استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تدريس وحدة مكونات الدوائر الكهربائية لتنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي

     مركزأ.د/ أحمد المنشاوى

     للنشر العلمى والتميز البحثى

        (مجلة كلية التربية)

       =======

استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تدريس وحدة مكونات الدوائر الكهربائية لتنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي

إعــــــــــــــــــــــداد

أ.م.د /إيمان أحمد عبد الله أحمد

الأستاذ المساعد بقسم المناهج وطرق التدريس وتكنولوجيا التعليم

كلية التربية – جامعة السويس

eaaahmed@hotmail.com

   }المجلد الواحد والأربعون– العدد الثالث –  مارس 2025م{

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

• ملخص البحث:

هدف البحث الحالي إلى تنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية بوحدة     (مكونات الدوائر الكهربائية)، والمقررة على طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، خلال الفصل الدراسي الأول من العام الدراسي 2023/2024م، وكذلك التحقق من أثر إستراتيجية  البنتاجرام في تنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية المتضمنة بالوحدة، وفي ضوء ذلك تم إعداد دليل للمعلم لتدريس الوحدة في ضوء إستراتيجية  البنتاجرام، ودليل للطالب لتنفيذ المهام التعليمية المختلفة وفق إستراتيجية  البنتاجرام، واختبار المفاهيم الكهربائية، واختبار حل المسائل الكهربائية المتضمنة بالوحدة.

وتكونت عينة البحث من (60) طالبًا بالصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء بشعبة (فني تركيبات) بمدرسة المستقبل الثانوية الصناعية العسكرية بنين نظام الثلاث سنوات، قسمت بالتساو إلى مجموعتين إحداهما تجريبية درست بإستراتيجية البنتاجرام، والأخرى ضابطة درست بطريقة التعلم السائدة، وتم تطبيق أدوات القياس قبليًا، وبعديًا على مجموعتي البحث.

وتوصلت النتائج إلى وجود فروق دالة إحصائيًا عند مستوى (0.01) بين متوسطات درجات طلاب المجموعة التجريبية والضابطة في التطبيقين البعدي على كلًا من اختبار المفاهيم الكهربائية، واختبار حل المسائل الكهربائية، لصالح المجموعة التجريبية، مما يدل على فاعلية إستراتيجية البنتاجرام، ويوصي البحث بأهمية تدريب معلمي التعليم الثانوي الصناعي على استخدمها في تدريس المواد المختلفة.

الكلمات المفتاحية: إستراتيجية البنتاجرام- المفاهيم الكهربائية– مهارات حل المسائل الكهربائية- طلاب التعليم الثانوي الصناعي.

Using the Pentagram Strategy in Teaching the Unit of Electrical Circuit Components to Develop Concepts and Problem-Solving Skills among Industrial Secondary Education Students

Eman Ahmed Abdullah Ahmed

Assistant Professor, Department of Curricula, Teaching Methods and Educational Technology

Faculty of Education - Suez University

eaaahmed@hotmail.com      

Abstract:

• The current research aims to develop the concepts of electrical engineering and the skills of solving electrical problems in the third wall unit (components of electrical circuits) prescribed for first-year industrial secondary school students, specializing in electricity, during the first semester of the academic year 2023/2024 AD, as well as verifying the effect of the Pentagram strategy in developing the concepts and skills of solving electrical problems included in the unit. Considering this, a teacher's guide was prepared to teach the unit considering the Pentagram strategy, a student's guide to implement various educational tasks according to the Pentagram strategy, and a test of electrical concepts and a test of solving electrical problems included in the unit.
• The research sample consisted of (60) first-year students specializing in electricity in the (Installation Technician) department at Al-Mostaqbal Industrial Secondary School for Boys, three-year system, divided equally into two groups, one experimental, studied using the Pentagram strategy, and the other a control group, studied using the prevailing learning method. Pre- and post-measurement tools were applied to the two research groups.
•  The results showed that there were statistically significant differences at the level (0.01) between the average scores of the students of the experimental and control groups in the post-applications of both the electrical engineering concepts test and the electrical problem-solving test, in favor of the experimental group, which indicates the effectiveness of the pentagram strategy. The research recommends the importance of training industrial education teachers to use it in teaching different subjects.
• Keywords: Pentagram strategy - electrical concepts - electrical problem-solving skills - industrial secondary education students.

• المقدمة:

يُعد التعليم الفني المؤسسة التربوية الأولى المعنية بتوفير القوى العاملة المدربة والمؤهلة لمختلف المؤسسات، والشركات، والمصانع، لتحقيق التقدم والتنمية للمجتمع في مختلف المجالات الصناعية، والتجارية والزراعية وغيرها من المجالات، حتى تتمكن من أن تكون من المجتمعات المنتجة.

ولذلك يُعد مشروع التعليم الفني(2) من المشاريع التي أقرتها وزارة التربية والتعليم والتعليم الفني بمصر لتطوير التعليم الفني وتحسين مخرجاته، لتواكب احتياجات سوق العمل، والذي اعتمد في تطوره على الجدارات المهنية ويتم فيها الدراسة بنظام الوحدات الدراسية التي تعتمد على الربط بين الجانب النظري والمهارات العملية، وكذلك الربط بين مختلف مواد التخصص، وتتضمن الجدارات المهنية أساليب تقويم جديدة ترتبط بالأداءات الفعلية للطالب من خلال ملفات الإنجاز خاصة بكل طالب، والتي يشرف عليها أيضًا محكمين خارجيين، لضمان كفاءة التقييم.

ويُعد تخصص الهندسة الكهربائية من التخصصات التي تلقى إقبالًا كبيرًا من الطلاب سواء في المدارس المهنية أو كليات الهندسة، ومن أجل إعداد هذه الكوادر الفنية ينبغي أن يمتلك طلاب الهندسة الكهربائية في مدارس التعليم الثانوي الصناعي والكليات، الجدارات المتعلقة بالعمل في الهندسة الكهربائية، بما يساعد على بناء تفكيرهم الإبداعي، والتفكير المنهجي، وقدرات حل المشكلات الفنية لديهم. (Chin-Wen, Ying-Ju, Yu-Hsiang, Bo-Siang, Wei-Sho, I-Chi, I-Min,2023, pp.2-4)

وتُعد وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) من الوحدات المهنية المقررة على طلاب الصف الأول من التعليم الثانوي الصناعي، تخصص الكهرباء (فني التركيبات)، وتهدف هذه الوحدة إلى إكساب الطلاب المفاهيم الكهربائية الأساسية المرتبطة بالدوائر الكهربائية البسيطة، وتطبيق تلك المفاهيم في إجراء التجارب العملية وحل المسائل الكهربائية المتضمنة لها، وتمثل هذه الوحدة أهمية كبيرة لباقي الوحدات الدراسية بنفس التخصص في المراحل التالية، لما تتضمنه من مفاهيم كهربائية ومهارات أساسية تبنى عليها الجدارات التالية.

_________________________

اتبع البحث الحالي نظام توثيق جمعية علم النفس الأمريكية "APA “American Psychology Association Style الإصدار السابع (7. (APA Ver، مع كتابة الأسماء العربية (الأول والأخير، السنة، الصفحة).

وتتضمن الوحدة مجموعة من المفاهيم الكهربائية الأساسية مثل: الشحنة، والتيار، والجهد الكهربائي، والدائرة الكهربائية، والمقاومة الكهربائية، والمقاومة النوعية، والحمل الكهربائي، والتيار المتغير، والتيار المستمر، وغير ذلك من المفاهيم الأساسية التي يعتمد عليها تخصص الكهرباء، بالإضافة إلى مجموعة من التجارب العملية، التي يتوصل من خلالها الطالب إلى     تلك المفاهيم، والقوانيين التي توضح العلاقات بينها، وكذلك والمسائل الكهربائية التطبيقية المرتبطة بها.

ويشير حاتم عبد العاطي (2018، 34(أن المفاهيم الكهربائية مفاهيم مجردة، يصعب تعلمها، وأن الفهم الصحيح لتلك المفاهيم، وتصحيح الخاطئ منها يساعد على تنمية المهارات العملية الكهربائية لدى الطلاب، مما يساعد على وجود فني على درجة عالية من المهارة العملية.

وتمثل تلك المفاهيم الأساسية في الكهرباء نقطة التقاء ليس في تخصصات الكهرباء كالقوى الكهربائية  والآلات الكهربائية  وفني التركيبات فقط، بل في العديد من التخصصات الأخرى كالإلكترونيات، وقد أتفق كلًا من الدراسات الآتية (Baptista & Martins, 2023)، (Beheshti,2017)، وعلى عبدالجليل، وعاصم عمر، وأيمن حسين(2019)، (Berry,2015) ، وحاتم عبد العاطي(2018)، وحسن خليفة (2015)، (Goris,2012) ، (Sangam,2012) ، أن الطبيعة غير المرئية للكهرباء، وتدفق الالكترونيات غير الملاحظ عبر الأسلاك قد يسبب صعوبة، وإشكالية في فهمها لدى الطلاب، ويسبب أيضا الكثير من الفهم الخاطئ للمفاهيم الكهربائية الأساسية.

لذلك تناولت العديد من الدراسات تنمية المفاهيم الكهربائية لدى الطلاب مثل: دراسة (Becerra, Vargas, Suárez, & Mora Ley,2023) والتي توصلت إلى فاعلية التعلم النشط وموارد الإنترنت في تنمية المفاهيم الكهربائية ذات التيار المباشر لدى الطلاب، كما بينت دراسة (Chin-Wen et al ,2023) فاعلية إستراتيجيات تعليمية موجهة نحو الكفاءة في تنمية المفاهيم الكهربائية لدى الطلاب، كذلك أسفرت دراسة (Sauvey,2022) فاعلية النمذجة عن بُعد باستخدام الحاسوب في تنمية المفاهيم الكهربائية، لطلاب السنة الأولى في المعهد الجامعي للتكنولوجيا بفرنسا، كما توصلت دراسة (Kalimaya, Feranie, & Agustin,2021) إلى فاعلية التدريس المبني على نظرية الذكاءات المتعددة في تحصيل الطلاب لمفاهيم الدائرة الكهربائية، وكذلك أكدت دراسة (علي سيد عبد الجليل، وآخرون،2019) فاعلية استخدام الطريقة المعملية المعززة بالوسائط المتعددة في تنمية المفاهيم الكهربائية  العلمية لدي طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي تخصص كهرباء، بالإضافة إلى دراسة (Beheshti,2017) والتي بينت فاعلية المحاكاة في تنمية المفاهيم الكهربائية الأساسية لدى الطلاب.

ويتضح من الدراسات السابقة استخدمها عديد من الإستراتيجيات والأدوات التقنية لتنمية المفاهيم الكهربائية مثل: التعلم النشط وموارد الإنترنت، وإستراتيجيات تعليمية موجهة نحو الكفاءة، والمحاكاة الرقمية، والنمذجة عن بُعد باستخدام الحاسوب، والتدريس المبني على نظرية الذكاءات المتعددة، والطريقة المعملية المعززة بالوسائط المتعددة.

كما تتضمن وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) مجموعة كبيرة من القوانين الكهربائية الأساسية مثل: قانون أوم، وقوانيين كيرشوف لحساب التيار والجهد وقوانيين حساب القدرة، وحساب المقاومة في دوائر التوصيل المختلفة (التوالي، والتوازي، والتضاعف)، وما يتضمنه ذلك من مسائل تطبيقية على تلك العلاقات بين المفاهيم المختلفة، والتي يتطلب حلها تنمية قدرة الطلاب على حل المسائل الكهربائية، أو ما يُعرف بحل المشكلات.

وتعد مهارات حل المسائل بشكل عام أمرًا بالغ الأهمية، فهي أحد أهم المهارات التي يجب أن يتعلمها الطلاب بمختلف مراحل التعليم، فهي من اهم مواضيع التعليم، ومن أهم عوامل النجاح الأكاديمي والوظيفي فيما بعد (Miller,2023, 26)،

وتشير مهارات حل المسائل الكهربائية إلى قدرة الطالب على فهم وتحليل المشكلات الكهربائية، وكيفية تطبيق القوانيين والمبادئ والقواعد الكهربائية للوصول إلى حلول صحيحة ودقيقة، ويتم ذلك من خلال تمكن الطالب من مجموعة من القدرات العقلية والمعرفية مثل القدرة على التفكير النقدي والمنطقي.

وتظهر أهمية مهارات حل المسائل الكهربائية في تنمية قدرة الطلاب على تصميم الدوائر الكهربائية، وكذلك في حل المشكلات الفنية التي قد تحدث في الدائرة الكهربائية، فمن خلالها يتمكن الطلاب من فهم السلوك لمختلف العناصر، والمفاهيم الكهربائية داخل الدوائر الكهربائية المختلفة.

وهناك العديد من الدراسات التي تناولت تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى الطلاب في التعليم الثانوي الصناعي والهندسي مثل: دراسة (Becerra et al,2023) والتي توصلت إلى فاعلية التعلم النشط وموارد الإنترنت في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية، لدى الطلاب في إحدى الجامعات الخاصة في بوغوتا (كولومبيا)، وكذلك توصلت دراسة (Chin-Wen et al.,2023) إلى فاعلية إستراتيجيات تعليمية موجهة نحو الكفاءة في تنميه مهارة حل المشكلات في وحدة الدوائر الكهربائية لدى طلاب المدرسة الثانوية المهنية، بينما أكدت دراسة (Sauvey,2022) على فاعلية النمذجة عن بُعد باستخدام الحاسوب في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى  الطلاب بالمدرسة المهنية.

