إن أهم العوامل المؤثرة على استقلاب الكالسيوم بعد الولادة هي :

1 – إفراز الـ PTH

في الشروط الفيزيولوجية يكون المنظم الرئيسي لاستقلاب الكالسيوم بعد الولادة هو الـ PTH .

إن الهرمون التفاعلي المناعي   PTH i  منخفضٌ غالباً عند الولادة لكنه يرتفع إلى مستويات أعلى بعمر ( 24 _ 48 ) ساعة .

فعندما تهبط مستويات الكلس الشاردية بعد الأربع و العشرين ساعة الأولى ينبه إفراز PTH

وخلال هذا التحول فإن استجابة الغدد جارات الدرق لمستويات الكلس الشاردية المنخفضة ضعيفة نوعاً ما , وينتج عن ذلك هبوط فيزيولوجي في مستويات الكلس المصلية الوليدية خلال اليومين الأوليين من الحياة , وتعتمد قدرة الغدد جارات الدرق على الاستجابة لنقص الكلس الدموي على العمر الحملي .

2_ المدخول الكلسي : يحدث امتصاص الكلس من المعي بشكل منفعل وآليات نقل فعالة معتمدة على الفيتامين د.

 و يعتمد امتصاص الكلس في الولدان على عدة عوامل , حيث يزداد امتصاص الكالسيوم مع تقدم العمر الحملي والعمر بعد الولادة , إذ يكون امتصاص الكالسيوم خلال المرحلة الوليدية الباكرة تابعاً للمدخول موافقاً للامتصاص المنفعل .  وعند الخدج يكون امتصاص معظم الكلس المعوي بطريق النقل المنفعل .

 إن نضج آليات امتصاص الكلس المعوية المعتمدة على الفيتامين د هي التي تحدد قدرة الوليد على نقل الكلس بطريقة فعالة من السبيل المعدي المعوي   , لذا يستطيع مستقلب الفيتامين د والإضافات التي تحوي الفيتامين د أن يزيدا امتصاص الكلس خلال أربعة الأسابيع من الولادة .

3 – إعادة الامتصاص الكلوي : تلعب الكلية دوراً هاماً في استتباب الكالسيوم بعد الولادة , وذلك عبر تنظيم الفقد المعدني في البول .

 وفي الظروف الطبيعية يعاد امتصاص كل الكلس الراشح تقريباً في الأنبوب الكلوي ( 98 % ) , لكن الإفراز الكلوي للكلس يمكن أن يُعدل من قبل عوامل محلية وجهازية مثل PTH  من أجل تنظيم تركيز الكالسيوم خارج الخلوي .

و تنضج الإدارة الكلوية بعمر ( 2 – 4 ) أسابيع بعد الولادة .

4 – مخازن الكالسيوم في الهيكل العظمي :

     يصان التركيز الكلسي بعد الولادة إما عن طريق

-         زيادة انطلاق الكالسيوم من الهيكل العظمي والذي يدخر 99 % من كالسيوم الجسم الكلي .

-         أو بوجود مدخول كلسي خارجي المنشأ كافٍ . 

5 – الفيتامين د :

ينبه الكالسترول امتصاص الكلس في الأمعاء كما يزيد تحرك الكالسيوم و الفوسفور من العظم , ويزيد إعادة امتصاص الكالسيوم البولي .

يعتمد وضع الفيتامين د عند الوليد لحظة الولادة بشكل مباشر على :

 1 _حالة الفيتامين د عند الأم

  2_ النقل الوالدي الجنيني للفيتامين د و مستقلباته

 بعد الولادة  يبقى المصدر الأكبر عند ولدان الإرضاع الطبيعي هو الفيتامين د المنقول عبر المشيمة , بينما يعد الامتصاص المعوي  للفيتامين د مصدراً هاماً عند ولدان الإرضاع الصناعي

وتكون المستويات المصلية لكل 25 ( OH ) Vit D والكالسترول أخفض من المستويات الأمومية, ثم ترتفع التراكيز الدائرة من الكلسترول بعد اليومين الأولين من الحياة .

حيث تبدأ الهدركسلة الكلوية بالحدوث , وهذا يوازي الهبوط في تراكيز Ca  وارتفاع Pth  المصلي . وتكون الزيادة في تركيز الكالسترول استجابة لتناقص تركيز Ca ⁺⁺  المصلي بتواسط من قبل Pth نفسه .

