المختبرات الافتراضية : المفهوم، المميزات، والدخول عبر منصة مدرستي

في ظل التطور التكنولوجي الكبير والطفرات التقنية السريعة التي شهدها هذا العصر في شتى المجالات، صار من الضروري مواكبة هذا التطور واستغلاله وتذليله في سبيل تطوير عملية التعليم وجعلها أكثر سهولة فيما يخص توفر المادة التعليمية والوصول إليها والوقت والجهد الذي يستغرقه تلقيها؛ كل ذلك يساهم في تحسين عملية التعليم ومخرجاتها بأقل تكلفة وفي وقت أقل كما يساعد في خلق بيئة تعلم تفاعلية ممتعة ومشجعة للطالب الذي أصبح مرتبطا ارتباطا وثيقا بالبرامج الرقمية، فيقبل على التعلم برغبة أكبر.

وقد حرصت وزارات التعليم والمنظمات المهتمة بشؤون التعليم في الدول المختلفة على متابعة هذه التغيرات المبتكرة وإدراج التقنيات التعليمية الحديثة والأساليب والوسائل المتطورة ضمن خططها التعليمية بما يضمن تحصيل الفائدة القصوى من التعليم لا سيما في عملية التعلم عن بعد. وتعتبر المختبرات الإفتراضية أحد مستحدثات التقنية التعليمية الحديثة التي جرى تطبيقها مؤخرا، فما هي المختبرات الإفتراضية؟ وماهي ميزاتها التي تنفرد بها دون المختبرات التقليدية؟؟

مفهوم المختبرات الإفتراضية

فرضت ظروف الجائحة الأخيرة وما ترتب عليها من بعد الطلاب عن مدارسهم كثير من التغيرات في عملية التعليم، فكانت الدراسة عن بعد وملازمة الطلاب للأجهزة اللوحية المختلفة وأصبح تلقي المعلومة عبرها أمرا حتميا، هنا اتضحت أهمية وجود المختبرات الافتراضية.

والمختبرات الإفتراضية هي واحدة من المنصات التعليمية الإلكترونية المطبقة حديثا وواحدة من نظم المحاكاة الالكترونية؛ إذ أن المختبر الافتراضي مصمم بشكل مماثل للمختبر الحقيقي ومحاكٍ له في أدواته ووظائفه والتجارب العلمية التي تتم بواسطته، كما يتم الحصول من خلاله على نتائج مماثلة لنتائج التجربة في المعمل التقليدي؛ فدراسة العلوم دون غيرها من المواد تتطلب ممارسة عملية بواسطة الطالب لتمليكه مهارات التعلم بإجراء التجارب والاستقصاء وملاحظة التغيرات وتفسيرها وتدوين الملاحظات وضبط التجربة وصولا للنتائج، ومن هنا كان لابد من توفر هذه المعامل الافتراضية حيث يمكن للطالب اجراء التجارب العلمية المختلفة بصورة محاكية للواقع.

ويمثل المختبر الإفتراضي بيئة تعليمية تفاعلية تعمل على تنمية مهارات التعلم التطبيقية والعمل الجماعي بين الطلاب، كما يمكن للطالب تكرار التجربة ومشاهدتها عدة مرات بنفسه وبصورة آمنة دون أن تترتب على ذلك أي مخاطر أو آثارا سلبية، وبأقل تكلفة وجهد.

مميزات المختبرات الإفتراضية

تمتاز المختبرات الإفتراضية بعدد من الميزات التي تجعلها مفضلة على المختبرات الحقيقية في استخدامها والتعلم من خلالها، وأهم هذه الميزات:

1ـ من خلال المختبرات الإفتراضية يمكن إجراء ومشاهدة كافة التجارب بما فيها التجارب الصعبة والتي تشكل خطورة على الطلاب عند تطبيقها في المعامل الحقيقية.
2ـ يمثل المعمل الافتراضي بديلا سهلا لتغطية نقص المعدات والمواد والإمكانيات المكلفة في المعامل الحقيقية.
3ـ تتيح المختبرات الإفتراضية فرصة عرض وملاحظة التغيرات والظواهر التي يصعب ملاحظتها في الواقع.
4ـ يمكن المختبر الإفتراضي من التطبيق العملي لكافة الأفكار والتجارب التي يحتوي عليها المقرر الدراسي، مع تجاوز مشكلة الوقت والمكان والإمكانيات المحدودة التي تواجه معظم المدارس.
5ـ إمكانية إعادة التجربة لعدد غير محدود من المرات، بما يضمن استيعاب جميع الطلاب لها بمختلف قدراتهم.
6ـ توفر التجارب وسهولة الوصول إليها بالنسبة لكافة المتعلمين من أي مكان وفي أي وقت.
7ـ امكانية تجربة كافة الخيارات الممكنة وملاحظة أثرها على نتائج التجربة.
8ـ منح المبتدئين من الطلاب في مراحله الأولى فرصة التدرب على أداء التجارب الكترونيا بما يضمن سلامتهم من مخاطر التطبيق العلمي وسلامة المؤسسات من ممارساتهم الخاطئة.
9ـ تتميز التجارب في المختبرات الافتراضية بالمرونة، كما تمكن المعلم من تقييم أداء الطلاب بسهولة ودقة إضافة لإمكانية تقييم الطالب لنفسه ذاتيا.
10ـ تقليل التكاليف عن عاتق المؤسسة التعليمية بتوفير المواد الكيميائية والأجهزة والمعدات وغيرها من مستلزمات التجارب العلمية، كما أن اجراء التجارب إلكترونيا يجعل منها مادة للتشويق والمتعة مما يشجع الطلاب على الإقبال على عملية التعلم بصورة أكبر.

المختبرات الإفتراضية في منصة مدرستي

في بيان لوزارة التربية والتعليم بالمملكة العربية السعودية أعلنت عن اتاحة خدمة المختبر الإفتراضي لكافة الطلاب والمعلمين في المؤسسات الحكومية تعليم عام ومن خلال منصة مدرستي للتعليم عن بعد، وقد جاءت هذه الخدمة بهدف مساعدة الطلاب والمدرسين في إجراء التجارب المعملية المختلفة في علوم الكيمياء والفيزياء وغيرها. كما وضحت أن المعمل الإفتراضي الذي هو عبارة عن برنامج الكتروني، يوفر كافة المعدات والمواد والأدوات والأجهزة وغيرها من مستلزمات المختبر بصورة افتراضية بما يمكن الطالب من إجراء كافة التجارب والتحكم بمجرياتها ونتائجها. وتغطي المختبرات الإفتراضية مجالات متنوعة وواسعة، فيتعلم الطالب في شتى العلوم كالإلكترونيات والحاسب والهندسة الكهربائية والهندسة الكيميائية والميكانيكية والعلوم الفيزيائية والعلوم الكيميائية وهندسىة الإتصالات والهندسة الطبية الحيوية وغيرها.

و يمكن للطالب الاستفادة من الخدمة بالدخول على حسابه الرسمي في منصة مدرستي والوصول إلى مختبره ليتمكن من تطبيق كافة التجارب المدرجة ضمن المنهج الدراسي كما لو كان في معمل حقيقي. وتتميز هذه المختبرات بأن التجارب المطبقة افتراضيا من خلالهاعلى درجة دقة علمية عالية، إضافة لمكتبة الكترونية غنية بالتجارب العلمية المجهزة مسبقا والتي يمكن عرضها والاستفادة منها في أي وقت، كما يمكن للطالب الاحتفاظ بملف التجربة أو العملية التي أجراها ليتسنى له عرضها مرة أخرى وتبادلها مع المستخدمين الآخرين.

يؤكد المختصون أن المختبرات الإفتراضية واستخدامها يسهم بصورة فاعلة في اكتساب وتطوير أدوات العلم الأساسية عند الطلاب والطالبات كالملاحظة والتجريب والإستقراء إضافة لمهارات التفكير العلمي والمهارات العقلية كالتحليل والتركيب. وقد تفوقت المملكة العربية السعودية في مجال التعليم عن بعد خلال جائحة كورونا؛ ففي دراسة تضمن مقارنة بين منصة مدرستي وأفضل المنصات العالمية بمشاركة 174 دولة، حققت منصة مدرستي تفوقا كبيرا ممثلة تجربة رائدة في مجال التعلم الإلكتروني بنسبة دخول 98%، كما بينت الدراسة تطور المهارات الرقمية لدى المعلمين والمعلمات من منسوبي التدريس وتمكين ثقافة التعلم الإلكتروني وأهميته باعتباره المستقبل الواعد للإرتقاء بمستوى العملية التعليمية، وللحاق بركب الدول المتقدمة والاستفادة من تجاربها.