فك الشفرة: كيف تعمل أقسام الرياضيات والعلوم في Aiglon على تحطيم الأساطير وإثارة المشاركة

بالنسبة للعديد من الأطفال، ترتبط العلوم والرياضيات بالحفظ عن ظهر قلب والشعور بالارتباك. غالبًا ما تكتسب هذه المواد، التي تعد أساسية لفهم العالم من حولنا، سمعة سيئة لكونها مملة وصعبة. في المملكة المتحدة، على سبيل المثال، وجدت الدراسات الاستقصائية أن نصف الأطفال يجدون هذه المواد صعبة للغاية ومملة للغاية.

إنها أسطورة يحاول المعلمون في كلية أيجلون دحضها. ويوضح بيتر برومفيلد، رئيس قسم الرياضيات في كلية أيجلون: "إن هدفنا ليس مجرد وضع الأساسيات الرياضية موضع التنفيذ، بل التخلص من المفاهيم الخاطئة التي يتبناها بعض الأطفال، والتي يعتقدون أنهم ليسوا جيدين في الرياضيات أو العلوم، ومساعدتهم على الشعور بالثقة والسعادة في فصولهم الدراسية".

التعلم العملي

ويبدأ تحقيق ذلك بجعل الموضوع عمليًا قدر الإمكان - حرفيًا في بعض الحالات. يقول برومفيلد: "لدينا مشروع يسمى أيدي العملاق، حيث نعطي الطلاب نسخة كبيرة من يدي ونكلفهم بإنشاء نموذج بالحجم الحقيقي لحجم هذا الشخص". قد يكون المشروع ممتعًا، لكنه يدعو الطلاب أيضًا إلى الاستفادة من العديد من الأشياء التي تعلموها. "إنهم يستخدمون المفاهيم الرياضية مثل النسب والتناسب، والمهارات الإحصائية مثل جمع البيانات وتفسيرها وعرضها".

وتتيح المشاريع للطلاب أيضًا استكشاف الموضوع بشكل إبداعي والاسترشاد باهتماماتهم الخاصة. تتذكر رونا واتسون، نائبة رئيس قسم الرياضيات في كلية أيجلون: "كان أحد المشاريع الأخيرة يدور حول اكتشاف الأنماط والتسلسلات. ذهب أحد الطلاب بعيدًا وتناول المشكلة باستخدام عبارات "إذا" في جدول بيانات. لم يكن هذا شيئًا تعلمناه، لكنه مهتم به للغاية، وقد سمح له المشروع بتوسيع نطاقه".

إن هذا النهج العملي العملي يشكل أيضاً عنصراً أساسياً في التعليم العلمي الجيد ــ وهو جزء أساسي من الرحلة العلمية لكل مواطن من سكان أيجلون نحو التحول إلى علماء شباب منخرطين يؤدون أداءً رفيع المستوى في امتحاناتهم. ويقول آندي بوز ليون، رئيس قسم العلوم في أيجلون: "إذا اضطررت إلى الجلوس في فصل دراسي والاستماع إلي وأنا أدرس الديناميكا الحرارية لمدة ستة أشهر، فمن المرجح أن تشعر بالملل. لذا فإن التركيز الحقيقي ينصب بدلاً من ذلك على التعلم التجريبي". وهذا يعني أن كل درس علمي تقريباً يشتمل على عنصر عملي. "إن بيئتنا الفريدة تسمح لنا بممارسة علم الفلك على ارتفاعات عالية في جبال الألب؛ والقيام بأعمال علم الأحياء والهندسة الجيوفيزيائية في محيط من الجبال والمراعي الجبلية والطبيعة البكر؛ والقيام بمشاريع مبتكرة مثل مشروعنا القمري".

مشروع CubeSat هو مبادرة طلابية جديدة تم تمويلها بفضل العمل الخيري من مجتمع Aiglon والذي سيمكن طلاب Aiglon من إطلاق قمرهم الصناعي الخاص إلى المدار. إنه مشروع رائع وفريد من نوعه يجسد النهج التجريبي للمدرسة.