وخلاصة لما ذكر سابقاً : فإن الانخفاض في الكالسيوم المصلي التالي للولادة قد يرتبط بـ :

     1 : قصور جارات الدرق .

     2 : عدم استجابة الأعضاء النهائية لـ PTH .

     3 : شذوذ في استقلاب الفيتامين د .

     4 : فرط الفوسفات في الدم .

    5 : نقص مغنيزيوم Mg  الدم .

    6 : فرط كالسيتونين الدم والذي يحصل بعمر 12 _ 24 ساعة .

بعد زيادة إفراز PTH  وتناقص إفراز الكالسيتونين تزداد مستويات الكالسيوم تدريجياً وتكتسب المستويات الطبيعية من الكالسيوم المصلي بعمر 3 أيام .

المغنيزيوم هو الشاردة الموجبة داخل الخلوية الأعظم وفرةً بعد البوتاسيوم , و يعتبر منظماً هاماً للأحداث الخلوية كما أنه تميمٌ ضروري لمئات الأنزيمات . و يوجد ( 50- 60) % من مغنيزيوم الجسم الكلي في العظام بينما يتوزع 39% منه بالتساوي بين الأنسجة العضلية و غير العضلية في الفراغ داخل الخلوي محمولاً بشكل أساسي إلى البروتين و الـ ATP  ، و تبقى نسبة قليلة ( 1- 2 ) % من المغنيزيوم موجودةً خارج الخلايا.

إن ثلث القسم الأخير يكون مرتبطاً بالبروتين، أما الثلثان الباقيان فيكونان بشكل حر و شاردي في الدوران و يُعدُّ متاحاً للعمليات الكيميائية الحيوية إضافةًً إلى أنه يرشح عن طريق الكلية.

يحدث امتصاص المغنيزيوم بشكل أساسي في الأمعاء الدقيقة , و يفرز أساساً عن طريق الكلية كما يتحدد ثبات تركيز الـ Mg  المصلي من قبل عتبة الإفراز الكلوية. قد ترتبط التغيرات في تركيز المغنيزيوم المصلي خلال الأسابيع الأولى من الحياة بالتغيرات في معدل الرشح الكبي , حيث يتناقص التركيز عند الوليد خلال اليومين الأولين من الحياة و يصل إلى مستواه الأدنى 1.875 مغ/ دل، لكن يبقى التركيز أعلى من التراكيز الأمومية كما هو الحال عند الجنين، ثم يزداد التركيز خلال الأسبوع الأول من الحياة و يتبع بهبوط تدريجي ليصل إلى قيم الطفولة بعمرالشهر.

يتم الحفاظ على التراكيز المصلية بشكل كبير غير معتمد على الهرمونات الكلسية الدائرة و مع ذلك فإن هرمونات عديدة تتأثر بالمغنيزيوم، إذ إن عوز المغنيزيوم المعتدل يزيد تحرر PTH ، و فرط المغنيزيوم يكظم اصطناع و/ أو تحرر PTH  من الغدد جارات الدرق، كما يضعف تأثيراته المحيطية على العظم – الكلى و الأمعاء.

كما يثبط عوز المغنيزيوم الشديد تحرر الهرمون من الغدة . 

إن المغنيزيوم مطلوب أيضاً من أجل الهدركسلة الكبدية للفيتامين د . إذاً يمتلك المغنيزيوم تأثيراً على إفراز الـ PTH  و مستقلبات فيتامين د .

يعد نقص المغنيزيوم الدموي أكثر شيوعاً من فرطه.

لا يحدث نقص مغنيزيوم الدم عادةً خلال الأيام الأولى من الحياة، و لا مترافقاً مع الاختناق أو الأذيات الولادية مقارنةً مع نقص كالسيوم الدم, لكنه يشاهد غالباً بنهاية الأسبوع الأول أو بعد ذلك.

يؤدي نقص مغنيزيوم الدم لحدوث نقص كلس دموي ثانوي عن طريق إضعاف تحرر الـ PTH   من الغدد الدريقية، إضافةً إلى إنقاص استجابة النسج لهرمون الـ  PTH.

