برنامج مُعد وفق المعلوماتية الکيميائية لتنمية عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية

                                     کلية التربية

        کلية معتمدة من الهيئة القومية لضمان جودة التعليم

        إدارة: البحوث والنشر العلمي ( المجلة العلمية)

                       =======

برنامج مُعد وفق المعلوماتية الکيميائية لتنمية عمق

 المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية

إعـــــــــــــداد

د/ عصام محمد سيد احمد

مدرس بقسم المناهج وطرق التدريس

کلية التربية – جامعة عين شمس

}     المجلد الثامن والثلاثون– العدد الخامس-مايو 2022م {

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

ملخص البحث باللغة العربية:

هدف البحث إلى تنمية عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية جامعة عين شمس، ولتحقيق ذلک قام الباحث بإعداد البرنامج التدريبى وفق المعلوماتية الکيميائية، وتم بناء أدوات البحث المتمثلة فى اختبار عمق المعرفة الکيميائية واختبار المهارات المعلوماتية، وللتحقق من فاعلية البرنامج تم اختيار مجموعة من الطلاب المعلمين شعبة الکيمياء بکلية التربية جامعة عين شمس، وتم تطبيق أدوات البحث عليها قبليًا، ثم تم تطبيق البرنامج لمدة ثلاث أسابيع، وتم إعادة تطبيق أدوات البحث بعد تطبيق البرنامج ، وأظهرت نتائج البحث وجود فرق دال احصائيا عند مستوى دلالة (۰٫۰۱) بين متوسطي درجات الطلاب المعلمين في التطبيق القبلي والبعدي لاختبار عمق المعرفة الکيميائية ککل وکل بعد من أبعاده لصالح التطبيق البعدي، بالإضافة إلى وجود فرق دال احصائيا عند مستوى دلالة (۰٫۰۱) بين متوسطي درجات الطلاب المعلمين في التطبيق القبلي والبعدي لاختبار المهارات المعلوماتية ککل وکل بعد من أبعاده لصالح التطبيق البعدي، وهذا يدل على فاعلية تطبيق البرنامج المُعد وفق المعلوماتية الکيميائية في تنمية عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية.

 الکلمات المفتاحية: المعلوماتية الکيميائية – عمق المعرفة الکيميائية  -المهارات المعلوماتية.

Abstract:

This research aimed to develop depth of chemical knowledge and informatics skills among student teachers at faculty of Education, ain shams universty, the research tools were  built which are a test of depth of chemical knowledge and a test of informatics skills and the research tools were applied to them before the training program was applied in a period of three weeks, and the research tools were re-applied after the applicatuion of the training program,  and the results showed  that There is a statistically significant difference at the level of significance (0.01) between the mean scores of student teachers in the pre and post test of depth of chemical knowledge as a whole and each of its dimensions in favor of the post application, in addition to the presence of a statistically significant difference at the level of significance (0.01) between the average teachers’ marks in the pre and post test of informatics skills as a whole and each of its dimensions in favor of the post application, and this indicates the effectiveness of the training program in the development of depth of chemical knowledge and a test of informatics skills.

Keywords: cheminformatics - depth of chemical knowledge - informatics skills.

مقدمة البحث:

يشهد العصر الحالي العديد من التطورات في مجال تکنولوجيا المعلومات والتي يمکن توظيفها في مجال التربية والتعليم، الأمر الذي القى بظلالة على العديد من المواد الدراسية مثل مادة الکيمياء وأدى إلى ظهور العديد من المصطلحات الحديثة في المجال مثل مصطلح المعلوماتية الکيميائية.

وظهر مصطلح المعلوماتية الکيميائية منذ بضع سنوات وسرعان ما اکتسب استخدامًا واسعًا، حيث يعتبر من الأنظمة العلمية الناشئة التي يتم فيها استخدام أجهزة الکمبيوتر وتقنيات المعلومات لأداء مهام مختلفة باستخدام کميات هائلة من البيانات الکيميائية مثل جمع البيانات والتخزين والبحث والاسترجاع والتحويل والتحليل والتصور وغيرها الکثير، بالإضافة إلى استخدامها بشکل شائع في عملية اکتشاف وصناعة المستحضرات الدوائية، وهى تستخدم أيضًا في العديد من الصناعات الأخرى التي تتعامل مع البيانات الکيميائية، حيث أنه من خلال تجميع تلک البيانات الکيميائية باستخدام الأجهزة الحديثة يتم تحويل البيانات إلى معلومات والمعلومات إلى معرفة للمساعدة فى اتخاذ قرارات (Nantasenamat, 2021)[1].

وتعتبر مهارات الکمبيوتر والمعلوماتية في تحليل البيانات الکيميائية من المهارات الهامة التي ينبغي توافرها لدى المتعاملين مع البيانات الکيميائية للتمکن من التعامل مع تلک البيانات التي کانت ورقية فيما سبق بينما أصبحت الأن رقمية مما يستلزم اکتساب عدد کبير من المهارات الرقمية للتعامل مع مثل هذه البيانات الرقمية، حتى لايکون هناک فجوة بين ما يتم تقديمه في الکليات وبين متطلبات سوق العمل(Roy, 2021).

حيث يتم أنتاج کمية هائلة من البيانات الکيميائية وهذه الطفرة في عدد البيانات تتزايد بسرعة کبيرة جدا، حيث أنه يوجد أکثر من 45 مليون مرکب کيميائي معروف وهذا العدد يتزايد بعدة ملايين کل عام، والتقنيات الکيميائية الحديثة تنتج کميات هائلة من البيانات، ولا يمکن إدارة کل هذه البيانات والمعلومات والوصول إليها إلا من خلال تخزينها في قواعد البيانات، ومن ناحية أخرى لا تتوفر المعلومات الضرورية للتعامل مع العديد من المشاکل الکيميائية، حيث أن المعروف من الترکيب ثلاثي الأبعاد للمرکبات التي تم تحديدها بواسطة علم البلورات بالأشعة السينية حوالي 300000 مرکب عضوي فقط، کما تحتوي أکبر قاعدة بيانات لأطياف الأشعة تحت الحمراء على حوالي 200000 طيف، وعلى الرغم من أن هذه الأرقام قد تبدو کبيرة إلا أنها صغيرة مقارنة بعدد المرکبات المعروفة، حيث أن ما نعلمه من الترکيب ثلاثى الأبعاد والأطياف للمرکبات أقل من 1٪ من إجمالي عدد المرکبات المعروفة حتى الأن، لذا فإننا نحاول من خلال الحصول على معرفة کافية من البيانات الکيميائية القيام بعمل تنبؤات لتلک المرکبات التي لا تتوفر فيها المعلومات المطلوبة(Micheli & Podda, 2022).

وهناک سبب آخر وراء حاجتنا إلى طرق معلوماتية في الکيمياء وهى أن العديد من المشکلات الکيميائية معقدة للغاية بحيث لا يمکن حلها بالطرق القائمة على المبادئ الأولية من خلال الحسابات النظرية، مثل تحديد العلاقات بين بنية المرکب ونشاطه البيولوجي، أو لتأثير ظروف التفاعل على معدل التفاعل الکيميائي، حيث تتطلب کل هذه المشکلات في الکيمياء لمناهج جديدة وبرامج إعداد جديدة للطلاب المعلمين للتمکن من إدارة کميات کبيرة من الترکيبات والبيانات الکيميائية، واستخراج المعرفة من البيانات، ونمذجة العلاقات المعقدة من خلال المعرفة العميقة للبيانات (Roy, 2021) .

حيث يتمثل أحد أهم أهداف برامج إعداد الطلاب المعلمين بکليات التربية في توجيههم لتنمية وتطوير عمق المعرفة بجميع جوانب مناهج الکيمياء من محتوى وطرق تدريس وخصائص المتعلمين، مما يسمح لهم بمعالجة المتطلبات المعقدة والمتعددة الأوجه للتمکن من التدريس بطريقة فاعلة، ومن بين العديد من المتغيرات التي تؤدي إلى التدريس الفعال للمعلم، تم اعتبار المعرفة العميقة للمعلمين بالمحتوى  متغيرًا هامًا حيث يمکن للمدرسين تحقيق نتائج تعليمية تتوافق مع ما يقومون بتدريسه، بالإضافة إلى المهارات المعلوماتية للطلاب المعلمين التي تساعدهم في ترسيخ الفهم العميق (Guha, Willighagen, 2020)

حيث يشير Mannucci, Yong (2017) إلى أن عمق المعرفة يعبر عن مستوى الفهم المطلوب للإجابة على سؤال أو أداء نشاط، وغالبًا ما يتم تطبيق هذا المفهوم على التفکير الذي يقوم به الطلاب أثناء التقييم، ويعتقد إلى حد کبير أن عمق المعرفة قد تم تطويره في التسعينيات من قبل نورمان إل ويب الباحث في مرکز ويسکونسن لأبحاث التعليم، ولقد حظي نموذج عمق المعرفة بشعبية کبيرة في نظام التعليم العام.

وبشکل أساسي يحدد عمق المعرفة مدى عمق معرفة الطلاب وفهمهم وإدراکهم لما يتعلمونه من أجل الوصول إلى الإجابات والنتائج والحلول وتوضيحها، کما أنه يحدد إلى أي مدى يتوقع من الطلاب أن ينقلوا ويستخدموا ما تعلموه في سياقات أکاديمية وحقيقية مختلفة، وعلى الرغم من استخدام هذا النموذج في جميع المواد الدراسية إلا أنه تم تطويره في الأصل لمعايير الرياضيات والعلوم ويستخدم غالبًا في التقييم، ويضمن هذا النموذج أن تتماشى التقييمات مع المعايير المستهدفة، وعندما يتبع التقييم إطار عمل عمق المعرفة يتم إعطاء الطلاب سلسلة من المهام الصعبة بشکل متزايد والتي تُظهر تدريجيًا أنهم يحققون التوقعات وتسمح بتقييم عمق معرفتهم الشامل(Mupezeni, Kriek, 2018) .

