برامج تعليمية

يعود استخدام أجهزة وبرامج الحاسوب في التعليم والتدريب إلى أوائل أربعينيات القرن العشرين، عندما طوّر باحثون أمريكيون أجهزة محاكاة طيران تستخدم حواسيب تناظرية لتوليد بيانات محاكاة لأجهزة الحاسوب الموجودة على متن الطائرة. ومن هذه الأنظمة جهاز التدريب على الرادار الاصطناعي من النوع 19، الذي بُني عام 1943. ومنذ تلك المحاولات المبكرة في حقبة الحرب العالمية الثانية وحتى منتصف سبعينيات القرن العشرين، ارتبطت البرامج التعليمية ارتباطًا وثيقًا بالأجهزة التي تعمل عليها. ومن بين أنظمة الحاسوب التعليمية الرائدة في تلك الحقبة نظام PLATO (1960)، الذي طُوّر في جامعة إلينوي، ونظام TICCIT (1969).

في عام 1963، دخلت شركة IBM في شراكة مع معهد الدراسات الرياضية في العلوم الاجتماعية (IMSSS) التابع لجامعة ستانفورد، والذي كان يديره باتريك سوبس ، لتطوير أول منهج تعليمي بمساعدة الحاسوب (CAI) واسع النطاق، والذي تم تطبيقه في مدارس في كاليفورنيا وميسيسيبي. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

في عام 1967، تأسست شركة Computer Curriculum Corporation (CCC، والتي تُعرف الآن باسم Pearson Education Technologies) لتسويق المواد التعليمية التي طُوّرت من خلال شراكة مع شركة IBM للمدارس. كانت تكلفة المحطات الطرفية الأولى التي تُشغّل الأنظمة التعليمية تتجاوز 10,000 دولار، مما جعلها بعيدة عن متناول معظم المؤسسات التعليمية.

صُممت بعض لغات البرمجة في تلك الفترة، مثل p3 و LOGO (1967)، خصيصًا للطلاب والمستخدمين المبتدئين. وقدّم نظام PLATO IV (1972) ميزات أصبحت فيما بعد معيارًا في البرامج التعليمية، بما في ذلك الرسومات النقطية ، والصوت البدائي، ودعم أجهزة الإدخال غير لوحة المفاتيح ، بما في ذلك شاشة اللمس .

أحدث ظهور الحاسوب الشخصي، مع جهاز Altair 8800 عام 1975 ^{[ 3 ]} ، نقلة نوعية في مجال البرمجيات عمومًا، مع آثار محددة على البرمجيات التعليمية. فبينما كان المستخدمون قبل عام 1975 يعتمدون على الحواسيب المركزية المملوكة للجامعات أو الحكومة والتي تعمل بنظام المشاركة الزمنية، أصبح بإمكانهم بعد هذا التحول إنشاء واستخدام برامج للحواسيب المنزلية والمدرسية، والتي كانت متاحة بأقل من 2000 دولار. وبحلول أوائل الثمانينيات، أتاح توفر الحواسيب الشخصية، بما في ذلك Apple II (1977) و Commodore PET (1977) و VIC-20 (1980) و Commodore 64 (1982)، إنشاء شركات ومؤسسات غير ربحية متخصصة في البرمجيات التعليمية. وتُعد شركتا Broderbund و The Learning Company من أبرز الشركات في تلك الفترة، بالإضافة إلى MECC ، وهو اتحاد مينيسوتا للحوسبة التعليمية، وهو مطور برامج رئيسي غير ربحي. وقد صممت هذه الشركات وغيرها مجموعة متنوعة من البرامج للحواسيب الشخصية، حيث طُوّر الجزء الأكبر منها في البداية لجهاز Apple II.

"البرمجيات التعليمية" مصطلح يجمع بين كلمتي "دورة" و"برمجيات". ^{[ 4 ]} استُخدم في الأصل لوصف مواد تعليمية إضافية مُصممة كمجموعات للمعلمين أو المدربين أو كدروس تعليمية للطلاب، وعادةً ما تكون مُجهزة للاستخدام مع الحاسوب. توسّع معنى المصطلح واستخدامه ليشمل الدورة التدريبية كاملةً وأي مواد إضافية عند استخدامه في سياق فصل دراسي إلكتروني أو "مُهيأ للحاسوب". تستخدم العديد من الشركات هذا المصطلح لوصف "الحزمة" الكاملة التي تتكون من "فصل" أو "دورة" واحدة مُجمّعة مع الدروس والاختبارات والمواد الأخرى اللازمة. تأتي البرمجيات التعليمية نفسها بصيغ مختلفة: بعضها مُتاح عبر الإنترنت فقط، مثل صفحات الويب، بينما يُمكن تحميل البعض الآخر كملفات PDF أو أنواع أخرى من المستندات. يشمل مصطلح "البرمجيات التعليمية" الآن العديد من أشكال التكنولوجيا التعليمية . تطلب معظم الشركات التعليمية الرائدة البرمجيات التعليمية أو تُضمّنها في حزمها التدريبية.

