المختبرات المحوسبة (الافتراضية )
المختبرات المحوسبة (الافتراضية )
المقدمة
وزارة التربية والتعليم في المملكة العربية
السعودية دائماً منذ تأسيسها إلى تطوير وتنمية التعليم في كافة المجالات، وقد حرصت الوزارة خلال السنوات الماضية على تزويد المدارس بكل ما
هو جديد في مجال التقنية وتطوير المهارات التدريبية للمعلم والمتعلم .
و يعتبر المختبر
المدرسي والعمل المخبري في عصرنا الحاضر من ابرز المجالات التي تساعد في تحويل
المعلومات المجردة إلى ثوابت في الذهن و ترفع من مستوى خبرات كل من المتعلم
والمعلم على حد سواء، أضافه إلى أن
المختبرات المحوسبة و الافتراضية أصبحت
جزءاً لا يتجزأ من العملية التربوية و التعليمية.
ونظرا لأن عصرنا
الحالي يتميز بالتقنية المتقدمة في مجال المعلوماتية والتي كان لتطبيقاتها
المتنوعة تأثيراً كبيرا
في شتى مجالات الحياة وكان هذا
البرنامج التدريبي الذي يساعد على
تقديم كيفية استخدام التقنيات المخبرية وعملها في تحسين المخرجات
التعليمية من خلال التفاعل الايجابي مع هذه التقنيات.
تعريف المختبرات
الافتراضية
عبارة عن بيئة
تفاعلية تهدف إلى إجراء وتنفيذ التجارب بشكل يحاكي التجربة الواقعية وذلك بتطبيق
التجارب العملية بشكل افتراضي يحاكي التطبيق الحقيقي.
ويتم من خلالها تدريس
مهارات التفكير، ويكون لدى الطلاب مطلق الحرية في اتخاذ القرارات بأنفسهم دون أن
يترتب على هذا القرار أي آثار سلبية.
وتماشياً مع أهداف
وزارة التربية والتعليم بمملكة البحرين في دمج تقنية المعلومات والاتصال في
العملية التعليمية التعلمية، قامت الوزارة باقتناء برمجيات المختبرات الافتراضية
"أنظمة المحاكاة لمادتي العلوم والرياضيات" للمرحلة الثانوية في المواد
التالية: العلوم (كيمياء، فيزياء، أحياء) والرياضيات، وذلك في: الأجهزة المتنقلة
للمعلمين والأجهزة الثابتة في مختبرات العلوم (كيمياء وفيزياء).
مميزات المختبرات
الافتراضية
تقليل وقت التعلم
الذي يقضيه الطالب في المعمل التقليدي.
. إجراء تجارب يصعب
إجراؤها في المختبر التقليدي كونها خطرة أو مكلفة مادياً أو يتطلب إجراؤها وقتًا
طويلا
. تقديم التغذية
الراجعة المناسبة للمتعلمين عن أدائهم المعملي
مرونة الاستخدام من
قبل الطالب حيث يمكنه أداء الأنشطة المعملية في أي وقت وفي أي مكان وبأي سرعة،
بالتالي يمكن الطالب من القيام بالأنشطة العملية التي فاتته
المختبرات المحوسبة Microcomputer-Based Labs
أولت وزارة التربية
والتعليم في المملكة العربية السعودية اهتماما بالغاً في دمج تقنية المعلومات
والاتصال في خبرات المناهج الدراسية
وخصوصا المواد العلمية ولإدراكها بأهمية
دمج التقنية في التعليم تبنت بعض المشاريع
التي تدعم هذا التوجه ومن هذه المشاريع
مشروع مختبرات العلوم المحوسبة والتي
تعتبر إحدى إحدى أساليب لاتطوير مختبرات
العلوم.
مفهوم المختبرات
المحوسبة هي المختبرات التي تعتمد على استخدام المستشعرات لإجراء التجارب المعملية
لمادة العلوم بكافة فروعها (فيز ( فيزياء-
كيمياء- أحياء) وذلك باستخدام برنامج
استديو البيانات (Advance Logger ) بواسطة الحاسب الالي.
يتكون كل مختبر محوسب
في المدارس مما يلي
:-
1- جهاز حاسب آلي .
2- حقيبة مختبر محوسب
(مستشعرات ) تحتوي على 17 مستشعر .
3- جهاز عرض البيانات
داتا شو ( البروجيكتور )
4- شاشة عرض
للبروجيكتور.
محتويات حقيبة المختبرات المحوسبة
1ـ جهاز جمع وقراءة
البيانات Max Advance
الحاسب المحمول او (Max Advance) هو تطبيق مشابه لبيئة
الكمبيوتر لأنه تم تنصيبه مسبقا مع النظام
العلم التجريبي
ستناداً إلى متطلبات المستخدمين المختلفة
ال الأساسي الجديد ويندوز (6) الى
جانب ذلك، تم تثب المواصفات العامة للجهاز
:
ـ المعالج الأساسي :
من نوع SiRF-PRIMA بسرعة 800ميغاهرتز .
- الشاشة : شاشة
كريستال بحجم 7 بوصات بدقة عرض تصل لـ ( (480 ×800 .
- الذاكرة : 128
ميغابايت ذاكرة عشوائية 1 ميغابايت ذاكرة أساسية للحفظ في الجهاز تحت NAND Flash
- مدخل ذاكرة التخزين : مدخل ذاكرة يدعم حتى سعة
8جيجا بايت كحد أقصى نوع SD
- المداخل التسلسلية
: 3 مداخل USB لتوصيل الأجهزة بمداخل
أساسية .
