كيف تصمم وحدة دراسية عيسى دكتوراه

- تصميم التطبيقات التعليمية:
يوضح الشكل التالي معمارية دولية في إطار تصميم التطبيق التعليمي المقترح. ويتداول المستوي الأعلى من الشكل مع نظرية التصميم التعليمي التي تدير مداخل مثل: وحدات المعرفة Knowledge Objects (KO) ، هياكل المعرفة Knowledge Structures (KS) ، وبرمجيات التصرف الإبداعية Innovative Transaction Shells.وطبقا لنظرية التصرف التعليمي لميريل Merrill تعرف وحدات المعرفة بأنها تعتبر تمثيلات معرفة خارجية تتوازى مع النماذج العقلية Mental Models التي هي بدورها تمثيلات نماذج معرفية. وتشتمل برمجيات التصرف Transaction Shells علي قواعد لاختيار وتتابع وحدات المعرفة. وتفسر هذه المداخل المختلفة في نموذج ميريل كأساس للمستوي التالي (نمذجة التصميم التعليمي) الذي يعتبر المستوي المركزي ويتصف بنموذج تربوي حيث تمتد مكوناته إلي النماذج السابقة بالتبعية. ويتشكل النموذج الهيكليStructural Model من الوحدات التعليمية النابعة من وحدات المعرفة والهياكل التربوية التي توسع هياكل المعرفة. ويبني النموذج الوظيفي Functional Model علي المهام التعليمية Instructural Skills وسيناريوهات التعلم Learning Scenarios. وترقييم لغة النمذجة التربوية EML يصمم لتحديد كل من المكونات الهيكلية والوظيفية معا.


شكل (1): معمارية تصميم التطبيق التعليمي
وسوف يتعرض القسم التالي من هذا العمل بوسف متعمق بالمستويين التعليميين الذين يتداولان مع التنفيذ الكمبيوتري للتطبيقات التعليمية. والمستوي الأول منهما مبني علي نموذج الهيبرميديا لعرض المداخل التعليمية وتحديد علاقاتها في ترقيم مجرد رسمي [Buendia et al, 2001]؛ أما المستوي الذي يلي ذلك فيرتبط بالتكنولوجيا المتضمنة في إمداد التطبيقات التعليمية المستخدمة في بيئة التعلم الإلكتروني.

