بَرْنَامَــجٌ مُقْـــتَرَحٌ في" القيادة الآمنة " مبني على مَنْحَـى STEM لِتَنْمِيَـــةِمُکَوِّنَاتِ الْبَرَاعَةِ الرِّيَاضِياتِـيَّةِ لَـدَى طُلابِ الصف الثاني الثانوي.

                                     کلية التربية

        کلية معتمدة من الهيئة القومية لضمان جودة التعليم

        إدارة: البحوث والنشر العلمي ( المجلة العلمية)

                       =======

بَرْنَامَــجٌ مُقْـــتَرَحٌ في" القيادة الآمنة " مبني على مَنْحَـى STEM لِتَنْمِيَـــةِمُکَوِّنَاتِ الْبَرَاعَةِ الرِّيَاضِياتِـيَّةِ لَـدَى طُلابِ الصف الثاني الثانوي.

إعـــــــــــــداد

حَمَادَة سَعِــيد مُحَمَّـــد رَشْــــوَان

مُدَرِّسٌ مُسَاعِدٌ بِقِسْمِ الْمَنَاهِجِ وَطُرُقِ التَّدْرِيسِ

کُلِّيَّةُ التَّرْبِيَةِ – جَامِعَةُ أُسْيُوطِ.

"تَخَصُّصُ الْمَنَاهِجِ وَطُرُقِ تَدْرِيسِ الرِّيَاضِيَّاتِ"

أ.د/حَمْـدِي مُحَمَّد مُرْسِــى فَرْغَلِي     أ.د/ زَکَـرِيَّا جَابِـر حِنَّـاوِي  بِشَــاي

  أُسْتَــاذُ الْمَنَاهِــجِِ وَطُـرُقِ تَدْرِيـسِ الرِّيَاضِيَّاتِ  أُسْتَــاذُ الْمَنَاهِــجِِ وَطُـرُقِ تَدْرِيـسِ الرِّيَاضِـــــيَّاتِ

کُلِّيَّةُ التَّرْبِيَةِ – جَامِعَةُ أُسْيُوطِ.                کُلِّيَّةُ التَّرْبِيَةِ – جَامِعَةُ أُسْيُوطِ.

}     المجلد الثامن والثلاثون– العدد الثالث- جزء ثاني-مارس2022م {

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

المستخلص

     استهدف البحث الحالي تعرف فاعلية البرنامــج المقـــترح" القيادة الآمنة " في ضوء منحـى STEM لتنميـــة مکونــات البراعـــــــة الرياضياتـية لـدى طـــلاب الصف الثاني الثانوي، ولتحقيق ذلک؛ تم استخدام المنهج التجريبي والتصميم شبة التجريبي القائم علي المجموعة الواحدة، وتکونت مجموعة البحث من (32) طالبًا وطالبة بمدرسة باقور الثانوية المشترکة، التابعة لإدارة "أبو تيج" التعليمية، بمحافظة أسيوط، جمهورية مصر العربية.

     حيث تم إعداد إطارًا نظريًا تناول؛ منحـىSTEM، والبراعة الرياضياتية، ثم إعداد مواد البحث متمثلة في: إستبانة لتحديد أسس بناء البرنامج المقترح، ومصفوفة للوقوف على موضوعات البرنامج المقترح؛ وفي ضوء ذلک تم إعداد البرنامج المقترح في ضوء منحى STEM متمثلًا في: کتاب الطالب، ودليل المعلم لتدريس البرنامج المقترح، ثم إعداد أدوات قياس نواتج التعلم المستهدفة من البرنامج، متمثلة في: اختبار البراعة الرياضياتية، ومقياس النزعة الرياضياتية المنتجة، وأخيرًا إجراء التجربة الميدانية للبحث.

     بعد رصد ومعالجة البيانات إحصائيًا، أظهرت نتائج البحث فاعلية البرنامــج المقـــترح في ضوء منحـى STEM لتنمية لتنميـــة مکونــات البراعـــــــة الرياضياتـية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي؛ ووجود فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى (0.01) بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لاختبار البراعة الرياضياتية وذلک لصالح القياس البعدي؛ حيثُ کانت قيمة "ت" مساوية (55.86) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)؛ وبلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.990)؛ وکذلک فاعلية البرنامــج المقـــترح في ضوء منحـى STEM لتنمية لتنميـــة النزعة الرياضياتية المنتجة لدى طلاب الصف الثاني الثانوي؛ ووجود فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى (0.01) بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لمقياس النزعة الرياضياتية المنتجة وذلک لصالح القياس البعدي؛ حيثُ کانت قيمة "ت" مساوية (36.48) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)؛ وبلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.977).

الکلمات المفتاحية: منحـى STEM، البراعـــــــة الرياضياتـية.

Abstract

      The current research aimed to investigate the effectiveness of “safe Driving” program in the light of the STEM approach in developing secondary school students’ strands of mathematical proficiency. To achieve this objective, a group of second grade secondary male and female students (n = 32) in Bakour Secondary Co-Ed School, affiliated to Abou_Teig Educational Directorate, Assiut Governorate, Arab Republic of Egypt.

     A theoretical framework was developed, while addressing STEM approach and mathematical proficiency, The following research instruments were developed: a questionnaire to define the rules for program development, and a matrix including topics of the proposed program. In the light of that, the proposed STEM-based program was developed including student’s workbook, teacher’s manual on how to teach the content of the program, and the measurement instruments to measure the intended learning outcomes (ILOs) including, mathematical proficiency test, and a scale of productive mathematical tendency.

The results indicated the effectiveness of the STEM-based program in developing secondary school students’ strands of mathematical proficiency, with a significant difference at (0.01) level between the mean scores of the research group of the pre-post measurements of the mathematical proficiency test, in favor of the post-measurement. T-value was (55.86) which is a statistically significant value at (0.01)significance level. Effect size was (0.990), using Eta Square equation. The results also proved that the program is effective in developing the productive mathematical disposition of the sample students. There is also a significance difference at (0.01)level between the mean scores of the research group subjects on the pre-post measurements of the productive mathematical disposition scale, in favor of the post-measurement, with a T-value of (36.48) which is a statistically significant value at (0.01)level of significance, with Eta Square reaching (0.977).

Keywords: STEM approach _ Mathematical Proficiency.

