والمحاكاة النمذجة(simulation)

إعداد الطالبان

صالح المالكي

محمد الثنيان

إشراف الدكتور

أحمد ال مسعد

المملكة العربية السعودية

وزارة التعليم العالي

جامعة الملك سعود

كلية التربية

مناهج حاسب آلي

والنمذجةتعريف المحاكاة

دوندراستهالمرادالفعليللواقعشبيهوضعهيSimulationالمحاكاة•

عجميمنواالستفادة,مختلفةظروففيعليهالتجاربوإجراءبهالمساس

(22ص,2011,وآخروناألختر)والماديةالبشريةالموارد

خاللمنحلهايرادمشكلةعنيعبرنموذجتصميمهيModelingالنمذجة•مرةلكوفيبالمدخالتالنموذجبتغذيةالمتعلميقومحيثمطروحةفروضعدةمونورعننقال(626ص,2011,عالم)(المخرجات)الناتجةالتغيراتيتتبع

(1995)ودجالس

بالمحاكاةالنمذجةعالقة

واملالعبتحديدوذلكمعينةمشكلةسلوكدراسةيتطلبالمحاكاةأسلوبأن•

الدراسةتحتللنظامالديناميكيةللحركةتقييما عنهوينتجوالمهمةالمؤشرة

أوحقيقيالالعالممعبالتجريبالمشكالتحلفياالنحرافتجنبفيويساعد

.للنموذجمطابقةبنسخةأوبنموذجالشكلبتمثيل

(67ص,2002,الحمداني)

بدايات استخدام المحاكاة

بدايةفييا جلظهرتقدوالتدريبالتعليمفيالمحاكاةالستخدامالحقيقيةالبداية•

ةاألمريكيالمتحدةالوالياتفياستخدامهازادحيثالقرنهذامنالستينات

تخدمتاسكماملحوظا أزياداالصناعيةاألقطارفيوخصوصا البلدانمنوغيرها

الثانيةالعالميةالحربخاللالتدريبفي

باستخدامةالحقيقتشبهبيئةتوفيرطريقعنالمحاكاةاستخدمتالثمانياتوفي•

الواقعيةرةالخبممارسةللمتعلمتوفرحيثاألبعادثالثيالرسمبرامجتطبيقات

وشيقةممتعةصورةفيالحسية

جال التعليم بدأت برامج المحاكاة بالكمبيوتر في الظهور بمالتسعيناتوفي بداية •

(621ص,2011,عالم)

فوائد ومزايا المحاكاة

منةتجربإعدادخاللمنالمشاكلحلفيالكبيرةوالكلفالمخاطرتجنبفييساعد1.

.بالحاسبةهاعنالبياناتوتوليدالمشكلةتمثيلوإنماالحقيقيةالمشكلةإلىالتطرقدون

واجهناتالتيالمشاكلأنإذالمشاكلحلفياقصرزمنلتوفرالمحاكاةأسلوبيساعد2.

.كلهاطويلةمددا تأخذالواقعصعيدعلى

كنلعليهاتغييرأيإجراءالصعبمنيكونقدالحقيقيةالتجاربأنالمعروفمن3.

.الباحثينشدهالذيللتغيربالواقعمقارنةأكثرمرونةتوفرالمحاكاة

يهيءماكالمشكلةحلتواجهالتيالصعوباتعلىالتعرففيالمحاكاةأسلوبيساعد4.

.يذهاتنفحالةفيالمشكلةصياغةعلىتطرأالتيالتغيراتمالحظةالقرارلمتخذ

اسةدرطريقعنوالمتداخلةالمعقدةالمشاكلوحلدراسةفيمهمادورا المحاكاةتلعب5.

.ظامالنذلكلتطويراإلجراءاتاتخاذيسهلمماواضحةبصورةنتائجهومشاهدةالنظام

(60ص,2002,الحمداني)

فوائد ومزايا المحاكاة

(624ص,2011)وأضاف عالم

ثناء دراستها التي تمثل خطوة بالنسبة لهم أاكتساب المعلومات تساعد المتعلم على 1.