4- النموذج الهيكلي:
يرتكز هذا القسم علي مكونات نموذج تربوي D المرتبط بالهيكلية المقترحة في هذه الورقة المقدمة. ويتشكل عنصر النموذج الحالي الأبسط علي الوحدات التعليمية (IOs) التي تستخدم لإدارة وحدات المعرفة التي حددت في نموذج ميريل Merrill من وجهة نظر التعلم، حيث تصف نظرية التصرف التعليمي ITT لميريل المعرفة فيما يتعلق بثلاث أنواع من وحدات المعرفة: المداخل، الأنشطة والعمليات. وعند مخاطبة المدخل، النشاط أو العملية في سياق التعلم توجد أوجه متعددة التي تختلف عن بعضها البعض اعتمادا علي أوضاع التعلم حول وحدة المعرفة. والهدف الرئيسي لعناصر الوحدة التعليمية (IO) يرتبط بعرض تلك الأوجه المختلفة. وإذا كان هدف التعلم يرتبط بالمدخل، فإن الوحدات التعليمية مثل التفاسير Definitions، العبارات Statements، أو الأمثلة Examples يمكن أن تستخدم لوصفها. ووحدات معرفة النشاط يمكن أن تتصف باستخدام الوحدات التعليمية مثل التمارين Exercises، الأسئلة Questions، التشبهات Analogies، الإيماءات Hints، وهكذا. وأخيرا فإن العمليات تختص بالمحاكات Simulations، التغذية المرتدة Feedback، والحركات Animations.
ولا تكون الوحدات التعليمية وحدات معلومات منعزلة فقط كالتفاسير أو التمارين، ولكنها تهتم أيضا بالطريقة التي تستخدم فيها هذه الوحدات في سياق التعلم. علي سبيل المثل، فإن تفسير المدخل يختص بالمستوي الصعب الذي قد يكون ممثلا عبارة تحدد القيمة المعينة التي تخصص لها في الكشاف المحدد ومثال يعرض المدخل مع نموذج الوسائل المتعددة Portrayal (النص، الصوت، الشكل، الحركة وهكذا). ويحدد ذلك أنه يجب إعتبار الوحدات التعليمية كإمكانيات متعددة لوحدة المعرفة المطلوب تعلمها للتعامل مع إطارات وحاجات تعلم مختلفة.
والنموذج الذي يعرض في هذا العمل، يقدم إطارا مرنا لتضمين أنواع متعددة من المعلومات التربوية التي يمكن إضافتها للوحدات التعليمية. وعلي ذلك، يجب علي المعلم أو المدرب أن يقرر مستويات الصعوبة أو التجريد المختلفة التي تخصص لكل وحدة، ومعرفة مدي تطابقها وتوافقها في سياق تعلم معين. وترتبط عملية التصميم هذه بأوجه وخواص مجال موضوع معين وتصبح عملية يدوية متعبة لحد كبير. وفي هذا الصدد، تستخدم ترقيمات "واصفات ما وراء البيانات Metadata" لمساندة هذه العملية.
وفي هذا العمل، يقترح ترقيم "لغة XML " لتفسير الوحدات التعليمية IOs المطبقة طبقا لمجال موضوع معين. ويعني ذلك، أنه يمكن تفسيرها لاعلي قمة مداخل أخري مثل وحدات معرفة ميريل Merrill أو وحدات تعلم معهد IEEE وامتدادها مع العناصر التربوية الخاصة بها كتلك المشار إليها في الشكل التالي رقم (2). وفي هذا المثال، يستخدم وصف الوحدات التعليمية لتدريس وحدة المعرفة. ويحدد وصف الوحدة التعليمة أن عرض الشكل قد تم اختياره في سياق التدريس الحالي. والأبعاد التربوية كما في حالة مكونات الوسائل المتعددة Portrayal أو نوع التجريد يبين كيف أن هذا الشكل عرض مستوي التجريد الذي يمثله. وترقيمات لغة النمذجة التربوية EML تتضمن أيضا علي معلومات عن تنظيم المحتويات التعليمية في هياكل مختلفة. وفي بعض الحالات، مثل مشروع "الكتاب المتعدد Multibook " تمتزج هذه المعلومات مع وحداته التعليمية. وفي النموذج المقدم في هذا العمل، يوجد\ فصل قوي بين أنواع المعلومات المختلفة المقدمة.
وتنظم الوحدات التعليمية باستخدام هياكل تربوية هيكل القرص (DS)التي يمكن إدارتها كوحدات مستقلة. وتخاطب هذه المداخل إلتقاط علاقات تربوية بين هذه الأشياء. ويوجد نوعان من العلاقات التربوية في النموذج الحالي: العلاقات الظاهرية والعلاقات الضمنية. وتصل العلاقات الظاهرية الوحدات التعليمية باستخدام فعل معين لحالة "مثال يوضح تفسير مفهوم ما" أو "سؤال يقيم شرح ما". أما العلاقات الضمنية فإنها تنبعث من الطريقة التي تنم فيها وحدات المعرفة.
<قيمة المكون التربوي Component Value Didactic Rev. "مرجع الشكل Image reference" >
<مرجع الوحدة Object Ref> مرجع هيكل القرص الممغنط Magnetic Disk Structure Reference (مجال
التخزين Storage Area). </ مرجع الوحدة Object Ref. >
<تعريف الوحدة التعليمية Instructional Object ID = "الوحدة التعليمية رقم 404 IO – 404" اسم الوحدة Object Name = "وصف الوحدة Object Description = شكل ثنائي الأبعاد Bi-dimensional image
" >
< بعد الوسيلة المتعددة Portrayal Dimension = "2 2" الخلفية Background = "خطأ False" وضع
Position = المركز Center />
<نوع التجريد Abstraction Type = "هيكلي Structural" عمق Depth =
</ الوحدة الدولية International Object>
</ قيمة المكون Component Value>