وقد صمم Webb نموذجه کوسيلة لزيادة التعقيد المعرفي والقيام بالتقييمات القائمة على المعايير، حيث کانت التقييمات القائمة على المعايير تقيس مستوى تفکير الطلاب بعمق في المحتوى الأکاديمي والمفاهيم والأفکار التي کانوا يتعلمونها ومع ذلک  کانت هذه التقييمات محدودة في قياس قدرة الطلاب على نقل واستخدام ما کانوا يتعلمونه في سياقات أخرى مختلفة، کما أنها کانت محدودة في قياس عمق الفهم الذي يجب على الطلاب إثباته، من خلال تحدي الطلاب لإثبات أو إظهار القدرة على التفکير بعمق من خلال کيفية الإجابة على الأسئلة، ومعالجة المشکلات، وإنجاز المهام، وتحليل النصوص والموضوعات من خلال اکتساب بعض المهارات المعلوماتية، ومع ذلک لم يتم معرفة کيف ولماذا يمکنهم نقل واستخدام ما کانوا يتعلمونه في سياقات مختلفة( Mcilwain, Sutton, 2014)

وتساعد المهارات المعلوماتية المتعلمين على تلبية احتياجاتهم المتغيرة من المعلومات، ومتابعة التعلم الذاتي المستمر والمساهمة في تطوير المجتمع ليصبح مستنير معلوماتيًا حتى يتمکن من مواجهة الزيادة الهائلة في المعرفة والتطورات الهائلة في التکنولوجيا في القرن الحادي والعشرين، ونتيجة لذلک نعيش في بيئة معلوماتية تتميز بتطوير خدمات المعلومات کجزء لا يتجزأ من اقتصاد الدول، وتوسيع نطاق مصادر المعلومات، بالإضافة إلى ظهور أخصائيي المعلومات والاستشاريين ومجموعة متنوعة من نماذج المعلومات عبر الإنترنت، والطبيعة المؤقتة للمعلومات(Sanches, 2020).

ومن الضروري للطلاب المعلمين من تطوير المهارات في استخدام المعلومات کجزء من المهارات اللازمة للتعلم مدى الحياة، حيث أن المتعلمين الذين هم على دراية بمصادر المعلومات والخدمات، والذين لديهم المهارات اللازمة في التعامل معها، ومرونة التفکير في استخدامها، لديهم الأساس لجودة حياة أفضل من أولئک الذين لا يستطيعون متابعة احتياجاتهم من المعلومات(Wiedemer & others, 2018).

ولکن على الرغم من أهمية عمق المعرفة والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکليات التربية، إلا أن برامج إعداد الطلاب المعلمين بکليات التربية تفتقر إلى عدد کبير من جوانب التعلم السابقة وهذا ما أکدته نتائج دراسة (إسماعيل، 2019) بالإضافة إلى نتائج تطبيق الدراسة الاستطلاعية التي قام بها الباحث على عدد 68 طالب وطالبة معلم بکلية التربية جامعة عين شمس قسم الکيمياء،  حيث تم تطبيق اختبار عمق المعرفة الکيميائية على الطلاب المعلمين والذى تضمن ثلاثة أبعاد وهي استدعاء جوانب التعلم المعرفية، تطبيق جوانب التعلم المعرفية، التفکير الاستراتيجي، بالإضافة إلى تطبيق اختبار المهارات المعلوماتية[2] والذى تضمن المحاور التالية وهى تحديد طبيعة المعلومات المطلوبة، واستراتيجية البحث عن المعلومات، وتقييم المعلومات ومصادرها، والإلمام بالجوانب القانونية والاجتماعية لاستخدام المعلومات، والمهارات المعلوماتية الذاتية، وقد أوضحت نتائج تطبيق الدراسة الاستطلاعية أن نسبة 63% من الطلاب المعلمين قد حصلوا على نسبة أقل من 40% من الدرجة الکلية لاختبار عمق المعرفة الکيميائية ، وأن 72% من المعلمين قد حصلوا على نسبة أقل من 55% من الدرجة الکلية لاختبار المهارات المعلوماتية.

وقد قام الباحث بمراجعة الدراسات السابقة التي تناولت المعلوماتية الکيميائية وعمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية فلم يجد من بينها دراسة - في حدود علم الباحث - قد تناولت تطبيق برنامج مُعد وفق المعلوماتية الکيميائية لتنمية عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية جامعة عين شمس على وجه التحديد، ومن هنا نبعت أهمية البحث.

مشکلة البحث: حُددت مشکلة البحث الحالي في تدنى مستوى عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء بکلية التربية جامعة عين شمس، وللتصدى لهذه المشکلة يحاول الباحث من خلال البحث الحالي الإجابة عن السؤال الرئيس التالى: " ما فاعلية برنامج مُعد وفق المعلوماتية الکيميائية لتنمية عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء بکلية التربية؟"، ويتفرع من السؤال الرئيس السابق الأسئلة الفرعية التالية:

1. ما التصور لبرنامج مُعد وفق المعلوماتية الکيميائية للطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء بکلية التربية؟
2. ما فاعلية البرنامج في تنمية عمق المعرفة الکيميائية لدى الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء بکلية التربية؟
3. ما فاعلية البرنامج في تنمية المهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء بکلية التربية؟

أهداف البحث: هدف البحث الحالي إلى:

تنمية عمق المعرفة الکيميائية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية.

تنمية المهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية.

حدود البحث: تنقسم حدود البحث إلى حدود موضوعية ومکانية وزمانية کما يلى:

حدود موضوعية: وسيتم إيضاحها فيما يلى:

• عمق المعرفة الکيميائية: والتي تتمثل في (استدعاء جوانب التعلم المعرفية - تطبيق جوانب التعلم المعرفية - التفکير الاستراتيجي،).
• المهارات المعلوماتية: والمتمثلة في (تحديد طبيعة المعلومات المطلوبة - واستراتيجية البحث عن المعلومات - وتقييم المعلومات ومصادرها - والإلمام بالجوانب القانونية والاجتماعية لاستخدام المعلومات - والمهارات المعلوماتية الذاتية).
• موضوعات البرنامج التدريبى: تم إعداد البرنامج في ضوء الموضوعات التالية (نشأة المعلوماتية الکيميائية وتطورها – المفاهيم الکبرى للمعلوماتية الکيميائية – التطبيقات المتعلقة بالمعلوماتية الکيميائية – البرامج المستخدمة في تدريس المعلوماتية الکيميائية – مجالاات الکيمياء المرتبطة بالمعلوماتية الکيميائية).

- مجموعة البحث: مجموعة من الطلاب المعلمين بالفرقة الثالثة بشعبة الکيمياء عام بکلية التربية جامعة عين شمس[3].

مصطلحات البحث:

-      المعلوماتية الکيميائية: مجالًا جديدًا نسبيًا لتکنولوجيا المعلومات يرکز على جمع البيانات الکيميائية وتخزينها وتحليلها ومعالجتها، وعادةً ما تتضمن البيانات الکيميائية ذات الأهمية معلومات عن صيغ الجزيئات الصغيرة الترکيب البنائى والخصائص والأطياف والأنشطة (البيولوجية أو الصناعية).

-      عمق المعرفة الکيميائية: يحدد مدى رسوخ معرفة الطلاب وفهمهم وإدراکهم لما يتعلمونه من أجل الوصول إلى الإجابات والنتائج والحلول وتفسيرها، کما أنه يحدد إلى أي مدى يتوقع من الطلاب أن ينقلوا ويستخدموا ما تعلموه في سياقات أکاديمية وحقيقية مختلفة.

-      المهارات المعلوماتية: المهارات والکفاءات المطلوبة للبحث عن المعلومات وتقييمها واستخدامها، ويکون عادة في سياق التعليم الرسمي.

منهج البحث والتصميم التجريبى: استخدم الباحث المنهجين البحثيين التاليين:

1. المنهج الوصفي التحليلى: عند إعداد البرنامج واختبار عمق المعرفة الکيميائية واختبار المهارات المعلوماتية واستخدام الأسلوب الإحصائي التحليلي في معالجة البيانات وتحليلها، وإعطاء التفسيرات المنطقية المناسبة لها.
2. المنهج التجريبي: في الإجراء الخاص بالجانب التطبيقي للبحث للتأکد من فاعلية البرنامج، واستُخدم التصميم شبه التجريبى ذو المجموعة الواحدة، ويشمل البحث المتغيرات التالية:

-          المتغير المستقل: البرنامج.

-          المتغيرات التابعة: عمق المعرفة الکيميائية، والمهارات المعلوماتية.   

ويوضح الجدول التالى التصميم التجريبى للبحث:

جدول(1)  التصميم التجريبى للبحث

أهمية البحث:

 قد يساعد البحث مخططي ومطورى البرامج التدريبية للمعلمين من خلال تقديم برنامج مُعد وفق المعلوماتية الکيميائية لتنمية عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء بکلية التربية، بالإضافة إلى تقديم اختبار عمق المعرفة الکيميائية واختبار المهارات المعلوماتية قد يساعد الباحثين في إعداد أبحاث مشابه وقياس متغيرات أخرى بالإضافة إلى تصميم أدوات مشابهة في أبحاث أخرى.

فروض البحث:

1. يوجد فرق دال احصائيا عند مستوى دلالة (۰٫۰۱) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلي والبعدي لاختبار عمق المعرفة الکيميائية ککل وکل بعد من أبعاده لصالح التطبيق البعدي.
2. يوجد فرق دال احصائيا عند مستوى دلالة (۰٫۰۱) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلي والبعدي لاختبار المهارات المعلوماتية ککل وکل بعد من أبعاده لصالح التطبيق البعدي.

الإطار النظرى للبحث: هدف عرض الإطار النظرى للبحث إلى تحديد المقصود بالمعلوماتية الکيميائية وتطبيقاتها في تدريس الکيمياء، وتحديد أبعاد عمق المعرفة الکيميائية، بالإضافة إلى تحديد المهارات المعلوماتية التي سعى الباحث لتنميتها، وتم عرض ما سبق من خلال ثلاثة محاور رئيسية متمثلة في المعلوماتية الکيميائية، وعمق المعرفة الکيميائية، والمهارات المعلوماتية،  وفيما يلي تفصيل ذلک:

المحور الأول: المعلوماتية الکيميائية:

تعد المعلوماتية الکيميائية مجالًا جديدًا نسبيًا في مجال تدريس الکيمياء حيث يرکز على جمع البيانات الکيميائية وتخزينها وتحليلها ومعالجتها عن طريق استخدام تقنيات الکمبيوتر والمعلومات على مجموعة من المشکلات في مجال الکيمياء، وعادةً ما تتضمن البيانات الکيميائية ذات الأهمية معلومات عن صيغ الجزيئات والتراکيب الجزيئية والخصائص والأطياف والتطبيقات الصناعية والبيولوجية، وظهرت المعلوماتية الکيميائية في الأصل کوسيلة للمساعدة في عملية اکتشاف الدواء وتطويره، ولکنها الآن تلعب دورًا متزايد الأهمية في العديد من مجالات علم الأحياء والکيمياء الحيوية، بالإضافة إلى إمکانية استخدامها في الکيمياء الصناعية والصناعات المرتبطة بها، وسوف يتم التوضيح فيما يلى أن المعلوماتية الکيميائية لاتشترک فقط في العديد من أوجه التشابه مع مجال المعلوماتية الحيوية، ولکن يمکنها أيضًا تعزيز الکثير مما يتم إجراؤه حاليًا في المعلوماتية الحيوية (Thareja & others, 2021).

