التعلم الاستكشافي

التعلم الاستكشافي هو أسلوب من أساليب التعلم القائم على الاستقصاء، ويُعتبر منهجًا تعليميًا بنائيًا . ويُشار إليه أيضًا بالتعلم القائم على حل المشكلات ، والتعلم التجريبي ، وتعلم القرن الحادي والعشرين. ويستند هذا الأسلوب إلى أعمال علماء النفس ونظريات التعلم مثل جان بياجيه ، وجيروم برونر ، وسيمور بابيرت .

يُنسب الفضل غالبًا إلى جيروم برونر في ابتكار أسلوب التعلّم بالاكتشاف في ستينيات القرن العشرين، إلا أن أفكاره تتشابه إلى حد كبير مع أفكار كُتّاب سابقين مثل جون ديوي . ^{[ 1 ]} يرى برونر أن "الممارسة في الاكتشاف الذاتي تُعلّم المرء كيفية اكتساب المعلومات بطريقة تجعلها أكثر قابلية للتطبيق في حل المشكلات". ^{[ 2 ]} وقد تحوّلت هذه الفلسفة لاحقًا إلى حركة التعلّم بالاكتشاف في ستينيات القرن العشرين. ويُشير شعار هذه الحركة الفلسفية إلى ضرورة "التعلّم بالممارسة".

يشمل مصطلح " التعلم الاستكشافي" مجموعة متنوعة من أساليب التدريس. ووفقًا لمراجعة تحليلية شاملة أجراها ألفيري، وبروكس، وألدريتش، وتيننباوم (2011) ^{[ 3 ]} ، تتراوح مهام التعلم الاستكشافي بين اكتشاف الأنماط الضمنية، واستنباط التفسيرات، ودراسة الأدلة، وإجراء المحاكاة. ويحدث التعلم الاستكشافي عندما لا يُزوَّد الطالب بإجابة جاهزة، بل تُتاح له المواد اللازمة ليجد الإجابة بنفسه.

يحدث التعلم الاستكشافي في مواقف حل المشكلات حيث يتفاعل المتعلمون مع بيئاتهم من خلال استكشاف الأشياء والتعامل معها، والتعامل مع الأسئلة والخلافات، أو إجراء التجارب، مع الاعتماد على خبراتهم ومعرفتهم السابقة.

يتميز التعلم القائم على الاكتشاف عادةً بالحد الأدنى من توجيه المعلم، وقلة شروحات المعلم، وحل المشكلات بحلول متعددة، واستخدام مواد عملية، والحد الأدنى من التكرار والحفظ. ^{[ 4 ]}

هناك العديد من المكونات الأساسية المطلوبة للتعلم الناجح القائم على الاكتشاف، ^{[ 5 ]} والتي تشمل ما يلي:

• توجيه المعلم حيث ينصب التركيز على البناء على تفكير الطلاب وربطه بخبراتهم؛
• ثقافة صفية يسودها شعور مشترك بالهدف بين المعلم والطلاب، حيث يتم تشجيع الانفتاح والحوار؛
• يتم تشجيع الطلاب على طرح الأسئلة، والاستكشاف، والتعاون مع المعلم والأقران.

لقد أشير إلى أن التدريس الفعال باستخدام أساليب الاكتشاف يتطلب من المعلمين القيام بواحد أو أكثر مما يلي: 1) توفير مهام موجهة باستخدام مجموعة متنوعة من أساليب التدريس 2) تشجيع الطلاب على شرح أفكارهم الخاصة، والتي ينبغي على المعلمين تقييم دقتها وتقديم ملاحظات بشأنها 3) تقديم أمثلة لكيفية إكمال المهام. ^{[ 3 ]}