ويوضحAlgarni,2021,34)) أنه غالبًا ما يواجه الطلاب بتخصص الهندسة الكهربائية صعوبة وتحديات في مواقف العمل الحقيقية، نظرًا لضعف قدرتهم على تطبيق المعرفة المفاهيمية ومهارات حل المشكلات والمسائل الكهربائية لديهم.

وكذلك يؤكد (Kollöffel, 2013,379)، و(Beheshti,2017,191) أن تنمية المفاهيم ومعالجة الفهم الخاطئ بها، وفهم العلاقة بين تلك المفاهيم وبعضها وما يرتبط بها من قوانيين، وكذلك تنمية قدرة الطلاب على تطبيق المعرفة المفاهيمية وحل المسائل الكهربائية، لا يتحقق في التعليم التقليدي، وأن ذلك بحاجه إلى إستراتيجيات   تدريس حديثة تعزز فرص الفهم الصحيح للمفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى الطلاب.

ومن الإستراتيجيات الحديثة التي تدعم التعلم النشط، وتحمل الطلاب مسئولية تعلمهم، إستراتيجية البنتاجرام أو ما تعرف بالنجمة الخماسية، وتعتمد هذه الإستراتيجية على بحث الطالب عن المعارف، والتخطيط لأداء المهام وحل المشكلات التعليمية المختلفة، من خلال إتاحة الفرصة لترتيب وتنظيم المعلومات، والمفاهيم الجديدة، وتطبيقها وتقييمها، مما يحقق الفهم الصحيح والعميق للمفاهيم والعلاقات بينها.

وتتضح أهمية إستراتيجية البنتاجرام في تحفيز الطلاب للبحث عن المعرفة، والتوصل إليها، كما أنها تنمي مهارات التفكير المختلفة لدى الطلاب مثل التفكير الناقد والتحليلي، ومهارات حل المشكلات، وتنمي روح التعاون والعمل في فريق، وتعمل على تبادل الخبرات بين الطلاب (Ghayad, Zaki, & Al-Shenjar, 2018, p.30)،

حيث تساعد البنتاجرام المتعلمين على تكوين بنية معرفية سلوكية من خلال مراحلها الخمس التي تتمثل في: (المعرفة، والتخطيط، واتخاذ القرار، والتطبيق، والتقويم)، مما يدعم العملية التعليمية، وييسر إتمام المهام التعليمية، ويساهم في حل المشكلات.. (Al-Gabry et al, 2023,395).

ومن الدراسات التي استخدمت إستراتيجية  البنتاجرام في تدريس المقررات المختلفة وأكدت فاعليتها دراسة  (Al-Gabry et al, 2023)  ، ودراسة  (Al-Saadi, & Al-Rubaie,2023) ، ودراسة (أسماء عبد العزيز، وسلوى عبد العزيز، 2023)، ودراسة (عبد المعز القلعاوي،2023)، ودراسة (ريناد الحراشة، وكوثر الحراشة، (2023، ودراسة (سوسن مدحت،2023)، ودراسة (شرين خليل،2022)، ودراسة Adel & Ibrahim,2021))، ودراسة (رانيا عمر،2021)، ودراسة (شيماء الحديدي،2021)، ودراسة (ياسر خليف، حميد المالكي، (2021، ودراسة (عبير محسن،2021)، ودراسة (مها نوير،2021)، ودراسة (أحمد كمال،2021)، ودراسة (هبة علام، ومروة العدوي،2020).

ويلاحظ من الدراسات السابقة أنها تمت على مقررات مختلفة مثل الكيمياء، والأحياء، والفيزياء، ومبادئ البحث التربوي، والدراسات الاجتماعية، والجغرافيا، والاقتصاد المنزلي، وتناولت تنمية مهارات مختلفة مثل مهارات إدارة المعرفة التاريخية، والاستدلال الجغرافي والتاريخي، ومهارات البحث العلمي، وتحسين الدافعية للتعلم، ومهارات الفهم العميق بمقرر التاريخ، ومهارات الاستدلال النحوي، ومهارات التفكير المستدام، ومهارات حل المشكلات الجغرافية، ومهارات التفكير التحليلي، والتفكير المستقبلي، وطبقت على عينات مختلفة مثل الطلاب المعلمين، وتلاميذ المرحلة الإعدادية والثانوية، ولم تتناول أي من هذه الدراسات المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.

لذلك وفي ضوء العرض السابق تتضح أهمية تنمية المفاهيم الكهربائية، ومهارات حل المسائل الكهربائية، وكذلك أهمية الكشف عن فاعلية استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.

• مشكلة البحث:

نبع شعور الباحثة بمشكلة البحث من خلال ما يلي:

أولًا: من خلال عمل الباحثة المتمثل في الإشراف على التدريب الميداني لطلاب كلية التكنولوجيا والتعليم في مختلف مدارس التعليم الصناعي بمحافظة السويس، قد لاحظت الباحثة الاعتماد على الطرق التقليدية في تدريس الجوانب النظرية، وكذلك عدم الاستعانة بأي وسائل تكنولوجية في التدريس، وتبين للباحثة من خلال المقابلات مع بعض المعلمين بتخصص الكهرباء، وعددهم (15) معلمًا ومعلمة بمدارس التعليم الثانوي الصناعي بالسويس، وعدد (2) من موجهي الكهرباء تبين الآتي:

• أن (87%) من المعلمين يستخدم طريقة التدريس السائدة المحاضرة في تدريس الجوانب النظرية.
• أن (83%) من المعلمين لا يتمكن من استخدام أدوات ووسائل تكنولوجية في التدريس لعدم توفرها.
• أن (73%) من برامج التدريب تتم على الجانب الأكاديمي، ولا تتناول استراتيجيات التدريس الحديثة المناسبة للتخصص.

ثانيًا: من خلال الاطلاع على نتيجة الصف الأول بشعبتي (الآلات الكهربائية، والقوى الكهربائية) في هذه الوحدة الجدارية (مكونات الدوائر الكهربائية)، في (4) من مدارس التعليم الثانوي الصناعي بمحافظة السويس، والتي تحتوي على ما يقرب من (240) طالبًا وطالبة تقريبًا بتخصص الكهرباء، وجد أن ما يقرب من (35%) من الطلاب لا يجتازون الوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) من أول مرة، ويتم إعادة اختبارها مرة أخرى.

ثالثًا: من خلال الاطلاع على الدراسات السابقة التي تناولت المفاهيم الكهربائية مثل: (Baptista & Martins, 2023)، (Beheshti,2017)، (Berry,2015)، وعلى عبدالجليل، وأخرون(2019)، وحاتم عبد العاطي(2018)، وحسن خليفة(2015)، (Goris,2012) ، والتي اتفقت على وجود العديد من الاعتقادات الخاطئة لدى الطلاب في المفاهيم الكهربائية الأساسية مثل: استخدام الطلاب غير الواضح لمصطلحات مثل الكهرباء والتيار الكهربائي، والكهرباء والطاقة، والجهد والشحنة، واعتبار البطارية مصدر تيار ثابت وهذا يدل على الخلط بين التيار الكهربائي والجهد،  وفرق الجهد، وعدم القدرة على التمييز بين التيار الكهربائي والكهرباء، بالإضافة إلى اعتبار الطلاب البطارية كمصدر جهد ثابت وكان لديهم صعوبات في فهم مفهوم  الدائرة الكهربائية، والمقاومة ودورها في الدائرة.

ثالثًا: من خلال الاطلاع على الدراسات السابقة التي أكدت وجود قصور لدى الطلاب في مهارات حل المسائل الكهربائية وتناولت تنميتها لدى الطلاب مثل: دراسة (Becerra et al,2023).، ودراسة (Chin-Wen et al,2023)، ودراسة (Sauvey,2022)، ودراسة Algarni,2021)).

رابعًا: بالإضافة إلى الاهتمام بالاتجاهات الحديثة والطرق الحديثة في التدريس، ومنها ما تقترحه الباحثة في البحث الحالي، وهي إستراتيجية  البنتاجرام، ويدعم ذلك الدراسات التي أكدت على فاعلية إستراتيجية  البنتاجرام في تدريس المقررات المختلفة، وتنمية المهارات المختلفة مثل: دراسة  (Al-Gabry, et al.,2023) ، ودراسة  (Al-Saadi,  Al-Rubaie,2023)، ودراسة (أسماء عبد العزيز، وسلوى عبد العزيز، 2023)، ودراسة (عبد المعز القلعاوي،2023)، ودراسة (ريناد الحراشة، وكوثر الحراشة، (2023، ودراسة (سوسن مدحت،2023)، ودراسة (شيرين خليل،2022)، ودراسة Adel & Ibrahim,2021))، ودراسة (رانيا عمر،2021)، ودراسة (شيماء الحديدي،2021)، ودراسة (ياسر خليف، حميد المالكي، (2021، ودراسة (عبير محسن،2021)، ودراسة (مها نوير،2021)، ودراسة (أحمد كمال،2021)، ودراسة (هبة علام و مروة العدوي،2020).

ومما سبق تتضح مشكلة البحث الحالي في وجود ضعف في مفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الصف الأول من التعليم الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، والحاجة إلى تنمية تلك المفاهيم والمهارات من خلال استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تدريس وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، وقياس أثرها في تنمية مفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء وبذلك تتبلور مشكلة البحث في السؤال الرئيس الآتي: -

كيف يمكن استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تدريس وحدة " مكونات الدوائر الكهربائية" لتنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟

ويتفرع من هذا السؤال الرئيس الأسئلة الآتية:

1. ما المفاهيم الكهربائية اللازم تنميتها لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟
2. ما مهارات حل المسائل الكهربائية اللازم تنميتها لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟
3. ما صورة وحدة " مكونات الدوائر الكهربائية" باستخدام إستراتيجية البنتاجرام لتنمية مفاهيم، ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟
4. ما أثر استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تنمية المفاهيم الكهربائية بوحدة مكونات الدوائر الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟
5. ما أثر استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية بوحدة مكونات الدوائر الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟

• أهداف البحث: -

هدف البحث الحالي إلى:

1. تنمية بعض مفاهيم الهندسة الكهربائية، ومهارات حل المسائل الكهربائية، لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص" الكهرباء.
2. الكشف عن أثر إستراتيجية البنتاجرام في تنمية بعض مفاهيم، ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء.

• أهمية البحث:

يفيد البحث الحالي الطلاب والمتخصصين التربويين ومعلمي التعليم الثانوي الصناعي بالآتي:

1. يقدم لمعلمي التعليم الثانوي الصناعي وأعضاء هيئة التدريس في مجال مناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي، نموذجًا للتدريس باستخدام إستراتيجية البنتاجرام، يمكن استخدامه في تدريس بعض مواد التخصص المناسبة.
2. يزود معلمي التعليم الثانوي الصناعي، والباحثين بمجال المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي، بقائمة بالمفاهيم الكهربائية اللازم تنميتها لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي تخصص الكهرباء.
3. يزود معلمي التعليم الثانوي الصناعي، والباحثين بمجال المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي بقائمة بمهارات حل المسائل الكهربائية اللازم تنميتها لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي تخصص الكهرباء.
4. يفتح المجال أمام الباحثين بمختلف التخصصات لإجراء بحوث متعددة على استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تدريس المقررات التخصصية المناسبة لها.

• فروض البحث:

تمثلت فروض البحث كالآتي:

1. لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية، وطلاب المجموعة الضابطة في التطبيق البعدي على اختبار المفاهيم الكهربائية.
2. لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي، والبعدي على اختبار المفاهيم الكهربائية.
3. لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية، وطلاب المجموعة الضابطة في التطبيق البعدي على اختبار حل المسائل الكهربائية.
4. لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي، والبعدي على اختبار حل المسائل الكهربائية.

• حدود البحث:
• اقتصر البحث الحالي على:

1. وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) المقررة على طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، لاشتمالها على العديد من المفاهيم الكهربائية الأساسية التي تعد الضرورية في تخصص الكهرباء وبعض التخصصات الأخرى، واشتمال الوحدة على العديد من القوانيين والمسائل الكهربائية.
2. المفاهيم الكهربائية المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية).
3. مهارات حل المسائل الكهربائية المرتبطة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)،
4. عينة من طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء من مدرسة المستقبل الثانوية الصناعية العسكرية، خلال الفصل الدراسي الأول من العام الدراسي (2023/2024).

• منهج البحث:

يعتمد البحث الحالي على المنهج التجريبي في اختبار صحة الفروض، والتعرف على  أثر المتغير المستقل، وهو إستراتيجية البنتاجرام على المتغيرات التابعة المتمثلة في           (المفاهيم الكهربائية، ومهارات حل المسائل الكهربائية)، وذلك لملاءمته لمشكلة البحث الحالي.

• التصميم شبه التجريبي للبحث:

في ضوء المتغير المستقل والمتغيرات التابعة يتضح التصميم شبه التجريبي للبحث الحالي من الجدول (1).

جدول (1):

التصميم شبه التجريبي للبحث

• أدوات البحث (من إعداد الباحثة):
• وتتمثل في:

أولًا: أدوات جمع المعلومات:

1. استبانة لتحديد المفاهيم الكهربائية المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية).
2. استبانة لتحديد مهارات حل المسائل الكهربائية.

ثانيًا: مواد المعالجة التجريبية:

• دليل للمعلم الإرشادي لتدريس وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) باستخدام إستراتيجية البنتاجرام.
• كتيب الأنشطة والتدريبات للطالب والذي يوضح كيفية الدراسة وفق إستراتيجية البنتاجرام.

ثالثًا: أدوات القياس:

1. اختبار المفاهيم الكهربائية المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية).
2. اختبار حل المسائل الكهربائية المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية).