ويمکن تعريف المعلوماتية الکيميائية على أنها مجال حل المشکلات الکيميائية باستخدام برمجيات الکمبيوتر، حيث ينصب الترکيز على الأسئلة العملية، مثل کيف يمکن تمثيل الجزيئات حسابيا، وکيف يمکن مقارنتها والتنبؤ بتأثيراتها في النظم البيولوجية، حيث تستخدم طرق المعلومات الکيميائية على نطاق واسع في الصناعة الکيميائية ، وخاصة في البحوث الصيدلانية والتکنولوجيا الحيوية، وهذه التقنيات هي أيضًا وراء مصطلحات "التصميم الجزيئي بمساعدة الکمبيوتر" و "تصميم الأدوية" حيث غالبًا ما يتم البحث عن جزيئات ذات خصائص بيولوجية محددة، وبالإضافة إلى ذلک يتم تطبيق الکيمياء الحاسوبية والمعلوماتية الکيميائية على نطاق واسع إلى جانب البحوث الصيدلانية، على سبيل المثال لتطوير عمليات ومنتجات التکنولوجيا الحيوية الجديدة(Alexandervich, Prasad,2020).

والمعلوماتية الکيميائية هو مصطلح عام يشمل تصميم وإنشاء وتنظيم وإدارة واسترجاع وتحليل ونشر وتصور واستخدام المعلومات الکيميائي، من خلال التکامل بين مصادر المعلومات لتحويل البيانات إلى معلومات والمعلومات إلى معرفة والتي يشار إليها مجتمعة باسم التعلم الاستقرائي کما هو موضح في الشکل (Rasul, 202).

شکل (1) العناصر الأساسية للمعلوماتية الکيميائية

وتلعب المعلوماتية الکيميائية دورًا رئيسيًا في الحفاظ على کم هائل من البيانات الکيميائية التي يتم التوصل اليها من خلال الاکتشافات والأبحاث العلمية (أکثر من 45 مليون مرکب کيميائي معروف وقد يزيد العدد بالمليون کل عام) وتساعدنا فى الوصول إليها باستخدام قاعدة بيانات مناسبة، بالإضافة إلى أن مجال الکيمياء يحتاج إلى تقنية جديدة لاستنتاج المعرفة من البيانات الکيميائية لنمذجة العلاقات المعقدة بين ترکيب المرکب الکيميائي والنشاط البيولوجي أو تأثير الحالة الکيميائية والفيزيائية للمتفاعلات على التفاعل الکيميائي، بالإضافة إلى امتلاک المعلوماتية الکيميائية نطاقًا واسع من التطبيقات کما يتضح بالشکل الذى يوضح تأثير المعلوماتية الکيميائية في بعض المجالات المحددة(Guha, 2019)..

وللمعلوماتية الکيميائية ثلاث جوانب تتمثل في الحصول على المعلومات عن طريق توليد وجمع البيانات تجريبيًا، وإدارة المعلومات من خلال تخزينها واسترجاعها، واستخدام المعلومات والذي يتضمن تحليل البيانات، بالإضافة إلى أن للمعلوماتية الکيميائية تطبيقات هامة في           مجال تکنولوجيا المعلومات لمساعدة الکيميائيين في البحث عن حلول لمشاکل جديدة           وتنظيم وتحليل وفهم البيانات العلمية والتي تساعد في تطوير مرکبات ومواد وعمليات جديد(Wishart, 2016).

وبالإضافة لما سبق فإنه يوجد تطبيقات متعددة للمعلوماتية الکيميائية يمکن الاستفادة منها في أي مجال من مجالات الکيمياء، من أهمها تخزين البيانات الناتجة عن التجارب أو من عن طريق المحاکاة الجزيئية للمواد الکيميائية من قواعد البيانات الکيميائية (مکتبات البرمجيات الکيميائية)، وکذلک التنبؤ بالخصائص الکيميائية والفيزيائية والبيولوجية للترکيبات الکيميائية،  وتوضيح الشکل الفراغى للمرکب بناءً على البيانات الطيفية، والبحث عن الشکل الفراغى والترکيب الکيميائى للمرکبات عن طريق إجراء فحص التشابه من قواعد البيانات الکيميائية، بالإضافة إلى فحص المواد الکيميائية بسرعة کبيرة من خلال تقنية الفرز عالي الإنتاجية (HTS) وهو تکامل التقنيات (أتمتة المعامل، تقنية الفحص، والأجهزة القائمة على اللوحة الدقيقة، وما إلى ذلک) لفحص المرکبات الکيميائية بسرعة للبحث عن النشاط المطلوب، تطوير العديد من المرکبات الدوائية، بافضافة إلى العديد من التطبيقات فى الکيمياء الجزيئية، وکيمياء المواد، وکيمياء الأغذية (المغذيات)، وکيمياء الغلاف الجوي، وکيمياء البوليمر، وصناعة النسيج (Willighagen & others, 2019) .

ومن أمثلة التطبيقات المستخدمة في المعلوماتية الکيميائية مثل ISIS-Draw وهو برنامج يستخدم لرسم الترکيب الهيکلى للمرکبات الکيميائية، وبرنامج ChemDraw هو محرر الجزيئات الکيميائية، وبرنامج ChemWindow والذى يستخدم لرسم بنية المرکبات الکيميائية مع العديد من القوالب الخاصة بالبرنامج، وبرنامج PubChem وهو برنامج يساعد في توضيح العلاقة بين ترکيبات الجزيئات الصغيرة ونشاطها البيولوجى،  ويستخدم AmberTools  للمحاکاة الجزيئية الحيوية وتحليل البوليمرات والنيوکليوتيدات والهياکل العضوية الاصطناعية(Qiu & others, 2021) .

ومما سبق يمکننا استنتاج أن المعلوماتية الکيميائية ترکز على تخزين المعلومات المتعلقة بالمرکبات الکيميائية وفهرستها واستعادتها وتطبيقها (مثل الخصائص الفيزيائية  والطيفية)، بالإضافة إلى تطوير طرق استخلاص البيانات وإجراء التحليل الإحصائي لمجموعات البيانات الکبيرة، وتطوير طرق لأرشفة واسترجاع البيانات المتعلقة بالتراکيب الجزيئية أو مسارات التفاعل أو التفاعلات الجزيئية أو الظواهر الأخرى، بالإضافة إلى التعاون مع باحثي المختبرات لحل المشکلات باستخدام البحث عن البيانات واسترجاعها، وتحديد تصنيفات واتجاهات الخصائص الکيميائية من قواعد البيانات الکبيرة باستخدام التقنيات الرياضية والتدريب على طرق تحليل البيانات(Garay-Ruiz, Carles, 2021) .

المحور الثانى: عمق المعرفة الکيميائية:

ويطلق على عمق المعرفة مستويات ويب المعرفية وقد تم استخدامها کاستجابة لمعالجة أوجه القصور في مستويات بلوم المعرفية، ومن خلال هذه المستويات يمکن التوافق مع المعايير، والتقييمات ليست فقط على أساس المحتوى الذي يتم تناوله، ولکن أيضًا على أساس مستوى جوانب التعلم المعرفية التي يتطلبها کل مستوى من هذه المستويات، حيث يُشير (2020) kim إلى أن عمق المعرفة هو کل ما ينبغي من المتعلم اکتسابه ومعرفته وتطبيقه حيث أنها مستويات تتعامل مع جوانب التعلم المعرفية بطريقة متدرجه في المستوى.

کما يُعرف الفيل (2018) عمق المعرفة بأنها المستوى العقلي الذي يتعامل مع جميع جوانب التعلم المعرفية التي تتعلق بنواتج تعلم من المتوقع أن يحققها المتعلم وکيف يمکنهم استخدام تلک المعرفة في سياقات تعليمية مختلفة، ومدى تمکنهم من إصدار التعميمات، ومقدار المعرفة المسبقة التي يجب أن يمتلکوها لفهم هذه الجوانب.

وعمق المعرفة يمثل إطار عمل لتقديم المحتوى والمواد التعليمية والسيناريوهات التعليمية بالإضافة إلى توقع التحديات من خلال أربعة مستويات وهى استدعاء جوانب التعلم المعرفية، وتطبيق جوانب التعلم المعرفية، والتفکير الاستراتيجي، والتفکير الممتد، ومع تقدم المتعلمين عبر مستويات عمق المعرفة المختلفة سيتم تقييمهم من خلال محتوى تعليمى يتطلب التعلم والتفکير في مراحل معرفية أعمق، فمثًلا قد يتطلب التقييم بالمستوى الأول استدعاء بعض المعارف فقط بينما قد يتضمن سيناريو المستوى النهائي حل مشکلة في العالم الحقيقي باستخدام محتوى من مواضيع مختلفة في المادة التعليمية، وفي الواقع تبدو هذه المستويات مختلفة على حسب الموضوعات والفئات العمرية المختلفة، حيث إنه لا يتعين على الطالب إتقان جميع مستويات التعلم والتفکير للتقدم إلى المستوى التالي، حيث يمکن للمعلم تقديم مستويات مختلفة للمتعلمين من خلال الأنشطة والتقييمات والواجبات المتنوعة (cho & others, 2020).

ولعمق المعرفة أربعة مستويات وهى القدرة على استدعاء جوانب التعلم المعرفية، وتطبيق جوانب التعلم المعرفية في مواقف جديدة، وقدرة المتعلم على التفکير الاستراتيجي والممتد في المشکلات التي تواجهه، ومن المفترض أن تساعد مستويات عمق المعرفة في تهيئة بيئة صفية تفاعلية مليئة بأنشطة التفکير وخبرات التعلم المتميزة.

