قابلية استخدام تطبيقات الواقع المعزز في تعليم آلات الموائع لطلاب الهندسة الميكانيكية

يواجه تعليم المفاهيم الهندسية المجردة، كتفاعل الموائع مع شفرات الدافعات في آلات الموائع، تحديًا بيداغوجيًا معروفًا يتمثل في صعوبة تخيل الطلاب لظواهر معقدة تُعرض عليهم عادة في صور ورسوم ثنائية الأبعاد، ومن هنا برزت تقنيات الواقع المعزز بوصفها وسيلة واعدة لتجسيد هذه المفاهيم أمام الطلاب بصورة تفاعلية تجمع بين النماذج الرقمية والبيئة الحقيقية، غير أن نجاح أي تقنية تعليمية يظل رهينًا بقابلية استخدامها وجودة تجربة المستخدم معها، إذ لا تكفي الإمكانات التقنية وحدها ما لم تكن الأداة ميسورة وفاعلة في أيدي المعلمين والطلاب

ويحظى هذا الموضوع باهتمام متزايد لدى الباحثين العرب وطلاب الدراسات العليا في مجالات التعليم الهندسي وتقنيات التعليم، إذ تتجه جامعات كثيرة في المنطقة إلى توظيف الواقع المعزز والافتراضي في المقررات التطبيقية، وتبرز الحاجة إلى دراسات تقوّم هذه التطبيقات من زاوية قابلية الاستخدام وتجربة المستخدم قبل تعميمها، فالتقويم الدقيق لهذه الجوانب هو ما يحول الحماس التقني الأولي إلى قرارات تعليمية رشيدة تستند إلى أدلة حول تفاعل الطلاب الفعلي مع الأدوات الرقمية المصممة لأغراض تعليمية محددة

أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها

هدفت الدراسة إلى تقويم قابلية الاستخدام وتجربة المستخدم لأنظمة واقع معزز مصممة خصيصًا لدعم الخبرة التعليمية لطلاب الهندسة الميكانيكية في مجال تعليم آلات الموائع، ولتحقيق ذلك طُورت ثلاثة تطبيقات للواقع المعزز على الهواتف المحمولة لمساعدة المعلمين في شرح الأجزاء الرئيسة لشفرة الدافعة وتفاعلها مع المائع، من خلال دمج نماذج التصميم بمساعدة الحاسوب مع خرائط السرعة والضغط المستمدة من محاكاة ديناميكا الموائع الحاسوبية، وقد صُممت هذه الأدوات لتقديم وسائل تمثيل متعددة تدعم شرح مفاهيم ثنائية الأبعاد معقدة دون الحاجة إلى تجهيزات متخصصة، وقِيست قابلية الاستخدام بمقياس قابلية استخدام النظام، وقُوّمت تجربة المستخدم باستبانة تجربة المستخدم

ثانيًا: أبرز النتائج

أظهرت النتائج صورة إيجابية واضحة لأداء التطبيقات المطورة من منظور المستخدمين، ويمكن إيجاز أبرز النتائج في النقاط الآتية

1، تبين أن قابلية استخدام التطبيقات المطورة، مقيسة بمقياس قابلية استخدام النظام، كانت فعالة بدرجة لافتة

2، أظهرت استبانة تجربة المستخدم أن متوسطات الدرجات في كل معيار من معايير التقويم كانت إيجابية بدرجة عالية، ولا سيما في مجالي التحفيز والجدة

3، كشفت التحليلات الإحصائية الدقيقة أن آراء الطلاب لم تتأثر بمدى إلمام المستخدمين بأدوات الواقع الافتراضي والواقع المعزز أو خبرتهم السابقة بها

ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها

وتحمل هذه النتائج دلالات مهمة لتصميم أدوات الواقع المعزز التعليمية، إذ تشير إلى أن التطبيقات المطورة توفر أداة جاذبة ذات قابلية استخدام عالية وتجربة مستخدم إيجابية، وأن التعليم الشامل يمثل في هذه الدراسة منطلقًا أساسيًا للتصميم لا نتيجة مثبتة تجريبيًا، ومن المهم التنبه إلى أن الدراسة لم تقوّم مكاسب تعلم موضوعية لدى الطلاب، ومن ثم فإن نتائجها تضع الأساس لدراسات مستقبلية تقيس الأثر المعرفي لهذه التطبيقات قياسًا موضوعيًا، وهي خطوة ينبغي أن يستحضرها الباحثون العرب عند تصميم بحوثهم حول الواقع المعزز في التعليم الهندسي والطبي وغيره من المجالات التطبيقية

وتندرج هذه الدراسة ضمن توجه بحثي متنام يعنى بتقويم التقنيات الغامرة من منظور المستخدم قبل الحكم على أثرها التعليمي، فالأدب التربوي يزخر بتطبيقات واعدة تقنيًا لم تصمد عند الاستخدام الفعلي بسبب صعوبة التشغيل أو ضعف التكامل مع المقررات، ولهذا يمثل مقياس قابلية استخدام النظام واستبانات تجربة المستخدم أدوات معيارية شائعة في هذا التقويم، ويمكن للباحثين العرب تبني المنهجية ذاتها عند تطوير تطبيقات واقع معزز لتدريس التشريح أو الكيمياء أو الفيزياء، مع توسيع العينات وتنويع التخصصات لضمان قابلية النتائج للتعميم

وخلاصة القول إن تقويم قابلية استخدام تطبيقات الواقع المعزز في تعليم آلات الموائع أظهر أدوات واعدة تجمع بين سهولة الاستخدام وتجربة مستخدم محفزة ومبتكرة، وأن قيمة هذه النتائج تكمن في توجيه تطوير التطبيقات التعليمية الغامرة نحو تصميمات شاملة قابلة للتوظيف الواسع، بانتظار دراسات لاحقة تثبت أثرها في نواتج التعلم ذاتها