صُممت بعض البرامج التعليمية للاستخدام في الفصول الدراسية. عادةً ما تُعرض هذه البرامج على سبورة بيضاء كبيرة في مقدمة الفصل، أو تُشغل في الوقت نفسه على شبكة من أجهزة الكمبيوتر المكتبية داخل الفصل. ومن أبرزها ألواح SMART التي تستخدم برنامج SMART Notebook للتفاعل معها، مما يسمح باستخدام الأقلام للرسم الرقمي عليها. يُطلق على هذا النوع من البرامج غالبًا اسم برامج إدارة الفصول الدراسية . وبينما يختار المعلمون عادةً استخدام برامج تعليمية من فئات أخرى ضمن حزم تقنية المعلومات الخاصة بهم (مثل المراجع وبرامج الأطفال)، فقد ظهرت فئة كاملة من البرامج التعليمية مصممة خصيصًا لمساعدة الطلاب في التدريس داخل الفصول الدراسية. على سبيل المثال، أُصدر برنامج "Wordshark" لأول مرة في منتصف التسعينيات، ويحتوي على ألعاب متعددة الحواس لدعم الطلاب في تعلم القراءة والكتابة. لم يكن التسويق قويًا في هذه الفئة مقارنةً بالبرامج الموجهة للمستخدمين المنزليين. غالبًا ما تكون عناوين البرامج متخصصة للغاية، وتُنتجها شركات مصنعة مختلفة، بما في ذلك العديد من دور النشر التعليمية المعروفة.

مع تزايد تأثير الأضرار البيئية وحاجة المؤسسات إلى التحول الرقمي ، ^{[ 5 ]} تتجه المزيد من المؤسسات التعليمية إلى البحث عن طرق بديلة للتقييم والاختبار، والتي لطالما عُرفت باستهلاكها كميات هائلة من الورق. ويُقصد ببرامج التقييم البرامج التي تهدف أساسًا إلى تقييم الطلاب واختبارهم في بيئة افتراضية. ^{[ 6 ]}

في الآونة الأخيرة، ظهرت العديد من الأدوات القائمة على نماذج اللغة الكبيرة لدعم المعلمين من خلال أتمتة عمليات التقييم والتغذية الراجعة. صُممت هذه الأدوات لمساعدة المعلمين على توفير الوقت من خلال تقديم تغذية راجعة منظمة واقتراحات للتقييم لأعمال الطلاب النصية. مع ذلك، كشفت دراسة أجريت على نسخة ألمانية من هذه الأدوات، وهي "مساعد التقييم بالذكاء الاصطناعي" من شركة Fobizz، والمبنية على ChatGPT، عن أوجه قصور كبيرة في هذا التطبيق القائم على نماذج اللغة الكبيرة. إذ تُظهر الدراسة أن التغذية الراجعة واقتراحات التقييم في الأداة غالبًا ما تكون غير متسقة، حتى مع تكرار إرسال النص نفسه، حيث تعاني من عشوائية في التقييم ونقص في الشفافية في آليات التصحيح. إضافةً إلى ذلك، تفشل الأداة في اكتشاف المدخلات غير المنطقية بشكل موثوق، مما يسمح للإجابات المعيبة أو المُولّدة بواسطة الذكاء الاصطناعي بالحصول على درجات عالية. والأهم من ذلك، يُشير الباحثون إلى أن العديد من هذه المشكلات قد تكون مرتبطة جوهريًا بخصائص نماذج اللغة الكبيرة، مما يُشير إلى أن هذه العيوب قد تنتقل إلى أدوات التقييم القائمة على نماذج اللغة الكبيرة بشكل عام. وبناءً على هذه النتائج، يؤكد المؤلفون على مخاطر الاعتماد المفرط على الذكاء الاصطناعي كحل تقني للمشاكل التعليمية النظامية. ^{[ 7 ]}

انخرط العديد من ناشري القواميس والموسوعات المطبوعة في إنتاج برامج مرجعية تعليمية منذ منتصف التسعينيات. وانضمت إليهم في سوق البرامج المرجعية كل من الشركات الناشئة وناشري البرامج الراسخين، وأبرزهم شركة مايكروسوفت .