وتتمثل نتيجة هذا النهج التجريبي في التعلم في أن الطلاب يطورون حبًا جوهريًا للموضوع، وهو شيء يتجلى حقًا في مشاريع العلوم الشخصية. يقول السيد باوز ليون: "بالإضافة إلى الأنشطة العملية الروتينية، يخصص جميع طلاب السنة 12 أسبوعًا لإجراء دورات علمية فردية خاصة بهم". "من العدد الهائل من التحقيقات التي ندعمها، نرى تلك التي تتراوح من تأثير الصوت على نمو النبات؛ إلى تحليل المواد البلاستيكية الدقيقة الموجودة في الثلج، إلى رفع خصائص أقسام الجناح المختلفة، وغير ذلك الكثير. تطلبت هذه المشاريع منصات مخصصة، وتكنولوجيا تحليل كيميائي حديثة، وأنفاق رياح وآلاف الأحكام الأخرى لتمكين الطلاب من متابعة شغفهم. بعض المشاريع تحدث تغييرًا حقيقيًا منذ البداية - على سبيل المثال، قام طالب بوتاني في أيجلون بالتحقيق في قوة الانحناء للطوب الطيني المركب. ستؤثر الدروس المستفادة من هذا على اختيار مواد البناء في القرى النائية في بوتان ".

في السنوات الأخيرة، كانت مشاريع الطلاب ذات مستوى عالٍ لدرجة أنها دخلت في مسابقات دولية. يقول السيد باوز ليون: "يتنافس الطلاب كل عام في مسابقات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات مثل أولمبياد العلوم. لقد حققنا بعض النجاحات الملحوظة، حيث تم اختيار الطلاب لتمثيل سويسرا في النهائيات الدولية".

مجتمع الدعم

بغض النظر عن مدى "غرابة" بعض المشاريع، فإن الترتيبات في أيجلون تعني أن الطلاب لديهم الدعم اللازم لمتابعة هذه المشاريع. ويوضح السيد بوز ليون: "لدينا نسبة جيدة من الطلاب إلى المعلمين، لذا عندما يكون لديك شخص يريد تجربة شيء طموح للغاية، يمكننا حقًا دعم ذلك". 

كما تمكنت أقسام الرياضيات والعلوم من الاستعانة بالمساعدة من شبكة Aiglon الأوسع عندما يتعلق الأمر بدعم الطلاب وضمان نجاحهم في هذه المواد. يتذكر السيد Bowes Lyon: "كان لدينا طالب واحد في العام الماضي كان يقوم بمشروع تشابك يتطلب منه إنشاء ليزر متخصص". "في بداية المشروع، أتيحت له الفرصة للتحدث مع البروفيسور السير تيجيندر فيردي، وهو أحد أولياء أمور الخريجين وعضو سابق في مجلس الإدارة وشخصية بارزة في سيرن. ثم ربط البروفيسور فيردي الطالب بشبكته التي تضم أكاديميين قادرين على تقديم المشورة حول كيفية صنع ليزر TEA الذي سيحتاجه كجزء من مشروعه".

وعلى مقربة من الوطن، عمل قسم الرياضيات على تسهيل اتصالات مماثلة بين الطلاب الأصغر سناً والطلاب الأكبر سناً. ويقول السيد برومفيلد: "لقد سجلنا 10 طلاب في الصف الثالث عشر لتقديم التوجيه في الرياضيات لطلاب الصف الحادي عشر الذين يتطلعون إلى الحصول على دورة إضافية في الرياضيات في IGCSE". ونتيجة لذلك، سيتمكن الطلاب الأكبر سناً من تطوير مهارات التوجيه لديهم - وهو أمر متأصل بعمق في ثقافة أيجلون - وستتاح للطلاب الأصغر سناً الفرصة لدفع أنفسهم. ويشير السيد برومفيلد إلى أن "هذا سيسمح لهم بتوسيع أنفسهم حقًا خارج المنهج الدراسي".

خلق لحظات "يوريكا!"

وبالإضافة إلى تقديم الدعم العملي، تساعد هذه الأنواع من الاتصالات أيضاً في تبديد أسطورة أخرى راسخة منذ فترة طويلة حول العلوم والرياضيات: وهي أنهما لا استخدام لهما في العالم الحقيقي خارج التعليم الرسمي. ويقول برومفيلد: "هذا شيء نسمعه أحياناً. فقد يتساءل الطلاب: متى سنحتاج إلى هذا في الحياة الواقعية، سيدي؟".

وبطبيعة الحال، يرى المعلمون أنفسهم قيمة المواد الدراسية ويشرحونها للطلاب، حتى بالنسبة لأولئك الذين لن يستمروا في دراستها بعد مغادرتهم لمدرسة أيجلون. ويوضح السيد بوز ليون: "في الفيزياء، نقوم بالكثير من النمذجة. وهذه النمذجة الرياضية التي نستخدمها لها تطبيقات في مجال الأعمال والاقتصاد والعلوم الاجتماعية والعديد من المجالات الأخرى".

