم تعدیل الانسان الطبیعی من أجل تلبیة احتیاجاته ورغباته(NRC,2012) ؛ لذا یجب أن تشمل الثقافة التقنیة قدرة الطلاب على استخدام التقنیات الجدیدة، وفهمهم الطریقة التی بوساطتها تم تطویر هذه التقنیات؛ بالإضافة إلى امتلاکهم المهارات التی تمکنهم من تحلیل أثر هذه التقنیات على الفرد والمجتمع والعالم ثقافة استخدام الروبوت کمثال لذلک .

-       الثقافة الهندسیة: هی القدرة على حل المشکلات وتحقیق الأهداف؛ عن طریق استخدام عملیة التصمیم الهندسی. أی أن الطلاب لدیهم القدرة على تطبیق العملیات الهندسیة فی مواقف جدیدة، فهم یحددون المشکلة القابلة للحل، ویولدون الحلول المناسبة، ویقومون بتعدیل التصمیم من أجل الوصول للحل الأمثل. کما تشمل الثقافة الهندسیة العلاقة التبادلیة بین العلوم والفن والهندسة، بالإضافة إلى الطریقة التی یستجیب بواسطتها المهندس لحاجات ورغبات المجتمع.((NRC, 2012.

-       الثقافة الریاضیة: هی قدرة الفرد على تحدید وفهم الدور الذی تلعبه الریاضیات فی العالم؛ فالطلاب المثقفون ریاضیًّا لدیهم القدرة على إصدار الأحکام على أسس سلیمة، واستخدام الریاضیات بطرق تلبی حاجات الفرد کمواطن بنّاء ومهتم، فیعبر عن الأفکار الریاضیة باستخدام الألفاظ والمشارکة فی مناقشات عن الریاضیات، وتطبیق مفاهیم ومهارات الریاضیات فی الحیاة الیومیة؛ أی أن الریاضیات تجعل حیاة الفرد أکثر منطقیة. (Gojak, 2015).

     کما أضافت ((National Assessment Governing Board,2014 إلى هذا الجانب مکونات للثقافة الهندسیة والتقنیة وتتکون هذه الثقافة من ثلاثة محاور هی:

- التقنیة والمجتمع. (Technology and Society)

- التصمیم والأنظمة. (Design and Systems)

-تقنیة المعلومات والاتصال. (Information and Communication Technology)

أولًا : التقنیة والمجتمع (Technology and Society) :  یتعامل هذا المحور مع        تأثیر التقنیة على کل من المجتمع والعالم الطبیعی، ومع الجوانب الأخلاقیة التی قد  تظهر نتیجة لهذه التأثیرات. وهی تشمل أربعة جوانب: تفاعل التقنیة والإنسان, تأثیر التقنیة على العالم الطبیعی, تأثیر التقنیة على عالم المعرفة والمعلومات, الأخلاق  والعدالة والمسؤولیة.

ثانیًا : التصمیم والأنظمة (Design and Systems) :  یشمل هذا المحور کلًّا من طبیعة التقنیة، وعملیات التصمیم الهندسی التی لها دور فی تطویر التقنیات المختلفة، والمبادئ الأساسیة التی تحکم التعامل الیومی مع التقنیات، کما یتضمن هذا الجانب الصیانة وتصلیح الاعطال (Troubleshooting) ومنها التالی : طبیعة التقنیة, التصمیم الهندسی, دور عملیة التصمیم الهندسی فی حل المشکلات، التفکیر المنظومی.

ثالثًا : تقنیة المعلومات والاتصال(Information and Communication Technology):  یتضمن هذا المحور الحاسب الآلی، وأدوات التعلم الإلکترونی، وأنظمة الشبکات والأجهزة الرقمیة الیدویة، وتقنیات أخرى تساعد فی صناعة وتوصیل المعلومات, ولهذا المحور خمسة جوانب هی : بناء الأفکار والحلول وتبادلها مع الآخرین, البحث عن المعلومات, التحری عن المشکلات, احترام الملکیة الفردیة للآخرین, اختیار واستخدام الأدوات التقنیة المناسبة للمرحلة العمریة.       

التجارب العالمیة والمحلیة فی تعلیم مدخل التکامل بین العلوم والتکنولوجیا  والهندسة والریاضیات   : STEM

      انعکست أهمیة تعلیم STEM على الأنظمة التربویة فی العدید من الدول وعلى رأسها الولایات المتحدة التی تؤکد على أن أولویات الخطة الخمسیة لها تتمثل فی النقاط التالیة: (Gough, 2014)

-          تحسین تعلیم STEM فی المراحل الأولیة والجامعیة من التعلیم.

-          زیادة الارتباط بین الشباب وأفراد المجتمع وبرامج تعلیمSTEM .

-          إعادة تصمیم وتهیئة الخریجین کقوى عاملة فی مجالات STEM.

-          تقدیم خدمات متمیزة فی مجالات STEM.

