أتاحت وزارة التعليم لعموم المعلمين والمعلمات فرصة استخدام المعامل الافتراضية في تنفيذ الدروس للمواد العلمية عن بعد خلال جائحة كورونا، فبيما حققت تلك المعامل نجاحات متفاوتة في تفاعل المعلمين والطلاب، مع تجارب التعليم الإلكتروني المتنوعة والتي وفرت مزايا وفوائد عديدة من أهمها اختصار الوقت والجهد والتكلفة، إضافة إلى إمكانيات الحاسب الآلي في تحسين المستوى العام للتحصيل الدراسي، وتوفير بيئة تعليمية تفاعلية وجذابة وتنفيذ التجارب المعملية عبر الرسوم المتحركة ونغمات الموسيقى. «المدينة» طرحت عدة تساؤلات حول كيفية تحقيق الاستفادة القصوى من استخدام المعامل الافتراضية عن بعد؟، ومزايا المختبر الافتراضي في عدم وجود سقف وجدران للمعمل؟ وكيفية تعظيمها؟، وايضا كيفية تقليص السلبيات المحتملة؟ وما هو دور المعلم في استخدام المعامل الافتراضية؟ وماهى حصيلة تجارب المعلمين والطلاب من تطبيق المختبرات الافتراضية ؟ في البداية تم تعريف المعامل الافتراضية بتعاريف عدة، وأبرزها هو أنها تعد نوعا من أنواع التعليم الإلكتروني القائم على الحاسب الآلي، سواء باستخدام شبكة الإنترنت أو من خلال برامج الحاسب أو على الأقراص المدمجة، التي يستطيع المتعلم من خلالها القيام بعمله في أي زمان ومكان، وتعد من أهم الوسائل العملية في التعليم، التي يمكن من خلالها التغلب على أوجه القصور مثل: مشكلة قلة التجهيزات، وعدم توفر بعض المواد، وقلة الخبرة لبعض المعلمين كما أنها وفرت للطلاب الخبرات الحسية المتعددة والمتنوعة، التي تساعدهم على فهم المفاهيم والحقائق والمعلومات. وتتكون المختبرات الافتراضية من: أجهزة ومعدات المختبر الافتراضي: وهي الأجهزة المستخدمة المتصلة بادوات المختبر للحصول علي إشاراة التحكم والنتائج، أجهزة الكمبيوتر وهي الأجهزة المتصلة بالمختبرات الافتراضية عبر الإنترنت والتي يتم من خلالها إجراء التجارب والمحاكاة، برامج الإدارة والمشاركة وهي البرامج الخاصة بإدارة التجارب والمتعلمين بغرض المراقبة والتأكد من سير العملية التعليمية بطريقة سلمية. أ. المعامل الاستكشافية: التي تفيد في تعلم الاكتشافات العلمية، وتطبيق الطريقة العلمية في البحث والوصول إلى نتائج جديدة. ب- المعامل الإجرائية: تفيد في تدريب المتعلمين على خطوات وعمليات إجراء التجارب العلمية، وتشغيل الأجهزة. وهذه المعامل مناسبة للتجارب الخطرة والمكلفة. تفوقت المملكة على 174 دولة في مجال التعليم الإلكتروني خلال جائحة كورونا بمشاركة 453.879 من الطلاب والمعلمين وأولياء الأمور وأعضاء هيئة التدريس، من بينهم أكثر من 387 ألف مشارك من التعليم العام، وأكثر من 65 ألف مشارك من التعليم العالي، وأصدرت منظمة اتحاد التعليم الإلكتروني OLC بمشاركة عدد من الجهات العالمية الدراسة الدولية التوثيقية التطويرية الثانية للتعليم الإلكتروني في المملكة. وشملت الدراسة مقارنة منصة مدرستي مع أفضل 7 منصات عالمية و174 دولة؛ موضحة تفوقًا لافتًا للمنصة كنموذج رائد دوليًا، وأحد حلول التعليم الإلكتروني في الدول المتقدمة خلال جائحة كورونا كوفيد-19، من خلال أكثر من 6 ملايين مستخدم ونسبة دخول 98%، كما تعد فريدة من نوعها عالميًا مقارنةً بالجهود المبذولة من الدول الأخرى لتطبيق نظام إدارة التعلم على المستوى الوطني في التعليم الإلكتروني لمراحل التعليم العام. وأظهرت الدراسة تطورًا كبيرًا على صعيد المهارات الرقمية لمنسوبي المنظومة التعليمية؛ ومساهمة التحول نحو نمط التعليم الإلكتروني في إظهار وتحسين مهاراتهم الرقمية، وتعزيز الثقافة المؤسسية عن أهمية التعلم الإلكتروني، الذي يعد أكثر المجالات الواعدة نموًا في قطاع التعليم. أنواع المعامل الافتراضية: توفير الوقت اللازم لإجراء التجارب العلمية أثناء الحصص المقررة. رفع مستوى تحصيل الطلاب وتنمية التفكير لديهم توفر جو من المتعة والراحة للمتعلم من خلال الرسوم المتحركة والألوان والموسيقى. رفع مستوى تحصيل المتعلمين وتنمية التفكير بأنواعه المختلفة لديهم. وسيلة تعلم رخيصة من غير كلفة. التدريس لعدد كبير من المتعلمين دون التزاحم الذي يحدث في المختبر التقليدي عرض معلومات وتجارب لا يمكن تنفيذها في الواقع داخل المختبر التقليدي إما لخطورتها أو عدم توفر المواد والأجهزة المطلوبة. توفر بيئة تفاعلية مع المتعلم. إمكانية تقييم أداء الطلاب إلكترونيًا ومتابعة تقدمهم في إجراء التجارب توفر المواد والأجهزة المطلوبة *الإلكترونيات والاتصالات. *علوم وهندسة الحاسب. *الهندسة الكهربائية. *الهندسة الميكانيكية. *الهندسة الكيميائية. *التكنولوجيا الحيوية والهندسة الطبية الحيوية. الهندسة المدنية. العلوم الفيزيائية. العلوم الكيميائية. مجالات واسعة من المختبرات الافتراضية: مزايا للمعامل والمختبرات الافتراضية: *الأجهزة والمعدات المختبرية *جهاز الحاسب الآلي *برامج المعمل الافتراضي *شبكة الاتصالات والأجهزة الخاصة بها *برامج للإدارة والمشاركة. تطرقت المعلمة وداد محمد نايف العرفي -معلمة كيمياء- من إدارة تعليم ينبع - الى تجربتها ايضا مع استخدام المختبرات الافتراضيه في التعليم عن بعد، وقالت: إن المختبر الافتراضي يتميز بعدم وجود سقف وجدران للمعمل ولكن يحوي مجموعة من الحواسب الآلية والتي تعتمد علي مجموعة من الخوارزميات، والتي تقوم علي تنفيذ عدد من المعادلات بعد اختيار الطالب لغة البرنامج التي يود مشاهدتها وتظهر المكونات الأساسية في التجربة ومجموعة المعادلات والرسومات المستخدمة لكي يكون لدي الطالب القدرة علي استخراج الاستنتاجات المعينة ويمكن للطالب تشغيل هذه البرامج مرات عديدة لكي يستفيد من التجربة بشكل كافٍ. واشارت الى ان المختبرات الافتراضية ماهي إلا طريقة من ضمن طرق التعليم عن بعد، ويتم من خلالها محاكاة مختبر العلوم الحقيقي والربط بين الجانب العملي والجانب النظري. وتعرف أيضًا بأنها مختبرات علمية رقمية تحتوي علي أجهزة إلكترونية ذات سعة تخزين عالية ومتصلة بالشبكة العالمية لتمكن المعلم من القيام بالتجارب العلمية ومشاهدة النتائج بدون أي خطورة مؤكدة أهمية المختبرات الافتراضية بحيث أنها لها علاقة موجبة علي تنمية بعض القدرات العقلية الإبداعية مثل الطلاقة والمرونة والأصالة. وعن دور المعلم في استخدام المختبرات الافتراضية للتعلم عن بعد قالت العرفي: إن العملية التعليمية لم تعد تعتمد علي التقتنيات التي كانت موجودة سابقًا ولكن زادت عليها بعض الإضافات للتحسين من دور المعلم حيث أصبح دور المعلم منظمًا وميسرًا للبيئة التعليمية ومسؤولًا عن طرح الأسئلة وتقديم العون والتوجية والارشادات وأيضًا مراقبة المتعلمين لتحقيق الهدف من العملية التعليمية. فتقنيات التعليم الحديثة تعد من ضمن التطويرات في نظام التعليم وأيضًا الدور الأكبر في تحسين من مهارات المعلمين وليس فقط المتعلمين لأنه من المهم جدًا تطوير المعلم لأنه هو الركيزة الأولي في المجتمع التعليمي فالمعلم هو الأساس.
