تعليم الكيمياء

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
يقوم الأطفال بخلط المواد الكيميائية في أنابيب الاختبار كجزء من برنامج تعليمي عملي في الكيمياء في مدينة سامارا بروسيا.
تلاميذ في فصل دراسي مختبري، ريدينغ، إنجلترا (1945)

تعليم الكيمياء (أو تعليم الكيمياء ) هو دراسة تدريس وتعلم الكيمياء . وهو فرع من فروع تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM ) أو أبحاث التعليم القائمة على التخصص (DBER). [ 1 ] تشمل مواضيع تعليم الكيمياء فهم كيفية تعلم الطلاب للكيمياء وتحديد أكثر الطرق فعالية لتدريسها. ثمة حاجة مستمرة لتحسين مناهج الكيمياء ونتائج التعلم بناءً على نتائج أبحاث تعليم الكيمياء (CER). يمكن تحسين تعليم الكيمياء من خلال تغيير أساليب التدريس وتوفير التدريب المناسب لمعلمي الكيمياء، وذلك عبر وسائل متعددة، تشمل المحاضرات الصفية والعروض التوضيحية والأنشطة المختبرية.

أهمية

يُعدّ تعليم الكيمياء أمرًا بالغ الأهمية، لأنّ الكيمياء تُشكّل أساسًا لعالمنا. يخضع الكون لقوانين الكيمياء، بينما يعتمد الإنسان على سير التفاعلات الكيميائية داخل جسمه بشكلٍ منتظم. [ 2 ] تُوصف الكيمياء بأنها العلم المركزي ، فهي تربط العلوم الفيزيائية بعلوم الحياة والعلوم التطبيقية . وللكيمياء تطبيقات في مجالات الغذاء والطب والصناعة والبيئة وغيرها. [ 3 ] يُتيح تعلّم الكيمياء للطلاب التعرّف على المنهج العلمي واكتساب مهارات التفكير النقدي والاستدلال المنطقي وحلّ المشكلات والتواصل . كما يُمكن أن يُساهم تدريس الكيمياء للطلاب في سنّ مبكرة في زيادة اهتمامهم بمهن العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات . [ 4 ] وتُزوّد ​​الكيمياء الطلاب أيضًا بالعديد من المهارات القابلة للتطبيق في أيّ مجال مهني. [ 5 ]

استراتيجيات التدريس

الطريقة الأكثر شيوعًا لتدريس الكيمياء هي المحاضرة مع جزء عملي. أصبحت المقررات العملية جزءًا أساسيًا من مناهج الكيمياء مع نهاية القرن التاسع عشر. لعب العالم الألماني جوستوس فون ليبيغ دورًا محوريًا في تحويل نموذج المحاضرة مع العروض التوضيحية إلى نموذج يتضمن جزءًا عمليًا. كان ليبيغ من أوائل الكيميائيين الذين أجروا تجارب معملية، وانتشرت منهجيته على نطاق واسع في الولايات المتحدة بفضل جهود إيبن هورسفورد وتشارلز دبليو إليوت . بعد العمل في مختبر ليبيغ، عاد هورسفورد إلى الولايات المتحدة وساعد في تأسيس مدرسة لورانس العلمية في جامعة هارفارد . صُممت المدرسة على غرار منهجية ليبيغ، وأنشأت أول مقرر عملي في الكيمياء. بعد ذلك بعامين، بدأ تشارلز دبليو إليوت التطوع في المختبر. نما اهتمام إليوت بالمختبر، وتولى إدارته في نهاية المطاف. انتُخب إليوت لاحقًا رئيسًا لجامعة هارفارد عام 1869. كما شغل إليوت مناصب مؤثرة أخرى في مجال التعليم، مما مكّنه من التأثير على تبني أساليب المختبر على نطاق واسع. [ 6 ] تشترط الجمعية الكيميائية الأمريكية للتدريب المهني اليوم على الطلاب اكتساب 400 ساعة من الخبرة العملية في المختبر، خارج نطاق الكيمياء التمهيدية، للحصول على درجة البكالوريوس. وبالمثل، تشترط الجمعية الملكية للكيمياء على الطلاب اكتساب 300 ساعة من الخبرة العملية في المختبر للحصول على درجة البكالوريوس. [ 7 ]