-          تحسین التعلیم الجامعی لمجالات STEM وتطویره.

وفی إنجلترا یهدف تعلیم STEM إلى:

أ‌. العمل على زیادة تدفق الأشخاص المؤهلین فی مجالات STEM.

ب‌. التنور فی مجالات STEM لکافة أفراد المجتمع.

ولتحقیق ذلک تم تقدیم نماذج وبرامج لمناهج STEM فی انجلترا وتجریبها ومن تلک التجارب ما یقدمه مرکز (The National STEM Centre) من مشاریع و مواد ومناهج تعلیمیة عالیة الجودة مقدمة لمعلمی STEM, واکتشاف مناهج وطرائق حدیثة لتقدیم وتوصیل مفاهیم STEM للطلاب.  وفی الوطن العربی توجد مجموعة من المحاولات لتبنی توجه STEM فی مراحل التعلیم العام ومن أهم تلک الدول المملکة العربیة السعودیة بتبنی ثمانیة برامج لتطویر تعلیم STEM، ودولة مصر التی اعتمدت مدارس للمتفوقین تتبنى تعلیم STEM, ودولة الأردن التی تهتم من خلال مرکز الیوبیل للتمیز التربوی بمبادرة STEM  (غائب,2015).

     کما استعرض دوقیرتی (Daugherty,2009) مجموعة من المشروعات التعلیمیة التی تتبنى مدخل STEM  فى مراحل التعلیم وکانت کالتالی:

1. مشروع هندسیة المستقبل العلوم،  والتکنولوجیا، وعملیة التصمیم  Engineering the Future:

       هذا المشروع تم تصمیمه من قبلThe National Center for Technological Literacy (NCTL) بولایة بوسطن الأمریکیة, وفیه یدرس طلاب الصف الأول الثانوی لمدة عاماً کاملاً بنظام محاضرات قصیرة، وأنشطة الخبرة بالید فی ورش عمل. وقد تم إعداد مناهج المشروع على الإنترنت لمساعدة المعلمین على تقدیم المنهج، والتدریب علیه، ونشره قومیًا. ویتبنى هذا المشروع طریقة E5 : الدمج engage ، الاکتشاف explore ، التفسیر explain، التفصیل elaborate ، التقویم evaluate.

1. مشروع قیادة الطریق Project Lead the Way (PLTW))

      هذا المشروع برنامج تدریسی تم تصمیمه لمساندة تأهیل الطلاب فى المرحلة الثانویة لدراسة التصمیم الهندسی ، وبرامج التکنولوجیا الهندسیة. ویتم دمج الطلاب الذین یدرسوا منهج "مدخل إلى التکنولوجیا" فى المرحلة المتوسطة، والطلاب الذین یدرسوا منهج "المسار إلى التصمیم الهندسی" فى تدریبات المشروع لمدة أسبوعین بواقع ثمانین ساعة تدریبیة. ویتکون هذا البرنامج من عدة عناصر وهى: التقویم الذاتی، والتدریب المبدئی، والتدریب المرکزی فى معاهد تدریب متخصصة صیفیة، والتدریب المستمر. ویتم اختیار المعلمین لهذا البرنامج من المعلمین الذین یجتازون اختبار مهارات فى المواد التالیة: العلوم، والریاضیات، وعلوم الکمبیوتر.

التجربة الکوریة: اهتمت کوریا بشکل کبیر بتعلیم (STEM) اهتماما کبیرا إلا أن وزارة التعلیم والعلوم والتکنولوجیا أضافت مجالا خامسا وهو الآداب والفنون  STEAM، وتعمل کوریا على ألا یقتصر تعدیل المناهج على وجود تکامل بسیط بین التخصصات المذکورة ولکنها تسعى إلى تثقیف جیل قادم ذو عقلیة متفتحة قادرة على توظیف العلم فی حل المشکلات واستخدام التکنولوجیا لتحقیق جودة الحیاة، وقد بدأ اهتمام الحکومة الکوریة بتعلیم STEM ومن برامج التنمیة المهنیة التی تم تنفیذها لمعلمی STEM باستخدام نظریة مجتمع الممارسة ما یأتی:

1. تدریب العلوم والتکنولوجیا المتقدمة لمعلمی المرحلة الابتدائیة: یشارک فیه المعلمون من جمیع أنحاء البلاد، وممول من قبل الحکومة الکوریة مع جامعة ایوا للنساء Ewha Womans University ویتکون من أربعة أجزاء: الجزآن الأول والثانی ورش عمل وجها لوجه، والجزآن الثالث والرابع أنشطة على الإنترنت  وهدف إلى تنمیة مهارات المعلمین         على تحضیر الدروس والأنشطة بشکل متکامل یتناسب مع فلسفة STEAM، مع          إتاحة الفرصة الحقیقیة لتطبیق هذه الدروس، وتحددت الأهداف الأساسیة للبرنامج فیما یأتی (أبو علیوة,2015):

أولا: تنمیة قدرة المعلمین على تبادل المعرفة الجدیدة فی مجالات تعلیم STEAM وکیفیة تطبیقها بشکل صحیح متناسب مع طبیعة المرحلة الابتدائیة.

