المحاضرة الأولي في مقرر المدخل لاستخدام الحاسوب في التربية

 مفهوم الحاسوب التعليمي

مكونات نظام الحاسوب

تمهيد:

   إن فكرة استخدام الحاسوب في التعليم أنبثقت من خلال الإمكانات التي استطاعت هذه الآلة تقديمها في مختلف دروب الحياة وفي فترة قياسية اذا ما قورنت بمثيلاتها من الاختراعات التي توصل اليها العقل البشري والفترات الزمنية التي احتاجتها هذه الاختراعات لتطويرها ، تلك الامكانات جعلت من الحاسوب المعيار الأساسي للحياة العصرية لأن استخدامه اصبح جزء مهم في حياتنا وأن هناك كثير ممن لايستطيعون تسيير أمورهم اليومية دون اللجوء للحاسوب.                                        

 مفهوم الحاسوب التعليمي:                                                           

تعريف الحاسوب الآلي :

     آلة إلكترونية يمكن برمجتها لكي تقوم بمعالجة البيانات وتخزينها واسترجاعها وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية عليها. 

اما الحاسوب التعليمي فهو :

هو جهاز حاسوب عادي كغيره من أجهزه الحواسيب الآخرى، لكنه يتميز بنوع البرمجيات التي يستخدمها، مما يجعله أداه طيعة في يد المعلم أو المتعلم أو مطوري المناهج وواضعي السياسات التربوية حيث يستخدم برمجيات تعليمية تسمى              ( Instructional Soft or Course Ware).

مكونات نظام الحاسوب :

يعتمد عمل الحاسوب على تزويدة بيانات على شكل صور أو أصوات أو رموز أو أرقام أو إشارات، عن طريق وحدات خاصة مصممة لهذا الغرض تسمى وحدات الإدخال، ويقوم الحاسوب بخزن هذه البيانات مما يتطلب وحدات خاصة للتخزين، كما يقوم بمعالجة البيانات المخزنة، إي فرزها وتبويبها وتنظيمها، بحسب حاجة المستخدم مما يتطلب آلية خاصة لتنفيذ هذه المهام، وأخيراً  فإن استدعاء البيانات والمعلومات المخزونة، والتى تمت معالجتها من قبل المستخدم ، يتطلب وجود وحدات خاصة تدعى وحدات الإخراج، وفيما يلي عرض أكثر تفصيلاً لهذة المكونات :

1.    المكونات المادية Hard Ware : وتضم الآتي : 

وهي عبارة عن القطع والملحقات التي يتكون منها الجهاز ، إذا يمكن لمسها ومشاهدتها. وتتكون من الأتي :

أ. وحدات الإدخال Input Unit    وتتكون من الآتي :

تقوم هذه الوحدات بإدخال أو إيصال البيانات أو المعلومات المطلوب معالجتها إلى وحدة المعالجة، وهي تضم الآتي :

- لوحة المفاتيح  Key board

وهي عباره عن لوحة تحتوى على مفاتيح الحروف والأرقام وبعض الأوامر. وتستخدم في إدخال البيانات الحرفية والرقمية، وتوجد منها العديد من الأشكال والأنواع.

 - الفأره Mouse

هي عبارة عن أداة تحتوي على جهاز تحسس ينقل اتجاه وموقع حركة اليد، ويمكن بواسطتها إعطاء أوامر إدخال أو استرجاع البيانات .

 - القلم الضوئي Light Pen

 - الماسح الضوئي Scanner

يستخدم هذا الجهاز لمسح الصور والمستندات باستخدام خاصية أنعكاس االضوء عن الأجزاء المضيئة والمظلمة.

- كاميرا الفيديو Video Camera

كاميرا رقمية (بالإنجليزية: Digital Camera) هي أداة إلكترونية تلتقط الصور الفوتوغرافية وتخزنها بشكل إلكتروني بدلاً من استخدام الأشرطة الفوتوغرافية مثل آلات التصوير التقليدية.

