يواجه تعليم الرياضيات تحديًا مزدوجًا يتمثل في تنمية مهارات حل المشكلات لدى المتعلمين مع إدارة العبء المعرفي الذي تفرضه طبيعة المهام الرياضية المجردة على عقولهم، ويمثل التصور البصري بأدواته المتنوعة كالرسوم التوضيحية والأدوات التفاعلية مدخلًا واعدًا لتمثيل العلاقات المجردة بصورة محسوسة تخفف هذا العبء وترفع كفاءة المعالجة الذهنية، غير أن فائدة هذه التقنيات قد تتفاوت بين الطلاب الموهوبين وأقرانهم غير الموهوبين بحسب خصائصهم المعرفية، ومن هنا فحصت هذه الدراسة أثر تقنيات التصور في أداء حل المشكلات الرياضية والعبء المعرفي لدى طلاب المرحلة الثانوية في المملكة العربية السعودية
أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها
هدفت الدراسة إلى قياس أثر التعليم القائم على التصور البصري في أداء حل المشكلات الرياضية والعبء المعرفي مقارنة بالطرائق التقليدية، والكشف عن تفاعل هذا الأثر مع موهبة الطلاب، واعتمدت تصميمًا تجريبيًا قبليًا بعديًا طبق على ثمانين طالبًا في المرحلة الثانوية، أربعين موهوبًا وأربعين غير موهوب، ووزع المشاركون توزيعًا عشوائيًا على مجموعة تجريبية ضمت أربعين طالبًا تلقوا تعليمًا قائمًا على التصور كالرسوم والأدوات التفاعلية، ومجموعة ضابطة ضمت أربعين طالبًا تعلموا بالطرائق التقليدية، وحللت البيانات باستخدام تحليل التباين المختلط ثنائي الاتجاه وتحليل التباين متعدد المتغيرات للكشف عن آثار المجموعة والزمن والموهبة وتفاعلاتها في المتغيرين التابعين، كما تضمن التصميم قياسات قبلية وبعدية لأداء حل المشكلات والعبء المعرفي بما يسمح بعزل أثر التدخل التعليمي عن الفروق القبلية بين المجموعات والفئات
ثانيًا: أبرز النتائج
أظهرت نتائج الدراسة فاعلية واضحة لتقنيات التصور يمكن عرضها على النحو الآتي، ١- تفوقت المجموعة التجريبية على المجموعة الضابطة في أداء حل المشكلات عبر الزمن تفوقًا دالًا إحصائيًا، إذ بلغت قيمة ف ٩٩٫٤٥ بدلالة إحصائية أقل من ٠٫٠٠١ وحجم أثر جزئي بلغ ٠٫٥٧ وهو حجم أثر كبير، ٢- انخفض العبء المعرفي لدى طلاب المجموعة التجريبية انخفاضًا دالًا إحصائيًا، إذ بلغت قيمة ف ٤٧٫٤٠ بدلالة أقل من ٠٫٠٠١ وحجم أثر جزئي بلغ ٠٫٣٧، بما يعني أن التصور حرر موارد ذهنية كانت تستنزف في المعالجة غير المنتجة، ٣- ظهر أثر تفاعلي دال إحصائيًا بين المجموعة والموهبة، إذ بلغت قيمة ويلكس لامدا ٠٫٨٨ وقيمة ف ٥٫١٢ عند مستوى دلالة ٠٫٠٠٨ وبحجم أثر ٠٫١٢، بما يشير إلى أن فائدة التصور لا تتوزع بالتساوي بين الفئات، ٤- حقق الطلاب الموهوبون في المجموعة التجريبية أعلى درجات حل المشكلات بمتوسط حسابي بلغ ٨٨٫٤٥ وانحراف معياري بلغ ٤٫٢٩، وسجلوا في الوقت نفسه أدنى عبء معرفي بمتوسط حسابي بلغ ٣٫٠٥ وانحراف معياري بلغ ٠٫٦١، وتتسق هذه النتائج في اتجاهها العام مع فكرة أن التمثيل البصري للمشكلة الرياضية يختزل خطوات المعالجة الذهنية ويحرر الذاكرة العاملة لمهام التفكير الأعلى
ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها
تبرز هذه النتائج تقنيات التصور البصري أداة فعّالة لتعزيز تعليم الرياضيات، ولا سيما لدى المتعلمين الموهوبين الذين يستثمرون التمثيلات البصرية استثمارًا أعمق، وتدعم النتائج اعتماد استراتيجيات تعليمية شاملة توظف الرسوم والأدوات التفاعلية بصورة منهجية في تدريس المسائل الرياضية، مع مراعاة الفروق الفردية بين المتعلمين عند تصميم هذه التمثيلات، كما تفيد المعلمين ومصممي المناهج في إدراك أن تخفيف العبء المعرفي ليس هدفًا موازيًا لتحسين الأداء بل قناة رئيسة لتحقيقه، فكلما أُحسن تمثيل المشكلة بصريًا تحررت قدرات الطلاب الذهنية للتفكير في الحل ذاته، كما تدعو النتائج إلى تدريب معلمي الرياضيات على تصميم تمثيلات بصرية فعّالة وتوظيفها بوعي منهجي، وإلى إجراء مزيد من البحوث على فئات عمرية ودراسية أخرى للتحقق من عمومية هذا الأثر
وخلاصة القول إن التصور البصري مدخل تعليمي مثبت الفاعلية تجريبيًا في رفع أداء حل المشكلات الرياضية وخفض العبء المعرفي لدى طلاب المرحلة الثانوية، وتبلغ فائدته ذروتها لدى الطلاب الموهوبين، ومن ثم يمثل توظيفه المنهجي في غرفة الصف استثمارًا تربويًا واعدًا يجمع بين تحسين النواتج ومراعاة الفروق الفردية بين المتعلمين