ثانیا: تنمیة قدرة المشارکین على بناء الأنشطة المتکاملة التی تحفز الطلاب على الاستکشاف والابتکار فی مجالات STEAM.

ثالثا: تنمیة قدرة المعلمین على تصمیم وتنفیذ مقرر دراسی قائم على الإبداع ومهارات التفکیر لدى الطلاب، وتنمیة مهارات التحلیل والاستکشاف فی مجالات تعلیم STEAM.

التجربة الأمریکیة:

قدمت التجربة الأمریکیة رؤیة مقترحة لتطبیق مناهج STEM للتعلم المستمر مدى الحیاة، حیث أوضح إدوارد (Edward, 2009) أن الولایات المتحدة الأمریکیة تتبنى رؤیة تربویة لتدریس مناهج STEM فی جمیع المراحل الدراسیة فی الآونة الأخیرة. وتبدأ بتطبیق منهج STEM فی المرحلة الأولى، والابتدائیة على الطلاب بصورة عامة, وذلک بتدریس أساسیات الریاضیات، وقاعدة من العلوم، والتکنولوجیا الهندسیة. ویطبق المنهج أیضاً فی المرحلة المتوسطة عامة على کافة الطلاب بتدریس الریاضیات، مع دراسة مکثفة للتکنولوجیا عن طریق معامل التجریب، والمحاکاة، والتصنیع، والفنون الصناعیةComputer-aided, design(CAD), Computer aided Manufacturing (CAM) ,أما فی المدرسة الثانویة فیکون دراسة منهج STEM اختیاری، ویکون بتدریس الریاضیات، والکیمیاء، والفیزیاء، ومسار متخصص لمنهج فی العلوم، والتکنولوجیا الهندسیة، حیث یتم دراسة الریاضیات، والأحیاء، وعلوم الأرض، والفضاء وغیرها؛ والتصمیم الهندسی، والمیکانیکا، والمدینة، والعلوم الکهربیة، وتکنولوجیا (CAD)، والتصنیع، والتصمیم الإنتاجی، وغیرها.

کما تؤکد على أن اولویات الخطة الخمسیة لها تتمثل فی النقاط التالیة :

-          تحسین تعلیم STEM فی المراحل الأولیة والجامعیة من التعلیم

-          زیادة الارتباط بین المجتمع وبرامج تعلیم STEM .

-          تقدیم خدمات متمیزة فی مجال STEM .

-          تحسین التعلیم الجامعی لمجالات STEM وتطویره .

 ویشیر ماثیو (Matthew, 2011) إلى أن منهج STEM من أهم البرامج التی تبنتها المملکة المتحدة، الذی تم تحدیده وتدعیمه فی إطار سیاسة شعبیة فی الفترة ما بین (2004 ) إلى 2010).  یهدف تعلیم ( STEM ) فی انجلترا إلى :ذکر  هاریسون (Harrison,2011) أن من أهم البرامج التی تبنتها المملکة المتحدة, هو منهج  STEM   الذی حدد وأقر ودعم ومول فی إطار سیاسة شعبیة فی الفترة من (2010-2014م) بإضافة أنشطة ومهارات فعالة فی مجال التقنیة, والتصمیم الهندسی, لتحقیق جدودة مخرجات النظام التعلیمی, مما یؤدی تباعًا إلى تطویر الاقتصاد القومی, خاصة فی مجال الإنتاج الصناعی, وقد رکزت على :

1-العمل على زیادة تدفق الأشخاص المؤهلین فی مجالات (STEM  )

2-التنور فی مجالات (STEM) لکافة أفراد المجتمع

  ولتحقیق ذلک تم تقدیم نماذج وبرامج لمناهج (STEM) وتجریبها ومن تلک التجارب ما یقدمه مرکز (The National STEM Centre ) من مواد ومناهج تعلیمیة عالیة الجودة مقدمة لمعلمی STEM  واکتشاف مناهج وطرائق تدریس حدیثة لتقدیم وتوصیل مفاهیم  STEM للطلاب .

 تطبیق مدخل تکامل العلوم والتکنولوجیا  والهندسة والریاضیات STEM فی المیدان التعلیمی فی المملکة العربیة السعودیة

هناک توجه نحو تطبیق مدخل  STEM ویتضح ذلک من خلال عدة أمور، منها:

1. ما ورد فی الاستراتیجیة الوطنیة لتطویر التعلیم (2011)؛ التی أکدت على ضرورة توفیر فرص تعلم للطلاب کافة بصورة تنمی شخصیاتهم، وتمکنهم من الوصول إلى أقصى قدراتهم، وذلک من خلال: تحقیق التکامل بین المناهج ومهارات القرن الحادی والعشرین، وتحسین أداء الطلاب فی العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات (STEM).
2. اهتمام بعض مؤسسات التعلیم العالی بمدخل STEM؛ حیث تم إقامة مرکز التمیز البحثی بجامعة الملک سعود بالریاض "المؤتمر الأول لتعلیم STEM فی 16/ 7/ 1436هـ، مما یؤکد التوجه نحو هذا النوع من التعلیم.
3. أصدر معالی وزیر التعلیم الدکتور أحمد بن محمد العیسى قراراً بتأسیس مرکز متخصص فی تطویر تعلیم العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات (STEM) ، ویأتی هذا القرار استناداً إلى قرار مجلس الوزارة القاضی بالموافقة على برنامج التحول الوطنی .

