إطار مقترح للتصميم التعليمي المتعلق بالتطبيقات التعليمية المتعددة الهيكلية

إطار مقترح للتصميم التعليمي
المتعلق بالتطبيقات التعليمية المتعددة الهيكلية
أ.د. محمد محمد الهادي

المستخلص
يشتمل التطبيق التعليمي علي مجموعة موارد وأنشطة تتفاعل وتتداخل بينيا مع الخبرات الهيكلية الموجهة نحو تحقيق الأهداف التربوية والتعليمية المعينة. والتطبيقات التعليمية المبنية علي الكمبيوتر يجب النظر إليها كأي أنشطة تطبيقية أخرى تتبع عمليات مفسرة جيدا. مع أخذ هذا الغرض في الحسبان، يقترح في هذا العمل استعراض بعض التصميم للتطبيقات التربوية والتعليمية المبنية علي الكمبيوتر. علي أي حال، فإن معظم طرق التصميم ترتكز علي هياكل برمجيات المقررات الدراسية علي الخط Online Courseware التي قد تكون جامدة إلي حد ما في اشتمالها علبي بعض القصور في التعامل مع المقررات الهيكلية بطرق متعددة. إلي جانب ذلك، تفتقر هذه الطرق المتاحة علي آلية معينة لإعداد نموذج المفاهيم والاستراتيجيات التربوية والتعليبمية المحتاج إليها. ويقترح هذا العمل المقدم في هذه الورقة الفنية إطار تصميم مقترح لتطوير التطبيقات التربوية والتعليمية الهيكلية وتضمين نموذج تربوي Didactic مع مدخل هندسة البرمجيات للتعامل مع المتطلبات التربوية والتعليمية والفنية. والنموذج المحدد يمد المعرفة قبل تلك المتضمنة في نظرية التصرف التعليمي لميريل Merrill التي يضيف إليها المعلومات التربوية Didactic . ويقترح هذا النموذج ترقيما مبنيا عل لغة XML لعرض هذه الهياكل وإدارتها. وتشتمل هذه الورقة الفنية علي خمسة أشكال رئيسية وأحد عشر مرجعا ترتبط بالموضوع المثار.

الكلمات الرئيسية: التصميم التعليمي، نظرية التصرف التعليمي، هندسة برمجيات المقررات التعليمية علي الخط، ترقيم لغة XML