شكل (2): مثال الوحدات التعليمية
في هذه الحالة، نهتم في هياكل المعرفة التي تستمد من نظرية التصرف التعليمي ITT لميريل المستخدمة في هذ1العمل لنمذجة هياكل الأقراص DSs . وقد ذكر ميريل أنواعا مختلفة من هياكل المعرفة مثل: القوائم Lists ، التصانيف Taxonomies، الاعتمادات Dependencies، الألجوريثمات Algorithms ، واشبكات السببية Causal Nets. ويمكن أن يبني هيكل القرص DS علي قمة هيكل معرفة أو أكثر. علي سبيل المثال، فإن وصف "هيكل القرص الممغنط" في نظام كمبيوتر يمكن أن يبني علي تعريف مكوناته وتخصيصها لمكونات الوسائل المتعددة المختلفة Portrayal . علي سبيل المثال، فإن المحور Cylinder وارتباطات هيكل القرص DS مع مداخل متراكمة من الوحدات التعليمية وهياكل المعرفة. وكل من مداخل الوحدة التعليمية وهيكل المعرفة تبني علي وحدات المعرفة التي تتشكل بواسطة عناصر مختلفة كالمؤشر أو الواصف Identifier، الوسيلة المتعددة Portrayal، والخواص الموروثة Properties. ومداخل هيكل القرص DS تمتد أيضا عبر المعلومات الأساسية التي تأتي من الوحدات التعليمية وهياكل المعرفة باستخدام الخواص التربوية مثل اختيار وسيلة متعددة Portrayal. كما هو مبين في الشكل التالي:


شكل (3): مداخل نموذج التصميم التعليمي
والشكل السابق يعمل لتفسير الاستراتيجيات التعليمية المسئولة عن هيكلة وحدات المعلومات المطلوب تعلمها ولكنها تعتبر مستقة من مجال الموضوع بصفة أساسية.

5- النموذج الوظيفي:
يصف النموذج الوظيفي Functional Model المداخل التي يسمح للمستخدم (الطالب أو المعلم) بالتفاعل مع هيكل تخزين القرص DSS ومداخله مع العناصر الهيكلية الأخرى. والشكل التالي يوضح شكل لغة النمذجة الموحدة Unified Modeling Language (UML) البسيط الذي يعرض المداخل الوظيفية الرئيسة وعلاقاتها مع باقي المداخلوتمثل هذه المداخل سيناريوهات تعلم ومهام تعليمية بالتبعية.