• مصطلحات البحث:

   يلتزم البحث الحالي بالتعريفات الآتية لمصطلحات البحث:

• إستراتيجية البنتاجرام:

تُعرف إجرائيًا في البحث الحالي بأنها: مجموعة من الخطوات المنظمة والمتسلسلة التي يقوم بها المعلم بمشاركة طلابه، وتتمثل في: المعرفة، والتخطيط، واتخاذ القرار، والتطبيق، والتقويم، وتعتمد على تقسيم الطلاب إلى مجموعات تعلم صغيرة، لتنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) المقررة على طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء.

• المفاهيم الكهربائية:

تُعرف إجرائيًا في البحث الحالي بأنها: هي مجموع السمات أو الصفات المشتركة بين مجموعة من الظواهر والحقائق العلمية التي ترتبط بأساسيات الهندسة الكهربائية، والتي يطلق عليها اسم أو لفظ مثل: المقاومة الكهربائية، والتيار الكهربي، والجهد الكهربي، والتي يتم تنميتها باستخدام إستراتيجية البنتاجرام، ويقاس تمكن الطالب منها بدرجته على اختبار المفاهيم الكهربائية المعد من قبل الباحثة.

• مهارات حل المسائل الكهربائية:

وتُعرف إجرائيًا في البحث الحالي بأنها: مجموع المهارات اللازمة لحل المسائل الكهربائية المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، والمقررة على طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، والتي تمكن الطلاب من فهم، ورسم، وتحليل المسألة الكهربائية، وتحديد المعطيات الواردة والمفقودة بها، والتخطيط لإيجادها، وتنفيذ العمليات الحسابية لإيجادها، والتي يتوقع أن يمتلكها الطالب بعد دراسة الوحدة باستخدام إستراتيجية البنتاجرام، ويتم تحديد مدى ما يمتلكه الطالب منها من الدرجة التي يحصل عليها على اختبار مهارات حل المسائل الكهربائية  المعد من قبل الباحثة في هذه الوحدة.

• الإطار النظري والدراسات والبحوث السابقة:

لما كان البحث الحالي يهدف إلى تنمية المفاهيم الكهربائية، ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء باستخدام إستراتيجية البنتاجرام، تناول الإطار النظري للبحث الحالي المحاور الآتية:

• المحور الأول: إستراتيجية البنتاجرام (ماهيتها، وخطواتها، وأهميتها في التعليم الصناعي).
• المحور الثاني: المفاهيم الكهربائية وأهميتها في التعليم الصناعي.
• المحور الثالث: مهارات حل المسائل الكهربائية وأهميتها في التعليم الصناعي.
• المحور الرابع: العلاقة بين إستراتيجية البنتاجرام ومفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية.
• المحور الأول: إستراتيجية البنتاجرام (ماهيتها، وخطواتها، وأهميتها في التعليم الصناعي):

تعد إستراتيجية البنتاجرام من إستراتيجيات التعلم التي تعتمد على وعي المتعلم بخطوات تعلمه، وفاعليته، ومشاركته الفعالة مع زملائه لأداء المهمات التعليمية المختلفة، وعلى التخطيط لجيد للمعلم لتحقيق أهداف الدرس. 

ومصطلح البنتاجرام (Pentagram) يتكون من مقطعتين، الأول (Penta) ويعني خماسي، والثاني (Gram) ويعني النجمة، وبذلك تعني النجمة الخماسية، ونشأت البنتاجرام كنظرية في علم الهندسة، والرياضيات لحساب المساحات المعيارية للمضلعات في مختلف المستويات الإسقاطية لها، ومن ثم تم بلورتها في ضوء فلسفة نظرية تريز (TRIZ) التي اهتمت بتنمية التفكير وحل المشكلات بطرق إبداعية، واستخدامها في التدريس، لتتكون من خمس خطوات متسلسلة ومنظمة، تبدأ من بحث المتعلم عن المعرفة وصولًا إلى تطبيق المعرفة وتقويمها. (Al-Gabry et al.,2023, p.394).

ويُعرف إستراتيجية البنتاجرام (Ghayad et al, 2018,p.30) بأنها: من الإستراتيجيات الحديثة التي تعتمد على وعي المتعلم بمجموعة محددة ومتسلسلة من المراحل والخطوات، التي تتضمن مجموعة من عمليات تفكير وكيفية إدارتها وتقييمها، وصولًا لتحقيق المهمة التعليمية الموكلة إليه.

كما عرفها كلًا من (Hu et al, 2016,p.880) بأنها: إستراتيجية نجمية الشكل، تضمن مجموعة من التساؤلات مثل: بماذا، وكيف، ولماذا، وما؟، والتي من خلالها يحدث الربط بين سلوك المتعلم، والمهمة التعليمية المراد إنجازها وكيفية استخدامها، وتقيمها.

ويعرفها (عمرو سيد صالح، 2016، ص 45) بأنها: خطوات تساعد المتعلم من إنجاز المهام الموكلة إليه، والتي تبدأ بالبحث عن المعرفة حتى تطبيقها وتقييمها، ويتوقف نجاحها في تحقيق الهدف على مصادر التعلم المتوفرة للمتعلم.

ومن خلال التعريفات السابقة يتضح أن البنتاجرام إستراتيجية:

• تعتمد على وعي المتعلم بخطوات تعلمه المتمثلة في: المعرفة، والتخطيط، واتخاذ القرار، والتطبيق، والتقويم.
• تساعد على أداء المهمات التعلمية المختلفة أو حل المشكلات التعليمية، من خلال تنظيم الأفكار والفهم العميق لها.
• تعتمد على بحث المتعلمين عن المعلومات وإدارتها حتى تقييمها.
• تهتم بتنمية مهارات التفكير العليا ومهارات حل المشكلات من خلال إدارة المعرفة بطريقة إبداعية.

وتظهر أهمية إستراتيجية البنتاجرام في التعليم كما حدد (Al-Gabry et al., 2023,394-396)، و(Ghayad et al 2018,30)، و(مها فتح الله نوير،2021، 6(، (عمرو سيد عبد العزيز، 2016، 74) في الآتي:

• تدعم مهارات إدارة التعلم لدى الطلاب وتيسر تعلمهم، وتنمي مهارة إدارة الوقت لديهم.
• التعلم والتدريب وفق خطوات محددة، إنجاز الطلاب لكل خطوة يزيد من دافعيتهم وحماسهم للتعلم، وينمي مهارة إدارة الوقت لديهم.
• تساعد البنتاجرام على تطوير مهارات التفكير العليا، والتفكير الابداعي، والبحث العلمي، والعمل في فريق، مما يساعد على تبادل الخبرات فيما بينهم، واكتشاف القدرات الكامنة لديهم.
• يخلق لدى الطلاب روح المبادرة لأداء المهمات التعليمية، أو لحل المشكلات التعليمية المكلف بها.
• الاعتماد على الوسائل والأدوات التكنولوجية يحقق متعة التعلم، ويساعد على مراعاة الفروق الفردية بين الطلاب.
• وعي الطلاب بعمليات التفكير المتطلبة في كل خطوات البنتاجرام، يقلل من الأخطاء المتوقعة في أداء المهمة التعليمية، ويزيد من ثقتهم بأنفسهم، ويزيد من اليقظة العقلية لديهم.

ونظرًا لأهميتها السابقة يوجد العديد من الدراسات التي تناولتها وأثبتت أهميتها وفاعليتها في تدريس المقررات التعليمية المختلفة بمرحلة التعليم الثانوي مثل:  دراسة  (Al-Saadi, & Al-Rubaie,2023) والتي أكدت على فاعلية البنتاجرام في تنمية التحصيل بمقرر الفيزياء لدى (30) طالبًا بالصف الرابع العلمي، ودراسة (عبد المعز القلعاوي،2023) والتي هدفت إلى تحديد فاعلية البنتاجرام في تنمية  مهارات التفكير المستدام وحل المشكلات الجغرافية لدى(68) طالبًا بالصف الثاني الثانوي، وقسمت إلى مجموعتين بالتساوي تجريبية وضابطة، وتوصلت النتائج إلى تفوق المجموعة التجريبية التي درست باستخدام البنتاجرام، ودراسة (سوسن مدحت،2023) التي هدفت إلى بحث أثر إستراتيجية  البنتاجرام في تنمية التفكير المستقبلي بمقرر التاريخ لدى (70) طالبًة من طالبات الصف الثاني الثانوي، قسمت بالتساوي إلى مجموعتين من الطالبات، وبينت النتائج: تفوق المجموعة التجريبية التي درست باستخدام البنتاجرام، ودراسة (شيرين خليل،2022) والتي هدفت إلى تحديد فاعلية استخدام إستراتيجية  البنتاجرام في تنمية التحصيل بمقرر الأحياء ومهارات التفكير التحليلي والتواصل الفعال، حيث تكونت عينة الدراسة من مجموعة تجريبية بلغت (40) طالبًا بالصف الأول الثانوي ودرست باستخدام البنتاجرام، و(45) طالبًا بالمجموعة الضابطة ودرست بالطريقة الاعتيادية، وأسفرت النتائج عن تفوق المجموعة التجريبية في كلًا من التحصيل ومهارات التفكير التحليلي ومقياس التواصل الفعال مقابل المجموعة الضابطة، ودراسة Adel & Ibrahim,2021)) والتي هدفت إلى التعرف على أثر إستراتيجية  البنتاجرام في تنمية التحصيل بمقرر الكيمياء لدى (50) طالبًا بالصف الثاني الثانوي، قسمت بالتساوي إلى مجموعتين إحداهما ضابطة درست بالطريقة الاعتيادية، والثانية تجريبية درست باستخدام البنتاجرام، وأظهرت النتائج تفوق طلاب المجموعة التجريبية.

ويتضح من الدراسات السابقة أن جميعها تمت على طلاب التعليم الثانوي العام بشعبتيه الأدبي والعلمي بمقررات مختلفة مثل: الفيزياء والجغرافيا، والتاريخ، والكيمياء والأحياء، ولا توجد دراسة بينهم تم إجراؤها على التعليم الثانوي الصناعي.

وتتحدد خطوات البنتاجرام في خمس خطوات وضحها (عمرو عبد العزيز، 2016، 71-171،) على النحو الآتي:

1. مرحلة المعرفة: ويعمل فيها المعلم على إثارة دافعية طلابه للبحث والتعلم، لتوفير خلفية معرفية عن موضوع التعلم، أو المهمة التعليمية والهدف منها، وطرح الأسئلة حول المهمة أو المشكلة، ويكون الطلاب فيها على وعي بكيفية السير في تعلمهم من خلال البنتاجرام.
2. مرحلة التخطيط: ويوضع بها تصور لخطوات تنفيذ المهمة التعليمية، أو حل المشكلة، وتحديد الخطوات التي يجب اتباعها للإجابة على الأسئلة التي سبق طرحها، وتحديد الوسائل التي تساعدهم في إنجاز المهمة الموكلة إليهم.
3. اتخاذ القرار: ويحدد فيها لطلاب الطريقة الفضلى لإنجاز المهمة التعليمية، واختيار الأدوات والأساليب التي تيسر إنجازها، والنتائج المترتبة على هذا الاختيار.
4. مرحلة التطبيق: ويتم فيها تنفيذ الأنشطة التعليمية والخطوات التي تحقق المهمة بناء على القرارات التي تم اتخاذها مسبقًا.
5. مرحلة التقييم: وتتضمن المتابعة والتقويم المستمر لأداءات الطلاب في مختلف المراحل السابقة، وحتى الانتهاء من المهمة التعليمية المطلوب تحقيقها، بناء على معايير تقييم واضحة ومعلنة للطلاب، ويتم إعطاء الفرصة لتقييم أنفسهم، وتقييم بعضهم البعض.

• المحور الثاني: المفاهيم الكهربائية وأهميتها في التعليم الصناعي:

المفاهيم الكهربائية هي المصطلحات التي توضح للطالب كيفية عمل الدوائر الكهربائية المختلفة، وكذلك كيفية تصميم دوائر كهربية لتطبيقات في مختلف المنشآت والمؤسسات سواء سكنية، أو صناعية، وباكتساب الطلاب لها يزيد أيضًا من دقة فهم النظريات والحقائق والقوانيين المرتبطة بها، ومن قدرته على تطبيق المفهوم بشكل صحيح بمواقف جديدة، وهناك العديد من التعريفات للمفاهيم الكهربائية  حيث يعرفها Serway & Jewett (2020,62) بأنها: تتضمن المفاهيم الأساسية لفهم كيفية تولد الكهرباء، وكيفية استخدامها في مختلفة التطبيقات الحياتية والتكنولوجية اليومية، وتبين الظواهر الكهربائية  الأساسية مثل كيفية مرور الشحنات الكهربائية في الأسلاك الموصلة، وكيفية توليد الجهد الكهربائي وتوزيعه داخل الدوائر الكهربائية  المختلفة.

ويعرفها Hewitt (2022,250) بأنها: أساس العلوم الفيزيائية وتوضح الفهم الصحيح لتوليد الكهرباء، وكذلك خصائصها وقوانينها الأساسية، والعلاقات التي تربط بينهم.

ومن التعريفات السابقة يتضح الآتي:

• المفاهيم الكهربائية من المفاهيم المجردة التي يعتمد عليها تفسير الكثير من الظواهر الكهربائية.
• تُعد المفاهيم الكهربائية أساس لفهم الهندسة الكهربائية والعديد من التخصصات الأخرى مثل: الفيزياء، والطاقة، والمغناطيسية، والإلكترونيات.
• يساعد الفهم الصحيح للمفاهيم الكهربائية على الفهم الدقيق لكيفية تصميم، وعمل الدوائر الكهربائية المختلفة، وحل المشكلات التي قد تحدث بها.

