درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلْمية والهندسية والکشف عن المعوقات التي يواجهونها

                                     کلية التربية

        کلية معتمدة من الهيئة القومية لضمان جودة التعليم

        إدارة: البحوث والنشر العلمي ( المجلة العلمية)

                       =======

درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلْمية والهندسية والکشف عن المعوقات التي يواجهونها

هذا البحث مدعوم من عمادة البحث العلمي بجامعة الطائف، برقم (1-441-85).

إعــــــــــداد

د/ عادل رزق الله الذبياني                      د/ نائف عتيق السفياني

أستاذ المناهج وتعليم العلوم المساعد                            أستاذ المناهج وتعليم العلوم المساعد

   کلية التربية- جامعة الطائف                           کلية التربية- جامعة الطائف

}     المجلد السابع والثلاثون– العدد الثامن –  أغسطس2021م {

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

المستخلص

هدفت هذه الدراسة إلى الکشف عن واقع تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف للممارسات العِلمية والهندسية المضمنة في معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وتحديد المعوقات التي قد تواجههم أثناء تفعيلهم لها. تم استخدام المنهج الوصفي، وذلک من خلال استخدام أداتين لجمع البيانات: (1) بطاقة ملاحظة تم إعدادها للکشف عن درجة تفعيل معلمي العلوم لهذه الممارسات، طُبقت على عينة تکونت من (42) معلماً من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة، (2) استبانة تم إعدادها لتحديد المعوقات التي قد تحد من تفعيل تلک الممارسات؛ حيث تم جمع البيانات من خلال توزيعها على (144) معلماً من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة. وقد تم التحقق من صدق أدوات الدراسة وثباتها. أشارت النتائج إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية بشکل عام کانت منخفضة، بمتوسط حسابي (2.44)؛ حيث حصلت أربع ممارسات من أصل ثمانٍ على درجة تفعيل متوسطة؛ بينما حصلت ثلاث ممارسات على درجة تفعيل منخفضة، وحصلت ممارسة واحدة على درجة تفعيل منخفضة جداً، کما أظهرت النتائج أن المعوقات التي تحد من تفعيل هذه الممارسات کانت مرتبة على التوالي: معوقات تتعلق بالکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية، ومعوقات تتعلق بإدارة المدرسة، ومعوقات تتعلق بالمعلم والتنمية المهنية، ومعوقات تتعلق بالمشرف التربوي وزملاء المهنة. کما کشفت نتائج الدراسة عن عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية في تفعيل المعلمين للممارسات العِلمية والهندسية تعزى لمتغير سنوات الخبرة التدريسية ومتغير التنمية المهنية للمعلمين.

الکلمات الدلالية: معلمو العلوم، معايير العلوم للجيل القادم، الممارسات العِلمية والهندسية.

Abstract

This study was conducted to: (a) explore the status of the middle school science teachers’ implementing of Science and Engineering Practices (SEPs) embedded in Next Generation Science Standards (NGSS) into their science classrooms and, (b) identify the challenges they may face while implementing these practices. Descriptive approach was employed, and the data was collected quantitively using two instruments: (a) a direct observation form was used to collect information from (n=42) participants and, (b) a survey scale was administered to (n=144) participants recruited randomly from the City of Taif in Saudi Arabia. Both instruments have been checked for validity and reliability. The findings of this study revealed that the implementation of SEPs among middle school science teachers was weak (M=2.44). Of the eight SEPs, four were implemented moderately, three were implemented weakly, and one was implemented very weakly. The study results also indicated that the most challenges the science teachers may encounter during implementing SEPs were ordered as follows: challenges regarding to textbooks and instructional tools and resources, challenges regarding to school management, challenges regarding to teachers and their professional development, and challenges regarding to superintendents and teachers’ colleagues. Further, the findings showed that there are no statistically significant differences among science teachers in implementing SEPs and their teaching experiences and professional development.

Keywords: Science Teachers; Next Generation Science Standards; Science and Engineering Practices.  

المقدمة

يعد إصلاح تعليم العلوم والنهوض به مهمة ليست بالسهلة في کثير من الأنظمة التعليمية حول العالم؛ إذ يتطلب ذلک مراجعة دقيقة وشاملة للواقع الحالي، وتقييمه ليتماشى مع التطورات العالمية المتسارعة في التعليم، وأن يصبح تعليم العلوم ذا معنى يحقق الأهداف المرجوة منه؛ إذ ينظر لتعليم العلوم بأنه أحد الحلول المستخدمة لمواجهة التحديات في القرن الحادي والعشرين (Josh & Verspoor,2013). وقد أشار کثير من الباحثين إلى أن تحقيق أهداف تعليم العلوم بشکل عام والتغلب على التحديات العالمية يتم من خلال الترکيز بشکل کبير على طريقة تفکير المتعلمين (Luna, Selmer, & Rye, 2018) وتوظيف المهارات التدريسية لهم، کالأنشطة القائمة على اليد (مثل: الأنشطة المستندة على الاستقصاء والمشاريع وغيرها) بشکل فعال ومناسب لاهتمامات واحتياجات الطلاب، والتي بدورها تثير تفکير الطالب وتجذب انتباهه وتساعده على تکوين وترسيخ المفاهيم العلمية للظواهر حوله وتکسبه مهارة التعامل معها (Dole, Bloom, & Kowalske, 2016). ويرى بعض التربويين أن هناک فجوة بين الممارسات العِلمية التي يکتسبها المتعلمون داخل الفصول الدراسية من خلال مناهج العلوم وما يوظفه المعلمون من ممارسات تدريسية، وبين المهارات التي ينبغي أن يکتسبوها والتي تنسجم مع مهارات القرن الحادي والعشرين (Bybee, 2010; Osborne, 2013). ولذلک فإن مناهج العلوم وما يتم توظيفه من ممارسات داخل الصف من قبل المعلمين لا يعد کافياً لاکتساب المهارات المطلوبة؛ إذ يواجه مطورو مناهج العلوم وکذلک المعلمون انتقاداً کبيراً حول عدم القدرة على سد مثل هذه الفجوة؛ لذلک فإن مشاريع إصلاح تعليم العلوم العالمية ينبغي أن ترکز على ضرورة مشارکة الطالب في مثل هذه الممارسات العِلمية (NGSS Lead States, 2013).   

وعلى مدار العقود الماضية، قام عددٌ من الدول وفي طليعتها الولايات المتحدة الأمريکية بإطلاق عدد من المبادرات ومشاريع إصلاح تعليم العلوم، والتي تدعم الابتکار وتساعد في إعداد الطالب في الانخراط في مجالات العلوم والتقنية والهندسة والرياضيات (STEM) بالکليات والجامعات؛ فنجد أنه في عام 1996م تم إطلاق المعايير الوطنية لتعليم العلوم (National Science Education Standards) بالولايات المتحدة الأمريکية، والتي اشتملت على ستة معايير رئيسة هي: معايير تدريس العلوم، معايير التنمية المهنية لمعلمي العلوم، معايير التقويم في تعليم العلوم، معايير محتوى العلوم، معايير برامج تعليم العلوم، معايير أنظمة تعليم العلوم (National Research Council [NRC], 1996).

بعد ذلک وفي عام 2011م بدأ العمل على تطوير معايير لتواکب التغيرات         المتسارعة في العالم، والتي تلبي أهداف التعليم في الولايات المتحدة الأمريکية، وعُرفت           فيما بعد بمعايير العلوم للجيل القادم (NGSS) إذ تم بناؤها على مرحلتين: المرحلة          الأولى والتي تخللها بناء إطار تعليم العلوم من الروضة وحتى الصف الثاني عشر (Framework for K-12 Science Education) من خلال المجلس الوطني للأبحاث (NRC) بالولايات المتحدة الأمريکية، والذي کان لبنة أساسية للمعايير في صورتها النهائية، وفي والمرحلة الثانية، قام مجموعة من المختصين ببناء معايير العلوم للجيل القادم استناداً          على المرحلة الأولى والتي خضعت إلى مراجعات متعددة وتقديم تغذية راجعة من قِبل مجموعة من الخبراء؛ کالعلماء ومعلمي العلوم والمهندسين وقادة التربية في الولايات المتحدة           الأمريکية من 26 ولاية أمريکية، والتي أصبحت متاحة بشکل عام للجميع في عام 2013                (Bybee, 2014; NGSS Lead States, 2013). وتعد هذه المعايير غنية بالمحتوى والممارسة وقد تم بناؤها وتطويرها بطريقة متماسکة عبر التخصصات المختلفة لتخريج مواطنين مثقفين عِلمياً.

وعليه، فإن هذه المعايير تعد داعمة لمشاريع إصلاحات التعليم من خلال إدراج         أبعاد جديدة تتکامل مع بعضها البعض کالهندسة والتقنية، والتي تعکس ما يسمى بالتکامل        بين التخصصات کالعلوم والتقنية والهندسة والرياضيات (STEM)، ولذلک ينظر لهذه المعايير على أنها مفيدة للمعلمين أولا في تحديد مستويات الأداء التي ينبغي للمتعلمين تحقيقها           والترکيز عليها بما يتوافق مع اهتماماتهم واحتياجاتهم وکذلک قدراتهم العِلمية المعرفية والمهارية (NGSS Lead States, 2013)، وثانياً في تحسين مستوى أدائهم التدريسي أثناء التخطيط لدروسهم وتنفيذها داخل الفصول الدراسية وخارجها من خلال الأنشطة الصفية واللاصفية کالمنهج الخفي. ولهذا يمکن القول إن معايير المحتوى والأداء بأنواعها تُطبق في کثير من مدارس التعليم العام في الولايات المتحدة الأمريکية (فضل الله، 2005).

وتتکون معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) في جوهرها من ثلاثة أبعاد رئيسة:          (1) الممارسات العِلمية والهندسية، (2) المفاهيم الشاملة، (3) الأفکار الأساسية               (NRC, 2012; NGSS Lead States, 2013). وعلى عکس المعايير السابقة التي رکزت بشکل کبير على التعلم السطحي للمحتوى من خلال حفظ الطالب للحقائق والمعلومات، فإن معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) تؤکد الممارسات العِلمية التي ينتج من خلالها تحقيقات استقصائية ليتعود الطالب على تطبيقها في حياته اليومية (Allen & Penuel,2015; Han, 2013)؛ حيث تعمل هذه المعايير على تمثيل التحول المفاهيمي للمعرفة والمعلومات العِلمية (Stohlmann et al., 2012)، وتقييم التواصل العِلمي، ودمج المعلومات المطلوبة من مصادر مختلفة (Wang, 2012)، وتمکين الطلاب من تعلم الأفکار الأساسية العلمية والمفاهيم الشاملة والمتداخلة بين تخصصات العلوم المختلفة من خلال تطبيقهم للممارسات العِلمية والهندسية؛ إذ يصعب على الطلاب فهم الأفکار الرئيسة والمفاهيم الشاملة دون الانخراط في أنشطة قائمة على ممارسات عِلمية استقصائية وتصاميم هندسية للمشکلات والظواهر التي تدور حول هذه الأفکار.

وبالرغم من أن البعض يرى أن معايير العلوم بذاتها لا تغير الکثير حول تعليم أطفالنا (Nollmeyer & Bangert, 2017) إلا أنها توفر تحسينات حول ذلک؛ کونها تنادي بتغييرات جوهرية على نطاق واسع في الأنظمة التعليمية يشمل عدداً من الجوانب بما فيها طريقة التدريس وتطوير المعلمين (Bybee, 2014)؛ لذلک ظهرت نداءات تدعو إلى ضرورة التحول في طريقة تعليم العلوم والانتقال من الطريقة التقليدية والتي يتم الاعتماد فيها على سرد وتلقين الطلاب بالحقائق العِلمية إلى استخدام أدوات وسلوکيات العلماء والمهندسين في تحليل وتفسير المشکلات والقضايا؛ من خلال طرح الأسئلة العِلمية وإشراکهم في التجارب العَمَلية والتي تحتاج إلى مهارات تفکير متنوعة، وجمع البيانات وتحليلها وتفسيرها والوصول إلى القرارات والحلول العِلمية بأنفسهم (Bybee,2011; Isabelle,2017).

وقد قدمت معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وصفاً دقيقاً لهذه الممارسات وحددتها في ثماني ممارسات عِلمية هندسية، وهي: (1) طرح الأسئلة للعلوم وتحديد المشکلة للهندسة، (2) التخطيط وإجراء الاستقصاء، (3) استخدام الرياضيات والتفکير الحسابي، (4) الانخراط في حجج مبنية على الأدلة، (5) تطوير واستخدام النماذج، (6) تحليل النتائج وتفسيرها، (7) بناء تفسيرات وتصميم الحلول، (8) الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها (.( NRC, 2012 ولفهم هذه الممارسات، ينبغي أن ندرک أن مصطلح الممارسات العِلمية والهندسية (ٍScience and Engineering Practices) يعد امتداداً وترسيخاً لمفاهيم الاستقصاء  العلمي (Scientific Inquiry) ومفاهيم التصميم الهندسي (Engineering Design)    (Kang et al., 2018)، بل إن القائمين على هذه المعايير قد استخدموا مصطلح " الممارسات" بدلاً من مصطلح "المهارات" للإشارة إلى أن هذه الممارسات العِلمية              والهندسية تعکس حقيقة ما يمارسه العلماء في أبحاثهم العِلمية وما يستخدمه المهندسون          في معاملهم وتجاربهم (NGSS Lead States, 2013; Reiser, 2013). وقد عزز (Minner et al. (2010 هذه الفکرة حين أشار إلى أن مصطلح "الاستقصاء" يستخدم بشکل متبادل مع مفهوم "المنهجية العِلمية" وهو ما يعکس سلوک العلماء في معاملهم، وأن الاستراتيجيات التعليمية التي يستخدمها الطلاب في الفصول الدراسية ومعامل العلوم مستوحاة من الممارسات العِلمية للعلماء؛ بل إن ما يفعله المعلمون من تخطيط وتنفيذ دروس العلوم داخل الصف قائم على الأساس العلمي المستخدم من قِبل العلماء، وهو استراتيجية الاستقصاء العلمي.

ويؤکد (Michaels et al. (2008 أن استخدام مصطلح الممارسات العِلمية بدلاً من مصطلح الاستقصاء العلمي لا يتضمن فقط معرفة العلم (Knowing of Science) بل يمتد إلى تضمين ممارسة العلم (Doing of Science) بطريقة لا يمکن الفصل بينهما.              ومن هذا المنطق، يُنظر للممارسات العلمية کمظلة کبيرة تحتوي على مهارات الاستقصاء  العلمي (Michaels et al., 2008) ويتم من خلالها تعزيز المحتوى العلمي لدى المتعلمين (Krajcik et al., 2014).

ويشير (Osborne (2014 إلى أن انخراط الطلاب في الممارسات العِلمية لن يکون فعالاً إلا إذا ساعدت الطلاب على تطوير فهمهم تجاه المعرفة، وتحديداً المعرفة الإجرائية؛ بحيث يستطيع الطالب فهم ماذا وکيف تجري الأمور من حوله؟ وهذا ينعکس بشکل واضح في معايير العلوم للجيل القادم؛ والتي ترکز بشکل کبير على هذا النوع من التعلم من خلال إبراز الممارسات العِلمية والهندسية کبعد رئيس يجب على الطالب اکتسابه في مراحل التعليم العام (NGSS Lead States, 2013). ومن هنا يمکن القول بأن الطلاب الذين يطبقون الممارسات العِلمية والهندسية في الفصول الدراسية بشکل مکثف سوف تزيد فرصهم في اکتساب المهارات المطلوبة في سوق العمل؛ کمهارات القرن الحادي والعشرين، والتي تتضمن مهارات کتحديد المشکلات وحلها، من خلال استخدام أدلة وحجج وبيانات تم جمعها من خلال الاستقصاء العلمي (Moore, Tank, Glancy, & Kersten, 2015). وعليه، سيصبحون قادرين على تعلم الأشياء من حولهم باستخدام المهارات التحليلية، ويکتشفون الظواهر ويستطيعون تفسيرها من وجهة نظر الهندسة، ويصبحون قادرين على بناء نظام يتضمن ممارسات معرفية أفضل (Meiklejohn et al., 2012). ولأن مثل هذه الممارسات يتم تطويرها في فصول العلوم من خلال تخطيط وتنفيذ معلمي العلوم لدروس يتم تصميمها بطريقة تساعد الطلاب وتشجعهم في الانخراط في تحقيقات عِلمية فعالة بدلاً من استقبال الطالب للمحتوى بشکل مباشر من المعلم (Moore et al., 2014) فتکمن أهمية المعلم في هذا الجانب ومدى تقبله لتطبيقها (Garet, Porter, Desimone, Birman, & Yoon, 2001)؛ إذ تشير الدراسات التربوية إلى وجود معلمين يدعمون جهود الإصلاح والتغيير في التعليم، في حين أن هناک آخرين يظهرون خوفاً حول هذا التغيير وبالتالي يُظهرون ممانعة في تطبيقه (Kelchtermans, 2005) بالرغم من أن معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) لديها توقعات عالية تجاه المعلمين في تدريس مناهج تحتوي على أنشطة قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية وإنشاء بيئة تعليمية جاذبة للطالب؛ حيث إن بعض المعلمين لا يطبقون الممارسات والتحقيقات العِلمية أثناء تديسهم للعلوم، بل إن کثيراً من معلمي العلوم لا يتقبلون فکرة           تدريس العلوم والموضوعات المتعلقة بالهندسة في مناهجهم، ولا يطبقونها کاستراتيجية تدريسية (Capps and Crawford, 2013). 

وقد تعددت الدراسات التي تناولت تطبيق الممارسات العِلمية والهندسية في تعليم العلوم؛ حيث أجرى Bismack, Arias, Davis, and Palincsar (2014) دراسة کشفت عن کيفية استخدام المعلمين وتکييفهم لمناهج وأنشطة قائمة على إشراک الطلاب في الممارسات العِلمية. واستخدم الباحثون دراسة الحالة القائم على المنهج النوعي؛ حيث جُمعت البيانات من خلال الملاحظة والمقابلة الشخصية لمعلمتين من المرحلة الابتدائية بالولايات المتحدة الأمريکية. أظهرت النتائج أن المنهج والأنشطة المستخدمة من قبل المعلمتين أعطت فرصة للطلاب للانخراط في بعض الممارسات العِلمية. أما فيما يخص تطبيق المعلمتين للممارسات العِلمية في الصف الدراسي، فقد أشارت النتائج إلى تطبيق أغلب هذه الممارسات، ولکن بطريقة مغايرة عن الطريقة المکتوبة في المناهج المعطاة.

وفي دراسة Kawasaki (2015) والتي هدفت إلى الکشف عن مدى فهم ووصف المعلمين لاستخدامهم للممارسات العِلمية والهندسية داخل الصفوف الدراسية، استخدم الباحث المنهج النوعي في هذه الدراسة لجمع البيانات من خلال استبانة ومقابلات شخصية لعينة مکونة من سبعة معلمين بالمرحلة المتوسطة من الجنسين. کما قام الباحث باستخدام بطاقة ملاحظة للکشف عن واقع استخدامهم للممارسات العِلمية والهندسية بشکل مباشر. أظهرت النتائج وجود اختلاف بين فهم ووصف عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية في العملية التعليمية وبين قدرتهم وتطبيقهم الفعلي لهذه الممارسات داخل الصفوف الدراسية.

أما دراسة (Daisly (2016 فقد تناولت تصورات معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية حول تطبيق معايير العلوم للجيل القادم وکشْف التحديات التي تواجههم أثناء تطبيقهم لها في فصولهم الدراسية، وتحديد الموارد والمواد التي يحتاجها المعلمون لتنفيذ هذه المعايير، واستخدم الباحث المنهج النوعي التحليلي وذلک بجمع البيانات من خلال المقابلة الشخصية لسبعة من معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية بولاية واشنطن الأمريکية. أشارت النتائج إلى أن هذه المعايير في ذاتها ما هي إلا سياسة إصلاحية معقدة يصعب على کثير من المعلمين فهمها وتطبيقها، کما أظهرت الدراسة وجود مجموعة من التحديات والتي کان من أبرزها خوف المعلمين من الخروج من منطقة الراحة في تطبيق ممارسات تدريسية جديدة لم يعتادوا عليها لأعوام، کما أشارت الدراسة إلى أن من ضمن التحديات التي أوردها المعلمون هو نقص التدريب الکافي والفعال وشُح الموارد التعليمية وضيق الوقت لتطبيق مثل هذه الممارسات داخل الصفوف الدراسية. ومن ضمن التحديات التي أظهرتها نتائج هذه الدراسة وجود قصور في فهم المعلمين لمثل هذه المعايير. وقد أشارت نتائج هذه الدراسة أيضاً إلى وجود حاجة مُلحة لمعالجة هذه التحديات من خلال التطوير المهني للمعلمين المکثف حول هذه المعايير وتوفير الدعم اللازم للمدارس والمعلمين؛ کتوفير المواد والأدوات اللازمة لتدريس العلوم.

أما دراسة Brownstein & Horvath (2016) والتي استخدما فيها المنهج النوعي، فقد تناولت الکشف عن واقع تطبيق وتفعيل معلمي ما قبل الخدمة للممارسات العِلمية والهندسية بعد ما قُدمت لهم دورة تدريبية بواقع (90) ساعة. وقد اشملت عينة الدراسة على (10) معلمين تم تقييمهم باستخدام أداة صممت لهذا الغرض. أشارت النتائج إلى أن المعلمين قاموا بتطبيق بعض الممارسات العِلمية والهندسية بشکل متفاوت؛ حيث احتلت " ممارسة تحليل وتفسير البيانات" المرتبة الأولى کأکثر الممارسات العِلمية والهندسية تفعيلاً؛ بينما احتلت " ممارسة طرح الأسئلة" المرتبة الأخيرة کأقل الممارسات العِلمية والهندسية تفعيلاً داخل الصف الدراسي.