واشتملت مهام المرکز  المشار إلیها فی نص القرار على المساهمة فی تطویر قدرات الطلاب واتجاهاتهم ومیولهم بما یعزز اختیارهم لمسارات علمیة ومهنیة مستقبلیة ذات صلة بالعلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات (STEM) ، والمشارکة فی دراسة المناهج الدراسیة، وتقدیم الدعم الفنی والعلمی لوکالة المناهج فی تطویر المناهج ودراسة المعاییر الخاصة بها وغیرها من الجهات ذات العلاقة فی إعداد وتطویر المناهج والعلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات (STEM) ، وتقدیم برامج النمو المهنی بالتعاون مع المرکز الوطنی للتطویر المهنی التربوی والجهات ذات العلاقة فی إعداد وتطویر المعلمین والممارسین ذوی العلاقة بمجالات العلوم والتنقیة والهندسة والریاضیات (STEM) ، وبرامج تطویرهم المهنی ، إضافة إلى تعزیز التعلم والتعلیم القائم على البحث العلمی بالشراکة مع مرکز التمیز البحثی فی تطویر تعلیم العلوم والریاضیات والجهات ذات العلاقة بما یحقق توجه العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات (STEM) ، وإقامة الفعالیات والمناشط المعززة لذلک ، وتوحید الجهود والتکامل بین وزارة التعلیم والجهات ذات العلاقة فیما یخص المشاریع والبرامج ذات الصلة بتوجه العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات (STEM)

    وقد تبنت المملکة تعلیم STEM ضمن استراتیجیات التعلیم المنجزة عام (2011م)؛ لهدف رئیس قوامه تحسین أداء الطلاب فی مجالات العلوم, والتکنولوجیا, والهندسة, والریاضیات STEM, وتوجد فی هذا المجال تجارب أولیة لتعلیم STEM نفذ بعضها, والبعض الآخر تحت التأسیس, کما تساهم بعض القطاعات المجتمعیة الرائدة فی تبنی برامج تعلیم STEM؛ کخدمات مجتمعیة, مثل شرکة أرامکو السعودیة, ومدینة الملک عبدالعزیز للعلوم والتقنیة, وجامعة الملک فهد للبترول والمعادن.(هند الدوسری, 1431) .

وأضافت هند الدوسری أن وزارة التعلیم بالمملکة تنبهت إلى أهمیة تعلیم STEM کأحد حرکات التربیة العلمیة الحدیثة فی تعلیم العلوم, والریاضیات, واتخذت اجراءات, لتأسیسها فی المملکة من خلال تبنی مبادرة STEM : باعتبارها إحدى سیاسات تحقیق الهدف الاستراتیجی الثانی, ضمن استراتیجیة تطویر التعلیم, وهو: تحسین المناهج الدراسیة, وطرق التدریس, والتقویم بما ینعکس إیجابًا على تعلم الطلاب.(مشروع الملک عبدالله لتطویر التعلیم, 1431: 18).

• §     تحلیل واقع STEM فی المملکة العربیة السعودیة :

ذکرت هند الدوسری(2015) أنه لمعرفة واقع تعلیم STEM فی المملکة, یجب مقارنته بتجارب الدول المشابهة, وذلک لکشف مواطن القوة والضعف لتعلیم STEM السعودی استنادًا إلى التجارب الدولیة, وواقع تعلیم العلوم والریاضیات فی المملکة ومحاولة غلق الفجوات بین وضع المملکة فی تعلیم  STEM؛ مقارنة بالمعیار الذی یمثل التجارب العالمیة, وذلک على مستوى التعلیم الرسمی, والتعلیم غیر الرسمی, وذلک کما یلی:

أولًا : مواطن القوة:

-       تأصیل مبادرة STEM ضمن استراتیجیة تطویر التعلیم مع وجود إدارة متخصصة لتعلیم STEM فی شرکة تطویر للخدمات التعلیمیة .

-       وجود برامج, ومشاریع لمبادرة STEM خارج السیاق المدرسی فی وجود إطار معتمد لحوکمة مبادرة STEM.

-       تطبیق مناهج عالمیة مبنیة على معاییر, ومواءمتها محلیًا فی العلوم والریاضیات.