ويشيرKollöffel (2013) أن أهمية اكتساب الطلاب للمفاهيم الكهربائية يساعد على الفهم الدقيق لها وتطبيقاتها، وكذلك الفهم الصحيح لسلوك الدوائر الكهربائية ، وكيفية تحليلها، والتنبؤ بنتائج عملها من خلال الاستدلالات العلمية القائمة على الفهم الصحيح لها، كما أنها تساعد على حل المشكلات الفنية بالدوائر الكهربائية لمختلفة Kollöffel, 2013,382))، كذلك يساعد اكتسابها على فهم العديد من المفاهيم في المجالات الأخرى مثل: الفيزياء، والإلكترونيات، والمغناطيسية، والطاقة، بالإضافة أنها تنمي مهارات التفكير النقدي، ومهارات حل المشكلات لدى الطلاب من خلال النظريات، والتجارب العمليةHewitt,2022, 251)).

ومن الدراسات التي أكدت على أهمية تنمية المفاهيم الكهربائية لدى طلاب التعليم الصناعي دراسة علي عبد الجليل وآخرون(2024) والتي أكدت فاعلية التعلم الافتراضي في تنمية الجدارات الكهربائية لدى عينة تكونت من (40) طالبًا بالتعليم الصناعي، كذلك أكدت دراسة  (Grant,2022) على أهمية التعليم الإلكتروني عن بعد في تنمية  المفاهيم الكهربائية ببرنامج كهربائي والذي تناول تدريس أساسيات دوائر التيار المتردد والمستمر لطلاب المدرسة الثانوية المهنية، كما أظهرت دراسة Sauvey,2022)) فاعلية النمذجة عن بعد في تدريس الهندسة الكهربائية لتنمية المفاهيم الكهربائية بالدوائر الكهربائية لدى الطلاب السنة الأولى في المعهد الجامعي للتكنولوجيا في فرنسا، بينما توصلت دراسة Kalimaya, et al.,2021)) إلى تحسن تحصيل الطلاب للمفاهيم الكهربائية بوحدة الدائرة الكهربائية نتيجة تطبيق التدريس المبني على نظرية الذكاءات المتعددة لدى عينة من الطلاب بلغت(66) طالبًا.

كذلك هدفت دراسة حمدي أحمد المراغي (2020) إلى تحديد فاعلية الآلة الذكية للبرمجة المعلوماتية للعلوم الكهربائية  لتنمية المفاهيم العلمية الكهربائية  المتضمنة بوحدة (عناصر الدوائر الكهربائية  والإلكترونية) بمقرر أساسيات الهندسة الكهربائية ، وتكونت عينة البحث من مجموعتين، إحداهما التجريبية ودرست بالآلة الذكية وعددها (۲۸) طالبًا، والأخرى ضابطة ودرست بالطريقة التقليدية وعددها(۲۹) طالبًا، وتوصلت النتائج إلى تفوق طلاب المجموعة التجريبية في اختبار المفاهيم العلمية الكهربائية على المجموعة الضابطة، بينما توصلت دراسة  علي عبد الجليل وأخرون (2019) إلى فاعلية استخدام الطريقة المعملية المعززة بالوسائط المتعددة  في تنمية المفاهيم العلمية الكهربائية بمقرر أساسيات الهندسة الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي، بينما توصلت دراسة (Beheshti,2017) إلى فاعلية معرض للدوائر الكهربائية القائم على المحاكاة للدوائر الكهربائية من خلال برنامج Spark في تنمية المفاهيم الأساسية للدوائر الكهربائية، كما توصلت دراسة (Kollöffel,2013 ) إلى فاعلية التدريس المبني على استخدام الحاسب من خلال المختبر الافتراضي  في تنمية المفاهيم الكهربائية  لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.

ومن الدراسات السابقة تتضح أهمية تنمية المفاهيم الكهربائية  كأساس لفهم الكثير من الظواهر الكهربائية  في مختلفة التخصصات، وتتضح أيضًا الأدوات المختلفة المستخدمة في تنميتها مثل: التعلم الافتراضي، والتعليم الإلكتروني عن بعد، والنمذجة عن بعد، والتدريس المبني على نظرية الذكاءات المتعددة، والآلة الذكية للبرمجة المعلوماتية، والطريقة المعملية المعززة بالوسائط، ومعرض للدوائر الكهربائية القائم على المحاكاة للدوائر الكهربائية، والتدريس المبني على استخدام الحاسب من خلال المختبر الافتراضي ولم تستخدم أي من هذه الدراسات  إستراتيجية  البنتاجرام.

• المحور الثالث: مهارات حل المسائل الكهربائية وأهميتها في التعليم الصناعي:

تُعد مهارات حل المسائل من المهارات الأساسية لتعلم مختلف العلوم، ومن المهارات المهمة لتطبيق النظريات والقوانيين وتتبع الظواهر المختلفة، فهي جزء أصيل في مكونات المحتوى التعليمي لتخصصات عدة مثل: الرياضيات والفيزياء والهندسة الكهربائية.

كما تُعد مهارات حل المسائل الكهربائية من المهارات الأساسية في الهندسة الكهربائية، فهي تُعد مكونًا مهما من المعارف اللازمة لتعلم الهندسة الكهربائية، فمن خلالها يتم بناء الدوائر الكهربائية المختلفة، واختيار عناصر الحماية بها، وتحديد مواصفاتها، وكذلك التعرف على العلاقات بين المكونات الكهربائية المختلفة، كما أن من أهداف تعلم الهندسة الكهربائية، تنمية قدرة الطلاب على حل المشكلات الفنية، والمسائل الكهربائية المختلفة.

وتعرف مهارات حل المسائل الكهربائية بأنها: القدرة على استخدام عناصر وأدوات التحليل المنطقي والرياضي لحل المشكلات الكهربائية وإيجاد الحلول الدقيقة لها (Nilsson & Riedel,2015,p.78).

كذلك يعرفها (Alexander & Sadiku, 2020,p.39) بأنها: قدرة الطالب على تحليل الدوائر الكهربائية باستخدام الفهم الدقيق للمعارف النظرية، والرياضية، وتطبيق القوانين الكهربائية المناسبة للوصول إلى حلول فعالة ومنطقية.

ومن التعريفات السابقة لمهارات حل المسائل الكهربائية نستنتج أنها تعتمد على الآتي:

• التحليل الدقيق لسلوك الدوائر الكهربائية.
• الفهم العميق للمعارف النظرية والرياضية.
• تطبيق القوانيين الكهربائية المناسبة للمشكلة.
• التفكير النقدي والفهم للعلاقات بين مكونات الدائرة الكهربائية.
• استخدام إستراتيجيات متنوعة للتأكد من دقة الحلول وفاعليتها.

ويحدد مهارات حل المشكلات الكهربائية كلًا (Alexander & Sadiku, 2020,35)، (Dorf & Svoboda, 2015,72)، (Hayt & Kemmerly, 2012,302)، (Nilsson & Riedel, 2015,136)، (Horowitz & Hill, 2015,456)، (Rhodes, 2013,278)، (Hambley, 2013,184)        في الآتي:

• رسم الدائرة الكهربائية: يقرأ الطالب المسألة بعناية، ويحاول رسمها إن لم يتوفر ذلك برأس السؤال، ويرسم عليها المعلومات التي تساعده في فهم الدائرة مثل رسم اتجاهات التيار.
• تحديد القيم المعطاة: يقرأ الطالب المسألة بعناية ويحدد العناصر الأساسية بالدائرة الكهربائية مثل: التيار، والجهد، والمقاومة ويحدد القيم المعطاة.
• تحديد المعلومات المطلوب ايجادها: يحدد الطالب القيم المفقودة التي تحتاج إلى حسابها، مثل: التيار أو المقاومة أو الجهد.
• تحديد القوانين المناسبة: من خلال قراءة الطالب الجيدة للمسألة ورسمها وتحديد القيم المفقودة، يحدد العلاقة بين العناصر الأساسية في الدائرة، من خلال تحديد القوانيين التي تربط بينهم البعض، مثل: استخدام قانون أوم لتحديد العلاقة بين الجهد والمقاومة والتيار.
• إجراء التحويلات للوحدات (إذا لزم الأمر): يتأكد الطالب من وحدة القيم الموجودة بالمسألة، وما إذا كانت تحتاج إلى تحويل مثل: الملي أمبير، والكيلو الفولت، والأوم، فيقوم بإجراء التحويلات المناسبة للقيم المعطاة.
• تطبيق القوانيين لإيجاد القيم المفقودة: يقوم الطالب باستخدام القوانيين المناسبة لحساب القيم المطلوب إيجادها.
• التحقق من النتائج: وفي هذه الخطوة يستخدم الطالب المعطيات الأخرى، أو استخدام الطرق البديلة للتأكد من صحة الحلول.

ويشير ((Alexander & Sadiku, 2020,59 أن اكساب الطلاب لمهارات حل المشكلات الكهربائية يساعد على الآتي:

- تحسين التفكير التحليلي من خلال فهم الطلاب لطبيعة المشكلات الكهربائية ومحاولة فهم سلوك الدائرة الكهربائية.

- ربط الجانب العملي بالنظري ويظهر ذلك من خلال قدرة الطلاب على تطبيق القوانين عمليًا في مختلف المواقف الحياتية.

- تنمية الأداء الأكاديمي تمكن الطلاب من مهارات حل المسائل الكهربائية يساعد على تحقيق أداء أكاديمي أفضل في دراسة المقررات الهندسية.

وهناك أيضًا العديد من الدراسات التي أكدت أهمية اكساب طلاب التعليم إستراتيجية المنحل المسائل الكهربائية واستخدمت الأدوات والإستراتيجيات  المختلفة لتنميتها مثل: دراسة Sauvey,2022)) والتي توصلت إلى فاعلية النمذجة عن بعد في تدريس الهندسة الكهربائية لتنمية مهارات حل المسائل الكهربائية مع دوائر (RLC) المتسلسلة والمتوازية، لدى طلاب السنة الأولى في المعهد الجامعي للتكنولوجيا في فرنسا، بينما توصلت دراسة (Algarni,2021) إلى فاعلية إستراتيجية المنح الصغيرة (SGP) في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الهندسة،  كذلك أسفرت دراسة (Kollofffel,2013)  عن فاعلية التدريس المبني على استخدام الحاسب من خلال المختبر الافتراضي  في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.

ومن الدراسات السابقة تتضح أهمية تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب التعليم الصناعي واستخدمت أدوات مختلفة لتنميتها مثل النمذجة عن بعد، وإستراتيجية المنح الصغيرة، وكذلك المختبر الافتراضي، ولم تتناول أي من هذه الدراسات استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.

• المحور الرابع: العلاقة بين المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية وإستراتيجية البنتاجرام:

تُعد وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) من الوحدات التعليمية الأساسية التي يدرسها طالب التعليم الصناعي بتخصص الكهرباء، وتتضمن هذه الوحدة المفاهيم الأساسية بتخصص الكهرباء مثل: مفهوم التيار، والجهد، والمقاومة، ومفاهيم القدرة الكهربائية، والحث، والشحنة، وغير ذلك من المفاهيم الأساسية التي من خلالها يستطيع الطالب فهم سلوك الدوائر الكهربائية المختلفة، ومن خلال الفهم الصحيح والدقيق لها يتمكن أيضًا من حل المسائل الكهربائية المرتبطة بها، وحل المشكلات الفنية التي تعترضهم، حيث تعتمد مهارات حل المسائل الكهربائية على فهم الطالب الدقيق للمفاهيم الكهربائية والعلاقات التي تربط بينها البعض، والتي تمكنه من التحليل الدقيق للدوائر الكهربائية ، وحل المشكلات التي تتعلق بها.

وفي ذلك يشير Miller,2023,27)) أن حل المشكلات والمسائل الكهربائية يتطلب معرفة الطالب بالإستراتيجيات المناسبة لذلك، حيث تعتمد تلك المهارات على قدرات الطالب في بناء المعرفة وتنظيمها، وتحديد الخطوات الفعالة للوصول إلى حلول دقيقة لها.

ولذلك نحن بحاجه إلى إستراتيجيات تدريس تنمي قدرة الطالب على البحث، والتخطيط، والتطبيق، والتقييم للأداءات المختلفة، وتتميز إستراتيجية  البنتاجرام بأنها تتضمن خمس مراحل أساسية تعتمد على العمل في فريق وتنمي استقلالية الطلاب في تعلمهم والبحث عن المعرفة لأداء المهمة المكلف بها من قبل المعلم، والتخطيط لحلها أو أدائها، والقدرة على اتخاذ القرار، والتطبيق، والتقييم للأداء النهائي الذي يتوصل إليه الطلاب، وهى في خطواتها تنمي لدى الطلاب القدرة على البحث عن المعلومات وبناء معارفه بنفسه وبالعمل الجماعي مع أقرانه، مما يمكنه من الفهم الدقيق للمفاهيم الكهربائية  التي يتوصل إليها، ويساعده في ذلك تبادل الخبرات مع زملائه، كما ينمي لديه القدرة على حل المشكلات الفنية والمسائل الكهربائية التي تتضمنها وحدة( مكونات الدوائر الكهربائية).