-    المقدمة:

      إنَّ التنافس بشکل فعال في عصر يَرتبط فيه النجاح والتفوق بمدى القدرة على التفکير الجيد والمهارة فيه؛ ولکي يکون التعلم ذا معنى، لابد وأن يشعر الطالب بقيمته في الحياة، فيرى الرياضيات تصف، والعلوم تفسر، والتکنولوجيا تسهل الحياة، ويمارس الهندسة لتذليل العقبات بشکل مدروس؛ کل ذلک ألزم الخبراء والمربين وواضعي المناهج الدراسية بالاهتمام بتعليم التفکير وتنمية مهاراته المختلفة، ورغم هذا التوجه والاهتمام بتعليم مهارات التفکير؛ إلا أن المحتوى والمعلمين وطرق التدريس والوسائل التعليمية تفتقر إلى کثير من الاهتمام بتدريس تلک المهارات؛ ومن ناحية أخرى فأساس نجاح جيل اليوم لا يتمثل فيما يحفظ ويستوعب من المواد الدراسية، بل فيما يتعلمه من عادات فکرية صحيحة؛ تجعله يفکر عندما تواجهه مشکلة حياتية تفکيرًا علميًا وموضوعيًا، ويضيف حلولًا إبداعية لتلک المشکلات.

فالرياضيات ألغاز ممتعة، وخيال جامح، وأرض خصبة لتنمية مهارات التفکير، فلها وضع خاص في مجال العلم، فهي في ذاتها نظام مستقل إلا أنها تزود العلوم الأخرى بأدوات التفکير؛ لما تحويه مناهجها من مهارات تفکير أساسية وعليا تسهم في صقل تفکير الطلاب وتنميته، ويعتمد تعليم STEM على تدريب الطلاب على الطرق المتعددة التي يستخدمها العلماء في استکشاف وفهم العالم المحيط، وتدريبهم على الطرق التي يستخدمها المهندسون لحل المشکلات، مثل: طرح الأسئلة، والعصف الذهني، وصنع واستخدام النماذج، والتخطيط وإجراء التحليلات، وتحليل وتفسير البيانات، واستخدام طرق التدريس القائمة على التفکير العلمي والاستقصاء والتصميم الهندسي ومهارات حل المشکلات.

وظهر مصطلح STEM في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين بواسطة المؤسسة الوطنية للعلومNational Science Foundation کمبادرة لتنمية التعلم الناقد لدى المتعلمين، لمساعدتهم في إيجاد حلول إبداعية للمشکلات، وليصبحوا أکثر تميزًا في سوق العمل(Dugger,2010) ^*؛ حيثُ تتيح دراسة مناهج وبرامج STEM الفرصة للطلاب لفهم أفضل لإدراک ظواهر العالم الذي نعيش فيه، وإزالة الحواجز المصطنعة بين المجالات الأربعة  :( الرياضيات Mathematics، والهندسة Engineering، والعلوم Science، والتکنولوجيا Technology) وتقديم نموذج للتعليم يقوم على الترابط والتماسک .(Lantz,2009)

ويستهدف تعليم STEM الترکيز على إثارة التحدي من أجل الإبداع والابتکار؛ لذا فهو يمثل مشروع التعليم للقرن الحادي والعشرين؛ حيثُ يقوم على فکرة علمية أو نظرية أو مبادئ ومعارف أساسية، ينطلق منها المتعلم لحل التحدي دون حدود أو قيود في التفکير (Carter,2013)، کما يهدف تعليم STEM کذلک إلى الترکيز على العمليات العقلية وکيفية تصميم الحلول بدلًا من الحلول نفسها؛ بغرض الاکتشاف والتفسير وحل المشکلات؛ وهذا بدوره يجعل أنشطة STEM تتيح الفرصة للطلاب لاکتشاف الرياضيات من خلال سياقات حقيقية ومواقف حياتية، تساعدهم في تطوير مهارات التفکير التي يمکن تطبيقها في مختلف المجالات سواء المجالات الأکاديمية أم المجالات الحياتية (Asunda,2012,48).

أما عن أساليب التعلم التي تستخدم في نظام تعليم  STEMفهي تعتمد على مداخل التکامل بين الرياضيات والعلوم والتکنولوجيا والهندسة، وتشمل: التعلم القائم على المشروعات Projects based learning، والتعلم القائم على حل المشکلاتProblem solving based learning، والتعلم القائم على أوراق العمل Hand-on based learning، والتعلم القائم على الاستقصاء والبحث Inquiry based learning (عبدالرءوف، 2017، 163).

وأکد المجلس القومي للبحوث الأمريکي National Research Council في تقريره " مساعدة الأطفال على تعلم الرياضيات" أن النجاح في تعليم وتعلم الرياضيات من أهم التحديات التي تسعى النظم التعليمية إلى تحقيقه، من خلال جعل هذا التعلم واقعًا عمليًا في الممارسات والأنشطة التعليمية داخل البيئة المدرسية، کما أکد المجلس ذاته أن النجاح في تعليم وتعلم الرياضيات يعني البراعة Proficiencyفي استخدام الإجراءات الحسابية في عملية الحساب بدقة وسرعة، وقدرة الطلاب على تعلم الإجراءات مع فهمها(NRC,2001,115).

وتبنت الکثير من الدول مکونات البراعة الرياضياتية کمدخل في تطوير مناهج وبرامج الرياضيات المدرسية، مثلما فعلت وزارة التربية والتعليم بدولة سنغافورة عام 2006م؛ حيثُ قامت بمراجعة رياضيات المرحلة الابتدائية وفق مکونات البراعة الرياضياتية القائمة على حل المشکلات(Ministry Of education Singapora,2006,6) ؛ کما أکد جروث ضرورة تغيير معلمي الرياضيات ممارستهم التدريسية بما يحقق تعليمًا أفضل للطلاب وتنمية مکونات البراعة الرياضياتية لديهم؛ حيثُ يرى أن طرق التدريس الفعالة تسهم بشکل کبير في وصول الطلاب إلى مستويات عالية في کلٍّ من: الفهم المفاهيمي، والطلاقة الإجرائية، والکفاءة الإستراتيجية، والنزعة المنتجة في الرياضيات(Groth,2017,108).

وباستقراء الکثير من الأدبيات التربوية التي تناولت البراعة الرياضياتية؛ مثل:               دراسة (NRC,2001) ؛ ودراسة  (Figgins,2010)؛ ودراسة (Kim,2010) ؛ ودراسة(Groves,2012)  ؛ ودراسة (Jbeilli,2012) ؛ ودراسة (رضوان،2016)؛ ودراسة (عبيدة ،2017) ؛ ودراسة (حناوي، 2018) ؛ اتضح للباحث أن البراعة الرياضياتية تتکون من خمسة مکونات متداخلة ومترابطة ومتشابکة، تشمل کل جوانب الخبرة والکفاءة والمعرفة بالرياضيات، تطلق عليها بعض الأدبيات التربوية فروع أو خيوط أو أبعاد أو مکونات(Strands) البراعة الرياضياتية، متمثلة في: الاستيعاب المفاهيميConceptual understanding، الطلاقة الإجرائية Procedural fluency، الکفاءة الإستراتيجيةStrategic competence ، الاستدلال التکيفيAdaptive  Reasoning ، النزعة الرياضياتية المنتجة Productive Mathematical Disposition.

