ليس من المستغرب أن تكون الوظائف في مجال الذكاء الاصطناعي هي الأسرع نموًا على الإطلاق في البلاد، مع زيادة بنسبة 59 بالمائة في إعلانات الوظائف بين يناير 2024 ونوفمبر 2024. ومع ذلك، ما زلنا نكافح من أجل تنمية قوة عاملة تتقن مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.
لملء خط مواهب الذكاء الاصطناعي، نحتاج إلى اهتمام الأطفال بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) في وقت مبكر، وخاصة في الرياضيات، وهو أمر بالغ الأهمية للذكاء الاصطناعي. ولكن ثبت أن هذا صعب. أحد الأسباب هو أن الرياضيات هي حجر عثرة. سواء كان ذلك بسبب القلق من الرياضيات، أو المواقف التي استوعبوها من المجتمع، أو عدم كفاية المواد الدراسية، أو أساليب التدريس التقليدية، فإن الطلاب الأمريكيين إما يتجنبون الرياضيات أو لا يتقنونها.
يكشف تقرير حديث لمؤسسة غالوب حول مسائل الرياضيات أن الجمهور الأمريكي يقدر الرياضيات بشكل كبير ولكنه يعاني أيضًا من فجوات كبيرة في التعلم والثقة، حيث وجد ما يلي:
- يقول 95% من البالغين في الولايات المتحدة أن الرياضيات مهمة جدًا أو إلى حد ما في حياتهم العملية
- 43% من البالغين في الولايات المتحدة يتمنون لو أنهم تعلموا المزيد من مهارات الرياضيات في المدرسة المتوسطة أو الثانوية.
- يقول 24% من البالغين في الولايات المتحدة أن الرياضيات تجعلهم يشعرون بالارتباك
ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون هذا هو الحال. يمكن للتعليم الإبداعي في الرياضيات أن يغير المعادلة، وهو متاح الآن. الأمثلة الثلاثة التالية من الباحثين المحترمين في تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات توضح هذه الحقيقة.
الأول هو كتاب نُشر مؤخرًا من تأليف سوزان جو راسل وديبورا شيفتر، تشابك المشاركة العادلة والرياضيات العميقة. يوفر الكتاب أدوات عملية ورؤية جديدة لمساعدة المعلمين على إنشاء فصول دراسية للرياضيات حيث يمكن لجميع الطلاب أن يزدهروا. إنه يعالج تحديًا حاسمًا: كيف يضمن المعلمون أن جميع الطلاب ينخرطون بعمق في الرياضيات الصارمة؟ يطرح المؤلفون الأسئلة الرئيسية ويجيبون عليها بنجاح: كيف يبدو المجتمع الرياضي في الفصل الدراسي الابتدائي؟ كيف يقوم المعلمون بإشراك علماء الرياضيات الشباب في محتوى رياضي عميق وصعب؟ كيف نضمن أن كل طالب يساهم بصوته في هذا المجتمع؟
من خلال مقاطع الفيديو الخاصة بالفصول الدراسية، وتأملات المعلمين، والأطر التعليمية الواضحة، يقوم راسل وشيفتر بإحضار القراء داخل الفصول الدراسية الابتدائية الحقيقية حيث تكون أفكار جميع الطلاب وأصواتهم مهمة. إنها توفر أمثلة حية وتعليقات ثاقبة وموارد جاهزة للاستخدام للمعلمين والمدربين وقادة المدارس الذين يعملون على جعل الرياضيات موضوعًا يرى فيه كل طالب نفسه قادرًا ومتصلًا.
التالي هو مجموعة من المشاريع المخصصة للجبر المبكر. بشكل ملحوظ، تظهر الأبحاث أن مدى أداء الطلاب في مادة الجبر 2 يعد مؤشرًا رئيسيًا على ما إذا كانوا سيدخلون الكلية، أو يتخرجون منها، أو يصبحون من أصحاب الدخل الأعلى. لكن إدخال الجبر في المدارس المتوسطة، كما هي الممارسة الشائعة، قد فات الأوان، وفقًا للباحثتين ماريا بلانتون وأنجيلا جاردينر من TERC، وهي منظمة غير ربحية لأبحاث تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. ويعتقدون أنه بدلاً من ذلك، يجب أن يبدأ تعلم الجبر في مرحلة الروضة وحتى الصف الخامس.
