DOI: https://doi.org/10.55020/iojpe.1855886
تاريخ النشر: 2026-03-31
المؤلف: Tunahan Filiz وآخرون
الموضوع الرئيسي: تعليم الرياضيات وطرائق التدريس
نظرة عامة
تبحث الدراسة في فعالية نموذج التعليم الهرمزي (HEM) في تعزيز مهارات حل المشكلات الرياضية في العالم الحقيقي (MPS) والتفكير النقدي (CT) لدى الطلاب في المرحلة الابتدائية من خلال نهج متعدد التخصصات. تستخدم الدراسة تصميمًا مختلطًا تسلسليًا تفسيريًا، بدءًا من نموذج شبه تجريبي للاختبار القبلي والبعدي يشمل طلاب الصف الرابع مقسمين إلى مجموعتين تجريبية (n = 26) وضابطة (n = 26). تم تحليل البيانات الكمية باستخدام تحليل التباين المتعدد المتغيرات (MANOVA)، بينما تم جمع الرؤى النوعية من مقابلات شبه منظمة مع 15 معلمًا في المدارس الابتدائية وتحليلها من خلال تحليل المحتوى.
تشير النتائج إلى أن HEM يحسن بشكل كبير مهارات MPS وCT لدى الطلاب. أفاد المعلمون أن HEM يعزز التعلم متعدد التخصصات والتطبيقات في العالم الحقيقي، على الرغم من أنهم أشاروا أيضًا إلى تحديات مثل قيود الموارد، وضيق الوقت، والحاجة إلى استعداد المعلمين. بشكل عام، تقترح الدراسة أن HEM يعمل كإطار واعد لتعزيز تعليم الرياضيات وتطوير المهارات الأساسية للقرن الحادي والعشرين في التعليم الابتدائي.
مقدمة
تؤكد مقدمة هذه الورقة البحثية على أهمية النهج متعدد التخصصات في التعليم لتعزيز قدرات الطلاب على حل المشكلات في العالم الحقيقي ومهارات التفكير النقدي (CT)، كما أبرزها توكماك وآخرون (2023). يتم تقديم HEM (نموذج التعليم الشامل) كإطار مبتكر يدمج بين مختلف التخصصات، بما في ذلك تقنيات الكمبيوتر، والعلوم، والرياضيات، والعلوم الاجتماعية، والفنون والتصميم، وعلوم الرياضة، مع الحفاظ على النزاهة متعددة التخصصات. لا يتيح هذا النموذج للطلاب فقط التعرف على المشكلات الحقيقية ومعالجتها باستخدام البيانات، بل يعزز أيضًا تطوير حلول مبتكرة ضمن بيئات التعلم المدعومة بالتكنولوجيا (Çimşir وآخرون 2022).
علاوة على ذلك، يسهل نموذج HEM النمو المهني للمعلمين من خلال تعزيز مهارات التعاون متعدد التخصصات ودمج التكنولوجيا، مما يعزز تصميمات التعلم الموجهة نحو البحث والتطوير (Çimşir، 2024؛ كوجوغلو، 2018). يشجع الطلاب على التفاعل مع الأدوات التكنولوجية مثل البرمجة، والروبوتات، وتصميم الألعاب، والتي تعتبر ضرورية لتحسين تفكيرهم الخوارزمي وقدراتهم على حل المشكلات (Çimşir، 2024). تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في آثار تعليم حل المشكلات القائم على HEM على الطلاب واستكشاف تنفيذ HEM في دروس الرياضيات في المدارس الابتدائية من خلال رؤى وتجارب معلمي المدارس الابتدائية. بشكل عام، يتم وضع إطار HEM كوسيلة لتنمية مهارات القرن الحادي والعشرين بين الطلاب.