ويعرف نقص مغنيزيوم الدم الوليدي عندما ينخفض تركيز المغنيزيوم المصلي دون 1.6 مغ/ دل ( 0.66 ممول/ ل) على الرغم من أن الأعراض والعلامات السريرية غالباً لا تتطورما لم يهبط تركيزMg < 1.2 مغ/ دل

مع العلم أن التراكيز الطبيعية عند حديثي الولادة:

(1.5 – 2.3) ممك/ ل

(0.75 – 1.15) ممول/ ل

(1.8 – 2.79 ) مغ/ دل  

عندما يترافق نقص مغنيزيوم الدم مع نقص كالسيوم الدم فإن علاج نقص الكلس الدموي بالكالسيوم قد لا يكون فعالاً و لا يحدث تحسن الأعراض إلا بإعطاء المغنيزيوم.

إذ ينتج غالباً عن ارتفاع Mg  المصل التالي لإعطاء المغنيزيوم ارتفاع ثانوي في مستوى الكالسيوم دون إعطاء الكالسيوم قد يعود ذلك إلى قدرة المغنيزيوم على تحررالكالسيوم الشاردي من الخلايا بتحسين وظيفة الـ PTH .

يوجد أكثر من 85 % من فوسفور الجسم داخل العظام، كما يعد مكوناً للعديد من المركبات العضوية التي تمتلك أدواراً استقلابية هامة تتضمن ATP ( adenosine tri phosphate ) و (   2,3 Di phosphoglycerate) .

بينما تحوي البلازما أقل من 1% و يتوزع في ثلاثة أقسام:

أ‌-       يكون مرتبطاً بالبروتين بنسبة 15%.

ب‌-   يشكل جزء صغير منه معقدات مع الكالسيوم أو المغنيزيوم أو الصوديوم.

ت‌-   و يكون معظم الباقي على شكل حر.

يرشح القسمان الأخيران من الكبب الكلوية , و يعاد امتصاص 85 % من القسم الراشح   وتعدَّ الكلية هي المنظم الرئيسي لتوازن الفوسفور.

يمتص تقريباً 80 % من فوسفور الوجبات , إذ يعتمد امتصاصه على الكميات الخالصة منه في الوجبات و تراكيز الكلس و الفوسفور النسبية ( حيث إن الكميات الزائدة لأي منها تنقص امتصاص الآخر ).

تمثل تراكيز الفوسفور البلازمية معادلة توازن بين الوارد عن طريق الوجبات و التوزع القسمي داخل الجسم و هي تختلف حسب العمر حيث تكون أعلى عند الأطفال بسبب الحاجة للفوسفور من أجل النمو.

أثناء المرحلة الجنينية يكون تركيز الفوسفور أعلى من تركيزه عند الأم, مشيراً إلى النقل الفعال للفوسفور عبر المشيمة , و يكون هذا التركيز أخفض نسبياً وقت الولادة مقارنة بالتراكيز عند الولدان بعمر أسبوع وأكثر ، لكنه أعلى منه عند الأم, حيث يتراوح تركيز الفوسفور في دم الحبل السري ( 3.7 – 8.1 مغ/ دل) وسطياً 6.2 مغ/ دل.

مقارنةً مع تركيز 8.1 مغ/ دل عند وليد بعمر أسبوع و لديه مدخول معتدل من الفوسفور.

ويبدأ التركيز المنخفض نسبياً بالارتفاع بعد الولادة بفترة قصيرة ليستمر بالارتفاع خلال الشهرالأول من الحياة.

و تختلف القيم حسب العمر الحملي و العمر بعد الولادة.

حيث تكون عند الخدج ( وقت الولادة ) : 5.6 – 8 مغ/ دل

                   بعمر ( 6 – 10 أيام ) : 6.1- 11.7 مغ/ دل

                   بعمر (20-25 يوم ) : 6.6 – 9.4 مغ/ دل

بينما عند تامي الحمل ( وقت الولادة ) : 5- 7.8 مغ/ دل

                           بعمر (3 أيام ) : 5.8- 9 مغ/ دل

                    بعمر (6- 12 يوم ) : 4.9- 8.9 مغ/ دل            

يحدث الارتفاع الحاد بعد الولادة لأسباب غير مفهومة جيداً , حيث يكون المدخول محدوداً , وهكذا يبدو أن الوارد اليومي يلعب دوراً قليلاً , لكنّ نقصان الوارد قد ينبه استحداث السكر من الغليكوجين والذي قد يحرر الفوسفات , كما يمكن أن يفسر أيضاً بتناقص معدل الرشح الكبي عند الوليد وبالتالي نقص إفراز الفوسفات البولي , لكنّ َ تركيز الفوسفات المصلي يبقى عالياً حتى بعد زيادة إفراز الفوسفور البولي , وهكذا قد تلعب تأثيرات أخرى دورها بشكل أوضح .