1- المقدمة:
يمكن تفسير التطبيق التعليمي كمجموعة موارد وأنشطة التي تنفذ التفاعلات والخبرات المترابطة والمهيكلة بواسطة وسائل الأنماط الثابتة المبنية علي تتابع صفحات إلكترونية مثل الكتاب، كمال أنها مصممة لاستخدام منهجيات برمجيات المقرر الدراسي التي ترتكز علي عرض وإبحار القضايا المختلفة ولكنها تفتقر لأساس تربوي Didactic كما أن النتائج النابعة مناه هي في الأساس تشبه طباعة كتب المقررات الدراسية المتاحة علي الخط ، إلا أن الأوجه التربوية تعتبر بصعوبة كبيرة في هذه التصاميم المعينة. ويقترح العمل الحالي إطار تصميم يكون مستقلا من تكنولوجيات الإمداد المبنية علي الكمبيوتر، ويسمح بعرض الهياكل التربوية المتعددة من وجهة النظر التعليمية. ويتطلب هذا الإطار المقترح نموذجا للتعامل من جهة مع موضوعات التصميم التعليمي، ومن جهة أخرى مع تصميم التطبيقات المبنية علي الكمبيوتر.
ويعرف التصميم التعليمي كمجال يربط النظريات الوصفية مع الممارسة التعليمية. ومكن بين النظريات التعليمية المختلفة المقترحة في الآداب المنشورة والمتاحة عنها، نظرية التصرف التعليمي لميريل [Merrill, 1996] التي سوف يعتمد عليه هذا العمل حيث أنها تجعل ممكنا عرض العلاقات بين المكونات التعليمية والفنية معا. ويشتمل نموذج مبريل القلي علي مكونين أساسيين: هياكل المعرفة (المخطط) والعمليات لاستخدام هذه المعرفة (العمليات العقلية). ويوضح الفرض العلمي لنظرية التصرف التعليمي لميريل أن التعليم الملائم سوف يتطلب أنواعا متعددة من هياكل المعرفة التي يتعرف عليها وتصبح واضحة للمتعلم. وعلي ذلك تقدم هذه النظرية أداة قوية لهيكلة المعرفة الخاصة بموضوع معين وتفسير الإجراءات المختلفة للوصول إليها. وفي الإطار المقترح لهذا العمل، يمتد نموذج ميريل لإضافة المعلومات التربوية لوحدات وهياكل المعرفة. ويبني النموذج المقصود به التربية علي استخدام المداخل السابقة كأساس لها وتحديد خواصها التي تقترح قيمها كيف يمكن أن تستخدم ويطبق سيناريو تدريس أو تعلم معين؟ ومن جهة أخرى، يتداول الإطار المقترح مع تصميم التطبيقات التعليمية المبنية علي الكمبيوتر. ومعظم المنهجيات المتوافرة حاليا تخاطب برمجيات المقررات الدراسية التي تستخدم مثل وثائق لغة HTML ، حيث يتضح أنها ملائمة لعرض المعلومات والوصول إليها في بيئة مفتوحة مثل بيئة شبكة الويب Web التي قد تفتقر إلي قدرة تختص بهيكلة البيانات. ويوجد خيار آخر يتمثل في استخدام أدوات تأليف الوسائط المتعددة Multimedia Authoring Tools الكافية مثل برمجيات كل من Authorware, Toolbook, Director, etc التي تقدم نموذج بيانات أكثر قوة، إلا أنها ترتبط بإعادة استخدام وتبادل موديول المحتوي المعين [Wiest and Zell, 2001]. وفي هذه الحالة، يجب عمل جهدا كبيرا في تنظيم وإدارة البيانات التعليمية المستخدمة [Duval, 2001]. علي أي حال، تهدف مقترحات ومعايير وواصفات ما وراء البيانات Metadata في إعادة استخدام وتبادل مواد التعلم بصفة أساسية، كما أنها غير متضمنة في سياق تصميم التطبيق التعليمي مباشرة. وفي إطار هذا العمل، فإت نظم الترقيم المبنية علي واصفات ما وراء البيانات تعرض المداخل التعليمية والتربوية. ويشتمل العرض الحالي علي تفسير الترقيم المبني علي لغة XML الذي يحدد مداخل نظرية التصرف التعليمي لميريل وتوسعات المعرفة في النموذج التربوي. مثل هذا الترقيم، سوف يسمح للمعلم من تفسير هياكله التربوية التي يمكن أن تبني من وحدات مستودع وحدات تعليمية Learning Objects (LOs) مشترك. وصمم باقي هذا العمل لكي يشتمل علي أقسام عن: مراجعة بعض الأعمال المرتبطة بمجال هذا العمل؛ تقديم إطار مقترح مبني علي النموذج التربوي وعرض مكوناته؛ إكمال النموذج التربوي في إطار منظور وظيفي؛ مع توفير مثال تطبيقي؛ ويختتم بالاستنتاجات المتوصل إليها.

