ثورة في العلوم والهندسة.. بعد حصول الجامعة الامريكية علي رخصة استخدام برنامج جديد للرياضيات

بحصول كلية العلوم والهندسة بالجامعة الامريكية على رخصة استخدام برنامج جديد للرياضيات، تصبح الجامعة أول حرم جامعى فى العالم يطبق هذا البرنامج. تتيح هذه الرخصة الفرصة لجميع طلاب وأعضاء هيئة تدريس الكلية باستخدام البرنامج وذلك في العام الدراسي 2013 – 2014 ولهذا البرنامج خصائص هائلة منها أدوات محاسبية، وخصائص تفاعلية وحلول رقمية، مما يسهم فى إحداث ثورة شاملة في طريقة تعليم العلوم والهندسة بالجامعة.

يقول طارق شوقي، عميد كلية العلوم والهندسة: "إن إدخال أحدث ما وصلت إليه التكنولوجيا في العالم في صلب التعليم الذي تقدمه كلية العلوم والهندسة يمثل جزءً لا يتجزأ من الخطة الخماسية الاستراتيجية التي وضعتها الكلية. إن إدخال أدوات محاسبية قوية من الناحية التكنولوجية يشجع بالتأكيد اعضاء هيئة التدريس على إعادة النظر في طريقة التدريس التي يتبعونها، وفي المنهج الدراسي الذي يقدمونه، وفي التقييم الذي يعطونه للطلاب، وبذلك نصل إلى عمل تحديث شامل لكافة المواد والبرامج الدراسية التي نقدمها. فعندما نمنح الطلاب الفرصة كاملة ونسهل لهم الوصول إلى تلك التقنيات واستخدامها، نكون بذلك قد أحدثنا نقلة نوعية هامة في مجال العلم الذي يتلقاه الطلاب."

يمكن برنامج Mathematica الذي صممته شركة Wolfram ضمن أشياء أخرى من عمل إجراءات حسابية معقدة عددية أو رياضية بصورة رقمية، وهو الأمر الذي كان يستغرق وقتاً طويلاً عند حسابه بالطرق التقليدية. وأوضح شوقي: "تُبنى الهندسة على أسس رياضية، لذا يلزم للطلاب حل معادلات جبرية وتفاضلية طويلة بالطرق التقليدية وصولاً إلى فهم الموضوعات الأساسية للدورة الدراسية. وقد كان الطلاب يستغرقون وقتاً طويلاً في حساب أى متغيرات مما يهدر الكثير من الوقت والجهد ويستغرق حوالي 75% من وقت الدرس، أضف الى ذلك عدم ضمان الوصول الى نتائج ملموسة دقيقة. إلا أنه مع تطبيق التقنيات التفاعلية التى يتيحها برنامج Mathematica، نجد أن حل تلك المعادلات لا يستغرق إلا ثوان معدودة مما يمكن الطلاب من التركيز على التطبيقات الحياتية مثل بناء الكبارى وتصميم الدوائر الكهربائية وتصميم الإنسان الآلى كما تسمح الخصائص التفاعلية للبرنامج برؤية أوضح وأكثر شمولية للأشياء وباختبار المتغيرات ، مما يدعم من قدرات الطلاب الإبداعية وملكات التفكير والابتكار لديهم، وتمكنهم من بناء النماذج الخاصة بهم.."

يتماشى هذا الاتجاه الذي تبنته الجامعة مع أحدث الاتجاهات في عالم التكنولوجيا، والعلوم، والتعليم حيث احتدم السباق فى الآونة الأخيرة لاحتلال مكان الصدارة في عالم الابتكار التقني والعلمي، مما دفع العديد من البلاد إلى الاستثمار في مجال تطوير الطرق المتبعة في تدريس مواد العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات وتعزيزها. وقد تباحث دوماً القائمون على عملية إصلاح التعليم في تغيير الطريقة التي تُدرس بها مواد العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات، وفي كيفية استيعاب الطلاب من كافة الأعمار لمواد العلوم والرياضيات على وجه الخصوص. وتوصل البحث في النهاية إلى أنه عندما تغيرت الطريقة التي تُدرس بها مواد العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات وتحولت إلى طريقة اخرى تتسم بمزيد من التفاعل والمشاركة وأصبح حل المسائل يتم بطريقة واقعية، بالإضافة إلى إدخال التكنولوجيات الحديثة في صلب المنهج الدراسي تمكن الطلاب بذلك من رؤية المحتوى بصورة مغايرة وأصبح لديهم فهماً أعمق للمفاهيم الرياضية التي يتعاملون معها.

يحتاج المدرسون أيضاً إلى التدريب على هذه الطرق الجديدة المتبعة في التدريس وصولاً إلى تفعيل كل ما ذكرناه آنفاً. وقد اكد شوقي: "يجب على أعضاء هيئة التدريس إعادة النظر في الطريقة التي يدرسون بها." وأضاف قائلاً: "تُجري شركة Wolform تدريباً مكثفاً عملياً لأول 25 من أعضاء هيئة التدريس الذين يتقدمون لتلقي تلك التدريبات، ومن ثَم يستطيع هؤلاء أن يدربوا غيرهم من أعضاء هيئة التدريس. وعندما تنتهي الدورة التدريبية، يتسلم المتدربين شهادة معترف بها دولياً تفيد حضورهم تلك التدريبات. وبالإضافة إلى ما سبق، يقوم خبراء Wolform بتوجيه بعض أعضاء هيئة التدريس بكلية العلوم والهندسة وصولاً إلى تحويل طريقة التدريس الخاصة بعشرة مقررات دراسية على الأقل إلى الطريقة الجديدة، وذلك أثناء العام الدراسي الحالي. وتقوم الجامعة بمتابعة هذه المرحلة وتقييمها وإصدار تقييم نهائي بشأنها بحلول صيف 2014."