من أهم عوامل نجاح التعلّم الاستكشافي ضرورة وجود مساعدة من المعلم. وقد حذّر برونر (1961)، أحد رواد هذا النوع من التعلّم، من أن الاكتشاف لا يمكن أن يحدث دون معرفة أساسية. وجادل ماير (2004) بضرورة التخلي عن الاكتشاف التلقائي تمامًا لعدم وجود أدلة كافية على أنه يُحسّن نتائج التعلّم. كما أن التعلّم الاستكشافي قد يُسبب ارتباكًا وإحباطًا لدى الطلاب. ^{[ 6 ]}

لذا، يُعدّ دور المعلمين في التعلّم الاستكشافي بالغ الأهمية لنجاح مخرجات التعلّم. يجب على الطلاب بناء معارف أساسية من خلال الأمثلة والممارسة والتغذية الراجعة. وهذا بدوره يُهيّئ لهم قاعدةً لدمج معلومات إضافية وتطوير مهارات حلّ المشكلات والتفكير النقدي .

أظهرت الأبحاث المبكرة أن الاكتشاف الموجه كان له آثار إيجابية على الاحتفاظ بالمعلومات بعد ستة أسابيع من التدريس مقارنة بالتدريس المباشر التقليدي. ^{[ 7 ]}

يُعتقد أن نتيجة التعلم القائم على الاكتشاف هي تنمية العقول المتسائلة وإمكانية التعلم مدى الحياة. ^{[ 5 ]}

يشجع التعلم الاستكشافي الطلاب على الاستكشاف والتعاون مع المعلمين والأقران لحل المشكلات. كما يُمكّن الأطفال من توجيه استقصائهم بأنفسهم والمشاركة الفعّالة في عملية التعلم، مما يُسهم في تحفيزهم. ^{[ 8 ]}

مع ذلك، لا يخلو التعلم الاستكشافي من بعض القيود. تشير بعض الدراسات إلى أن الطلاب الذين يتعلمون في بيئات استكشافية أكثر عرضةً من أولئك الذين يتلقون تعليمًا مباشرًا لمواجهة تغذية راجعة غير متسقة أو مضللة، وأخطاء في الترميز، وتفسيرات خاطئة للأسباب، وتدريبات وتوضيحات غير كافية. في هذه الحالات، أثبت التعليم المباشر فعاليته في تعليم الإجراءات التي يصعب على الطلاب اكتشافها بأنفسهم، مثل تلك المتعلقة بالهندسة والجبر وبرمجة الحاسوب. ^{[ 9 ]}

يدور جدلٌ في الأوساط التعليمية حاليًا حول مدى فعالية هذا النموذج التعليمي. ^{[ 10 ]} يعود هذا الجدل إلى خمسينيات القرن الماضي، عندما بدأ الباحثون بمقارنة نتائج التعلّم الاستكشافي مع أشكال التعليم الأخرى. ^{[ 3 ]} وتأييدًا للمفهوم الأساسي للتعلّم الاستكشافي، أشار برونر (1961) إلى أن الطلاب أكثر قدرة على تذكّر المفاهيم إذا اكتشفوها بأنفسهم، مقارنةً بتلك التي تُدرَّس لهم مباشرةً.

في التعلّم الاستكشافي الخالص، يُطلب من المتعلّم اكتشاف محتوى جديد من خلال إجراء تحقيقات أو تنفيذ إجراءات دون تلقّي سوى القليل من المساعدة، إن وُجدت. "على سبيل المثال، قد يُقدّم مُعلّم العلوم للطلاب عرضًا توضيحيًا موجزًا ​​لكيفية تغيّر إدراك الألوان تبعًا لشدّة مصدر الضوء، ثم يطلب منهم تصميم تجربة خاصة بهم لمزيد من دراسة هذه العلاقة". ^{[ 11 ]} في هذا المثال، يُترك الطالب لاكتشاف المحتوى بنفسه. ولأنّ الطلاب يُتركون لاكتشاف المواضيع ذاتيًا، يخشى الباحثون من أن يتضمّن التعلّم أخطاءً أو مفاهيم خاطئة، أو أن يكون مُربكًا أو مُحبطًا للمتعلّم. ^{[ 12 ]}