النتائج
استخدمت نتائج الدراسة تحليل MANOVA لتقييم تأثير أنشطة التدريس القائمة على HEM على مهارات حل المشكلات الرياضية (MPS) والتفكير النقدي (CT) لدى الطلاب في التعليم الابتدائي. أكدت التحليلات أن الافتراضات الخاصة بـ MANOVA قد تم الوفاء بها، لا سيما مع اختبار Box’s M الذي يشير إلى تجانس مصفوفات التباين والتغاير (p > .05). أظهرت الإحصائيات الوصفية أن المجموعة التجريبية تفوقت على المجموعة الضابطة في كل من MPS (M = 69.23، SD = 6.19 مقابل M = 59.15، SD = 6.05) وCT (M = 59.53، SD = 4.72 مقابل M = 44.57، SD = 7.04). كشفت المقارنات المتعددة المتغيرات عن اختلافات كبيرة لصالح المجموعة التجريبية، مع أحجام تأثير كبيرة (η² = .639 للأداء العام، η² = .618 لـ CT، وη² = .413 لـ MPS).
أظهر تحليل إضافي لعوامل CT الفرعية أن المجموعة التجريبية تفوقت بشكل كبير على المجموعة الضابطة عبر جميع الأبعاد الفرعية، بما في ذلك الشك (F(1، 50) = 107.947، η² = .683)، والفضول (F(1، 50) = 19.420، η² = .280)، والانفتاح (F(1، 50) = 23.308، η² = .318)، والموضوعية (F(1، 50) = 94.331، η² = .654). وبالمثل، أظهرت نتائج MANOVA لعوامل MPS الفرعية اختلافات كبيرة بين المجموعات، مما يبرز فعالية التدريس القائم على HEM في تعزيز كل من مهارات CT وMPS بين طلاب المدارس الابتدائية. أكدت مقابلات المعلمين هذه النتائج، مشيرة إلى إمكانية النموذج في تحسين مهارات حل المشكلات والمشاركة النشطة، بينما حددت أيضًا تحديات مثل قيود الموارد والحاجة إلى تدريب المعلمين لتسهيل التنفيذ الفعال.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة على أهمية تعليم الرياضيات الفعال في التعليم المبكر، مشددة على ضرورة تشجيع الطلاب على التعبير عن أفكارهم من خلال التمثيلات الرياضية. يعزز هذا النهج الانخراط والفهم من خلال ربط الرموز الرياضية المجردة بالسياقات الواقعية. يُحث المعلمون على التركيز على تطوير التفكير النقدي (CT)، والتفكير المنطقي، والمهارات التحليلية بدلاً من مجرد تعليم المهارات التقنية. تتطلب الطبيعة التراكمية للرياضيات استراتيجية تعليمية تربط بين المفاهيم، مما يضمن التماسك عبر مجالات الرياضيات المختلفة وتطبيقها في الحياة اليومية. تم تحديد حل المشكلات ككفاءة أساسية، تتطلب نهجًا منظمًا يتضمن فهم المشكلة، ووضع استراتيجيات، وتنفيذ الحلول، وتقييم النتائج.
تشير الدراسات الحديثة إلى أن الهيكل متعدد التخصصات والتعاوني لنموذج HEM (نموذج التعليم الشامل) يعزز بشكل كبير من التطور المعرفي والعاطفي للطلاب، مما يحسن من مهارات حل المشكلات، والإبداع، ومهارات القرن الحادي والعشرين. ومع ذلك، يعتمد معظم البحث الحالي على البيانات النوعية، مما يبرز الحاجة إلى المزيد من الدراسات الكمية لتقييم تأثير النموذج بشكل شامل. تهدف هذه الدراسة إلى سد هذه الفجوة من خلال فحص دمج HEM في التعليم الرياضي الابتدائي، مع التركيز على تأثيراته على مهارات حل المشكلات الرياضية (MPS) وCT لدى الطلاب، بالإضافة إلى تقييم تجارب المعلمين مع النموذج. تسعى البحث إلى تقديم رؤى يمكن أن توجه المعلمين وصانعي السياسات في تعزيز فعالية طرق التدريس متعددة التخصصات في الرياضيات.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود يجب أخذها في الاعتبار عند تفسير نتائجها. أولاً، قد يحد حجم العينة الصغير نسبيًا والسياق الإقليمي المحدد من تعميم النتائج. ثانيًا، يحد التصميم شبه التجريبي، الذي يفتقر إلى التخصيص العشوائي، من القدرة على استخلاص استنتاجات سببية قوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاعتماد على مقاييس التقرير الذاتي لجمع البيانات يقدم إمكانية تحيز الاستجابة، وكانت الرؤى النوعية مستمدة من عدد محدود من المعلمين، مما قد لا يعكس مجموعة واسعة من وجهات النظر عبر مختلف البيئات التعليمية.