وفي هذا السياق تُعد تنمية البراعة الرياضياتية لدى الطلاب من أهم أهداف تدريس الرياضيات، حتى يصبحوا أکْفَاء في تعلم الرياضيات على نحو متزايد؛ بحيثُ تمکنهم تلک الکفاءة الرياضياتية من مواجهة التحديات الرياضياتية للحياة اليومية، وتمکنهم کذلک من مواصلة دراستهم للرياضيات؛ لأنها تضمن رغبة وجدانية منتجة نحو الرياضيات، تساعد الطلاب على الاعتقاد بأنهم قادرون على فهم الرياضيات، والتمکن من إجراءاتها، والمثابرة على حل المشکلات الرياضياتية والحياتية.

-    مشکلة البحث:

     تتسابق الدول في العصر الحالي في مجال استثمار العقل البشري والکشف عن النوابغ والمواهب من أبنائها في شتى المجالات، ولا تدخر لتحقيق ذلک جهدًا في توظيف السبل المتاحة لاستغلال هذه الثروة البشرية استغلالا يضمن لها مواکبة تيار التقدم؛ کما يشهد تدريس الرياضيات –عالميًا ومحليًا- اهتمامًا کبيرًا وتطورًا مستمرًا؛ وذلک لما للرياضيات من أهمية في حياة الطلاب؛ لذا تغيرت وجهة النظر في تدريس الرياضيات إلى المنظومة الرياضياتية الشاملة.

ü  - ونبع الإحساس بمشکلة البحث من خلال ما يلي:

أولًا- الدراسات والأدبيات السابقة: باستقراء الأدب التربوي والدراسات السابقة؛ تبين عدم تعميم برامج  STEM  بجميع المدارس الثانوية، وعدم تطبيقه بمراحل التعليم الأساسي، بالرغم من أهمية هذا النوع من التعليم؛ لما له من تأثير في تنافسية الخرجين في سوق العمل، وکذلک تدريس الرياضيات بمدارس المتفوقين في العلوم والتکنولوجيا ما زال لا يحقق الأمل المرجو منه من إشباع طاقات الطلاب الفکرية، والإجابة عن تساؤلاتهم حول العالم الحقيقي، وإکسابهم الخبرات العلمية والوظيفية الفعالة في حياتهم، وکذلک تدني مستوى الطلاب في أبعاد البراعة الرياضياتية؛ حيثُ أوصت دراسة (Shoenfeld, 2007) بضرورة تطوير البرامج التعليمية لمناهج الرياضيات وفق مدخل البراعة الرياضياتية، وأظهرت نتائج دراسة (Nihan, 2012) تدني مستوى طلاب المرحلة الثانوية في البراعة الرياضياتية، مما أثر في نتائج درجاتهم في اختبار القبول بالجامعات، کما أظهرت نتائج دراسة هوفمان وزملائه Hoffmann, Mussolin, Martin, Schiltz بألمانيا تدني مستوى الطلاب في مکونات البراعة الرياضياتية، وأرجع الباحثون ذلک إلى الاقتصار على استخدام طرق التدريس التقليدية في معالجة موضوعات الرياضيات (Hoffmann et al, 2014)؛ وکذلک مناهج المرحلة الثانوية تقدِّمُ تعليمًا لفظيًا يصف المهارات ولا ينميها، کما أنها لا تنتهي بتکوين مهارات يحتاجها المتعلم في حياته المستقبلية، وکذلک تلغي إيجابية المتعلم وتهمش دوره، ولا تساعد في الاکتشاف والتأمل وتنمية قدرات التفکير العليا لدى الطلاب، کما أنها لا تساعد في إدراک وحدة المعرفة وتکاملها؛ لأنها تأخذ أسلوب المناهج الدراسية المنفصلة التي تصنع حواجز اصطناعية بين فروع المعرفة، کما أنها لا تساعد في بناء الطاقات البشرية التي يحتاجها سوق العمل، وکذلک فإنَّ مخرجات نظامها تکون غير قادرة على حل المشکلات؛ وبالتالي أصبح تأثير التعليم على النمو الاقتصادي تأثيرًا هامشيًا إن لم يکن سلبيًا(عبد الموجود وآخرون، 2005، 10).

ثانيًا- الاطلاع على توصيات بعض المؤتمرات والندوات العلمية: عُقدت الکثير من المؤتمرات في مجال تطوير المناهج، والتي نادت بالاهتمام بتطبيق منحى STEM في التعليم، لتخريج طلاب قادرين على إنتاج المعرفة والاستفادة منها، وکذلک إثراء بيئة التعلم بالأنشطة التي تنمي مکونات البراعة الرياضياتية لدى الطلاب.

ثالثًا- الواقع التعليمي: اتضح للباحث- من خلال قيامه بالزيارات الميدانية المتتالية، وحضور بعض حصص الرياضيات لطلاب المرحلة الثانوية بمحافظة أسيوط، وبمقابلة بعض المعلمين، والمناقشة معهم وأخذ آرائهم، واللقاءات المتعددة بالطلاب، والتحليل المبدئي لمحتوى الرياضيات المقرر عليهم- عدم إلمام معلمي الرياضيات بالمرحلة الثانوية بمکونات البراعة الرياضياتية، ومحدودية التوظيف الفعال للرياضيات في حل مشکلات المجتمع المحيط بالطلاب بطرق إبداعية، وکذلک شعور الطلاب بأن مادة الرياضيات مجموعة من المسائل لا يوجد بينها وبين ممارسات الحياة اليومية أي ارتباط، وتدني قدرة الطلاب على البحث والاستقصاء، واقتراح أکثر من حل إبداعي لمشکلات العالم الحقيقي.

رابعًا- الدراسة الاستکشافية: لتعزيز إحساس الباحث بوجود مشکلة تتمثل في تدني مستوى مکونات البراعة الرياضياتية لدى طلاب المرحلة الثانوية، قام الباحث بإجراء دراسة استکشافية، من خلال تطبيق اختبار للبراعة الرياضياتية على مجموعة من طلاب الصف الثاني الثانوي، والتي أوضحت نتائجها تدني مستوى طلاب الصف الثاني الثانوي في مکونات البراعة الرياضياتية متمثلة في: عدم قدرة الطلاب على تطبيق معارف ومفاهيم ومبادئ الرياضيات في مواقف جديدة، ووجود قصورٍ لديهم في توظيف الخبرة السابقة للتوصل إلى استنتاجات، وصعوبة تنظيم أفکارهم ومعلوماتهم الرياضياتية في الحل، وضعفهم في تحديد المشکلة تحديدًا علميًا  وجمع البيانات ذات الصلة بها، وعدم مقدرتهم على معالجة أکثر من موضوع داخل العقل في نفس الوقت، وعدم قدرتهم على الربط بين ما تعلموه داخل البيئة التعليمية بالمواقف الحياتية أو البيئة المحيطة.