تشير الأبحاث إلى أن المتطلبات المعرفية اللازمة للاكتشاف لدى الأطفال الصغار قد تعيق تعلمهم، نظرًا لمحدودية معارفهم السابقة التي تمكنهم من استيعاب معلومات إضافية. كما حذر برونر من أن هذا الاكتشاف لا يمكن تحقيقه قبل أو بدون قاعدة معرفية أساسية على الأقل في الموضوع. ^{[ 12 ]} وقد لا يمتلك الطلاب الذين يُعرض عليهم مسائل دون معرفة أساسية القدرة على إيجاد حلول لها. ^{[ 13 ]} وقد أكدت التحليلات التلوية التي أجراها ألفيري وزملاؤه هذه النتائج.

يجادل ماير (2004) بأن مهام التعلم الاستكشافي غير المُوجَّهة لا تُساعد المتعلمين على اكتشاف قواعد حل المشكلات، أو استراتيجيات الحفظ، أو مفاهيم البرمجة. إلا أنه يُقرّ بأنه في حين قد تكون المناهج البنائية مفيدة في بعض الظروف، فإن التعلم الاستكشافي البحت يفتقر إلى البنية في طبيعته، وبالتالي لن يكون مفيدًا للمتعلم. ويشير ماير أيضًا إلى أن الاهتمام بالتعلم الاستكشافي قد شهد تقلبات منذ ستينيات القرن الماضي. ويجادل بأن الدراسات التجريبية في كل حالة أظهرت عدم جدوى استخدام أساليب التعلم الاستكشافي البحت، ومع ذلك، دأب الباحثون على تغيير مسميات أساليبهم التعليمية مرارًا وتكرارًا، ليُعاد رفضها مجددًا، فيُعاد تسمية حركتهم مرة أخرى.

بدلاً من ذلك، يُعدّ التعليم المباشر باستخدام الأمثلة العملية، وتقنيات الدعم التدريجي، والشرح الواضح، والتغذية الراجعة، مفيداً للتعلم (ألفيري، 2011). إضافةً إلى ذلك، فإن الوقت الذي يُقضى في ممارسة المفاهيم المُكتسبة حديثاً يُحسّن مهارات حل المشكلات (باس وفان جوج، 2006).

يبدو أن هناك فوائد لكل من التعليم المباشر والاكتشاف بمساعدة المختصين.

مع تزايد الدعوات لدمج الطلاب ذوي الاحتياجات الخاصة في مناهج التعليم العام، يشكك باحثون بارزون في هذا المجال في قدرة فصول التعليم العام القائمة على التعلم الاستكشافي على توفير بيئة تعليمية مناسبة لهؤلاء الطلاب. وقد أعرب كوفمان عن مخاوفه بشأن استخدام التعلم الاستكشافي بدلاً من التعليم المباشر، موضحاً أنه لتحقيق نجاح كبير في اكتساب الحقائق والمهارات اللازمة، يجب تدريس هذه الحقائق والمهارات بشكل مباشر لا غير مباشر. أي أن المعلم هو من يتحكم في عملية التدريس، وليس الطالب، ويتم تزويد الطلاب بالمعلومات (2002).

تتجلى هذه النظرة بقوة خاصة عند التركيز على الطلاب ذوي صعوبات التعلم في الرياضيات وطرق تدريسها. ويعلق فوكس وآخرون (2008) على ذلك.

يستفيد الطلاب ذوو القدرات المتوسطة من برنامج الرياضيات في التعليم العام، الذي يعتمد، جزئيًا على الأقل، على أسلوب تعليمي بنائي استقرائي. أما الطلاب الذين يعانون من قصور حاد في الرياضيات، فلا يستفيدون من هذه البرامج بالشكل الذي يُنمّي لديهم فهمًا لبنية الرياضيات ومعناها ومتطلباتها العملية  ... يتطلب التدخل الفعال للطلاب ذوي صعوبات الرياضيات أسلوبًا تعليميًا واضحًا ومباشرًا  ...

