تأثير المثال العملي

المثال المحلول هو عرضٌ تفصيليٌّ خطوةً بخطوة لكيفية أداء مهمةٍ ما أو حلّ مشكلةٍ ما. ^{[ 8 ] : 190} صُمِّمت الأمثلة المحلولة لدعم اكتساب المهارات المعرفية في المراحل الأولى من خلال طرح مشكلةٍ مُصاغة، وخطوات حلّها، والحلّ النهائي. ^{[ 2 ]} يُعدّ دراسة الأمثلة المحلولة استراتيجيةً تعليميةً فعّالةً لتعليم مهارات حلّ المشكلات المعقدة. ^{[ 9 ]} وذلك لأنّ التعليم القائم على الأمثلة يُوفّر نماذج ذهنيةً مُتخصصةً لشرح خطوات الحلّ للمبتدئين.

تُعدّ الأمثلة المحلولة، كالمثال المذكور أعلاه، شائعة في كتب الرياضيات والهندسة، ولكنها تُستخدم أيضًا في مجالات أخرى. فقد طُوّرت أمثلة محلولة للموسيقى والشطرنج وألعاب القوى وبرمجة الحاسوب. ^{[ 10 ] : 185}

لتسهيل الانتقال من التعلم من الأمثلة المحلولة في المراحل المبكرة من اكتساب المهارات إلى حل المشكلات في المراحل اللاحقة، من المفيد تقليل خطوات الحل تدريجيًا. ^{[ 11 ] : 59} يؤدي تقليل خطوات الحل في المثال المحلول إلى تحفيز أنشطة الشرح الذاتي، والتي تتضمن تفسيرات المتعلمين الخاصة لأسباب خطوات الحل المعطاة. ^{[ 11 ] : 59}

مع اكتساب المتعلمين خبرة في مجال اهتمامهم، تفقد الأمثلة المحلولة فعاليتها بسبب تأثير انعكاس الخبرة. يُعالج استخدام الأمثلة المحلولة المُخففة هذا التأثير من خلال تنظيم انتقال المتعلمين من دراسة الأمثلة المحلولة إلى التعلم القائم على حل المشكلات. ^{[ 12 ]}

بحسب رينكل، فإن التفسيرات الذاتية هي "تفسيرات يقدمها المتعلمون وتكون موجهة في المقام الأول إلى أنفسهم. وهي تحتوي على معلومات غير مذكورة مباشرة في المواد التعليمية، وتشير إلى خطوات الحل وأسبابها. كما يمكن أن تشير إلى السمات الهيكلية والظاهرية للمسائل أو أنواعها." ^{[ 2 ]}

"الشرح الذاتي مهم وضروري" ^{[ 13 ] : 148} عند العمل مع الأمثلة المحلولة، حيث "درس المتعلمون الناجحون الأمثلة لفترات أطول وشرحوها لأنفسهم بشكل أكثر فعالية". ^{[ 13 ]} ومع ذلك، ولأن معظم المتعلمين سلبيون وسطحيون في شرحهم الذاتي، ^{[ 14 ]} "ينبغي توجيههم لشرح الأمثلة المحلولة بأنفسهم بشكل فعال". ^{[ 2 ]}