ويُعرف مستوى عمق المعرفة الأول بأنه قدرة المتعلم على استدعاء جوانب التعلم المعرفية، حيث ينبغى على المتعلمين القيام بمجموعة من الأنشطة والمهام التعليمية المتدرجة في المستوى والإجراءات التي تهدف إلى تذکر الحقائق والمصطلحات والصيغ فقط حيث ليست هناک حاجة إلى معالجة متعمقة للمحتوى أو التقويم، حيث لا يتم استهداف جوانب التعلم العليا مثل حل المشکلات والتفکير في هذا المستوى فقط المطلوب من المتعلم تحديد هل يعرف أو لا يعرف الإجابة، ومن خلال طرح المعلم لمجموعة أسئلة محددة يبدأ المتعلمين في إجراء الأنشطة والمهام التعليمية للإجابة عن هذه الأسئلة والإجابة على هذه الأسئلة ينمى عند المتعلمين مهارات استدعاء جوانب التعلم المعرفية، ومن أمثلة ما سبق قيام المتعلم بالإجابة عن الأسئلة التالية: متى حدث ____؟ ومن اکتشف ____؟ وما هي صيغة ____؟ وهل يمکنک تحديد ____؟  وکيف تصف ____؟ وماذا ستدرج في قائمة عن ____؟،  واعتمادًا على الغرض من السؤال، يمکن للمتعلمين القيام بالأنشطة لتحقيق نواتج التعلم المستهدفة مثل أعادة صياغة، أو تحديد النقاط الرئيسية للدرس، او إعداد جدول زمني للأحداث التاريخية، أو تقديم عرضًا تقديميًا قصيرًا (Skowronek & others, 2021).  

ويُعرف مستوى عمق المعرفة الثاني بأنه قدرة المتعلم على تطبيق جوانب التعلم المعرفية، وذلک من خلال أن يقوم المتعلم باختيار المسار المناسب لحل المشکلات بشکل صحيح واتخاذ القرار المناسب، على سبيل المثال بدلاً من سرد حقائق علمية قد يتعين على المتعلم حل بعض المشکلات العلمية کتطبيق للحقائق العلمية، وکما بالمستوى الأول لعمق المعرفة يمکن للمعلم طرح أسئلة محددة لبدء الأنشطة التعليمية التي تساعد في بناء المهارات وفهم المفاهيم مثل ما هي الخطوات اللازمة لإثبات إجابتک ____؟ کيف تقدر ____؟ هل يمکنک أن توضح بطريقتک الخاصة، کيف ____ أثرت ____؟، ويتطلب هذا مستوى تفکير أعمق من مستوى استدعاء المعلومات، هناک العديد من الأنشطة ملائمة لهذا المستوى مثل کتابة مدونة، مراجعة بعض النصوص العلمية من خلال مجموعات عمل صغيرة، حل بعض المشکلات العلمية متعددة الخطوات، تجميع شرح لمفهوم معقد، إنشاء خرائط ذهنية تظهر العلاقات بين الموضوعات، تصميم نموذجًا ماديًا لإثبات مفهوم علمي أو حدث تاريخي، وتمتاز هذه الأنشطة بالمرونة مما يتيح تطبيقها في عدد کبير من الموضوعات (Boyles, 2016).

ويُعرف مستوى عمق المعرفة الثالث بأنه قدرة المتعلم على التفکير الاستراتيجي، حيث يجب أن يواجه المتعلم مشاکل وسيناريوهات أکثر تجريد من تلک الموجودة في المستوى السابق، بحيث أنه فى کثير من الأحيان قد تکون هناک خطوات وإجابات صحيحة مختلفة، على سبيل المثال يمکن أن تؤدي کتابة مقال علمى فى موضوع محدد إلى وصول المتعلمين إلى استنتاجات متباينة، وتشمل الأسئلة المطروحة التي تعزز التفکير الاستراتيجي ما يلي: کيف ستختبر ____؟ ماذا سيحدث لو ____؟ لماذا؟ هل يمکنک توقع نتيجة ___؟ کيف؟ ما هي الاستنتاجات التي يمکنک استخلاصها من ____؟ ما الحقائق التي ستستخدمها لدعم الحجة القائلة بأن ____؟ ما هو تفسيرک لـ ____؟ ادعم نظريتک أو أفکارک، والهدف من مثل هذه الأسئلة ليس فقط قياس فهم الطالب لمادة العلوم، ولکن لجعلهم يربطون المفاهيم من خلال التفکير المستقل، ويجب ألا تتضمن الأنشطة التعليمية والمهام بحثًا طويل المدى أو رسم أفکارًا من مواضيع مختلفة، لأن هذه المهام متضمنة في مستويات عمق المعرفة التالية، حيث يجب أن تشمل أنشطة المستوى الثالث ما يلي: کتابة مقالة، رسم مخططات، استکشاف الإجابة عن سؤال بحثى، التحضير والمشارکة في مناظرة علمية، إقتراح حلول لبعض مشاکل العالم الحقيقي، وقد تبدو هذه کلها کمهام فردية، لکن بعضها - مثل إعداد نقاط النقاش - يمکن أن يشمل العمل الجماعى التعاوني (Barber, 2018) .

ويُعرف مستوى عمق المعرفة الرابع بأنه قدرة المتعلم على التفکير الممتد من خلال حصول المتعلمين على تدريب لإکمال مهام تعليمية معينة، ويجب عليهم عادةً جمع المعلومات من مصادر المعرفة المختلفة، وعادة ما تکون هذه المهام التعليمية عبارة عن أنشطة التعلم القائمة على حل المشکلات المرتبطة بمشکلات العالم الحقيقي والتي ليس لها حلول واضحة مما يتطلب من الطلاب تبرير أفکارهم، ونتيجة لذلک يجب على المتعلمين التفکير بشکل ناقد على مدى فترات زمنية طويلة نسبيًا، ولتشجيع التفکير الاستراتيجي المستمر، يجب أن تکون الأسئلة ذات نهاية مفتوحة، وهذا يتطلب من الطلاب أن يبحثوا في مصادر المعرفة المختلفة لمحاولة الوصول لإجابة عن هذه الأسئلة، ومن أمثلة الأسئلة مفتوحة النهاية ما هي المعلومات التي يمکنک العثور عليها واستخدامها لدعم فکرتک عن ____؟ اتبع المنهج العلمي لتصميم تجربة وإجرائها، تشکيل استنتاجک بناءً على عدد من المصادر على الأقل، البحث عن موضوع باستخدام عدد من المصادر(Georgieva & Mostert, 2017).

وللإجابة عن الأسئلة السابقة يتم إجراء عدد من الأنشطة التعليمية التي تتطلب التفکير الناقد والتي تلائم طلاب المدارس الثانوية أو طلاب المرحلة الابتدائية الأکبر سنًا، ولکن مع بعض التعديلات بهذه الأنشطة يمکن تقديم أنشطة مماثلة للتلاميذ الصغار على سبيل المثال يمکن للطلاب العمل في مجموعات صغيرة لتکوين واختبار الفروض العلمية تحت إشراف المعلم داخل الفصل، بالإضافة إلى نقاش أحد القضايا العلمية الجدلية، أو إکمال تقرير البحث والعرض التقديمي (Desmarchelier, 2020) .

يتبين مما سبق ضرورة الاهتمام بتنمية عمق المعرفة الکيميائية لدى المتعلمين لأنها تساعد في تنمية مهارات التفکير خلال عمليتى التعليم والتعلم والتدريس وکذلک تقييم المتعلم؛ أي أن هذه المستويات هامة لکل من المعلم والطالب على حد سواء، وهى ليست مستويات على الجانب النظرى فقط بل نظامًا يهدف إلى التنسيق بين المحتوى والأهداف والمعايير والتدريس والتقييم، وهکذا صُنفت تلک المستويات إلى فئات حسب مستوى مهارة التفکير، بدءاً من استدعاء وتذکر جوانب التعلم المعرفية ، ثم تطبيق المهارات والمفاهيم ، ثم التفکير الاستراتيجي ، انتهًاء بالتفکير الممتد ، وهذه المستويات يتم اختيارها بما يتماشى مع أهداف المقرر والمستوى الأکاديمي (السيد، 2018).

بالإضافة إلى ما سبق فإن المتعلم ذو التعلم العميق يتميز بقدرته على تحليل وتقييم المعرفة العلمية وإجراء تکامل بينها وبين المعارف الموجودة في البناء المعرفى للمتعلم، مما يساعد في تنمية الاستيعاب والإدراک المفاهيمى وتنمية مهارات حل المشکلات واتخاذ القرار والتحليل والتقييم، وتفسير الظواهر العلمية، وتطبيق جوانب التعلم المعرفية في مواقف جديدة غير مألوفة (Mugambi & others, 2017) .

ونظرًا لأهمية تنمية عمق المعرفة لدى المتعلمين فقد اهتمت عدد من الدراسات بتنمية هذا المتغير مثل دراسة السيد (2020) والتي هدفت إلى تنمية عمق المعرفة الفيزيائية ومهارات الکتابة العلمية لدى تلميذات المرحلة الإعدادية من خلال تصميم مواد تعليمية قائمة على المدخل العلمي واستخدامها في تدريس وحدة الحرکة الدورية، وقد أثبتت نتائج الدراسة فاعلية المواد التعليمية في تنمية عمق المعرفة الفيزيائية ومهارات الکتابة العلمية، ودراسة أحمد (2020) الذى هدف هدف إلى التعرف على فاعلية استراتيجية المکعب في تدريس مادة العلوم فى تنمية عمق المعرفة  والتفکير الجمعي لدى تلاميذ المرحلة الإبتدائية، وتم تدريس وحدة الغلاف الجوى باستخدام استراتيجية المکعب، وقد أثبتت نتائج الدراسة فاعلية استراتيجية المکعب في تنمية عمق المعرفة ومهارات التفکير الجمعي، ودراسة محمد (2020) حيث تم استخدام نموذج نیدهام البنائي في تدريس العلوم لتنمية عمق المعرفة العلمية ومهارات التفکير عالي الرتبة لدى تلاميذ المرحلة الإعدادية.

المحور الثالث: المهارات المعلوماتية:

أصبح انفجار المعرفة ليس فقط في المواد المطبوعة، ولکن في السياق الرقمي الذى اصبح مجالًا خصبًا لاستکشاف ونقل ونشر المعلومات، وتمکين التعلم والتعليم، وتحويل وإنشاء معرفة جديدة، ويحتاج الطلاب المعلمين إلى أن يکونوا على دراية بکيفية تدريب طلابهم وإرشادهم بطرق متعددة إلى المعرفة، بما في ذلک القدرة على التعامل مع المعلومات في السياقات المطبوعة والرقمية، لذلک يجب أن يکون التدريب على المهارات المعلوماتية من أولويات أي نظام لإعداد الطلاب المعلمين(Haixia, Shlangman, 2021).

وتشير المهارات المعلوماتية إلى القدرة على تحديد المعلومات وتقييمها وتنظيمها واستخدامها، وعلى الرغم من أهمية هذه المهارات في مجموعة واسعة من المواقف إلا أنها ذات قيمة خاصة عند تقييم جودة ومصداقية مواقع الويب، أو اکتساب معرفة جديدة، أو حل مشکلة أو اتخاذ قرار، وهذا هو سبب أهميتها بالنسبة للطالب المعلم لأهمية جميع هذه المهارات بالنسبة له (Pérez, Izquierdo, 2020).