ويشير فوكس وآخرون إلى أنه ينبغي أن يتبع التعليم الصريح أو المباشر تعليم يتوقع سوء الفهم ويواجهه بتفسيرات دقيقة.

مع ذلك، تركز دراسات قليلة على النتائج طويلة الأمد للتعليم المباشر. وقد تُظهر الدراسات طويلة الأمد أن التعليم المباشر ليس أفضل من أساليب التدريس الأخرى. فعلى سبيل المثال، وجدت إحدى الدراسات أنه في مجموعة من طلاب الصف الرابع الذين تلقوا تعليمًا لمدة عشرة أسابيع، ثم خضعوا للتقييم لمدة سبعة عشر أسبوعًا، لم يُسفر التعليم المباشر عن نتائج أفضل على المدى الطويل مقارنةً بالتدريب العملي وحده. ^{[ 14 ]} ويشير باحثون آخرون إلى وجود جهود واعدة تُبذل في هذا المجال لدمج البنائية والتجميع التعاوني، بحيث يُمكن للمناهج وطرق التدريس تلبية احتياجات المتعلمين ذوي الخلفيات المتنوعة في بيئة تعليمية دامجة. ^{[ 15 ]} ومع ذلك، يبقى مدى نجاح هذه الاستراتيجيات المُطورة في تحسين نتائج الطلاب، سواءً في البداية أو على المدى الطويل، موضع تساؤل.

أُجريت أبحاث على مدى سنوات ^{[ 16 ]} لإثبات الآثار السلبية للتعلم الاستكشافي، لا سيما مع المتعلمين المبتدئين. تشير نظرية الحمل المعرفي إلى أن الاستكشاف الحر لبيئة شديدة التعقيد قد يُولّد عبئًا كبيرًا على الذاكرة العاملة، مما يُعيق عملية التعلم. ^{[ 17 ]} لا يمتلك المتعلمون المبتدئون المهارات اللازمة لدمج المعلومات الجديدة مع المعلومات التي تعلموها سابقًا. أفاد سويلر أن التعليم الموجه يُعد بديلاً أفضل للتعلم الاستكشافي. ووفقًا لكيرشنر وسويلر وكلارك (2006)، يُحسّن التعليم الموجه استرجاع المعلومات بشكل فوري مقارنةً بالأساليب غير الموجهة، بالإضافة إلى تعزيز مهارات النقل وحل المشكلات على المدى الطويل.

يصف روبرت ج. مارزانو (2011) التعلم الاستكشافي المُعزز بأنه عملية تتضمن إعداد المتعلم لمهمة التعلم الاستكشافي من خلال تزويده بالمعرفة اللازمة لإنجازها بنجاح. في هذا النهج، لا يقتصر دور المعلم على تزويد المتعلم بالمعرفة اللازمة فحسب، بل يقدم له المساعدة أثناء أداء المهمة. وقد يتطلب هذا الإعداد والمساعدة بعض التوجيه المباشر. "فعلى سبيل المثال، قبل أن يُطلب من الطلاب التفكير في أفضل طريقة لتمديد عضلة الفخذ الخلفية في الطقس البارد، يمكن للمعلم تقديم سلسلة من الدروس التي توضح الحقائق الأساسية حول العضلات وتفاعلها مع تغيرات درجة الحرارة". ^{[ 18 ]}