2- الأعمال المرتبطة بالمجال المبحوث:
توجد مبادرات تعليمية عديدة مبنية علي التكنولوجيا التي تفترض الفصل بين الأوجه التربوية التربية والقضايا المرتبطة بالمحتوي المعرفي. وفي هذا السياق، فإن مشروع الكتاب المتعدد للأسس التربوية [Steinacker, et al, 1999] يشتمل علي مجالين من مجالات علوم الفضاء: المجال الأول يتضمن شبكة موضوعات المعرفة التي ترتبط معا عبر علاقات دلالية عديدة؛ أما المجال الثاني فيشتمل علي وحدات معلومات من أشكال الوسائط المتعددة الكثيرة التي توصل معا لمداخل المفهوم والآليات التعليمية كما في حالة "مثال Example" أو "شرح Explain" التي تنفذ بين هذه العناصر، وقد اقترح مدخلا شبيها بلغة نمذجة التعلم [Suss et al, 200] الذي يفرض الخواص التربوية والتعليمية من موديول ووحدات المحتوي المعين.
علي أي حال، فإنه يمكن تحديد كل من خواص الاستراتيجية مع القيم الثابتة الممكنة في إطار النظرية السلوكية أو البنائية. وبعض المقترحات الأخرى كما في حالة مشروع "فريق الهدف Targeteam " [Teage, 2000] أو لغة بولو [Rodriguez et al, 1999] تعتبر أيضا محدودة فيما يتصل بالعلاقات أو الأولويات مثل وسائل التوضيح Illustration والدافعية Motivation والتمرين أو الشرح بدون قيمة تربوية إضافية.
وفي سياق واصفات ما وراء البيانات، توجد لغة نمذجة تربوية Educational Modeling Language (EML) تسمح بتوصيف أنواعا عديدة من البيانات التعليمية. وهذه البيانات يمكن أن تنجز باستخدام الترقيمات التي تشتمل علي مزايا المقترحات المعيارية من جهة، أو المقترحات المعينة من جهة أخرى. ويستخدم الخيار الأول في مشروع "الكتاب المتعدد Multibook " لتفسير عناصر المزايا من خلال الاستفادة بوحدات التعلم لمعهد الهندسة الإلكترونية الكهربائية IEEE Learning Objects أو من خلال مشروع "Chameleon" وترقيمات لغة نمذجة مشروع “TeachM” [Wehner, 2001] المبني علي معايير نظام الإدارة التعليمية IMS. وتعتبر هذه الأشكال المعيارية مفيدة جدا في إطار تبادلها مع سياقات تعلم مختلفة، إلا أن خواصها التربوية تعتبر قاصرة لحد كبير. وفي نطاق المجال الثاني، توجد بعض أشكال مثل لغة إدارة نمذجة التعلم LMML التي تفسر وحدات المحتوي التعليمي وتتضمن وحدات وسائط مختلفة تحتوي علي الجداول، القوائم، الأشكال أو النصوص. وتتمثل مشكلة هذه اللغة في أن هذه الوحدات تتزاوج بقوة مع الوحدات التعليمية Instructional Objects (IOs) التي تمنع تخصيصها مع وحدات الوسائط المتعددة المختلفة. كما توجد مشكلات أخرى شبيهة ترتبط بمقترحات لغة النمذجة التربوية EML كما في حالة مشروع Targeteam ، أو مقترحات تعلم لغة النمذجة التربوية
[Koper, 2001].

3- 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.
___________________________________________________________________________

ينبثق تصميم التدريس من عدد من النظريات أهمها ما يلي:

نظرية النظم العامة General Systems Theoryb
نظرية الاتصال Communication Theory
نظريات التدريس Instructional Theory
نظريات التعلم Learning Theory
نظريات التعلم السلوكية Behavioral Learning Theory
نظريات التعلم العقلية Cognitive Learning Theory
نظرية التعلم البنيوية Constructivism Theory

تعريف التصميم التعليمي:

التصميم التعليمي Instructional design ، ويعرف كذلك بـ instructional systems design :
يطلق على عمليات الوصف والتحليل التي تتم لدراسة متطلبات التعلم .وهو عملية منطقية تتناول الإجراءات اللازمة لتنظيم التعليم وتطويره وتنفيذه وتقوميه بما يتفق والخصائص الإدراكية للمتعلم .
ومصممو التعليم يستعينون بـ " تكنولوجيا التعليم " instructional technology ، للانطلاق منها كقاعدة نظرية لتطوير التعليم . وتعود أهمية حقل تصميم التعليم إلى أنه يشكل الإطار النظري النموذجي الذي لو اتبع فإنه سيسهّل تفعيل العملية التعليمية بمهامها المختلفة : نقل المعرفة ، اكتساب المهارات ، وجودة الموقف التعليمي .وتكمن أهمية التصميم التعليمي في أنه جسر يصل بين العلوم النظرية ( العلوم السلوكية والمعرفية كما سيأتي ) ، والعلوم التطبيقية ( استخدام التكنولوجيا والتقنية في عملية التعلم ) ، وفي هذا العصر الذي فقزت فيه التقنية وباتت الفجوة تتسع بين النظريات التربوية والتعليمية تأتي الحاجة للعناية بتصميم التعليم لتحويل التعليم من الإطار النظري القائم على التذكر والحفظ فقط ، إلى الشكل التطبيقي التي يتلمس فيه المتعلمون من أنفسهم الفاعلية في تطبيق ما تعلموه في حياتهم .الصالح ( 1422هـ)

تاريخ التصميم التعليمي :

إن التصميم التعليمي انبثق كعلم من العلوم النفسية السلوكية، والعلوم الإدراكية المعرفية.
كما لعبت نظريات التعلم دورا هاما في تصميم المادة التعليمية مرتكزة على نظريات متداخلة من : Behaviorism علم السلوك Constructivism كيف يتم التعلم Social learning التربية ، Cognitive الإدراك الإنساني، والتي ساعدت جميعها على تحسين هيكلة المواد التعليمية شكلا ومضمونا .
وعلى مدى 25 سنة الماضية كان هناك استخدام متزايد للوسائل السمعية والبصرية في التعليم وخاصة في الثمانينات مع تزايد المدارس التي تستخدم الحواسيب الصغيرة في الأغراض التعليمية لكن كانت هناك تساؤلات حول الفاعلية التعليمية لتلك الوسائل.