- الجهاز الصوتي Sound Set  

ب. وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit (CPU)     

تعد هذه الوحدة عقل الحاسوب، إذ تتولى مهمة معالجة البيانات  المدخلة وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية وكذلك تنظيم الإتصال بين الوحدات المختلفه للحاسوب وتنفيذ أوامر البرمجة والإشراف على العمليات المختلفة التي يقوم بها الجهاز ومن ثم تنظيمها وتحويلها إلى معلومات ونتائج، وتضم هذه الوحدة :

- الذاكرة الثابتة(القراءة)Read Only Memory (ROM)

تحتفظ فقط بالبيانات  الأساسية التي يحتاجها الجهاز لبدء التشغيل مثل(معلومات وحدات الإدخال والإخراج المتصله بالجهاز ) كما تحتفظ بمعلومات عن الشركة المصنعة، ولاتفقد محتوياتها عند إيقاف تشغيل الجهاز أو أنقطاع التيار الكهربائي.

- الذاكرة المتغيرة (العشوائية) (Random Access Memory (RAM

تستخدم للإحتفاظ المؤقت بالبيانات  أثناء تشغيل الجهاز أو أثناء العمل عليه وتفقد محتوياتها بمجرد إيقاف تشغيل الجهاز أو أنقطاع التيار الكهربائي عن الجهاز، ومهمتها معالجة البيانات  المتغيرة بحسب طلب المستخدم وحفظها ومسحها عند الطلب

- وحدة الحساب والمنطق Arithmetic & Logical Unit (ALU)

وتتولى مهمة تحليل البيانات  الداخلة إليها.

- وحدة السيطرة Control Unit(C U)  

   وهي تعتبر بمثابة الدماغ بالنسبة للحاسوب، ويمكن من خلالها إصدار الأوامر لجميع أقسام الحاسوب والتنسيق فيما بينها من أجل القيام بالوظائف المطلوبة فيما بينها أي  تتولى مهمة ترتيب خطوات العمل وآلياته وتتابعها.

2.وحدات الإخراج Output Unit

وتتولى هذه الوحدة تقديم النتائج إلى المستخدم بعد تسلمها من وحدة المعالجة المركزية وتتكون من بالآتي :-

Screen or Monitor- الشاسة

     تعتبر الشاشة من وحدات الإخراج الأساسية في الحاسوب الآلي والتي تستخدم في  الحصول علي المعلومات المرئية والرسومية ، ويتواجد منه العديد من الأشكال والأنواع ، وتشبه شاشة العرض التلفزيوني، وتقوم بعرض النصوص والبيانات  والرسوم والأشكال، وتتفأوت شاشات العرض من حيث(دقة العرض، مساحة الشاشة والتى تقاس بوحدة البوصة ).

       Printer- الطباعة

 وهي جهاز وظيفته إنشاء نسخة ورقية من وثيقة حاسوبية. يتم تزويد الطابعة بالوثيقة إما بوصلها بالحاسوب الذي يحتوي الوثيقة عن طريق كيبل أو قد تكون الطابعة مربوطة بشبكة حاسوبية يرتبط بها الحاسوب أو يمكن تزويد الطابعة بالوثيقة مباشرة (من كاميرا رقمية أو من بطاقة ذاكرة).

Plotters- وحدات الرسم

وهو جهاز يشبه إلى حد كبير الطابعة ويستخدم لإخراج البيانات على مادة بلاستكية أو قماش، وتكون ملونة وبدرجة عالية من الدقة حيث توجد أنواع متعددة منه، ويستخدم الراسم في طباعة الأشكال ذات الأحجام المختلفة.

Data Show- شاشات العرض الكبيرة

Loud Speakers- سماعات الصوت

تقوم بتحويل الإشارات الصوتية الى موجات صوتية يمكن سماعها من قبل مستخدم الجهاز وهى تشبة التقنية المستخدمة لأجهزة الراديو العادية.

6.  عارض الفيديو (Video Projector):

هو جهاز  صغير نوعاً ما، يوصل في جهاز الحاسوب بدلاً من الشاشة  فيعرض البيانات على الحائط أو على لوحة  بشكل مكبر جداً قد يصل إلى 4م × 4 م في بعض الأنواع.  