من خالل الواقع الفعلي

ديناميكيةتفاعليةتساعد المتعلم على اكتشاف المعلومات بطريقة 2.

بالموقف التعليميالتشويق واإلثارة تولد جوا من 3.

(278ص,2013)عبدالعزيزوقد أضاف

قليدية أن من أهم مزايا برامج المحاكاة الحاسوبية كونها تقدم مواقف تعليمية غير ت•

تثير تفكيره وتحفزه للتعلمبالنسبة للمتعلم وذلك بطريقة

سلبيات المحاكاة

صعوبة تطوير واختبار تطبيقات المحاكاة الحاسوبية عموما •

ارتفاع تكلفة تطويرها من الناحية الزمنية والمادية •

تها وليست كونها وسيلة تقديرية تعطي حلوال تقريبية للمشكالت المطلوب دراس•

لى للمشكالتعلى إيجاد الحلول المث( غالبا )دقيقة كالنماذج الرياضية التي لها القدر

(Hill,1996)نقال عن ( 16ص,2007)رمضان

أقسام برامج المحاكاة

عنموتتمعينةوأدائيةحركيةمهاراتلمحاكاةالنوعهذايستخدم:حركيةمحاكاة•

تماما مشابهالموقفليكونالكمبيوترإلىإضافتهايتمأدواتاستخدامطريق

,الطائرةقيادةمحاكاةمثلبالواقع

يتمثحيالكمبيوترشاشةخاللمنالتعلمعلىغالبا تعتمد:إجرائيةمحاكاة•

.عمليةتجربةمحاكاةمثلالواقعفيمايتميشبهتعليميموقفتصميم

يتهارؤاليمكنظاهرةيوضحنموذجهيئةعلىالمحاكاةهذهوتبني:عمليةمحاكاة•

الذرةداخلاإللكترونحركةمثلمالظروفالطبيعيةحالتهافي

(Windschie&Andre,2000)نقالً عن ( 625ص,2011,عالم)

مراحل وخطوات دراسة المحاكاة الحاسوبية

تحديد أهداف الدراسة والجدوى منها: تعريف المشكلة•

.تحديد المكونات الثابتة للنموذج من العناصر: بناء النموذج المبدئي•

ل حسب أهداف الدراسة ودرجة الدقة المطلوبة في مقاب: جمع البيانات وتحليها•

.التكلفة المادية والزمنية

لمحاكاة يمثل تصميما مفصال لبرنامج ا: تحويل النموذج إلى برنامج حاسوبي•

.المطلوب تطويره

التحقق من صحة النموذج وصالحيته•

تصميم التجارب واستخراج النتائج•

(Hoover and Perry.1990)نقال عن ( 23ص,2007)رمضان

كيفية إعداد نماذج المحاكاة الحاسوبية

فقطراليقتصمتكاملعملفريقالحاسوبيةالمحاكاةنموذجإعداديتطلب"

منضا أييشملأنيجببلومبرمجينمحللينمناآلليالحاسبخبراءعلى

إعداديالجاربالموضوعالخاصةكافةالدقيقةبالتفصيالتكاملدرايةلهم

ذاتهاالعملبيئةمنيكوناأنيجباألشخاصوهؤالء,أجلهمنالنموذج

ياتهاجزئنقليستطيعواحتىبهاالكاملةالمعيشةظروفلهمتهيأتوممن

المعدبيالحاسوالنموذجتطابقمناألمرنهايةفيتمكنالتيكافةوبياناتها

”الواقعمن

(162ص,1428,عبدالمطلبالعميد )