وهدفت دراسة (Boesdorfer & Staude (2016 إلى معرفة الممارسات التدريسية المتوافقة مع معايير العلوم للجيل القادم والتي يقوم بها معلمو الکيمياء في المرحلة الثانوية، وماهية المحتوى المنفذ قبل تطبيق معايير العلوم للجيل القادم، وکيف ترتبط الممارسات التي يقومون بها مع الممارسات العِلمية والهندسية لمعايير العلوم للجيل القادم؟ ومقارنة نتائج الدراسة مع المعدل الوطني للمعلمين الذي يستخدمون مثل هذه الممارسات. قام الباحثان باستخدام استبانة لجمع البيانات بناء على ما ذکره المعلمون (Self-reported) من استخدامهم للممارسات؛ حيث تکونت هذه الاستبانة من عدة محاور اشتملت على أسئلة حول المعلومات الديموغرافية، وأسئلة حول المحتوى والممارسات التدريسية المتوافقة مع معايير العلوم للجيل القادم، وأسئلة حول أفکار المعلمين حول معايير الجيل القادم، وأخيراً أسئلة حول احتياجات المعلمين من التنمية المهنية. وقد أکمل الاستبانة بعد إرسالها من خلال البريد الالکتروني (201) من معلمي الکيمياء بالمرحلة الثانوية بالمدارس العامة في ولاية آيوا الأمريکية. وأشارت نتائج هذه الدراسة فيما يخص الممارسات العِلمية والهندسية إلى أن استخدام المعلمين للممارسات العِلمية والهندسية مشابه لنتائج الدراسة الوطنية بشکل عام، وبينت النتائج أيضاً وجود            اختلاف کبير في استخدام المعلمين لممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي مقارنة بالمعدل الوطني.

أما دراسة (2018) Malkawi & Rababah فبحثت درجة استخدام معلمي العلوم بالصف الثاني عشر بالأردن للممارسات العِلمية والهندسية المتوافقة مع معايير العلوم للجيل القادم. وقام الباحثان بجمع البيانات من خلال الاستبانة التي طورت من قبل (2015) Kawasaki بعد ترجمتها إلى العربية وتوزيعها على (315) معلماً ومعلمة من المرحلة الثانوية. أظهرت نتائج هذه الدراسة أن درجة استخدام عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية بشکل عام کان متوسطاً؛ حيث حصل کلٌ من ممارسة استخدام المخططات والجداول والرسوم البيانية أثناء الشرح لتوضيح مواضيع علمية جديدة، وممارسة مناقشة الطلاب حول کيفية تفسير البيانات المستخلصة من التجارب والتحقيقات على أعلى الممارسات العِلمية والهندسية استخداماً من قبل عينة البحث، بينما حصلت بقية الممارسات على درجة متوسطة. کما أشارت نتائج هذه الدراسة إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية تعزى لمتغيرات التخصص والمؤهل والخبرة بين متوسطات عينة الدراسة في استخدام الممارسات العِلمية والهندسية، بينما في المقابل وجدت فروق ذات دلالة إحصائية تعزى لمتغير الجنس تعود للمعلمات.

وفي دراسة الشياب (2019) والتي تمحورت حول مستوى امتلاک معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية للممارسات العلِمية والهندسية المتضمنة في معايير العلوم للجيل القادم، قام الباحث بتصميم أداة البحث والتي تمثلت في استبانة تکونت من ثماني ممارسات عِلمية وهندسية اشتملت على (50) مؤشراً، حيث تم جمع البيانات من خلال توزيع هذه الاستبانة على عينة الدراسة البالغ عددهم ((75 معلماً ومعلمة من معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية بمدينة ينبع بالمملکة العربية السعودية. أشارت نتائج هذه الدراسة إلى أن درجة امتلاک عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية کان بشکل عام متوسطاً. ومن بين الممارسات الثمان، أشارت النتائج إلى امتلاک عينة البحث لثلاث ممارسات بدرجة متوسطة، وهي ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة وممارسة تحليل وتفسير البيانات وممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها وتوصيلها، أما بقية الممارسات الخمس فقد أشارت استجابات عينة البحث إلى امتلاکها          بدرجة قليلة.

وقد أجرت أبو عاذرة (2019) دراسة تناولت واقع ممارسة معلمات العلوم بالمرحلة الثانوية بالمملکة العربية السعودية لمعايير العلوم للجيل القادم، وقامت الباحثة ببناء استبانة تناولت ثلاثة محاور رئيسة اشتملت على محور الأفکار المحورية للفيزياء والذي تکوّن من (12) مؤشراً، ومحور الممارسات العِلمية والهندسية والذي تکوّن من (48) مؤشراً توزعت على ثماني ممارسات، ثم أخيراً محور المفاهيم الشاملة والذي تکوّن من (31) مؤشراً. بعد ذلک قامت الباحثة بتطبيق الدراسة على عينة بلغ عددها (64) من معلمات الفيزياء بالمرحلة الثانوية بمدينة الطائف. وقد أظهرت استجابات عينة الدراسة للاستبانة فيما يخص الممارسات العِلمية والهندسية أن تطبيقهم للممارسات العِلمية والهندسية في العملية التدريسية بشکل عام حصل على درجة متوسطة. ومن بين الممارسات الثمان، فقد أشارت نتائج الدراسة إلى توافر ست ممارسات بدرجة متوسطة، وهي ممارسة تطوير واستخدام النماذج وممارسة تحليل النتائج وتفسيرها وممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي وممارسة بناء التفسيرات وتصميم الحلول وممارسة الانشغال بالبراهين والأدلة وممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها وتوصيلها، أما بقية الممارسات وهي ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة وممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء فقد توافرت بدرجة ضعيفة.

أما دراسة الشهري (2020) فقد تناولت قياس أداء معلمي العلوم التدريسي بالمرحلة الابتدائية في ضوء الممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم، وقام الباحث أولاً بإعداد قائمة تضمنت مجموعة من الممارسات العِلمية والهندسية والتي قام بتحويلها إلى بطاقة ملاحظة تضمنت مجموعة من المؤشرات بلغ عددها (32) مؤشراً لقياس أداء المعلمين التدريسي. وقد طبقت هذه الدراسة على (23) معلماً من معلمي المرحلة الابتدائية بمدينتي أبها وخميس مشيط بالسعودية. وأظهرت النتائج أن أداء معلمي العلوم في ضوء هذه الممارسات کان ضعيفاً بشکل عام. ومن بين الممارسات الثمان، أشارت النتائج إلى أن ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلات وممارسة الانهماک في الجدال المستند إلى الأدلة قد حصلتا على درجة مرتفعة، بينما حصلت ممارسة تخطيط الاستقصاءات وتنفيذها وممارسة تحليل البيانات وتفسيرها وممارسة بناء التفسيرات وتصميم الحلول على درجة متوسطة، وأخيراً حصلت بقية الممارسات الثلاث وهي ممارسة تطوير النماذج واستخدامها وممارسة استخدام التفکير الرياضي والحسابي وممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها وتوصيلها على درجة ضعيفة.

وعلى مستوى الاختبارات الدولية، فقد أشارت نتائج مشارکة المملکة العربية السعودية في اختبارات TIMSS لعام 2019 إلى أن 56% من معلمي العلوم بالصف الثاني متوسط ذکروا أن ترکيزهم على التحقيقات العِلمية والتي تشکل مجموعة من الأنشطة والممارسات کان أقل من نصف الدروس المعطاة، بينما 44% من المعلمين أشاروا إلى أن الترکيز على مثل هذه الممارسات والأنشطة کان يشمل نصف الدروس أو أکثر. وبشأن الصف الرابع الابتدائي، فقد ذکر 57% من معلمي العلوم المشارکين في الاستبانة أن تفعيل هذه الأنشطة والممارسات أثناء تدريسهم قد اشتمل على نصف الدروس أو أقل (TIMSS, 2019).

وقد بحثت بعض الدراسات التربوية أسباب عدم تفعيل معلمي العلوم في مراحل التعليم العام لهذه الممارسات؛ حيث أشار (Bybee (2014 إلى أن ذلک قد يعود إلى عدم فهمهم وقدرتهم على التفريق بين الممارسات العِلمية والهندسية، وهو ما أکدته أيضا نتائج دراسة (Haag and Megowan (2015 من حيث إن بعض المعلمين أعربوا عن تخوفهم من ضعف خلفيتهم الهندسية وأنهم بحاجه إلى تدريب مکثف لفهم الهندسة وممارساتها في سياق العلوم وکيفية تطبيقها في تدريسهم للعلوم في الفصول الدراسية. ومما يعزز هذه النظرة، ما أشارت إليه دراسة (Coffey and Alberts (2013 من أن بعض المعلمين ذکروا أن الممارسات العِلمية هي في أساسها تمثل محتوى ليست هناک حاجة لتدريسه. کما أشارت بعض الدراسات التربوية إلى أن عدم دمج معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في               العملية التعليمية قد يعود أيضا إلى ضعف المهارات التربوية لديهم ونقص الخبرة               التدريسية (DiBiase & McDonald 2015; Isiksal-Bostan et al.2015; Trygstad et al.,2013). ولذلک، فإن معلمي العلوم بحاجة ماسّة إلى دعم في هذا الجانب           Penuel et al., 2015; Pruitt, 2014)). وقد أشار (Wilson (2013 إلى أن من صور الدعم تقديم برامج تطوير مهني فعالة للمعلمين تساعدهم على فهم الممارسات العِلمية والهندسية وکيفية دمجها وتطبيقها في تعليم العلوم، وکذلک الکشف عن أبرز التحديات التي قد تواجههم والعمل على معالجتها، وهو ما تناوله الباحثان في الدراسة الحالية.

ومن خلال استعراض الدراسات السابقة، يُلاحظ أن هذه الدراسة تتفق مع             الدراسات السابقة في ترکيزها على أهمية تطبيق الممارسات العِلمية والهندسية من            قبل معلمي العلوم بمختلف المراحل الدراسية لما لها من أثر واضح على مستوى الطلاب؛          فنلاحظ أن بعض الدراسات السابقة قد استخدمت المنهج النوعي لمعرفة مدى استخدام           معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية المضمنة في معايير العلوم للجيل القادم،             وکذلک التحديات التي يواجهها المعلمون أثناء تطبيقهم لهذه الممارسات، کما في               دراسات (Brownstein & Horvath,2016; Daisly,2016). وقد اعتمدت هذه الدراسة  على المنهج الوصفي الکمي، وهو نفس المنهج المستخدم في دراسات کلٍ من                       (الشايب، 2019؛ أبو عاذرة، 2019؛ الشهري، 2020؛ Malkawi & Rababah, 2018)، إلا أن هذه الدراسة تختلف عنها في طريقة جمع البيانات؛ حيث استخدمت بطاقة الملاحظة کما في دراسة الشهري (2020)، کما تختلف هذه الدراسة عن بقية الدراسات في کونها تناولت معلمي مرحلة دراسية مختلفة عن تلک التي تناولتها الدراسات السابقة وهي معلمي المرحلة المتوسطة، وبالتالي فإن المؤشرات المندرجة تحت الممارسات العِلمية والهندسية مختلفة عن تلک التي استخدمت في الدراسات السابقة. کما أن هذه الدراسة تختلف أيضا عن الدراسات السابقة في حجم العينة والفترة الزمنية ومکان التطبيق، بالإضافة إلى أن هذه الدراسة تختلف عن بقية الدراسات السابقة في تناولها للمعوقات التي تحدّ معلمي العلوم من تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية. وقد أفاد الباحثان من الدراسات السابقة في إعطاء خلفية معرفية حول الممارسات العِلمية والهندسية والاستفادة من النتائج والتوصيات والمقترحات التي أوردتها الدراسات السابقة. 

مشکلة الدراسة وأسئلتها

لا يتواکب أداء طلاب المملکة العربية السعودية المنخفض في الاختبارات الدولية کاختبارات PISA   و TIMSS مع طموحات وزارة التعليم وأهدافها وما تبذله من جهود في تجويد العملية التعليمية؛ حيث کانت نتائج الطلاب في اختبار PISA   2018 للعلوم            (386 نقطة) وهي أقل من المتوسط العام (489) للدول المشارکة في الاختبار                (OECD, 2018)، أما فيما يخص اختبارات TIMSS في العلوم لعام 2019 فقد کانت نتائج طلاب الصف الثاني متوسط (431 نقطة) وهو أقل من المتوسط العام البالغ (500 نقطة) (هيئة تقويم التعليم والتدريب، 2020).  وهذه الاختبارات واسعة النطاق لا ترکز على قياس مستوى الطلاب في الجانب المعرفي بشکل مباشر؛ بل تعتمد على استخدام الممارسات المختلفة کوسيلة يستطيع أن يظهر الطالب من خلالها معرفته بالمحتوى (Alonzo, 2013) وهذا ما يؤکده (Pellegrino (2013 من أن معرفة الطالب بالحقائق ينبغي أن تُقاس من خلال الاختبارات التي ترکز على فهمه لکيفية تطبيق هذه المعرفة من خلال الممارسات العِلمية کالقدرة على التفکير في تحديد وحل المشکلة وإيراد الحجج والأدلة وقدرته على التطبيق والاستدلال وغيرها من الممارسات العِلمية. ولما کانت الممارسات العِلمية والهندسية تنعکس بشکل کبير في الإطار العام لاختبارات PISA لعام 2015  والإطار العام لاختبارات TIMSS  لعام 2011  (Alonzo, 2013) وکذلک الإطار العام لاختبارات PISA لعام 2018  والإطار العام لاختبارات TIMSS  لعام 2019  کما يشير جدول رقم 1، ونظراً لأهمية دور المعلم في تفعيله لهذه الممارسات داخل الفصل الدراسي والتي قد تنعکس إيجاباً على تحصيل الطالب بشکل عام في العلوم وعلى أدائه في الاختبارات الدولية بشکل خاص، ولشُح الدراسات التي تناولت جانب الأداء التدريسي لمعلمي العلوم وقدرتهم على تفعيل الممارسات العلمية والهندسية في العملية التدريسية (الشياب،2019) وأهمية تناول هذا الجانب على نطاق واسع؛ نظراً لجميع ما سبق تحاول الدراسة الحالية الکشف عن واقع تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في ضوء معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وتحديد المعوقات التي         قد تحدهم من تفعيلها داخل الفصول الدراسية. وعليه فقد سعت هذه الدراسة للإجابة عن          الأسئلة التالية:

１.  ما درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟

２.  ما معوقات تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟

３.  هل تختلف درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العلمية والهندسية باختلاف: (أ) سنوات الخبرة التدريسية، (ب) التنمية المهنية؟

جدول 1

تمثيل الممارسات العِلمية والهندسية في الاختبارات الدولية واسعة النطاق (PISA) و (TIMSS)

أهمية الدراسة

نظراً لما شهدته المملکة العربية السعودية في السنوات الماضية من تطور واهتمام ملحوظ بتعليم العلوم من خلال إطلاقها مجموعة من المشاريع، کان من أبرزها مشروع تطوير مناهج العلوم والرياضيات وتدريب المعلمين والمعلمات في مراکز متخصصة کالمرکز الوطني للتطوير المهني والتعليمي، وکذلک من خلال البرامج التربوية المنفذَة من خلال              الجامعات السعودية حول الاستراتيجيات التدريسية الحديثة في تعليم العلوم، وتبنيها مناهج                 للعلوم تم تطويرها من قبل شرکة ماجروهيل الأمريکية والتي اعتمدت فيها على معايير            محتوى عالمية (حج عمر، السبيعي & الأحمد، 2018)، ونظراً لقلة الدراسات التربوية التي تناولت واقع تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في تعليم العلوم بالعالم عموماً (Kang et al., 2019) وفي الوطن العربي خصوصاً ( الشياب، 2019)، تکمن أهمية الدراسة الحالية في کونها – وفي حدود علم الباحثين- من أوائل الدراسات التربوية التي تناولت هذا الجانب، وتثري بنتائجها الأوساط التربوية؛ حيث قد تکون نواة لمزيد من الأبحاث المستقبلية.

کما تکتسب الدراسة أهميتها من کونها تنسجم مع توجهات وزارة التعليم برفع مستوى مهارات الطلاب في العلوم والرياضيات، والتي تنعکس على أدائهم في الاختبارات الدولية؛ کون هذه الاختبارات ترکز بشکل کبير على الممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم. کما أن نتائج هذه الدراسة قد توجه أنظار القائمين على برامج التطوير المهني في المملکة إلى الترکيز على تضمين مثل هذه الممارسات والاستراتيجيات التدريسية في برامج إعداد المعلم، وتشجيع المعلمين على تفعيلها بشکل مباشر أثناء تدريسهم لمناهج العلوم، يضاف إلى ذلک أن هذه الدراسة تکشف عن أبرز المعوقات التي تواجه معلمي العلوم أثناء تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية، وبالتالي فإن نتائجها قد تسهم بشکل کبير في التغلب على         بعض هذه المعوقات؛ من خلال تقديم بعض المقترحات للممارسين التربويين من معلمين ومشرفين وإداريين.

أهداف الدراسة

قام الباحثان بإجراء هذه الدراسة لتحقيق الأهداف التالية:

１.    الکشف عن مدى تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم، ومعرفة ما إذا کان متغيرا الخبرة التدريسية والتنمية المهنية (مثل: الدورات التدريبية وورش العمل المرتبطة بهذه الممارسات.. الخ) قد تؤدي دوراً رئيساً في تفعيل عينة البحث لهذه الممارسات أثناء تدريس العلوم.

２.    الوقوف على أبرز المعوقات التي قد تواجه معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة أثناء تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية في تدريسهم للعلوم.

حدود الدراسة

اقتصرت الدراسة الحالية على:

１.         الممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) والتي تکونت من ثماني ممارسات، احتوت کل ممارسة على مجموعة من المؤشرات بمجموع 50 مؤشراً.

２.         اقتصرت هذه الدراسة في تطبيقها على معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف بمنطقة مکة المکرمة بالمملکة العربية السعودية، والتي تکونت من42  معلماً لمعرفة مدى تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية و144 معلماً لمعرفة أبرز المعوقات التي تحد المعلمين من تفعيلهم لهذه الممارسات خلال العام الدراسي 2020م.

التعريفات الإجرائية لمصطلحات الدراسة

معايير العلوم للجيل القادم (NGSS):

 هي معايير محتوى وطنية أمريکية لمراحل التعليم من الروضة إلى الصف الثاني عشر، وتتکون من ثلاثة أبعاد رئيسة، هي (1) الأفکار الأساسية، (2) الممارسات العِلمية والهندسية، (3) المفاهيم الشاملة. ويتم العمل بهذه الأبعاد الثلاثة معاً لتشکل توقع أداء للطلاب لمساعدتهم على بناء فهم متماسک ورصين للعلوم مع مرور الوقت.

الممارسات العِلمية والهندسية (SEPs):

 هي ثماني ممارسات تتمثل في: (1) طرح الأسئلة للعلوم وتحديد المشکلة للهندسة، (2) التخطيط وإجراء الاستقصاء، (3) استخدام الرياضيات والتفکير الحسابي، (4) الانخراط في حجج مبنية على الأدلة، (5) تطوير واستخدام النماذج، (6) تحليل النتائج وتفسيرها، (7) بناء تفسيرات وتصميم الحلول، (8) الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها.

إجراءات الدراسة

منهج الدراسة:

اعتمدت هذه الدراسة على المنهج الوصفي المسحي، والذي يصف حقيقة تفعيل  معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية على أرض الواقع بشکل دقيق؛ حيث يستند هذا المنهج على الوصف الدقيق للظاهرة العِلمية أو المشکلة بحيث يتم التعبير عنها کمّاً وکيفاً (عبيدات وآخرون، 2003). 

مجتمع الدراسة وعينتها:

تکوّن مجتمع الدراسة من جميع معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمدينة الطائف بمنطقة مکة المکرمة. وقد طبقت أداة الدراسة الأولى (بطاقة الملاحظة) على عينة عشوائية بسيطة – من غير أفراد العينة الاستطلاعية- تکونت من (42) من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف؛ للکشف عن درجة تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية بواقع ملاحظتين لکل معلم. ويشير الجدول رقم  2 إلى بعض الخصائص المرتبطة بعينة الدراسة تبعاً لمتغيري سنوات الخبرة التدريسية ومتغير التنمية المهنية (الحصول على تنمية مهنية متعلقة بالممارسات العِلمية والهندسية).

 أما بشأن تطبيق أداة الدراسة الثانية (الاستبانة (والتي تکشف عن المعوقات التي قد تحد معلمي العلوم من تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية، فقد تم تطبيقها على عينة تم اختيارها بطريقة عشوائية – من غير أفراد العينة الاستطلاعية- تألفت من (144) من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف.

جدول 2

توزيع عينة الدراسة تبعاً لمتغيرات الدراسة (ن: 42)

إجراءات جمع البيانات:

     قام الباحثان بجمع البيانات في هذه الدراسة من خلال بناء أداتي الدراسة وتطبيقهما على عينة الدراسة على النحو التالي:

أولاً: بطاقة الملاحظة:

أ‌.     الهدف من بطاقة الملاحظة: هدفت بطاقة الملاحظة إلى الکشف عن واقع تفعيل       الممارسات العِلمية والهندسية في ضوء معايير العلوم للجيل القادم لدى معلمي العلوم في المرحلة المتوسطة.

ب‌.  بناء بطاقة الملاحظة: قام الباحثان بقراءة معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وتحديد الممارسات العِلمية والهندسية الواردة فيها، والمکونة من ثماني ممارسات تندرج تحت کل ممارسة منها مجموعة من الفقرات (NGSS Lead States, 2013)، بعد ذلک، قام الباحث الأول بترجمة هذه الممارسات من اللغة الإنجليزية إلى اللغة العربية؛ حيث تکونت في صورتها الأولية من 50 فقرة موزعة على ثمانية محاور، ومن ثم عرضها على مجموعة من الخبراء والمختصين في المناهج وتعليم العلوم، وکذلک متخصصين في اللغة الإنجليزية للتحقق من صحة الترجمة ودقة الصياغة اللغوية وتمثيلها للنسخة الإنجليزية، وقد تم الأخذ بملاحظاتهم ومقترحاتهم، وفي ضوء ذلک، قام الباحثان بتحويل الممارسات المعربة إلى بطاقة ملاحظة، والتي تُمکِّن الملاحظيْن من رصد تفعيل معلمي العلوم لهذه الممارسات           وفقاً لمقياس ليکرت الخماسي (1=ضعيفة جداً، 2=منخفضة، 3=متوسطة، 4=عالية، 5=عالية جداً) وقد تکونت البطاقة من:

１.    الجزء الأول: معلومات ديموغرافية عن عينة الدراسة وهي: سنوات الخبرة التدريسية والتنمية المهنية للمعلم.