وقد أوضح (2017) Lloyd  المتغيرات التي تفرضها المعلوماتية والعولمة على التعليم والتعلم التي جعلته يتجه نحو جانب استثمار المعرفة، حيث أصبح المتعلم من خلال هذه النظرة هو الفرد القادر على امتلاک الرؤية التي تساعده في مواجهة المشاکل والتحديات المستقبلية، لذلک ترکزت اهتمامات أنظمة التعليم الحديثة على تسهيل وسائل تفاعل المتعلمين مع مصادر المعرفة المختلفة، وتطوير أنماط تفکيرهم وصقل مهاراتهم اللازمة للتفاعلات الحياتية المختلفة في خصوصيات وعموميات الثقافة.

وتکمن أهمية المهارات المعلوماتية في حقيقة أن الطلاب لا يستطيعون تعلم کل ما قد يحتاجون إليه من أجل الاستمرار والنجاح في الحياة بدلا من ذلک، يجب أن يعرفوا کيفية فهم أهمية تقدير قيمة ودقة المعلومات، وفى هذا الإطار تعد المعلوماتية ومعرفة الکمبيوتر ومعرفة الوسائط المتعددة والثقافة الرقمية بشکل عام مهارات مهمة يمکن استخدامها في التعليم، ولکن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن کل هذه المصطلحات لا تستخدم کمرادف للوعي المعلوماتي، وبشکل عام يمکننا تحديد خصائص شخص لديه مهارات ووعى معلوماتى من خلال إدراک وفهم أن المعلومات الکاملة والدقيقة هي أساس اتخاذ القرار الذکي بالإضافة أيضًا إلى القدرة على التعرف على احتياجاته من المعلومات وتمکينه من ذلک(Crary, 2021) .

وبالإضافة إلى ما سبق فإن المتعلم يمکنه تحديد الأسئلة بناءً على حاجته إلى المعلومات، مما يساعده على تطوير استراتيجيات بحثية ناجحة وترجمة احتياجاته المعلوماتية ومن ثم الوصول إلى مصادر المعلومات الرقمية بناءً على استخدامه لأجهزة الکمبيوتر وتقنيات المعلومات الأخرى، ويقيم المعلومات وينظمها، وتدمج المعلومات الجديدة مع المعرفة المعلومات الموجودة تستخدم للتفکير النقدي وحل المشکلات لذلک فإن مفهوم الوعي المعلوماتي لا يقتصر فقط على تعليم مهارات البحث المعلوماتى ولکنه يتجاوز أيضًا معرفة استخدام الکمبيوتر، وربما هذا ما يجسد أهمية الوعي المعلوماتي، ويعتقد البعض أن الوعي المعلوماتي مرتبط بمهارات المکتبة ، مثل تحديد موقع المعلومات والوصول إليها وعملية تعلم المعلومات وتقييمها واستخدامها والتواصل وزيادة الوصول إلى المعلومات. من خلال إتقان مهارات التعلم الذاتي. (Landøy& others, 2020)

ويتم تحديد الأسئلة بناءً على حاجة المتعلم إلى المعلومات ، مما يساعده على تطوير استراتيجيات بحثية ناجحة لتحقيق احتياجاته المعلوماتية ومن ثم الوصول إلى مصادر المعلومات الرقمية، بناءً على استخدامه لأجهزة الکمبيوتر وتقنيات المعلومات الأخرى، وتقييم وتنظيم المعلومات بشکل عملي، ودمج المعلومات الجديدة مع المعلومات الموجودة سابقًا، لذلک فإن مفهوم المهارات المعلوماتية لا يقتصر فقط على تعليم المهارات المکتبية، بل يتعدى أيضًا معرفة استخدام الکمبيوتر، وربما يوضح هذا أهمية المهارات المعلوماتية، حيث يعتقد البعض أن المهارات المعلوماتية مرتبطة بمهارات المکتبة مثل تحديد موقع المعلومات والوصول إليها فقط بل هي تتعدى ذلک إلى عملية تعلم المعلومات من التقييم والاستخدام والتواصل وزيادة الوصول إلى المعلومات، فهي مرتبطة بتصنيف وتقييم واستخدام المعلومات، حيث تساعد المتعلم على تطوير الإدراک الحسي لنظام المعلومات( Eisenberg, 2018).

ويوجد أنواع مختلفة من المعلومات مثل المعلومات المفاهيمية وهى المعلومات التي تأتي من الأفکار والنظريات والمفاهيم والفرضيات، ويمکن تکوين أو مشارکة المعلومات المفاهيمية من خلال المقارنة والتفکير، وإنشاء الأفکار ذات الطبيعة الفلسفية، ومن الأمثلة على المعلومات المفاهيمية ونظرية التطور لتشارلز داروين، والمفهوم الکوبرنيکي لعلم الفلک.( Meijer, 2012)

والمعلومات الإجرائية، أو المعرفة الإلزامية، هي الطريقة التي يعرف بها شخص ما القيام بشيء ما واستخدامه من خلال أداء مهارة ما والتي تحتاج إلى الأداء العضلى، حيث إنها  معرفة يصعب تفسيرها وتخزينها بدون ممارسة لها مثل بعض المهارات المعملية اليدوية          التي تحتاج لممارسة يدوية لفهمها بغض النظر عن مقدار أو نوع التعليمات المقدمة .   (Kranz, & Haeussinger ,2013)

والمعلومات السياسية التي ترکز على صنع القرار وتصميم وتشکيل واختيار السياسات، والذى يشمل القوانين والمبادئ التوجيهية واللوائح والقواعد والإشراف على منظمة أو مجموعة من الأشخاص أو الأماکن، ويمکن الحصول على المعلومات السياسة من خلال الصور والرسوم البيانية والأوصاف وغيرها من الرسائل المرئية أو الصوتية أو المکتوبة.

والمعلومات التحفيزية وهي المعلومات التي تخلق استجابة أو تحفيزًا بين المعلم والطلاب حيث يشجع التحفيز القيام بالمهام المختلفة، ويمکن للمتعلمين الحصول على معلومات           تحفيزية بعدة طرق من خلال الملاحظة أو من خلال التواصل الشفهي أو من خلال مصادر المعلومات المختلفة.

والمعلومات التجريبية وهى المعلومات المکتسبة من خلال حواس الإنسان بالملاحظة والتجريب واختبار صحة الفروض بعدة طرق، ودائمًا ما يکون لهذه المعلومات أساس علمي ويتم التحقق من صحة أو خطأ الفروض من خلال بيانات نوعية وکمية، ومن أمثلة المعلومات التجريبية النظرية الذرية، النظرية الحرکية للمادة، علم الوراثة والحمض النووي.

المعلومات التوجيهية والوصفية والتي تتعلق بتوفير توجيهات للمتعلمين لتحقيق أهداف معينة، ويمکن للمعلم استخدام المعلومات التوجيهية مع أو بدون إملاء الوسائل لتحقيق النتيجة المرجوة، وغالبًا ما تأتي المعلومات التوجيهية في شکل شفهي أو مکتوب، ومن أمثلة المعلومات التوجيهية التحذيرات والنصائح التي يتم کتابتها في معامل العلوم بالمدرسة.

وبالإضافة للتصنيف السابق فقد صنفHaixia  (2021) المعلومات إلى المعلومات الواقعية والتى تتعامل مع الحقائق فقط من المفاهيم المثبتة علميا، مثل الحقيقة العلمية أن نقطة تجمد الماء هي 32 درجة فهرنهايت، والمعلومات التحليلية وهي تفسير للحقائق، وتحديد ما هو ضمني أو مستنتج، والمعلومات الشخصية  وهي تلک من وجهة نظر واحدة ، مثل الآراء الشخصية، والمعلومات الموضوعية وهي معلومات من عدة وجهات نظر مع تقديم جميع الحجج العلمية عليها، مثل مقالات المجلات العلمية أو الطبية والمنشورات.

وتتمثل المهارات المعلوماتية في المحاور التالية أوًلا: تحديد طبيعة المعلومات المطلوبة  والتي يتفرع منها تحديد المعلومات التي في احتياج إليها، وتحديد مصادر المعلومات التي يمکن الحصول على المعلومات المطلوبة منها، تحديد الکلمات المفتاحية للمعلومات المطلوبة، ثانيًا: إمکانية الوصول للمعلومات المطلوبة والتي يتفرع منها اختيار أنسب الطرق البحثية للوصول للمعلومات المطلوبة، وتطبيق استراتيجيات بحث فعالة وتقويم استراتيجيات البحث المتبعة للوصول إلى المعلومات المطلوبة وتسجيل مصادر المعلومات المختلفة، ثالثًا: تقييم المعلومات ومصادرها المختلفة والتي يتفرع منها تلخيص الأفکار الرئيسية، تقييم المعلومات والمصادر بطريقة ناقدة وتکامل المعلومات التي تم الحصول عليها والمقارنة بين مدخلات المعلومات والمعلومات المتوافرة في البنية المعرفية والتواصل مع الخبراء في المجال، رابعًا: الإلمام بالجوانب القانونية والاجتماعية لاستخدام المعلومات والتي يتفرع منها اتباع القوانين والتعليمات المتعلقة بمصادر المعلومات، الأمانة العلمية وإعادة صياغة المعلومات، خامسًا: المهارات المعلوماتية مهارة ذاتية مستمرة . (Bruce, 2020) 

ويمکن تطوير المهارات المعلوماتية لدى الطلاب عن طريق تنمية القدرة على تحديد جودة مصادر المعرفة المختلفة، حيث أن أحد أهم جوانب محو الأمية المعلوماتية هو قدرتک على تمييز المصادر الموثوقة، وتحديد ما إذا کان موقع الويب جديرًا بالثقة، والتحقق من بيانات اعتماد المؤلف والمصدر، وتقييم المصادر التي يستشهد بها المؤلف وفحص تاريخ کتابة النص، وقد يکون من المفيد أيضًا معرفة ما إذا کان الناشر ذا سمعة طيبة والتحقق لمعرفة أنواع المراجعات والتأييدات التي حصل عليها المصدر .(Hanzalah, 2021)

بالإضافة إلى أن من أهم المهارات المعلوماتية إيجاد واستخدام معلومات مناسبة، لذا فإن التعرف على قوانين حقوق النشر والانتحال يعد أمرًا أساسيًا، بالإضافة إلى معرفة الخطوات التي يجب أن تتخذها لتحديد المحتوى الذي يمکنک استخدامه وکيفية الاستشهاد بمصادرک بشکل مناسب. (Al-Ghadouni, 2021) 

الاستفادة من تقنيات البحث المتقدمة حيث يمکن استخدام استراتيجيات بحث محددة لجعل نتائج البحث عبر الإنترنت أکثر صلة وأکثر دقة، ويتضمن هذا أشياء مثل الاستخدام الصحيح للکلمات الرئيسية للبحث واستخدام قواعد بيانات عالية الجودة بخلاف محرک البحث الأساسي، وبالإضافة لجميع ما سبق من طرق تنمية المهارات المعلوماتية فإن ممارسة مهارات البحث المعلوماتية بانتظام يمکن المتعلم من تطوير قدراته في هذا المجال من خلال محاولة القيام بمشاريع بحثية في العمل وفي الحياة الشخصية.