1 مدخل USB لتوصيل الأجهزة كمدخل
إضافي .
- مداخل توصيل
المستشعرات : 4 مداخل تسلسلية من نوع KDS
لتوصيل المستشعرات .
- مخارج توصيل شاشة
خارجية : مدخل VGA
لتوصيل الجهاز بجهاز عرض البيانات أو شاشة خارجية .
- مدخل لشبكة
محلية LAN: يدعم التوصيل الشبكي بالانترنت أو بشبكة محلية حتى سرعة 10/100 ميغا بايت في الثانية .
مفهوم المعامل
الافتراضية:
(الاستنتاجات)
من خلال ما تقدم سرده يستنتج الباحث أن تعدد
المعامل الافتراضية Virtual Labs أحد تطبيقات ما يسمي بالواقع الافتراضيVirtual Reality وهو أحد مستحدثات تكنولوجيا التعليم، والذي يعد بيئة تعليم مصطنعة
أو خيالية بديلة عن الواقع الحقيقي وتحاكيه، والمتعلم هنا يعيش في بيئة تخيلية
يتفاعل ويشارك ويتعامل معها من خلال حواسه وبمساعدة جهاز الكمبيوتر وبعض الأجهزة
المساعدة.
وتعرف المعامل الافتراضية بأنها بيئة
منفتحة يتم من خلالها محاكاة مختبر العلوم الحقيقيوالقيام بربط الجانب العملي
بالجانب النظري، ويتم من خلاله تدريس مهارات التفكير، ويكون لدى الطلاب مطلق
الحرية في اتخاذ القرارات بأنفسهم دون أن يكون لذلك أي آثار سلبية(Woodfield,et al.2004)
كما تعرف بأنها بيئة تعلم وتعليم افتراضية تستهدف تنمية مهارات العمل
المخبري لدى الطلاب وتقع هذه البيئة على أحد المواقع في شبكة الانترنت وينضوي هذا
الموقع عادة على صفحة رئيسية ولها عدد من الروابط أو الأيقونات (الأدوات) المتعلقة
بالأنشطة المختبرية وانجازاتها وتقويمها. (حسن زيتون(165:2005).
ويشير Alexiou,C.& et al.(2008) إلى أن المعامل الافتراضية تمثل أحد المستحدثات التكنولوجية التي
ظهرت في الفترة الأخيرة والتي تعد امتدادا لأنظمة المحاكاة الإلكترونية ، فهي
تحاكي المعامل الحقيقية ويمكن الحصول منها على نتائج مشابهة لنتائج المعامل
الحقيقية.
كما يعرفها عبد الله
المناعي ( 2008) بأنها مختبرات علمية رقمية تحتوى على أجهزة كمبيوتر ذات سرعة
وطاقة تخزين وبرمجيات علمية مناسبة ووسائل الاتصال بالشبكة العالمية، تمكن المعلم
من القيام بالتجارب العلمية الرقمية وتكرارها ومشاهدة التفاعلات والنتائج بدون
التعرض لأدنى مخاطرة وبأقل جهد وتكلفة ممكنة.
كما تعرف بأنها بيئات تعليم وتعلم الكترونية
افتراضية يتم من خلالها محاكاة مختبرات ومعامل العلوم الحقيقية وذلك بتطبيق
التجارب العملية بشكل افتراضي يحاكي التطبيق الحقيقي ،وتكون متاحة للاستخدام من
خلال الأقراص المدمجة أو من خـــــلال موقع على شبكة الانترنت( أحمد بن صالح
الراضي، 2008)
فالمعامل الافتراضية هي معامل مبرمجة تحاكي
المعامل الحقيقية، ومن خلالها يتمكن المتعلم من إجراء التجارب المعملية عن
بعد لأي عدد ممكن من المرات، كما تعوض غياب الأجهزة المعملية ، كما يمكن تغطية
معظم أفكار المقررات بتجارب افتراضية وهو ما يصعب تحقيقه في الواقع نظرا لمحدودية
وقت العملي وعدد المعامل.
المراجع:
1. إبراهيم أحمد
نوار(2009). تأثير التدريس بتكنولوجيا مختبر العلوم الافتراضي على تنمية مهارات
التفكير العليا والوعي بتكنولوجيا المعلومات لدى طلاب الحلقة الثانية من مرحلة
التعليم الأساسي، رسالة دكتوراه غير منشورة،
كلية التربية جامعة كفر الشيخ.
2. أحمد بن صالح
الراضي (2008). "المعامل الافتراضية نموذج من نماذج التعلم الإلكتروني".
ورقة عمل مقدمة لملتقى التعليم الإلكتروني في التعليم العام، وزارة التربية
والتعليم، الإدارة العامة للتربية والتعليم. الرياض.
3. المركز القومي
للتعليم الإلكتروني بالمجلس الأعلى للجامعات(2010). دليل إرشادي ونموذج التقدم
لطلب إتاحة معمل افتراضي للمقررات العلمية بالجامعات المصرية. سبتمبر 2010
5. حسن حسين زيتون
(2005). رؤية جديدة في التعليم – التعلم الإلكتروني ( المفهوم – القضايا – التطبيق
– التقييم). الرياض :الدار الصولتية للنشر والتوزيع.
6. رانيا عبد الفتاح
(2009). أثر استخدام المعمل الافتراضي على تدريس الرياضيات في مرحلة التعليم
الأساسي، رسالة ماجستير غير منشورة، كلية التربية النوعية جامعة المنصورة.
7. عبد الله سالم المناعي ( 2008). "المختبرات الافتراضية". الجمعية العربية للتعليم والتدريب الإلكتروني،ASOET