من جوانب التعلم الاستكشافي المُعزز الأخرى السماح للمتعلم بتوليد أفكار حول موضوع ما أثناء التعلم، ثم مطالبة الطلاب بشرح طريقة تفكيرهم. ^{[ 19 ]} يمكن للمعلم الذي يطلب من الطلاب ابتكار استراتيجياتهم الخاصة لحل مشكلة ما، أن يُزوّد ​​بأمثلة حول كيفية حل مشكلات مشابهة قبل مهمة التعلم الاستكشافي. "قد يتقدم أحد الطلاب إلى مقدمة الصف لحل المشكلة الأولى، مشاركًا أفكاره بصوت عالٍ. قد يطرح المعلم أسئلة على الطلاب ويساعدهم في صياغة أفكارهم في شكل إرشادات عامة للتقدير، مثل: "ابدأ بتقدير مجموع الأعداد ذات القيمة المكانية الأعلى". ومع تقدم الطلاب الآخرين إلى مقدمة الصف لحل المشكلات بصوت عالٍ، يمكن للطلاب توليد المزيد من القواعد واختبارها". ^{[ 18 ]}

• التعلم النشط
• الحمل المعرفي
• البنائية (نظرية التعلم)
• التعلم القائم على الاستقصاء
• جيروم برونر
• طريقة مور
• التعلم القائم على حل المشكلات
• التعليم التقدمي
• تعليم العلوم

• راشيل أديلسون (2004) التدريس مقابل الاستكشاف في تعلم العلوم ، مجلة علم النفس APA على الإنترنت، المجلد 35، العدد 6.
• ألفيري، ل.، بروكس، ب. ج.، ألدريتش، ن. ج.، وتيننباوم، هـ. ر. (2011). هل يُحسّن التدريس القائم على الاكتشاف عملية التعلّم؟ مجلة علم النفس التربوي، 103(1)، 1-18. doi : 10.1037/a0021017
• برانتلينجر، إي. (1997). "استخدام الأيديولوجيا: حالات عدم الاعتراف بسياسات البحث والممارسة في التربية الخاصة". مراجعة البحوث التربوية . 67 (4): 425-459 . doi : 10.3102/00346543067004425 . S2CID 145201255 . 

• برونر، جيه إس (1961). "فعل الاكتشاف". مجلة هارفارد التربوية . 31 (1): 21-32 .

• كارول، ج.، وبيمان، ف. (2015). "الأولاد، والتعلم الاستقصائي، وقوة الاختيار في صفوف اللغة الإنجليزية في المرحلة المتوسطة". نجاح المراهقين . 15 (1): 4-17.
• دين، د. الابن، وكوهن، د. (2006). "التعليم المباشر مقابل الاكتشاف: نظرة طويلة المدى" (ملف PDF) . تعليم العلوم . 91 (3): 384-397 . doi : 10.1002/sce.20194 .

• دورييه، جيه إل وغارسيا، جيه إف (2013). "التحديات والفرص المتاحة لتطبيق التعلم القائم على الاستقصاء في التدريس اليومي". مجلة ZDM لتعليم الرياضيات ، 45: 837-849
• فوكس، إل إس؛ فوكس، دي؛ باول، إس آر؛ سيثالر، بي إم؛ سيرينو، بي تي؛ وفليتشر، جيه إم (2008). " التدخل المكثف للطلاب ذوي صعوبات التعلم في الرياضيات: سبعة مبادئ للممارسة الفعالة" . مجلة صعوبات التعلم الفصلية . 31 (2): 79-92 . doi : 10.2307/20528819 . JSTOR 20528819. PMC 2547080. PMID 18815627 .   

• جراوير، س. (2016). التدريس بلا خوف . روزلين، نيويورك: إيرو.

• هوانغ، إكس. (2014). "أزمة الرياضيات: لعبة سياسية أم مشكلة متخيلة؟" مدارسنا/أنفسنا . 73-85.
• كوفمان، جيه إم (2002). تشوه التعليم . لانام، ماريلاند: دار سكيركرو للنشر.