هو يستخدم لإخراج مخرجات الحاسوب من نصوص وصور وأفلام علي حائل خارجي بشكل أكبر بكثير من العرض الذي يظهر علي شاشة الحاسوب حيث يمكنه عرض 16 مليون لونا وبأبعاد أعلى من 1024×768، والبعض يستخدمون هذا الجهاز أحيأناً في المدارس والجامعات أثناء شرح المناهج الدراسية وفي المؤتمرات الطبية وفي عرض الأفلام.

ملحوظة :-

وحدات تستخدم للإدخال والإخراج معاً:-

-  شاشات اللمس (Touch Screen) : تستقبل الأوامر بالضغط عليها بالأصبع أو بقلم خاص وتعرض في نفس الوقت البيانات  والخيارات.

-      وحدات التخزين الخارجية (External Units): تتميز بسعة تخزين كبيرة نسبياً وفى نفس الوقت يتم توصيلها خارجياً بالحاسوب لتسهيل عملية نقل البيانات  من حاسب الى آخر، حيث يوجد منه ذات سعته التخزينية تترأوح ما بين 16 ميجابايت و 2 جيجابايت وسعره يزداد كلما زادت سعته التخزينية.  ومن مميزاته سهولة  التنقل به وسرعة التعامل معه عند توصيله بالجهاز، فقط يحتاج إلى وجود منفذ (USB) بوحدة نظام الحاسوب، كما يحتاج إلى برنامج التشغيل الخاص به (Flash Disk Driver)  

-      البلوتوث Bluetooth":هوعبارة عن موجات راديو وبروتوكول اتصالات صمم لاستهلاك كميات قليلة من الطاقة يغطي البلوتووث مساحة جغرافية تمتد من المتر الواحد إلى المائة متر وذلك يعتمد على طبيعة الجهاز المرسل والمستقبل.

2. البرمجيات Soft Ware

وهي عباره عن مكونات غير ملموسة ولكن يتم التعامل معها عند تشغيل الجهاز، إذا عمل الحاسوب يجرى طبقاً لمنطق نظمي، بمعنى أنه نظام مركب من جملة عناصر، وكأي نظام يستند إلى وجود مدخلات تزود بواسطة المستخدم عن طريق وحدات الادخال، ويقوم الحاسوب بتنفيذ أوامر المستخدم لمعالجة هذه البيانات  وإعطاء نتائج وهو ما تتضمنه مرحلة العمليات ،وتظهر النتائج عبر وحدات الإخراج.عملية تنظيم هذه العملية وتصميم العمليات وخطواتها وارتباطها ببعضها تسمى البرمجة (programming).                                                                          

 ، وعليه فأن  Programmerأو البرامج (Software)أما ما ينتج عنه فهو البرمجيات البرامج أو البرمجيات تمثل القسم الفكرى أو البرمجى أو الرياضى للحاسوب وقوانين استخدامه وآليات الاستخدام . يمكن تقسيم البرمجيات إلى قسمين هما

 أ. برامج التشغيل :

وهى مجموعة البرامج والآليات التى تستخدم لتشغيل الجهاز وتهيئة لقبول وتنفيذ التعليمات الخاصة بأداء عمل محدد، والتعامل مع البرامج، كإدارة الملفات وحمايتها، ومساعدة المستخدم على الربط مع البرمجيات الآخرى.مثل نظام النوافذ Microsoft Windows.

ب. البرامج الجاهزة :

هى البرمجيات التى يتم تصميمها وأن تاجها من قبل المؤسسات أو الشركات التجارية أو الأفراد، لغرض الاستفادة منها حسب تخصصها أو الغرض منها، ومن ذلك البرمجيات التى تصمم فى المؤسسات أو المعامل الكبيرة لاطلاع المتعلمين عليها، وتدخل ضمن هذا النوع البرمجيات التعليمية التى تصمم وتنتج لأغراض تعليمية محددة لأغراض إثرائية أو منهجية محددة.

