تحليلات التعلم والذكاء الاصطناعي في التعليم المدمج: دراسة حالة لمقرر علم الاحتراق الجامعي

يواجه تدريس مقررات الهندسة تحديات بنيوية متزايدة في ظل التحول الرقمي في التعليم الهندسي، ومن أبرزها تجريد النظريات وصعوبة استيعابها، ومخاطر السلامة المرتبطة بالتجارب المعملية، وضغط الساعات التدريسية المتاحة، وهي تحديات تتجلى بوضوح في مقرر علم الاحتراق الذي يجمع بين أسس نظرية مجردة وتطبيقات مخبرية حساسة من حيث السلامة

ولمعالجة هذه التحديات طورت الدراسة الحالية ونفذت نموذج تعلم مدمجًا مدعومًا بالذكاء الاصطناعي وموجهًا بتحليلات التعلم، متجاوزة مجرد تكديس التقنيات إلى بناء منظومة بيانات مغلقة الحلقة تربط بين التشخيص والتفاعل والنقل، مع تضمين عميق لأخلاقيات الهندسة وقضايا الاستدامة المرتبطة بالحياد الكربوني

وتنطلق الدراسة من نقد ضمني لطريقة شائعة في توظيف التقنية التعليمية، إذ كثيرًا ما تضاف أدوات رقمية متفرقة إلى المقررات دون إعادة تصميم حقيقية لتجربة التعلم، فتظل المنصات مستودعات للمحتوى وتظل البيانات السلوكية الغنية التي تولدها غير مستثمرة في تحسين التدريس، بينما يقترح النموذج الحالي قلب العلاقة بجعل البيانات محور التصميم ذاته، بحيث تغذي تحليلات سلوك الطلاب قرارات المدرس قبل الحصة وأثناءها وبعدها في دورة تحسين مستمرة

أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها

هدفت الدراسة إلى بناء وتطبيق نموذج تعلم مدمج يقوم على ثلاث مراحل متكاملة هي التشخيص التكيفي قبل الحصة، والاستيعاب السياقي أثناء الحصة، والنقل الشخصي بعد الحصة، وأجريت دراسة شبه تجريبية على مدى فصل دراسي واحد شملت مجموعة تجريبية من 60 طالبًا ومجموعة ضابطة من 60 طالبًا، واستخدم تقويم مثلث المصادر يجمع بين درجات الامتحان النهائي ومسارات السلوك على المنصة التعليمية والمقابلات شبه المنظمة، مع توظيف تحليل التغاير للتحقق من الأثر التدريسي بعد ضبط متوسط الدرجات التراكمي ودرجات الاختبار القبلي

كما يلفت الأسلوب التقويمي في الدراسة الانتباه إلى أهمية تعدد مصادر الأدلة عند الحكم على فاعلية الابتكارات التعليمية، فالاكتفاء بدرجات الامتحان قد يخفي تغيرات في سلوكيات التعلم ذاته، والاكتفاء ببيانات المنصة قد يغفل خبرة الطلاب المعيشة، بينما أتاح الجمع بين الدرجات والمسارات السلوكية والمقابلات صورة أغنى وتفسيرًا أعمق لكيفية عمل النموذج لا لمجرد ما إذا كان يعمل

ثانيًا: أبرز النتائج

1، حققت المجموعة التجريبية درجات نهائية أعلى بصورة دالة من المجموعة الضابطة، إذ بلغ متوسطها 82.4 بانحراف معياري قدره 5.7 مقابل 73.2 بانحراف معياري قدره 6.9، ودعمت اختبارات الاعتدالية استخدام التحليلات المعلمية

2، أشار تحليل التغاير إلى أثر تدريسي دال للنموذج بعد ضبط متوسط الدرجات التراكمي ودرجات الاختبار القبلي، بما يرجح أن الفارق يعزى إلى التدخل التدريسي ذاته لا إلى فروق سابقة بين المجموعتين

3، أكد التحليل السلوكي أن آلية تحليلات التعلم عززت بصورة دالة التعلم المنظم ذاتيًا لدى الطلاب ومشاركتهم، من خلال زيادة وضوح عملية التعلم وجعل تقدم الطالب مرئيًا وقابلًا للمتابعة والتغذية الراجعة

ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها

تقدم الدراسة نموذجًا إصلاحيًا قائمًا على الأدلة لمناهج الهندسة، يحقق تنمية متزامنة لاكتساب المعرفة وبناء الكفاءة ومواءمة القيم ضمن أطر زمنية تدريسية مقيدة، ويثبت أن قيمة التقنية لا تكمن في تراكم الأدوات بل في تكاملها داخل حلقة بيانات مغلقة تربط التشخيص القبلي بالتفاعل الصفي بالنقل البعدي الشخصي، كما يلفت دمج أخلاقيات الهندسة والحياد الكربوني في صلب المقرر الانتباه إلى إمكان تربية القيم المهنية بالتوازي مع المحتوى العلمي، وتمثل هذه التجربة مرجعًا عمليًا للباحثين العرب وطلاب الدراسات العليا المهتمين بإصلاح مناهج الهندسة وتوظيف تحليلات التعلم والذكاء الاصطناعي بصورة منهجية مسؤولة

غير أن تعميم التجربة يتطلب الانتباه إلى شروط نجاحها، كتوفر بنية تقنية ملائمة وكفايات رقمية لدى المدرسين وقدرتهم على قراءة لوحات التحليلات وتحويلها إلى قرارات تدريسية، فضلًا عن معالجة قضايا خصوصية بيانات الطلاب وحوكمتها، وهي شروط تستحق الدراسة الموازية في أي سياق يسعى إلى استيراد النموذج، بما في ذلك الجامعات العربية التي تتوسع في منصات التعلم المدمج

وخلاصة القول إن نموذج التعليم المدمج الموجه بتحليلات التعلم والمدعوم بالذكاء الاصطناعي حقق تفوقًا دالًا في تحصيل طلاب مقرر علم الاحتراق وفي تعلمهم المنظم ذاتيًا ومشاركتهم، وقدم إطارًا قابلًا للنقل لإصلاح المقررات الهندسية ذات الطبيعة المجردة والحساسة مخبريًا