-       بدء تدریب المعلمین على تعلیم STEM عبر برنامج التطویر المهنی لمعلمی العلوم, والریاضیات.

-       اختیار المعلمین الجدد بالتعاون مع المرکز الوطنی للقیاس.

 ثانیًا : مواطن الضعف :

-          حداثة تعلیم STEM فی المیدان التربوی التعلیمی المحلی فی ظل عدم وجود محتوى تعلیمی متخصص لتعلیم STEM .

-          ضعف تضمین حقلی: التقنیة, والهندسة فی البرامج المدرسیة على نحو فعال وکذلک الممارسات الهندسیة فی حقلی العلوم والریاضیات.

-          ضعف عام فی الکفایات المعرفیة, والبحثیة لمعلمی العلوم والریاضیات وضعف قدرات معلمی تخصصات STEM على توظیف بیانات تقویم أداء الطلاب فی تخصص العلوم.

-          عدم توفر معلمین مؤهلین لتعلیم STEM.مع فقر البنیة التحتیة فی المدارس بما یناسب احتیاجات تعلیم STEM.

-          تدنی نتائج الطلاب فی الاختبارات الوطنیة التشخیصیة .

اجراءات البحث :

منهج البحث:

المنهج الوصفی التحلیلی Descriptive Research لوصف وتحلیل الأدبیات ذات الصلة بمشکلة البحث وإعداد التصور المقترح للبرنامج التدریبی.

مواد البحث:

-          قائمة بمتطلبات التی یجب توافرها فی البرنامج التدریبی المقترح فی ضوء         مدخل STEM.

-          التصور المقترح لبرنامج الدبلوم المقترح لمعلمی العلوم والریاضیات فی ضوء          مدخل STEM.

خطوات تنفیذ البحث.

-          مراجعة الأدب التربوی والاطار النظری والدراسات السابقة المتعلقة بدخل STEM.

-          اعداد مواد الدراسة من خلال الاستفادة من الادب والدراسات السابقة والاطار النظری .

-          اعداد القائمة الاولیة للمتطلبات التی یجب توافرها فی البرنامج التدریبی المقترح فی ضوء مدخل STEM.

-          تحکیم القائمة بعرضها على المحکمین.

-          اعداد القائمة النهائیة للقائمة .

-          اعداد التصور المقترح لبرنامج الدبلوم المقترح لمعلمی العلوم والریاضیات فی ضوء مدخل STEM.

للإجابة على السؤال الأول للبحث وهو:

ما متطلبات برنامج الدبلوم المقترح لمعلمی العلوم والریاضیات فی ضوء مدخل التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیاتSTEM.؟

تم إعداد قائمة متطلبات الدبلوم التربوی لمعلمی العلوم والریاضیات فی ضوء مدخل التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیاتSTEM

وقد مر إعداد القائمة بالخطوات التالیة:

-          الهدف من القائمة:

تمثل الهدف من إعداد قائمة المتطلبات فی استخدامها کمحک لبناء برنامج          الدبلوم المقترح

-          مصادر اشتقاق قائمة المعاییر:

تم إعداد قائمة المتطلبات فی ضوء الأدبیات والکتابات وبعض الدراسات والبحوث السابقة إلى جانب عدد من البرامج والمشروعات العالمیة .

-          الصورة المبدئیة لقائمة المتطلبات:

تم تحدید قائمة المتطلبات  فی صورة محاور أساسیة یدور حولها البرنامج.. ثم مؤشرات الأداء لکل متطلب وفی ضوء ذلک تم التوصل إلى الصورة المبدئیة قائمة المتطلبات. یرى الباحث من خلال الدراسات السابقة والاطار النظری للبحث ضرورة اعداد معلمین العلوم من خلال مدخل STEM بصورة أکثر فعالیة وذلک من خلال برنامج دبلوم مرکز یحتوی على المعارف والمهارات التی تجعل المعلمین قادرین على تقدیم البرامج والتعامل مع المناهج فی ضوء هذا المدخل , حیث یرى الباحث أن هذا البرنامج یتفوق على کثیر من التجارب المطبقة حالیاً فی المیدان التربوی من خلال ترکیزه على المعرفة والمهارة النوعیة التی تجعل المعلمین قادرین على انجاح البرامج التی تقدم للطلاب من اکتسابهم للمعارف والمهارات العالیة المتعلقة بمدخل STEM والتی حاول الباحث تلخیصها فی أربع محاور .

-          عرض القائمة على المحکمین:

تم عرض الصورة المبدئیة للقائمة على مجموعة من السادة المحکمین من خبراء التربیة العلمیة لإبداء آرائهم حول أهمیة المتطلبات  ومدى ارتباطها  بالمدخل القائم على التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات, تم حذف أو إضافة ما یرونه. فی ضوء أراء المحکمین ثم عدل صیاغة المتطلبات  وحذف البعض الآخر لعدم تطابقها أو لعدم إمکانیة تحقیقها بشکل إجرائی.