يُِِفترض أن الحمل الفوسفوري داخلي المنشأ العالي يُعدُّ سبباً لحدوث نقص الكالسيوم الباكر عند الوليد , بينما يسبب الحمل الفوسفوري خارجي المنشأ والناتج عن استخدام مسحضرات حليب البقر نقص كلس متأخراً وليدياً . 

يشكل الكالسيوم المعدنَ الأكثرَ وفرةً في الجسم البشري , ويلعب دوراً هاماً في التقلص العضلي و النقل العصبي العضلي والعديد من الوظائف الأنزيمية والاستقلابية , كما يستخدم في تشكيل وصيانة العظم , إذ يتوضع 99% منه في العظم والذي يعتبر المدخر الهام لهذا المعدن , ويشكل باتحاده مع 89% من فوسفور الجسم الكلي المطرقَ اللاعضوي ( Inorganic matrix ) الأكبرَ في الجسم , وهكذا يوجد فقط 1% من كالسيوم الجسم الكلي في السائل خارج الخلوي والأنسجة الرخوة .

يتوزع الكالسيوم في الدوران بين ثلاثة أقسامٍ قابلة للتبادل فيما بينها , إذ يوجد على شكل شاردي بنسبة 50% تقريباً عند تراكيزَ بروتينيةٍ مصليةٍ طبيعيةٍ , وهو الشكل الفعال حيوياً , بينما يشكل معقدات مع حموض عضوية ولاعضوية ( سترات _سلفات _ فوسفات ) بنسبة ( 8_ 10) % , يمثل هذان القسمان الجزء القابل للانتشار من الكلس الدائر إذ يكون غير مرتبطٍ بالألبومين , وقابلاً للترشيح الكلوي , أما النسبة الباقية 40% فترتبط مع البروتين وبشكل أساسي مع الألبومين بنسبة ( 80 % ) , وكذلك مع الغلوبولينات بنسبة (20% ).

إن هذا القسم المرتبط غير فعالٍ فيزيولوجياً , لكنه يؤمن ذخيرةً للكلس المتاح عندما تكون هناك حاجة لازدياد الكالسيوم الشاردي بشكل حاد .

 لدورة التّعلّم الخماسيّة فاعلية كبيرة  في تنمية مهارات التّفكير البصريّ, كونها من الطّرائق الحديثة المتفوّقة على طرائق التّدريس اللّفظية, وطريقة فعّالة في تنمية مهارات التّفكير والتي أثبتت فاعليتها العديد من الدراسات .ومن تعريفات دورة التّعلّم الخماسيّة:

-  تعريف بايبي بأنّها: إحدى نماذج النّظريّة البنائيّة, طوّرت من قبل فريق دراسة منهاج العلوم الحياتيّة (BSCS), وتتكوّن من خمس مراحل هي: الانشغال, والاستكشاف, والتّفسير, والتّوسع, والتّقويم .

-  طريقة تدريس يحتذي بها المعلمون في تدريسهم موضوعات دراسيّة معيّنة، وهي موجّهة لأفعال المعلّم في أثناء التّدريس، تتكون من خمس مراحل (التّشويق وشدّ الانتباه، والاستكشاف، والتّفسير، والتّوسع أو التّفكير التّفصيليّ، والتّقويم) .

-  نموذج تدريسيّ يتكوّن من خمس مراحل تدريسيّة (الانشغال, والاستكشاف, والتّفسير, والتّوسع, والتّقويم)، يستخدمه المعلّم مع طلابه داخل أو خارج غرفة الصّفّ أو المختبر، يهدف إلى أن يبني المتعلّم معرفته العلميّة بنفسه، وتنمية العديد من المفاهيم والمهارات

-  كما عُرّفت بأنّها: طريقة في التّدريس مبنيّة على النّظريّة البنائيّة, والّتي تستمدّ إطارها النّظريّ من نظريّة بياجيه في النّمو العقليّ .