تم خلال الأربعة عقود الماضية تطوير مجموعات متنوعة من إجراءات (نماذج) تصميم التعليم النظامية، وقد كان يدلل عليها بمصطلحات مثل مدخل النظم (systems approach)، تصميم نظم التعليم (instructional systems design ISD)، تطوير التعليم (instructional development)، تصميم التعليم (instructional design)، وبالرغم من اختلاف توليفات الإجراءات التي تستخدم في نماذج تصميم التعليم، فإن معظم هذه النماذج تتضمن تحليل المشكلات التعليمية، والتصميم، والتطوير، وتطبيق وتقويم إجراءات ومواد التصميم التي توضع لحل هذه المشكلات

أصول تصميم التعليم:

ترجع أصول إجراءات تصميم التعليم إلى الحرب العالمية الثانية (Dick,1987)*، فقد استدعي خلال هذه الحرب عدد كبير من علماء النفس والتربويين الذين لديهم تدريب وخبرة في إجراء البحوث التدريبية؛ للقيام بأبحاثٍ، وتطوير موادَّ تدريبيةٍ للخدمات العسكرية. وقد كان لهؤلاء الأفراد ـ الذين كان من بينهم روبرت جانييه، ليسلي برغز، وجون فلانغان، وكثيرون غيرهم ـ أثر واضح في تحديد مواصفات المواد التدريبية التي تم تطويرها، والتي اعتمد في كثير منها على مبادئ التعليم المشتقة من النظرية والبحث في التعليم.
وكذلك وظف علماء النفس معارفهم في التقويم والاختبارات للمساعدة في تقويم مهارات المتدربين، واختيار الأفراد الذين استفادوا أكثر من غيرهم من كل برنامج تدريبي، وعلى سبيل المثال كانت نسبة الفشل في أحد برامج التدريب على الطيران مرتفعة خلافا ًلما هو متوقع، ولمعالجة هذه المشكلة اختبر علماء النفس المهارات العقلية والحس حركية والإدراكية لدى لأفراد الذين كانوا قادرين على أداء المهارات التي تم تعلمها بنجاح في البرنامج ، ومن ثم قاموا بتطوير اختبارات تقيس هذه السمات، وأصبحت هذه الاختبارات تستخدم لاختيار المرشحين لذلك البرنامج التدريبي ، وتوجيه الذين يكون أداؤهم ضعيفا في هذه الاختبارات إلى برامج أخرى، ونتيجة لاستخدام هذه الاختبارات في المهارات الأساسية التي يمتلكها الأفراد (المهارات المدخلية) استطاع الجيش وبشكل كبير رفع نسبة الأشخاص الذين يجتازون البرامج التدريبية بنجاح .
وبعد الحرب مباشرة واصل العديد من علماء علم النفس الذين كانوا وراء النجاح في برامج التدريب العسكرية العمل على حل مشكلات التعليم، وأُنشئت لهذا الغرض منظمات مثل المؤسسة الأمريكية للبحوث، وفي نهاية الأربعينيات وخلال الخمسينيات بدأت مثل هذه المنظمات النظر إلى التدريب كنظام، وطورت عددا من الإجراءات المبتكرة للتحليل، والتصميم والتقويم (Dick,1987)