-          الصورة النهائیة للقائمة:

فی ضوء آراء المحکمین، وبعد عمل التعدیلات أصبحت القائمة فی صورتها النهائیة کالتالی:

جدول (1) قائمة متطلبات برنامج الدبلوم المقترح لمعلمی العلوم والریاضیات فی ضوء مدخل التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیاتSTEM

وللإجابة على السؤال الثانی من البحث وهو:-

ما التصور المقترح لبرنامج (دبلوم مهنی) قائم على متطلبات مدخل STEM؟

من خلال قائمة المتطلبات تم تحدید الأسس التی یجب أن تتوافر فی البرنامج المقترح. ومن ثم القیام بإجراءات تصمیم البرنامج ( الدبلوم فی ضوء مدخل STEM ) وهی کالتالی:

المرحلة الأولى: التصمیم المبدئی لمقترح الخطة الدراسیة للبرنامج: وذلک من خلال الدراسات السابقة والأدب التربوی المتعلق بمدخل التکامل STEM والتجارب العالمیة فی       هذا المجال والحراک العلمی نحو هذا المدخل من خلال توجهات وزارة التعلیم والمراکز        العلمیة المحلیة والعالمیة والتی تلخصت فی قائمة المتطلبات التی سبق اعدادها, قام الباحث  بتحدید التالی:

1-   اسم البرنامج.

2-   أهداف البرنامج المقترح.

3-   عدد الساعات المعتمدة للبرنامج المقترح.

4-   توزیع الساعات المعتمدة على متطلبات التخصص , والکلیة)

5-   نواتج التعلم المستهدفة من البرنامج (بعد الاسترشاد بالإطار الوطنی للمؤهلات).

6-   مبررات افتتاح البرنامج الجدید (ثقافیة، واجتماعیة، واقتصادیة...).

7-   توصیف المقررات.

المرحلة  الثانیة : المقارنة المرجعیة الخارجیة وتحدید احتیاجات سوق العمل:

الخطوة الأولى : المقارنة المرجعیة الخارجیة:

الخطوة الثانیة: تحدید الاحتیاجات التدریبیة للقائمین بهذا البرنامج:

المرحلة الثالثة: تحلیل المعلومات:

المرحلة الثالثة: التصمیم النهائی للبرنامج الدراسیة:  وتشمل هذه المرحلة توصیف البرنامج والمقررات الدراسیة وفق نماذج الهیئة الوطنیة للتقویم والاعتماد الأکادیمی (یونیو 2017)، وذلک باتباع الآتی:

1-    إعداد توصیف البرنامج وفق نموذج (الدبلوم ).

2-    إعداد توصیف جمیع مقررات البرنامج .

3-    إعداد توصیف مقرر خبرة میدانیة.

4-    توزیع المقررات على المستویات الدراسیة المقترحة مع مراعاة متطلبات المقررات وتسلسلها العلمی والمنطقی.

5-    التأکد من عدم وجود تکرارات فی المقررات، أو وجود فجوات فی المحتوى العلمی.

6-    التأکد من توافق مخرجات التعلم المستهدفة من المقررات مع مصفوفة المعارف والمهارات للبرنامج.

المرحلة  الرابعة: الإجراءات الإداریة والنظامیة لإقرار هذا البرنامج:

وذلک من خلال التدرج من مجالس الاقسام والکلیات والدراسات العلیا فی الجامعة حتى اقرار البرنامج.

التصور المقترح لبرنامج الدبلوم فی ضوء مدخل STEM

الرؤیة : تعزیز دور کلیات التربیة الریادی فی تأهیل الکوادر المؤهلة القادرة على تحقیق تطلعات القیادة نحو رؤیة 2030.

الرسالة: تأهیل معلمی العلوم والریاضیات للتعامل مع متطلبات مدخل STEMحتى یکونوا قادرین على نقل خبراتهم لطلابهم وتحقیق أهداف هذا المدخل المهم فی الانطلاق نحو التطور العلمی والتکنولوجی .

جدول رقم(1)

البرنامج المقترح

توصیف المقررات :

التوصیات والمقترحات:

1. مراجعة برامج الإعداد لمعلمی التعلیم العام بکلیات التربیة.
2. ضرورة المتابعة المستمرة وإعادة النظر فی متطلبات إعداد المعلم لیتواءم ذلک مع المتغیرات سواء المجتمعیة أو المعرفیة، تطویر المقررات التربویة الدراسیة من وقت للآخر حتى لا تتسم بالجمود وعدم التغیر.
3. تعزیز الشراکة فی مجال تعلیم التکنولوجیا والعلوم والهندسة والریاضیات بین کافة مؤسسات المجتمع، ومنها: قطاع الأعمال، المدارس والجامعات، والمجتمعات المهنیة، الباحثین، العلماء.
4. استحداث برامج لإعداد معلمی STEM فی کلیات التربیة  على مستوى البکالوریوس والدراسات العلیا ، وأیضا لمن سیعملون فی إدارة هذه المدارس وتکون برامج إعداد المعلمین على درجـة عالیة من التنافسیة.