مع ذلك، ومنذ القرن الحادي والعشرين، أُثيرت تساؤلات في المجلات العلمية الرائدة حول دور المقررات العملية في مناهج الكيمياء. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] وتتمثل الحجة الرئيسية ضد هذه المقررات في قلة الأدلة على تأثيرها في تعلم الطلاب. ويتساءل الباحثون: "لماذا نُدرج العمل المخبري في المنهج؟ ما الذي يُميز العمل المخبري ولا يُمكن تحقيقه في أي مكان آخر من المنهج؟" [ 7 ] ويطالب الباحثون بأدلة تُثبت أن استثمار المساحة والوقت والموارد في مختبرات الكيمياء يُضيف قيمة لتعلم الطلاب.

نظريات التعليم

توجد العديد من وجهات النظر الفلسفية المختلفة التي تصف كيفية تنفيذ العمل في مجال تعليم الكيمياء.

منظور الممارس

الأول هو ما يمكن للمرء أن يسميه منظور الممارس ، حيث يكون الأفراد المسؤولون عن تدريس الكيمياء (المعلمون، المدربون، الأساتذة) هم الذين يحددون في النهاية تعليم الكيمياء من خلال أفعالهم.

وجهة نظر معلمي الكيمياء

يُعرَّف منظورٌ ثانٍ من قِبَل مجموعةٍ من مُدرِّسي الكيمياء ، وأعضاء هيئة التدريس، والمُدرِّسين، الذين، بدلاً من إعلان اهتمامهم الرئيسي بمجالٍ نموذجيٍّ من مجالات البحث المختبري ( الكيمياء العضوية ، أو غير العضوية ، أو الكيمياء الحيوية ، إلخ)، يُبدون اهتمامًا بتقديم اقتراحاتٍ ومقالاتٍ وملاحظاتٍ وتقارير وصفيةٍ أخرى عن الممارسة في المجال العام، من خلال منشورات المجلات والكتب والعروض التقديمية. وقد تحدث الدكتور روبرت ل. ليختر، المدير التنفيذي آنذاك لمؤسسة كاميل وهنري دريفوس، في جلسةٍ عامةٍ في المؤتمر السادس عشر الذي يُعقد كل سنتين حول تعليم الكيمياء (اجتماعات BCCE الأخيرة:،طرحت إحدى الدراسات سؤالاً حول سبب وجود مصطلحات مثل "مدرس الكيمياء" في التعليم العالي، في حين يوجد مصطلح محترم تماماً لهذا النشاط، وهو "أستاذ الكيمياء". ومن الانتقادات الموجهة لهذا الرأي أن قلة من الأساتذة يحملون معهم أي إعداد رسمي أو خلفية عن التعليم إلى وظائفهم، وبالتالي يفتقرون إلى أي منظور مهني حول عملية التدريس والتعلم، وخاصة الاكتشافات التي تم التوصل إليها بشأن التدريس الفعال وكيفية تعلم الطلاب.

ينظر مدرب وطالب إلى سحب الدخان واللهب الساطع المتصاعد على حافة طاولة.
عرض توضيحي في فصل الكيمياء

أبحاث تعليم الكيمياء (CER)

ثمة منظور ثالث يتمثل في بحوث تعليم الكيمياء . تُعدّ بحوث تعليم الكيمياء نوعًا من بحوث التعليم القائمة على التخصص، والتي تركز على تدريس وتعلم الكيمياء. يتمثل الهدف الرئيسي لباحثي تعليم الكيمياء في مساعدة الطلاب على تطوير معرفة "متخصصة" (متماسكة ومفيدة) في الكيمياء. [ 11 ] وبالتالي، يشمل مجال بحوث تعليم الكيمياء دراسة ما يلي:

  • كيف يبني الطلاب فهمهم للظواهر الكيميائية ويطورون مهارات عملية ذات صلة بهذا التخصص؛
  • كيف يمكن لنتائج تقييم البحوث السريرية أن تفيد في تصميم المناهج الدراسية، على سبيل المثال من خلال اقتراح أهداف تعليمية معينة وأساليب تدريسية؛

وتطوير أدوات لقياس ما سبق. [ 1 ] [ 11 ]

على غرار أبحاث تعليم الفيزياء ، يميل البحث في تعليم الكيمياء إلى تبني النظريات والأساليب المُطوَّرة في أبحاث تعليم العلوم قبل الجامعية، والتي تُجرى عادةً في كليات التربية، وتطبيقها لفهم مشكلات مماثلة في مؤسسات التعليم العالي (بالإضافة إلى مؤسسات التعليم ما قبل الجامعي). وكما هو الحال مع باحثي تعليم العلوم، يميل ممارسو البحث في تعليم الكيمياء إلى دراسة ممارسات التدريس لدى الآخرين بدلاً من التركيز على ممارساتهم الصفية الخاصة. يُجرى البحث في تعليم الكيمياء عادةً في بيئات تعليمية حقيقية باستخدام متطوعين من المدارس الثانوية والجامعية. ويستخدم البحث في تعليم الكيمياء أساليب جمع البيانات الكمية والنوعية. [ 12 ] [ 13 ] تتضمن الأساليب الكمية عادةً جمع بيانات يمكن تحليلها باستخدام أساليب إحصائية متنوعة. أما الأساليب النوعية فتشمل المقابلات، والملاحظات، وتحليل الوثائق، وكتابة اليوميات، وغيرها من الأساليب الشائعة في أبحاث العلوم الاجتماعية. [ 12 ] [ 14 ]

منحة التدريس والتعلم (SoTL)

يوجد أيضًا منظور ناشئ يُسمى " منحة التدريس والتعلم " (SoTL). [ 15 ] ورغم وجود نقاش حول أفضل تعريف لمنحة التدريس والتعلم، فإن إحدى الممارسات الأساسية تتمثل في قيام أعضاء هيئة التدريس في التخصصات الرئيسية (العضوية، وغير العضوية، والكيمياء الحيوية، وما إلى ذلك) بتطوير رؤية أكثر شمولية لممارساتهم، وكيفية إجراء البحوث والتأمل في تدريسهم، وما يشكل فهمًا عميقًا في تعلم الطلاب. [ 16 ]

نهج التفكير النظمي

في عام ٢٠١٧، اقترح مشروع "التفكير النظمي في تعليم الكيمياء" (STICE) منهجًا للتفكير النظمي في تعليم الكيمياء العامة في التعليم الثانوي وما بعد الثانوي. [ ١٧ ] لطالما اعتمد تعليم الكيمياء بشكل كبير على المنهج الاختزالي ، الذي يتضمن دراسة موضوع معقد كمجموع أجزائه. يُعدّ المنهج الاختزالي مفيدًا في زيادة معرفتنا بالعالم الطبيعي، إلا أنه غير كافٍ لمعالجة القضايا العالمية - كالتنمية المستدامة، وتغير المناخ، والتلوث، والفقر، وغيرها. ونظرًا لمحدودية المنهج الاختزالي، يقترح الباحثون منهجًا تكميليًا للتفكير النظمي في تعليم الكيمياء. [ ١٨ ] [ ١٩ ] يتضمن منهج التفكير النظمي تعلم المفاهيم من منظور شامل، مما يسمح لطلاب الكيمياء بالتفكير النقدي في كيفية ارتباط الكيمياء بالقضايا المجتمعية الأوسع. ويعتقد الباحثون أن المنهج الاختزالي، المُكمّل بمنهج التفكير النظمي، يُمكن أن يُخرّج كيميائيين ذوي عقلية عالمية. [ ١٨ ]

المجلات الأكاديمية

تنشر العديد من المجلات أبحاثًا متعلقة بتعليم الكيمياء. تركز بعض المجلات على مستويات تعليمية محددة (المدارس مقابل الجامعات)، بينما تغطي أخرى جميع المستويات التعليمية. وتتنوع مقالات المجلات بين تقارير عن الممارسات الصفية والمخبرية وبحوث تربوية.