على الرغم من أن العديد من الدراسات البحثية أظهرت أن الأمثلة المحلولة لها آثار إيجابية على المتعلمين، فقد بيّن كاليوجا وآخرون (2000، 2001) أن تأثير الأمثلة المحلولة يرتبط بمستوى خبرة المتعلم، وهو ما يُعرف بتأثير انعكاس الخبرة . في ثلاث دراسات، استخدموا أمثلة محلولة في تجارب مختلفة، ورسومات تخطيطية على الشاشة في الهندسة الميكانيكية، وأمثلة مع تعليمات توضيحية حول كتابة دوائر المرحلات ومنطق البرمجة. في الدراسات المختلفة، أظهروا أن تأثير كفاءة الأمثلة المحلولة أصبح غير فعال، وغالبًا ما أدى إلى آثار سلبية على المتعلمين الأكثر خبرة. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 7 ]} ومع ذلك، يجادل نيفيلشتاين وآخرون (2013) بأن كلاً من تأثير الأمثلة المحلولة وتأثير انعكاس الخبرة، اللذين دُرسا سابقًا، كانا يعتمدان على مهام معرفية منظمة جيدًا مثل الميكانيكا. ^{[ 20 ] [ 23 ]} في دراسة استخدمت مهمة أقل تنظيمًا، باستخدام قضايا قانونية، وجد نيفيلشتاين وآخرون... بحثت الدراسة في تأثير الأمثلة التطبيقية وتأثيرات انعكاس الخبرة على طلاب القانون المبتدئين والمتقدمين. وتشير نتائج الدراسة إلى أن الأمثلة التطبيقية كان لها تأثير إيجابي على كفاءة التعلم لدى كل من الطلاب المبتدئين والمتقدمين، على الرغم من أن الطلاب المتقدمين كانوا يمتلكون معرفة مسبقة أكبر بكثير. ^{[ 23 ]}

لاحظ كويليتشي وماير مشكلة أخرى تتعلق بالأمثلة المحلولة، حيث وجدا أن تزويد المتعلمين بثلاثة أمثلة من كل نوع من أنواع المسائل، بدلاً من مثال واحد، لم يُحدث أي فرق في قدرة الطلاب على تصنيف المسائل اللاحقة إلى الأنواع المناسبة. ^{[ 24 ]} وكما يشير وايز وأونيل، فإن هذا لا يعني أن التوجيه الإضافي لن يؤدي أبدًا إلى تحسينات تعليمية؛ بل لا يمكن افتراض أنه سيؤدي إليها دائمًا. ^{[ 25 ]}

هناك أيضاً بعض الجدل حول مدى اكتمال المثال المحلول المطلوب. فقد وجد باس أن المتعلمين في حالة "الإكمال"، الذين طُلب منهم حل مسألة ما بشكل جزئي فقط، أدوا أداءً جيداً في مسائل الاختبار تماماً مثل أولئك الذين طُلب منهم حل المسائل بشكل كامل. ^{[ 26 ]}

اتضح أن الأمثلة المحلولة ليست مناسبة لجميع المتعلمين. فالمتعلمون الذين لديهم معرفة مسبقة بالموضوع يجدون هذا الأسلوب التعليمي غير ضروري، وقد يعانون من تبعات هذا التكرار. وقد وُصف هذا بتأثير انعكاس الخبرة . ^{[ 31 ]} يُقترح تقليل استخدام الأمثلة المحلولة تدريجيًا واستبدالها بمسائل تدريبية. ^{[ 32 ]} لذا، من المهم مراعاة المتعلم والوسيلة التعليمية عند إعداد الأمثلة المحلولة، وإلا فقد لا يحقق المتعلمون الأداء المتوقع.

بما أن الأمثلة المحلولة تتضمن خطوات الوصول إلى الحل، فلا يمكن استخدامها إلا في مجالات المهارات التي يمكن تطبيق الخوارزميات فيها (الرياضيات، الفيزياء، البرمجة، إلخ). ^{[ 2 ]} أما في المساعي الإبداعية، مثل تفسير القصائد، أو في سياقات التعلم التي تتضمن عددًا لا حصر له من العوامل المربكة المحتملة، مثل حل النزاعات، والقيادة الفعالة، والتواصل متعدد الثقافات، فإن وصف خطوات الحل يكون أكثر صعوبة، وقد لا تكون الأمثلة المحلولة هي الطريقة التعليمية الأكثر فعالية. يُعتبر أسلوب الأمثلة المحلولة من أفضل مبادئ الوسائط المتعددة في تعلم الرياضيات. تساعد الأمثلة المحلولة على توجيه انتباه المتعلم إلى ما يجب دراسته، بالإضافة إلى تنمية مهارات القراءة والكتابة. وهي بمثابة دليل لإعداد المتعلمين المبتدئين لحل المشكلات بفعالية بعد اكتساب فهم للمفهوم قيد الدراسة. يرى رينكل أن فهم المتعلمين للمجال يكون محدودًا للغاية عندما يحاولون حل المشكلات دون أي أمثلة محلولة. وبالتالي، يكتسب المتعلمون فهمًا عميقًا لمجال المهارة عندما يتلقون أمثلة محلولة في بداية اكتساب المهارات المعرفية . تُقدّم الأمثلة للمتعلمين دليلاً على الخطوات الصحيحة لحل المشكلة. ^{[ 2 ]}

