يعد حل المسائل الرياضية اللفظية جانبًا أساسيًا في تعليم الرياضيات بالمرحلة الابتدائية، ومع ذلك يجد كثير من الطلاب صعوبة بالغة في ترجمة الوصف النصي للمسألة إلى تمثيلات رياضية منظمة يمكن التعامل معها، وتستجيب هذه الدراسة لهذا التحدي بتقديم نظام تعلم معزز بالذكاء الاصطناعي وتقييمه، وهو نظام صُمم لدعم طلاب الصف الخامس في تنمية مهاراتهم في حل المسائل الرياضية اللفظية من خلال سقالات تعليمية تكيفية وتغذية راجعة فورية تقدم خطوة بخطوة، مستفيدًا من تقنية الذكاء الاصطناعي التوليدي في تفسير محتوى المسألة وتقديم إرشاد مخصص للحل داخل بيئة اختبار رقمية
أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها
هدفت الدراسة إلى تصميم النظام الجديد وتقييم قابليته للاستخدام وفعاليته التعليمية المحتملة، وقد بُني النظام على إطار برمجي ودمج تقنية الذكاء الاصطناعي التوليدي بحيث يفسر محتوى المسائل ويقدم توجيهًا شخصيًا للحل داخل بيئة أوراق اختبار رقمية، ويدعم وظائف تعليمية رئيسة مثل استيراد الأسئلة على دفعات وإنشاء الاختبارات آليًا وإدارة المستخدمين، بما يتيح تطبيقه بمرونة في بيئات التعلم الصفي والتعلم الموجه ذاتيًا على السواء، واعتمدت الدراسة تصميمًا شبه تجريبي شارك فيه اثنان وخمسون طالبًا من طلاب الصف الخامس، وقِياس أداء النظام باستخدام مقياس موحد لقابلية الاستخدام يتألف من ثلاثة عشر بعدًا تتصل بجوانب التجربة التعليمية والتقنية للمستخدم
ثانيًا: أبرز النتائج
أظهرت النتائج أن النظام حقق تقييمات مواتية لقابلية الاستخدام عبر الأبعاد المقيسة جميعًا، مع أداء قوي بوجه خاص في أبعاد ثبات النظام وجودة المعلومات والانخراط المعرفي لدى الطلاب، وتؤسس هذه النتائج لإمكانات النظام في تعزيز تجارب تعلم الرياضيات من خلال خصائص قابلية الاستخدام التي لقيت قبولًا حسنًا وفعاليته الوظيفية في تقديم السقالات التكيفية والتغذية الراجعة المتدرجة، كما أظهرت الدراسة أن توظيف الذكاء الاصطناعي التوليدي داخل بيئة اختبار رقمية يمكن أن يقدم إرشادًا مخصصًا يراعي حاجة كل طالب أثناء محاولته حل المسألة، بما يدعم تنمية التفكير الرياضي ويعزز استقلالية المتعلم في التعامل مع المسائل اللفظية التي طالما شكلت عائقًا أمام كثير من الطلاب
وتدعم تفاصيل تصميم النظام هذه النتائج، فالنظام يفسر محتوى المسألة الرياضية ويقدم إرشادًا مخصصًا للحل داخل بيئة ورقة اختبار رقمية تحاكي ما اعتاده الطلاب، ويدعم وظائف تعليمية رئيسة من بينها استيراد الأسئلة على دفعات وإنشاء الاختبارات آليًا وإدارة المستخدمين، وهي وظائف تخفف عن المعلم أعباء الإعداد والتنظيم وتتيح تطبيق النظام بمرونة في بيئتي التعلم الصفي والتعلم الموجه ذاتيًا على السواء، وقد صممت السقالات التكيفية والتغذية الراجعة الفورية خطوة بخطوة بحيث ترافق الطالب أثناء محاولته ولا تمنحه الحل جاهزًا بل تقوده تدريجيًا إلى بناء التمثيل الرياضي الصحيح للمسألة اللفظية
ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها
تسهم هذه الدراسة في مجال الذكاء الاصطناعي في التعليم المتنامي بإظهارها كيفية توظيف الذكاء الاصطناعي التوليدي في تيسير تعليم الرياضيات المخصص في بيئات المرحلة الابتدائية، وتقدم نتائجها دلالات عملية لتصميم أنظمة التوجيه الذكية التي تهدف إلى تعزيز التفكير الرياضي وترقية استقلالية المتعلم، كما تفتح الباب أمام المعلمين ومصممي المنصات التعليمية لاستثمار وظائف من قبيل إنشاء الاختبارات آليًا وإدارة الأسئلة في تخفيف الأعباء الإجرائية وتوجيه الجهد نحو متابعة تعلم الطلاب، وتظل الحاجة قائمة إلى دراسات أوسع نطاقًا تختبر أثر النظام في التحصيل الفعلي عبر فصول دراسية ومدارس متنوعة
وتتسع دلالات الدراسة لتشمل مصممي أنظمة التوجيه الذكية ومطوري المنصات التعليمية، إذ تقدم دليلًا عمليًا على أن دمج الذكاء الاصطناعي التوليدي في أدوات تعليمية محددة الغرض يمكن أن يحظى بقبول المستخدمين الصغار ومعلميهم حين يقترن بثبات تقني وجودة معلومات وانخراط معرفي، كما تبرز أهمية تقويم قابلية الاستخدام بأبعادها المتعددة قبل التوسع في النشر المدرسي، فنجاح الأنظمة الذكية في المرحلة الابتدائية مرهون بملاءمتها للنمو المعرفي للطلاب وبساطتها، وتظل الخطوة البحثية التالية متمثلة في قياس أثر النظام في التحصيل الفعلي لمهارات حل المسائل ومقارنته بالتدريس المعتاد عبر عينات أوسع ومدد أطول
وخلاصة القول إن نظام التعلم المعزز بالذكاء الاصطناعي الذي قدمته الدراسة يمثل نموذجًا واعدًا لدمج الذكاء الاصطناعي التوليدي في تعليم الرياضيات بالمرحلة الابتدائية، إذ جمع بين تفسير ذكي لمحتوى المسائل وسقالات تكيفية وتغذية راجعة فورية داخل بيئة رقمية سهلة الاستخدام نالت تقييمات مواتية في أبعادها كافة، ويمنح هذا النجاح الأولي مصممي أنظمة التعلم الذكية أساسًا عمليًا للبناء عليه في تطوير حلول تعليمية تراعي الفروق الفردية وتنمي مهارات حل المشكلات لدى المتعلمين الصغار