• الإجراءات المنهجية للبحث:

تمثلت إجراءات البحث في الخطوات الآتية:

• أولًا: الاطلاع على الدراسات والأدبيات ذات الصلة بالمتغيرات المستقلة والتابعة للبحث الحالي، وإعداد الإطار النظري.
• ثانيًا: تحليل محتوى وحدة) مكونات الدوائر الكهربائية (:

    قامت الباحثة بتحليل محتوى وحدة مكونات الدوائر الكهربائية وفقًا للإجراءات الآتية:

1. تحديد الهدف من تحليل محتوى الوحدة: وتمثل في تحديد المفاهيم العلمية ومهارات حل المسائل الكهربائية المتضمنة في وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، والمقررة على طلاب الصف الأول بالتعليم الثانوي الصناعي تخصص الكهرباء خلال الفصل الدراسي الأول 2023/2024م.
2. عينة التحليل: تمثلت عينة التحليل في الدروس المتضمنة بالوحدة، وأمثلة المسائل الكهربائية المتضمنة بالوحدة.
3. فئة التحليل: تمثلت في المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية المتضمنة بالوحدة.
4. وحدة التحليل: تمثلت وحدة التحليل في الفقرة، كوحدة تعتمد عليها الباحثة كوحدة تحليل لاختبار المفاهيم الكهربائية المتضمنة بالوحدة، والأمثلة لاختبار مهارات حل المسائل المتضمنة بالوحدة.
5. صدق تحليل المحتوى: بعد الانتهاء من إعداد قائمة المفاهيم المتمثلة في (40) مفهومًا تم عرض التحليل على مجموعة من السادة المحكمين- ملحق (1) بتخصص المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي، وعدد من موجهي ومعلمي التعليم الثانوي الصناعي تخصص الكهرباء، وتم إجراء التعديلات التي تمثلت في إضافة مفهوم (العقدة)، ولتصبح القائمة النهائية للمفاهيم متمثلة في (41) مفهومًا، و(18) مثالًا لمسألة بالوحدة.
6. ثبات التحليل: حيث قامت الباحثة بإعادة تحليل لمحتوى بعد (30) يوماً، وكذلك قام أحد الزملاء بإعادة تحليل المحتوى للتأكد من ثباته، بحساب معامل الاتفاق مستخدمه معادلة Holsti (صبري فوزي الشربيني، 2014، ص 98) كما الآتي:

معامل الثبات= 2*النقاط التي تم الاتفاق عليها/ نقاط التحليل الأول+ نقاط التحليل الثاني

وتم حساب معامل الثبات لتحليل المحتوى للمفاهيم الكهربائية المتضمنة بالوحدة كما بالجداول (2) كالآتي:

جدول (2)

حساب ثبات تحليل المفاهيم العلمية

ويتضح من الجدول رقم (2) أن الثبات من خلال إعادة الباحثة للتحليل بلغ (0.98) ومن خلال إعادة التحليل من خلا لزميل أخر بلغ (0.99)، ويتضح أن الثبات عالي في التحليلين السابقين.

ويتضمن الجدول (3) ثبات تحليل المحتوى لأمثلة المسائل الكهربائية بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) كالآتي:

جدول (3)

نتائج تحليل أمثلة المسائل الكهربائية بالوحدة

ويتضح من الجدول رقم (3) أن معامل الثبات لتحليل أمثلة المسائل الكهربائية بلغ (0.90) ومن خلال إعادة التحليل من خلا لزميل أخر بلغ (0.95)، ويتضح أن الثبات عالي في التحليلين السابقين.

7. نتائج التحليل: وبذلك تمثلت نتائج التحليل في (45) مفهومًا، و(22) مثالًا يتضمن مهارات حل المسائل الكهربائية.

• ثالثًا: إعداد قائمة بالمفاهيم الكهربائية المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية):

قامت الباحثة بإعداد قائمة بالمفاهيم الكهربائية وفق الإجراءات الآتية:

1. تحديد الهدف من القائمة: يتمثل الهدف من هذه القائمة في تحديد المفاهيم الكهربائية الأساسية اللازم تنميتها بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء.
2. تحديد مصادر اشتقاق قائمة المفاهيم الكهربائية: من خلال تحليل محتوى الكتيب الإلكتروني لوزارة التربية والتعليم لوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، والمقررة على طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي تخصص الكهرباء شعبتي (آلات كهربائية، وتركيبات) خلال الفصل الدراسي الأول 2023/2024م.
3. الصورة الأولية لقائمة المفاهيم الكهربائية: من خلال تحليل المحتوى السابق توصل البحث الحالي إلى قائمة أولية للمفاهيم الكهربائية المتضمنة في الوحدة، والتي بلغت (45) مفهومًا.
4. ضبط قائمة المفاهيم: من خلال التأكد من صدقها وثباتها كالآتي:

• التحقق من صدق القائمة: بعد الانتهاء من إعداد قائمة المفاهيم المتمثلة في (45) مفهومًا تم عرض التحليل على مجموعة من السادة المحكمين- ملحق (1) بتخصص المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي، وعدد من علمي وموجهي التعليم الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، وتم إجراء التعديلات التي تمثلت في إضافة رمز الزمن الدوري(T) للمفهوم، ووحدة قياس التردد (HZ) لمفهوم التردد، وتعديل مفهوم (لوحة التجارب) من (لوحة تجارب يمكنك وضع العناصر الإلكترونية عليها بدون لحام، وتمتاز بتوفير البيئة التجريبية سواء للتجارب التعليمية البسيطة..) إلى (عبارة عن لوحة تجارب يمكنك وضع المكونات الإلكترونية عليها بدون لحام، وتمتاز بتوفير البيئة التجريبية لإجراء التجارب العملية البسيطة..)، لتصبح القائمة النهائية للمفاهيم متمثلة في (45) مفهومًا.
• التحقق من ثبات القائمة: حيث تم التحقق سابقًا من قائمة المفاهيم الكهربائية، فكانت النتائج أن الثبات من خلال إعادة الباحثة للتحليل بلغ (98) ومن خلال إعادة التحليل مع زميل أخر بلغ (0.99)، ويتضح أن الثبات عالي في التحليلين السابقين.

5. الصورة النهائية لقائمة المفاهيم: تم وضع قائمة المفاهيم الكهربائية النهائية، والتي اشتملت على (45) مفهومًا، وبذلك يكون قد تم الإجابة على السؤال الأول للبحث الحالي والذي ينص على "ما المفاهيم الكهربائية اللازم تنميتها لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟" وتظهر القائمة كاملة بالمحلق رقم (2).

• رابعًا: إعداد قائمة بمهارات حل المسائل الكهربائية:

قامت الباحثة بإعداد قائمة بمهارات حل المسائل الكهربائية وفق الإجراءات الآتية:

1. تحديد الهدف من القائمة: يتمثل الهدف في تحديد مهارات حل المسائل الكهربائية اللازم تنميتها بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء.
2. تحليل الأمثلة بالوحدة: من خلال تحليل محتوى الكتيب الإلكتروني لوزارة التربية والتعليم بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، والمقررة على طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء خلال الفصل الدراسي الأول 2023/2024م، تبين ان عدد الأمثلة بالوحدة كما بالجدول (4) كالآتي:

جدول (4):

توزيع أمثلة دروس الوحدة وعدد الصفحات

ويتضح من الجدول (4) أن عدد الأمثلة الخاصة بالمسائل الكهربائية (22) مسألة في عدد صفحات (57) صفحة.

3. الصورة الأولية للقائمة: من خلال تحليل خطوات حل الأمثلة المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، ومن خلال الاطلاع على بعض الدراسات والأدبيات التي تناولت مهارات حل المسائل مثل: (Alexander & Sadiku, 2020,p.35)، (Dorf & Svoboda, 2015,p.72)، (Hayt & Kemmerly, 2012,p.302)، (Nilsson & Riedel, 2015,p.136)، (Horowitz & Hill, 2015,p.456)، (Rhodes, 2013,p.278)، (Hambley, 2013,p.184)، تم تحديد مهارات حل المسائل الكهربائية في الآتي:

• تحديد القيم المعطاة بالمسألة.
• تحديد المعلومات المطلوب ايجادها.
• تحديد القوانين المناسبة.
• إجراء التحويلات للوحدات (إذا لزم الأمر).
• تطبيق القوانيين لإيجاد القيم المفقودة.
• التحقق من النتائج.

4. ضبط قائمة مهارات حل المسائل الكهربائية: من خلال التأكد من صدقها وثباتها كالآتي:

• التحقق من صدق القائمة: بعد الانتهاء من إعداد قائمة مهارات حل المسائل الكهربائية المتمثلة في (6) مهارات أساسية، تم عرضها على مجموعة من السادة المحكمين- ملحق (1) بتخصص المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي، وعدد من معلمي التعليم الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، وتم إجراء التعديلات التي تمثلت في إضافة مهارة رسم الدائرة الكهربائية، لتصبح المهارات الأساسية لحل المسائل الكهربائية (7) مهارات كالآتي:
• رسم الدائرة الكهربائية.
• تحديد القيم المعطاة بالمسألة.
• تحديد المعلومات المطلوب ايجادها.
• تحديد القوانين المناسبة.
• إجراء التحويلات للوحدات (إذا لزم الأمر).
• تطبيق القوانيين لحساب القيم المفقودة.
• التحقق من النتائج.
• التحقق من ثبات القائمة: حيث تم التحقق من قائمة مهارات حل المسائل الكهربائية من خلال إعادة تحليل خطوات حل المسائل المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، من خلال زميل أخر ليبلغ الثبات (97)، ويتضح أن الثبات عالي.

5. الصورة النهائية لقائمة المفاهيم: تم وضع قائمة مهارات حل المسائل الكهربائية النهائية، والتي اشتملت على (7) مهارات، وبذلك يكون قد تم الإجابة على السؤال الثاني للبحث الحالي والذي ينص على "ما مهارات حل المسائل الكهربائية اللازم تنميتها لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟"، وتظهر القائمة كاملة بالمحلق رقم (3).

• خامسًا: اختبار المفاهيم الكهربائية:

تم إعداد اختبار المفاهيم الكهربائية لوحدة مكونات الدوائر الكهربائية وفقًا للخطوات الآتية:

1. تحديد الهدف من الاختبار: حيث هدف الاختبار إلى قياس مدى اكتساب طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء للمفاهيم الكهربائية المتضمنة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية).
2. إعداد جدول المواصفات: من خلال تحليل محتوى وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، وتحديد مستوى كل هدف بكل موضوع من موضوعات وحدة مكونات الدوائر الكهربائية في ضوء تصنيف بلوم المعدل (تذكر – فهم – تطبيق-المهارات العليا)، تم تحديد متوسط الأهمية النسبية لكل موضوع، والأهمية النسبية لمستويات الأهداف للوحدة، وعدد الأسئلة بكل موضوع بالوحدة ليكون الشكل النهائي لجدول المواصفات كما بالجدول (5) الآتي:

جدول (5):

مواصفات اختبار المفاهيم بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية):

ويتضح من الجدول رقم (5) أن عدد الأسئلة الكلية (32) سؤالًا، مقسمة إلى (8) أسئلة في مستوى التذكر، و(10) أسئلة في مستوى الفهم، و(10) أسئلة في مستوى التطبيق، وسؤالين في مستوى المهارات العليا.

3. صياغة أسئلة اختبار: تم صياغة مفردات اختبار المفاهيم الكهربائية بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، والتي تكونت من (32) سؤالًا من نوع الاختيار من متعدد؛ لسهولة تصحيحها، وانخفاض أثر التخمين بها.
4. تقدير درجات تصحيح الاختبار: تم تقدير درجة لكل مفردة من مفردات اختبار المفاهيم الكهربائية في حال الإجابة الصحيحة، وصفر في حال الإجابة الخاطئة، وبذلك تكون الدرجة الكلية للاختبار (32) درجة.
5. كتابة تعليمات الاختبار: حيث تم توضيح الهدف من اختبار المفاهيم، ونوعية مفرداته، وعددها، وكيفية الإجابة عليها.
6. التجربة الاستطلاعية للاختبار: تم تطبيق الاختبار على عينة استطلاعية من طلاب التعليم الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، وبلغ عددها (31) طالبًا؛ بغرض تحديد الزمن المناسب لتطبيق الاختبار، وكذلك صدقه وثباته، ومعامل الصعوبة وقدرة المفردات على التمييز، كما يلي:

أ. حساب زمن الاختبار: من خلال حساب متوسط الزمن الذي استغرقته العينة الاستطلاعية في الإجابة على الاختبار، وأصبح زمن اختبار المفاهيم الكهربائية (30) دقيقة.

ب. التحقق من صدق الاختبار: تم الاعتماد على تحديد صدق الاختبار من خلال النوعيين الآتيين:

- صدق المحكمين: حيث تم عرض الاختبار على مجموعة من السادة المحكمين بتخصص المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي، وعدد من موجهي ومعلمي التعليم الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء - ملحق (1)، وذلك بهدف التأكد من سلامة مفردات الاختبار، وصحته العلمية واللغوية، ومناسبته لمستويات الأهداف بجدول المواصفات، ووضوح تعليماته، وصلاحيته للتطبيق، وقد أظهرت أراءهم عن إجراء التعديلات في صياغة بعض مفردات الاختبار مثل: (ماذا يحث في دائرة تحتوي على مقاومة ومصدر جهد. إذا أُضيفت مقاومة أخرى على التوالي) إلى (إذا كان لديك دائرة تحتوي على مقاومة ومصدر جهد ماذا يحدث للتيار إذا أُضيفت مقاومة أخرى لها على التوالي)، وكذلك تعديل الاختيار الثالث في السؤال رقم (30) من (علاقة صفرية) إلى (لا علاقة بينهما)، وقامت الباحثة بالتعديل في ضوء أراء السادة المحكمين.

- صدق الاتساق الداخلي: من خلال حساب معامل الارتباط بيرسون بين درجة كل فقرة من فقرات الاختبار مع الدرجة الكلية للاختبار، كما بالجدول (6) الآتي:

جدول (6)

معامل الارتباط بين درجة كل مفردة والدرجة الكلية لاختبار المفاهيم الكهربائية:

ويتضح من الجدول (6) السابق أن معامل الارتباط بين درجة كل مفردة ودرجة الاختبار الكلية دالة عند مستوى (0.01)، ما عدا المفردتان رقم (17، 29) وبناء على ذلك يتم حذفهما من الاختبار.