بحوث مقترحة :

-       عمل تصورات مماثلة فی ضوء بعض المداخل الحدیثة .

-       اجراء دراسات حول فاعلیة مثل هذه التصورات المقترحة .

-       دراسة تتبعیة للمعلمین الملتحقین بالبرنامج لمتابعة أثره على اکتسابهم المعارف والمهارات الخاصة بمدخل STEM.

المراجع :

أبو علیوة، نهلة سید.(2015). دراسة مقارنة لبعض تطبیقات نظریة مجتمع الممارسة فی التنمیة المهنیة لمعلمی STEM فی کل من الولایات المتحدة الأمریکیة وکوریا الجنوبیة وإمکانیة الإفادة منها فی جمهوریة مصر العربیة. دراسات تربویة واجتماعیة - مصر , مج21.

آل عمرو, فهد عبد الله , الدغری, علی أحمد.(2017). دور کلیات التربیة فی التنمیة المهنیة للمعلم فی ضوء رؤیة المملکة العربیة السعودیة 2030 , مؤتمر دور الجامعات السعودیة فی تفعیل رؤیة 2030,  33- 31 ینایر .

الخبتی, عبیر بنت علی ,(2016) . فاعلیة برنامج اثرائی مقترح قائم على مدخلی STEM  والتربیة المستدامة على تنمیة مهارات حل المشکلات لدى موهوبات المرحلة الابتدائیة بجده. رسالة ماجستیر .جامعة جده.

الدوسری, هند(2015م). تصور مقترح لدور الإدارة المدرسیة فی حوکمة توجه تکامل تعلیم العلوم والتکنولوجیا والهندسة والریاضیات بالمدرسة الثانویة السعودیة. رسالة ماجستیر, کلیات الشرق العربی للدراسات العلیا.

دیاب، سهیل رزق (2006) المدرس الجامعی فی ضوء تحدیات القرن الحادی والعشرین: أدواره المتوقعة- سماته ومقوماته. بحث مقدم إلى المؤتمر العلمی: (المعلم فی الألفیة الثالثة- رؤیة آنیة ومستقبلیة) المنعقد بجامعة الإسراء الخاصة , ینایر.

الصالح, بدر بن عبدالله(2013م). مهارات القرن الحادی والعشرین- التعلم للحیاة فی زمننا, الریاض: جامعة الملک سعود.

العنزی، بشرى خلف (2007) تطویر کفایات المعلم فی ضوء معاییر الجودة فی التعلیم العام. بحث مقدم اللقاء السنوی الرابع عشر: (الجودة فی التعلیم العام) المنعقد بالجمعیة السعودیة للعلوم التربویة والنفسیة-جستن

غانم , تفیدة محمد .(2011)مناهج المدرسة الثانویة فى ضوء مدخل العلوم- التکنولوجیا- الهندسة_ الریاضیات (STEM). المؤتمر العلمی الخامس عشر (التربیة العلمیة : فکر جدید لواقع جدید ) – مصر  ص ص          129-141

غانم, تفیدة السید (2011م) . مناهج المدرسة الثانویة فی ضوء مدخل العموم - التکنولوجیا - الهندسة والریاضیات( STEM ).  ورقة مقدمة ضمن المؤتمر العلمی الخامس عشر  ( التربیة العلمیة: فکر جدید لواقع جدید) سبتمبر 2011. القاهرة ص 129-141.

غائب, عبدالله صالح(2015م). تصور مقترح لمنهج STEM فی المرحلة الثانویة بالیمن فی ضوء معاییر NGSS. مؤتمر التمیز فی تعلیم وتعلم الریاضیات الأول "توجه العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات", الریاض: جامعة الملک سعود.

الغمراوی، احمد. (2012 ). هارفارد تتصدر جامعات العالم من حیث الدراسات، وکمبریدج تتفوق على أکسفورد، صحیفة الشرق

المحیسن، إبراهیم عبد الله؛ خجا، بارعة بهّجُت ( 2015 ): التطویر المهنی لمعلمی العلوم فی ضوء تکامل العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات STEM , مؤتمر التمیز فی تعلیم وتعلم العلوم والریاضیات الأول ،STEM  توجه العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیات STEM .الریاض من الفترة 16-18 رجب 1436هـ,ص ص 13-37.

مراد, سهام(2014م). تصور مقترح لبرنامج تدریبی لتنمیة مهارات التدریس لدى معلمات الفیزیاء بالمرحلة الثانویة فی ضوء مبادئ ومتطلبات التکامل بین العلوم والتقنیة والهندسة والریاضیاتSTEM  بمدینة حائل بالمملکة العربیة السعودیة. دراسات عربیة فی التربیة وعلم النفس, العدد السادس والخمسون, الجزء الثالث.