سيتم تعريف الطلاب بالمفاهيم الجبرية بدلاً من الجبر نفسه، والتعرف على طرق التفكير باستخدام النمط والبنية. على سبيل المثال، عندما يفهم الطلاب أنه عندما يجمعون رقمين فرديين معًا، فإنهم يحصلون على رقم زوجي، فإنهم يتعرفون على العلاقات الرياضية المهمة التي تعتبر بالغة الأهمية للجبر.
لقد أثبت بلانتون وجاردينر، جنبًا إلى جنب مع زملائهم في جامعة تافتس، وجامعة ويسكونسن ماديسون، وجامعة تكساس في أوستن، وكلية ميريماك، وكلية مدينة نيويورك، نجاح نهج الجبر المبكر من خلال مشروع LEAP، وهو أول منهج جبر مبكر من نوعه للصفوف من الروضة إلى الصف الخامس، بتمويل جزئي من مؤسسة العلوم الوطنية.
إذا لم يتعرف الطلاب على الجبر في وقت مبكر، فقد يكون الانتقال من الحساب إلى الجبر أمرًا صعبًا للغاية. أخبرتني جينيفر كنودسن، الباحثة في TERC، أن المرحلة الابتدائية إلى المرحلة المتوسطة هي وقت مهم للنمو الرياضي للطلاب.
مشروع كنودسن، MPACT، المثال الثالث لتدريس الرياضيات الإبداعي، يشرك طلاب المدارس المتوسطة في صنع ثلاثي الأبعاد باستخدام كل شيء بدءًا من الطين والكرتون سريع الجفاف إلى الأدوات الرقمية للنمذجة والطباعة ثلاثية الأبعاد. يُشرك المشروع الطلاب في تصميم الأشياء، مما يساعدهم على تطوير فهم الموضوعات الرياضية المهمة بالإضافة إلى التفكير المكاني ومهارات التفكير الحسابي المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالرياضيات. يتعلم الطلاب المفاهيم ويحلون المسائل باستخدام أشياء حقيقية يمكنهم حملها بين أيديهم، وليس فقط بالكلمات والرسوم البيانية المكتوبة على الورق.
حتى الآن، الأدلة مشجعة: أظهرت دراسة استمرت عامين أن طلاب الصف الرابع إلى الخامس أظهروا مكاسب تعليمية كبيرة في تقييم الرياضيات والتفكير الحسابي والتفكير المكاني. وحدات التصميم والتصنيع الإبداعية هذه مجانية وجاهزة للتنزيل.
تعتبر الرياضيات أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق النجاح في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات والذكاء الاصطناعي، ومع ذلك فإن الكثير من الأطفال إما يتجنبونها أو لا ينجحون فيها. يمكن للتدخلات المدروسة جيدًا في المدارس الابتدائية والمدارس المتوسطة أن تقطع شوطًا طويلًا نحو تدريس مهارات الرياضيات الأساسية. لقد أظهرت المناهج الدراسية لإنشاء مجتمع الرياضيات للتعلم العميق، فضلاً عن مشاريع الجبر المبكر وMPACT، نجاحاً وهي متاحة بسهولة للأنظمة المدرسية لاستخدامها.
نحن مدينون لطلابنا باتخاذ أساليب إبداعية في الرياضيات حتى يتمكنوا من الاستعداد لمهن الذكاء الاصطناعي والعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات المستقبلية. نحن مدينون لأنفسنا بالمساعدة في تطوير القوى العاملة الماهرة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات والذكاء الاصطناعي، والتي تحتاجها الدولة لتظل قادرة على المنافسة.