ولكن هذه الروابط مع مجتمع أيجلون الأوسع ساعدت الطلاب على رؤية هذا في الممارسة العملية. يقول السيد باوز ليون: "لقد عقدنا ندوات عبر الإنترنت مع خريجي أيجلون الذين أصبحوا رواد أعمال ناجحين بعد تدريبهم في الكيمياء، على سبيل المثال. ترى الطلاب يمرون بلحظة "وجدتها!"، حيث يدركون فجأة أن هذا هو المكان الذي يمكن أن يأخذهم إليه العلم".

وتساعد البيئة التي يتعلم فيها الطلاب أيضًا في خلق لحظات الإلهام هذه. على سبيل المثال، خضع قسم الرياضيات مؤخرًا لعملية تجديد أدت إلى خلق مساحة جماعية أكثر تشجع على المشاركة. "لدينا غرفة بها مساحة كبيرة طاولة هاركنس "فيها، يوجد قالب آخر على شكل دونات، وهناك سبورة بيضاء في كل مكان"، كما يوضح الدكتور واتسون. "لقد غير ذلك حقًا كيفية مشاركة الطلاب. فالشخص الذي ربما كان مترددًا في كتابة شيء ما خوفًا من ارتكاب خطأ لم يعد لديه نفس التحفظات الآن، لأنه يعرف أنه يمكنه مسحه على الفور والبدء من جديد".

لقد شهد السيد برومفيلد تجربة مماثلة في بيئة التدريس الجديدة هذه. يقول: "لقد ولت الأيام التي كان فيها المعلم يقف في المقدمة ويكتب الأسئلة على السبورة. ومع هذا الترتيب الآن، أصبح الطلاب قادرين على رؤية بعضهم البعض وهم على استعداد للتواصل؛ وهذا يجعلهم يشعرون بأن لديهم صوتًا ويخلق بيئة تعاونية".

خلال صيف 2024، ستقوم مدرسة Aiglon بتجديد مختبر فيزياء ومختبرين للعلوم البيولوجية. تضم المدرسة ثمانية مختبرات علمية. شهدت المرحلة الأولى من التطوير تجديد مختبرات الكيمياء بالكامل في عام 2023. ستعمل المرحلة الثانية على تحديث مختبرات الفيزياء والأحياء. بحلول خريف عام 2024، سيكون لدينا سبعة مختبرات تدريسية حديثة بالكامل، مع رؤية لتنمية هذا التوفير بشكل أكبر على مدار السنوات القادمة.

العمل الجاد يؤتي ثماره

إن هذا النهج العملي التجريبي في تدريس الرياضيات والعلوم بعيد كل البعد عن الحفظ والتلقين الذي قد يربطه كثيرون منا بهذه المواد. ولكنه يتماشى بشكل مباشر مع فلسفة أيجلون التعليمية الأوسع نطاقاً، وهو يؤتي ثماره. 

ولنتأمل هنا مثال الرياضيات العليا. ففي حين كان العديد من الطلاب يعتبرون هذه المادة "صعبة للغاية" في الماضي، فإن أعداداً متزايدة منهم اليوم يختارون دراستها. ويقول برومفيلد: "نشهد الآن أعداداً متزايدة من الطلاب الذين يدرسون الرياضيات العليا. ففي العام الماضي كان لدينا فصل واحد، وهذا العام لدينا فصلان، وفي العام المقبل نأمل أن يكون لدينا ثلاثة فصول من الطلاب الذين يدرسون هذه المادة". وهذا النمط يتكرر أيضاً في قسم العلوم، الذي كان يعد الطلاب جيداً لدورات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في بعض من أكثر الجامعات شهرة في العالم.

لقد كان من الصعب التخلص من وصمة العار هذه، ولكن الرسالة التي يرسلها المعلمون إلى الطلاب واضحة: إذا كنت على استعداد لبذل الجهد، فسوف تحصل على الدعم الذي تحتاجه لتحقيق النجاح. يقول برومفيلد: "نذكر الطلاب بأن كل مادة ذات مستوى أعلى صعبة. ولكن إذا عملت بجد، فسوف تنجح - وستستمتع بذلك".