مشروع  الملک  عبد الله لتطویر التعلیم ( 1431 ): مشروع الاستراتیجیة الوطنیة  لتطویر التعلیم العام, شرکة تطویر للخدمات التعلیمیة، المملکة العربیة السعودیة.

هبه أحمد (2016) . بناء وحدة مقترحة فی ضوء ال STEM لتنمیة مهارات حل المشکلات وفاعلیة هذه الوحدة فی تنمیة مهارات حل المشکلات والاتجاه نحو دراسة العلوم, رسالة ماجستیر, جامعة القاهرة .

وزارة التّربیة والتعلیم ) 2010 ( : الاستراتیجیة الوطنیة لتطویر التعلیم العام.

وزارة التربیة والتعلیم، مشروع الملک عبدالله لتطویر التعلیم (تطویر). (2014م). مشروع الاستراتیجیة الوطنیة لتطویر التعلیم العام. تم استرجاعه من الانترنت بتاریخ 10/ 4/ 1439

Becker, K., & Kyungsuk, P. (2011). Effects of integrative approaches among science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students' learning: A preliminary meta-analysis. Journal of STEM Education: Innovations & Research, 12(5/6), 23-37.

Bell ,Dawne (2015):The Reality of STEM Education- Design and Technolog

Briney, L & Hill, J (2013). Building STEM education with multinationals. Paper presented at the International conference on transnational collaboration in STEAM education. Sarawak, Malaysia.

Bybee,Roger W.(2013).The Case for STEM Education Challenges and  Opportunities,Vergenia:NSTA.

Daugherty, Jenny Lynn (2009): Engineering professional development design for secondary school teachers: a multiple case study, Journal of Technology Education. Vol. 21,  No. 1

Gerlach, J. (2012). Elementary design challenges. In E. Brunsell (Ed.), Integrating engineering + science in your classroom (pp. 43-45).VA : NSTA press.

Gibson, Jamies (2014). Elementary Problem Solving Manual, Louisville: Jefferson County Scool.

Gojak,Linda(2015).Design a Building: Incorporating Mathematics, Science and Engineering. Paper presented at the  First Conference in Teaching Science and Math (STEM ), Ryadh, KSU.

Gonzalez, Heather B. and Kuenzi, Jeffrey J. (2012). Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education: A Primer Specialist in Science and Technology Policy, CRS Report for Congress Prepared for Members and Committees of Congress

Gupta Nayanee, Healey David W.,Stein Aliza M.&Shipp Stephanie S.(2013): Innovation Policies of South Korea-Institute For Defense Analyses-IDA, Alexandria, Virginia.

Honey, Margaret; Pearson, Greg; and Schweingruber, Heidi (2014). STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. Committee on Integrated STEM Education; National Academy of Engineering; National Research Council Retrieved 25/10/2017 from.

Honey, Margaret; Pearson, Greg; and Schweingruber, Heidi (2014). STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. Committee on Integrated STEM Education; National Academy of Engineering; National Research Council

Locke, Edward (2009): proposed model for a streamlined. cohesive, and optimized k-12 stem curriculum with a focus on engineering. Journal of Technology Studies, v.35, n.2, pp23-35, Winter, 2009, Epsilon Pi Tau.

Matthew, H. (2011). Supporting the T and E STEM: 2004- 2010. design and technology education, V16 n1 p17-25 design the technology education association UK; England; wales.

Ministry of Education. ( 2010) Departments of Education in the Kingdom of Saudi Arabia Retrieved 27/9/2017 from: http://www.moe.gov.sa/Pages/ministryguide.aspx

National Geographic Education (2014). NASA for Kids: Intro to Engineering, (retrieved March, 2017).

NRC (2012).A Frame Work for K-12 Science Education, Crosscutting Concepts, and Core Ideas, Washington, DC: The Academies Press.

Presley, J. & Coble, C. (2012). Seeking consensus on the essential attributes of quality mathematics and science teacher preparation programs, Washington, Association of Public and Land-grant Universities.

Robelen, E. W. (2011). STEM Education. Education Week, 30(32),5 Scott, C. (2012). An Investigation of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) Focused High Schools in the U.S. Journal of STEM Education : Innovations and Research, 13(5), 30-39.

Sanders, Mark(2012). Integrative STEM Education as "Best Practice", paper presented at the 7th Biennial International Technology Education Research Conference, in Queensland, Australia.

Scott, C. (2012). An Investigation of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) Focused High Schools in the U.S. Journal of STEM Education : Innovations and Research, 13(5), 30-39.

STEM NET (2015): Teachers’ perceptions: A Phenomenographic Study-Int J Technol Des Educ,Springer Available Online http://www.stemnet.org.uk- Relative at 22/1/2018.

Thomasian, J. (2011). Building a science, technology, engineering, and math education agenda: An update of state actions, National Governors association, Washington, DC: National Governors Association Centre for Best Practices.

Vasquez, Jo Anne, Sneider, Cary, Comer, Michael (2013).  STEM Lesson Essentials, USA: Heinemann.