• كيرشنر، ب.أ.؛ سويلر، ج.؛ وكلارك، ر.إ. (2006). "لماذا لا يُجدي التوجيه المحدود أثناء التدريس نفعًا: تحليل لفشل أساليب التدريس البنائية، والاكتشافية، والقائمة على حل المشكلات، والتجريبية، والاستقصائية" . عالم النفس التربوي . 41 (2): 75-86 . doi : 10.1207/s15326985ep4102_1 . hdl : 1874/16899 . S2CID 17067829 . 
• ماندرين، ب.، وبريكل، د. (2009). "تأثير التعلم الاستكشافي الموجه القائم على التشابه على الأداء المفاهيمي". مجلة العلوم والرياضيات المدرسية، 109(3)، 133-145.
• ماير، ر. (2004). "هل ينبغي تطبيق قاعدة الثلاث مرات على التعلم الاستكشافي البحت؟ دراسة حالة لأساليب التدريس الموجهة" (ملف PDF) . عالم النفس الأمريكي . 59 (1): 14-19 . doi : 10.1037/0003-066X.59.1.14 . PMID 14736316 . 

• مكارثي، سي بي (2005). "آثار التدريس العلمي العملي القائم على المواضيع مقابل منهج الكتاب المدرسي للطلاب ذوي الإعاقة". مجلة أبحاث تدريس العلوم . 42 (3): 245-263 . Bibcode : 2005JRScT..42..245M . doi : 10.1002/tea.20057 .
• مونرو، ب. (محرر). (1911). "الاكتشاف، منهج". موسوعة التعليم ، المجلد 2، ص 336. نيويورك، نيويورك: شركة ماكميلان.
• باس، ف.، وفان جوج، ت. (2006). "تحسين تدريس الأمثلة المحلولة: طرق مختلفة لزيادة الحمل المعرفي الألماني". التعلم والتعليم . 16 (2): 87-91
• ستوك، أ. 2015. ما العمل حيال تراجع نتائج الرياضيات في كندا ؟ معهد سي دي هاو. تعليق 427.
• توفينين، جيه إي وسويلر، جيه. (1999). "مقارنة العبء المعرفي المرتبط بالتعلم الاستكشافي والأمثلة المحلولة". مجلة علم النفس التربوي . 91 (2): 334-341 . doi : 10.1037/0022-0663.91.2.334 .

• بولتون، ديفيد وجودي، نويل. هل تواجه مشكلة مع الأفعال؟: مواد استكشافية موجهة، وتمارين، ونصائح تعليمية للمستويين الابتدائي والمتوسط ​​(1999). أدلستون، سري: دار دلتا للنشر، لندن
• كارين، آرثر. أنشطة الاكتشاف الموجه لعلوم المرحلة الابتدائية (1993). دار ميريل للنشر. رقم ISBN 0023193832
• ليبسكيند، شلومو؛ والتر، ماريون (فبراير 2017). "تعدد الحلول يؤدي إلى اكتشاف حقائق جديدة". معلم الرياضيات . 255. رابطة معلمي الرياضيات: 33-35 .
• نيساني، موتي. "الذباب الراقص: توضيحٌ مُوجَّهٌ لطبيعة العلم" . مُعلِّم الأحياء الأمريكي 58 ( العدد 3 ): 168-171 (1996). DOI: 10.2307/4450108.

• مشروع التعلم الاستكشافي في كلية العلوم الطبيعية بجامعة تكساس في أوستن
• كلية كارلتون. مسائل الاكتشاف الموجه: أمثلة (في: أساليب التدريس: مجموعة من التقنيات التربوية والأنشطة النموذجية)
• موقع ديسكفري ليرنينج القديم: لحياة أفضل
• مكتب جودة التعليم والمساءلة (EQAO). http://www.eqao.com/en/assessments/results/communication-docs/provincial-report-highlights-elementary-2017.pdf
• تمارين ومواد تعليمية علمية: تدريس العلوم كما لو أن العقول مهمة!
• غارليك، باري (2009). التعلم الاستكشافي في الرياضيات: التمارين مقابل المسائل ، مراجعة التعليم غير الحزبي / المقالات، 5(2).

ماكينا، (2019).