 

برمجيات الحاسوب	أمثلة
نظم تشغيل (Operating System)	-         Windows
برامج تطبيقية جاهزة (Applications)	-         Ms Office -         (Word, Excel, PowerPoint, Access, Outlook and FrontPage)       Macromedia Programs (Flash, Adobe Photo Shop, 3d Max and Director) -         Anti Virus Programs (Norton, MacAfee)

 

مميزات الحاسوب التعليمي

تمهيد

يمثل الحاسوب قمة ما أنتجته التقنية التعليمية الحديثة ، فقد دخل الحاسوب شتى مناحي الحياة بدءاً من المنزل وأن تهاءاً بالفضاء الخارجي، وأصبح يؤثر في حياة الناس بشكل مباشر أو غير مباشر، ولما يتمتع به من مميزات لاتوجد في غيره من الوسائل التعليمية فقد إتسع استخدامه في العملية التعليمية ،ومن أهم هذه المميزات هي :       

1.   زيادة السرعة:Increased Speed:

تعتبر الحواسيب آلات سريعة جداً في التعامل مع المعلومات وإنجاز العمليات الحسابية والمنطقية ، وتقاس السرعة بالميكاهرتز (Mega Hertz) (MHz) اذ يعادل  مليون ذبذبة في الثانية الواحدة ، فعندما تكون مثلاً سرعة جهاز الحاسوب (80MHz)  فهذا يعني أن  الجهاز بامكانه إجراء (80) مليون عملية في الثانية الواحدة.            

 هذه السرعة توفر للمتعلم العمل بسرعته الخاصة، مما يقرب من مفهوم تفريد التعليم ، فالحاسوب يسمح للمتعلم بالتحكم في وقت الاستجابة الذي يمضي بين عرض المادة التعليمية، والسرعة التي تعرض بها المادة ، وكمية المادة التي يتعلمها المتعلم ، والوقت الذي يجب أن  يجلس فيه المتعلم امام الحاسوب، كل هذه الامور تجعل من الحاسوب أداة تساعد على تفريد التعليم.                                                         

2. يزود الحاسوب المتعلم بتغذية راجعة (Feed Back) فورية ويقصد بالتغذية الراجعة تقديم المعلومات التي تتلى الاستجابه سواء أكانت إيجابية أو سلبية : أي تقديم نتيجة التعلم بشكل فوري، وفي العادة فأن  الحاسوب يقدم تغذية راجعة تلي استجابة الصحيحة أو الخاطئة بواحد من الاشكال التالية:

‌أ           تغذية راجعة (لفظية-بصرية) أي يظهر على الشاشة لفظ صواب أو خطأ ويسميه المتعلم.

‌ب        تغذية راجعة بصرية فقط : وتكون على شكل كتابه فقط أورسم كاريكاتوري أو ومضة مضيئة.

‌ج   تغذية راجعة مادية: كأن  يقدم جهاز الحاسوب قطعة نقود عند الاستجابة الصحيحة ،وهذا حسب طبيعة تصميم الجهاز أو تزويده بمثل هذه القطع النقدية.

3.   الإثارة والتشويق :

وجود الإثارة والتشويق في العملية التعليمية امر هام، وعنصر أساسي في التفاعل الجيد بين الطلاب والمادة العلمية ، وترجع اهميتها في نجاح المتعلم، والبرامج التعليمية تعتبر مشوقة اذا احتوت على صفات وعناصر تبعث على التشويق ، فتعمل على جذب التلاميذ الى التعلم دون ملل أو تعب، أهم الصفات التي تثير التشويق هي :           

-المرونه: اي قدرة البرنامج التعليمي على مسايرة قدرات المتعلم ، وتحليل استجاباته لمعرفة مستوى هذا المتعلم والتفريع في البرنامج بما يتناسب وهذه القدرات.             

-       التغذية الراجعة : فهي تجعل المتعلم متشوقاً ومندفعاً لمزيد من التعلم والمعرفة ، وبالتالي زيادة مستوى التحصيل.

-  التدريب والممارسة :بعد أن  ينتهي المتعلم من تعلم مفهوم أو قاعدة ،فأن  التدريب على هذه القاعدة مفيد جداً في اثارة التشويق ، وبالتالي تثبيته عند المتعلم.

-  عرض الأشكال وتحريكها : أن  عرض الاشكال وتحريكها مع الالوان  والاصوات المرافقة، كل ذلك يثير التشويق والدافعية عند المتعلم.

-  الالعاب التعليمية : مما لاشك فيه أن  الالعاب التعليمية من العوامل الهامة في إثارة التشويق والواقعية حيث يتعلم المتعلم من خلالها بدافعية أكبر.