كما يتم نشر الأبحاث في مجال تعليم الكيمياء في مجلات ضمن مجال تعليم العلوم الأوسع .

الشهادات المتاحة في الكيمياء

تُقدّم الولايات المتحدة الأمريكية شهادات في تدريس الكيمياء على مستوى البكالوريوس والدراسات العليا . وتشمل هذه الشهادات ما يلي:

بالإضافة إلى ذلك، تقدم الكليات والجامعات شهادات في الكيمياء مع تخصص في تدريس الكيمياء. ومن الأمثلة على ذلك:

يمكن لطلاب المرحلة الجامعية المهتمين بالكيمياء التخصص في المجالات التالية:

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 البحث التربوي القائم على التخصص: فهم وتحسين التعلم في العلوم والهندسة الجامعية . مطبعة الأكاديميات الوطنية. 2012. ISBN 978-0-309-25411-3.
  2. ↑ مونرو، تشارلز إي. (يناير 1925). "أهمية تدريس الكيمياء" . مجلة التعليم الكيميائي . 2 (1): 67. Bibcode : 1925JChEd...2...67M . doi : 10.1021/ed002p67 . ISSN 0021-9584 . 
  3. ↑ "مجالات الكيمياء" . الجمعية الكيميائية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18-03-2021 .
  4. ↑ نُشر في ٢٠ أغسطس؛ قسم التوعية، ٢٠١٨ - المجتمع؛ غير مصنف (٢٠١٨-٠٨-٢٠). "أهمية تعليم الأطفال الكيمياء" . Chemceed . تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٩ مارس ٢٠٢١ .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  5. ↑ "الكيمياء | مركز التوظيف الجامعي" . careercenter.umich.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18-03-2021 .
  6. ↑ شيبارد، كيث؛ هورويتز، غيل (أبريل 2006). "من جوستوس فون ليبيغ إلى تشارلز دبليو إليوت: تأسيس العمل المخبري في المدارس الثانوية والكليات الأمريكية" . مجلة التعليم الكيميائي . 83 (4): 566. Bibcode : 2006JChEd..83..566S . doi : 10.1021/ed083p566 . ISSN 0021-9584 . 
  7. 1 2 3 سيري، مايكل ك. (2020-06-09). "تأسيس المختبر كمكان لتعلم كيفية ممارسة الكيمياء" . مجلة التعليم الكيميائي . 97 (6): 1511-1514 . Bibcode : 2020JChEd..97.1511S . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00764 . ISSN 0021-9584 . 
  8. ↑ بريتز، ستايسي لوري (12 فبراير 2019). "أدلة على أهمية المقررات العملية" . مجلة التعليم الكيميائي . 96 (2): 193-195 . Bibcode : 2019JChEd..96..193B . doi : 10.1021/acs.jchemed.8b00874 . ISSN 0021-9584 . 
  9. ↑ هوفشتاين، آفي؛ ماملوك-نعمان، راشيل (1 أبريل 2007). "المختبر في تعليم العلوم: الوضع الراهن" . بحث وممارسة تعليم الكيمياء . 8 (2): 105-107 . doi : 10.1039/B7RP90003A . ISSN 1756-1108 . 
  10. ↑ ريد، نورمان؛ شاه، إقبال (1 أبريل 2007). "دور العمل المخبري في الكيمياء الجامعية" . مجلة أبحاث وممارسات تعليم الكيمياء . 8 (2): 172-185 . doi : 10.1039/B5RP90026C . ISSN 1756-1108 . 
  11. 1 2 كوبر، ميلاني م.؛ ستو، رايان ل. (27-06-2018). "بحوث تعليم الكيمياء - من التجربة الشخصية إلى الأدلة والنظرية والممارسة المستنيرة" . مراجعات كيميائية . 118 (12): 6053-6087 . doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00020 . ISSN 0009-2665 . PMID 29893111 .  