ج. حساب معامل ثبات الاختبار: تم حساب معامل ثبات ألفا كرونباخ لاختبار المفاهيم الكهربائية باستخدام برنامج (SPSS23) وكانت (0.74) وهي نسبة تدل على تمتع الاختبار بثبات عالي.

د. حساب معامل الصعوبة ومعامل التمييز: بعد تطبيق اختبار المفاهيم الكهربائية على طلاب العينة الاستطلاعية، تم رصد الدرجات وحساب معامل الصعوبة والتمييز لمفردات الاختبار، وقد تراوح معامل الصعوبة بين (0.28)، و(0.67)، وكان معامل التمييز بين (0.33- 0.72)، وهي معاملات مقبولة.

ه. الصورة النهائية لاختبار المفاهيم: وبذلك تكون الصورة النهائية لاختبار المفاهيم الكهربائية مكونة من (30) مفردًة من نوع الاختيار من متعدد، موضح بالملحق رقم (4).

• سادسًا: اختبار مهارات حل المسائل الكهربائية:

قامت الباحثة بإعداد اختبار مهارات حل المسائل الكهربائية وفق الخطوات الآتية:

1. تحديد الهدف من الاختبار: وتمثل تحديد فاعلية إستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية بوحدة مكونات الدوائر الكهربائية المقررة على طلاب الصف الأول من التعليم الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء.
2. تحديد مهارات حل المسائل الكهربائية: من خلال قائمة مهارات حل المسائل الكهربائية التي تم التوصل إليها في الخطوات السابقة، والتي توصلت إلى (7) مهارات أساسية لمهارات حل المسائل الكهربائية تمثل في: (رسم الدائرة الكهربائية (إن لم يتوفر، وتحديد القيم المعطاة بالمسألة، وتحديد المعلومات المطلوب ايجادها، وتحديد القوانين المناسبة، وإجراء التحويلات للوحدات (إذا لزم الأمر)، وتطبيق القوانيين لحساب القيم المفقودة، والتحقق من النتائج).
3. إعداد مفردات الاختبار: في ضوء تحليل محتوى وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) الذي اعتمد عدد الأمثلة بالدروس كوحدة لتحليل المحتوى، تم صياغة مفردات الاختبار في جزئين الجزء الأول يتضمن مفردات في صورة الاختيار من متعدد لانخفاض نسبة التخمين بها، وسهولة تصحيحها، وتمثلت في (10) مفردات، والجزء الثاني أسئلة في صورة مسائل كتابية، شاملة مهارات حل المسائل الكهربائية حتى يتمكن الطلاب من حلها، وبلغ عددها (8) مسائل كهربائية، كل مسألة مكونة من ست فقرات.
4. تحديد درجة الاختبار: تم تحديد درجة واحدة في حالة الإجابة الصحيحة على أسئلة الاختيار من متعدد وصفر في حال الإجابة الخاطئة، و(6) درجات على كل سؤال موزعة على خطوات حل المسألة، وبذل تكون الدرجة الكلية للاختبار (58) درجة.
5. كتابة تعليمات الاختبار: حيث تم كتابة الهدف من الاختبار، ونوع مفرداته، وعددها وكيفية الإجابة عليها.
6. الصورة الأولية لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية: تضمن الاختبار (18) فقرة، مكون من جزأين (10) مفردات من نوع الاختيار من متعدد، و(8) من نوع المسائل الكتابية، وتمثلت الدرجة الكلية للاختبار من (58) درجة، موزعه درجة على كل فقرة من فقرات الاختبار.
7. التحق من صدق الاختبار: تم التحقق من صدق الاختبار من خلال عرض الصورة الأولية لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية على مجموعة من السادة المحكمين بتخصص المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي، وتخصص هندسة الكهرباء، وموجهي، ومعلمي التعليم الثانوي الصناعي ملحق (1)، للتحقق من السلامة اللغوية، والعلمية، وتمثلت التعديلات في ضرورة أضافة رسمة توضيحية للمسألة رقم (3)، وإعادة صياغة بعض المفردات.
8. التطبيق الاستطلاعي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية: حيث تم تطبيق الاختبار على (31) طالب بتخصص الكهرباء، الذين مروا بنفس الخبرات من قبل، من مدرسة المستقبل الثانوية الصناعية بنين، وهدف التطبيق الاستطلاعي إلى ما يلي:
   • تحديد زمن الاختبار: تم حساب زمن الاختبار من خلال حساب متوسط الزمن الذي استغرقه جميع الطلاب في حل الاختبار ليكون الزمن المناسب للحل (60) دقيقة.

• ثبات الاختبار: تم حساب معامل ثبات اختبار مهارات حل المسائل الكهربائية باستخدام التجزئة النصفية للاختبار، وتم حساب معامل ارتباط بيرسون بين النصفين ليكون (732) وهذا يدل على الثبات العالي للاختبار.
• الصورة النهائية للاختبار: وبذلك يتكون الاختبار في صورته النهائية (18) فقرة، منهم (10) فقرات من نوع الاختيار من متعدد، و(8) من نوع الأسئلة الكتابية، تتضمن الست مهارات الخاصة بمهارات حل المسائل الكهربائية، وبذلك تكون الدرجة الكلية للاختبار (58) درجة، وزمن الاختبار (60) دقيقة، ويكون الاختبار في صورته النهائية بالمحلق (5).
• سابعًا: بناء وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) في ضوء إستراتيجية البنتاجرام:

تم بناء وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) في ضوء استراتيجية البنتاجرام من خلال إعداد دليل المعلم لتدريس الوحدة وشمل الدليل على:

1. مقدمة الدليل: والتي تضمن
2. أهداف الدليل.
3. مقدمة عن إستراتيجية البنتاجرام.
4. الأهداف العامة لتدريس الوحدة.
5. وتخطيط الدروس وفق إستراتيجية البنتاجرام وتضمنت خطة كل درس على:

• الأهداف السلوكية للدرس.
• التهيئة.
• الوسائل والأدوات التقنية للدرس.
• الأنشطة التعليمية.
• الإجراءات التعليمية.
• التقويم.

وقامت الباحثة بعض الدليل على مجموعة من السادة المحكمين بتخصص المناهج وطرق تدريس التعليم الصناعي والهندسة الكهربائية، وذلك للتأكد من الأهداف التعلمية ودقتها، وصحة المحتوى التعليمية، ودقة الإجراءات التدريسية باستخدام استراتيجية البنتاجرام، وقد أوضح السادة المحكمين بعض الملاحظات أهمها التنوع في مصادر المعلومات، وتوفير دليل توضيحي للطلاب عن كيفية استخدام الاستراتيجية، وهو ما تم توضيحه للطلاب من خلال إعداد كتيب أنشطة للطلاب خاصة بوحدة (مكونات الدوائر الكهربائية، ويوجد الدليل بالملحق رقم (7).

 وتم الاتفاق مع أستاذة المقرر (أ/صفاء فاروق حسين) المعلمة بتخصص الكهرباء، بمدرسة المستقبل الثانوية الصناعية العسكرية على تدريس الوحدة وفق الدليل المعد لذلك، وتم متابعتها وحضور بعض الحصص معها لتقديم أي مساعدات أو توجيهات، وبذلك يكون قد تم الإجابة السؤال الثالث للبحث: والذي ينص على " ما صورة وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية) باستخدام إستراتيجية البنتاجرام لتنمية المفاهيم ومهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟" والذي يتضح بالمحلق رقم (6).

• ثامنًا: إعداد مكان تنفيذ التجربة:

بدأت التجربة الأساسية خلال الفصل الدراسي الأول من العام الجامعي (2023/2024م)، خلال الفترة التدريسية من يوم الأحد الموافق (26/11/2023)، وحتى          ) 18/1/ 2024م (لتكون فترة التطبيق على مجموعتي البحث كما بالجدول (7) الآتي:

جدول (7)

التوزيع الزمني لموضوعات الوحدة

• تاسعًا: تجربة البحث:

بعد تصميم أدوات المعالجة التجريبية المتمثلة في دليل المعلم لتدريس وحدة (مكونات الدوائر الكهربائية)، وكتيب أنشطة الطالب، وإعداد أدوات القياس المتمثلة في اختبار المفاهيم واختبار مهارات حل المسائل الكهربائية والتأكد من صلاحيتها، تم إجراء التجربة الأساسية للبحث في الفصل الدراسي الأول (2023/ 2024م) وفق الخطوات الآتية:

1. تحديد مجموعتي البحث: حيث تم الاختيار العشوائي لمجموعتي البحث من طلاب الصف الأول بمدرسة المستقبل الثانوية الصناعية العسكرية بنين بتخصص (الكهرباء)، وتم تقسيمهم إلى مجموعتين إحداهما تجريبية وعددها (30) طالبًا، والأخرى ضابطة وعددها (30) طالبًا.
2. التجهيز لإعداد تجربة البحث: وذلك من خلال الحصول على موافقة لجنة أخلاقيات البحث العلمي بجامعة السويس لتطبيق البحث – ملحق رقم (8).
3. ضبط المتغيرات: تم ضبط متغيرات البحث لضمان سلامة النتائج، للوصول إلى نتائج قابلة للاستعمال والتعميم، تم ضبط المتغيرات كالتالي:

• المعلم: حيث تم الاعتماد على معلمة الفصل للتدريس لمجموعتي البحث التجريبية والضابطة.
• الطلاب: الطلاب من نفس الفئة العمرية والتي تتراوح ما بين (16-17) عام، وجميعهم ذكور، حيث إن المدرسة المختارة للتطبيق جميعها طلاب فقط، والطلاب بنفس المدرسة ومن نفس المنطقة، فتتقارب إلى حد كبير الظروف الاقتصادية والاجتماعية لهم.
• التطبيق القبلي لأدوات القياس: قامت الباحثة بتطبيق أدوات القياس قبليًا، والمتمثلة في اختبار المفاهيم واختبار مهارات حل المسائل الكهربائية وذلك يوم الأحد الموافق (19 / 11 /2023م)، للتأكد من تجانس مجموعتي البحث التجريبية والضابطة، وتتضح النتائج بالجدول رقم (8) كالآتي:

جدول (8):

نتائج اختبار(ت) للفروق بين متوسطي درجات طلاب مجموعتي البحث في          التطبيقين القبلي لاختبار المفاهيم الكهربائية:

أظهرت النتائج من جدول (8(أن قيمة (ت) = (1.077)، عند درجات حرية = (58)، بقيمة دلالة (0.269)، وهي أكبر من مستوى الدلالة (0.05)، مما يشير إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (0.05) بين متوسطي مجموعة البحث في التطبيقين القبلي لاختبار المفاهيم، وهذا يدل على تكافؤ مجموعي البحث التجريبية والضابطة في الاختبار القبلي لاختبار المفاهيم الكهربائية.

جدول (9):

نتائج اختبار(ت) للفروق بين متوسطي درجات طلاب مجموعتي البحث في                التطبيقين القبلي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية:

أظهرت النتائج من جدول (9(أن قيمة (ت) = (0.673)، عند درجات حرية = (58)، بقيمة دلالة (0.429)، وهي أكبر من مستوى الدلالة (0.05)، مما يشير إلى عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (0.05) بين متوسطي مجموعة البحث في التطبيقين القبلي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية، وهذا يدل على تكافؤ مجموعي البحث التجريبية والضابطة في الاختبار القبلي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية.

4. تدريس وحدة مكونات الدوائر الكهربائية على مجموعتي البحث: بدأت تجربة البحث يوم الأحد الموافق (26 /11/ 2023م)، ولمدة ثماني أسابيع ليكون نهاية التدريس كانت يوم الأحد الموافق (18 / 1 / 2024).
5. التطبيق البعدي لأدوات البحث: وتم تطبيق أدوات القياس بعديًا المتمثلة في اختبار المفاهيم الكهربائية، واختبار مهارات حل المسائل الكهربائية على مجموعتي البحث، يوم الخميس الموافق (22/1 / 2023م)، ومن ثم تمت المعالجة الإحصائية كما بالخطوات الآتية.

• عاشرًا: نتائج البحث:

بعد إجراء تجربة البحث والتطبيق البعدي لأدوات قياس البحث المتمثلة في اختبار المفاهيم الكهربائية، واختبار مهارات حل المسائل الكهربائية على مجموعتي البحث، لتحديد أثر إستراتيجية البنتاجرام في تنميتهما، لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء، وتم ذلك من خلال الخطوات الأتية:

• تحديد الأساليب الإحصائية المستخدمة:

وتمثلت الأساليب الإحصائية التي استخدمت في المعالجة الإحصائية للبيانات من خلال برنامج (Spss23)، لاختبار صحة فروض البحث الحالي:

• اختبار (ت) للمجموعات المرتبطة.
• اختبار (ت) للمجموعات المستقلة.
• معادلة حساب حجم التأثير Cohen's d.
• الإجابة عن أسئلة البحث واختبار الفروض:

وتم الإجابة على تساؤلات البحث الحالي كما يلي:

1. تم إجابة السؤال الأول، والثاني، والثالث، بالإجراءات المنهجية للبحث.
2. إجابة السؤال الرابع للبحث: والذي ينص على " ما أثر استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تنمية المفاهيم الكهربائية بوحدة مكونات الدوائر الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟"، وللإجابة على هذا السؤال أُختبر الفرض الأول من فروض البحث؛ والذى ينص على أنه: " لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية"،  وللتحقق من صحة هذا الفرض تم استخدام اختبار (ت) لحساب الفروق بين متوسطي درجات عينتين مستقلتين باستخدام Spss23؛ المجموعة التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية، وجاءت النتائج كما يوضحها جدول(10) التالي:

جدول (10):

نتائج اختبار (ت) للفروق بين مجموعتي البحث في التطبيق البعدي لاختبار                المفاهيم الكهربائية

يلاحظ من جدول (10(أن قيمة (ت) بلغت (7.971)، عند درجات حرية (58)، بقيمة دلالة (0.000)، وهي قيمـة أقل من (0.01)، مما تشير إلى وجود فرق دال إحصائيًا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعتي البحث التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية، وجاء هذا الفرق لصالح المتوسط الأكبر (23.400) وهو لصالح المجموعة التجريبية؛ لذلك يرفض الفرض الأول ليصبح " يوجد فرق دال إحصائيًا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية لصالح  المجموعة التجريبية".