２.    الجزء الثاني: بنود بطاقة الدراسة والمشتملة على (50) فقرة تتمحور حول الممارسات العِلمية والهندسية موزعة على ثمانية محاور رئيسة، وهي کالتالي: المحور الأول: يحتوي على (10) فقرات تتناول ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة، المحور الثاني: يحتوي على (7) فقرات تتناول ممارسة تطوير واستخدام النماذج، المحور الثالث: يحتوي على (5) فقرات تتناول ممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء، المحور الرابع: يحتوي على (7) فقرات تتناول ممارسة تحليل النتائج وتفسيرها، المحور الخامس: يحتوي على (5) فقرات تتناول ممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي، المحور السادس: يحتوي على (7) فقرات تتناول ممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول، المحور السابع: يحتوي على (4) فقرات تتناول ممارسة الانخراط في حجج قائمة على الأدلة، المحور الثامن: يحتوي على (5) فقرات تتناول ممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها.

ج. العينة الاستطلاعية لبطاقة الملاحظة: تم تطبيق بطاقة الملاحظة في صورتها الأولية على عينة استطلاعية من غير عينة الدراسة الأساسية، بلغ عددها تسعة من معلمي العلوم في المرحلة المتوسطة للتحقق من صدق البطاقة وثباتها.

- قيم معاملات الارتباط الداخلي للبطاقة: تم حساب قيم معاملات الارتباط الداخلي للبطاقة للتحقق من مدى ارتباط الفقرات بمحاور البطاقة وارتباط کل محور بالمحاور الکلية، ويشير الجدول رقم 3 إلى قيم معاملات ارتباط بيرسون بين درجة کل محور والدرجة الکلية للبطاقة، والتي يتضح من خلالها وجود علاقة ارتباطية بين جميع محاور البطاقة.

جدول 3

قيم معاملات الارتباط الداخلي بين کل ممارسة مع الدرجة الکلية لبطاقة الملاحظة للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم (ن=9)

^{( **( دالة إحصائياً عند مستوى .01 (*) دالة إحصائياً عند مستوى .05}

-      ثبات البطاقة: تم حساب ثبات البطاقة باستخدام إعادة التطبيق على العينة الاستطلاعية، کما هو موضح في الجدول رقم (4) والجدول رقم (5). 

جدول 4

قيم نسبة الاتفاق بين الملاحظتين لمحاور بطاقة ملاحظة تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية باستخدام إعادة التطبيق للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة (ن=9)

جدول 5

قيم الثبات لمعامل ألفا کرونباخ لمحاور بطاقة ملاحظة تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة (ن=9)

وقد تم حساب نسبة الاتفاق أولاً باستخدام معادلة هولستي حيث تشير النتائج في الجدول 4 إلى أن نسبة الاتفاق لمحاور البطاقة للملاحظتين بلغ (.94) کما تم حساب معامل ألفا کرونباخ لکل محور من محاور البطاقة، حيث بلغ معامل ألفا کرونباخ الکلي (.97) کما يظهر في جدول (5) والذي يؤکد أن البطاقة تمتلک درجة عالية من الثبات، وجاهزة لتطبيقها على عينة الدراسة.

د. الصورة النهائية لبطاقة الملاحظة: تکونت الصورة النهائية للبطاقة من (50) فقرة توزعت على ثماني ممارسات رئيسة.

ثانياً: الاستبانة:

قام الباحثان بمراجعة الدراسات السابقة التي تناولت الموضوع محل الدراسة الحالية، وتحديداً دراسات کلٍ من

 Martell, 2020; Fitzgerald, Danaia, & McKinnon 2019; Merritt et al., 2018; Daisly, 2016) وفي ضوء ذلک تم بناء الاستبانة على النحو التالي:

أ‌.      الهدف من الاستبانة: هدفت إلى الکشف عن درجة المعوقات التي قد تحد معلمي العلوم من تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية داخل الفصول الدراسية.

ب‌.  بناء الاستبانة وصياغة المفردات: صمم الباحثان هذه الاستبانة وتکونت في صورتها الأولية من أربعة محاور رئيسة اشتملت على (22) فقرة روعي في صياغتها الوضوح، وقد کانت على النحو التالي: المحور الأول: معوقات تتعلق بالبنية التحتية المدرسية والإدارية          (3 فقرات)، المحور الثاني: معوقات تتعلق بالمشرف التربوي وزملاء المهنة (5 فقرات)، المحور الثالث: معوقات تتعلق بالمعلم والتنمية المهنية (9 فقرات)، المحور الرابع: معوقات تتعلق بالکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية (5 فقرات). وقد تمت صياغة فقرات المحاور على مقياس ليکرت الخماسي (1= ليست عائقاً، 2=منخفضة، 3=متوسطة، 4=عالية، 5=عالية جداً). 

ج‌.   صدق الاستبانة: لمعرفة الصدق الظاهري وصدق المحتوى، عرضت الاستبانة في صورتها الأولية على مجموعة من المختصين في تخصص المناهج وتعليم العلوم لتحکيمها من حيث شمولية المحاور على جميع المعوقات التي قد تحد من تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية، ومدى تغطية الفقرات لکل محور من المحاور، ومدى مناسبة صياغة العبارات اللغوية ووضوحها ومدى تمثيلها للمحاور. وقد تم الأخذ بالملاحظات والمقترحات الواردة من المحکمين.

د. العينة الاستطلاعية: تم تطبيق الاستبانة على عينة استطلاعية (من غير عينة الدراسة) مکونة من 51 معلماً للعلوم بالمرحلة المتوسطة؛ وذلک لاستخلاص الخصائص السيکومترية ومعرفة مدى ملاءمة الأدوات لأهداف الدراسة، ومعرفة الزمن المناسب لتطبيقها.

- ثبات الاستبانة: تم حساب معامل ألفا کرونباخ للعينة الاستطلاعية حيث بلغت قيم معامل الثبات ألفا کرونباخ لکل محور على التوالي: (.88, .77, .87, .71) ومعامل الثبات الکلي للاستبانة (.93). وعليه، فإن الاستبانة تتمتع بدرجة عالية من الثبات وقابلة للتطبيق على عينة الدراسة الأساسية.

- قيم معاملات الارتباط الداخلي: تم حساب قيم معاملات ارتباط الفقرات بمحاور الاستبانة وارتباط کل محور بالمعدل الکلي لجميع المحاور. وتشير النتائج في الجدول رقم 6 إلى وجود علاقة ارتباطية بين جميع محاور الاستبانة من خلال استخدام معاملات ارتباط بيرسون بين درجة کل محور والدرجة الکلية للاستبانة.

جدول 6

قيم معاملات الارتباط الداخلي لفقرات استبانة معوقات تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم (ن=51)

( **( دالة إحصائياً عند مستوى .01 (*)دالة إحصائياً عند مستوى   .05

-          زمن الاستجابة: تم حساب متوسط الزمن اللازم لقراءة التعليمات والإجابة عن جميع فقرات الاستبانة بـمتوسط زمني بلغ (15) دقيقة.

ه‌.         الصورة النهائية للاستبانة: تکونت الاستبانة في صورتها النهائية من (20) فقرة توزعت على أربعة محاور رئيسة، هي: المحور الأول: معوقات تتعلق بإدارة المدرسة          (3 فقرات)، المحور الثاني: معوقات تتعلق بالمشرف التربوي وزملاء المهنة (5 فقرات)، المحور الثالث: معوقات تتعلق بالمعلم والتنمية المهنية (7 فقرات)، المحور الرابع: معوقات تتعلق بالکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية (5 فقرات).

ثالثاً: تطبيق أداتي الدراسة:

بعد إعداد بطاقة الملاحظة والاستبانة بصورتيهما النهائية، تم تطبيقهما على عينة الدراسة المکونة من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف بمنطقة مکة المکرمة؛ حيث طبقت بطاقة الملاحظة على (42) من معلمي العلوم بواقع ملاحظتين لکل معلم. أما الاستبانة فقد طبقت على (144) من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة. ولتسهيل عرض وتحليل البيانات، فقد تم تقسيم درجة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في بطاقة الملاحظة واستجابات أفراد العينة في الاستبانة إلى خمس فئات لکل منهما، وتم تحديد طول الفئة على النحو التالي: عالية جداً (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين4.21-5.00 )، عالية (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين 3.41-4.20)، متوسطة (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين 2.61-3.40)، منخفضة (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين 1.81-2.60)، منخفضة جدا/ ليست عائقاً (قيمة المتوسط الحسابي أقل من1.80 ).

إجراءات تحليل البيانات:

بعد جمع البيانات الواردة من عينة الدراسة الاستطلاعية والعينة الأساسية، تمت معالجتها والتحقق من صحتها، وذلک بتحديد الاستجابات غير الصادقة أو غير المکتملة واستبعادها؛ حيث تم تحليل البيانات باستخدام برنامج التحليل الإحصائي SPSS نسخة 25. وقد استخدم معامل ألفا کرونباخ لحساب ثبات الأدوات، وکذلک معادلة هولستي لحساب نسبة الاتفاق بين الملاحظتين، ومعامل ارتباط بيرسون لحساب الارتباط الداخلي لأدوات الدراسة للعينة الاستطلاعية. وللإجابة عن أسئلة البحث، فقد استخدمت المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية للإجابة عن السؤالين الأول والثاني، واختبار تحليل التباين أحادي الاتجاه            (One-way Anova) وکذلک Independent T-Test للإجابة عن السؤال الثالث.

نتائج الدراسة

      النتائج المتعلقة بالسؤال الأول والذي ينص على: "ما درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟" حيث تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية للممارسات العِلمية والهندسية ککل ولکل فقرة من فقرات الممارسات الثمان في الجدول 7.

جدول7

نتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية (ن=42)

تشير النتائج في الجدول رقم 7 إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية بشکل عام کانت منخفضة بمتوسط حسابي (2.44) وانحراف معياري (.30). کما تشير النتائج إلى وجود تباين طفيف بين الممارسات العِلمية والهندسية في درجة تفعيلها من قبل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة؛ حيث تراوحت بين درجة تفعيل متوسطة (2.96) إلى درجة تفعيل منخفضة جداً (1.54)؛ إذ لا توجد ممارسة حصلت على درجة تفعيل عالية أو عالية جداً.

ويتضح من الجدول رقم 7 أن أربع ممارسات من أصل ثمانٍ قد فُعلت بدرجة متوسطة، وهي على التوالي: ممارسة "التخطيط وإجراء الاستقصاء" والتي حصلت على المرتبة الأولى بمتوسط حسابي بلغ (2.96) وانحراف معياري (.65)، تليها في المرتبة الثانية ممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" بمتوسط حسابي (2.82) وانحراف معياري (.57)، ثم في المرتبة الثالثة ممارسة "الانخراط في حجج قائمة على الأدلة" بمتوسط حسابي (2.76) وانحراف معياري (.62)، وأخيراً ممارسة "تحليل النتائج وتفسيرها" بمتوسط حسابي (2.62) وانحراف معياري (.37).

     وفي المقابل، فقد سجلت النتائج ثلاث ممارسات فُعلت بدرجة منخفضة، وهي على التوالي: ممارسة "بناء تفسيرات وتصميم الحلول" بمتوسط حسابي بلغ (2.42) وانحراف معياري (.52)، ثم ممارسة "استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي" بمتوسط حسابي(2.23) وانحراف معياري(.45) وأخيرا ممارسة "تطوير واستخدام النماذج" بمتوسط حسابي(2.17) وانحراف معياري(.48). کما أشارت النتائج في الجدول7 إلى أن ممارسة "الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها" لم تُفعل بالشکل المطلوب من قِبل عينة البحث؛ حيث حصلت على درجة تفعيل منخفضة جداً بمتوسط حسابي(1.54) وانحراف معياري(.28). وفيما يلي النتائج التفصيلية لجميع المؤشرات الــبالغ عددها(50) مؤشراً والمندرجة تحت الممارسات العِلمية والهندسية الثمان.

أ‌.         ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة:

جدول 8

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة (ن=42)

تشير النتائج في الجدول  8أعلاه إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لمؤشرات ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة قد تراوحت بين درجة متوسطة ودرجة منخفضة؛ حيث احتل المؤشر رقم (1) المرتبة الأولى من بين مؤشرات هذه الممارسة بمتوسط حسابي (3.33)، يليه في الترتيب المؤشر رقم (4) بمتوسط حسابي بلغ (3.26)، وفي المقابل فقد حصل المؤشر رقم (10) على أقل درجة تفعيل من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (2.38).

ب‌.     ممارسة تطوير واستخدام النماذج

جدول 9

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة تطوير واستخدام النماذج (ن=42)

احتوت ممارسة تطوير واستخدام النماذج على سبع مؤشرات، وتشير النتائج في الجدول  9أعلاه إلى أن درجة تفعيل هذه المؤشرات تراوحت بين درجة منخفضة ودرجة منخفضة جداً؛ حيث احتل المؤشر رقم (2) على المرتبة الأولى من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (2.57) يليه في الترتيب المؤشر رقم (1) بمتوسط حسابي (2.55). وفي المقابل فقد حصل المؤشر رقم (5) على أقل درجة تفعيل من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (1.76).

ج‌.  ممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء

جدول 10

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء (ن=42)

يشير الجدول رقم 10 أعلاه إلى أن ممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء قد احتوت على خمس مؤشرات، وأن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لهذه المؤشرات کانت متوسطة على جميع المؤشرات الخمس بمتوسط حسابي تراوح بين (3.33) للمؤشر رقم (1) و(2.69) للمؤشر رقم (4).

د‌.         ممارسة تحليل النتائج وتفسيرها

جدول 11

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة تحليل النتائج وتفسيرها (ن=42)

يشير الجدول رقم 11 أعلاه إلى أن ممارسة تحليل النتائج وتفسيرها قد احتوت على سبع مؤشرات، وأن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لهذه المؤشرات قد تراوحت بين درجة متوسطة ودرجة منخفضة؛ حيث احتل المؤشران رقم (2) و (4) على أعلى متوسطات حسابية من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (2.86) لکل منهما، بينما حصل المؤشر رقم (6) على أقل درجة تفعيل بمتوسط حسابي بلغ (2.36).

هـ. ممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي

جدول 12

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي (ن=42)

تشير النتائج في الجدول رقم 12 إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لجميع المؤشرات الخمسة المندرجة تحت ممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي کانت منخفضة، بمتوسط حسابي تراوح بين (2.50) للمؤشر رقم (4) و (2.05) للمؤشر رقم (3).

و‌.  ممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول

جدول 13

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول (ن=42)

يتضح من الجدول رقم 13 أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لجميع المؤشرات السبعة المندرجة تحت ممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول کانت منخفضة بمتوسط حسابي تراوح بين (2.50) للمؤشرين رقم (1) ورقم (2) و (2.33) للمؤشر رقم (3).

ز‌.       ممارسة الانخراط في حجج قائمة على الأدلة

جدول 14

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة الانخراط في حجج قائمة على الأدلة (ن=42)

احتوت هذه الممارسة على أربع مؤشرات ويشير الجدول رقم 14 إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لهذه المؤشرات تراوحت بين درجة متوسطة ودرجة منخفضة؛ حيث احتل المؤشر رقم (1) على أعلى درجة تفعيل من بين هذه المؤشرات بمتوسط حسابي بلغ (3.26) بينما حصل المؤشر رقم (4) على أقل درجة تفعيل بمتوسط حسابي (2.21).

ح‌. ممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها

جدول 15

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها (ن=42)

احتوت ممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها على خمسة مؤشرات، وبشکل عام فإن هذه الممارسة قد حصلت على أقل ممارسة من بين بقية الممارسات الثمان من حيث درجة التفعيل. وتشير النتائج في الجدول رقم (15) إلى أن جميع المؤشرات المندرجة تحت هذه الممارسة قد فُعلت بشکل منخفض إلى منخفض جداً بمتوسط حسابي تراوح بين (2.05) و(1.24).

      النتائج المعلقة بالسؤال الثاني والذي ينص على: "ما معوقات تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات الِعلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟" للإجابة عن هذا السؤال تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لاستجابات عينة الدراسة لکل فقرة في أداة الدراسة الثانية (الاستبانة) کما يشير الجدول 16.

جدول 16

المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لاستجابات أفراد عينة الدراسة على معوقات تفعيل الممارسات العلمية والهندسية (ن=170)

يتضح من الجدول رقم 16 أن درجة معوقات تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية لدى معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية بشکل عام کانت عالية بمتوسط حسابي بلغ (3.42) وانحراف معياري (.67). ومن بين المحاور الأربعة، فقد أشارت النتائج إلى أن المعوقات المرتبطة بمحور الکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية قد احتلت المرتبة الأولى بدرجة عالية ومتوسط حسابي بلغ (3.8) وانحراف معياري (.79)، يليه في المرتبة الثانية محور المعوقات المرتبطة بإدارة المدرسة والذي وجد بدرجة عالية أيضاً وبمتوسط حسابي بلغ (3.78) وانحراف معياري (1.06). أما بشأن محور المعوقات المرتبطة بالمعلم والتنمية المهنية فقد احتل المرتبة الثالثة بدرجة متوسطة ومتوسط حسابي بلغ (3.23) وانحراف معياري (.77). وأخيراً محور المعوقات المرتبطة بالمشرف التربوي وزملاء المهنة فقد احتل المرتبة الأخيرة بدرجة متوسطة ومتوسط حسابي بلغ (2.81) وانحراف معياري (.77).

النتائج المتعلقة بالسؤال الثالث والذي ينص على: " هل تختلف درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية باختلاف: (أ) سنوات الخبرة التدريسية، (ب) التنمية المهنية؟"

أ‌.         سنوات الخبرة التدريسية:

للإجابة عن هذا الجزء تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية کما يتضح في الجدول رقم 17 بين عينة البحث حول درجة تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية.

جدول 17

المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لنتائج تفعيل عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية تبعا لمتغير سنوات الخبرة التدريسية

تشير النتائج في الجدول رقم 17 إلى وجود تباين طفيف بين المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لدى عينة البحث تعزى لسنوات الخبرة التدريسية، وللتأکد من إمکانية وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين المتوسطات الحسابية للبيانات الواردة من عينة البحث تعزى لهذا المتغير، فقد قام الباحثان باستخدام اختبار تحليل التباين أحادي الاتجاه  One-way Anova (جدول رقم 18).

جدول 18

نتائج اختبار التباين أحادي الاتجاه تبعًا لمتغير سنوات الخبرة التدريسية

تشير النتائج في الجدول رقم 18 إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (.05) ين متوسطات عينة الدراسة في تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية تعزى لمتغير سنوات الخبرة التدريسية؛ حيث بلغت قيمة ف (1.291).

ب‌. الحصول على تنمية مهنية مرتبطة بالممارسات العِلمية والهندسية خلال آخر             خمس سنوات:

للإجابة عن هذا الجزء، تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية کما يتضح في الجدول رقم 19 للبيانات الواردة من بطاقة الملاحظة حول درجة تفعيل عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية بشأن متغير الحصول على التنمية المهنية. وکما يظهر في الجدول رقم 19 والذي يشير وبشکل عام إلى وجود تباين طفيف بين المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية بين عينة البحث. وللکشف عن إمکانية وجود أي اختلافات ذات دلالة إحصائية تعزى لمتغير التنمية المهنية بين هذا التباين في المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية، فقد قام الباحثان باستخدام اختبار (T-Test) لعينتين مستقلتين.

جدول 19

نتائج اختبار ت لعينتين لمتغير الحصول على تنمية مهنية مرتبطة بالممارسات العِلمية والهندسية خلال آخر خمس سنوات

تشير النتائج في الجدول رقم 19 إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (.05) بين عينة البحث حول درجة تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية تبعاً لمتغير التنمية المهنية؛ حيث تشير قيمة ت (.138).

مناقشة نتائج الدراسة

استهدفت هذه الدراسة الوقوف على واقع تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية بالمرحلة المتوسطة، ومعرفة ما إذا کانت سنوات الخبرة التدريسية للمعلمين وحصولهم على تنمية مهنية حول هذه الممارسات تنعکس على تفعيلهم لها داخل الفصول الدراسية أم لا، کما بحثت هذه الدراسة في المعوقات التي تواجه المعلمين والتي قد تحدهم من تفعيلهم لمثل هذه الممارسات.

وقد أظهرت نتائج هذه الدارسة أن واقع تفعيل هذه الممارسات لدى معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة کان منخفضاً بشکل عام. وهذه النتائج تتفق مع دراسة الشهري (2020) والتي أشارت إلى أن استخدام معلمي العلوم بالمرحلة الابتدائية لم يرتقِ إلى المستوى المطلوب وکان ضعيفاً. وأيضاً تتفق مع دراسات کلٍ من (,2016; Kawasaki, 2015 Daisly) والتي أشارت نتائجها إلى أن المعلمين لا يستخدمون الممارسات العِلمية والهندسية في تدريسهم لمناهج العلوم بالشکل المطلوب. وتختلف نتائج هذه الدراسة مع بعض الدراسات التربوية التي أظهرت أن معلمي العلوم يستخدمون الممارسات العِلمية بشکل متوسط (الشياب، 2019؛ أبو عاذرة، 2019؛ Malkawi & Rababah, 2018).

وکما أشارت النتائج أعلاه، فإن ممارسة "التخطيط وإجراء الاستقصاء" وممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" قد احتلتا المراتب الأولى في درجة تفعيل عينة البحث لها، ويمکن تفسير ذلک في ضوء طبيعة هذه الممارسات وسهولة فهمها وبساطة تنفيذها داخل الفصل، وکونها مألوفة لدى المعلمين من خلال توافرها في بعض برامج إعداد المعلم. وتنسجم نتائج هذه الدراسة مع دراسات کل من (الشياب، 2019؛ الشهري، 2020) في ممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" وتختلف معها في ممارسة "التخطيط وإجراء الاستقصاءات"، کما تتعارض نتائج هذه الدراسة فيما يتعلق بممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" مع ما أشارت إليه نتائج دراسات (أبو عاذرة، ; 2019 Brownstein & Horvath, 2014) والتي أظهرت أن هذه الممارسة کانت أقل الممارسات العِلمية والهندسية استخداماً وتفعيلاً.