تحديد مشکلة البحث:

      في ضوء ما سبق تبيانهُ تحددت مشکلة البحث الحالي في تدني مستوى مکونات البراعة الرياضياتية والمهارات الحياتية لدى طلاب المرحلة الثانوية، وافتقار مناهج وبرامج STEM إلى محتوى رياضياتي يشبع طاقات الطلاب الفکرية، ويحقق أهداف المدرسة والمجتمع وسوق العمل، ويغطي المشروعات الإبداعية"Capstone" التي تحل مشکلات المجتمع المحيط بالطلاب؛ مما دعا الباحث إلى محاولة تنمية مکونات البراعة الرياضياتية لديهم من خلال برنامج مقترح يتضمن مجموعة من المشروعات الإبداعية "Capstone" التي تهدف إلى حل مشکلات المجتمع المحيط بالطلاب بطرق إبداعية.

-         أسئلة البحث:

      حاول البحث الحالي الإجابة عن السؤال الرئيس: والذي نصه:" ما فاعليةالبرنامج المقترح في ضوء منحىSTEMلتنمية مکونات البراعة الرياضياتية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي؟" والذي تتفرع منه الأسئلة الفرعية الآتية:   

1-      ما فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى STEM لتنمية الاستيعاب المفاهيمي لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

2-      ما فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى STEM لتنمية الطلاقة الإجرائية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

3-      ما فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى STEM لتنمية الکفاءة الإستراتيجية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

4-      ما فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى STEM لتنمية الاستدلال التکيفي لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

5-      ما فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى STEMلتنمية النزعة الرياضياتية المنتجة لدى طلاب الصف الثاني الثانوي؟

-     أهداف البحث: استهدف البحث الحالي:

1-    تَعرف فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحىSTEM لتنمية الاستيعاب المفاهيمي لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

2-    تَعرف فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحىSTEM لتنمية الطلاقة الإجرائية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

3-    تَعرف فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحىSTEM لتنمية الکفاءة الإستراتيجية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

4-    تَعرف فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحىSTEM لتنمية الاستدلال التکيفي لدى طلاب الصف الثاني الثانوي ؟

5-    تَعرف فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحىSTEM لتنمية النزعة الرياضياتية المنتجة لدى طلاب الصف الثاني الثانوي؟

-      أهمية البحث:

      تُکمن أهمية البحث الحالي في کونه من البحوث الرائدة التي تقدم منهجًا مقترحًا لطلاب المرحلة الثانوية بمدارس المتفوقين في العلوم والتکنولوجيا، وکذلک مسايرة البحث الحالي للاتجاهات الحديثة في تدريس الرياضيات، وکذلک أهمية المرحلة الدراسية للبحث، وأهمية المادة الدراسية؛ وذلک لما تحويه مقررات الرياضيات من مهارات تفکير أساسية وعليا تسهم في صقل وتنمية تفکير الطلاب؛ کما يستمد البحث الحالي أهميته من:

أولًا- الأهمية النظرية: يقدم البحث الحالي إطارًا نظريًا؛ يتناول مناهج وبرامج STEM من حيثُ نشأتها، ومفهومها، وخصائصها، وإستراتيجياتها، وأهميتها، وکذلک البراعة الرياضياتية من حيثُ: مفهومها، ومکوناتها، وکيفية تنميتها لدى الطلاب.

ثانيًا- الأهمية التطبيقية: قد يفيد البحث الحالي من خلال البرنامج المقترح- بما يتضمنه من أدوات متمثلة في: مصفوفة موضوعات البرنامج المقترح، وقائمة بالأسس التي تم تصميم البرامج المقترح في ضوئها متمثلاً في کتيب الطالب ودليل المعلم- کلٍ من:

1- الطلاب: من حيثُ تنمية مکونات البراعة الرياضياتية لديهم، وتدريبهم على ممارسة أنشطة وبرامج STEM المقترحة في عمليتي التعليم والتعلم.

2- المعلمين: من حيثُ تعريفهم بکيفية إعداد دروسهم في ضوء أنشطة وبرامج ومناهج STEM، واستخدام إستراتيجيات حديثة في تدريس الرياضيات للطلاب، وکذلک تقديم دليل للمعلم يوضح کيفية التدريس.

3- مخططي برامج ومناهج الرياضيات: حيثُ يسهم البحث الحالي في توجيه أنظار التربويين والخبراء ومخططي مناهج الرياضيات إلى أهمية الترکيز على مناهج STEM، ومکونات البراعة الرياضياتية عند تخطيط المناهج، وإمدادهم بمجموعة من الأنشطة والأفکار التي يمکن تضمينها بمناهج الرياضيات، ومجموعة من المشروعات الإبداعية "Capstone" والتي تسهم في تنمية أبعاد البراعة الرياضياتية لدى الطلاب.

4- الباحثين: حيثُ يرشد البحث الحالي الباحثين في مجال المناهج وطرق تدريس الرياضيات، لإجراء بحوث أخرى لتطوير تدريس الرياضيات، لتلاميذ مراحل التعليم الأساسي وطلاب التعليم الثانوي في ضوء البرنامج المقترح.

-    مصطلحات البحث:

-       منحىSTEM:

     يعرف "جيرلاک" منحى STEM بأنه نهج للتعلم متعدد التخصصات تقترن فيه المفاهيم العلمية بالظواهر الطبيعية، يُمکن الطلاب من تطبيق الرياضيات والتکنولوجيا والتصميم الهندسي والعلوم في موضوعات تجعل الاتصال بين المدرسة والمجتمع وسوق العمل اتصالًا فعالًا، مما يتيح اکتساب الثقافة العلمية والقدرة على تنمية مهارات القرن الحادي والعشرين لدى الطلاب(Gerlach,2012,3).

     ويعرفه الباحث إجرائيًا بأنه: نهج تعليمي متجانس يستند إلى تطبيقات واقعية، ذات             منهج بيني متعدد التخصصات، يدمج المجالات الأربعة : (الرياضياتMathematics، والهندسةEngineering  ، والعلومScience، والتکنولوجياTechnology)، ويجهز بيئات التعلم في سياق العالم الحقيقي، لمساعدة طلاب المرحلة الثانوية على الاستمتاع والانخراط في ورش العمل والمشاريع التعليمية، کما يدرس الطلاب العلوم الأربعة في سياق يربط بين المدرسة والمجتمع وسوق العمل والمؤسسات العالمية؛ حتى يتمکنوا من إنتاج واکتشاف وتکامل المعرفة الشاملة المترابطة وتطبيقها في حل مشکلات العالم الحقيقي، ويقصد بالمجالات الأربعة ما يلي:

v       - الرياضياتMathematics: دراسة الأنماط والعلاقات والکميات والفراغات والأشکال والأرقام وتوظيفها في تفسير العلوم والهندسة والتکنولوجيا.

v       - العلومScience : دراسة الطبيعة وسلوک المواد من خلال الاستقصاء والتجريب والاستکشاف لفهم وتفسير النظريات والقوانين وحل مشکلات البيئة الواقعية بطرق إبداعية.

v       - الهندسةEngineering : تطبيق مبادئ العلوم والرياضيات في تصميم هندسي مبتکر.

v       - التکنولوجياTechnology: تطبيق وتوظيف المعرفة العلمية في مواقف جديدة باستخدام الأجهزة والأدوات والقيام بعمليات لحل مشکلات واقعية.