كما أُختبر الفرض الثاني والذي كان ينص على "لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي، والبعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية لصالح التطبيق البعدي"، وللتحقق من صحة هذا الفرض تم استخدام اختبار (ت) للفروق بين متوسطي عينتين مرتبطتين، بهدف قياس دلالة الفروق الإحصائية بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي والبعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية، وجاءت النتائج كما يوضحها الجدول (11) الآتي، وكذلك حساب حجم الأثر " Cohen's d ".

جدول (11):

نتائج اختبار(ت) للفروق بين متوسطي درجات المجموعة التجريبية في التطبيقين              القبلي والبعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية

أظهرت النتائج من جدول (11(أن قيمة (ت) = (14.390)، عند درجات حرية = (29(، بقيمة دلالة (0.000)، وهي أقل من مستوى الدلالة (0.01)، مما يشير إلى وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (0.01) بين متوسطي المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي والبعدي لاختبار التحصيل المعرفي، لصالح المتوسط الأكبر (23.400) وهو للتطبيق البعدي؛ لذلك يرفض الفرض الثاني ليصبح " يوجد فرق دال إحصائيًا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي، والبعدي لاختبار المفاهيم الكهربائية لصالح التطبيق البعدي".

كما أن قيمة حجم التأثير Cohen's d)) بلغت (2.627)، وهي قيمة أكبر من (0.8) وهي نسبة تأثير كبيرة، وتشير إلى حجم تأثير كبير ترجع إلى استخدام إستراتيجية البنتاجرام، وعليه تثبت فاعلية إستراتيجية البنتاجرام في تنمية المفاهيم الكهربائية.

3. إجابة السؤال الخامس للبحث: والذي ينص على " ما أثر استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية بوحدة مكونات الدوائر الكهربائية لدى طلاب الصف بالأول الثانوي الصناعي بتخصص الكهرباء؟"، وللإجابة على هذا السؤال أُختبر الفرض الثالث من فروض البحث؛ والذى ينص على أنه: " لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية "،  وللتحقق من صحة هذا الفرض تم استخدام اختبار (ت) لحساب الفروق بين متوسطي درجات عينتين مستقلتين باستخدام Spss23؛ المجموعة التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية، وجاءت النتائج كما يوضحها جدول(12) التالي:

جدول (12):

نتائج اختبار (ت) للفروق بين مجموعتي البحث في التطبيق البعدي لاختبار مهارات             حل المسائل الكهربائية

يلاحظ من جدول (12(أن قيمة (ت) بلغت (10.406)، عند درجات حرية (58)، بقيمة دلالة (0.000)، وهي قيمـة أقل من (0.01)، مما تشير إلى وجود فرق دال إحصائيًا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات مجموعتي لصالح المجموعة والضابطة في التطبيق البعدي للاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية، وجاء هذا الفرق لصالح المتوسط الأكبر (47.267) وهو لصالح المجموعة التجريبية؛ لذلك يُرفض الفرض ليصبح " يوجد فرق دال إحصائيًا عند مستوى دلالة (0.01) بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية والضابطة في التطبيق البعدي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية لصالح  المجموعة التجريبية".

كما أُختبر الفرض الرابع والذي كان ينص على " لا يوجد فرق دال إحصائيًا بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي، والبعدي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية "، وللتحقق من صحة هذا الفرض تم استخدام اختبار (ت) للفروق بين متوسطي عينتين مرتبطتين، بهدف قياس دلالة الفروق الإحصائية بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي والبعدي، وجاءت النتائج كما يوضحها الجدول (13) الآتي، وكذلك حساب حجم الأثر " Cohen's d ".

جدول (13):

نتائج اختبار(ت) للفروق بين متوسطي درجات المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي والبعدي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية

أظهرت النتائج من جدول (13 (أن قيمة (ت) = (28.721)، عند درجات حرية = (29(، بقيمة دلالة (0.000)، وهي أقل من مستوى الدلالة (0.01)، مما يشير إلى وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى (0.01) بين متوسطي المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي والبعدي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية، لصالح المتوسط الأكبر (47.267) وهو للتطبيق البعدي؛ لذلك يُرفض الفرض الرابع ليصبح " يوجد فرق دال إحصائيًا عند مستوى دلالة ( 0.01) بين متوسطي درجات طلاب المجموعة التجريبية في التطبيقين القبلي، والبعدي لاختبار مهارات حل المسائل الكهربائية لصالح التطبيق البعدي".

كما أن قيمة حجم التأثير Cohen's d)) بلغت (5.244)، وهي قيمة أكبر من (0.8) وهي نسبة تأثير كبيرة، وتشير إلى حجم تأثير كبير يرجع إلى استخدام إستراتيجية البنتاجرام، وعليه تثبت فاعلية إستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية.

• الحادي عشر: تفسير ومناقشة نتائج البحث:
• ويتضمن ذلك تفسير النتائج المرتبطة باختبار المفاهيم الكهربائية، واختبار مهارات حل المسائل الكهربائية على النحو الآتي:

1. تفسير ومناقشة النتائج المرتبطة باختبار المفاهيم الكهربائية:

تشير النتائج المرتبطة بتطبيق اختبار المفاهيم الكهربائية إلى تفوق درجات المجموعة التجريبية التي درست باستخدام إستراتيجية البنتاجرام على طلاب المجموعة الضابطة التي درست بالطريقة التقليدية، كما أشارت قيمة حجم الأثر إلى التأثير الفعال لإستراتيجية البنتاجرام لتنمية المفاهيم الكهربائية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي شعبة الكهرباء، وتُرجع الباحثة هذه النتائج إلى:

• وعي الطلاب بخطوات تعلمهم والسير فيه، باستخدام إستراتيجية البنتاجرام، والتي تبدأ بالبحث عن المعرفة وتنتهي بالتقويم، ساعد طلاب المجموعة التجريبية على أداء أفضل في اختبار المفاهيم الكهربائية.
• اعتماد إستراتيجية البنتاجرام على المشاركة، والعمل التعاوني، والذي يتطلب المشاركة النشطة وزيادة التركيز والانتباه، وتبادل الخبرات والمعلومات، يحفز الطلاب على أداء المهام التعليمية وإنجازها، ما أدى إلى تفوق طلاب المجموعة التجريبية في اختبار المفاهيم الكهربائية.
• كذلك تعمل إستراتيجية البنتاجرام على تحفيز الذاكرة البصرية لدى الطلاب حيث إنها تعتمد على التمثيل البصري للمفاهيم وهذا يدعم قدراتهم على الفهم العميق للمفاهيم الكهربائية وسهولة مقارنتها بالطريقة التقليدية.
• تدعم إستراتيجية البنتاجرام الربط بين النظرية والتطبيق والذي يتضح ذلك من مراحلها في التعلم، وكذلك تتضمن وحدة مكونات الدائرة الكهربائية على مفاهيم يمكن ربطها بالتطبيق العملي، مما يعز الفهم التطبيقي للمفاهيم الكهربائية لدى الطلاب.
• تدعم إستراتيجية البنتاجرام الشعور بالإنجاز وتزيد من دافعية طلاب المجموعة التجريبية والذي يتحقق ذلك عند اكمال الطلاب مخطط البنتاجرام الخماسي مما يزيد من ثقتهم وقدرتهم بأنفسهم على التعلم.
• تحسن إستراتيجية البنتاجرام من مهارات التفكير العليا وتساعد الطلاب على التحليل وتنظيم وتقييم المعلومات بدلًا من الحفظ فقط مما ساعد على تفوق المجموعة التجريبية على اختبار المفاهيم الكهربائية.

 ويتفق ذلك مع الدراسات التي أكدت فاعلية إستراتيجية  البنتاجرام في تنمية المفاهيم بالمقررات المختلفة مثل: دراسة  (Al-Saadi, & Al-Rubaie,2023)، ودراسة (عبد المعز القلعاوي،2023) ، ودراسة (شيرين خليل،2022)، ودراسة Adel & Ibrahim,2021)) ويتضح من الدراسات السابقة أن جميعها تمت على طلاب التعليم الثانوي العام بشعبتيه الأدبي والعلمي بمقررات مختلفة مثل: الفيزياء والجغرافيا، والتاريخ، والكيمياء والأحياء، ولا توجد دراسة بينهم تناولت المفاهيم الكهربائية بالمقررات التخصصية بمدارس التعليم الثانوي الصناعي.

2. تفسير ومناقشة النتائج المرتبطة بمهارات حل المسال الكهربائية:

تشير النتائج المرتبطة بتطبيق اختبار مهارات حل المسائل الكهربائية، إلى تفوق درجات المجموعة التجريبية التي درست باستخدام إستراتيجية البنتاجرام على طلاب المجموعة الضابطة والتي درست باستخدام الطريقة التقليدية، كما أشارت قيمة حجم الأثر إلى التأثير الفعال لإستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب المجموعة التجريبية، وتُرجع الباحثة هذه النتائج إلى:

• اعتماد إستراتيجية البنتاجرام على تنظيم الأفكار، والمفاهيم، في شكل بصري مترابط والتحليل العميق لها، هذا التنظيم يساعد الطلاب على فهم العلاقات بين المفاهيم الكهربائية المختلفة، مما يتيح لهم تحليل المسائل الكهربائية بوحدة مكونات الدائرة الكهربائية بشكل منهجي وحلها بفعالية.
• البنتاجرام يوفر للطلاب أداة واضحة تربط المفاهيم النظرية بخطوات حل المسائل الكهربائية، مما يجعلهم أكثر قدرة على ترجمة المفاهيم المجردة إلى إجراءات عملية لحل المشكلات.
• من خلال استخدام البنتاجرام، يتعلم الطلاب التفكير بشكل إبداعي لإيجاد الحلول، حيث يتم تدريبهم على البحث عن العلاقات بين عناصر الدائرة الكهربائية والاعتماد على التفكير النقدي لتحديد الخطوات الصحيحة للحل.
• طريقة البنتاجرام تشجع على التعلم النشط والمشاركة الفعالة وتحفز الدافعية الذاتية للتعلم، مما يزيد من دافعية الطلاب تجاه حل المسائل الكهربائية، هذا الحافز يجعلهم أكثر اهتمامًا ودقة أثناء حل المسائل، مقارنة بالطريقة التقليدية التي قد تعتمد على الحفظ والتلقين.
• يساعد البنتاجرام على تمثيل العلاقات بصريًا، ففي المسائل الكهربائية، مثل قانون أوم والذي يحدد العلاقة بين بين التيار، الجهد، والمقاومة (مثل قانون أوم)، تضع البنتاجرام تصورًا واضحًا لتلك العلاقة الثلاثية، مما يسهّل على طلاب المجموعة التجريبية تحديد القوانين المناسبة لحل المسائل.
• مع استخدام البنتاجرام، يضع الطلاب خطوات محددة لحل المسائل الكهربائية، هذه الخطوات تقلل من الأخطاء الناجمة عن التسرع لدى طلاب المجموعة التجريبية، والذي قد يحدث لدى اللاب الذين درسوا بالطريقة التقليدية.
• طلاب المجموعة التجريبية الذين يستخدمون البنتاجرام يشعرون بالإنجاز عند اكتمال المخطط في حل المسائل الكهربائية، مما يزيد من ثقتهم في قدرتهم على حل المسائل المعقدة.
• البنتاجرام يتيح لطلاب المجموعة التجريبية التقدم في حل المسائل وفقًا لسرعتهم وقدراتهم، ومستوى فهمهم، مما يجعلهم أكثر ارتياحًا مقارنة بطلاب المجموعة الضابطة والتي درست بالطريقة التقليدية.

ويتفق ذلك مع الدراسات التي أكدت فاعلية إستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات حل المسائل بمقررات مختلفة، مثل دراسة  (Al-Saadi, & Al-Rubaie,2023)، ودراسة (شيرين خليل،2022)، ودراسة Adel & Ibrahim,2021)).

ويتضح من الدراسات السابقة أن جميعها تناولت مهارات حل المسائل بمقررات الفيزياء، والاحياء، والكيمياء، وتمت على طلاب التعلم الثانوي العام، ولا توجد دراسة بينهم تم إجراؤها على التعليم الثانوي الصناعي.

• الثاني عشر: توصيات ومقترحات البحث:

ترى الباحثة أن هناك عددًا من التوصيات الناتجة من هذا البحث والتي تتمثل في الآتي:

1. التوسع في استخدام إستراتيجية البنتاجرام لتدريس مقررات مختلفة لطلاب مدارس التعليم الثانوي الصناعي.
2. تصميم برامج تدريبية لمعلمي التعليم الصناعي، على استخدام إستراتيجية البنتاجرام في التدريس.
3. دمج إستراتيجية البنتاجرام مع بيئات التعلم الرقمية لتشجيع التعلم النشط بالتكنولوجيا.