أما الممارسة التي حصلت على أقل درجة تفعيل فقد کانت ممارسة "الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها" ويمکن تفسير ذلک بأن هذه الممارسة تتضمن ممارسات متقدمة تعتمد على مجموعة من الخطوات أو الممارسات السابقة، وبالتالي فإن ضعف تفعيل الخطوات أو الممارسات السابقة لها يؤدي إلى ضعف استخدام وتفعيل هذه الممارسة کما هو ملاحظ. أيضا يمکن تفسير هذه النتيجة في ضوء أن معلمي العلوم يرکزون بشکل کبير على طرح الأسئلة وتحديد المشکلة والتخطيط للقيام بعمليات استقصائية حول المشکلة أو الظاهرة العِلمية أثناء الحصة الدراسية، وهذا بحد ذاته يستهلک وقت وجهد المعلم؛ وبالتالي لا يجد            المعلم متسعاً من الوقت لإتاحة الفرصة للطلاب لاستخدام هذه الممارسة. بالإضافة إلى          ذلک، فإن المعلم ملزم بجدول زمني وخطة دراسية محددة يجب تغطيتها، ولا يستطيع المعلم تجاوزها أو حذف بعض الدروس على حساب تفعيل جميع الممارسات العِلمية والهندسية؛           لذلک قد يلجأ بعض المعلمين إلى استخدام بعض الممارسات دون أخرى نظراً لضيق الوقت. وتتفق هذه النتائج مع نتائج دراسة الشهري (2020) وتتعارض مع نتائج دراسات                (الشياب، 2019؛ أبو عاذرة، 2019).

وبشکل عام فإن عدم تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية المنبثقة من معايير العلوم للجيل القادم بالشکل المطلوب يمکن تفسيره من خلال نتائج السؤال الثاني، والذي سعى الباحثان من خلاله إلى الکشف عن التحديات أو المعوقات التي قد تحد المعلمين من تفعيلهم لهذه الممارسات، والتي کان من أبرزها وجود شُحّ کبير في المواد والتجهيزات؛ کالمواد والبرمجيات والأدوات المخبرية والمکتبية والوسائط التعليمية؛ حيث تحتاج هذه الممارسات إلى مثل هذه الأدوات والتجهيزات، وهذا يتفق مع ما أشارت إليه نتائج دراسة Daisly (2016). وهذا النقص يمکن ملاحظته في کثير من مدارس التعليم العام في المملکة، ويمکن معالجة هذا الجانب بتشجيع المعلمين وتدريبهم على استخدام أدوات بسيطة من بيئة الطفل وتفعيل المختبرات الافتراضية المتاحة من قِبل وزارة التعليم، والتي قد تسد نقص المواد والأدوات التعليمية.

کما أن خلو کتب العلوم من الأنشطة التي تعتمد على اليد (hands-on activities) والتي ترتکز عليها الممارسات بشکل کبير يفسر هذا الضعف في درجة التفعيل، وهو           ما أکدته استجابات عينة الدراسة في السؤال الثاني، بل إن معظم کتب العلوم والأنشطة             الصفية ترکز على الجانب النظري المعرفي على حساب الجانب المهاري، وهو ما أظهرته           نتائج دراسات کل من (العتيبي والجبر،2017؛ الغامدي، 2016؛ الربيعان وآل حمامة، 2017؛ المالکي، 2019).

ويمکن أيضا عزو هذه النتائج إلى عدم وجود الدعم الکافي من إدارة المدرسة والمتمثل في کثرة الأعباء والحصص التدريسية واهتمام إدارات المدارس بشکل کبير بالأنشطة اللاصفية، وهذه جوانب إدارية تنظيمية قد تُفرَض على المعلمين دون رغبة منهم، وتزيد من أعبائهم، وتشغلهم عن تنفيذ الأنشطة الصفية التدريسية بشکل فعال کالممارسات العِلمية والهندسية؛ حيث إن هذا النوع من الممارسات يحتاج إلى مهارة عالية ووقت وجهد من المعلم، کما أشارت نتائج دراسات کلٍ من (العيسى،2019 Daisly, 2016; )، ويمکن معالجة هذه الجوانب بإسناد الأنشطة اللاصفية لمعلمين متفرغين ومحاولة تخفيف الأعباء؛ وذلک بتوزيعها على العاملين والإداريين في المدرسة.

 کما أن غياب الدعم من قِبل المشرفين التربويين من خلال تنفيذهم لبرامج التطوير المهني للمعلمين بشکل غير فعال کان أحد الأسباب التي أدت إلى ظهور هذه النتائج؛ حيث أظهرت استجابة عينة الدراسة إلى أن الدورات التدريبية وبرامج التطوير المهني لا تُنفذ بشکل جاذب وفعال يستطيع المعلمين أن يرفعوا من خلالها من مستوى أدائهم التدريسي في کيفية تطبيقهم لهذه الممارسات. وهذه النتائج تتماشى مع نتائج دراسة Daisly (2016). وتقودنا هذه النتائج إلى ما أشارت إليه National Science Teachers Association (2003) من ضرورة معالجة هذا الجانب من خلال دراسة معلمي ما قبل الخدمة لمهارات الاستقصاء العلمي أو الممارسات العِلمية والهندسية أثناء المرحلة الجامعية، وإقامة دورات تدريبية مباشرة وفعالة لمن هم على رأس العمل، بحيث يمکن تنفيذها في المملکة من خلال الشراکة مع المرکز الوطني للتطوير المهني والتعليمي بوزارة التعليم وتمکين ذوي الخبرة في هذا المجال من إقامة مثل هذه الدورات في هذا الجانب.

ومن ناحية أخرى، يمکن تفسير هذه النتائج في ضوء عدم وجود الخبرة التربوية الکافية لدى المعلمين في إيجاد بيئة تعليمية قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية، وعدم فهم معلمي العلوم لهذه الممارسات، والتفريق بين الممارسات العلمية والممارسات الهندسية، وآلية تنفيذها بالشکل المطلوب داخل الفصول الدراسية؛ وذلک لتعقيد هذه الممارسات وتداخلها مع بعضها البعض بشکل کبير؛ خصوصاً في جانب الممارسات الهندسية وهذا ما أشارت إليه نتائج  دراسات کلٍ من

((DiBiase & McDonald 2015; Isiksal-Bostan et al., 2015; Coffey and Alberts,2013.

وبالرغم من أن هذه الدراسة لم تتناول طبيعة اتجاهات المعلمين نحو الممارسات العِلمية والهندسية بشکل مباشر، إلا أنه يمکن تفسير هذه النتائج في ضوء عدم إيمان           المعلمين بأهميتها وانعدام الثقة لديهم وخوفهم من المغامرة في تطبيق ما هو جديد، وهذا          قد يولد لديهم ممانعة في استخدامها وتفعيلها بالشکل المطلوب؛ خصوصا أن بعض           المعلمين يرونها مضيعة للوقت، وبالتالي تزداد نزعتهم نحو استخدام الممارسات                التدريسية التقليدية غير العِلمية والهندسية، وهذا ما أشارت إليه دراسات کلٍ من                  (Crawford, 2007; Roehrig & Kruse, 2005; Daisly, 2016).

کما أظهرت نتائج هذه الدراسة أن تفعيل المعلمين للممارسات العِلمية              والهندسية لا يختلف باختلاف سنوات الخبرة التدريسية، أو حصولهم على برامج تنمية             مهنية مرتبطة بهذه الممارسات. وهذه النتائج تتوافق مع نتائج دراسات کلٍ من                    (الشياب، 2019؛ العيسى، 2019؛ 2018 Malkawi & Rababah,) التي أشارت إلى أن سنوات الخبرة التدريسية ليس لها تأثير في درجة استخدام معلمي العلوم لهذا النوع من الممارسات.  ويمکن عزو هذه النتائج إلى وجود خلل في جودة برامج التنمية المهنية التي تتمحور حول هذه الممارسات، وترکيزها على الجوانب النظرية فقط دون الاهتمام بالجوانب التطبيقية. کما يمکن تفسير عدم وجود اختلاف بين المعلمين في تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية باختلاف سنوات الخبرة التدريسية في ضوء أن النظام التعليمي في کثير من المدارس يعد نظاماً واحداً؛ حيث إن تأثير غياب الدعم الإداري وعدم وجود المواد والأدوات بشکل عام يشمل جميع المعلمين في المدرسة سواء کانت خبرتهم التدريسية عالية أو قليلة.

توصيات الدراسة

في ضوء نتائج هذه الدراسة، وضعت مجموعة من التوصيات، والتي يمکن إيجازها في النقاط التالية:

１.             الاهتمام ببرامج التنمية المهنية وتقديمها بصورة فعالة تنمي قدرات المعلمين معرفياً ومهارياً بحيث ترکز على تدريب المعلمين قبل وأثناء المهنة على کيفية تطبيق الممارسات العِلمية والهندسية داخل الصفوف الدراسية. 

２.             الاهتمام ببناء أنشطة وتدريبات صفية ولاصفيه قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية من قِبل معلمي العلوم وبمساعدة المشرفين التربويين.

３.             معالجة المعوقات التي أظهرتها نتائج هذه الدراسة؛ وذلک بتقديم الدعم الإداري بشکل مباشر من خلال تخفيف الأعباء الإدارية للمعلمين وتقديم حوافز للمهتمين باستخدام مثل هذه الاستراتيجيات التدريسية وتوفير المواد والبرمجيات والأدوات المخبرية والمکتبية والوسائط التعليمية التي تساعدهم على تطبيق هذه الممارسات.

４.             تحفيز المعلمين في التخصصات الأخرى کالرياضيات على استخدام هذه الممارسات وتفعيل المنهج التکاملي في هذا الجانب.

مقترحات الدراسة

في ضوء ما توصلت إليه نتائج هذه الدراسة، وضعت مجموعة من المقترحات البحثية المستقبلية والتي تم إجمالها في النقاط التالية:

１.    القيام بدراسات مشابهة أو دراسة وطنية على مستوى المملکة العربية السعودية تقف على واقع استخدام وتفعيل معلمي ومعلمات العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في جميع مراحل التعليم العام، وربط نتائجها مع نتائج هذه الدراسة والدراسات السابقة، وکذلک نتائج الطلاب في الاختبارات الدولية، وقياس مدى تأثيرها على مستوى أدائهم.

２.    القيام بدراسة حول طبيعة اتجاهات معلمي ومعلمات العلوم نحو الممارسات العِلمية والهندسية وتقييم فهمهم لها في مراحل تعليمية مختلفة.

３.    القيام بدراسة تتقصى احتياجات معلمي ومعلمات العلوم المهنية في ضوء الممارسات العِلمية والهندسية.

４.    القيام بدراسات تعمل على بناء أنشطة إثرائية قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية، وقياس تأثيرها على مستوى أداء الطلاب معرفياً ومهارياً.

المراجع

أولاً: المراجع باللغة العربية

أبو عاذرة، سناء. (2019). واقع ممارسات معلمات الفيزياء بالمرحلة الثانوية لمعايير الجيل القادم. مجلة جامعة أم القرى للعلوم النفسية والتربوية، 10(2)، 100-134.

الجبر، جبر، والعتيبي، غالب. (2017). مدى تضمين معايير الجيل القادم NGSS في وحدة الطاقة بکتب العلوم بالمملکة العربية السعودية. مؤتمر التميز في تعليم وتعلم العلوم والرياضيات الثاني .الرياض: جامعة الملک سعود.

الربيعان، وفاء محمد عبد الله، وآل حمامة، عبير بنت سالم. (2017).  تحليل محتوى کتب العلوم للصف الأول متوسط في المملکة العربية السعودية في ضوء معايير (NGSS). المجلة التربوية الدولية المتخصصة: دار سمات للدراسات والأبحاث 6(11)، 95 - 108. http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/880222

الشهري، محمد بن صالح أحمد. (2020). تقييم مستوى الأداء التدريسي في ضوء الممارسات العِلمية والهندسية لدى معلمي العلوم بالمرحلة الابتدائية. المجلة التربوية: جامعة سوهاج - کلية التربية، ج79 ، 2455 . 2488- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/1085264

الشياب، معن بن قاسم. (2019). مستوى امتلاک معلمي العلوم في المرحلة الثانوية في المملکة العربية السعودية للممارسات العِلمية والهندسية في ضوء الجيل القادم من معايير العلوم . NGSS مجلة جامعة أم القرى للعلوم التربوية والنفسية: جامعة أم القرى، 10(2) ، 338 .366- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/971209

العيسى، مطر بن أحمد. (2019). تقويم مدى إلمام معلمي العلوم بخطوات الاستقصاء العِلمي في تدريس العلوم والمعوقات التي تواجههم من وجهة نظرهم. المجلة التربوية: جامعة سوهاج - کلية التربية، ج68، 423 . 453- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/1003576

حج عمر، سوزان بنت حسين، والسبيعي، نورة بنت محمد بن راشد، والأحمد، نضال بنت شعبان. (2018). خصائص بحوث تعليم العلوم وتوجهاتها في ضوء مشروع تطوير الرياضيات والعلوم الطبيعية في التعليم العام بالمملکة العربية السعودية.  دراسات في المناهج وطرق التدريس: جامعة عين شمس - کلية التربية - الجمعية المصرية للمناهج وطرق التدريس، ع240، 16  .48- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/962551

عبيدات، ذوقان، وعدس، عبد الرحمن، وکايد، عبد الحق کايد (2005). البحث العلمي مفهومه وأدواته وأساليبه. دار الفکر.

فضل الله، محمد. (2005، يوليو). متطلبات التقويم اللغوي في ظل حرکة المعايير التربوية. المؤتمر العلمي السابع عشر، مناهج التعليم والمستويات المعيارية. القاهرة، يوليو.

هيئة تقويم التعليم والتدريب. (2020). تقرير تيمز 2019: نظرة أولية في تحصيل طلبة الصفين الرابع والثاني المتوسط في الرياضيات والعلوم بالمملکة العربية السعودية في سياق دولي. https://www.etec.gov.sa/ar/Researchers/Research-Studies/Documents/TIMSS%202019.pdf

ثانيا: المراجع باللغة الإنجليزية

Allen, C. D., & Penuel, W. R. (2015). Studying teachers’ sensemaking to investigate teachers’ responses to professional development focused on new standards. Journal of Teacher Education, 66(2), 136-149.

Alonzo, A. (2013, September). What can be learned from current large-scale assessment programs to inform assessment of the Next Generation Science Standards. Invitational Research Symposium on Science Assessment, K-12 Center at ETS. Washington DC, September.

Bismack, A. S., Arias, A. M., Davis, E. A., & Palincsar, A. S. (2014). Connecting curriculum materials and teachers: Elementary science teachers’ enactment of a reform-based curricular unit. Journal of Science Teacher Education, 25(4), 489-512.

Boesdorfer, S. B., & Staude, K. D. (2016). Teachers’ practices in high school chemistry just prior to the adoption of the Next Generation Science Standards. School Science and Mathematics, 116(8), 442-458.

Brownstein, E. M., & Horvath, L. (2016). Next Generation Science Standards and edTPA: Evidence of Science and Engineering Practices. Online Submission, 20(4), 44-62.

Bybee, R. W. (2010). What is STEM education?. Science, 329(5995), 996-996. DOI: 10.1126/science.1194998

Bybee, R. W. (2011). Scientific and engineering practices in K-12 classrooms. Science Teacher, 78(9), 34-40.

Bybee, R. W. (2014). NGSS and the next generation of science teachers. Journal of science teacher education, 25(2), 211-221.

Capps, D. K., & Crawford, B. A. (2013). Inquiry-based instruction and teaching about nature of science: Are they happening?. Journal of Science Teacher Education, 24(3), 497-526.

Coffey, J., & Alberts, B. (2013). Improving education standards. Science, 340(6137), 1168-1168. DOI: 10.1126/science.340.6137.1168-c

Crawford, B. A. (2007). Learning to teach science as inquiry in the rough and tumble of practice. Journal of research in science teaching, 44(4), 613-642.

Daisley, P. M. (2016). The Next Generation Science Standards: Understanding high school teachers' perspectives on implementation [Unpublished doctoral dissertation]. Washington State University. https://research.libraries.wsu.edu/xmlui/bitstream/handle/2376/12153/Daisley_wsu_0251E_11741.pdf?sequence=1&isAllowed=y

DiBiase, W., & McDonald, J. R. (2015). Science teacher attitudes toward inquiry-based teaching and learning. The Clearing House: A Journal of Educational Strategies, Issues and Ideas, 88(2), 29-38.

Dole, S., Bloom, L., & Kowalske, K. (2016). Transforming pedagogy: Changing perspectives from teacher-centered to learner-centered. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 10(1), 1.

Fitzgerald, M., Danaia, L., & McKinnon, D. H. (2019). Barriers inhibiting inquiry-based science teaching and potential solutions: perceptions of positively inclined early adopters. Research in Science Education, 49(2), 543-566.

Garet, M. S., Porter, A. C., Desimone, L., Birman, B. F., & Yoon, K. S. (2001). What makes professional development effective? Results from a national sample of teachers. American educational research journal, 38(4), 915-945.

Haag, S., & Megowan, C. (2015). Next generation science standards: A national mixed‐methods study on teacher readiness. School Science and Mathematics, 115(8), 416-426.

Han, J. (2013). Scientific reasoning: Research, development, and assessment [Unpublished Doctoral dissertation].The Ohio State University. https://etd.ohiolink.edu/apexprod/rws_olink/r/1501/10?clear=10&p10_accession_num=osu1366204433

Isabelle, A. D. (2017). STEM is elementary: Challenges faced by elementary teachers in the era of the next generation science standards. In The Educational Forum (Vol. 81, No. 1, pp. 83-91). Routledge.

Isiksal-Bostan, M., Sahin, E., & Ertepinar, H. (2015). Teacher Beliefs toward Using Alternative Teaching Approaches in Science and Mathematics Classes Related to Experience in Teaching. International journal of environmental and science education, 10(5), 603-621.

Joshi, R., & Verspoor, A. (2012). Secondary education in Ethiopia: Supporting growth and transformation. World Bank Publications.

Kang, E. J., McCarthy, M. J., & Donovan, C. (2019). Elementary teachers’ enactment of the NGSS science and engineering practices. Journal of Science Teacher Education, 30(7), 788-814.

Kawasaki, J. (2015). Examining teachers' goals and classroom instruction around the science and engineering practices in the Next Generation Science Standards [Unpublished doctoral dissertation]. University of California, Los Angeles.

Kelchtermans, G. (2005). Teachers’ emotions in educational reforms: Self-understanding, vulnerable commitment and micropolitical literacy. Teaching and teacher education, 21(8), 995-1006.

Krajcik, J., Codere, S., Dahsah, C., Bayer, R., & Mun, K. (2014). Planning instruction to meet the intent of the Next Generation Science Standards. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 157-175.

Krajcik, J., Mamlok, R., & Hug, B. (2001). Modern content and the enterprise of science: Science education in the twentieth century. Teachers College Record, 103(7), 205-238.

Luna, M. J., Selmer, S. J., & Rye, J. A. (2018). Teachers’ noticing of students’ thinking in science through classroom artifacts: In what ways are science and engineering practices evident?. Journal of Science Teacher Education, 29(2), 148-172.

Malkawi, A. R., & Rababah, E. Q. (2018). Jordanian twelfth-grade science teachers’ self-reported usage of science and engineering practices in the next generation science standards. International Journal of Science Education, 40(9), 961-976.

Martell, C. C. (2020). Barriers to inquiry-based instruction: A longitudinal study of history teachers. Journal of Teacher Education, 71(3), 279-291.

Meiklejohn, J., Phillips, C., Freedman, M. L., Griffin, M. L., Biegel, G., Roach, A., ... & Saltzman, A. (2012). Integrating mindfulness training into K-12 education: Fostering the resilience of teachers and students. Mindfulness, 3(4), 291-307.

Merritt, E. G., Chiu, J., Peters-Burton, E., & Bell, R. (2018). Teachers’ integration of scientific and engineering practices in primary classrooms. Research in Science Education, 48(6), 1321-1337.

Moore, T. J., Tank, K. M., Glancy, A. W., & Kersten, J. A. (2015). NGSS and the landscape of engineering in K‐12 state science standards. Journal of Research in Science Teaching, 52(3), 296-318.

National Research Council. (1996). National science education standards. Washington, DC: The National Academy Press.

National Science Teachers Association. (2003). Standards for science teacher preparation. Faculty Publications: Department of Teaching, Learning and Teacher Education, 86. https://digitalcommons.unl.edu/teachlearnfacpub/86?utm_source=digitalcommons.unl.edu%2Fteachlearnfacpub%2F86&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages

National Research Council. (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: The National Academy Press.

NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: For states, by states. Washington, DC: The National Academy Press.

Nollmeyer, G. E., & Bangert, A. W. (2017). Measuring Elementary Teachers' Understanding of the NGSS Framework: An Instrument for Planning and Assessing Professional Development. Electronic Journal of Science Education, 21(8), 20-45.

OECD. (2018). Country Note: Program For International Student Assessment (PISA) Results From PISA 2018. https://www.oecd.org/pisa/publications/PISA2018_CN_SAU.pdf

Osborne, J. (2013). The 21st century challenge for science education: Assessing scientific reasoning. Thinking skills and creativity, 10, 265-279.

Osborne, J. (2014). Teaching scientific practices: Meeting the challenge of change. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 177-196.

Pellegrino, ,J.W.(2013).Proficiency in science: Assessment challenges and opportunities. Science, 340(6130), 320-323.

Penuel, W. R., Harris, C. J., & DeBarger, A. H. (2015). Implementing the next generation science standards. Phi Delta Kappan, 96(6), 45-49.

Pruitt, S. L. (2014). The next generation science standards: The features and challenges. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 145-156.

Roehrig, G. H., & Kruse, R. A. (2005). The role of teachers' beliefs and knowledge in the adoption of a Reform‐Based curriculum. School science and Mathematics, 105 (8), 412-422.

Stohlmann, M., Moore, T. J., & Roehrig, G. H. (2012). Considerations for teaching integrated STEM education. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 2(1), 4.

TIMMS. (2019). TIMSS 2019 International Results in Mathematics and Science: Curriculum and Instruction Teachers’ Emphasis on Science Investigation. https://timss2019.org/reports/classroom-contexts/

Trygstad, P. J., Smith, P. S., Banilower, E. R., & Nelson, M. M. (2013). The Status of Elementary Science Education: Are We Ready for the Next Generation Science Standards?. Horizon Research, Inc.

Wang, H. H. (2012). A new era of science education: science teachers ‘perceptions and classroom practices of science, technology, engineering and mathematics (STEM) integration [unpublished Doctoral Dissertation].University of Minnesota.

Wilson, S. M. (2013). Professional development for science teachers. Science, 340(6130), 310-313.

                                     کلية التربية

        کلية معتمدة من الهيئة القومية لضمان جودة التعليم

        إدارة: البحوث والنشر العلمي ( المجلة العلمية)

                       =======

درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلْمية والهندسية والکشف عن المعوقات التي يواجهونها

هذا البحث مدعوم من عمادة البحث العلمي بجامعة الطائف، برقم (1-441-85).