البراعة الرياضياتية :Mathematical Proficiencyيعرفها "ريجان" بأنها هدفٌ رئيسٌ في برامج تعليم الرياضيات، ومدخلٌ في تطوير البرامج من خلال الترکيز على مکوناتها التي تتمثل في: الاستيعاب المفاهيمي، والطلاقة الإجرائية، والکفاءة الإستراتيجية، والاستدلال التکيفي، والنزعة الرياضياتية المنتجة(Regan,2012,51).

ويعرفها الباحث إجرائيًّا بأنها: مجموعة من الأداءات التي تمکن طلاب المرحلة الثانوية من إدراک أنهم قادرون على فهم الرياضيات، وتنفيذ إجراءاتها بمرونة، وصياغة وتمثيل وحل المشکلات الرياضياتية، وتبرير الحلول، وتقدير قيمة الرياضيات في مواقف الحياة الحقيقية، تتضمن خمسة أبعاد تتمثل في: الاستيعاب المفاهيمي، والطلاقة الإجرائية، والکفاءة الإستراتيجية، والاستدلال التکيفي، والنزعة الرياضياتية المنتجة.

-         حدود البحث: اقتصر البحث الحالي على الحدود التالية:

-        أبعاد البراعة الرياضياتية والمتمثلة في:(الاستيعاب المفاهيمي، والطلاقة الإجرائية، والکفاءة الإستراتيجية، والاستدلال التکيفي، والنزعة الرياضياتية المنتجة). 

-        مجموعة من طلاب الصف الثاني الثانوي بمحافظة أسيوط.

-          مواد البحث وأدواته: قام الباحث - لغرض البحث الحالي - بإعداد واستخدام المواد والأدوات الآتية:

 أولًا- أدوات جمع البيانات:

-      إستبانة لتحديد أسس بناء البرنامج المقترح.

-      مصفوفة الموضوعات التي يمکن تصميم البرنامج في ضوئها.

ثانيًا- الأدوات التعليمية:البرنامج المقترح" القيادة الآمنة" في ضوء منحى STEM، متضمنًا کلًّا مِن:

-          کتاب الطالب.

-          دليل المعلم لتدريس البرنامج المقترح في ضوء منحى STEM.              

ثالثًا- أدوات القياس:

-          اختبار البراعة الرياضياتية.                             

-          مقياس النزعة الرياضياتية المنتجة.    

-         منهج البحث:

      استخدم البحث الحالي المنهج التجريبي، والتصميم شبه التجريبي القائم على المجموعة الواحدة عند إجراء تجربة البحث؛ لقياس فاعلية المتغير المستقل "البرنامج المقترح "القيادة الآمنة" في ضوء منحىSTEM" على المتغيرات التابعة "مکونات البراعة الرياضياتية " لدى مجموعة من طلاب الصف الثاني الثانوي، ويوضح شکل(1) التصميم التجريبي للبحث:

شکل (1) التصميم التجريبي للبحث

فروض البحث:

-        يوجد فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى(0.01) بين متوسطات درجات طلاب مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي في اختبار البراعة الرياضياتية؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي.

-        يوجد فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى (0.01) بين متوسطات درجات طلاب مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي في مقياس النزعة الرياضياتية المنتجة؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي.

-     إجراءات البحث:للإجابة عن أسئلة البحث والتحقق من فروضه اتبع الباحثُ الإجراءات التالية:

1-    استقراء الأدب التربوي والدراسات السابقة التي تناولت البراعة الرياضياتية؛ من حيثُ: (التعريف، والأبعاد، والأهمية، وکيفية تنميتها لدى طلاب المرحلة الثانوية)، وبناء البرامج التعليمية عامةً، وبرامجSTEM تحديدًا، واستقراء بعض نماذج تصميم البرامج التعليمية.

2-    إعداد إستبانة أولية بالأسس: النفسية، والتربوية، والثقافية، والمعرفية، والتي يتم تصميم البرنامج المقترح "القيادة الآمنة" في ضوئها.

3-    إعداد مصفوفة أولية بالموضوعات التي يمکن تصميم البرنامج في ضوئها.

4-    عرض الإستبانات ومصفوفة الموضوعات على المحکمين؛ للاسترشاد بآرائهم وخبراتهم.

5-    تعديل الإستبانات ومصفوفة الموضوعات وفقًا لآراء المحکمين.

6-    صياغة قائمة نهائية بالأسس: النفسية، والتربوية، والثقافية، والمعرفية التي يمکن تصميم البرنامج المقترح في ضوئها(*)، وصياغة مصفوفة نهائية بالموضوعات التي يمکن تصميم البرنامج في ضوئها(*).

7-    إعداد تصور عام للبرنامج المقترح "القيادة الآمنة"في ضوء منحىSTEM لتنمية البراعة الرياضياتية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي، وذلک من خلال:

-          تحديد فلسفة البرنامج.

-          تحديد أهداف البرنامج.

-          تحديد وصياغة محتوى البرنامج.

-          تحديد طرائق وإستراتيجيات تنفيذ البرنامج.

-          تحديد أساليب تقويم البرنامج.

8-    ثمَّ عقب الانتهاء من الإطار العام للبرنامج؛ تم إعداد کتاب الطالب ودليل المعلم لتدريس البرنامج المقترح.

9-    عرض البرنامج على السادة المحکمين، متمثلين في بعض أساتذة الرياضيات والعلوم والهندسة والحاسبات وأساتذة المناهج وطرق التدريس وأساتذة علم النفس.

10-تعديل البرنامج المقترح "القيادة الآمنة"في ضوء منحىSTEM وفقًا لآراء المحکمين.

11-صياغة البرنامج في صورته النهائية، متمثلًا في: کتاب الطالب(*)، ودليل المعلم(*).

12-أعداد أدوات قياس نواتج التعلم المستهدفة من البرنامج، متمثلة في: اختبار البراعة الرياضياتية(^*)، ومقياس النزعة الرياضياتية المنتجة (^*).

الإطار التجريبي للبحث:

1-   تحديد مجموعة البحث:

     مجموعة من طلاب الصف الثاني الثانوي؛ بلغ عددهم (32) طالب وطالبة مقيدين بمدرسة باقور الثانوية المشترکة، التابعة لإدارة " أبوتيج " التعليمية، داخل نطاق محافظة أسيوط.