شكل (4): مداخل نموذج التصميم الوظيفي
وتفسر سيناريوهات التعلم Learning Scenarios (LS) كمجموعة من الألفاظ والأوضاع المعينة التي تختص بتعلم المستخدم. وكل مستخدم سواء كان فرد أو مجموعة من الأشخاص يخصص له سيناريو تعلم أو أكثر. ويجب علي المعلمين أو المدربين أن يحددوا علي مداخل سيناريو التعلم والتعرف عليه، ويخصصون أوجها لتحديده مثل أنماط النعلم، جداول التوقيت، الطرق التعليمية وغايات التعلم. ويكمل كل سيناريو تعلم مهمة تعليمية Instructional Task أو أكثر من مهمة التي تفسر كعمليات يجب أن يؤديها المستخدم لتحقيق غاية أو هدف تعلم معين. ونموذج مداخل المهمة التعليمية تمثل الوظائف المرتبطة بواجهة تفاعل هيكل تربوي. ويمكن الوصول للهيكل التربوي أو أكثر من هيكل حتى يمكن وصل هيكل القرص DS بالمهام التعليمية المتعددة.
وترتبط المهام التعليمية بمفهوم برمجيات التصرف Transaction Shells في إطار نظرية التصرف التعليمية لميريل التي تشتمل علي قواعد لاختيار وتتابع وحدات المعرفة. وويسهل ذلك عملية التصميم لأن المعلم يتعامل مع الوحدات التعليمية المختلفة بطريقة أكثر تجريدا. علي سبيل المثال، في إطار اعتمادية هيكل القرص DS فإن مكونات الوحدة التعليمية تعتبر كلها كعناصر سلسة بدون تفريق بينها. وأن المهمة التعليمية مثل "الشرح" تحدد عمليات الإبحار عبر فصول هيكل الاعتمادية ، وبذلك يمكن أن تتضمن عملية الإبحار علي اختيار فصل معين الذي يمكن أن يعتمد علي نماذج تعلم مثل "التعلم بواسطة الأمثلة Learning by examples" ، "التعلم بواسطة العمل Learning by work / doing" ، أو "التعلم بواسطة الاكتشاف Learning by exploring" ..الخ. وفيما يرتبط بالتعلم بواسطة الأمثلة فإن مهمة الشرح تبني علي مراجعة مثال ما للوحدات التعليمية، بينما تتضمن الحالات الأخري العمل مع نشاط الوحدات التعليمية. وأحد المسئوليات الرئيسية للمعلم يتمثل في تفسير المهام التعليمية المرتبطة بكل هيكل قرص قرص DS. ويعتبر هذا التفسير مهمة يدوية أو مهمة متعبة وأن ترقيم لغة النمذجة التعليمية EML يطور لمساعدة المعلم في عمليته التدريسية.

6- مثال التطبيق:
في هذا الجزء من هذا العمل، يستخدم مثال تطبيق Application Example لتوضيح تطبيق نموذج تربوي يطلق عليه "تعلم أساسيات لغة XML" التي تبني علي هيكل الاعتمادية. ويبين الشكل التالي رقم (5) توضيحا للاعتمادية من أعلي لأسفل، كما يعرض محور الجذر Root Node غاية التعلم الرئيسية التي تصف "تعلم لغة XML".







شكل (5): مثال الهيكلية التربوية

المحور النازل Descendent يخصص لتفسير الوحدة التعليمية التي تهدف الإجابة علي السؤال التالي: "ما هي لغة XML ؟" وتبني العلاقة التربوية فيما يتصل بغاية تفسير وحدة التعلم علي نوع العلاقة، ويعني ذلك أن المعرفة عن ترقيم لغةXML (المحور الحالي) تتطلب تلبية الغاية / الهدف المفسر في المحور السابق. وفي إطار المحور الحالي، توجد عدة فصول تمثل وتعرض التوسعات أو الامتدادات (أي تلك التي تمتد بواسطة العلاقات) الخاصة بالمحور الحالي. وتخزن هذه الفروع المتطلبات حتى يمكن فهم المحور السابق، ويخصص لها مستوي كفاية :الصعوبة مثلا. وطبقا لهذا التخصيص، يمكن ربط مهمة تعليمية لكل فرع. وتبني مستويات الكفاية علي نماذج التعلم المحددة من قبل. و"التعلم بواسطة الأمثلة" يمكن أن يتضمن الحالات الخاصة بمفهوم ما. علي سبيل المثال، وثيقة لغة XML التي علي يسار الشكل السابق أو وثيقة DTD التي تتواجد في القسم المركزي. إضافة لما سبق، كل مثال وثيقة لغة XML يمكن أن يخصص مع مستوي صعوبة معينة الذي يستخدم كمحور بواسطة المهمة التعليمية. وقد يؤدي ذلك إلي أن أقسام الهيكل يمكن الوصول والإبحار إليها بطرق مختلفة. ويمكن للتنبؤ بمهمة تعليمية فحص عملية معينة. علي سبيل المثال، صحة Validation مدخل وثيقة لغة XML تستخدم تركيب DTD Syntax. وعملية الصحة تبني علي نشاط الوحدة التعليمية الذي يرتبط بوحدة المثال السابق بواسطة وسائل ترتبط بالتساؤل هل النشاط المختبر يكون بعلاقة تربوية؟ وفي مستوي نمط تعلم أعلي، يمكن أن تتضمن مهمة التنبؤ أنشطة إضافية مثل مكونات وتركيب DTD.