إعــــــــــداد

د/ عادل رزق الله الذبياني                      د/ نائف عتيق السفياني

أستاذ المناهج وتعليم العلوم المساعد                            أستاذ المناهج وتعليم العلوم المساعد

   کلية التربية- جامعة الطائف                           کلية التربية- جامعة الطائف

}     المجلد السابع والثلاثون– العدد الثامن –  أغسطس2021م {

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

المستخلص

هدفت هذه الدراسة إلى الکشف عن واقع تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف للممارسات العِلمية والهندسية المضمنة في معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وتحديد المعوقات التي قد تواجههم أثناء تفعيلهم لها. تم استخدام المنهج الوصفي، وذلک من خلال استخدام أداتين لجمع البيانات: (1) بطاقة ملاحظة تم إعدادها للکشف عن درجة تفعيل معلمي العلوم لهذه الممارسات، طُبقت على عينة تکونت من (42) معلماً من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة، (2) استبانة تم إعدادها لتحديد المعوقات التي قد تحد من تفعيل تلک الممارسات؛ حيث تم جمع البيانات من خلال توزيعها على (144) معلماً من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة. وقد تم التحقق من صدق أدوات الدراسة وثباتها. أشارت النتائج إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية بشکل عام کانت منخفضة، بمتوسط حسابي (2.44)؛ حيث حصلت أربع ممارسات من أصل ثمانٍ على درجة تفعيل متوسطة؛ بينما حصلت ثلاث ممارسات على درجة تفعيل منخفضة، وحصلت ممارسة واحدة على درجة تفعيل منخفضة جداً، کما أظهرت النتائج أن المعوقات التي تحد من تفعيل هذه الممارسات کانت مرتبة على التوالي: معوقات تتعلق بالکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية، ومعوقات تتعلق بإدارة المدرسة، ومعوقات تتعلق بالمعلم والتنمية المهنية، ومعوقات تتعلق بالمشرف التربوي وزملاء المهنة. کما کشفت نتائج الدراسة عن عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية في تفعيل المعلمين للممارسات العِلمية والهندسية تعزى لمتغير سنوات الخبرة التدريسية ومتغير التنمية المهنية للمعلمين.

الکلمات الدلالية: معلمو العلوم، معايير العلوم للجيل القادم، الممارسات العِلمية والهندسية.

Abstract

This study was conducted to: (a) explore the status of the middle school science teachers’ implementing of Science and Engineering Practices (SEPs) embedded in Next Generation Science Standards (NGSS) into their science classrooms and, (b) identify the challenges they may face while implementing these practices. Descriptive approach was employed, and the data was collected quantitively using two instruments: (a) a direct observation form was used to collect information from (n=42) participants and, (b) a survey scale was administered to (n=144) participants recruited randomly from the City of Taif in Saudi Arabia. Both instruments have been checked for validity and reliability. The findings of this study revealed that the implementation of SEPs among middle school science teachers was weak (M=2.44). Of the eight SEPs, four were implemented moderately, three were implemented weakly, and one was implemented very weakly. The study results also indicated that the most challenges the science teachers may encounter during implementing SEPs were ordered as follows: challenges regarding to textbooks and instructional tools and resources, challenges regarding to school management, challenges regarding to teachers and their professional development, and challenges regarding to superintendents and teachers’ colleagues. Further, the findings showed that there are no statistically significant differences among science teachers in implementing SEPs and their teaching experiences and professional development.

Keywords: Science Teachers; Next Generation Science Standards; Science and Engineering Practices.  

المقدمة

يعد إصلاح تعليم العلوم والنهوض به مهمة ليست بالسهلة في کثير من الأنظمة التعليمية حول العالم؛ إذ يتطلب ذلک مراجعة دقيقة وشاملة للواقع الحالي، وتقييمه ليتماشى مع التطورات العالمية المتسارعة في التعليم، وأن يصبح تعليم العلوم ذا معنى يحقق الأهداف المرجوة منه؛ إذ ينظر لتعليم العلوم بأنه أحد الحلول المستخدمة لمواجهة التحديات في القرن الحادي والعشرين (Josh & Verspoor,2013). وقد أشار کثير من الباحثين إلى أن تحقيق أهداف تعليم العلوم بشکل عام والتغلب على التحديات العالمية يتم من خلال الترکيز بشکل کبير على طريقة تفکير المتعلمين (Luna, Selmer, & Rye, 2018) وتوظيف المهارات التدريسية لهم، کالأنشطة القائمة على اليد (مثل: الأنشطة المستندة على الاستقصاء والمشاريع وغيرها) بشکل فعال ومناسب لاهتمامات واحتياجات الطلاب، والتي بدورها تثير تفکير الطالب وتجذب انتباهه وتساعده على تکوين وترسيخ المفاهيم العلمية للظواهر حوله وتکسبه مهارة التعامل معها (Dole, Bloom, & Kowalske, 2016). ويرى بعض التربويين أن هناک فجوة بين الممارسات العِلمية التي يکتسبها المتعلمون داخل الفصول الدراسية من خلال مناهج العلوم وما يوظفه المعلمون من ممارسات تدريسية، وبين المهارات التي ينبغي أن يکتسبوها والتي تنسجم مع مهارات القرن الحادي والعشرين (Bybee, 2010; Osborne, 2013). ولذلک فإن مناهج العلوم وما يتم توظيفه من ممارسات داخل الصف من قبل المعلمين لا يعد کافياً لاکتساب المهارات المطلوبة؛ إذ يواجه مطورو مناهج العلوم وکذلک المعلمون انتقاداً کبيراً حول عدم القدرة على سد مثل هذه الفجوة؛ لذلک فإن مشاريع إصلاح تعليم العلوم العالمية ينبغي أن ترکز على ضرورة مشارکة الطالب في مثل هذه الممارسات العِلمية (NGSS Lead States, 2013).   

وعلى مدار العقود الماضية، قام عددٌ من الدول وفي طليعتها الولايات المتحدة الأمريکية بإطلاق عدد من المبادرات ومشاريع إصلاح تعليم العلوم، والتي تدعم الابتکار وتساعد في إعداد الطالب في الانخراط في مجالات العلوم والتقنية والهندسة والرياضيات (STEM) بالکليات والجامعات؛ فنجد أنه في عام 1996م تم إطلاق المعايير الوطنية لتعليم العلوم (National Science Education Standards) بالولايات المتحدة الأمريکية، والتي اشتملت على ستة معايير رئيسة هي: معايير تدريس العلوم، معايير التنمية المهنية لمعلمي العلوم، معايير التقويم في تعليم العلوم، معايير محتوى العلوم، معايير برامج تعليم العلوم، معايير أنظمة تعليم العلوم (National Research Council [NRC], 1996).

بعد ذلک وفي عام 2011م بدأ العمل على تطوير معايير لتواکب التغيرات         المتسارعة في العالم، والتي تلبي أهداف التعليم في الولايات المتحدة الأمريکية، وعُرفت           فيما بعد بمعايير العلوم للجيل القادم (NGSS) إذ تم بناؤها على مرحلتين: المرحلة          الأولى والتي تخللها بناء إطار تعليم العلوم من الروضة وحتى الصف الثاني عشر (Framework for K-12 Science Education) من خلال المجلس الوطني للأبحاث (NRC) بالولايات المتحدة الأمريکية، والذي کان لبنة أساسية للمعايير في صورتها النهائية، وفي والمرحلة الثانية، قام مجموعة من المختصين ببناء معايير العلوم للجيل القادم استناداً          على المرحلة الأولى والتي خضعت إلى مراجعات متعددة وتقديم تغذية راجعة من قِبل مجموعة من الخبراء؛ کالعلماء ومعلمي العلوم والمهندسين وقادة التربية في الولايات المتحدة           الأمريکية من 26 ولاية أمريکية، والتي أصبحت متاحة بشکل عام للجميع في عام 2013                (Bybee, 2014; NGSS Lead States, 2013). وتعد هذه المعايير غنية بالمحتوى والممارسة وقد تم بناؤها وتطويرها بطريقة متماسکة عبر التخصصات المختلفة لتخريج مواطنين مثقفين عِلمياً.

وعليه، فإن هذه المعايير تعد داعمة لمشاريع إصلاحات التعليم من خلال إدراج         أبعاد جديدة تتکامل مع بعضها البعض کالهندسة والتقنية، والتي تعکس ما يسمى بالتکامل        بين التخصصات کالعلوم والتقنية والهندسة والرياضيات (STEM)، ولذلک ينظر لهذه المعايير على أنها مفيدة للمعلمين أولا في تحديد مستويات الأداء التي ينبغي للمتعلمين تحقيقها           والترکيز عليها بما يتوافق مع اهتماماتهم واحتياجاتهم وکذلک قدراتهم العِلمية المعرفية والمهارية (NGSS Lead States, 2013)، وثانياً في تحسين مستوى أدائهم التدريسي أثناء التخطيط لدروسهم وتنفيذها داخل الفصول الدراسية وخارجها من خلال الأنشطة الصفية واللاصفية کالمنهج الخفي. ولهذا يمکن القول إن معايير المحتوى والأداء بأنواعها تُطبق في کثير من مدارس التعليم العام في الولايات المتحدة الأمريکية (فضل الله، 2005).

وتتکون معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) في جوهرها من ثلاثة أبعاد رئيسة:          (1) الممارسات العِلمية والهندسية، (2) المفاهيم الشاملة، (3) الأفکار الأساسية               (NRC, 2012; NGSS Lead States, 2013). وعلى عکس المعايير السابقة التي رکزت بشکل کبير على التعلم السطحي للمحتوى من خلال حفظ الطالب للحقائق والمعلومات، فإن معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) تؤکد الممارسات العِلمية التي ينتج من خلالها تحقيقات استقصائية ليتعود الطالب على تطبيقها في حياته اليومية (Allen & Penuel,2015; Han, 2013)؛ حيث تعمل هذه المعايير على تمثيل التحول المفاهيمي للمعرفة والمعلومات العِلمية (Stohlmann et al., 2012)، وتقييم التواصل العِلمي، ودمج المعلومات المطلوبة من مصادر مختلفة (Wang, 2012)، وتمکين الطلاب من تعلم الأفکار الأساسية العلمية والمفاهيم الشاملة والمتداخلة بين تخصصات العلوم المختلفة من خلال تطبيقهم للممارسات العِلمية والهندسية؛ إذ يصعب على الطلاب فهم الأفکار الرئيسة والمفاهيم الشاملة دون الانخراط في أنشطة قائمة على ممارسات عِلمية استقصائية وتصاميم هندسية للمشکلات والظواهر التي تدور حول هذه الأفکار.

وبالرغم من أن البعض يرى أن معايير العلوم بذاتها لا تغير الکثير حول تعليم أطفالنا (Nollmeyer & Bangert, 2017) إلا أنها توفر تحسينات حول ذلک؛ کونها تنادي بتغييرات جوهرية على نطاق واسع في الأنظمة التعليمية يشمل عدداً من الجوانب بما فيها طريقة التدريس وتطوير المعلمين (Bybee, 2014)؛ لذلک ظهرت نداءات تدعو إلى ضرورة التحول في طريقة تعليم العلوم والانتقال من الطريقة التقليدية والتي يتم الاعتماد فيها على سرد وتلقين الطلاب بالحقائق العِلمية إلى استخدام أدوات وسلوکيات العلماء والمهندسين في تحليل وتفسير المشکلات والقضايا؛ من خلال طرح الأسئلة العِلمية وإشراکهم في التجارب العَمَلية والتي تحتاج إلى مهارات تفکير متنوعة، وجمع البيانات وتحليلها وتفسيرها والوصول إلى القرارات والحلول العِلمية بأنفسهم (Bybee,2011; Isabelle,2017).

وقد قدمت معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وصفاً دقيقاً لهذه الممارسات وحددتها في ثماني ممارسات عِلمية هندسية، وهي: (1) طرح الأسئلة للعلوم وتحديد المشکلة للهندسة، (2) التخطيط وإجراء الاستقصاء، (3) استخدام الرياضيات والتفکير الحسابي، (4) الانخراط في حجج مبنية على الأدلة، (5) تطوير واستخدام النماذج، (6) تحليل النتائج وتفسيرها، (7) بناء تفسيرات وتصميم الحلول، (8) الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها (.( NRC, 2012 ولفهم هذه الممارسات، ينبغي أن ندرک أن مصطلح الممارسات العِلمية والهندسية (ٍScience and Engineering Practices) يعد امتداداً وترسيخاً لمفاهيم الاستقصاء  العلمي (Scientific Inquiry) ومفاهيم التصميم الهندسي (Engineering Design)    (Kang et al., 2018)، بل إن القائمين على هذه المعايير قد استخدموا مصطلح " الممارسات" بدلاً من مصطلح "المهارات" للإشارة إلى أن هذه الممارسات العِلمية              والهندسية تعکس حقيقة ما يمارسه العلماء في أبحاثهم العِلمية وما يستخدمه المهندسون          في معاملهم وتجاربهم (NGSS Lead States, 2013; Reiser, 2013). وقد عزز (Minner et al. (2010 هذه الفکرة حين أشار إلى أن مصطلح "الاستقصاء" يستخدم بشکل متبادل مع مفهوم "المنهجية العِلمية" وهو ما يعکس سلوک العلماء في معاملهم، وأن الاستراتيجيات التعليمية التي يستخدمها الطلاب في الفصول الدراسية ومعامل العلوم مستوحاة من الممارسات العِلمية للعلماء؛ بل إن ما يفعله المعلمون من تخطيط وتنفيذ دروس العلوم داخل الصف قائم على الأساس العلمي المستخدم من قِبل العلماء، وهو استراتيجية الاستقصاء العلمي.

ويؤکد (Michaels et al. (2008 أن استخدام مصطلح الممارسات العِلمية بدلاً من مصطلح الاستقصاء العلمي لا يتضمن فقط معرفة العلم (Knowing of Science) بل يمتد إلى تضمين ممارسة العلم (Doing of Science) بطريقة لا يمکن الفصل بينهما.              ومن هذا المنطق، يُنظر للممارسات العلمية کمظلة کبيرة تحتوي على مهارات الاستقصاء  العلمي (Michaels et al., 2008) ويتم من خلالها تعزيز المحتوى العلمي لدى المتعلمين (Krajcik et al., 2014).

ويشير (Osborne (2014 إلى أن انخراط الطلاب في الممارسات العِلمية لن يکون فعالاً إلا إذا ساعدت الطلاب على تطوير فهمهم تجاه المعرفة، وتحديداً المعرفة الإجرائية؛ بحيث يستطيع الطالب فهم ماذا وکيف تجري الأمور من حوله؟ وهذا ينعکس بشکل واضح في معايير العلوم للجيل القادم؛ والتي ترکز بشکل کبير على هذا النوع من التعلم من خلال إبراز الممارسات العِلمية والهندسية کبعد رئيس يجب على الطالب اکتسابه في مراحل التعليم العام (NGSS Lead States, 2013). ومن هنا يمکن القول بأن الطلاب الذين يطبقون الممارسات العِلمية والهندسية في الفصول الدراسية بشکل مکثف سوف تزيد فرصهم في اکتساب المهارات المطلوبة في سوق العمل؛ کمهارات القرن الحادي والعشرين، والتي تتضمن مهارات کتحديد المشکلات وحلها، من خلال استخدام أدلة وحجج وبيانات تم جمعها من خلال الاستقصاء العلمي (Moore, Tank, Glancy, & Kersten, 2015). وعليه، سيصبحون قادرين على تعلم الأشياء من حولهم باستخدام المهارات التحليلية، ويکتشفون الظواهر ويستطيعون تفسيرها من وجهة نظر الهندسة، ويصبحون قادرين على بناء نظام يتضمن ممارسات معرفية أفضل (Meiklejohn et al., 2012). ولأن مثل هذه الممارسات يتم تطويرها في فصول العلوم من خلال تخطيط وتنفيذ معلمي العلوم لدروس يتم تصميمها بطريقة تساعد الطلاب وتشجعهم في الانخراط في تحقيقات عِلمية فعالة بدلاً من استقبال الطالب للمحتوى بشکل مباشر من المعلم (Moore et al., 2014) فتکمن أهمية المعلم في هذا الجانب ومدى تقبله لتطبيقها (Garet, Porter, Desimone, Birman, & Yoon, 2001)؛ إذ تشير الدراسات التربوية إلى وجود معلمين يدعمون جهود الإصلاح والتغيير في التعليم، في حين أن هناک آخرين يظهرون خوفاً حول هذا التغيير وبالتالي يُظهرون ممانعة في تطبيقه (Kelchtermans, 2005) بالرغم من أن معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) لديها توقعات عالية تجاه المعلمين في تدريس مناهج تحتوي على أنشطة قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية وإنشاء بيئة تعليمية جاذبة للطالب؛ حيث إن بعض المعلمين لا يطبقون الممارسات والتحقيقات العِلمية أثناء تديسهم للعلوم، بل إن کثيراً من معلمي العلوم لا يتقبلون فکرة           تدريس العلوم والموضوعات المتعلقة بالهندسة في مناهجهم، ولا يطبقونها کاستراتيجية تدريسية (Capps and Crawford, 2013). 

وقد تعددت الدراسات التي تناولت تطبيق الممارسات العِلمية والهندسية في تعليم العلوم؛ حيث أجرى Bismack, Arias, Davis, and Palincsar (2014) دراسة کشفت عن کيفية استخدام المعلمين وتکييفهم لمناهج وأنشطة قائمة على إشراک الطلاب في الممارسات العِلمية. واستخدم الباحثون دراسة الحالة القائم على المنهج النوعي؛ حيث جُمعت البيانات من خلال الملاحظة والمقابلة الشخصية لمعلمتين من المرحلة الابتدائية بالولايات المتحدة الأمريکية. أظهرت النتائج أن المنهج والأنشطة المستخدمة من قبل المعلمتين أعطت فرصة للطلاب للانخراط في بعض الممارسات العِلمية. أما فيما يخص تطبيق المعلمتين للممارسات العِلمية في الصف الدراسي، فقد أشارت النتائج إلى تطبيق أغلب هذه الممارسات، ولکن بطريقة مغايرة عن الطريقة المکتوبة في المناهج المعطاة.

وفي دراسة Kawasaki (2015) والتي هدفت إلى الکشف عن مدى فهم ووصف المعلمين لاستخدامهم للممارسات العِلمية والهندسية داخل الصفوف الدراسية، استخدم الباحث المنهج النوعي في هذه الدراسة لجمع البيانات من خلال استبانة ومقابلات شخصية لعينة مکونة من سبعة معلمين بالمرحلة المتوسطة من الجنسين. کما قام الباحث باستخدام بطاقة ملاحظة للکشف عن واقع استخدامهم للممارسات العِلمية والهندسية بشکل مباشر. أظهرت النتائج وجود اختلاف بين فهم ووصف عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية في العملية التعليمية وبين قدرتهم وتطبيقهم الفعلي لهذه الممارسات داخل الصفوف الدراسية.

أما دراسة (Daisly (2016 فقد تناولت تصورات معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية حول تطبيق معايير العلوم للجيل القادم وکشْف التحديات التي تواجههم أثناء تطبيقهم لها في فصولهم الدراسية، وتحديد الموارد والمواد التي يحتاجها المعلمون لتنفيذ هذه المعايير، واستخدم الباحث المنهج النوعي التحليلي وذلک بجمع البيانات من خلال المقابلة الشخصية لسبعة من معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية بولاية واشنطن الأمريکية. أشارت النتائج إلى أن هذه المعايير في ذاتها ما هي إلا سياسة إصلاحية معقدة يصعب على کثير من المعلمين فهمها وتطبيقها، کما أظهرت الدراسة وجود مجموعة من التحديات والتي کان من أبرزها خوف المعلمين من الخروج من منطقة الراحة في تطبيق ممارسات تدريسية جديدة لم يعتادوا عليها لأعوام، کما أشارت الدراسة إلى أن من ضمن التحديات التي أوردها المعلمون هو نقص التدريب الکافي والفعال وشُح الموارد التعليمية وضيق الوقت لتطبيق مثل هذه الممارسات داخل الصفوف الدراسية. ومن ضمن التحديات التي أظهرتها نتائج هذه الدراسة وجود قصور في فهم المعلمين لمثل هذه المعايير. وقد أشارت نتائج هذه الدراسة أيضاً إلى وجود حاجة مُلحة لمعالجة هذه التحديات من خلال التطوير المهني للمعلمين المکثف حول هذه المعايير وتوفير الدعم اللازم للمدارس والمعلمين؛ کتوفير المواد والأدوات اللازمة لتدريس العلوم.

أما دراسة Brownstein & Horvath (2016) والتي استخدما فيها المنهج النوعي، فقد تناولت الکشف عن واقع تطبيق وتفعيل معلمي ما قبل الخدمة للممارسات العِلمية والهندسية بعد ما قُدمت لهم دورة تدريبية بواقع (90) ساعة. وقد اشملت عينة الدراسة على (10) معلمين تم تقييمهم باستخدام أداة صممت لهذا الغرض. أشارت النتائج إلى أن المعلمين قاموا بتطبيق بعض الممارسات العِلمية والهندسية بشکل متفاوت؛ حيث احتلت " ممارسة تحليل وتفسير البيانات" المرتبة الأولى کأکثر الممارسات العِلمية والهندسية تفعيلاً؛ بينما احتلت " ممارسة طرح الأسئلة" المرتبة الأخيرة کأقل الممارسات العِلمية والهندسية تفعيلاً داخل الصف الدراسي.

وهدفت دراسة (Boesdorfer & Staude (2016 إلى معرفة الممارسات التدريسية المتوافقة مع معايير العلوم للجيل القادم والتي يقوم بها معلمو الکيمياء في المرحلة الثانوية، وماهية المحتوى المنفذ قبل تطبيق معايير العلوم للجيل القادم، وکيف ترتبط الممارسات التي يقومون بها مع الممارسات العِلمية والهندسية لمعايير العلوم للجيل القادم؟ ومقارنة نتائج الدراسة مع المعدل الوطني للمعلمين الذي يستخدمون مثل هذه الممارسات. قام الباحثان باستخدام استبانة لجمع البيانات بناء على ما ذکره المعلمون (Self-reported) من استخدامهم للممارسات؛ حيث تکونت هذه الاستبانة من عدة محاور اشتملت على أسئلة حول المعلومات الديموغرافية، وأسئلة حول المحتوى والممارسات التدريسية المتوافقة مع معايير العلوم للجيل القادم، وأسئلة حول أفکار المعلمين حول معايير الجيل القادم، وأخيراً أسئلة حول احتياجات المعلمين من التنمية المهنية. وقد أکمل الاستبانة بعد إرسالها من خلال البريد الالکتروني (201) من معلمي الکيمياء بالمرحلة الثانوية بالمدارس العامة في ولاية آيوا الأمريکية. وأشارت نتائج هذه الدراسة فيما يخص الممارسات العِلمية والهندسية إلى أن استخدام المعلمين للممارسات العِلمية والهندسية مشابه لنتائج الدراسة الوطنية بشکل عام، وبينت النتائج أيضاً وجود            اختلاف کبير في استخدام المعلمين لممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي مقارنة بالمعدل الوطني.

