الحوسبة الفيزيائئة بتقنية المايكروبيت

تلعب تقنيات التعليم دورا مهما في نجاح الخطط التعليمية، وضمان تحقيق أهدافها، وإحداث تأثيرات عميقة لدى المتعلمين؛ ذلك لأن التقنية الحديثة محل اهتمام الجيل المعاصر، وموضع ثقته، ومن خلالها يمكن الوصول إلى بنائه، وتحقيق الغايات التعليمية. وتأتي برامج دمج التقنية في التعليم في هذا السياق؛ لكونها تربط ما بين المحتوى التعليمي والوسيلة المحببة للطلبة؛ لكي ينهلوا من منتج تعليمي، اكتسى رداء التقنية، وازدهى بألوانها. وفي هذا المقال، ألقي الضوء على واحدة من طرائق التفاعل التعليمي التقني؛ لرفع معدلات الفهم والاستيعاب.
إن هذه الطريقة التعليمية تتخذ من علمي الفيزياء والحاسب الآلي جسرين مشتركين؛ ليكونا قناة معرفية أو تعليمية، تتجه بنا إلى ضفة واحدة.
وتطل (الحوسبة الفيزيائية بتقنية المايكروبيت) من شرفة هذه المقاربة التعليمية التفاعلية، وتعمل على عبور المتعلمين إلى شاطئ الفهم والاستيعاب، عبر ممر (المايكروبيت) وهو ما سأشرحه في هذا المقال.
ومع بلوغ العلوم مستويات متقدمة، برزت مصطلحات ومسميات علمية حديثة، بعضها مستجد، وبعضها الآخر منبثق عن تسميات علمية أخرى، وبعضها الثالث فرضته معادلة الموجات المتتابعة من الاكتشافات والاختراعات والابتكارات، التي شهدناها خلال ثلاثة عقود خلت. وللولوج في واحد منها، نحن في حاجة إلى مسبار تعريفي دقيق، كي يقف القارئ على ماهيتها، والغايات المرجوة منها، وهو الأمر الذي ينطبق على الحوسبة الفيزيائية، التي سأعمل على تجزئتها إلى جزأين:
الجزء الأول (الحوسبة الفيزيائية) أو (الحوسبة المادية)، وهي طريقة تستهدف التعلم من خلال التواصل والتفاعل عبر أجهزة الحاسب الآلي المبرمجة مسبقا.
إننا حين نمر من بوابة المطار، لتفتح ذراعيها تلقائيا، فذلك يعني أن هناك مستشعرا لمرورنا، تلقى أمرا بفتح البوابة أمامنا. وحين نحاول ركن سياراتنا، لتكون في مدى دون المتر الواحد، قرب الرصيف الخلفي، فإن جهاز التنبيه سيكون راصدا لنا، وهو ما يعني توافر جهاز استشعار حساس للمسافة؛ ليعطي أمرا بالتنبيه. وحين نجد مصابيح الإنارة في الطرقات العامة، تتفاعل مع حلول الظلام إضاءة، ومع ضوء النهار إدلاجا، فهذا يعني أن مستشعرا حساسا للضوء، يعمل على تنفيذ برمجة الإنارة والإطفاء.
وعندما نمعن النظر في إشارات المرور الضوئية، فإننا نجدها -دائما -تتبادل الألوان، كل لون يكشف عن دور مروري للمركبات، لا يُغْنِي الآخر غَناءه، وهو ما يوضح تنفيذها أوامر مبرمجة مسبقا.
إن كل هذه الأنظمة تعني أنها تحتوي على حاسوبيات دقيقة مبرمجة، كما تشتمل على أجهزة حساسة - مستشعرات - لتعمل هذه الحواسيب الدقيقة على معالجة المعطيات، وإصدار الأوامر بموجبها، عقب استشعارها لتفاعل البشر من حولها.
بينما تطل تقنية المايكروبيت من شرفة أخرى - وهو الجزء الآخر من مقالي - لتعرف نفسها بأنها أجهزة المتحكمات الدقيقة، التي يمكن استخدامها؛ لتصميم أنظمة (حوسبة فيزيائية) تعمل وفق آليات برمجية.
والمايكروبيت شريحة حاسوب صغيرة جدا، يمكن توصيلها بالأسلاك والمصابيح والمراوح والمحركات، وتصميم أجهزة ذات مستويات متعددة، بدءا من إعداد مروحة ومصابيح بنظام توفير الطاقة، ووصولا إلى إعداد أجهزة معقدة، كأجهزة المراقبة والإنذار، وأجهزة ابتكارية، كالسجادة الذكية، التي تضيء حين ضبط جهتها تجاه القبلة، والعصا الآلية المرشدة، لمن كف بصرهم.