توسيع نماذج تدريس الفيزياء: إطار عمل لدمج النمذجة الحاسوبية

يمكن أن يعزز تدريس الحوسبة في الدورات العلمية التعليم العلمي، لكن القيام بذلك يتطلب من المعلمين توسيع رؤية تخصصهم إلى ما هو أبعد من النظرة التقليدية للعلم المقدمة في معظم المناهج الدراسية. تصف هذه المقالة برنامج بحث قائم على التصميم (DBR) الذي شمل التعاون بين معلمي المدارس الثانوية وقادة تطوير المهني في تعليم الفيزياء وعلوم الكمبيوتر. من خلال ثلاث سنوات من التطوير المهني وتطوير بقيادة المعلمين، واختبار ميداني، وتحسين الموارد المنهجية المتكاملة، دمجنا ممارسات النمذجة التدريسية، ومواد المختبرات الفيزيائية، وأنشطة برمجة الكمبيوتر. واحدة من النتائج هي إطار عمل تم إنشاؤه بشكل مشترك لدمج النمذجة الحاسوبية في الفيزياء والذي يأخذ في الاعتبار اهتمامات المعلمين واحتياجاتهم المعبر عنها بالإضافة إلى أهداف التعلم. يجمع هذا الإطار بين نهجين مستندين إلى الأدلة في التدريس: Bootstrap: Algebra، وهو منهج حوسبة قائم على الويب يركز على استخدام تمثيلات متعددة للدوال والدعائم التي تجعل عملية البرمجة واضحة، وتعليم النمذجة في الفيزياء، وهو نهج يركز على استخدام النماذج المفاهيمية، وممارسات النمذجة وأدوات التمثيل. من خلال القيام بذلك، نكشف عن الحاجة إلى موازنة رؤى المعلمين لفرص الدمج مع الاحتياجات التعليمية العملية ونؤكد أن الأطر الخاصة بالدمج تحتاج إلى عكس قيم المعلمين وأهدافهم.