أما دراسة (2018) Malkawi & Rababah فبحثت درجة استخدام معلمي العلوم بالصف الثاني عشر بالأردن للممارسات العِلمية والهندسية المتوافقة مع معايير العلوم للجيل القادم. وقام الباحثان بجمع البيانات من خلال الاستبانة التي طورت من قبل (2015) Kawasaki بعد ترجمتها إلى العربية وتوزيعها على (315) معلماً ومعلمة من المرحلة الثانوية. أظهرت نتائج هذه الدراسة أن درجة استخدام عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية بشکل عام کان متوسطاً؛ حيث حصل کلٌ من ممارسة استخدام المخططات والجداول والرسوم البيانية أثناء الشرح لتوضيح مواضيع علمية جديدة، وممارسة مناقشة الطلاب حول کيفية تفسير البيانات المستخلصة من التجارب والتحقيقات على أعلى الممارسات العِلمية والهندسية استخداماً من قبل عينة البحث، بينما حصلت بقية الممارسات على درجة متوسطة. کما أشارت نتائج هذه الدراسة إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية تعزى لمتغيرات التخصص والمؤهل والخبرة بين متوسطات عينة الدراسة في استخدام الممارسات العِلمية والهندسية، بينما في المقابل وجدت فروق ذات دلالة إحصائية تعزى لمتغير الجنس تعود للمعلمات.

وفي دراسة الشياب (2019) والتي تمحورت حول مستوى امتلاک معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية للممارسات العلِمية والهندسية المتضمنة في معايير العلوم للجيل القادم، قام الباحث بتصميم أداة البحث والتي تمثلت في استبانة تکونت من ثماني ممارسات عِلمية وهندسية اشتملت على (50) مؤشراً، حيث تم جمع البيانات من خلال توزيع هذه الاستبانة على عينة الدراسة البالغ عددهم ((75 معلماً ومعلمة من معلمي العلوم بالمرحلة الثانوية بمدينة ينبع بالمملکة العربية السعودية. أشارت نتائج هذه الدراسة إلى أن درجة امتلاک عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية کان بشکل عام متوسطاً. ومن بين الممارسات الثمان، أشارت النتائج إلى امتلاک عينة البحث لثلاث ممارسات بدرجة متوسطة، وهي ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة وممارسة تحليل وتفسير البيانات وممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها وتوصيلها، أما بقية الممارسات الخمس فقد أشارت استجابات عينة البحث إلى امتلاکها          بدرجة قليلة.

وقد أجرت أبو عاذرة (2019) دراسة تناولت واقع ممارسة معلمات العلوم بالمرحلة الثانوية بالمملکة العربية السعودية لمعايير العلوم للجيل القادم، وقامت الباحثة ببناء استبانة تناولت ثلاثة محاور رئيسة اشتملت على محور الأفکار المحورية للفيزياء والذي تکوّن من (12) مؤشراً، ومحور الممارسات العِلمية والهندسية والذي تکوّن من (48) مؤشراً توزعت على ثماني ممارسات، ثم أخيراً محور المفاهيم الشاملة والذي تکوّن من (31) مؤشراً. بعد ذلک قامت الباحثة بتطبيق الدراسة على عينة بلغ عددها (64) من معلمات الفيزياء بالمرحلة الثانوية بمدينة الطائف. وقد أظهرت استجابات عينة الدراسة للاستبانة فيما يخص الممارسات العِلمية والهندسية أن تطبيقهم للممارسات العِلمية والهندسية في العملية التدريسية بشکل عام حصل على درجة متوسطة. ومن بين الممارسات الثمان، فقد أشارت نتائج الدراسة إلى توافر ست ممارسات بدرجة متوسطة، وهي ممارسة تطوير واستخدام النماذج وممارسة تحليل النتائج وتفسيرها وممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي وممارسة بناء التفسيرات وتصميم الحلول وممارسة الانشغال بالبراهين والأدلة وممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها وتوصيلها، أما بقية الممارسات وهي ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة وممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء فقد توافرت بدرجة ضعيفة.

أما دراسة الشهري (2020) فقد تناولت قياس أداء معلمي العلوم التدريسي بالمرحلة الابتدائية في ضوء الممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم، وقام الباحث أولاً بإعداد قائمة تضمنت مجموعة من الممارسات العِلمية والهندسية والتي قام بتحويلها إلى بطاقة ملاحظة تضمنت مجموعة من المؤشرات بلغ عددها (32) مؤشراً لقياس أداء المعلمين التدريسي. وقد طبقت هذه الدراسة على (23) معلماً من معلمي المرحلة الابتدائية بمدينتي أبها وخميس مشيط بالسعودية. وأظهرت النتائج أن أداء معلمي العلوم في ضوء هذه الممارسات کان ضعيفاً بشکل عام. ومن بين الممارسات الثمان، أشارت النتائج إلى أن ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلات وممارسة الانهماک في الجدال المستند إلى الأدلة قد حصلتا على درجة مرتفعة، بينما حصلت ممارسة تخطيط الاستقصاءات وتنفيذها وممارسة تحليل البيانات وتفسيرها وممارسة بناء التفسيرات وتصميم الحلول على درجة متوسطة، وأخيراً حصلت بقية الممارسات الثلاث وهي ممارسة تطوير النماذج واستخدامها وممارسة استخدام التفکير الرياضي والحسابي وممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها وتوصيلها على درجة ضعيفة.

وعلى مستوى الاختبارات الدولية، فقد أشارت نتائج مشارکة المملکة العربية السعودية في اختبارات TIMSS لعام 2019 إلى أن 56% من معلمي العلوم بالصف الثاني متوسط ذکروا أن ترکيزهم على التحقيقات العِلمية والتي تشکل مجموعة من الأنشطة والممارسات کان أقل من نصف الدروس المعطاة، بينما 44% من المعلمين أشاروا إلى أن الترکيز على مثل هذه الممارسات والأنشطة کان يشمل نصف الدروس أو أکثر. وبشأن الصف الرابع الابتدائي، فقد ذکر 57% من معلمي العلوم المشارکين في الاستبانة أن تفعيل هذه الأنشطة والممارسات أثناء تدريسهم قد اشتمل على نصف الدروس أو أقل (TIMSS, 2019).

وقد بحثت بعض الدراسات التربوية أسباب عدم تفعيل معلمي العلوم في مراحل التعليم العام لهذه الممارسات؛ حيث أشار (Bybee (2014 إلى أن ذلک قد يعود إلى عدم فهمهم وقدرتهم على التفريق بين الممارسات العِلمية والهندسية، وهو ما أکدته أيضا نتائج دراسة (Haag and Megowan (2015 من حيث إن بعض المعلمين أعربوا عن تخوفهم من ضعف خلفيتهم الهندسية وأنهم بحاجه إلى تدريب مکثف لفهم الهندسة وممارساتها في سياق العلوم وکيفية تطبيقها في تدريسهم للعلوم في الفصول الدراسية. ومما يعزز هذه النظرة، ما أشارت إليه دراسة (Coffey and Alberts (2013 من أن بعض المعلمين ذکروا أن الممارسات العِلمية هي في أساسها تمثل محتوى ليست هناک حاجة لتدريسه. کما أشارت بعض الدراسات التربوية إلى أن عدم دمج معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في               العملية التعليمية قد يعود أيضا إلى ضعف المهارات التربوية لديهم ونقص الخبرة               التدريسية (DiBiase & McDonald 2015; Isiksal-Bostan et al.2015; Trygstad et al.,2013). ولذلک، فإن معلمي العلوم بحاجة ماسّة إلى دعم في هذا الجانب           Penuel et al., 2015; Pruitt, 2014)). وقد أشار (Wilson (2013 إلى أن من صور الدعم تقديم برامج تطوير مهني فعالة للمعلمين تساعدهم على فهم الممارسات العِلمية والهندسية وکيفية دمجها وتطبيقها في تعليم العلوم، وکذلک الکشف عن أبرز التحديات التي قد تواجههم والعمل على معالجتها، وهو ما تناوله الباحثان في الدراسة الحالية.

ومن خلال استعراض الدراسات السابقة، يُلاحظ أن هذه الدراسة تتفق مع             الدراسات السابقة في ترکيزها على أهمية تطبيق الممارسات العِلمية والهندسية من            قبل معلمي العلوم بمختلف المراحل الدراسية لما لها من أثر واضح على مستوى الطلاب؛          فنلاحظ أن بعض الدراسات السابقة قد استخدمت المنهج النوعي لمعرفة مدى استخدام           معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية المضمنة في معايير العلوم للجيل القادم،             وکذلک التحديات التي يواجهها المعلمون أثناء تطبيقهم لهذه الممارسات، کما في               دراسات (Brownstein & Horvath,2016; Daisly,2016). وقد اعتمدت هذه الدراسة  على المنهج الوصفي الکمي، وهو نفس المنهج المستخدم في دراسات کلٍ من                       (الشايب، 2019؛ أبو عاذرة، 2019؛ الشهري، 2020؛ Malkawi & Rababah, 2018)، إلا أن هذه الدراسة تختلف عنها في طريقة جمع البيانات؛ حيث استخدمت بطاقة الملاحظة کما في دراسة الشهري (2020)، کما تختلف هذه الدراسة عن بقية الدراسات في کونها تناولت معلمي مرحلة دراسية مختلفة عن تلک التي تناولتها الدراسات السابقة وهي معلمي المرحلة المتوسطة، وبالتالي فإن المؤشرات المندرجة تحت الممارسات العِلمية والهندسية مختلفة عن تلک التي استخدمت في الدراسات السابقة. کما أن هذه الدراسة تختلف أيضا عن الدراسات السابقة في حجم العينة والفترة الزمنية ومکان التطبيق، بالإضافة إلى أن هذه الدراسة تختلف عن بقية الدراسات السابقة في تناولها للمعوقات التي تحدّ معلمي العلوم من تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية. وقد أفاد الباحثان من الدراسات السابقة في إعطاء خلفية معرفية حول الممارسات العِلمية والهندسية والاستفادة من النتائج والتوصيات والمقترحات التي أوردتها الدراسات السابقة. 

مشکلة الدراسة وأسئلتها

لا يتواکب أداء طلاب المملکة العربية السعودية المنخفض في الاختبارات الدولية کاختبارات PISA   و TIMSS مع طموحات وزارة التعليم وأهدافها وما تبذله من جهود في تجويد العملية التعليمية؛ حيث کانت نتائج الطلاب في اختبار PISA   2018 للعلوم            (386 نقطة) وهي أقل من المتوسط العام (489) للدول المشارکة في الاختبار                (OECD, 2018)، أما فيما يخص اختبارات TIMSS في العلوم لعام 2019 فقد کانت نتائج طلاب الصف الثاني متوسط (431 نقطة) وهو أقل من المتوسط العام البالغ (500 نقطة) (هيئة تقويم التعليم والتدريب، 2020).  وهذه الاختبارات واسعة النطاق لا ترکز على قياس مستوى الطلاب في الجانب المعرفي بشکل مباشر؛ بل تعتمد على استخدام الممارسات المختلفة کوسيلة يستطيع أن يظهر الطالب من خلالها معرفته بالمحتوى (Alonzo, 2013) وهذا ما يؤکده (Pellegrino (2013 من أن معرفة الطالب بالحقائق ينبغي أن تُقاس من خلال الاختبارات التي ترکز على فهمه لکيفية تطبيق هذه المعرفة من خلال الممارسات العِلمية کالقدرة على التفکير في تحديد وحل المشکلة وإيراد الحجج والأدلة وقدرته على التطبيق والاستدلال وغيرها من الممارسات العِلمية. ولما کانت الممارسات العِلمية والهندسية تنعکس بشکل کبير في الإطار العام لاختبارات PISA لعام 2015  والإطار العام لاختبارات TIMSS  لعام 2011  (Alonzo, 2013) وکذلک الإطار العام لاختبارات PISA لعام 2018  والإطار العام لاختبارات TIMSS  لعام 2019  کما يشير جدول رقم 1، ونظراً لأهمية دور المعلم في تفعيله لهذه الممارسات داخل الفصل الدراسي والتي قد تنعکس إيجاباً على تحصيل الطالب بشکل عام في العلوم وعلى أدائه في الاختبارات الدولية بشکل خاص، ولشُح الدراسات التي تناولت جانب الأداء التدريسي لمعلمي العلوم وقدرتهم على تفعيل الممارسات العلمية والهندسية في العملية التدريسية (الشياب،2019) وأهمية تناول هذا الجانب على نطاق واسع؛ نظراً لجميع ما سبق تحاول الدراسة الحالية الکشف عن واقع تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في ضوء معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وتحديد المعوقات التي         قد تحدهم من تفعيلها داخل الفصول الدراسية. وعليه فقد سعت هذه الدراسة للإجابة عن          الأسئلة التالية:

１.  ما درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟

２.  ما معوقات تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟

３.  هل تختلف درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العلمية والهندسية باختلاف: (أ) سنوات الخبرة التدريسية، (ب) التنمية المهنية؟

جدول 1

تمثيل الممارسات العِلمية والهندسية في الاختبارات الدولية واسعة النطاق (PISA) و (TIMSS)

أهمية الدراسة

نظراً لما شهدته المملکة العربية السعودية في السنوات الماضية من تطور واهتمام ملحوظ بتعليم العلوم من خلال إطلاقها مجموعة من المشاريع، کان من أبرزها مشروع تطوير مناهج العلوم والرياضيات وتدريب المعلمين والمعلمات في مراکز متخصصة کالمرکز الوطني للتطوير المهني والتعليمي، وکذلک من خلال البرامج التربوية المنفذَة من خلال              الجامعات السعودية حول الاستراتيجيات التدريسية الحديثة في تعليم العلوم، وتبنيها مناهج                 للعلوم تم تطويرها من قبل شرکة ماجروهيل الأمريکية والتي اعتمدت فيها على معايير            محتوى عالمية (حج عمر، السبيعي & الأحمد، 2018)، ونظراً لقلة الدراسات التربوية التي تناولت واقع تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في تعليم العلوم بالعالم عموماً (Kang et al., 2019) وفي الوطن العربي خصوصاً ( الشياب، 2019)، تکمن أهمية الدراسة الحالية في کونها – وفي حدود علم الباحثين- من أوائل الدراسات التربوية التي تناولت هذا الجانب، وتثري بنتائجها الأوساط التربوية؛ حيث قد تکون نواة لمزيد من الأبحاث المستقبلية.

کما تکتسب الدراسة أهميتها من کونها تنسجم مع توجهات وزارة التعليم برفع مستوى مهارات الطلاب في العلوم والرياضيات، والتي تنعکس على أدائهم في الاختبارات الدولية؛ کون هذه الاختبارات ترکز بشکل کبير على الممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم. کما أن نتائج هذه الدراسة قد توجه أنظار القائمين على برامج التطوير المهني في المملکة إلى الترکيز على تضمين مثل هذه الممارسات والاستراتيجيات التدريسية في برامج إعداد المعلم، وتشجيع المعلمين على تفعيلها بشکل مباشر أثناء تدريسهم لمناهج العلوم، يضاف إلى ذلک أن هذه الدراسة تکشف عن أبرز المعوقات التي تواجه معلمي العلوم أثناء تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية، وبالتالي فإن نتائجها قد تسهم بشکل کبير في التغلب على         بعض هذه المعوقات؛ من خلال تقديم بعض المقترحات للممارسين التربويين من معلمين ومشرفين وإداريين.

أهداف الدراسة

قام الباحثان بإجراء هذه الدراسة لتحقيق الأهداف التالية:

１.    الکشف عن مدى تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم، ومعرفة ما إذا کان متغيرا الخبرة التدريسية والتنمية المهنية (مثل: الدورات التدريبية وورش العمل المرتبطة بهذه الممارسات.. الخ) قد تؤدي دوراً رئيساً في تفعيل عينة البحث لهذه الممارسات أثناء تدريس العلوم.

２.    الوقوف على أبرز المعوقات التي قد تواجه معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة أثناء تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية في تدريسهم للعلوم.

حدود الدراسة

اقتصرت الدراسة الحالية على:

１.         الممارسات العِلمية والهندسية الواردة في معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) والتي تکونت من ثماني ممارسات، احتوت کل ممارسة على مجموعة من المؤشرات بمجموع 50 مؤشراً.

２.         اقتصرت هذه الدراسة في تطبيقها على معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف بمنطقة مکة المکرمة بالمملکة العربية السعودية، والتي تکونت من42  معلماً لمعرفة مدى تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية و144 معلماً لمعرفة أبرز المعوقات التي تحد المعلمين من تفعيلهم لهذه الممارسات خلال العام الدراسي 2020م.

التعريفات الإجرائية لمصطلحات الدراسة

معايير العلوم للجيل القادم (NGSS):

 هي معايير محتوى وطنية أمريکية لمراحل التعليم من الروضة إلى الصف الثاني عشر، وتتکون من ثلاثة أبعاد رئيسة، هي (1) الأفکار الأساسية، (2) الممارسات العِلمية والهندسية، (3) المفاهيم الشاملة. ويتم العمل بهذه الأبعاد الثلاثة معاً لتشکل توقع أداء للطلاب لمساعدتهم على بناء فهم متماسک ورصين للعلوم مع مرور الوقت.

الممارسات العِلمية والهندسية (SEPs):

 هي ثماني ممارسات تتمثل في: (1) طرح الأسئلة للعلوم وتحديد المشکلة للهندسة، (2) التخطيط وإجراء الاستقصاء، (3) استخدام الرياضيات والتفکير الحسابي، (4) الانخراط في حجج مبنية على الأدلة، (5) تطوير واستخدام النماذج، (6) تحليل النتائج وتفسيرها، (7) بناء تفسيرات وتصميم الحلول، (8) الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها.

إجراءات الدراسة

منهج الدراسة:

اعتمدت هذه الدراسة على المنهج الوصفي المسحي، والذي يصف حقيقة تفعيل  معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية على أرض الواقع بشکل دقيق؛ حيث يستند هذا المنهج على الوصف الدقيق للظاهرة العِلمية أو المشکلة بحيث يتم التعبير عنها کمّاً وکيفاً (عبيدات وآخرون، 2003). 

مجتمع الدراسة وعينتها:

تکوّن مجتمع الدراسة من جميع معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمدينة الطائف بمنطقة مکة المکرمة. وقد طبقت أداة الدراسة الأولى (بطاقة الملاحظة) على عينة عشوائية بسيطة – من غير أفراد العينة الاستطلاعية- تکونت من (42) من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف؛ للکشف عن درجة تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية بواقع ملاحظتين لکل معلم. ويشير الجدول رقم  2 إلى بعض الخصائص المرتبطة بعينة الدراسة تبعاً لمتغيري سنوات الخبرة التدريسية ومتغير التنمية المهنية (الحصول على تنمية مهنية متعلقة بالممارسات العِلمية والهندسية).

 أما بشأن تطبيق أداة الدراسة الثانية (الاستبانة (والتي تکشف عن المعوقات التي قد تحد معلمي العلوم من تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية، فقد تم تطبيقها على عينة تم اختيارها بطريقة عشوائية – من غير أفراد العينة الاستطلاعية- تألفت من (144) من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف.

جدول 2

توزيع عينة الدراسة تبعاً لمتغيرات الدراسة (ن: 42)

إجراءات جمع البيانات:

     قام الباحثان بجمع البيانات في هذه الدراسة من خلال بناء أداتي الدراسة وتطبيقهما على عينة الدراسة على النحو التالي:

أولاً: بطاقة الملاحظة:

أ‌.     الهدف من بطاقة الملاحظة: هدفت بطاقة الملاحظة إلى الکشف عن واقع تفعيل       الممارسات العِلمية والهندسية في ضوء معايير العلوم للجيل القادم لدى معلمي العلوم في المرحلة المتوسطة.

ب‌.  بناء بطاقة الملاحظة: قام الباحثان بقراءة معايير العلوم للجيل القادم (NGSS) وتحديد الممارسات العِلمية والهندسية الواردة فيها، والمکونة من ثماني ممارسات تندرج تحت کل ممارسة منها مجموعة من الفقرات (NGSS Lead States, 2013)، بعد ذلک، قام الباحث الأول بترجمة هذه الممارسات من اللغة الإنجليزية إلى اللغة العربية؛ حيث تکونت في صورتها الأولية من 50 فقرة موزعة على ثمانية محاور، ومن ثم عرضها على مجموعة من الخبراء والمختصين في المناهج وتعليم العلوم، وکذلک متخصصين في اللغة الإنجليزية للتحقق من صحة الترجمة ودقة الصياغة اللغوية وتمثيلها للنسخة الإنجليزية، وقد تم الأخذ بملاحظاتهم ومقترحاتهم، وفي ضوء ذلک، قام الباحثان بتحويل الممارسات المعربة إلى بطاقة ملاحظة، والتي تُمکِّن الملاحظيْن من رصد تفعيل معلمي العلوم لهذه الممارسات           وفقاً لمقياس ليکرت الخماسي (1=ضعيفة جداً، 2=منخفضة، 3=متوسطة، 4=عالية، 5=عالية جداً) وقد تکونت البطاقة من:

１.    الجزء الأول: معلومات ديموغرافية عن عينة الدراسة وهي: سنوات الخبرة التدريسية والتنمية المهنية للمعلم.

２.    الجزء الثاني: بنود بطاقة الدراسة والمشتملة على (50) فقرة تتمحور حول الممارسات العِلمية والهندسية موزعة على ثمانية محاور رئيسة، وهي کالتالي: المحور الأول: يحتوي على (10) فقرات تتناول ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة، المحور الثاني: يحتوي على (7) فقرات تتناول ممارسة تطوير واستخدام النماذج، المحور الثالث: يحتوي على (5) فقرات تتناول ممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء، المحور الرابع: يحتوي على (7) فقرات تتناول ممارسة تحليل النتائج وتفسيرها، المحور الخامس: يحتوي على (5) فقرات تتناول ممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي، المحور السادس: يحتوي على (7) فقرات تتناول ممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول، المحور السابع: يحتوي على (4) فقرات تتناول ممارسة الانخراط في حجج قائمة على الأدلة، المحور الثامن: يحتوي على (5) فقرات تتناول ممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها.