2-   تحديد زمن التطبيق الميداني لتجربة البحث:

    بدأ التطبيق الفعلي لتجربة البحث مع بداية الفصل الدراسي الثاني يوم الأحد الموافق الرابع عشر من شهر مارس للعام الدراسي 2021م، واستمر حتي تعليق الدراسة في الفصل الدراسي ذاته، بواقع جلستان أسبوعياً.

3-   تنفيذ تجربة البحث.

     بعد تحديد الإجراءات التجريبية اللازمة لتنفيذ تجربة البحث، والمتمثلة في التصميم التجريبي، واختيار مجموعة البحث، وبعد الحصول على الموافقة الرسمية من مديرية التربية والتعليم بمحافظة أسيوط على تطبيق التجربة، قام الباحث بإجراء تجربة البحث الأساسية کالآتي:

أولًا- التطبيق القبلي للأدوات:

بعد الانتهاء من أعداد أدوات البحث والمتمثلة في: اختبار البراعة الرياضياتية ومقياس النزعة الرياضياتية المنتجة، وإجراءاتها وتحديد مجموعة البحث، تم تطبيق الأدوات تطبيقاً قبليًا، وذلک بهدف الوقوف علي مستوي مکونات البراعة الرياضياتية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي قبل تدريس البرنامج المعد.

ثانياً- التدريس لمجموعة البحث( المعالجة التجريبية):

    بعد الانتهاء من التطبيق القبلي لأدوات البحث، بدأت عملية التدريس للبرنامج المقترح في ضوء منحى STEM؛ وقد حرص الباحث مع المعلم القائم بالتدريس أثناء تدريس البرنامج المقترح لمجموعة البحث على الالتزام بما يلي:

v     - الإعداد المسبق للأدوات والوسائل المستخدمة في تنفيذ المهام والأنشطة التعليمية، وتوفير ما يلزم من مواد تعليمية لازمة لتعلم موضوعات البرنامج.

v     - تقسيم الفصل في صورة مجموعات عمل تعاونية متباينة المستويات.

v     - توفير کتاب لکل طالب لکل درس من دروس البرنامج حتى يتسنى للطلاب المشارکة في ممارسة الأنشطة، وحل التقويمات البنائية بعد کل موضوع من موضوعات البرنامج.

v     - تقديم الأسئلة التي تثير الطلاب، والتي تنمي لديهم حب الفضول لمعرفة الإجابة عنها.

ثالثاً- التطبيق البعدي لأدوات البحث.

   بعد الانتهاء من تدريس البرنامج المقترح لمجموعة البحث، تم تطبيق أدوات البحث والمتمثلة في: اختبار البراعة الرياضياتية ومقياس النزعة الرياضياتية المنتجة تطبيقاً بعدياً.

بعد الانتهاء من تطبيق أدوات البحث تطبيقاً بعدياً، تم رصد النتائج في جداول تمهيداً لمعالجتها إحصائياً، لاستخلاص نتائج البحث، والتحقق من فروضة، والخروج بمجموعة من التوصيات القابلة للتطبيق، وذلک من خلال درجات أداء الطلاب في التطبيق البعدي، ومقارنتها بالتطبيق القبلي.

-    نتائج البحث: 

      أولًا- للإجابة عن السؤال الرئيس للبحث: والذي نصه: "ما فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى  STEM لتنمية مکونات البراعة الرياضياتية لدى طلاب الصف الثاني الثانوي؟"، ولاختبار صحة الفروض.

  تم التحقق من صحة الفرض  التنبؤي الأول؛ باستخدام اختبار "ت" للعينات المرتبطة Paired Samples t Test؛وذلک للکشف عن دلالة الفروق بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لاختبار البراعة الرياضياتية، وفيما يلي عرض لنتائج اختبار "ت":

جدول(1):نتائج اختبار "ت" للکشف عن دلالة الفروق بين متوسطات

درجات مجموعة البحث (ن=32) في التطبيقين القبلي والبعدي في اختبار

 البراعة الرياضياتية.

شکل (13): متوسطا درجات مجموعة البحث

في التطبيقين القبلي والبعدي في اختبار البراعة الرياضياتية.

يتضح من جدول (31) ما يلي:

v        وجود فرق دال إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لبعد (الاستيعاب المفاهيمي)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (36.88)، وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (6.52)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.978)، وهي قيمة کبيرة؛ مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية الاستيعاب المفاهيمي لدى مجموعة البحث.

v        وجود فرق دال إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لبعد (الطلاقة الإجرائية)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (42.26) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول السابق ذاته قيمة حجم الأثر (d) بلغت (6.09)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.983)، وهي قيمة کبيرة؛ مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية الطلاقة الإجرائية لدى مجموعة البحث.

v        وجود فرق دال إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لبعد (الکفاءة الإستراتيجية)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (25.62) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (7.17)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.955)، وهي قيمة کبيرة؛ مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية الکفاءة الإستراتيجية لدى مجموعة البحث.

v        وجود فرق دال إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لبعد (الاستدلال التکيفي)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (29.85) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (8.69)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.966)، وهي قيمة کبيرة؛ مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية الاستدلال التکيفي لدى مجموعة البحث.

v        وجود فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي للدرجة الکلية لاختبار البراعة الرياضياتية؛ وذلک لصالحالتطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (55.86) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (7.07)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.990)، وهي قيمة کبيرة؛ مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية البراعة الرياضياتية لدى مجموعة البحث.

     کما تم التحقق من صحة الفرض التنبؤي الثاني؛ باستخدام اختبار "ت" للعينات المرتبطة Paired Samples t Test؛وذلک للکشف عن دلالة الفروق بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لمقياس النزعة الرياضياتية المنتجة، وفيما يلي عرض لنتائج مقياس "ت":

جدول(2): نتائج مقياس "ت" للکشف عن دلالة الفروق بين متوسطات

 درجات مجموعة البحث (ن=32) في القياسين القبلي والبعدي لمقياس النزعة الرياضياتية المنتجة.

شکل (3): متوسطات درجات مجموعة البحث

 في التطبيقين القبلي والبعدي في مقياس النزعة الرياضياتية المنتجة.

يتضح من جدول(32) ما يلي:

v        وجود فرق دال إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لبُعد (مفهوم الذات في الرياضيات)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (30.41) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (5.84)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.968)، وهي قيمة کبيرة؛ مما          يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية مفهوم الذات في الرياضيات لدى    مجموعة البحث.

v        وجود فرق دال إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لبعد (المتعة في الرياضيات)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (25.58) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (7.38)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.955)، وهي قيمة کبيرة؛ مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية المتعة في الرياضيات لدى مجموعة البحث.

v        وجود فرق دال إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لبعد (قيمة الرياضيات في الحياة)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (33.15) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (10.30)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.973)، وهي قيمة کبيرة؛         مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية قيمة الرياضيات في الحياة لدى مجموعة البحث.

v        وجود فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي للدرجة الکلية لمقياس النزعة الرياضياتية المنتجة؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي؛ حيث کانت قيمة "ت" مساوية (36.48) وهي قيمة دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01)، کما يلاحظ من الجدول ذاته أن قيمة حجم الأثر (d) بلغت (5.62)، کما بلغت قيمة حجم الأثر باستخدام معادلة "إيتا تربيع" (0.977)، وهي قيمة کبيرة؛ مما يدل على أن البرنامج له فاعلية کبيرة في تنمية النزعة الرياضياتية المنتجة لدى مجموعة البحث.