على الرغم من هذه القيود، فإن النتائج لها آثار كبيرة على الممارسة والبحث. عمليًا، يُظهر دمج HEM (نموذج التعليم الشامل) في تعليم الرياضيات في المدارس الابتدائية دعمه لتطوير مهارات حل المشكلات الرياضية (MPS) والتفكير النقدي (CT) لدى الطلاب. يمكن أن تخلق الطبيعة متعددة التخصصات والمعززة بالتكنولوجيا لـ HEM بيئات تعلم أكثر جذبًا. لتعزيز فعالية واستدامة ممارسات HEM، يُوصى بدعم المعلمين من خلال التطوير المهني، وتحسين الوصول إلى المواد التعليمية، وتعزيز البنية التحتية التكنولوجية. من منظور البحث، يجب أن تهدف الدراسات المستقبلية إلى استكشاف الآثار طويلة الأمد لـ HEM مع عينات أكبر وأكثر تنوعًا وتصاميم تجريبية حقيقية، بالإضافة إلى التحقيق في تأثيره على متغيرات أخرى مثل دافع الطلاب والمواقف.
DOI: https://doi.org/10.55020/iojpe.1855886
Publication Date: 2026-03-31
Author(s): Tunahan Filiz et al.
Primary Topic: Mathematics Education and Pedagogy
Overview
The research investigates the effectiveness of the Harezmi Education Model (HEM) in enhancing primary students’ real-world mathematical problem-solving (MPS) and critical thinking (CT) skills through an interdisciplinary approach. The study employs an explanatory sequential mixed-methods design, beginning with a quasi-experimental pretest-posttest model involving fourth-grade students divided into experimental (n = 26) and control (n = 26) groups. Quantitative data were analyzed using multivariate analysis of variance (MANOVA), while qualitative insights were gathered from semi-structured interviews with 15 primary school teachers and analyzed through content analysis.
Findings indicate that the HEM significantly improves students’ MPS and CT skills. Teachers reported that HEM fosters interdisciplinary learning and real-world applications, although they also highlighted challenges such as resource limitations, time constraints, and the need for teacher preparedness. Overall, the study suggests that HEM serves as a promising framework for enhancing mathematics instruction and developing essential 21st-century skills in primary education.
Introduction
The introduction of this research paper emphasizes the importance of interdisciplinary approaches in education for enhancing students’ real-world problem-solving capabilities and critical thinking (CT) skills, as highlighted by Tokmak et al. (2023). The HEM (Holistic Educational Model) is presented as an innovative framework that integrates various disciplines, including computer technologies, science, mathematics, social sciences, art and design, and sports sciences, while preserving interdisciplinary integrity. This model not only enables students to identify and address real-world problems using data but also fosters the development of innovative solutions within technology-supported learning environments (Çimşir et al. 2022).
Furthermore, the HEM model facilitates the professional growth of teachers by enhancing their interdisciplinary collaboration and technology integration skills, thereby promoting research-and-development-oriented learning designs (Çimşir, 2024; Koçoğlu, 2018). It encourages students to engage with technological tools such as programming, robotics, and game design, which are essential for improving their algorithmic thinking and problem-solving abilities (Çimşir, 2024). This study aims to investigate the effects of HEM-based problem-solving instruction on students and to explore the implementation of the HEM in primary school mathematics classes through the insights and experiences of primary school teachers. Overall, the HEM framework is positioned as a means to cultivate 21st-century skills among students.