الإطار الإجرائى للبحث: للإجابة عن أسئلة البحث، واختبار صحة الفروض قام الباحث بالخطوات التالية:

أوًلا: إعداد البرنامج: تم بناء البرنامج التدريبي من خلال تحديد النقاط التالية:

• فلسفة البرنامج: تقوم فلسفة البرنامج على تنمية المهارات المعلوماتية وعمق المعرفة الکيميائية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية جامعة عين شمس، من خلال تدريبهم على هذه المهارات باستخدام تطبيقات المعلوماتية الکيميائية ومن خلال استخدام بعض التطبيقات التکنولوجية المستخدمة في دراسة المعلوماتية الکيميائية.
• الهدف العام للبرنامج: يهدف البرنامج إلى تنمية المهارات المعلوماتية وعمق المعرفة الکيميائية لدى الطلاب المعلمين شعبة الکيمياء بکلية التربية جامعة عين شمس.
• نواتج تعلم البرنامج: في ضوء الهف العام للبرنامج تم صياغة عدد من نواتج التعلم[4] التي تعطى وصفا متوقعا للأداءات المتوقعة التي يسعى البرنامج لإکسابها للطلاب.
• مصادر التعلم: وتمثلت في بعض الفيديوهات التعليمية التي قام الباحث بتصوريها بالإضافة إلى العروض التقديمية التي تم تحميلها على صفحة المقرر على منصة Moodle التعليمية وبعض الروابط الخارجية لبعض المواقع التعليمية.

الاستراتيجيات وطرق التدريس: قام الباحث باستخدام عدد من استراتيجيات التدريس لتحقيق نواتج التعلم الخاصة بالبرنامج مثل الاستقصاء التقدمى والتعلم بالمشروعات والصف المقلوب.

أساليب التقويم: تم مراعاة التنوع في أدوات التقويم لتتضمن الاختبارات التحريرية، والأسئلة الشفوية، وملف الإنجاز، والتقدير الذاتي، وتقويم الآخرين.

المحتوى العام للبرنامج: وذلک من خلال مراجعة الأدبيات والدراسات السابقة التي تناولت المعلوماتية الکيميائية مثل دراسة کلا من (حسن وأخرون، Di Eugenio & 2021, others, 2021,  (Kim, 2021,  تم تصميم البرنامج بموضوعاته وانشطته وفق موضوعات المعلوماتية الکيميائية التي قام الباحث بإعدادها، وتم إعداد البرنامج في صورته الأولية          وعرضه على السادة المتخصصين للتحقق من صلاحيته ومدى قابليته للتطبيق وضبطه،           ومدى تحقيقه للهدف العام الذي وضع من أجله، وملائمة الزمن المحدد لتدريس البرنامج،     والدقة العلمية للمعلومات، وقد اقترح البعض تعديل صياغة عدد من نواتج التعلم، وإضافة           عدد من مصادر التعلم، وبهذا الإجراء قد تم الانتهاء من إعداد البرنامج المقترح وأصبح في صورته النهائية[5].

موضوعات البرنامج التدريبى والخطة الزمنية لتنفيذها: يوضح الجدول التالى موضوعات البرنامج والخطة الزمنية لتنفيذها.

جدول (2) موضوعات البرنامج التدريبى والخطة الزمنية لتنفيذها

ثالثًا:إعداد اختبار المهارات المعلوماتية:

يهدف هذا الاختبار إلى قياس مستوى المهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية جامعة عين شمس، وتم تحديد أبعاد الاختبار من خلال الاطلاع على الأدبيات والدراسات السابقة التي تناولت المهارات المعلوماتية مثل (عليان، 2021، الزهرانى، 2019، الجلاب، 2016)، وقد انتهى الباحث إلي خمس أبعاد لأختبار المهارات المعلوماتية وهى تحديد طبيعة المعلومات المطلوبة، واستراتيجية البحث عن المعلومات، وتقييم المعلومات ومصادرها، والإلمام بالجوانب القانونية والاجتماعية لاستخدام المعلومات، والمهارات المعلوماتية الذاتية، وتم صياغة مفردات الاختبار في صورة أسئلة مقالية قصيرة، وقد روعي الشروط الواجب توافرها في هذا النوع من الأسئلة، کما تم صياغة تعليمات الاختبار، وتم تحديد الأوزان النسبية للأبعاد الخمسة من خلال أخذ آراء مجموعة من الخبراء والمتخصصين في مجال التربية العلمية، وأعد الباحث ورقة إجابة منفصلة، ومفتاح التصحيح، وبذلک أصبح الاختبار في صورته الأولية مکونا من 17 مفردة.

وللتحقق من صدق محتوي الاختبار قام الباحث بعرض الصورة الأولية للاختبار علي مجموعة من خبراء التربية العلمية وعلم النفس لإبداء الرأي حول مدى صلاحية مفرداته، وقد قدم السادة الخبراء مجموعة من المقترحات والتي شملت تعديل صياغة بعض الفقرات، وبعد إجراء التعديلات المقترحة تم حساب معامل ثبات الاختبار من خلال تطبيقه علي مجموعة من الطلاب المعلمين شعبة الکيمياء بکلية التربية جامعة عين شمس غير مجموعة البحث بلغ عددهم 43 في 3/10/2021 ثم طبق الاختبار مرة أخرى بعد أسبوعين، وتم حساب معامل ثبات الاختبار عن طريق تطبيق معادلة الفاکرونباخ وقد بلغ معامل الثبات 0.76، مما يدل على ان الاختبار يتمتع بدرجة ثبات مناسبة وصالح للتطبيق، ولحساب زمن الاختبار تم حساب متوسط زمن إجابة جميع الطلاب المعلمين على الاختبار والذى بلغ 50 دقيقة، وبذلک أصبح الاختبار في صورته النهائية[6] کأداة صادقة وثابتة لقياس المهارات المعلوماتية ومکونًا من 15 مفرده، وقد تم إعداد مقياس متدرج لتصحيح الاختبار[7] مکون من ثلاث مستويات، وبذلک تکون الدرجة الکلية للاختبار 75 درجة، والجدول التالى يوضح أبعاد اختبار المهارات المعلوماتية.

جدول (3) أبعاد اختبار المهارات المعلوماتية

رابعًا: إعداد اختبار عمق المعرفة الکيميائية:

يهدف هذا الاختبار إلى قياس مستوى عمق المعرفة الکيميائية لدى الطلاب المعلمين شعبة الکيمياء بکلية التربية جامعة عين شمس، وتم تحديد أبعاد الاختبار من خلال الاطلاع على الأدبيات والدراسات السابقة التي تناولت عمق المعرفة الکيميائية مثل (السيد، 2020، أحمد، 2020، محمد، 2020، الباز، 2018)، وقد انتهى الباحث إلي أبعاد اختبار عمق المعرفة الکيميائية وعددها ثلاثة أبعاد وهي استدعاء جوانب التعلم المعرفية، تطبيق جوانب التعلم المعرفية، التفکير الاستراتيجي، وقد تم صياغة الأسئلة في المستوى الأول والثانى من نوع الاختيار من متعدد ذي البدائل الأربعة وتم إضافة بند لتفسير الإجابة في المستوى الثانى،  أما المستوى الثالث فقد تم إعداد الأسئلة في صورة أسئلة مقالية قصيرة عبارة عن موقف أو مشکلة والمطلوب من المتعلم الاستجابة عن طريق الکتابة أو الرسم، وقد تم تقدير درجات الاختبار کما يلى البعد الأول تم إعطاء درجة للإجابة الصحيحة وصفر للإجابة الخطأ، البعد الثانى الدرجة الکلية لکل عبارة درجتان يتم إعطاء درجة للاختيار الصحيح ودرجة لسبب الاختيار، أما البعد الثالث فقد تم إعداد مقياس تصحيح متدرج ذو تدريج ثلاثى (3- 2-1) وتم إعداد وصف لمستوى الأداء بکل مستوى من مستويات التدريج لتقدير الدرجة.  

وللتحقق من صدق محتوي الاختبار قام الباحث بعرض الصورة الأولية للأختبار على مجموعة من خبراء التربية العلمية[8] وعلم النفس لإبداء الرأي حول مدى صلاحية مفرداته، وقد قدم السادة المحکمون مجموعة من المقترحات والتي شملت إجراء بعض التعديلات على صياغة بعض المفردات وتم إجراء إعادة توزيع لبعض المفردات بين المستويات، وبعد إجراء التعديلات المقترحة من السادة الخبراء تم حساب معامل ثبات الاختبار من خلال تطبيقه علي مجموعة من الطلاب المعلمين تخصص الکيمياء بکلية التربية جامعة عين شمس غير مجموعة البحث وبلغ عددهم 43 طالب معلم في 3/10/2021 ثم طبق الاختبار مرة أخرى بعد أسبوعين، وتم حساب معامل ثبات الاختبار عن طريق تطبيق معادلة الفاکرونباخ وقد بلغ معامل الثبات 0.79، مما يدل على ان الاختبار يتمتع بدرجة ثبات مناسبة وصالح للتطبيق، ولحساب زمن إجابة الاختبار تم حساب متوسط زمن إجابة جميع الطلاب المعلمين على الاختبار والذى بلغ (55) دقيقة، وبذلک أصبح الاختبار في صورته النهائية[9] کأداة صادقة وثابتة لقياس عمق المعرفة الکيميائية مکونًا من (35) مفرده وبذلک تکون الدرجة الکلية للمقياس (60) درجة موزعة (15) درجة للمستوى الأول و (30) درجة والمستوى الثالث (15) درجة  کما هو موضح بالجدول التالى:

جدول (4) أبعاد اختبار عمق المعرفة الکيميائية

التجريب الميداني:

تم اختيار 48 طالب معلم من شعبة الکيمياء باللغة العربية کمجموعة البحث، وتم التطبيق القبلى لاختبار عمق المعرفة الکيميائية، المهارات المعلوماتية على مجموعة البحث قبليا في يوم السبت 9/10/2021، وتم رصد درجات الطلاب، وقام الباحث ببدء تطبيق البرنامج [10] على مجموعة البحث وذلک في يوم الأحد الموافق 10/10/2021، وذلک من خلال التدريب عن بعد باستخدام بعض برامج عقد المحاضرات عن بعد مثل برنامج Microsoft Teams، وقد انتهت عملية التدريب لمجموعة البحث في يوم الأحد الموافق 28/11/ 2021، وبذلک تکون عملية التدريس استغرقت أربعة أسابيع تقريبًا بمعدل لقاء واحد اسبوعيًا، وبعد الانتهاء من تدريب الطلاب المعلمين قام الباحث بإعادة تطبيق اختبار مهارات عمق المعرفة والمهارات المعلوماتية في يوم الأثنين الموافق 29/11/ 2021، وذلک لقياس النمو الحادث في مهارات عمق المعرفة والمهارات المعلوماتية.