- مناقشة النتائج المتعلقة بالفرضين التنبؤيين الأول والثاني: أظهرت نتائج صحة الفرضين الأول والثاني ما يلي:

1-    وجود فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لاختبار البراعة الرياضياتية في جوانب الاختبار جميعها(الاستيعاب المفاهيمي، والطلاقة الإجرائية، والکفاءة الإستراتيجية، والاستدلال التکيفي)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي.

2-    وجود فروق دالة إحصائيًّا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلي والبعدي لمقياس النزعة الرياضياتية المنتجة في جوانب المقياس جميعها(مفهوم الذات في الرياضيات، والمتعة في الرياضيات، وقيمة الرياضيات في الحياة)؛ وذلک لصالح التطبيق البعدي.

3-    حجم تأثير البرنامج المقترح (کمتغير مستقل) في تنمية مکونات البراعة الرياضياتية لدى طلاب المرحلة الثانوية کبير؛ حيث بلغت قيمة حجم الأثر (d) لاختبار البراعة الرياضياتية في جوانب الاختبار جميعها(الاستيعاب المفاهيمي، والطلاقة الإجرائية، والکفاءة الإستراتيجية، والاستدلال التکيفي) (7.07)؛ کما بلغت قيمة حجم الأثر (d)  لمقياس النزعة الرياضياتية في جوانب المقياس جميعها(مفهوم الذات في الرياضيات، والمتعة في الرياضيات، وقيمة الرياضيات في الحياة) (5.62).

4-    فاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى STEMلتنمية مکونات البراعة الرياضياتية             لدى طلاب المرحلة الثانوية؛ ويرجع الباحث هذه الفاعلية للبرنامج المقترح في ضوء           منحى STEM لتنمية مکونات البراعة الرياضياتية لدى طلاب المرحلة الثانوية، إلى الأسباب الآتية:

v     التعلم وفق منحى STEM لطلاب المرحلة الثانوية: ساعدالطلاب في استيعاب وإتقان المفاهيم الرياضياتية واستخدامها في إنتاج المعرفة وحل المشکلات؛ وبذلک أصبح الطالب قادرًا على معرفة الإجراءات والخطوات التي يتبعها في تحديد المشکلات وتوليد الأفکار التي تصلح لعمل مشروع إبداعي.

v     کثرة وتنوع الأنشطة التي يقوم بها الطلاب: ما بين البحث على شبکة الإنترنت، والقيام بالأنشطة الاستقصائية والعصف الذهني، وعمل رسومات التصميم الهندسي، وإعداد الأدوات والمواد اللازمة للتصميم الهندسي، کلُّ ذلک ساعد على تجنب الشعور بالملل، وتنمية الشعور بالمتعة والبهجة والاستمتاع بتعلم الرياضيات لدى الطلاب؛ وذلک من خلال البرنامج المقترح.

v     اشتراک الطلاب معًا في جلسات العصف الذهني والتعلم القائم على المشکلات أو المشروع: حيث نمَّى الشعور بقيمة الرياضيات لدى الطلاب.

v     تنوع الإستراتيجيات التدريسية المستخدمة في تدريس البرنامج: حيثُ سمح بتعلم طلاب الصف الثاني الثانوي في صورة فردية أو ثنائية أو جماعية، وزيادة رغبتهم في المشارکة في عملية التعلم.

v     أسلوب تنظيم المحتوى الذي تم تقديمه للطلاب: حيث تم تنظيم محتويات البرنامج في صورة أنشطة تحتوي على مهام تدريسية تتدرج من السهولة إلى الصعوبة، ومن البسيط إلى المرکب؛ إضافةً إلى صياغة هذه المهام في صورة مشکلات حياتية واقعية تستثير ذهن وتفکير الطلاب وتشجعه على التعلم، وکذلک ربط المحتوى الجديد بخبرات التعلم السابقة الموجودة في بناء الطالب المعرفي.

v     استخدام مجموعة متنوعة من الوسائل التعليمية: حيثُ يستخدمها الطلاب أثناء اکتشاف المفاهيم والعلاقات وبرهنتها، مما أسهم في توضيح محتوى البرنامج بصورة أفضل، وزيادة فهم الطلاب لمحتوى البرنامج.

v     البرنامج المقترح وما تضمنه من محتوى وإستراتيجيات تدريسية وأنشطة استقصائية: حيثُ أسهم ذلک في أن يضع الطالب في موقف يحتوي على مشکله تتحدى ما لديه من معارف، وتثير لديه الدافع للبحث عن حلول إبداعية غير تقليدية لتلک المشکلات.

   ويستفاد مما سبق تبيانه، قبول الفرضين التنبؤيين الأول والثاني، وفاعلية البرنامج المقترح في ضوء منحى STEM لتنمية مکونات البراعة الرياضياتية (الاستيعاب المفاهيمي، والطلاقة الإجرائية، والکفاءة الإستراتيجية، والاستدلال التکيفي، النزعة الرياضياتية المنتجة) لدى طلاب الصف الثاني الثانوي.

-       توصيات البحث:

  يوصي الباحث في ضوء نتائج البحث التي تم التوصل إليها بما يلي:

1-       تعميم فلسفة التعليم والتعلم وفق منحىSTEM في جميع المراحل التعليمية؛ وفق برامج تتناسب والمرحلة العمرية والذهنية للطالب، وفي المرحلة الجامعية تتم صياغة البرامج التعليمية وقف التخصص الذي ينتمي إليه الطالب.

2-      إدراج المشروعات الإبداعية الـ "Capstone" کجزء رئيس من تقويم الطلاب في جميع المراحل التعليمية.

3-      الاهتمام بتضمين مکونات البراعة الرياضياتية داخل المناهج الدراسية بجميع المراحل التعليمية.

4-      صياغة مقرر للعلوم الحياتية لجميع المراحل التعليمية، يهدف إلى تنمية مهارات الإبداع وحل المشکلات وإدارة الذات، والصمود الأکاديمي، واحترام التنوع، وصنع واتخاذ القرار، والتفاوض الناجح والعمل ضمن فريق لدى الطلاب.

5-      ضرورة الاهتمام بالتعلم القائم على المشروعات Project Based Learning، وتشجيع الطلاب على تصميم المشروعات العلمية.

6-      تشجيع المعلمين على استخدام التعلم القائم على الاستقصاء Inquiry Based Learning، وتدريب الطلاب على خطواته؛ مما يجعل الطالب باحثًا ومنتجًا للمعرفة، وبخاصةً في المرحلة الجامعية.

