طريقة جديدة لتعريف "تحديد المشكلة"
ليس هناك شك في أن تزويد الطلاب بتحديات معقدة ومفتوحة، مثل تلك المدرجة في مختبرات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات عبر الاستمرارية، أمر ضروري لمساعدة الطلاب على بناء مهاراتهم الإبداعية في حل المشكلات. إن استخدام عملية التصميم الهندسي لتنظيم وهيكلة جهود الطلاب في حل المشكلات أمر لا جدال فيه بنفس القدر. ومع ذلك، قد يكون من المفاجئ التفكير في مقدار الإبداع الذي يمكن تشجيعه وتطويره لدى الطلاب من خلال التنفيذ الدقيق والمدروس لمرحلة تحديد المشكلة في عملية التصميم الهندسي.
من المغري النظر إلى مرحلة تحديد المشكلة على أنها بسيطة ومباشرة إلى حد ما، والانتقال من خلالها بسرعة للوصول إلى مرحلة تطوير الحلول المفترضة من العملية. ومع ذلك، فإن عرض تعريف المشكلة بطريقة مبسطة يمكن أن يكون فرصة ضائعة ضخمة لتعزيز الإبداع لدى طلابك. يمكن أن يؤدي توجيه الطلاب لتحديد العديد من الأساليب الممكنة لحل مشكلة ما إلى فتح إمكانات إبداعية ومساعدتهم على أن يصبحوا أكثر فاعلية في حل المشكلات داخل وخارج الفصل الدراسي.
في مختبرات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات المنافسة، مثل VEX IQ (الجيل الثاني) و VEX EXP، يطبق الطلاب عملية التصميم الهندسي أثناء مشاركتهم في حل المشكلات التكرارية من أجل تطوير أفضل نهج ممكن لمنافسة الوحدة. يبدأ الطلاب العملية من خلال تحديد المشكلة التي يحاولون حلها – تسجيل أكبر عدد من النقاط في المسابقة. على السطح، يتضمن هذا أشياء مثل فهم التسجيل وقواعد اللعبة المرتبطة بالمنافسة، والنظر في أفضل تصميم روبوت لاستراتيجية اللعبة المختارة. التفكير بعمق أكبر…
إطار لتحديد المشكلة
في كتاب رونالد بيجيتو، ماذا لو ؟ بناء مهارات حل المشكلات لدى الطلاب من خلال التحديات المعقدة، يحدد أربعة مبادئ عمل يمكن استخدامها لمساعدة الطلاب على الاستجابة لشكوك التحديات المفتوحة: التوقف – التفكير – التنفيذ – التعلم1. يتوافق أول مبدأين، التوقف والتفكير، مع تحديد المشكلة في عملية التصميم الهندسي. عند تطبيق مبدأي العمل هذين، يمكن أن يساعدا المتعلمين على الانخراط في طرق جديدة للتفكير في مشكلة ما، واحتضان التفكير المحتمل، وفي النهاية، توليد حلول أكثر قوة للتحديات.
إيقاف
عندما يتوقف الطلاب عن أخذ الوقت الكافي للنظر بعمق في المشكلة أو التحدي الذي يواجهونه، فإنهم يستكشفون ويستعدون لحل المشكلة. يجب على الطلاب التفكير في ما يعرفونه بالفعل عن المشكلة، وما لا يزالون بحاجة إلى معرفته. يعد تزويد الطلاب بقائمة مرجعية للمساعدة في تأطير استكشافهم وإعدادهم مفيدًا للغاية أثناء تطوير مهاراتهم في حل المشكلات. يمكن استخدام قائمة التحقق أدناه للطلاب المشاركين في التحضير لدرس المسابقة في مختبر STEM للمسابقة.