ج. العينة الاستطلاعية لبطاقة الملاحظة: تم تطبيق بطاقة الملاحظة في صورتها الأولية على عينة استطلاعية من غير عينة الدراسة الأساسية، بلغ عددها تسعة من معلمي العلوم في المرحلة المتوسطة للتحقق من صدق البطاقة وثباتها.

- قيم معاملات الارتباط الداخلي للبطاقة: تم حساب قيم معاملات الارتباط الداخلي للبطاقة للتحقق من مدى ارتباط الفقرات بمحاور البطاقة وارتباط کل محور بالمحاور الکلية، ويشير الجدول رقم 3 إلى قيم معاملات ارتباط بيرسون بين درجة کل محور والدرجة الکلية للبطاقة، والتي يتضح من خلالها وجود علاقة ارتباطية بين جميع محاور البطاقة.

جدول 3

قيم معاملات الارتباط الداخلي بين کل ممارسة مع الدرجة الکلية لبطاقة الملاحظة للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم (ن=9)

^{( **( دالة إحصائياً عند مستوى .01 (*) دالة إحصائياً عند مستوى .05}

-      ثبات البطاقة: تم حساب ثبات البطاقة باستخدام إعادة التطبيق على العينة الاستطلاعية، کما هو موضح في الجدول رقم (4) والجدول رقم (5). 

جدول 4

قيم نسبة الاتفاق بين الملاحظتين لمحاور بطاقة ملاحظة تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية باستخدام إعادة التطبيق للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة (ن=9)

جدول 5

قيم الثبات لمعامل ألفا کرونباخ لمحاور بطاقة ملاحظة تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة (ن=9)

وقد تم حساب نسبة الاتفاق أولاً باستخدام معادلة هولستي حيث تشير النتائج في الجدول 4 إلى أن نسبة الاتفاق لمحاور البطاقة للملاحظتين بلغ (.94) کما تم حساب معامل ألفا کرونباخ لکل محور من محاور البطاقة، حيث بلغ معامل ألفا کرونباخ الکلي (.97) کما يظهر في جدول (5) والذي يؤکد أن البطاقة تمتلک درجة عالية من الثبات، وجاهزة لتطبيقها على عينة الدراسة.

د. الصورة النهائية لبطاقة الملاحظة: تکونت الصورة النهائية للبطاقة من (50) فقرة توزعت على ثماني ممارسات رئيسة.

ثانياً: الاستبانة:

قام الباحثان بمراجعة الدراسات السابقة التي تناولت الموضوع محل الدراسة الحالية، وتحديداً دراسات کلٍ من

 Martell, 2020; Fitzgerald, Danaia, & McKinnon 2019; Merritt et al., 2018; Daisly, 2016) وفي ضوء ذلک تم بناء الاستبانة على النحو التالي:

أ‌.      الهدف من الاستبانة: هدفت إلى الکشف عن درجة المعوقات التي قد تحد معلمي العلوم من تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية داخل الفصول الدراسية.

ب‌.  بناء الاستبانة وصياغة المفردات: صمم الباحثان هذه الاستبانة وتکونت في صورتها الأولية من أربعة محاور رئيسة اشتملت على (22) فقرة روعي في صياغتها الوضوح، وقد کانت على النحو التالي: المحور الأول: معوقات تتعلق بالبنية التحتية المدرسية والإدارية          (3 فقرات)، المحور الثاني: معوقات تتعلق بالمشرف التربوي وزملاء المهنة (5 فقرات)، المحور الثالث: معوقات تتعلق بالمعلم والتنمية المهنية (9 فقرات)، المحور الرابع: معوقات تتعلق بالکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية (5 فقرات). وقد تمت صياغة فقرات المحاور على مقياس ليکرت الخماسي (1= ليست عائقاً، 2=منخفضة، 3=متوسطة، 4=عالية، 5=عالية جداً). 

ج‌.   صدق الاستبانة: لمعرفة الصدق الظاهري وصدق المحتوى، عرضت الاستبانة في صورتها الأولية على مجموعة من المختصين في تخصص المناهج وتعليم العلوم لتحکيمها من حيث شمولية المحاور على جميع المعوقات التي قد تحد من تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية، ومدى تغطية الفقرات لکل محور من المحاور، ومدى مناسبة صياغة العبارات اللغوية ووضوحها ومدى تمثيلها للمحاور. وقد تم الأخذ بالملاحظات والمقترحات الواردة من المحکمين.

د. العينة الاستطلاعية: تم تطبيق الاستبانة على عينة استطلاعية (من غير عينة الدراسة) مکونة من 51 معلماً للعلوم بالمرحلة المتوسطة؛ وذلک لاستخلاص الخصائص السيکومترية ومعرفة مدى ملاءمة الأدوات لأهداف الدراسة، ومعرفة الزمن المناسب لتطبيقها.

- ثبات الاستبانة: تم حساب معامل ألفا کرونباخ للعينة الاستطلاعية حيث بلغت قيم معامل الثبات ألفا کرونباخ لکل محور على التوالي: (.88, .77, .87, .71) ومعامل الثبات الکلي للاستبانة (.93). وعليه، فإن الاستبانة تتمتع بدرجة عالية من الثبات وقابلة للتطبيق على عينة الدراسة الأساسية.

- قيم معاملات الارتباط الداخلي: تم حساب قيم معاملات ارتباط الفقرات بمحاور الاستبانة وارتباط کل محور بالمعدل الکلي لجميع المحاور. وتشير النتائج في الجدول رقم 6 إلى وجود علاقة ارتباطية بين جميع محاور الاستبانة من خلال استخدام معاملات ارتباط بيرسون بين درجة کل محور والدرجة الکلية للاستبانة.

جدول 6

قيم معاملات الارتباط الداخلي لفقرات استبانة معوقات تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية للعينة الاستطلاعية لمعلمي العلوم (ن=51)

( **( دالة إحصائياً عند مستوى .01 (*)دالة إحصائياً عند مستوى   .05

-          زمن الاستجابة: تم حساب متوسط الزمن اللازم لقراءة التعليمات والإجابة عن جميع فقرات الاستبانة بـمتوسط زمني بلغ (15) دقيقة.

ه‌.         الصورة النهائية للاستبانة: تکونت الاستبانة في صورتها النهائية من (20) فقرة توزعت على أربعة محاور رئيسة، هي: المحور الأول: معوقات تتعلق بإدارة المدرسة          (3 فقرات)، المحور الثاني: معوقات تتعلق بالمشرف التربوي وزملاء المهنة (5 فقرات)، المحور الثالث: معوقات تتعلق بالمعلم والتنمية المهنية (7 فقرات)، المحور الرابع: معوقات تتعلق بالکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية (5 فقرات).

ثالثاً: تطبيق أداتي الدراسة:

بعد إعداد بطاقة الملاحظة والاستبانة بصورتيهما النهائية، تم تطبيقهما على عينة الدراسة المکونة من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف بمنطقة مکة المکرمة؛ حيث طبقت بطاقة الملاحظة على (42) من معلمي العلوم بواقع ملاحظتين لکل معلم. أما الاستبانة فقد طبقت على (144) من معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة. ولتسهيل عرض وتحليل البيانات، فقد تم تقسيم درجة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في بطاقة الملاحظة واستجابات أفراد العينة في الاستبانة إلى خمس فئات لکل منهما، وتم تحديد طول الفئة على النحو التالي: عالية جداً (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين4.21-5.00 )، عالية (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين 3.41-4.20)، متوسطة (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين 2.61-3.40)، منخفضة (قيمة المتوسط الحسابي تقع بين 1.81-2.60)، منخفضة جدا/ ليست عائقاً (قيمة المتوسط الحسابي أقل من1.80 ).

إجراءات تحليل البيانات:

بعد جمع البيانات الواردة من عينة الدراسة الاستطلاعية والعينة الأساسية، تمت معالجتها والتحقق من صحتها، وذلک بتحديد الاستجابات غير الصادقة أو غير المکتملة واستبعادها؛ حيث تم تحليل البيانات باستخدام برنامج التحليل الإحصائي SPSS نسخة 25. وقد استخدم معامل ألفا کرونباخ لحساب ثبات الأدوات، وکذلک معادلة هولستي لحساب نسبة الاتفاق بين الملاحظتين، ومعامل ارتباط بيرسون لحساب الارتباط الداخلي لأدوات الدراسة للعينة الاستطلاعية. وللإجابة عن أسئلة البحث، فقد استخدمت المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية للإجابة عن السؤالين الأول والثاني، واختبار تحليل التباين أحادي الاتجاه            (One-way Anova) وکذلک Independent T-Test للإجابة عن السؤال الثالث.

نتائج الدراسة

      النتائج المتعلقة بالسؤال الأول والذي ينص على: "ما درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟" حيث تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية للممارسات العِلمية والهندسية ککل ولکل فقرة من فقرات الممارسات الثمان في الجدول 7.

جدول7

نتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية (ن=42)

تشير النتائج في الجدول رقم 7 إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية بشکل عام کانت منخفضة بمتوسط حسابي (2.44) وانحراف معياري (.30). کما تشير النتائج إلى وجود تباين طفيف بين الممارسات العِلمية والهندسية في درجة تفعيلها من قبل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة؛ حيث تراوحت بين درجة تفعيل متوسطة (2.96) إلى درجة تفعيل منخفضة جداً (1.54)؛ إذ لا توجد ممارسة حصلت على درجة تفعيل عالية أو عالية جداً.

ويتضح من الجدول رقم 7 أن أربع ممارسات من أصل ثمانٍ قد فُعلت بدرجة متوسطة، وهي على التوالي: ممارسة "التخطيط وإجراء الاستقصاء" والتي حصلت على المرتبة الأولى بمتوسط حسابي بلغ (2.96) وانحراف معياري (.65)، تليها في المرتبة الثانية ممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" بمتوسط حسابي (2.82) وانحراف معياري (.57)، ثم في المرتبة الثالثة ممارسة "الانخراط في حجج قائمة على الأدلة" بمتوسط حسابي (2.76) وانحراف معياري (.62)، وأخيراً ممارسة "تحليل النتائج وتفسيرها" بمتوسط حسابي (2.62) وانحراف معياري (.37).

     وفي المقابل، فقد سجلت النتائج ثلاث ممارسات فُعلت بدرجة منخفضة، وهي على التوالي: ممارسة "بناء تفسيرات وتصميم الحلول" بمتوسط حسابي بلغ (2.42) وانحراف معياري (.52)، ثم ممارسة "استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي" بمتوسط حسابي(2.23) وانحراف معياري(.45) وأخيرا ممارسة "تطوير واستخدام النماذج" بمتوسط حسابي(2.17) وانحراف معياري(.48). کما أشارت النتائج في الجدول7 إلى أن ممارسة "الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها" لم تُفعل بالشکل المطلوب من قِبل عينة البحث؛ حيث حصلت على درجة تفعيل منخفضة جداً بمتوسط حسابي(1.54) وانحراف معياري(.28). وفيما يلي النتائج التفصيلية لجميع المؤشرات الــبالغ عددها(50) مؤشراً والمندرجة تحت الممارسات العِلمية والهندسية الثمان.

أ‌.         ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة:

جدول 8

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة (ن=42)

تشير النتائج في الجدول  8أعلاه إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لمؤشرات ممارسة طرح الأسئلة وتحديد المشکلة قد تراوحت بين درجة متوسطة ودرجة منخفضة؛ حيث احتل المؤشر رقم (1) المرتبة الأولى من بين مؤشرات هذه الممارسة بمتوسط حسابي (3.33)، يليه في الترتيب المؤشر رقم (4) بمتوسط حسابي بلغ (3.26)، وفي المقابل فقد حصل المؤشر رقم (10) على أقل درجة تفعيل من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (2.38).

ب‌.     ممارسة تطوير واستخدام النماذج

جدول 9

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة تطوير واستخدام النماذج (ن=42)

احتوت ممارسة تطوير واستخدام النماذج على سبع مؤشرات، وتشير النتائج في الجدول  9أعلاه إلى أن درجة تفعيل هذه المؤشرات تراوحت بين درجة منخفضة ودرجة منخفضة جداً؛ حيث احتل المؤشر رقم (2) على المرتبة الأولى من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (2.57) يليه في الترتيب المؤشر رقم (1) بمتوسط حسابي (2.55). وفي المقابل فقد حصل المؤشر رقم (5) على أقل درجة تفعيل من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (1.76).

ج‌.  ممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء

جدول 10

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء (ن=42)

يشير الجدول رقم 10 أعلاه إلى أن ممارسة التخطيط وإجراء الاستقصاء قد احتوت على خمس مؤشرات، وأن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لهذه المؤشرات کانت متوسطة على جميع المؤشرات الخمس بمتوسط حسابي تراوح بين (3.33) للمؤشر رقم (1) و(2.69) للمؤشر رقم (4).

د‌.         ممارسة تحليل النتائج وتفسيرها

جدول 11

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة تحليل النتائج وتفسيرها (ن=42)

يشير الجدول رقم 11 أعلاه إلى أن ممارسة تحليل النتائج وتفسيرها قد احتوت على سبع مؤشرات، وأن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لهذه المؤشرات قد تراوحت بين درجة متوسطة ودرجة منخفضة؛ حيث احتل المؤشران رقم (2) و (4) على أعلى متوسطات حسابية من بين بقية المؤشرات بمتوسط حسابي (2.86) لکل منهما، بينما حصل المؤشر رقم (6) على أقل درجة تفعيل بمتوسط حسابي بلغ (2.36).

هـ. ممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي

جدول 12

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي (ن=42)

تشير النتائج في الجدول رقم 12 إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لجميع المؤشرات الخمسة المندرجة تحت ممارسة استخدام الرياضيات والتفکير الحاسوبي کانت منخفضة، بمتوسط حسابي تراوح بين (2.50) للمؤشر رقم (4) و (2.05) للمؤشر رقم (3).

و‌.  ممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول

جدول 13

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول (ن=42)

يتضح من الجدول رقم 13 أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لجميع المؤشرات السبعة المندرجة تحت ممارسة بناء تفسيرات وتصميم الحلول کانت منخفضة بمتوسط حسابي تراوح بين (2.50) للمؤشرين رقم (1) ورقم (2) و (2.33) للمؤشر رقم (3).

ز‌.       ممارسة الانخراط في حجج قائمة على الأدلة

جدول 14

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة الانخراط في حجج قائمة على الأدلة (ن=42)

احتوت هذه الممارسة على أربع مؤشرات ويشير الجدول رقم 14 إلى أن درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لهذه المؤشرات تراوحت بين درجة متوسطة ودرجة منخفضة؛ حيث احتل المؤشر رقم (1) على أعلى درجة تفعيل من بين هذه المؤشرات بمتوسط حسابي بلغ (3.26) بينما حصل المؤشر رقم (4) على أقل درجة تفعيل بمتوسط حسابي (2.21).

ح‌. ممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها

جدول 15

التوزيع التکراري لنتائج تطبيق بطاقة ملاحظة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة لممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها (ن=42)

احتوت ممارسة الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها على خمسة مؤشرات، وبشکل عام فإن هذه الممارسة قد حصلت على أقل ممارسة من بين بقية الممارسات الثمان من حيث درجة التفعيل. وتشير النتائج في الجدول رقم (15) إلى أن جميع المؤشرات المندرجة تحت هذه الممارسة قد فُعلت بشکل منخفض إلى منخفض جداً بمتوسط حسابي تراوح بين (2.05) و(1.24).

      النتائج المعلقة بالسؤال الثاني والذي ينص على: "ما معوقات تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات الِعلمية والهندسية في محافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية؟" للإجابة عن هذا السؤال تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لاستجابات عينة الدراسة لکل فقرة في أداة الدراسة الثانية (الاستبانة) کما يشير الجدول 16.

جدول 16

المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لاستجابات أفراد عينة الدراسة على معوقات تفعيل الممارسات العلمية والهندسية (ن=170)

يتضح من الجدول رقم 16 أن درجة معوقات تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية لدى معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة بمحافظة الطائف بالمملکة العربية السعودية بشکل عام کانت عالية بمتوسط حسابي بلغ (3.42) وانحراف معياري (.67). ومن بين المحاور الأربعة، فقد أشارت النتائج إلى أن المعوقات المرتبطة بمحور الکتاب المدرسي والمواد والمصادر التعليمية قد احتلت المرتبة الأولى بدرجة عالية ومتوسط حسابي بلغ (3.8) وانحراف معياري (.79)، يليه في المرتبة الثانية محور المعوقات المرتبطة بإدارة المدرسة والذي وجد بدرجة عالية أيضاً وبمتوسط حسابي بلغ (3.78) وانحراف معياري (1.06). أما بشأن محور المعوقات المرتبطة بالمعلم والتنمية المهنية فقد احتل المرتبة الثالثة بدرجة متوسطة ومتوسط حسابي بلغ (3.23) وانحراف معياري (.77). وأخيراً محور المعوقات المرتبطة بالمشرف التربوي وزملاء المهنة فقد احتل المرتبة الأخيرة بدرجة متوسطة ومتوسط حسابي بلغ (2.81) وانحراف معياري (.77).

النتائج المتعلقة بالسؤال الثالث والذي ينص على: " هل تختلف درجة تفعيل معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة للممارسات العِلمية والهندسية باختلاف: (أ) سنوات الخبرة التدريسية، (ب) التنمية المهنية؟"

أ‌.         سنوات الخبرة التدريسية:

للإجابة عن هذا الجزء تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية کما يتضح في الجدول رقم 17 بين عينة البحث حول درجة تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية.

جدول 17

المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لنتائج تفعيل عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية تبعا لمتغير سنوات الخبرة التدريسية

تشير النتائج في الجدول رقم 17 إلى وجود تباين طفيف بين المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية لدى عينة البحث تعزى لسنوات الخبرة التدريسية، وللتأکد من إمکانية وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين المتوسطات الحسابية للبيانات الواردة من عينة البحث تعزى لهذا المتغير، فقد قام الباحثان باستخدام اختبار تحليل التباين أحادي الاتجاه  One-way Anova (جدول رقم 18).

جدول 18

نتائج اختبار التباين أحادي الاتجاه تبعًا لمتغير سنوات الخبرة التدريسية

تشير النتائج في الجدول رقم 18 إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (.05) ين متوسطات عينة الدراسة في تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية تعزى لمتغير سنوات الخبرة التدريسية؛ حيث بلغت قيمة ف (1.291).

ب‌. الحصول على تنمية مهنية مرتبطة بالممارسات العِلمية والهندسية خلال آخر             خمس سنوات:

للإجابة عن هذا الجزء، تم حساب المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية کما يتضح في الجدول رقم 19 للبيانات الواردة من بطاقة الملاحظة حول درجة تفعيل عينة البحث للممارسات العِلمية والهندسية بشأن متغير الحصول على التنمية المهنية. وکما يظهر في الجدول رقم 19 والذي يشير وبشکل عام إلى وجود تباين طفيف بين المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية بين عينة البحث. وللکشف عن إمکانية وجود أي اختلافات ذات دلالة إحصائية تعزى لمتغير التنمية المهنية بين هذا التباين في المتوسطات الحسابية والانحرافات المعيارية، فقد قام الباحثان باستخدام اختبار (T-Test) لعينتين مستقلتين.

جدول 19

نتائج اختبار ت لعينتين لمتغير الحصول على تنمية مهنية مرتبطة بالممارسات العِلمية والهندسية خلال آخر خمس سنوات

تشير النتائج في الجدول رقم 19 إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (.05) بين عينة البحث حول درجة تفعيلهم للممارسات العِلمية والهندسية تبعاً لمتغير التنمية المهنية؛ حيث تشير قيمة ت (.138).

مناقشة نتائج الدراسة

استهدفت هذه الدراسة الوقوف على واقع تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية بالمرحلة المتوسطة، ومعرفة ما إذا کانت سنوات الخبرة التدريسية للمعلمين وحصولهم على تنمية مهنية حول هذه الممارسات تنعکس على تفعيلهم لها داخل الفصول الدراسية أم لا، کما بحثت هذه الدراسة في المعوقات التي تواجه المعلمين والتي قد تحدهم من تفعيلهم لمثل هذه الممارسات.

وقد أظهرت نتائج هذه الدارسة أن واقع تفعيل هذه الممارسات لدى معلمي العلوم بالمرحلة المتوسطة کان منخفضاً بشکل عام. وهذه النتائج تتفق مع دراسة الشهري (2020) والتي أشارت إلى أن استخدام معلمي العلوم بالمرحلة الابتدائية لم يرتقِ إلى المستوى المطلوب وکان ضعيفاً. وأيضاً تتفق مع دراسات کلٍ من (,2016; Kawasaki, 2015 Daisly) والتي أشارت نتائجها إلى أن المعلمين لا يستخدمون الممارسات العِلمية والهندسية في تدريسهم لمناهج العلوم بالشکل المطلوب. وتختلف نتائج هذه الدراسة مع بعض الدراسات التربوية التي أظهرت أن معلمي العلوم يستخدمون الممارسات العِلمية بشکل متوسط (الشياب، 2019؛ أبو عاذرة، 2019؛ Malkawi & Rababah, 2018).

وکما أشارت النتائج أعلاه، فإن ممارسة "التخطيط وإجراء الاستقصاء" وممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" قد احتلتا المراتب الأولى في درجة تفعيل عينة البحث لها، ويمکن تفسير ذلک في ضوء طبيعة هذه الممارسات وسهولة فهمها وبساطة تنفيذها داخل الفصل، وکونها مألوفة لدى المعلمين من خلال توافرها في بعض برامج إعداد المعلم. وتنسجم نتائج هذه الدراسة مع دراسات کل من (الشياب، 2019؛ الشهري، 2020) في ممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" وتختلف معها في ممارسة "التخطيط وإجراء الاستقصاءات"، کما تتعارض نتائج هذه الدراسة فيما يتعلق بممارسة "طرح الأسئلة وتحديد المشکلة" مع ما أشارت إليه نتائج دراسات (أبو عاذرة، ; 2019 Brownstein & Horvath, 2014) والتي أظهرت أن هذه الممارسة کانت أقل الممارسات العِلمية والهندسية استخداماً وتفعيلاً.