-  تقديم الأهداف حين بدء البرنامج : يشعر المتعلم بأهميتة في العملية التعليمية مما يقود الى والتنظيم والتسلسل في الدرس، ويؤدى الى تحكم المتعلم في عملية تنفيذ البرنامج.

4. للحاسوب قدرة على تخزين استجابات المتعلم ورصد ردود افعاله، مما يمكن من الكشف عن مستوى المتعلم وتشخيص مجالات الصعوبة التي تعترضه ، فضلاً عن مراقبة مدى تقدمه في عملية التعلم.

5. التغلب على الفروق الفردية (Over come Individual Differences) يمكن الحاسوب المعلم من التعامل مع الخلفيات المعرفية المتباينة للمتعلمين ، حيث توجد في الحاسوب برامج تراعي قدرات التلاميذ وسرعتهم في الاستجابة وبذلك تحقق مراعات الفروق الفردية.

6. التفاعل المتبادل (Interactive) يقصد به التفاعل والنشاط المتبادل بين المتعلم والبرنامج الحاسوبي، حيث يتضمن البرنامج أنشطة ايجابية يتم التفاعل معها ، وهذه الطريقة التفاعلية التبادلية تعتمد في أسسها النظرية على النظرية السلوكية المرتبطة بالعالم الامريكي (اسكنر) صاحب التعليم المبرمج والتي تعتمد على المثير والاستجابة والتعزيز

7. أن  التعلم بواسطة الحاسوب يحقق توفير الوقت والجهد بالنسبة للمتعلم والمعلم، أن  إعداد البرمجيات التعليمية وإنتاجها من جهات متخصصة وخصوعها لتقويم اللازم، يوفر على المعلم وقتة وجهده، ليتفرغ لأعمال اكاديمية أخرى مثل : التوجيه، والإشراف، والإشتراك مع فريق إنتاج البرمجيات التعليمية، وكذلك يوفر على المتعلم وقته وجهده ولا يربطه مع غيره من المتعلمين بوقت وسرعة محددة.

8.   يساهم الحاسوب في زيادة  ثقة المتعلم بنفسه وينمي مفهوم ايجابي  للذات ويمكن المتعلم من التقويم الذاتي

9.   يخلص الطالب من التشتت ويزيد من فترة الإنتباه لديه.

10.          الحاسوب يساعد على اختصار عنصر الخوف والخجل من نفس المتعلم.

11.الحاسوب يثري المادة التعليمية بالخبرات والمعلومات والتجارب.

12.التاكيد على اظهار الاهداف التعليمية والعمل على تحقيقها.

13.للحاسوب قدرة على التدريب لاكتساب المهارات.

14.للحاسوب امكانية التكامل مع أنظمة العرض الاخرى ، وذلك عن طريق التحكم في ادارة الاجهزة ،حيث يمنكه التناغم والتكامل مع التلفزيون ،الفيديو, وبقية الوسائل السمعية والبصرية حتى مع محطات الاقمار الصناعية.

15.يسهم الحاسوب في تعليم ذوي الاحتياجات الخاصة (المعوقين والموهوبين) على حدٍ سواء.

16.للحاسوب قدرة على تعليم مواد وتخصصات اصبحت نادرة  ومعقدة في الجامعات مثل الجيولوجيا، وعلم الأوبئة ، ميكانيكا الكم.

17.للحاسوب قدرة على عرض التجارب المخبرية من خلال برمجيات خاصة مثل ،النمذجة والمحاكاة.

18.رفع مستوى تحصيل الطلاب لبعض المواد وذلك بإتاحة الكم الكبير من التدريبات التى يمارسها المتعلم مع الحاسوب ووجود التغذية الراجعة.

19.تشجيع الطلاب على العمل لفترة طويلة ودون ملل وذلك لأن  البرامج التي تعتمد على العمل الجماعى تعتبر أكثر فعالية وتوافقاً بالنسبة لطلاب مع نظام الفصل المدرسي والأنشطة المصاحبة لعملية التدريس.

تنمية مهارات الطلاب لتحقيق الأهداف التعليمية وإمكان ية حل المشكلات التى تواجه المعلم داخل الفصل كزيادة عدد الطلاب أو قلة الوقت المخصص للدراسة.