كاةمعايير تصميم برامج المحا

تصميمعندمراعاتهايجبالتيالمعاييرمنمجموعة(627ص,2011)عالمجمعحيث

:الدراساتمنالعديدمنوذلكالكمبيوتريةالمحاكاةبرامج

المنهجبأهدافترتبطمعايير-1

الحاليالمنهجمتطلباتمراعاة•

تحقيقهالمرادوالهدفبالمحتوىترتبطحيثالبرنامجداخلللوسيلةالدقيقاالختيار•

موضوعيا تحديدا البرنامجاهدافتحديد•

البرنامجعرضبدايةفياألهدافتحديد•

المتعلمينخصائص-2

المتعلمينبينالفرديةالفروقمراعاة•

(التعليميةالمرحلة-السابقةالخبرات-العمر)المتعلمخصائصمراعاة•

المتعلمانتباهوجذبالذاتيالخطو•

كاةمعايير تصميم برامج المحا

المسبقةالعملمتطلبات/المدخليالسلوك-3

المتعلميعرفهاأنينبغيالتيالسابقةوالخبراتالمتطلباتتحديد•

موضوععلملتاستعدادهمدىللمتعلميبينالسابقةالمتطلباتقبلياختبارإعداد•البرنامج

والبرنامجالمتعلمبينالتفاعلأساليب-4

عرضيةوكيفزمنفيالتحكممنالمتعلمتمكنالتيالوسائلتلكبهاويقصد•.التفاعليةالمتعددةالوسائطبرامجفيالمتعددةالوسائطعناصر

المتعلمينبيناالنتباهجذبأساليب-5

عاليةةجودذاعرضا تحققوالتيالمختلفةوالتقنياتالوسائلكافةاستخدام•

االنتباهتشتتالتيوالمثيراتالعواملتجنب•

التعلملبيئةالسهلباالستخداميسمحبحيثالبرنامجتصميم•

كاةمعايير تصميم برامج المحا

الالزمةوالتعليماتالمساعداتتقديم-6

الدراسةمنهجمنالبرنامجموضوعلبيانالمتعلمدليل•

العرضفيالسيرعلىالمتعلمتساعدالتيواإلرشاداتالمعلموماتتقديم•

أنماطفيالتغييرخاللمنالتعليميةالمقرراتفياألجزاءتقديمطرقتنوع•

الكمبيوترشاشةوتنظيمالمعلوماتعرضوسائطتقديموقوالبالظهور

والعالجيةاإلثرائيةاألنشطةتنوعتعدد•

العودةوأخرىمهامإلتمامالتشغيللنظامالمؤقتبالخروجالمحاكاةبرنامجيسمح•

المحاكاةالستكمالجديدمن

كاةمعايير تصميم برامج المحا

التفاعلواجهات/الشاشاتتصميم-7

الواحدةالشاشةعلىعرضهايمكنالتيالمعلوماتكمتحديد•

عليهاالتركيزتمحتىشاشةبكلمحددةجزئيةأومعلومةعلىالتركيز•

يحققبماميالتعليالبرنامجفيوالخلفياتباأللوانالخاصالتباينمراعاةضرورة•

للمتعلمبالنسبةالشاشةلتفاصيلوضوحأفضل

فرصةالإتاحةمعالبرنامجشاشاتجميعفيالصوتيةالمؤثراتمستوىضعف•

فيهاللتحكمللمتعلم

اوينالعنواحجامالشاشاتبينواالنتقالالشاشةعلىالعينقراءةحركةمراعاة•

والنصوص

البرنامجنهايةحتىمحددبنظامالشاشةترتيب•

كاةمعايير تصميم برامج المحا

الفوريوالرجعالتقويم-8

ونهائيبليوقذاتيتقويمبينماالتقويمواساليبانماطوتنوعتعددمراعاةتجنب•

بالمتعلمالخاصةالنهائيةالتقييمتقاريرطباعةيتيح•

إحصائيةأوخطيةرسوماتشكلعلىالنتائجتقديميتم•

العرضمتطلبات-9

ألجهزةواإلمكاناتالمواصفاتمنمختلفةأنواعتحتالعملسهولةحيثمن•

مختلفةأماكنفيالمحاكاةبرنامجاستخدامللمتعلميمكنبحيثالمختلفةالكمبيوتر

.مختلفةكمبيوترأجهزةوعلى

أدوات بناء برامج المحاكاة

أصال مصممةغيرألنهاوذلكاستخداما األقلوهي:االعتياديةالبرمجةلغات-1مثلماذجالنتلكلبناءالضروريةالتراكيبإلىوتفتقرالمحاكاةنماذجلبرمجةC++,Javaلغات