عرض نتائج البحث: تم رصد درجات الطلاب في اختبار عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية قبل وبعد تدريس البرنامج ، وبتحليل البيانات باستخدام برنامج (SPSS) تم التوصل للنتائج التالية.

نتائج تطبيق اختبار عمق المعرفة الکيميائية:

ولاختبار صحة الفرض الأول الذي ينص على أنه: " يوجد فرق دال احصائيا عند مستوى دلالة (۰٫۰۱) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلي والبعدي لاختبار عمق المعرفة الکيميائية ککل وکل بعد من أبعاده لصالح التطبيق البعدي."، تم حساب المتوسطات والنسب المئوية والانحراف المعيارى وقيمة (ت) للمجموعات المترابطة، لحساب دلالة الفرق بين متوسطي درجات طلاب مجموعة البحث في التطبيقين القبلى والبعدى لاختبار عمق المعرفة الکيميائية ککل وکل مستوى على حدة، کما هو موضح بالجدول التالى:

جدول (5) نتائج التطبيق القبلى والتطبيق البعدي لاختبار عمق المعرفة الکيميائية

(درجات الحرية = 47)

يتضح من الجدول السابق وجود فرق دال إحصائيا عند مستوى 0.01 بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلي والتطبيق البعدي لاختبار عمق المعرفة الکيميائية ککل ولکافة مستوياته لصالح التطبيق البعدي، وتشير هذه النتيجة إلى قبول الفرض الثانى.

ولحساب حجم تأثيرEffect Size تطبيق البرنامج “d" على عمق المعرفة الکيميائية تم حساب "h2" کما هو مبين بالجدول التالى:

جدول (6) قيمة "h2" وقيمة "d" المقابلة لها ومقدار حجم التأثير لنتائج التطبيق القبلي والبعدي لاختبار عمق المعرفة الکيميائية

يتضح من نتائج الجدول السابق أن حجم تأثير تطبيق البرنامج فى تنمية عمق المعرفة الکيميائية کبير، وهذا يدل على فاعلية تطبيق البرنامج في تنمية عمق المعرفة الکيميائية.

نتائج تطبيق اختبار المهارات المعلوماتية:

لاختبار صحة الفرض الثانى الذي ينص على أنه: " يوجد فرق دال احصائيا عند مستوى دلالة (۰٫۰۱) بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلي والبعدي لاختبار المهارات المعلوماتية ککل وکل بعد من أبعاده لصالح التطبيق البعدي." تم حساب المتوسطات والنسب المئوية والانحراف المعيارى وقيمة (ت) للمجموعات المترابطة لحساب دلالة الفرق بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيقين القبلى والبعدى لاختبار المهارات المعلوماتية ککل وکل بعد على حدة، کما هو موضح بالجدول التالى:

 جدول(7)نتائج التطبيق القبلى والبعدي لاختبار المهارات المعلوماتية (درجات الحرية = 47)

يتضح من الجدول السابق وجود فرق دال إحصائيا عند مستوى 0.01 بين متوسطي درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلي والتطبيق البعدي لاختبار مهارات التعلم الذاتى ککل ولکافة مستوياته لصالح التطبيق البعدي، وتشير هذه النتيجة إلى قبول الفرض الأول.

ولحساب حجم تأثيرEffect Size تطبيق البرنامج التدريبى “d" على مهارات التعلم الذاتى تم حساب "h2" کما هو مبين بالجدول التالى:

جدول (8) قيمة "h2" وقيمة "d" المقابلة لها ومقدار حجم التأثير لنتائج التطبيق القبلي والبعدي لاختبار المهارات المعلوماتية

يتضح من نتائج الجدول السابق أن حجم تأثير تطبيق البرنامج على تنمية المهارات المعلوماتية کبير، وهذا يدل على فاعلية تطبيق البرنامج في تنمية المهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء بکلية التربية جامعة عين شمس.

مناقشة النتائج وتفسيرها:

يتضح من النتائج فاعلية تطبيق البرنامج فى تنمية عمق المعرفة الکيميائية، حيث يتضح من الشکل التالى حدوث نمو في أبعاد عمق المعرفة الکيميائية للتطبيق البعدى عن التطبيق القبلى لاختبار عمق المعرفة الکيميائية.

شکل (2) النسبة المئوية لمتوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلى والبعدى لاختبار عمق المعرفة الکيميائية

ويتضح من الشکل انخفاض مستويات عمق المعرفة الکيميائية لدى مجموعة البحث من الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء في القياس القبلى؛ ويمکن تفسير هذا الانخفاض إلى ان المقررات التي يدرسها الطلاب المعلمين بالکلية لاتساعد فى تنمية عمق المعرفة لعدم تضمينها لعدد من مواقف التعلم التي تساعد في تنمية عمق المعرفة الکيميائية لديهم فيما قبل ذلک.

وعلى العکس من ذلک، فقد أدى تطبيق البرنامج إلى تنمية عمق المعرفة الکيميائية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية شعبة الکيمياء لعدة أسباب من أهمها انه تم إعداد البرنامج في ضوء المعلوماتية الکيميائية والذى تضمن عدد من الأنشطة والمهام التي ساعدت في تقديم جوانب التعلم المعرفية بطريقة تعتمد على التعلم النشط للمتعلم وجعل المتعلم منتج للمعرفة، بالإضافة إلى مساعدة الطلاب المعلمين على تطبيق جوانب التعلم المعرفية التي تم التوصل اليها في مواقف جديدة واستخدامها في حل العديد من المشکلات الکيميائية الواقعية والحياتية، ومساعدة الطلاب المعلمين في تنمية التفکير الاستراتيجي من خلال عدد من المهام المتعلقة بهذا النوع من التفکير، بالإضافة الى عملية التقويم المستمر للوقوف على نقاط الضعف لعلاجها خلال تطبيق البرنامج.

وتتفق هذه النتائج مع نتائج عدد من الدراسات مثل دراسة (عبد الرؤوف، 2020) والتي هدفت إلى تنمية عمق المعرفة والکفاءة البحثية وممارسات التدريس المستدام لدى معلمي العلوم بالمرحلة الإعدادية باستخدام برنامج تدريبي قائم على الدمج بين بحوث الفعل واطار التعليم             من أجل التنمية المستدامة ESD والتي توصلت إلى فاعلية تطبيق البرنامج، ودراسة            (محمد، 2020) والتي استخدمت نموذج نیدهام البنائي في تدريس العلوم لتنمية عمق المعرفة العلمية ومهارات التفکير عالي الرتبة لدى تلاميذ المرحلة الإعدادية.

کما أظهرت النتائج فاعلية تطبيق البرنامج فى تنمية المهارات المعلوماتية، حيث يتضح من الشکل التالى حدوث نمو في مستوى المهارات المعلوماتية للتطبيق البعدى عن التطبيق القبلى لاختبار المهارات المعلوماتية.

شکل (3) النسبة المئوية لمتوسطات درجات مجموعة البحث في التطبيق القبلى والبعدى لاختبار المهارات المعلوماتية

ويتضح من الشکل انخفاض المهارات المعلوماتية لدى مجموعة البحث من الطلاب المعلمين بشعبة الکيمياء في القياس القبلى؛ ويمکن تفسير هذا الانخفاض إلى ان المقررات التي يدرسها الطلاب المعلمين بالکلية لاتساعد فى تنمية المهارات المعلوماتية لعدم وجود أنشطة ومهام للطلاب تساعد في تنمية المهارات المعلوماتية لديهم.

وعلى العکس من ذلک، فقد أدى تطبيق البرنامج إلى تنمية المهارات المعلوماتية لدى الطلاب المعلمين بکلية التربية شعبة الکيمياء لعدة أسباب من أهمها ان البرنامج قد ساعد في نمو الجانب المعرفى لدى الطلاب المعلمين الخاص بالمهارات المعلوماتية بالإضافة إلى وجود عدد من المهام والأنشطة التعليمية لتطبيق جوانب التعلم المعرفية التي تم اکتسابها في مواقف تعلم حقيقية تقيس مدى اکتساب الطلاب المعلمين للمهارات المعلوماتية.

وتتفق هذه النتائج مع نتائج دراسة (عليان، 2021) والتي قامت ببناء برنامج قائم على التعلم الالکترونى التشارکى لتنمية بعض مهارات البحث عن المعلومات والدافعية للتعلم لدى تلاميذ الصف السادس الابتدائى، ودراسة (شمسان، 2014) والتي هدفت إلى تحديد أثر توظيف بعض المستحدثات التکنولوجية في التدريس على تنمية مهارات البحث عن المعلومات إلکترونيا والدافعية للتعلم لدى طلبة کلية التربية بالتربية جامعة تعز.

 توصيات البحث ومقترحاته:

في ضوء النتائج التي تم التوصل إليها من خلال تطبيق هذا البحث، يوصى الباحث بضرورة الاهتمام بتنمية عمق المعرفة الکيميائية والمهارات المعلوماتية واستخدام تطبيقات المعلوماتية الکيميائية في العملية التدريبية لدى الطلاب المعلمين بکليات التربية، وذلک من خلال تضمين مجالات المعلوماتية الکيميائية في برامج إعداد المعلم قبل الخدمة بکليات التربية، بالإضافة إلى تدريبهم على المهارات المعلوماتية أثناء الخدمة من خلال استخدام المدخل الوظيفي.

ويقترح الباحث بإجراء مزيد من الأبحاث نحو استخدام برامج معده وفق المعلوماتية الکيميائية لتنمية المهارات المعلوماتية وعمق المعرفة في تدريب الطلاب المعلمين بکليات التربية  في باقى التخصصات من فيزياء وبيولوجى وعلوم، بالإضافة إلى استخدام طرق واستراتيجيات وتطبيقات أخرى لتنمية المهارات المعلوماتية وعمق المعرفة الکيميائية، بالإضافة إلى تصميم بعض البرامج التدريبية في ضوء المعلوماتية الکيميائية لتنمية عدد من جوانب التعلم المختلفة عن الموجودة بالبحث الحالى.