7-      إنشاء برامج تعليمية بکليات التربية لإعداد معلمين مؤهلين للتدريس وفق منحىSTEM.

8-      الاهتمام بتعليم الطلاب أساسيات لغات البرمجة وتصميم الروبوتات بجميع المراحل التعليمية.

9-      عقد ندوات وورش عمل لکيفية اشتراک الطلاب بالمراحل التعليمية المختلفة في المسابقات الدولية للروبوتات.

10-  إضافة الروبوتات(تصميم وبرمجة الروبوتات) کجزء رئيس في مکونات منحىSTEM ليصبح STEMR (العلوم، والتکنولوجيا، والتصميم الهندسي، والرياضيات، والروبوتات)؛ وتعميم ذلک لجميع المراحل التعليمية.

-         البحوث والدراسات المقترحة:

يقترح الباحثفي ضوء نتائج البحث التي تم التوصل إليها إجراءَ البحوثِ والدراسات الآتية:

1-      إعداد برنامج تدريبي لإعداد معلم  STEMللطالب المعلم بکلية التربية.

2-      دراسة فاعلية برنامج مقترح في الرياضيات الحياتية لتنمية التفکير الفراغي لدى طلاب المرحلة الثانوية.

3-      دراسة فاعلية برنامج مقترح وفق منحى STEM لتنمية التفکير الميکانيکي لدى طلاب المرحلة الثانوية.

4-      تطوير المناهج العلمية في ضوء المعايير العالمية والمدخل التکاملي STEM للمرحلة الثانوية.

5-      إعداد برنامج تدريبي لمعلمي الشعب العلمية بالمرحلة الثانوية أثناء الخدمة لاستخدام وتوظيف مکونات البراعة الرياضياتية في التدريس.

6-      دراسة فاعلية وحدة مقترحة في صناعة السفن وفق منحى STEMلتنمية مهارات التصميم الهندسي لدى طلاب المرحلة الثانوية.

7-      دراسة فاعلية برنامج مقترح في ضوء الرياضيات الواقعية لتنمية التفکير الاختراعي لدي طلاب المرحلة الثانوية.

-    المراجع:

حناوي، زکريا جابر. (2018).استخدام إستراتيجية سوم(SWOM) في تدريس الرياضيات لتنمية مکونات البراعة الرياضية لدى تلاميذ المرحلة الابتدائية، مجلة کلية التربية-جامعة سوهاج، (54) ، 262-330.

رضوان، إيناس نبيل.(2016).أثر برنامج تعليمي قائم على إبعاد البراعة الرياضية في التحصيل والتفکير الرياضي لدى طلبة الصف السابع الأساسي في محافظة قلقيليه، رسالة ماجستير، کلية الدراسات العليا، جامعة النجاح الوطنية، فلسطين، متاح على:

https://search.mandumah.com/Record/735830

عبد الرؤوف ، مصطفي محمد الشيخ. (2017). تصور مقترح لتطوير الأداء التدريسي لمعلمي العلوم بالمرحلة الإعدادية في ضوء توجه TIMSS، مجلة التربية العلمية، الجمعية المصرية للتربية العلمية، 20(7)، 137-190.

عبد الموجود، محمد عزت& وآخرون.(2005).تنمية المهارات الحياتية لدى طلاب التعليم الثانوي في إطار مناهج المستقبل. القاهرة، المرکز القومي للبحوث التربوية والتنمية، يونيو.

عبيدة، ناصر السيد.(2017).فاعلية نموذج تدريسي قائم على الأنشطةPISA في تنمية مکونات البراعة الرياضية والثقة الرياضية لدى طلاب الصف الأول الثانوي، مجلة دراسات في المناهج وطرق التدريس، الجمعية المصرية للمناهج وطرق التدريس، (219)، 16-70.

Asunda, P. A. (2012). Standards for technological literacy and STEM education delivery through career and technical programs. Journal of Technology Education, 32(2), 44-60.

Dugger, W. E. (2010). Evolution of STEM in the United States (Paper) Presented at the 6th Biennial International Conference. Technology Education Research on Dec 8 11, 2010 in Australia. Education, 3(1), 4-10.‏

Figgins, L. S. (2010). Four elementary teachers' journeys into the understanding and application of mathematical proficiency. PhD dissertation. Northern Illinois University, Illinois.

Gerlach, J.(2012). STEM: Defining a simple definition NSTA Report.p3.Arlington,VA: National Science Teacher Association, 161-165.

Groth, R. E. (2017). Classroom date analysis with the five strands of mathematics proficiency. Journal of Educational Strategies, Issues and Ideas, 90(3). 103-109.

Groves, S. (2012). Developing mathematical proficiency. Journal of Science and Mathematics Education in Southeast Asia, 35 (2), 119-145. available at: http://dro.deakin.edu.au/eserv/DU:30051321/groves-developingmathematical-2012.pdf

Heldman, B.(2010): Where's the C in STEM Learning?, leading with 73- technology, 38(1).Aug 2010.International Society for Technology in Education, United States. available at:  https://eric.ed.gov/?id=EJ899176

Jbeilli, J. (2012). The effect of cooperative learning with met conceptual understanding and procedural fluency. International journal for Research in Education (IJRE), 3 (32), 45-71.

Kim, S.(2010). Dose computer use promote the mathematical proficiency of all students? Journal of Educational computing Research, 42(3), 285-305. Available at: https://journals.sagepub.com/doi/10.2190/EC.42.3.c

Lantz, Jr. (2009). Service, technology, engineering and mathematics (STEM) education: What from? What function? Baltimore: Currtech Integrations.

Ministry Of education, Singapore.(2006). Mathematics syllabus primary Singapore: curriculum planning and Development Division ministry of Education Available at: https://www.themathclassroom.com.sg/?gclid=CjwKCAjwguzzBRBiEiwgU0FT0Qfetkt30JEt6uLM9HYc0QuBecberI3lEZEgiTT12qzvkve_OqvBoCMWAQAvD_BwE

Nadine, S. (2017). Managing Cultural Diversity: The Case of Small & Medium Tourism Enterprises (STEM). European Scientific Journal (ESJ), 13(12), 562-574.

National Research Council (NRC). (2001). Adding it up: Helping children learn mathematics. In Kilpatrick, J., Swafford, J., & Findell, B. (Eds.). Mathematics learning study committee, center for education division of behavioural  and education. Washington, DC: National Academy Press.

Schoenfled, A. (2007). Assessing Mathematical Proficiency. Cambridge University Press.

Regan, B. B. (2012): The relationship between state high school exit exams and mathematical proficiency: Analyses of the complexity, content, and format of items and assessment protocols. Ohio University, Ohio. Available at: https://etd.ohiolink.edu/pg_10?::NO:10:P10_ETD_SUBID:61927.