يربتوفوذلكالمحاكاةبرامجلتطويرخصيصا مصممة:المحاكاةبرمجةلغات-2:األمثلةومن.المحاكاةبرامجمتطلباتمعيتوافقعامبرمجيإطار

IBMشركةأنتجتهاالتيGPSSلغة•

SIMSCRIPTلغة•

SIMANلغة•

برنامجرلتطويمتكاملةبيئةتوفر:(المحاكاةبرامجتطويرحزم)المحاكاةبيئات-3.المحاكاة

(75ص,2007)رمضان

أدوات بناء برامج المحاكاة

مجموعة من التطبيقات لتصميم المحاكاة في الدوائر الكهربائية•

• http://lessons-

electronics.blogspot.com/2013/03/blog-

post_14.html

مجموعة من تطبيقات المحاكاة في عدة مجاالت

•http://www.a10.com/puzzle-games/surgeon-simulatorمحاكي الجراحة•

•

•http://flight-simulator-x.en.softonic.com/download#downloadingمحاكي الطيران•

•

•http://3d-driving-school.en.softonic.com/download#downloading

محاكي السيارات•

•

•http://chemistry.dortikum.net/download/chemistry_setup_en.exeمختبر الكيمياء•

•

•http://goo.gl/R3aYLUبرنامج تركيب قطع الجهاز•

الدافعية الستخدام برامج المحاكاة

كونهاالحاسوبيةالمحاكاةبرامجمزاياأهممنأن(278ص,2013)عبدالعزيزيرىحيث•

للتعلموتحفزهفكيرهتتثيربطريقةوذلكللمتعلمبالنسبةتقليديةغيرتعليميةمواقفتقدم

القائمةاإللكترونيةللنمذجةأن(167ص,2013)واآلخرونالعجببحثنتيجةوكانت•

تشغيلاتمهارواكتسابالتعلممنالرضازيادةفيإيجابيأثراالفتراضيةالمحاكاةعلى

حاكاةالمنموذجعرضأنبسببوذلكالتجريبيةالمجموعةلدىاآلليالحاسبوصيانة

قدليميالتعالمحاكاةبرنامجفياآلليالحاسبأجزاءتركيبلطريقةالحركيالرسومي

,يدويا حاسبالصيانةالمتعلمةفيهتطبقالذيالوقتزادمما,الشرحوقتتقليلفيساعد

اسبحجهازأجزاءبتركيبالمتعلمةفيهاتقومالتيالتفاعليةالمحاكاةأنوأضافوا

فيدويا يالجهازعلىللتجريبالجرأةالمتعلماتأعطتقدالمحاكاةبرنامجفيافتراضي

محاولةالعلىالمتعلمةتشجيعفيساهمتاآلمنةالبيئةبأنوأضافوا,خوفدونالمعمل

فياهمسالمحاكيالنموذجبأنوأضافوا,الصحيحةالطريقةإلىتصلحتىمرةمنأكثر

لتوفراجةالحدونوالفكالتركيبعلىوتدريبهاالمتعلمةعلىوعرضهاالصورةتقريب

العمليالتطبيقعنالغنىأنهرغماألدوات

الدافعية الستخدام برامج المحاكاة

:وهيلإلنجازالدافعلتنميةأبعادخمسة(421ص,2012)سحرالباحثةاستخدمت•

الغامضةاألمورحقائقاكتشاففيالرغبة:االستطالعحب•

الصعوباترغمهدفهتحقيقعلىاإلصرار:المثابرة•

تحقيقهاإلىيسعىأهدافوجودفيبالسعادةالشعور:االستمتاع•

أرقىوهلماللمستقبلبالتطلعوذلكومهاراتهمعارفهزيادةفيالرغبة:الطموح•

فشلهتمنعالتياإلجراءاتعنالبحثيعني:الفشلتجنب•

جريبيةالتالمجموعةلصالحكانلإلنجازالدافعأنعلىدلتالبحثنتائجوكانت•

