التعلم بالنمذجة هي إحدى نظريات التعلم التي تهدف إلى فهم أفضل وأعمق لسلوكيات الأفراد ويتم الاعتماد عليه في نقل فكرة أو سلوك معين أو خبرات إلى فرد أو مجموعة أفراد، وتوظيفها في المواقف الحياتية المختلفة وخاصة المواقف التربوية والاجتماعية، ومحاولة كسب الفرد لأنماط سلوكية جديدة من خلال مواقف تحدث أمامه. ويعرف بأنه تجريد للنظام يتكون من تجمع لمعلومات حول النظام لغرض دراسته. ولدراسة نظام ما يجب ان نكون او نبني نموذج لوصف هذا النظام لغرض إجراء تجارب للإجابة على أسئلة وافتراضات لا يمكن إجرائها على النظام مباشرة وذلك حتى لا يضطرب النظام الأصلي ويحدث ارتباك في عمله يؤدي الي تغيير النظام وفقدانه لخواصه الأصلية كما ان دراسة النموذج بدلا من النظام تمكن من تجربة عدة حوارات حول النظام وذلك بإعادة النموذج الي الحالة الأصلية عند إجراء كل حوار بعكس النظام الأصلي الذي إذا تغير لا يمكن إعادته مرة اخرى لحالته الأصلية. كما أن النموذج يمكن ان يدرس في أزمنة افتراضية فمثلا يمكن إجراء محاكاة للنظام باستخدام النموذج ومعرفة بعض تصرفات النظام لفترات عدة أشهر او سنين في دقائق قليلة مثل تصميمنا للنظام البيئي المغلق المصغر، وكذلك يمكن عن طريق النموذج دراسة النظام قبل إنشائه ووجوده اصلا.
يعرف ويليم هوليدي النمذجة بأنها عملية تكوين تصور عقلي للعلاقات التي تربط بين أشياء أو ظواهر، أو أحداث والتنبؤ بها (57 ,2001 ,Holliday) وتعرف إجرائيا بأنها تقريب المعقول إلى المحسوس وجعله في صورته أثناء الموقف التعليمي، باستخدام المعلم الأدوات والتجهيزات والاستراتيجيات التعليمية التي تساعد في ذلك بما يجعل التعليم أكثر فاعلية وحيوية وتمثيلا للواقع.
أنواع النمذجة:
أنواع النمذجة المستخدمة في تطبيق مشروع النظام البيئي المغلق هي:
-النمذجة المادية(الفيزيائية).
-النمذجة الحاسوبية.
-النمذجة الرمزية.
وتعددت أنواع النمذجة في المصادر والمراجع التي تم الرجوع لها من قبل الباحثة بحسب المجالات مثل العلوم التربوية والاجتماعية والطبيعية والمنطق وهي:
1- النمذجة اللفظية: وتحدث من خلال الكلام عن طريق تعلم الفرد كيفية الربط بين الأشياء المعقدة وتعلم كيفية التصرف في المواقف غير المألوفة لديه وكيفية تأدية التصرف المطلوب في المواقف التي يتعرض لها الإنسان.
2- النمذجة الرمزية: وتحدث عن طريق الصور، الأفلام، التلفزيون، ووسائل الإعلام المختلفة التي تلعب دورا كبيرا في تشكيل الاتجاهات الاجتماعية وسلوكيات الأفراد من خلال اكتساب الفرد للنماذج السلوكية عبر هذه الوسائل.
وهناك من ذكر أنواع أخرى
-النمذجة الفيزيائية (مادية) Physical Models: وهي التي تبني بمواد حسية مثل بناء نموذج لطائرة في مرحلة التصميم وذلك لاختبار هيكلها تحت ظروف معينة.
النمذجة الرياضية (تحليلية او تجريدية) Mathematical Models: والتي نستخدم لبنائها علاقات رياضية (توزيعات احتمالية، دوال، جداول، رسومات الخ)
وبحسب تصنيف النمذجة إلى مستويين هما: النمذجة البسيطة، والنمذجة العميقة، حيث إن النمذجة البسيطة تركز على الشيء المراد برمجته وعلى صفاته وتراكيبه غير المعقدة والظاهرية، أما النمذجة العميقة فتركز على ما وراء الشكل الظاهري للنموذج وتركز على استخدامات الاستراتيجيات المعرفية وما وراء المعرفة في تحديد الأشياء المراد نمذجتها، وبناء عليه تم تقسيمها إلى أربعة أنواع هي:
(1) النماذج الخطية وهي بسيطة وتتسم بالترميز ولا تمثل فيها إلا المظاهر المرئية، و(٢) النماذج
الرياضية، وفيها تستخدم المعادلات الرياضية لتركيبها، و(3) النماذج الهندسية وفيها يتم تصميم وتحليل وتصنيع المنتجات ذات الأبعاد، و(4) النماذج الجرافيك والفيديو، وفيها تمثيل مصور باستخدام الجرافيك أو الصور المتحركة أو الفوتوغرافية، والتي يمكن تكرار مشاهدتها بناء على رغبة المتعلم.