تصميم المحتوى التعليمي:
إن استخدام نظريات وتماذج التصميم التعليمي في تصميم المحتوى يقوم على ركنين متتابعين :
الأول : تحليل المحتوى التعليمي
الثاني : تنظيم المحتوى التعليمي
أما تحليل المحتوى فهو أسلوب يعمل على تحديد المهمات الفرعية المطلوبة من المتعلم لتحقيق الهدف التعليمي . ويشمل ذلك عدة مراحل :
1- التعرف إلى مكونات المحتوى التعليمي( يتكون المحتوى عادة من أركان أربعة رئيسية : الإجراءات ، المفاهيم ، المبادئ ، الحقائق.
2- التعرف إلى العلاقات التي تنتظم هذه الأركان الأربعة ليمكن التحكم فيها
3- التعرف إلى طريقة تحليل المحتوى
4- الانخراط الفعلي في تحليل المحتوى وموضوعاته
أي أن تحليل المحتوى التعليمي هي عملية يتعرض واضع المادة التعليمية من خلالها إلى محتوياتها من ناحية ، وخصائص الفرد المتعلم العقلية ، وقدرته الإدراكية وخبراته السابقة وكيفية تعلمه ، من ناحية أخرى بهدف تهيئة الطريقة المثلى له في التعلم . وتهدف العملية إلى التعرف على ما يشتمل عليه المحتوى من معرفة ومعلومات ثم تنظيمها بطريقة تتفق وخصائص الفرد المتعلم .
الثاني : تنظيم المحتوى التعليمي
ويشمل المراحل التالية :
1- التسلسل الذي يبدأ من العام إلى الخاص
2- التسلسل الذي يبدأ من السهل إلى الصعب
3- التسلسل الذي يبدأ من المألوف إلى غير المألوف وهذا يعتمد على الخلفية المعرفية للطالب
4- التسلسل الذي يبدأ من الأكثر أهمية إلى الأقل أهمية ، ويقصد بالأهمية درجة ارتباط المفهوم المتعلم بالهدف التعليمي المنشود من ناحية ، ودرجة ارتباطه بواقع المتعلم وبيئته من ناحية أخرى .

خطوات تصميم التعليم:
أ‌) يتفق معظم المختصين في مجال التعليم على تسع خطوات لتصميم التعليم مترابطة ومتفاعلة مع بعضها وهي :
1 - تحديد الهدف التعليمي .
2 - تحليل المهمة التعليمية .
3 - تحليل السلوك للمتعلم .
4 - كتابة الاهداف السلوكية .
5 - تطوير الاختبارات المحكية .
6 - تطوير استراتيجية التعلم .
7 - تنظيم المحتوى التعليم .
8 - تطوير المواد التعليمية .
9 - تصميم عملية التقويم التكويني .

وضع الاستراتجيات:
ب‌) وصف استراتيجيات التدريس :
– الاستراتيجيات التنظيمية (تحديد خطوات تنفيذ التدريس، و المعلومات التي ستعرض و كيفية عرضها).
– استراتيجيات العرض (وصف الوسائل التي ستستخدم في التدريس/ وكيفية توزيع الطلاب..)
– الاستراتيجيات الإدارية (الجدول و التوزيع الزمني الذي سيسير عليه الدرس، و كذلك توزيع المصادر و الوسائل التي ستستخدم في العرض و التنظيم)
– إعداد و كتابة التدريس باستراتيجياته الثلاث .

افتراضات نجاح تصميم التعليم:
على مصمم التعليم أن يحدد ما يجب أن يتعلمه المتعلم و النتائج المحصلة من التدريس.
يكون التدريس جيدا إذا كان:
– فعالا (يسهل تعلم المتعلم للعلم و المهارات)
– كافيا (يتطلب اقل فترة زمنية ممكنة للتعلم)
– جذابا (يشجع المتعلم على التعلم و تحقيق أهداف التدريس
– ليس المدرس الوسيلة الوحيدة التي يتعلم منها المتعلم، بل هناك و سائل و طرق متنوعة للتعلم.
– هناك قواعد عامة للتدريس يمكن تطبيقها على كل الأعمار و التخصصات
– يجب أن تقيس عملية التقويم أداء المتعلمين و التدريس أيضا.
– تقويم المتعلمين يجب أن يكون وفقا لأهداف التدريس وليس بالمقارنة مع زملائهم.

يجب أن تكون هناك علاقة قوية بين الأهداف و نشاطات التعلم و التقويم، و يجب أن تكون الأهداف هي الموجه الفعلي للنشاطات و التقويم.
التعليم المتميز هو الذي يجعل الطالب هو المحور في العملية التعليميية.
التعليم المتميز هو الذي يركز على تعلم المهارات (تعليم الطالب كيف يتعلم) اكثر من التركيز على المعلومات، بل و يستغل المنهج و المعلومات التي فيه لتوجيهها إلى تعليم المهارات. (محمود الحيلة-1999)