  12. 1 2 أساسيات البحث في تعليم الكيمياء . الجمعية الكيميائية الأمريكية. 2008. ISBN 9780841269583.
  13. ↑ أدوات البحث في تعليم الكيمياء . سلسلة ندوات الجمعية الكيميائية الأمريكية. 2014.
  14. ↑ هيدي، جيه إي؛ كوبولا، بي بي؛ تيتيرنجتون، إل سي (2001). "3. معايير التقييم" . في سيبرت، إي دي؛ ماكنتوش، دبليو جيه (محرران). مسارات الكلية لمعايير تعليم العلوم . مطبعة الرابطة الوطنية لمعلمي العلوم. ص 57-63 . ISBN  978-0-87355-193-9.
  15. ↑ كوبولا، بي بي (2007). "أجمل النظريات..." . مجلة التعليم الكيميائي . 84 (12): 1902-1911 . Bibcode : 2007JChEd..84.1902C . doi : 10.1021/ed084p1902 .
  16. ↑ كوبولا، بي بي؛ جاكوبس، دي. (2002). "هل يُعدّ البحث العلمي في التدريس والتعلم جديدًا في الكيمياء؟" . في: هوبر، إم تي؛ موريل، إس. (محرران). الأساليب التأديبية في البحث العلمي في التدريس والتعلم: استكشاف أرضية مشتركة . الرابطة الأمريكية للتعليم العالي. ص 197-216 . ISBN  978-1-56377-052-4.
  17. ↑ "مشروع التفكير النظمي في تعليم الكيمياء - STICE التابع للمنظمة الدولية لتعليم الكيمياء (IOCD)" . www.iocd.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2021 .
  18. 1 2 أورجيل، ماري كاي؛ يورك، سارة؛ ماكيلار، جينيفر (10 ديسمبر 2019). "مقدمة في التفكير النظمي لمجتمع تعليم الكيمياء" . مجلة تعليم الكيمياء . 96 (12): 2720-2729 . Bibcode : 2019JChEd..96.2720O . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00169 . ISSN 0021-9584 . 
  19. ↑ "مجلة التعليم الكيميائي | المجلد 96، العدد 12" . pubs.acs.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 يناير 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2021 .
  20. ↑ "معلومات حول خادم مكتبة الويب لمجلة تعليم الكيمياء (CEJ)" . 2015-05-05. مؤرشف من الأصل في 2015-05-05 . تم الاطلاع عليه في 2021-04-03 .
  21. ↑ غلاف مجلة التعليم الكيميائي (CEJ) . 5 مايو 2015. مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 3 أبريل 2021 .
  22. ↑ تابر، ك.س. (2012). "التعرف على الجودة في تقارير بحوث وممارسات تعليم الكيمياء". بحوث وممارسات تعليم الكيمياء . 13 (1): 4-7 . doi : 10.1039/C1RP90058G .
  23. ↑ "تخصص بكالوريوس في التعليم الكيميائي | قسم الكيمياء" . chemistry.as.virginia.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-03-2021 .
  24. ↑ "برنامج الماجستير/التدريب المشترك | قسم الكيمياء - جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا" . www.chem.ucsb.edu . تاريخ الوصول: 24 مارس 2021 .
  25. ↑ "برامج الدراسات العليا في أبحاث تعليم الكيمياء في الولايات المتحدة" .
  • شعار ويكيميديا ​​كومنزوسائط متعلقة بتعليم الكيمياء على ويكيميديا ​​كومنز