تتعدد أشكال التعلم بالنمذجة كالتالي:
أ- النمذجة الحية (المباشرة) Overt Modeling: وفيها يقوم النموذج مباشرة بتأدية السلوكيات المستهدفة أمام الشخص الذي يراد تعليمه تلك السلوكيات.
ب - النمذجة الرمزية Symbolic Modeling أو المصورة Filmed: وفيها يقوم المتعلم بمشاهدة سلوك النموذج من خلال الصور والأفلام أن التليفزيون وأفلام الفيديو من الأشكال المحببة للأطفال والتي يمكن من خلالها إكسابهم معلومات نفعية وتعلمهم كيفية التعامل مع الآخرين في العديد من المواقف الاجتماعية المختلفة.
ج- النمذجة المتخيلة أو الضمنية Covert Modeling: في بعض الأحيان يصعب توفير نموذج حي أو رمزي لعرضه على الطالب الذي يعاني من مشكلة ما وفي هذه الحالة يمكن اللجوء إلى استخدام النمذجة المتخيلة.
د- النمذجة بالمشاركة Participant Modeling: وفيها يقوم المتعلم بمراقبة نموذج حي أولا ثم يقوم بتأدية الاستجابة بمساعدة وتشجيع المعالج أو المعلم.
وجدت الباحثة في الدراسات والمراجع الأجنبية أنواع أخرى للنمذجة مثل النمذجة النوعية توفر طريقة قيمة للطلاب للتعلم. يتم تقديم بيئتين لبناء النماذج، VMODEL وHOMER / -VISIGARP، لدعم المتعلمين من خلال بناء نماذج مفاهيمية للأنظمة وسلوكهم باستخدام الشكليات النوعية. تستخدم كلتا البيئتين تمثيلات بيانية لتسهيل التعبير المعرفي. توفر التقييمات الأولية في البيئات التعليمية دعمًا للفرضية القائلة بأن أدوات النمذجة النوعية يمكن أن تكون أدوات مساعدة قيّمة للتعلم.
تكمن أهمية توظيف النمذجة في تعليم العلوم وتعلمها للمتعلمين والمعلمين تنمية الاتجاه نحو موضوع الدرس / المادة الدراسية، وتنمية مهارات التفكير الناقد والمناقشة والحوار أو العمل الجماعي أو عمل الفريق، والاستدلال شرط لبناء المفهوم، حيث المفهـوم يربط العناصر والأشياء بعضها ببعض، وملاحظة حب الاستطلاع لدى المتعلمين والتنبؤ ـ الإبداع – التحليل، ووضع المتعلمين في مواقف حقيقي وطريقة التعامل معها وحلها مع تحفيزهم وتشجيعهم وتعزيزهم. تأكيد على المحتوى الذي يحدث التعلم وكانت النمذجة طريقة تحدث للمتعلم قيمة التعلم لبناء المعرفة والفهـم مـن خـلال الخبرات. مت يميز التعلم بالنمذجة للمتعلمين والمعلمين هو بناء المعلومة أفضل من تقديمها جاهز، وأن معلومات المجموعة أكبر من مجموع معلومات كل فرد على حدة، وأن التعلم يجـب أن يكون إيجابياً وليس سلبياً مـن جانب المتعلم، ويكـون المفاهيم ويضبط العلاقات بين الظـواهـر بـدل استقبالها عن طريق التلقين. ويكتسب التقدم والتطور الإجرائي للمواضيع قبـل بنائهـا رمزياً. ويضبط بالمحسوس الأجسام والعلاقات الرياضية، ثم الانتقال به إلى تجريدها عن طريق الاستدلال الاستنباطي مع مراعاة مراحل نموه. ويكتسب المتعلم مناهج وطرائق التعامل مع المشكلات واتجاه المعرفة الاستكشافية بدل الاستظهار، وتدريبه على التعامل مع الخطأ وإعادة تصحيحه، وجعل المتعلم محور العملية التعليميـة مـن خـلال تفعيل دوره، فالمتعلم يكتشف ويبحث وينفذ الأنشطة، ويعطـي للمتعلم فرصـة تمثيل دور العلماء؛ وهـذا ينمـي لديـه الاتجـاه الإيجـابي نحـو العلـم والعلمـاء ونحـو المجتمـع ومختلفـة قضـاياه ومشكلاته، ويوفر للمتعلم الفرصة لممارسة عمليات العلم الأساسية والمتكاملة، وربط المتعلم بين العلم والتقنية والمجتمع لأهمية العلم ودوره في حل مشكلات المجتمع، مهارات البحث العلمي، ومهارات التفكير العلمي والإبداعي والابتكاري والتصميمي وتنمية اتخاذ القرار وحل المشكلات.