نماذج تصميم التقنيات:
ان معظم المربين يقترحون عدد من النماذج التي يمكن استعمالها في تطوير عمليتي التعليم والتعلم في ضوء المفهوم الحديث الذي طرحته التقنيات الحديثة ( تكنولوجيا التعلم ) التي تقوم على مفهوم النظام الذي يتكون من العناصر المتداخلة والمتفاعلة لاحداث التطور الحقيقي في عمليتي التعليم والتعلم وقد تم التاكيد في منحنى النظم على ان التعليم الناجح يتطلب تخطيطاً ناجحاً ودقيقاً وادناه بعض النماذج :
1- انموذج جانيه وبرجز .
2- انموذج ديك وكاري .
3- المنحنى المنظومي ( جيرلاك ) و ( ايلي ) .
4- انموذج استراتيجيات التصميم واساليبه (ليش واخرون ).
5- انموذج روبرنس .
6- انموذج ( حمدي ) لتصميم التعليم وفق المنحنى النظامي .
7- انموذج (زيتون ) لتصميم التعليم على المستوى المصغر .
8- انموذج (المشيقيع) لتصميم التعليم على المستوى الموسع .
9- انموذج (توق) لتصميم التعليم .
10- انموذج هندرسون – لاينر .
11- انموذج ويفر
12- انموذج جروير .
13- انموذج هايمان وشولز .
14- انموذج ( لوجان ).
15- انموذج ( نظام بنائي) .
16- انموذج ديفنز .
17- انموذج رمز ويسكي.
18- انموذج كمب .(محمد عطية خميس-2003)


- مدخل النظم :
تعريفه : عملية منطقية ذاتية التصحيح لتخطيط التعليم وتطويره وتنفيذه , توفر إطاراً إجرائياً يتحدد بداخله غرض النظام أولا ثم يتم تحليله من أجل إيجاد أفضل سبيل لتحقيقه واختيار العناصر الأكثر ملاءمة لنجاح النظام والتقييم المستمر للنظام يوفر أساساً لتغيير المخطط من أجل تحسين الاقتصاد والأداء .
لا يوجد نموذج واحد لمدخل النظم بل هناك نماذج كثيرة لتصميم التعليم يمكن أن توصف بأنها نماذج تتبع مدخل النظم .

التقويم الأولي حيث يشكل التقويم جزء مهم من مدخل النظم وله نوعان :
1- التقويم الأولي ( لتحسين المنتجات التعليمية في مرحلة التطوير
2- التقويم الفعلي ( لتقويم فاعلية الشكل النهائي للمنتج
لم تتم عملية التقويم الأولي في الأربعينات والخمسينات إلا على عدد قليل من المنتجات التعليمية ولكن ذلك تغير في الستينات حيث تم اختبار مواد تعليمية كثيرة وهي في مرحلة التطوير وفي بداية السبعينات تزايد الاهتمام بأفكار مدخل النظم وتغيرت أسماء العديد من الجمعيات المهنية بما يعكس اهتماماً في فكر النظم .
ولعل التطور الأهم هو تزايد الاهتمام بمبادئ وأفكار مدخل النظم النابعة من مجال علم نفس الإدراك .

نماذج تصميم التعليم وفق مدخل النظم :

وهذا المدخل يتميز بأنه يتكون من عناصر إجرائية يمكن تطبيقها خطوة بخطوة ، بحيث يؤدي إتقان الخطوة الأولى إلى إتقان الخطوة اللاحقة بها وهكذا .
ويتكون هذا المدخل من أربع عشرة مرحلة هي :
تحديد الأهداف العامة للمساق الدراسي المراد تصميمه
1- تحليل المصادر التعليمية وطرق عرضها ، ونوعية الصعوبات التي تحيط بها
2- تحديد نطاق الموضوع المتعلم ، وطرق عرضه للمتعلم
3- تحديد المهمات التعليمية الجزئية وترتبها
4- تحليل الأهداف السلوكية الخاصة
5- تعريف هذه الأهداف السلوكية
6- تحضير مذكرة يومية
7- اختيار الأدوات والوسائل التعليمية
8- قياس أداء المتعلم وتدعيمه
9- إعداد المعلم للتعليم إجراء التقويم التكويني
10 - إجراء تعديلات بناء على عملية التقويم التكويني
11- إجراء عملية التقويم الجمعي النهائي
12- نشر المساق التعليمي المصمم للاستعمال في مدارس ، ومؤسسات مختلفه
لا شك أن تصميم التعليم يزود العملية التعليمية بالإجراءات المناسبة وينظم مكوناتها بتتابع منطقي ويعالجها كمنظومة 0 متكاملة تتكون من عدة مكونات تعمل معاً لتحقيق غرض مشترك عام ( هدف تربوي )، والمنحى المنظومي في تصميم التعليم عبارة عن خطوات منظمة متداخلة ومترابطة ومتشابكة ، ومتفاعلة مع بعضها ، تؤدي إلى تطوير مواد تعليمية لتحقيق أهداف محددة وموجهة إلى نوع معين من المتعلمين في ضوء مفاهيم ومبادئ نظرية .(سعيد فارغ القرني-2005