7- الاستنتاج:
اقترح هذا العمل إطار تصميم لتطوير التطبيقات التعليمية فيما وراء هياكل برمجيات المقررات الجدراسية الجامدة التي تحدد المقرر الدراسي المبني علي الويب. والإطار المقترح مبني علي نموذج تربوي قدم بوابة Gateway بين النظريات والمفاهيم التعليمية وبين الهيبرميديا مع هندسة تطبيق الويب. ويمثل هذا الإطار اتجاهين أساسيين: الاتجاه الأول يمثل منظور هيكلي مبني علي الوحدات التعليمية والهياكل التربوية، والاتجاه الثاني يعبر عن منظور وظيفي يدير المداخل السابقة مستخدماا المهام التعليمية وسيناريوهات التعلم. ويعتبر النموذج التربوي مساند بواسطة ترقيم مبني علي لغة XML يسهل ترجمته إلي بيئات الكمبيوتر.
وقد طبق هذا الترقيم لعرض تصنيف يرتبط بالهياكل التربوية يقدم إمكانية تنظيم الموارد التربوية المتوافرة بطريقة أقرب لمتطلبات تدريس المعلم. وفي نفس الوقت، يشتمل هذا العمل أيضا علي تخطيط التوصيف المبني علي لغة XML للهياكل التربوية لأخرى بناء علي الاعتماديات والألجوريثمات المختلفة. وتشتمل الأعمال الإضافية علي استخدامها في سياقات التعلم المعينة مثل مجالات هندسة المعلومات. كما طورت أيضا أداة تسمح بالوصول إلي الهياكل المختلفة في بيئة مبنية علي الويب.

المراجع:
1. Buendia, F., et al [2001]. XEDU: A framework for developing XML-based didactic resources. Subted to: EuroMicro’ 01, pp. 427-434.
2. Duval, E. [2001]. Standardized\metadata for education: A status report. In: Proceedings of ED-MEDIA 2001, Tempere, Finland, pp. 458-463.
3. Koper, R. [2001]. Modeling units of study from a pedagogical perspective: The pedagogical meta-model behind EML. [http://eml.ou.nl/introduction/docs/ped-metamodel.pdf]
4. Merrill, M. D. & ID2 Research Team [1996]. Instructional transaction theory: Instructional design based on knowledge objects, Educational Technology, Vol. 36, No. 3, pp. 30-37.
5. Rodriguez-Artacho, M. et al [1999]. Using a high-level language to describe and create Web-based learning scenarios frontiers. In: Education Conference FIE’99 IEEE Computer Society, San Juan, Puerto Rico.
6. Silberthom, H and Gaeda, B. [1999]. IMSDL: Instructional, material structure description language, 7th BOBCATSSS Symposium on Learning Society, Learning Organization, Lifelong Learning, Bratislava.
7. Stenacher, A. et al [1999]. Dynamically generated tables of contents as guided tours. In: Adaptive Hypermedia Systems Proceedings of ED-MEDIA, June 1999.
8. Sub, c. et al [2000]. Teachware framework for multiple teaching strategies. In: Proceedings of ED-MEDIA 2000, World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunications. Montreal, Quebec.
9. Teege, C. [2000]. Targeteam, Targeted reuse and generation of TEAching materials. [http://www11.informatik.tu/muenchen.de/forschung/projekte/targeteam/index.html.en]
10. Wehner, F. [2001]. Developing modular and adaptable courseware using TeachML, Finland, pp. 2013-2018.
11. Wiest, S. and Zell, A. [2001]. Improving Web-based training using an XML content base. In: Proceedings of ED-MEDIA 2001, Tempere, Finland, pp. 458-463.
___________________________________________________________________________