• الثالث عشر: البحوث المستقبلية المقترحة:

 تقترح الباحثة القيام بالدراسات الآتية:

1. استخدام إستراتيجية البنتاجرام لتنمية جدارات الرسم الفني لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.
2. توظيف تطبيقات الذكاء الاصطناعي لتنمية مهارات حل المسائل الكهربائية لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.
3. استخدام إستراتيجية البنتاجرام لتنمية الجدارات المهنية الكهربائية لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.
4. استخدام إستراتيجية البنتاجرام في تنمية مهارات التفكير الإبداعي والناقد لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.
5. وحدة تعليمية مطورة قائمة على استخدام إستراتيجية البنتاجرام لتنمية جدارات صيانة المحولات الكهربائية لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي.

• مراجع البحث:
• أولًا: المراجع العربية:
• أحمد بدوي أحمد كمال. (2021). برنامج قائم على إستراتيجية البنتاجرام في تدريس الدراسات الاجتماعية لتنمية مهارات إدارة المعرفة وأبعاد الاستدلال التاريخي لدى تلاميذ الحلقة الثانية من التعليم الأساسي. مجلة جامعة الفيوم للعلوم التربوية والنفسية، ع15, ج11، 767 - 833. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1230813
• أسماء حمزة محمد بعد العزيز، وسلوى محمد عمار عبد العزيز. (2023). أثر استخدام استراتيجيتي عباءة الخبير والبنتاجرام في تدريس التاريخ على تحسين الدافعية العقلية ومهارات التعلم العميق لدى تلاميذ المرحلة الإعدادية ذوي صعوبات التعلم. المجلة التربوية، ج112، 817 - 930. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1404320
• رانيا محمد مصطفى كامل عمر. (2021). برنامج قائم على نظرية البنتاجرام لتنمية مهارات الاستدلال النحوي والتذوق البلاغي لدى الطلاب معلمي اللغة العربية. مجلة جامعة الفيوم للعلوم التربوية والنفسية، ع15, ج8، 968 - 1051. مسترجع من http://search.mandumah.com/Record/1230690
• ريناد أحمد قاسم الحراحشة، كوثر عبود موسى الحراحشة. (2023). أثر تدريس الأحياء باستخدام إستراتيجية البنتاجرام في التحصيل وتنمية مهارات التفكير العلمي لدى طالبات الصف العاشر (رسالة ماجستير غير منشورة). جامعة آل البيت، المفرق. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1401193
• حاتم عبده عبد العاطي. (2018). أثر استخدام المحاكاة الكمبيوترية في تنمية بعض مهارات الهندسة الكهربائية لطلاب المدارس الفنية. المجلة العربية للتربية النوعية، ع2، 33 - 102. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/872985
• حسن محمد حويل خليفة. (2015). فاعلية استخدام نموذج أبعاد التعلم لمارزانو لتدريس أساسيات الهندسة الكهربائية في تنمية التحصيل وبعض عادات العقل لدى طلاب المرحلة الثانوية الصناعية. مجلة كلية التربية، مج31, ع3، 423 - 461. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/685504
• حمدي أحمد صديق رشوان المراغي. (2020). أثر استخدام الآلة الذكية للبرمجة المعلوماتية للعلوم الكهربائية لتنمية المفاهيم العلمية والاتجاه نحو المقرر لدى طلاب التعليم الثانوي الصناعي. مجلة جامعة جنوب الوادي الدولية للعلوم التربوية، ع5، 1 - 78. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1453147
• سوسن موسى مدحت. (2023). أثر إستراتيجية البنتاجرام في تنمية التفكير المستقبلي لدى طالبات الصف الخامس الأدبي في مادة التاريخ. مجلة الجامعة العراقية، ع60, ج1، 391 - 403. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1395537
• شيرين السيد إبراهيم محمد خليل. (2022). فاعلية إستراتيجية البنتاجرام "Pentagram" في تحصيل مادة الأحياء وتنمية مهارات التفكير التحليلي والتواصل الفعال لدى طلاب المرحلة الثانوية. مجلة كلية التربية، ع38، 235 - 294. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1275660
• شيماء سعيد الحديدي. (2021). برنامج قائم على نظرية البنتاجرام لتنمية الاستدلال العلمي المجتمعي، وشخصية المواطن العالمي لدى الطلاب معلمي العلوم بكلية التربية - جامعة الإسكندرية. المجلة التربوية، ج91، 3247 - 3331. مسترجع من http://search.mandumah.com/Record/1199192
• صبري فوزي الشربيني. (2014). الإحصاء واستخداماته في البحوث التربوية والنفسية. دارة المعرفة.
• عبير عبد الله حسنين محسن. (2021). فاعلية برنامج تدريبي قائم على إستراتيجية البنتاجرام لتنمية مهارات البحث العلمي لدى طالبات كلية الاقتصاد المنزلي جامعة بيشة. المجلة الدولية للعلوم الإنسانية والاجتماعية، ع20، 237 - 256. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1141551
• عبد المعز محمد إبراهيم حسن القلعاوي. (2023). استخدام إستراتيجية البنتاجرام Pentagram لتنمية مهارات التفكير المستدام وحل المشكلات الجغرافية لدى طلاب المرحلة الثانوية. مجلة الجمعية التربوية للدراسات الاجتماعية، ع140، 197 - 242. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1406324
• علي سيد محمد عبد الجليل، حسن محمد حويل خليفة، عيسى صالح عبد العزيز. (2024). بيئة تعلم افتراضية لتنمية الجدارات الكهربائية لدى طلاب التعليم الصناعي بكلية التربية الأساسية. مجلة كلية التربية، مج40, ع5، 114 - 144. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1494355
• علي سيد محمد عبد الجليل، عاصم محمد إبراهيم عمر، أيمن صلاح موسى حسين. (2019). فاعلية استخدام الطريقة المعملية المعززة بالوسائط المتعددة في تدريس مقرر أساسيات الهندسة الكهربائية على تنمية بعض المفاهيم العلمية والمهارات العملية لدى طلاب الصف الأول الثانوي الصناعي. مجلة شباب الباحثين في العلوم التربوية، ع1، 95 - 126. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1046704
• عمرو سيد صالح عبد العزيز. (2016). إستراتيجية البنتاجرام لتنمية مهارات التفكير وحل المشكلات، القاهرة، مكتبة الأنجلو المصرية.
• مها فتح الله بدير نوير. (2021). فاعلية توظيف إستراتيجية البنتاجرام "Pentagram" في تدريس الاقتصاد المنزلي لتنمية التفكير التصميمي وتحقيق الازدهار النفسي للطالبات ذوات العجز المتعلم بالمرحلة الإعدادية. مجلة البحوث في مجالات التربية النوعية، ع34، 237 - 315. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1116434
• هبة صابر شاكر علام، مروة صلاح أنور عبد الحميد العدوي. (2020). برنامج قائم على نظرية البنتاجرام Pentagram لتنمية الاستدلالين الجغرافي والتاريخي لدى طلاب الفرقة الرابعة شعبة الدراسات الاجتماعية بكلية التربية - جامعة الإسكندرية. مجلة البحث العلمي في التربية، ع21, ج5، 268 - 342. مسترجع منhttp://search.mandumah.com/Record/1083622
• ياسر عيدان خليف، حميد قاسم غضبان المالكي. (2021). أثر إستراتيجية البنتاجرام في تحصيل مادة مبادئ البحث التربوي لدى طلاب معاهد الفنون الجميلة. مجلة العلوم التربوية والنفسية، ع146، 133 - 176. مسترجع من http://search.mandumah.com/Record/1203265

• المراجع الأجنبية:
• Adel, R. N., Muhammad, A. M., & Ibrahim, K. (2021). The Effectiveness of the Pentagram Strategy on the Academic Achievement of Fifth-Grade Students in Chemistry. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 12(11), 443-450. Link
• Alexander, C. K., & Sadiku, M. N. O. (2020). ISE Fundamentals of Electric Circuits (7th ed.). McGraw-Hill Education.
• Algarni, S. (2021). Using Student-Generated Problems (SGP) as an Instructional Strategy to Enhance Undergraduate Engineering Students’ Knowledge Application Ability and Problem-Solving Skills (Order No. 28714952). Available from ProQuest Dissertations & Theses

Global. (2572559637).

https://www.proquest.com/dissertations-theses/using-student-generated-problems-sgp-as/docview/2572559637/se-2

• Al-Gabry, A., Kamal Eldin, M., Abdel Dayem, S. (2023). The Role of Pentagram Strategy in Enhancing an Interactive Content of Branding Design Course. International

 Design Journal, 13(3), 393-400. doi:

 10.21608/idj.2023.296280

• Al-Saadi ,I, J, M , & Al-Rubaie A, K, S .(2023). The effect of the Penta gram strategy on the achievement of physics for fourth grade female students, Nasaq, , Volume 37, Issue 2, Pages 994-1013, Iraqi Academic Scientific Journals - IASJ.
• Baptista, M., & Martins, I. (2023). Effect of a STEM approach on students’ cognitive structures about electrical circuits. International Journal of STEM

Education, 10(1), 15. doi: https://doi.org/10.1186/s40594-022-00393-5

• Becerra, D. F., Vargas Sánchez, A. D., Suárez, Ó. J., & Mora Ley, C. E. (2023). Skills in DC electrical circuits by doctors in training. Journal of Physics: Conference Series, 2490(1), 012001. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2490/1/012001
• Beheshti Zavareh, E. (2017). Learning with Multiple Representations: Understanding Electricity with an Augmented Circuit Exhibit (Order No. 10682123). Available from ProQuest Dissertations & Theses Global. (1985130663). https://www.proquest.com/dissertations-theses/learning-with-multiple-representations/docview/1985130663/se-2
• Berry, C. A. (2015). Teaching an electrical circuits course online. Atlanta: American Society for Engineering Education-ASEE. doi: https://doi.org/10.18260/p.24801
• Chin-Wen, L., Ying-Ju Tseng, Yu-Hsiang Liao, Bo-Siang, C., Wei-Sho Ho, I-Chi, W., . . . I-Min, C. (2023). A practical curriculum design and learning effectiveness evaluation of competence-oriented instruction strategy integration: A case study of Taiwan skills-based senior high school. Behavioral Sciences, 13(1), 43. doi: https://doi.org/10.3390/bs13010043

• Dorf, R. C., & Svoboda, J. A. (2015). Introduction to Electric Circuits
• (9th ed.). Wiley. https://www.pearson.com/store/p/conceptual-physics/P106500664654
• Ghayad, Zaki, R., & Al-Shenjar, A. (2018). Updates on Teaching Methods Strategies. Baghdad
• Goris, T. V. (2012). Analysis of misconceptions of Engineering Technology students about electricity and circuits: A mixed methods study (Order No. 3544154). Available from ProQuest Dissertations & Theses Global. (1221240273). https://www.proquest.com/dissertations-theses/analysis-misconceptions-engineering-technology/docview/1221240273/se-2
• Grant, R. J. (2022). The Effectiveness of Online Learning on the Kinesthetic Teaching Methods of Vocational Educators During the COVID-19 Pandemic (Order No. 29261548). Available from ProQuest Dissertations & Theses Global. (2699694126). https://www.proquest.com/dissertations-theses/effectiveness-online-learning-on-kinesthetic/docview/2699694126/se-2
• Hambley, A. R. (2013). Electrical Engineering: Principles and Applications (6th ed.).
• Hayt, W. H., & Kemmerly, J. E. (2012). Engineering Circuit Analysis (8th ed.). McGraw-Hill.
• Hewitt, P. G. (2022). Conceptual physics (13th ed., pp. 250-255). Pearson Education. ISBN: 9780135746639. Retrieved from https://www.pearson.com/store/p/conceptual-physics/P100000664652
• Horowitz, P., & Hill, W. (2015). The Art of Electronics (3rd ed.). Cambridge University Press.
• Hu F, Sato, K. Zhou, K & Teeravarunyou, S. (2016) From Knowledge to Meaning: User-centered Product Architecture Framework Comparison between OMUKE and SAPAD. International Forum on Management Education and Information Technology Application, Published by Atlantis Press.
• Kalimaya, S., Feranie, S., & Agustin, R. R. (2021). The effect of multiple intelligence theory-based teaching towards students’ achievement on electrical circuit topic. Journal of Physics: Conference Series, 1806(1) https://doi.org/10.1088/1742-6596/1806/1/012131
• Kollöffel, B, de Jong, T.(2013). Conceptual Understanding of Electrical Circuits in Secondary Vocational Engineering Education: Combining Traditional Instruction with Inquiry Learning in a Virtual Lab, Volume102, Issue3, 375-393.
• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jee.20022
• Miller, O. C. (2023). Measuring and Assessing Introductory Students’ Physics Problem-Solving Ability (Order No. 30491714). Available from ProQuest Dissertations & Theses Global. (2822201903).
• https://www.proquest.com/dissertations-theses/measuring-assessing-introductory-students-physics/docview/2822201903/se-2

• Nilsson, J. W., & Riedel, S. A. (2015). Electric Circuits (10th ed.).
• Rhodes, D. A. (2013). Electrical Engineering: Principles and Applications (4th ed.). Prentice Hall.
• Sauvey, C. (2022). Mathematical modeling of electrical circuits and practical work of increasing difficulty with classical spreadsheet software. Modelling, 3(4), 445. doi: https://doi.org/10.3390/modelling3040029
• Sangam, D. (2012). Conceptual learning of fundamentals in electric circuits: Student misconceptions, textbooks, and multi-perspective conceptual change (Order No. 3544363). Available from ProQuest Dissertations & Theses Global. (1225498062).

 https://www.proquest.com/dissertations-theses/conceptual-learning-fundamentals-electric/docview/1225498062/se-2

• Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2020). Physics for scientists and engineers with modern physics (10th ed., pp. 54-78). Cengage Learning.