مراحل تصميم التعليم:
مرحلة التحليل Analysis stage
مرحلة وضع الاستراتيجيات Strategy making stage
مرحلة التقويم Evaluation stage
مرحلة التحليل:
1. تحليل بيئة التعلم الحالية
أ‌- تحليل الاحتياجات Needs Assessment
التعرف على أهداف المؤسسة التعليمية
تحديد مدى تحقيق أهداف المؤسسة التعليمية
تحديد الفجوة بين الأهداف وبين ما تحقق فعلا
ترتيب هذه الفجوات حسب أهميتها و حجمها
تقرير أي الفجوات يحتاج إلى تصميم تعليمي
ب‌- وصف بيئة التعلم
التعرف على مواصفات المدرسين
وصف المناهج الحالية و تحديد ما إذا كانت الوحدة أو المادة التدريسية التي يراد التصميم لها تتبع أيا من هذه المناهج
وصف الإمكانات المتاحة في بيئة التعلم
تحديد مواصفات الفصول و الامكانات الواجب توفرها لتدريس هذه الوحدة أو المادة التدريسية
وصف المدرسة و النظام التابعة له
2. تحليل المتعلمين
أ‌- المواصفات العقلية ( الاستعداد للتعلم، مراحل النمو العقلي واللغوي، مستوى القراءة، مستوى التعلم الصوري، استراتيجيات التعلم، معلومات الطلاب السابقة والمتطلبات السابقة).
ب‌- المواصفات الجسمية كالصحة و العمر.
ت‌- المواصفات التأثيرية و الشعورية أو الانفعالية( هوايات التعلم، محفزات التعلم، رؤية الطلاب تجاه المواد الدراسية، رؤية الطلاب حول التعلم، درجة الخوف و الرهبة لدى الطلاب، الثقة بالنفس، الانضباط....
ث‌- المواصفات الاجتماعية
3. تحليل مهمات التعلم والتدريس
أ‌- كتابة أهداف التدريس
ب‌- تحديد نوع التعلم (مهاري، معرفي، تطبيقي....)
ت‌- تحديد خطوات تحقيق أهداف التدريس
ث‌- تحديد المعلومات و المهارات السابقة المتطلبة لتحقيق أهداف التدريس
ج‌- كتابة أهداف خاصة لكل هدف تدريسي و لكل المتطلبات السابقة.
مرحلة التقويم:
4. التقويم البنائي Formative Evaluation
أ‌- استعراض التصميم من قبل المصمم نفسه
ب‌- استعراض التصميم من قبل الخبراء في مجال تصميم التعليم
ت‌- تجريب البرنامج على عدد قليل من الطلاب بشكل فردي.
ث‌- تجريب البرنامج على مجموعة من الطلاب في شكل جماعي و عمل التعديلات اللازمة.
ج‌- تجريب البرنامج بعد القيام بالتعديلات اللازمة للتا كد من صلاحية هذه التعديلات.
ح‌- عمل تقويم مستمر أثناء تطبيق البرنامج.
5. التقويم الختامي Summative Evaluation
أ‌- تحديد الأهداف من التقويم و صياغتها في شكل أسئلة مثل:
هل استطاع البرنامج حل المشكلة و سد الاحتياج؟
هل حقق المتعلمون أهداف التدريس؟
ما هو شعور و انطباعات المتعلمين عن المشروع؟
ما هي تكلفة البرنامج؟
ما هي المدة الكافية لتطبيق البرنامج؟
هل طبق البرنامج بالشكل الذي صمم له؟
ما هي النتائج غير المتوقعة للبرنامج؟
تحديد نوعية التقويم (نوعي، كمي،....)
اختيار التصميم المناسب للتقويم
تصميم أو اختيار طرق القياس و التحليل
تحليل المعلومات
صياغة النتائج و عرضها .(محمود الحيلة-1999)