تمثل الكفاءة الذاتية في العلوم اعتقاد الطالب بقدرته على النجاح في مهام التعلم العلمي، وهي رافد أساسي للتحصيل العلمي وللتوجهات المهنية المستقبلية في مجالات العلوم والتقنية، وتتأثر هذه الكفاءة بعوامل متداخلة تقع بعضها في مستوى الطالب ذاته وبعضها في مستوى المعلم والمدرسة، ويقتضي فهمها أدوات تحليلية قادرة على غربلة أعداد كبيرة من المتغيرات وتصنيف الطلاب والمدارس في أنماط كامنة ذات معنى، ومن هنا وظفت هذه الدراسة خوارزميات التعلم الآلي وتحليل الملامح الكامنة متعدد المستويات على بيانات دولية واسعة لكشف العوامل المؤثرة في كفاءة طلاب المرحلة المتوسطة الذاتية في العلوم
أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها
هدفت الدراسة إلى استكشاف العوامل الرئيسة المؤثرة في الكفاءة الذاتية العلمية لدى طلاب المرحلة المتوسطة على مستويي الطالب والمعلم والمدرسة، في الدول ذات الأداء العلمي المرتفع ضمن بيانات البرنامج الدولي لتقويم الطلاب لعام ألفين وخمسة عشر، وبلغ مجموع المتغيرات التفسيرية المرشحة مئة وخمسة وتسعين متغيرًا، منها مئة وعشرة متغيرات في مستوى الطالب وخمسة وسبعون متغيرًا في مستوى المعلم والمدرسة، واستقر التحليل بعد المعالجة الأولية للبيانات على ثمانية وثمانين متغيرًا طلابيًا وثمانية وثلاثين متغيرًا مدرسيًا، وطبقت الدراسة أكثر من عشرين خوارزمية انحدار من خوارزميات التعلم الآلي لانتقاء المتنبئات الدالة، ثم وظفت تحليل الملامح الكامنة متعدد المستويات لتصنيف المجموعات الفرعية الكامنة للكفاءة الذاتية في كل مستوى والتحقق من دلالة المتغيرات المختارة
ثانيًا: أبرز النتائج
أسفر تحليل التعلم الآلي عن عشرة متغيرات دالة في مستوى الطالب وخمسة متغيرات دالة في مستوى المعلم والمدرسة اتسقت مع ما انتهت إليه دراسات سابقة، واستقر تحليل الملامح الكامنة على ثلاث فئات في مستوى الطالب هي المنخفضة والمتوسطة والمرتفعة، وفئتين في مستوى المعلم والمدرسة هما المتوسطة المنخفضة والمتوسطة المرتفعة بوصفها العدد الأمثل للملامح، ففي مستوى الطالب كان أصحاب الوعي البيئي الأعلى والأنشطة العلمية الأكثر والاهتمام الأوسع بموضوعات العلوم والدافعية الأداتية وقلق الاختبار ودافعية الإنجاز أكثر ميلًا للانتماء إلى الفئتين المتوسطة والمرتفعة مقارنة بالمنخفضة، وفي مستوى المعلم والمدرسة تميزت الفئة المتوسطة المرتفعة بموارد علمية تخصصية أوفر وقيادة تعليمية أعلى ونسبة طلاب إلى معلمين أكبر وعدد أزيد من معلمي العلوم قياسًا بالفئة المتوسطة المنخفضة
ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها
تبرز الدراسة قيمة التكامل بين التعلم الآلي بوصفه أداة غربلة واسعة للمتغيرات وتحليل الملامح الكامنة متعدد المستويات بوصفه أداة تصنيف تحترم البنية الهرمية للبيانات التعليمية، وتقدم نتائجها توجيهات عملية لرفع الكفاءة الذاتية العلمية لدى طلاب المرحلة المتوسطة، فعلى مستوى الطالب يستحسن إثراء الأنشطة العلمية وتنمية الوعي البيئي والاهتمام بموضوعات العلوم ومعالجة قلق الاختبار بوصفه عاملًا مصاحبًا للدافعية يستوجب التوازن، وعلى مستوى المدرسة تبرز أهمية توفير الموارد العلمية التخصصية وتعزيز القيادة التعليمية واستكمال كوادر معلمي العلوم، كما تنبه النتائج صناع السياسات إلى أن الفروق بين المدارس في هذه العوامل تصنع فئات كفاءة متمايزة، بما يجعل التدخلات المدرسية شريكًا أصيلًا للتدخلات الفردية
وتكتسب النتائج عمقها من طابعها متعدد المستويات، فهي تذكر بأن كفاءة الطالب الذاتية لا تتشكل داخل ذاته فحسب، بل داخل بيئة مدرسية توفر أو تحجب الموارد والقيادة وفرص النشاط العلمي، ولافت أن قلق الاختبار ظهر بين العوامل المصاحبة للفئات الأعلى كفاءة إلى جانب دافعية الإنجاز، بما يوحي بأن قدرًا من التوتر قد يرافق الانخراط الجاد والطموح لا أن يعيقه بالضرورة، وهو تمييز مهم للمعلمين والمرشدين عند قراءة مؤشرات طلابهم النفسية، كذلك فإن تميز مدارس الفئة الأعلى بنسبة طلاب إلى معلمين أكبر وعدد أزيد من معلمي العلوم ينبه إلى أن أثر الموارد لا يقاس بحجمها المطلق بل بكفاية التخصص وتوزيعه، ومن زاوية منهجية تثبت الدراسة أن خوارزميات التعلم الآلي قادرة على غربلة مئات المتغيرات المرشحة وانتقاء ما يستحق الفحص النظري، بينما يقدم تحليل الملامح الكامنة صورة تصنيفية تفيد في تصميم تدخلات متمايزة بحسب فئة الطلاب أو المدرسة، بما يجعل النتائج قابلة للترجمة إلى سياسات دعم موجهة لا وصفة واحدة للجميع
وخلاصة القول إن الكفاءة الذاتية العلمية لدى طلاب المرحلة المتوسطة تتشكل من تفاعل عوامل طالبية دافعية ومعرفية مع عوامل مدرسية مادية وقيادية، وقد نجحت الدراسة بدمجها التعلم الآلي وتحليل الملامح الكامنة متعدد المستويات في انتقاء المتنبئات الدالة وتصنيف الطلاب والمدارس في فئات ذات معنى، بما يمنح المعلمين ومديري المدارس وصناع السياسات خريطة عملية لرفع ثقة الطلاب بأنفسهم في تعلم العلوم