أساليبمنتضوالذيبالحاسوبالتفاعليةالهندسةمحاكاةبرنامجاستخدمتوالتي

الفرديالتعلموباالكتشافوالتعلمالفائقةالوسائطكاستخدامتقليديةغيرتدريس

علىرئيسةبصورةالبرنامجواعتمادبأنواعهالتعزيزواستخدامالتفاعليوالتعلم

امجللبرنلخضوعهموالرضاوالتشويقبالمتعةشعورهملوحظكما,الحاسوب

هندسيةالالتمارينحلعلىوإقبالهملديهملإلنجازالدافعمستوىلرفعأدىالذي

ات مجموعة من روابط بعض تطبيقYoutubeالمحاكاة على

•http://www.youtube.com/watch?v=vnUZ97teDtQالتعامل مع الحاويات بالموانئ•

•

•http://www.youtube.com/watch?v=m1UCkb9CrLoتعلم قيادة الطائرة•

•

•http://www.youtube.com/watch?v=qxKBnwve9mgتعلم قيادة السيارة•

•

•http://www.youtube.com/watch?v=ZXY_VtEhTNIمحاكاة الحاالت الطارئة في الطب•

•

•http://www.youtube.com/watch?v=NxOHUNqP9Okمحاكاة القفز المظلي•

•

•http://www.youtube.com/watch?v=aTtfAQEeAJIمحاكاة لعبة قتالية•

المراجععض مهارات فاعلية برنامج المحاكاة الكمبيوترية والعروض العملية في تنمية ب,إسالم جابر احمد , عالم•

بحث غير منشور,2011, صيانة الحاسب اآللي لدى الطالب المعلمين بالمملكة العربية السعودية

دار المنهاج للنشر والتوزيع, 2002, المحاكاة الحاسوبية, رفاه شهاب , الحمداني•

ائمة على اإللكترونية القالنمذجةأثر , البوعينينحمدي احمد واحمد سعيد ونجالء ومحمد العجب , العجب•طالبات كلية المحاكاة االفتراضية في تنمية مهارات صيانة الحاسب اآللي وتحسين الرضا عن التعلم لدى

4العدد 14نشرت في مجلة العلوم التربوية والنفسية المجلد ,2013الدمامالتربية جامعة

عيل المحاكاة بالحاسب اآللي لتف, و عوض هللا سليمان وأشرف محمودعبدهللاعبدالرحمن, األختر•50نشر بمجلة الثقافة والتنمية العدد,2011,الخرمةالعمليات اإلدارية بمدارس التعليم العام بمحافظة

ال البحث كيفية االستفادة من المحاكاة الحاسوبية في أعم,عبدالمطلبعبدالحميدالعميد صالح الدين •28نشر بمجلة البحوث األمنية العدد,1428,والتحقيق الجنائي

مكتبة الملك فهد الوطنية, 2007, أساسيات المحاكاة الحاسوبية, حسام بن محمد , رمضان•

ا في تنمية تصميم بيئة تعلم إلكترونية قائمة على المحاكاة الحاسوبية وأثره, حمدي أحمد , عبدالعزيز•ارية بعض مهارات األعمال المكتبية وتحسين مهارات عمق التعلم لدى طالب المدارس الثانوية التج

3عدد9نشر بالمجلة األردنية في العلوم التربوي المجلد,2013,

وتنمية الدافع برنامج قائم على محاكاة الهندسة التفاعلية بالحاسوب وأثره في التحصيل, سحر عبده محمد•12نشر في مجلة كلية التربية بجامعة بورسعيد العدد, 2012, لإلنجاز لدى تالميذ المرحلة االبتدائية

•