Results
The results of the study employed a MANOVA to assess the impact of HEM-based teaching activities on students’ mathematical problem-solving (MPS) and critical thinking (CT) skills in primary education. The analysis confirmed that the assumptions for MANOVA were satisfied, particularly with Box’s M test indicating homogeneity of variance-covariance matrices (p > .05). Descriptive statistics showed that the experimental group outperformed the control group in both MPS (M = 69.23, SD = 6.19 vs. M = 59.15, SD = 6.05) and CT (M = 59.53, SD = 4.72 vs. M = 44.57, SD = 7.04). The multivariate comparisons revealed significant differences favoring the experimental group, with large effect sizes (η² = .639 for overall performance, η² = .618 for CT, and η² = .413 for MPS).
Further analysis of the sub-factors of CT tendencies indicated that the experimental group significantly outperformed the control group across all subdimensions, including doubt (F(1, 50) = 107.947, η² = .683), curiosity (F(1, 50) = 19.420, η² = .280), open-mindedness (F(1, 50) = 23.308, η² = .318), and objectivity (F(1, 50) = 94.331, η² = .654). Similarly, the MANOVA results for MPS sub-factors demonstrated significant differences between groups, underscoring the effectiveness of HEM-based teaching in enhancing both CT and MPS skills among primary school students. Teacher interviews corroborated these findings, highlighting the model’s potential to improve problem-solving skills and active participation, while also identifying challenges such as resource limitations and the need for teacher training to facilitate effective implementation.
Discussion
The discussion section emphasizes the importance of effective mathematics instruction in early education, highlighting that students should be encouraged to express their thoughts through mathematical representations. This approach fosters engagement and understanding by connecting abstract mathematical symbols to real-world contexts. Teachers are urged to focus on developing critical thinking (CT), reasoning, and analytical skills rather than merely teaching technical skills. The cumulative nature of mathematics necessitates a teaching strategy that interrelates concepts, ensuring coherence across various mathematical domains and their application to everyday life. Problem-solving is identified as a core competency, requiring a structured approach that includes understanding the problem, strategizing, executing solutions, and evaluating outcomes.
Recent studies indicate that the interdisciplinary and collaborative structure of the HEM (Holistic Education Model) significantly enhances students’ cognitive and affective development, improving problem-solving, creativity, and 21st-century skills. However, the majority of existing research relies on qualitative data, underscoring the need for more quantitative studies to assess the model’s impact comprehensively. This study aims to fill this gap by examining the integration of HEM in primary mathematics education, focusing on its effects on students’ mathematical problem-solving (MPS) and CT skills, as well as evaluating teachers’ experiences with the model. The research seeks to provide insights that can guide educators and policymakers in enhancing the effectiveness of interdisciplinary teaching methods in mathematics.
Limitations
The study presents several limitations that should be considered when interpreting its findings. Firstly, the relatively small sample size and specific regional context may restrict the generalizability of the results. Secondly, the quasi-experimental design, lacking random assignment, limits the ability to draw strong causal inferences. Additionally, reliance on self-report scales for data collection introduces potential response bias, and the qualitative insights were derived from a limited number of teachers, which may not capture a wide range of perspectives across various educational settings.
Despite these limitations, the findings have significant implications for practice and research. Practically, the integration of HEM (Holistic Educational Model) into primary school mathematics instruction is shown to support the development of students’ Mathematical Problem Solving (MPS) and Critical Thinking (CT) skills. The interdisciplinary and technology-enhanced nature of HEM can create more engaging learning environments. To enhance the effectiveness and sustainability of HEM practices, it is recommended to support teachers through professional development, improve access to instructional materials, and strengthen technological infrastructure. From a research standpoint, future studies should aim to explore the long-term effects of HEM with larger, more diverse samples and true experimental designs, as well as investigate its impact on other variables such as student motivation and attitudes.