استكشاف وإعداد قائمة التحقق:
فكر
بمجرد أن يتوقف الطلاب ويفحصوا المشكلة، في هذه الحالة مسابقة مختبر العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، يمكنهم بعد ذلك الانتقال إلى التفكير في الحلول الممكنة. يحتاج الطلاب إلى التفكير بشكل مختلف – لتوليد إمكانيات استراتيجية متعددة، وبشكلمختلف – لتحديد أي من الاحتمالات من المرجح أن توفر استراتيجية شاملة رابحة2
يقترح بيغيتو تشجيع الطلاب على طرح أسئلة "ماذا لو" كوسيلة لحث الطلاب على التوصل إلى العديد من الطرق الإبداعية للتعامل مع حل نفس المشكلة3. عند العصف الذهني لهذه الأفكار، يجب أن يكون كل شيء على الطاولة! ليس هذا هو الوقت المناسب لتقرير ما إذا كانت الفكرة بعيدة المنال أو سخيفة للغاية. يمكن أن تبدو قائمة مرجعية لاستخدام التفكير التبايني لتوليد أفكار متعددة لحل مشكلة مسابقة IQ Classroom مثل هذه:
التفكير المتباين لحل تحدي مسابقة الفصل الدراسي
بعد أن يقترح الطلاب أفكارًا متعددة للتعامل مع المشكلة أو التحدي، يجب أن يأخذوا الوقت الكافي للنظر في جميع الأفكار التي ولدوها، ثم يستخدمون التفكير التقاربي لتضييق نطاقها إلى أفضل الأفكار التي يجب تجربتها. القائمة المرجعية أدناه هي أحد الأمثلة على الأسئلة التي يمكن استخدامها لتوجيه التفكير التقاربي للطلاب:
التفكير التقاربي لاختيار أفضل الأفكار الاستراتيجية الممكنة لمسابقة الفصل الدراسي
تتماشى خطوات إجراء التوقف والتفكير لبارغيتو، كما هي مطبقة على مرحلة تحديد المشكلة في عملية التصميم الهندسي، بشكل جميل مع دعم إبداع الطلاب من خلال حل المشكلات التعاوني أيضًا. من أجل التوصل بشكل جماعي إلى أفكار متعددة لحل المشكلات، يجب على الطلاب تقديم ملاحظات لأعضاء المجموعة الآخرين وإيجاد طرق لدمج أفكار متعددة في أفضل الاستراتيجيات لتجربتها في المسابقة.
على الرغم من أن الأمثلة الواردة في هذه المقالة تشير إلى مختبرات IQ و EXP STEM، إلا أنه يمكن تطبيق مبادئ عمل Barghetto لتحديد المشكلة في جميع أنواع المشكلات المفتوحة، سواء في المدرسة أو في الحياة. يمكن تعديل الأسئلة الواردة في القوائم المرجعية لتلبية احتياجات الطلاب الأصغر سنًا. يمكن استخدامها كأسئلة تيسير أثناء عمل الطلاب، ويمكن استخدامها لنمذجة حل المشكلات الإبداعي خلال عروض الفصل بأكملها أيضًا.
إن مرحلة تحديد المشكلة في عملية التصميم الهندسي ليست مجرد خطوة بداية للاندفاع بسرعة في الطريق إلى إيجاد الحلول. بل هي مرحلة حرجة تعزز عقلية التفكير الاحتمالي وتشجع على حل المشكلات بشكل إبداعي. إن تشجيع الطلاب على إبطاء المشكلة التي يحلونها والنظر فيها بدقة يساعدهم على تطوير المهارات اللازمة لتوليد أفكار متعددة وتقييمها بشكل فعال. في المرة القادمة التي توجه فيها طلابك من خلال تحدي مختبر العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، تذكر قوة مرحلة تحديد المشكلة واستخدمها لمساعدة إبداع طلابك على النمو.
هل لديك استراتيجيات لمشاركتها حول بناء الإبداع من خلال عملية التصميم الهندسي ؟ في مجتمع PD+، أو اشترك في جلسة فردية للتحدث مع خبير متحمس حول تطوير إبداع طلابك.