أظهرت دراسة أجريت عام ٢٠٠٦ أن المتعلمين المبتدئين قد يواجهون صعوبة في فهم المفاهيم إذا قُدِّمت لهم أمثلة تحتوي على معلومات غير مكتملة أو غير دقيقة (تُعرف بالأمثلة الباهتة) قبل اكتسابهم المعرفة الأساسية بالمجال أو مهارات القراءة والكتابة فيه. ويعود ذلك إلى كيفية تنظيم المتعلم، سواء كان مبتدئًا أو خبيرًا، لخطط تعلمه، أي معرفته بالإجراء/النهج المناسب لاسترجاع المشكلة وتفسيرها. ^{[ ٣٣ ]} من جهة أخرى، قد تُشكِّل الأمثلة المحلولة عبئًا معرفيًا وتُسبِّب تكرارًا للمتعلمين ذوي المعرفة السابقة، ^{[ ٣١ ]} على عكس المتعلمين المبتدئين الذين تُشكِّل لهم الأمثلة المحلولة بوصلةً تُقدِّم لهم دليلًا مباشرًا لحل المشكلات المشابهة. ^{[ ٣٣ ]} وينطبق هذا أيضًا عندما يُقيِّم المتعلمون المبتدئون النماذج الأولية، التي تُجسِّد الخصائص الرئيسية للعمل، أي الأمثلة المحلولة. وهذا بدوره يُساعد المتعلم المبتدئ في المعالجة الدلالية اللازمة لفهم العمل الفني أو التصميم فهمًا كاملًا. ^{[ ٣٣ ]}

يُعدّ نموذج الأمثلة المحلولة أحد أساليب التدريس المعرفية الفعّالة التي تُسهم بشكلٍ كبير في تعزيز التعلّم لدى المعلمين. وهو مبدأ تطبيقي يُحسّن بشكلٍ ملحوظ أنماط اكتساب المعرفة لدى المتعلّمين المبتدئين في سياقات حلّ المشكلات الواقعية. ويشير ريد وبولستاد إلى أن مثالًا واحدًا قد لا يكون كافيًا لمساعدة الطالب على استنباط فكرة قابلة للتطبيق، وأن إضافة مثال ثانٍ يُوضّح الفكرة، لا سيما إذا كان أكثر تعقيدًا من الأول، يُحقق فوائد كبيرة في نقل المعرفة. لذا، يبدو أن "إضافة مثال ثانٍ على الأقل" قاعدة أساسية في تصميم التدريس باستخدام الأمثلة المحلولة . ^{[ 34 ]} إضافةً إلى ذلك، أكّد سبيرو وفيلتوفيتش وجاكوبسون وكولسون أن توفير مجموعة واسعة من الأمثلة (وجعل الطلاب يُحاكيونها) التي تُوضّح استراتيجيات ومناهج مُتعددة لحلّ مشكلات مُتشابهة يُساعد على تعزيز نقل المعرفة على نطاق واسع و" المرونة المعرفية ". ^{[ 35 ]}

يقترح نموذج التعلم القائم على الأمثلة الذي وضعه رينكل وأتكينسون أن الطلاب يكتسبون فهمًا أعمق لمبادئ المجال عندما يتلقون أمثلة محلولة في بداية اكتساب المهارات المعرفية. ^{[ 36 ]}