مراجع البحث:

أحمد، سامية جمال حسین (2020). أثر استراتيجية المکعب في تدريس العلوم على تنمية عمق المعرفة العلمية ومهارات التفکير الجمعي لدى تلاميذ المرحلة الابتدائية، المجلة التربوية کلية التربية جامعة سوهاج، 75 (7)، 1383-1414.

إسماعيل، دعاء سعيد محمود (2019). تطوير برنامج إعداد معلم الکيمياء في کليات التربية في ضوء المعلوماتية الکيميائية، المجلة المصرية للتربية العلمية، 22 (8)، 45- 97.

الباز، مروة محمد محمد (2018). فعالية برنامج تدريبي في تعليم STEM لتنمية عمق المعرفة والممارسات التدريسية والتفکير التصميمي لدى معلمي العلوم أثناء الخدمة، مجلة کلية التربية جامعة أسيوط (34) 12، 1-54.

السید، علياء على عيسى على (2020). تصميم مواد تعليمية تعاونية قائمة على المدخل العلمي لتنمية عمق المعرفة الفيزيائية ومهارات الکتابة العلمية لدى تلميذات المرحلة الإعدادية، المجلة التربوية کلية التربية جامعة سوهاج، 78 (10)، 2334-2265.

السيد، محمود رمضان. (۲۰۱۸). فعالية استخدام استراتيجية عظم السمک في تدريس البيولوجي لتدريس الصف الثاني الثانوي في تنمية العمق المعرفة البيولوجية ومهارات التفکير البصري، المجلة المصرية للتربية العلمية، ۲۱ (۹)، ۱۰۹- 146.

شمسان، عبد الکريم عبد الله أحمد (2014). أثر توظيف بعض المستحدثات التکنولوجية في التدريس على تنمية مهارات البحث عن المعلومات إلکترونيا والدافعية للتعلم لدى طلبة کلية التربية بالتربية جامعة تعز المجلة العربية للتربية العلمية والتقنية جامعة العلوم والتکنولوجيا، المجلة العربية للتربية العلمية والتقنية، جامعة العلوم والتکنولوجيا، 2، 119-136.

عبد الرؤوف، مصطفى محمد الشيخ (2020). برنامج تدريبي قائم على الدمج بين بحوث الفعل وإطار التعليم من أجل التنمية المستدامة ESD وأثره في تنمية عمق المعرفة والکفاءة البحثية وممارسات التدريس المستدام لدى معلمي العلوم بالمرحلة الإعدادية، مجلة کلية التربية جامعة بنها،31 (123)، 155- 279.

عليان، الشيماء سيد (2021). برنامج قائم على التعلم الإلکترونى التشارکى لتنمية بعض مهارات البحث عن المعلومات والدافعية للتعلم لدى تلاميذ الصف السادس الابتدائى، مجلة کلية التربية جامعة اسيوط، 37 (1)، 175-209.

الفيل، حلمي محمد. (۲۰۱۸). برنامج مقترح لتوظيف أنموذج التعلم القائم على السيناريو (SBL) في التدريس وتأثيره في تنمية مستويات عمق المعرفة وخفض التجول العقلي لدى طلاب کلية التربية النوعية جامعة الإسکندرية، مجلة کلية التربية جامعة المنوفية،۳۳ (۲)، ۲- 66.

محمد، کريمة عبد الله محمود (2020). استخدام نموذج نیدهام البنائي في تدريس العلوم لتنمية عمق المعرفة العلمية ومهارات التفکير عالي الرتبة لدى تلاميذ المرحلة الإعدادية، المجلة التربوية کلية التربية جامعة سوهاج، 76 (8)، 1047-1125.

Alexandervich, Nastia & Prasad, Prabhu. (2020). Impact of bioinformatics and cheminformatic.

Al-Ghadouni, Abdullah Bin Mohamed. (2021). Critical Thinking: Components, Skills, and Strategies. Revista Argentina de Clinica Psicologica. 30. 1-6. 10.24205/03276716.2020.4000.

Barber, Jodi. (2018). Integrating Technology: Depth of Knowledge and Conceptual Understanding. Science Scope. 041. 10.2505/4/ss18_041_09_76.

Boyles, N.. (2016). Pursuing the depths of knowledge. 74. 46-50.

Bruce, Christine. (2020). Information Literacy as a Catalyst for Educational Change. A Background Paper.

Cho, Kyuil & Kim, Insook & Oh, Daekyun & Kim, Mijoo (2020). Teaching Pickleball with In-Depth Content Knowledge in Middle School Physical Education. Journal of Physical Education, Recreation & Dance. 91. 10.1080/07303084.2020.1798309.

Crary, Sarah (2021). Secondary Teachers' Perceptions on Collaboration and Teaching Information Skills. School Libraries Worldwide. 48-65. 10.29173/slw8242.

Desmarchelier, Renee. (2020). Indigenous knowledges and science education: Complexities, considerations and praxis.

Eisenberg, Michael. (2018). Information Literacy: Essential Skills for the Information Age. DESIDOC Journal of Library & Information Technology. 28. 39-47. 10.14429/djlit.28.2.166.

Garay-Ruiz, Diego & Bo, Carles. (2021). Human-Readable SMILES: Translating Cheminformatics to Chemistry. 10.26434/chemrxiv.14230034.

Georgieva, Margarita & Mostert, Jacques. (2017). Developing Depth of Knowledge in ESL Through Experiential Learning.

Guha, Rajarshi & Willighagen, Egon. (2020). Learning cheminformatics, Journal of Cheminformatics. 12. 4. 10.1186/s13321-019-0406-z.

Guha, Rajarshi. (2019). Implementing cheminformatics. Journal of Cheminformatics. 11. 12. 10.1186/s13321-019-0333-z.

Haixia, Li & Shlangman, M.. (2021). Information skills of a modern teacher. 74-79. 10.38006/00187-081-4.2021.74.79.

Haixia, Li & Shlangman, M.. (2021). Information skills of a modern teacher. 74-79. 10.38006/00187-081-4.2021.74.79.

Hanzalah, Mohamed Nor (2021). Critical Thinking Skills in Education: A Systematic Literature Review. International Journal of Research in Business and Social Science (2147-4478). 11,2021. 2222-6990. 10.6007/IJARBSS/v11-i11/11529.

Kim, Insook. (2020). Evidence-Based Practices for Developing In-Depth Content Knowledge of Physical Education Teachers. International Journal of Kinesiology in Higher Education. 5. 1-14. 10.1080/24711616.2020.1769515.

Kranz, Johann & Haeussinger, Felix. (2013). Information Security Awareness: Its Antecedents and Mediating Effects on Security Compliant Behavior. International Conference on Information Systems (ICIS 2013): Reshaping Society Through Information Systems Design. 3.

Landøy, Ane & Popa, Daniela & Repanovici, Angela. (2020). Basic Concepts in Information Literacy. 10.1007/978-3-030-34258-6_3.

Lloyd, Annemaree. (2017). Information literacy and literacies of information: A mid-range theory and model. Journal of Information Literacy. 11. 91. 10.11645/11.1.2185.

Mannucci, Pier Vittorio & Yong, Kevyn. (2017). The Differential Impact of Knowledge Depth and Knowledge Breadth on Creativity over Individual Careers. Academy of Management Journal. 61. amj.2016.0529. 10.5465/amj.2016.0529.

Mcilwain, Doris & Sutton, John. (2014). Methods for Measuring Breadth and Depth of Knowledge.

Meador, Derrick. (2020) "How Depth of Knowledge Drives Learning and Assessment." ThoughtCo, thoughtco.com/how-depth-of-knowledge drives-learning-and-assessment-3194253.

Meijer, Dirk. (2012). Meijer D. K. F. (2012). The Information Universe. On the Missing Link in Concepts on the Architecture of Reality. Syntropy Journal, 1, pp 1-64.. Syntropy Journal. pp 1-64..

Micheli, Alessio & Podda, Marco. (2022). Deep Learning in Cheminformatics. 10.1142/9781800610941_0006.

Morin, Émilie. (2019). On the importance of the relationship to knowledge in science education. Cultural Studies of Science Education. 14. 10.1007/s11422-018-9881-1.

Mugambi, Wallace & Phillips, Julie & Barr, Hugh. (2017). Analysing the cognitive rigor of interprofessional curriculum using the Depth of Knowledge framework. Journal of Interprofessional Care. 31. 1-4. 10.1080/13561820.2017.1310718.

Mupezeni, Sure & Kriek, Jeanne. (2018). Out-of-school Activity: A Comparison of the Experiences of Rural and Urban Participants in Science Fairs in the Limpopo Province, South Africa. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education. 14. 10.29333/ejmste/92041.

Nantasenamat, Chanin. (2021). An Introduction to Chemometrics and Cheminformatics. 10.1002/9781119681397.ch4.

Pérez, Malena & Izquierdo, Norberto. (2020). Information skills among teachers of the University of Medical Sciences of Havana. 19.

Qiu, Han-Yue & Clausen, Rasmus & He, Yun & Zhu, Hai-Liang. (2021). Artificial Intelligence and Cheminformatics-Guided Modern Privileged Scaffold Research. Current Topics in Medicinal Chemistry. 21. 10.2174/1568026621666210512020434.

Rasul, Azhar. (2020). Prologue: Cheminformatics and Its Applications. 10.5772/intechopen.92650.

Roy, Kunal. (2021). Chemometrics and Cheminformatics in Aquatic Toxicology. 10.1002/9781119681397.

Sanches, Tatiana. (2020). Information skills and library knowledge for higher education teachers. 10.4995/HEAd20.2020.11027.

Skowronek, Stephen & Dearborn, John & King, Desmond. (2021). Depth in Knowledge. 10.1093/oso/9780197543085.003.0008.

Thareja, Rakhi & Singh, Jyoti & Bansal, Prerna. (2021). Computational tools in cheminformatics. 10.1016/B978-0-12-821748-1.00012-9.

Wiedemer, Joseph & Berkey, Franklin & Adams, Jonathan & Rainey, Peter. (2018). ‘Skill‐of‐the‐week’ teaches informal skills. Medical Education. 52. 1206-1207. 10.1111/medu.13721.

Willighagen, Egon & Jeliazkova, Nina & Guha, Rajarshi. (2019). Journal of Cheminformatics, ORCID, and GitHub. Journal of Cheminformatics. 11. 10.1186/s13321-019-0365-4.

Wishart, David. (2016). Introduction to Cheminformatics. 10.1002/0471250953.bi1401s53.