أما الممارسة التي حصلت على أقل درجة تفعيل فقد کانت ممارسة "الحصول على المعلومات وتقييمها والتواصل بها" ويمکن تفسير ذلک بأن هذه الممارسة تتضمن ممارسات متقدمة تعتمد على مجموعة من الخطوات أو الممارسات السابقة، وبالتالي فإن ضعف تفعيل الخطوات أو الممارسات السابقة لها يؤدي إلى ضعف استخدام وتفعيل هذه الممارسة کما هو ملاحظ. أيضا يمکن تفسير هذه النتيجة في ضوء أن معلمي العلوم يرکزون بشکل کبير على طرح الأسئلة وتحديد المشکلة والتخطيط للقيام بعمليات استقصائية حول المشکلة أو الظاهرة العِلمية أثناء الحصة الدراسية، وهذا بحد ذاته يستهلک وقت وجهد المعلم؛ وبالتالي لا يجد            المعلم متسعاً من الوقت لإتاحة الفرصة للطلاب لاستخدام هذه الممارسة. بالإضافة إلى          ذلک، فإن المعلم ملزم بجدول زمني وخطة دراسية محددة يجب تغطيتها، ولا يستطيع المعلم تجاوزها أو حذف بعض الدروس على حساب تفعيل جميع الممارسات العِلمية والهندسية؛           لذلک قد يلجأ بعض المعلمين إلى استخدام بعض الممارسات دون أخرى نظراً لضيق الوقت. وتتفق هذه النتائج مع نتائج دراسة الشهري (2020) وتتعارض مع نتائج دراسات                (الشياب، 2019؛ أبو عاذرة، 2019).

وبشکل عام فإن عدم تفعيل معلمي العلوم للممارسات العِلمية والهندسية المنبثقة من معايير العلوم للجيل القادم بالشکل المطلوب يمکن تفسيره من خلال نتائج السؤال الثاني، والذي سعى الباحثان من خلاله إلى الکشف عن التحديات أو المعوقات التي قد تحد المعلمين من تفعيلهم لهذه الممارسات، والتي کان من أبرزها وجود شُحّ کبير في المواد والتجهيزات؛ کالمواد والبرمجيات والأدوات المخبرية والمکتبية والوسائط التعليمية؛ حيث تحتاج هذه الممارسات إلى مثل هذه الأدوات والتجهيزات، وهذا يتفق مع ما أشارت إليه نتائج دراسة Daisly (2016). وهذا النقص يمکن ملاحظته في کثير من مدارس التعليم العام في المملکة، ويمکن معالجة هذا الجانب بتشجيع المعلمين وتدريبهم على استخدام أدوات بسيطة من بيئة الطفل وتفعيل المختبرات الافتراضية المتاحة من قِبل وزارة التعليم، والتي قد تسد نقص المواد والأدوات التعليمية.

کما أن خلو کتب العلوم من الأنشطة التي تعتمد على اليد (hands-on activities) والتي ترتکز عليها الممارسات بشکل کبير يفسر هذا الضعف في درجة التفعيل، وهو           ما أکدته استجابات عينة الدراسة في السؤال الثاني، بل إن معظم کتب العلوم والأنشطة             الصفية ترکز على الجانب النظري المعرفي على حساب الجانب المهاري، وهو ما أظهرته           نتائج دراسات کل من (العتيبي والجبر،2017؛ الغامدي، 2016؛ الربيعان وآل حمامة، 2017؛ المالکي، 2019).

ويمکن أيضا عزو هذه النتائج إلى عدم وجود الدعم الکافي من إدارة المدرسة والمتمثل في کثرة الأعباء والحصص التدريسية واهتمام إدارات المدارس بشکل کبير بالأنشطة اللاصفية، وهذه جوانب إدارية تنظيمية قد تُفرَض على المعلمين دون رغبة منهم، وتزيد من أعبائهم، وتشغلهم عن تنفيذ الأنشطة الصفية التدريسية بشکل فعال کالممارسات العِلمية والهندسية؛ حيث إن هذا النوع من الممارسات يحتاج إلى مهارة عالية ووقت وجهد من المعلم، کما أشارت نتائج دراسات کلٍ من (العيسى،2019 Daisly, 2016; )، ويمکن معالجة هذه الجوانب بإسناد الأنشطة اللاصفية لمعلمين متفرغين ومحاولة تخفيف الأعباء؛ وذلک بتوزيعها على العاملين والإداريين في المدرسة.

 کما أن غياب الدعم من قِبل المشرفين التربويين من خلال تنفيذهم لبرامج التطوير المهني للمعلمين بشکل غير فعال کان أحد الأسباب التي أدت إلى ظهور هذه النتائج؛ حيث أظهرت استجابة عينة الدراسة إلى أن الدورات التدريبية وبرامج التطوير المهني لا تُنفذ بشکل جاذب وفعال يستطيع المعلمين أن يرفعوا من خلالها من مستوى أدائهم التدريسي في کيفية تطبيقهم لهذه الممارسات. وهذه النتائج تتماشى مع نتائج دراسة Daisly (2016). وتقودنا هذه النتائج إلى ما أشارت إليه National Science Teachers Association (2003) من ضرورة معالجة هذا الجانب من خلال دراسة معلمي ما قبل الخدمة لمهارات الاستقصاء العلمي أو الممارسات العِلمية والهندسية أثناء المرحلة الجامعية، وإقامة دورات تدريبية مباشرة وفعالة لمن هم على رأس العمل، بحيث يمکن تنفيذها في المملکة من خلال الشراکة مع المرکز الوطني للتطوير المهني والتعليمي بوزارة التعليم وتمکين ذوي الخبرة في هذا المجال من إقامة مثل هذه الدورات في هذا الجانب.

ومن ناحية أخرى، يمکن تفسير هذه النتائج في ضوء عدم وجود الخبرة التربوية الکافية لدى المعلمين في إيجاد بيئة تعليمية قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية، وعدم فهم معلمي العلوم لهذه الممارسات، والتفريق بين الممارسات العلمية والممارسات الهندسية، وآلية تنفيذها بالشکل المطلوب داخل الفصول الدراسية؛ وذلک لتعقيد هذه الممارسات وتداخلها مع بعضها البعض بشکل کبير؛ خصوصاً في جانب الممارسات الهندسية وهذا ما أشارت إليه نتائج  دراسات کلٍ من

((DiBiase & McDonald 2015; Isiksal-Bostan et al., 2015; Coffey and Alberts,2013.

وبالرغم من أن هذه الدراسة لم تتناول طبيعة اتجاهات المعلمين نحو الممارسات العِلمية والهندسية بشکل مباشر، إلا أنه يمکن تفسير هذه النتائج في ضوء عدم إيمان           المعلمين بأهميتها وانعدام الثقة لديهم وخوفهم من المغامرة في تطبيق ما هو جديد، وهذا          قد يولد لديهم ممانعة في استخدامها وتفعيلها بالشکل المطلوب؛ خصوصا أن بعض           المعلمين يرونها مضيعة للوقت، وبالتالي تزداد نزعتهم نحو استخدام الممارسات                التدريسية التقليدية غير العِلمية والهندسية، وهذا ما أشارت إليه دراسات کلٍ من                  (Crawford, 2007; Roehrig & Kruse, 2005; Daisly, 2016).

کما أظهرت نتائج هذه الدراسة أن تفعيل المعلمين للممارسات العِلمية              والهندسية لا يختلف باختلاف سنوات الخبرة التدريسية، أو حصولهم على برامج تنمية             مهنية مرتبطة بهذه الممارسات. وهذه النتائج تتوافق مع نتائج دراسات کلٍ من                    (الشياب، 2019؛ العيسى، 2019؛ 2018 Malkawi & Rababah,) التي أشارت إلى أن سنوات الخبرة التدريسية ليس لها تأثير في درجة استخدام معلمي العلوم لهذا النوع من الممارسات.  ويمکن عزو هذه النتائج إلى وجود خلل في جودة برامج التنمية المهنية التي تتمحور حول هذه الممارسات، وترکيزها على الجوانب النظرية فقط دون الاهتمام بالجوانب التطبيقية. کما يمکن تفسير عدم وجود اختلاف بين المعلمين في تفعيل الممارسات العِلمية والهندسية باختلاف سنوات الخبرة التدريسية في ضوء أن النظام التعليمي في کثير من المدارس يعد نظاماً واحداً؛ حيث إن تأثير غياب الدعم الإداري وعدم وجود المواد والأدوات بشکل عام يشمل جميع المعلمين في المدرسة سواء کانت خبرتهم التدريسية عالية أو قليلة.

توصيات الدراسة

في ضوء نتائج هذه الدراسة، وضعت مجموعة من التوصيات، والتي يمکن إيجازها في النقاط التالية:

１.             الاهتمام ببرامج التنمية المهنية وتقديمها بصورة فعالة تنمي قدرات المعلمين معرفياً ومهارياً بحيث ترکز على تدريب المعلمين قبل وأثناء المهنة على کيفية تطبيق الممارسات العِلمية والهندسية داخل الصفوف الدراسية. 

２.             الاهتمام ببناء أنشطة وتدريبات صفية ولاصفيه قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية من قِبل معلمي العلوم وبمساعدة المشرفين التربويين.

３.             معالجة المعوقات التي أظهرتها نتائج هذه الدراسة؛ وذلک بتقديم الدعم الإداري بشکل مباشر من خلال تخفيف الأعباء الإدارية للمعلمين وتقديم حوافز للمهتمين باستخدام مثل هذه الاستراتيجيات التدريسية وتوفير المواد والبرمجيات والأدوات المخبرية والمکتبية والوسائط التعليمية التي تساعدهم على تطبيق هذه الممارسات.

４.             تحفيز المعلمين في التخصصات الأخرى کالرياضيات على استخدام هذه الممارسات وتفعيل المنهج التکاملي في هذا الجانب.

مقترحات الدراسة

في ضوء ما توصلت إليه نتائج هذه الدراسة، وضعت مجموعة من المقترحات البحثية المستقبلية والتي تم إجمالها في النقاط التالية:

１.    القيام بدراسات مشابهة أو دراسة وطنية على مستوى المملکة العربية السعودية تقف على واقع استخدام وتفعيل معلمي ومعلمات العلوم للممارسات العِلمية والهندسية في جميع مراحل التعليم العام، وربط نتائجها مع نتائج هذه الدراسة والدراسات السابقة، وکذلک نتائج الطلاب في الاختبارات الدولية، وقياس مدى تأثيرها على مستوى أدائهم.

２.    القيام بدراسة حول طبيعة اتجاهات معلمي ومعلمات العلوم نحو الممارسات العِلمية والهندسية وتقييم فهمهم لها في مراحل تعليمية مختلفة.

３.    القيام بدراسة تتقصى احتياجات معلمي ومعلمات العلوم المهنية في ضوء الممارسات العِلمية والهندسية.

４.    القيام بدراسات تعمل على بناء أنشطة إثرائية قائمة على الممارسات العِلمية والهندسية، وقياس تأثيرها على مستوى أداء الطلاب معرفياً ومهارياً.

المراجع

أولاً: المراجع باللغة العربية

أبو عاذرة، سناء. (2019). واقع ممارسات معلمات الفيزياء بالمرحلة الثانوية لمعايير الجيل القادم. مجلة جامعة أم القرى للعلوم النفسية والتربوية، 10(2)، 100-134.

الجبر، جبر، والعتيبي، غالب. (2017). مدى تضمين معايير الجيل القادم NGSS في وحدة الطاقة بکتب العلوم بالمملکة العربية السعودية. مؤتمر التميز في تعليم وتعلم العلوم والرياضيات الثاني .الرياض: جامعة الملک سعود.

الربيعان، وفاء محمد عبد الله، وآل حمامة، عبير بنت سالم. (2017).  تحليل محتوى کتب العلوم للصف الأول متوسط في المملکة العربية السعودية في ضوء معايير (NGSS). المجلة التربوية الدولية المتخصصة: دار سمات للدراسات والأبحاث 6(11)، 95 - 108. http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/880222

الشهري، محمد بن صالح أحمد. (2020). تقييم مستوى الأداء التدريسي في ضوء الممارسات العِلمية والهندسية لدى معلمي العلوم بالمرحلة الابتدائية. المجلة التربوية: جامعة سوهاج - کلية التربية، ج79 ، 2455 . 2488- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/1085264

الشياب، معن بن قاسم. (2019). مستوى امتلاک معلمي العلوم في المرحلة الثانوية في المملکة العربية السعودية للممارسات العِلمية والهندسية في ضوء الجيل القادم من معايير العلوم . NGSS مجلة جامعة أم القرى للعلوم التربوية والنفسية: جامعة أم القرى، 10(2) ، 338 .366- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/971209

العيسى، مطر بن أحمد. (2019). تقويم مدى إلمام معلمي العلوم بخطوات الاستقصاء العِلمي في تدريس العلوم والمعوقات التي تواجههم من وجهة نظرهم. المجلة التربوية: جامعة سوهاج - کلية التربية، ج68، 423 . 453- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/1003576

حج عمر، سوزان بنت حسين، والسبيعي، نورة بنت محمد بن راشد، والأحمد، نضال بنت شعبان. (2018). خصائص بحوث تعليم العلوم وتوجهاتها في ضوء مشروع تطوير الرياضيات والعلوم الطبيعية في التعليم العام بالمملکة العربية السعودية.  دراسات في المناهج وطرق التدريس: جامعة عين شمس - کلية التربية - الجمعية المصرية للمناهج وطرق التدريس، ع240، 16  .48- http://search.mandumah.com.sdl.idm.oclc.org/Record/962551

عبيدات، ذوقان، وعدس، عبد الرحمن، وکايد، عبد الحق کايد (2005). البحث العلمي مفهومه وأدواته وأساليبه. دار الفکر.

فضل الله، محمد. (2005، يوليو). متطلبات التقويم اللغوي في ظل حرکة المعايير التربوية. المؤتمر العلمي السابع عشر، مناهج التعليم والمستويات المعيارية. القاهرة، يوليو.

هيئة تقويم التعليم والتدريب. (2020). تقرير تيمز 2019: نظرة أولية في تحصيل طلبة الصفين الرابع والثاني المتوسط في الرياضيات والعلوم بالمملکة العربية السعودية في سياق دولي. https://www.etec.gov.sa/ar/Researchers/Research-Studies/Documents/TIMSS%202019.pdf

ثانيا: المراجع باللغة الإنجليزية

Allen, C. D., & Penuel, W. R. (2015). Studying teachers’ sensemaking to investigate teachers’ responses to professional development focused on new standards. Journal of Teacher Education, 66(2), 136-149.

Alonzo, A. (2013, September). What can be learned from current large-scale assessment programs to inform assessment of the Next Generation Science Standards. Invitational Research Symposium on Science Assessment, K-12 Center at ETS. Washington DC, September.

Bismack, A. S., Arias, A. M., Davis, E. A., & Palincsar, A. S. (2014). Connecting curriculum materials and teachers: Elementary science teachers’ enactment of a reform-based curricular unit. Journal of Science Teacher Education, 25(4), 489-512.

Boesdorfer, S. B., & Staude, K. D. (2016). Teachers’ practices in high school chemistry just prior to the adoption of the Next Generation Science Standards. School Science and Mathematics, 116(8), 442-458.

Brownstein, E. M., & Horvath, L. (2016). Next Generation Science Standards and edTPA: Evidence of Science and Engineering Practices. Online Submission, 20(4), 44-62.

Bybee, R. W. (2010). What is STEM education?. Science, 329(5995), 996-996. DOI: 10.1126/science.1194998

Bybee, R. W. (2011). Scientific and engineering practices in K-12 classrooms. Science Teacher, 78(9), 34-40.

Bybee, R. W. (2014). NGSS and the next generation of science teachers. Journal of science teacher education, 25(2), 211-221.

Capps, D. K., & Crawford, B. A. (2013). Inquiry-based instruction and teaching about nature of science: Are they happening?. Journal of Science Teacher Education, 24(3), 497-526.

Coffey, J., & Alberts, B. (2013). Improving education standards. Science, 340(6137), 1168-1168. DOI: 10.1126/science.340.6137.1168-c

Crawford, B. A. (2007). Learning to teach science as inquiry in the rough and tumble of practice. Journal of research in science teaching, 44(4), 613-642.

Daisley, P. M. (2016). The Next Generation Science Standards: Understanding high school teachers' perspectives on implementation [Unpublished doctoral dissertation]. Washington State University. https://research.libraries.wsu.edu/xmlui/bitstream/handle/2376/12153/Daisley_wsu_0251E_11741.pdf?sequence=1&isAllowed=y

DiBiase, W., & McDonald, J. R. (2015). Science teacher attitudes toward inquiry-based teaching and learning. The Clearing House: A Journal of Educational Strategies, Issues and Ideas, 88(2), 29-38.

Dole, S., Bloom, L., & Kowalske, K. (2016). Transforming pedagogy: Changing perspectives from teacher-centered to learner-centered. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 10(1), 1.

Fitzgerald, M., Danaia, L., & McKinnon, D. H. (2019). Barriers inhibiting inquiry-based science teaching and potential solutions: perceptions of positively inclined early adopters. Research in Science Education, 49(2), 543-566.

Garet, M. S., Porter, A. C., Desimone, L., Birman, B. F., & Yoon, K. S. (2001). What makes professional development effective? Results from a national sample of teachers. American educational research journal, 38(4), 915-945.

Haag, S., & Megowan, C. (2015). Next generation science standards: A national mixed‐methods study on teacher readiness. School Science and Mathematics, 115(8), 416-426.

Han, J. (2013). Scientific reasoning: Research, development, and assessment [Unpublished Doctoral dissertation].The Ohio State University. https://etd.ohiolink.edu/apexprod/rws_olink/r/1501/10?clear=10&p10_accession_num=osu1366204433

Isabelle, A. D. (2017). STEM is elementary: Challenges faced by elementary teachers in the era of the next generation science standards. In The Educational Forum (Vol. 81, No. 1, pp. 83-91). Routledge.

Isiksal-Bostan, M., Sahin, E., & Ertepinar, H. (2015). Teacher Beliefs toward Using Alternative Teaching Approaches in Science and Mathematics Classes Related to Experience in Teaching. International journal of environmental and science education, 10(5), 603-621.

Joshi, R., & Verspoor, A. (2012). Secondary education in Ethiopia: Supporting growth and transformation. World Bank Publications.

Kang, E. J., McCarthy, M. J., & Donovan, C. (2019). Elementary teachers’ enactment of the NGSS science and engineering practices. Journal of Science Teacher Education, 30(7), 788-814.

Kawasaki, J. (2015). Examining teachers' goals and classroom instruction around the science and engineering practices in the Next Generation Science Standards [Unpublished doctoral dissertation]. University of California, Los Angeles.

Kelchtermans, G. (2005). Teachers’ emotions in educational reforms: Self-understanding, vulnerable commitment and micropolitical literacy. Teaching and teacher education, 21(8), 995-1006.

Krajcik, J., Codere, S., Dahsah, C., Bayer, R., & Mun, K. (2014). Planning instruction to meet the intent of the Next Generation Science Standards. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 157-175.

Krajcik, J., Mamlok, R., & Hug, B. (2001). Modern content and the enterprise of science: Science education in the twentieth century. Teachers College Record, 103(7), 205-238.

Luna, M. J., Selmer, S. J., & Rye, J. A. (2018). Teachers’ noticing of students’ thinking in science through classroom artifacts: In what ways are science and engineering practices evident?. Journal of Science Teacher Education, 29(2), 148-172.

Malkawi, A. R., & Rababah, E. Q. (2018). Jordanian twelfth-grade science teachers’ self-reported usage of science and engineering practices in the next generation science standards. International Journal of Science Education, 40(9), 961-976.

Martell, C. C. (2020). Barriers to inquiry-based instruction: A longitudinal study of history teachers. Journal of Teacher Education, 71(3), 279-291.

Meiklejohn, J., Phillips, C., Freedman, M. L., Griffin, M. L., Biegel, G., Roach, A., ... & Saltzman, A. (2012). Integrating mindfulness training into K-12 education: Fostering the resilience of teachers and students. Mindfulness, 3(4), 291-307.

Merritt, E. G., Chiu, J., Peters-Burton, E., & Bell, R. (2018). Teachers’ integration of scientific and engineering practices in primary classrooms. Research in Science Education, 48(6), 1321-1337.

Moore, T. J., Tank, K. M., Glancy, A. W., & Kersten, J. A. (2015). NGSS and the landscape of engineering in K‐12 state science standards. Journal of Research in Science Teaching, 52(3), 296-318.

National Research Council. (1996). National science education standards. Washington, DC: The National Academy Press.

National Science Teachers Association. (2003). Standards for science teacher preparation. Faculty Publications: Department of Teaching, Learning and Teacher Education, 86. https://digitalcommons.unl.edu/teachlearnfacpub/86?utm_source=digitalcommons.unl.edu%2Fteachlearnfacpub%2F86&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages

National Research Council. (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: The National Academy Press.

NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: For states, by states. Washington, DC: The National Academy Press.

Nollmeyer, G. E., & Bangert, A. W. (2017). Measuring Elementary Teachers' Understanding of the NGSS Framework: An Instrument for Planning and Assessing Professional Development. Electronic Journal of Science Education, 21(8), 20-45.

OECD. (2018). Country Note: Program For International Student Assessment (PISA) Results From PISA 2018. https://www.oecd.org/pisa/publications/PISA2018_CN_SAU.pdf

Osborne, J. (2013). The 21st century challenge for science education: Assessing scientific reasoning. Thinking skills and creativity, 10, 265-279.

Osborne, J. (2014). Teaching scientific practices: Meeting the challenge of change. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 177-196.

Pellegrino, ,J.W.(2013).Proficiency in science: Assessment challenges and opportunities. Science, 340(6130), 320-323.

Penuel, W. R., Harris, C. J., & DeBarger, A. H. (2015). Implementing the next generation science standards. Phi Delta Kappan, 96(6), 45-49.

Pruitt, S. L. (2014). The next generation science standards: The features and challenges. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 145-156.

Roehrig, G. H., & Kruse, R. A. (2005). The role of teachers' beliefs and knowledge in the adoption of a Reform‐Based curriculum. School science and Mathematics, 105 (8), 412-422.

Stohlmann, M., Moore, T. J., & Roehrig, G. H. (2012). Considerations for teaching integrated STEM education. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 2(1), 4.

TIMMS. (2019). TIMSS 2019 International Results in Mathematics and Science: Curriculum and Instruction Teachers’ Emphasis on Science Investigation. https://timss2019.org/reports/classroom-contexts/

Trygstad, P. J., Smith, P. S., Banilower, E. R., & Nelson, M. M. (2013). The Status of Elementary Science Education: Are We Ready for the Next Generation Science Standards?. Horizon Research, Inc.

Wang, H. H. (2012). A new era of science education: science teachers ‘perceptions and classroom practices of science, technology, engineering and mathematics (STEM) integration [unpublished Doctoral Dissertation].University of Minnesota.

Wilson, S. M. (2013). Professional development for science teachers. Science, 340(6130), 310-313.