كانت أولى منتجات البرامج المرجعية التجارية عبارة عن إعادة صياغة للمحتوى الموجود في إصدارات أقراص مدمجة ، وغالبًا ما كانت تُضاف إليها محتويات وسائط متعددة جديدة ، بما في ذلك الفيديو والصوت المضغوطين. أما المنتجات الأحدث، فقد استخدمت تقنيات الإنترنت لتكملة منتجات الأقراص المدمجة، ثم في الآونة الأخيرة، لاستبدالها تمامًا.

شكّلت ويكيبيديا ومشتقاتها (مثل ويكشنري ) نقلة نوعية في برامج المراجع التعليمية. ففي السابق، كانت الموسوعات والقواميس تُجمّع محتوياتها بالاعتماد على فرق متخصصة مُختارة ومغلقة. أما مفهوم ويكي ، فقد أتاح تطوير أعمال مرجعية تعاونية من خلال تعاون مفتوح يضم خبراء وغير خبراء.

انظر أيضاً:

• التكنولوجيا التعليمية
• SCORM
• بيئة التعلم الافتراضية ، نظام إدارة التعلم (LMS )
• نظام إدارة التدريب
• التدريب عبر الإنترنت

توجد أسواق متخصصة للغاية لبرامج التعليم، بما في ذلك:

• تصميم وطباعة نماذج البطاقات لاستخدامها في التعليم - على سبيل المثال، قلاع المصممين لمنصات BBC Micro و Acorn Archimedes ^{[ 8 ]}

يمكن استخدام ألعاب الفيديو لتعليم المستخدم أساسيات التكنولوجيا أو لتعزيز معرفته بموضوع معين. بعض أنظمة التشغيل والهواتف المحمولة مزودة بهذه الميزات. ومن الأمثلة البارزة على ذلك لعبة مايكروسوفت سوليتير ، التي طُوّرت لتعريف المستخدمين بواجهات المستخدم الرسومية ، وخاصة الفأرة وتقنية السحب والإفلات . أما برنامج مافيس بيكون لتعليم الطباعة فهو برنامج معروف على نطاق واسع، ويحتوي على ألعاب مصغرة مدمجة لتسلية المستخدم أثناء تحسين مهاراته في الطباعة.

التلعيب هو استخدام عناصر تصميم الألعاب في سياقات غير متعلقة بالألعاب، وقد ثبتت فعاليته في تحفيز تغيير السلوك. ويتم ذلك من خلال اعتبار عناصر اللعبة "عوامل تحفيزية"، وتحديد العلاقة بين هذه العناصر والعوامل التحفيزية. ^{[ 9 ]}

يُعرَّف برنامج التعليم القائم على التوجيه بأنه برنامج يحاكي ديناميكية التدريس الفردي بين المعلم والطالب، حيث يحل البرنامج محل المعلم. وقد أُجري بحثٌ لمعرفة مدى فعالية هذا النوع من البرامج في تحسين فهم الطلاب للمادة الدراسية. وخلص البحث إلى وجود تأثير إيجابي، إذ قلّل من الوقت الذي يحتاجه الطلاب للدراسة، وحسّن من مستوى فهمهم للمادة. ^{[ 10 ]}

أُجريت دراسة لمعرفة تأثير برامج التعليم على الأطفال ذوي الإعاقات البسيطة. وأظهرت النتائج أن البرنامج كان له تأثير إيجابي في مساعدة هؤلاء الأطفال على تعلم المهارات الاجتماعية من خلال التعلم الجماعي والمناقشات، بالإضافة إلى مقاطع الفيديو والألعاب. ^{[ 11 ]}

يوجد سوق واسع لبرامج التعليم قيد الاستخدام اليوم. قرر فريق تطوير نظام لتقييم برامج التعليم لعدم وجود معيار حالي. يُطلق على هذا النظام اسم "بناء التقييم الشامل لأدوات التعلم الإلكتروني وبرامج التعليم" (CEELTES). ^{[ 12 ]} تُصنّف البرامج المراد تقييمها وفقًا لمقياس نقاط في أربع فئات: مجال الخصائص التقنية والتكنولوجية وخصائص المستخدم؛ مجال معايير تقييم المعلومات والمحتوى وطريقة عمل البرنامج؛ مجال معايير تقييم المعلومات من حيث الاستخدام التعليمي والتعلم والفهم؛ مجال معايير تقييم الاستخدام النفسي والتربوي للبرنامج. ^{[ 13 ]}

في مقررات علوم الحاسوب الجامعية، يُعدّ تعلّم المنطق جزءًا أساسيًا من المنهج الدراسي. ويُقترح استخدام أداتين تعليميتين في مجال المنطق، هما FOLST وLogicChess، لفهم منطق الرتبة الأولى لدى طلاب الجامعات، وذلك بهدف تحسين فهمهم لمحتوى المقرر الدراسي وأساسيات التصميم المنطقي. ^{[ 14 ]}