وهكذا فإنّ دورة التّعلّم الخماسيّة طريقة تدريسيّة طُوّرت من قبل فريق دراسة منهاج العلوم الحياتيّة (BSCS),تتكوّن من خمس مراحل هي الانشغال, والاستكشاف, والتّفسير, والتّوسع, والتّقويم, يمارس فيها المتعلّم دوراً إيجابيّاً أثناء المواقف التّعليميّة, وخلال التّفاعل النّشط بين المعلّم, والمتعلّم.

ظهرت العديد من النّماذج البنائيّة والّتي تعدّ بمثابة ترجمةٍ تطبيقيّة للنّظريّة البنائيّة وتصورها

للمنهج وعناصره, إلاّ أنّها جميعها تركّز على بناء المعرفة من قبل المتعلّم. ويعدّ استخدام أفكار النّظريّة البنائيّة في غرفة الصّفّ من التّطورات الحديثة في التّدريس, حيث أصبح تطبيقها في الدّول المتقدّمة أساساً للتّعلّم والتّعليم الصّفيّ. وتتعدّد نماذج التّدريس القائمة على النّظريّة البنائيّة منها دورة التّعلّم الخماسيّة .

1. دورة التّعلّم:

تعدّ طريقة دورة التّعلّم من الطّرائق التّدريسيّة المهمّة في تدريس العلوم, وإحدى طرائق التّعليم القائمة على النّظريّة البنائيّة. وتستمد إطارها النّظريّ من أفكار بياجيه في الّنّمو المعرفيّ, الّتي تؤكّد على أنّ المتعلّمين يتعلّمون من خلال مشاركتهم الفاعلة ونشاطهم, والهدف من هذه الطّريقة دفع المتعلّمين للإفادة من المعرفة السّابقة, وتنمية اهتماماتهم, وإظهار دافعيتهم نحو الموادّ والأنشطة الموجودة بين أيديهم...الخ ,جاءت صياغتها بصورتها الأوّليّة في الولايات المتّحدة الأمريكيّة على يدّ كلّ من روبرت كاربلس ومايرون أتكن عام1962م, وتكوّنت من ثلاث مراحل (الاستكشاف, وتقديم المفهوم, وتطبيق المفهوم)، هذه المراحل دائريّة – غير خطيّة. ففي مرحلة الاستكشاف يتفاعل المتعلّم مع الخبرات الجديدة, عبر نشاطاتٍ فرديّةٍ أو جماعيّةٍ تتيح له فرصة الفهم والاندماج مع الموادّ, والأدوات المختلفة للإجابة عن التّساؤلات حول الخبرات الجديدة. ليصل بعد ذلك بنفسه إلى لمفهوم المراد تعلّمه, وعلى المعلم أن يساعده في الحصول على المفهوم في حال عدم تمكّنه من ذلك عن طريق توجيهه نحو الكتاب المدرسيّ, أو مشاهدة فيلمٍ تعليميٍّ...الخ, ثمّ يتوجّب على المعلّم إتاحة الفرصة أمام المتعلّم لتطبيق المفهوم الجديد في مواقف جديدةٍ ومشابهةٍ بهدف ترسيخ معناه, وفهم علاقته بالمفاهيم الأخرى .

ثمّ تناول كاربلس دورة التّعلم بالتّحسين والتّعديل ؛إذ أُدخلت كجزء من مشروع تحسين منهاج العلوم ((SCISScience Curriculum Improvement Study عام1974م الّذي قامت به جامعة كاليفورنيا لتطوير العلوم, ومن التّعريفات الّتي تناولت دورة التّعلّم الثّلاثيّة:

-  عرفت بأنّها إحدى طرائق التّدريس الّتي تستمد أصولها وإطارها النّظريّ من نظريّة بياجيه للنّمو المعرفيّ, وتُستخدم في تحسين التّدريس.

-  تعريف ابراهام بأنّها: نموذج تدريسيّ يمكن أن يستخدمه المعلّم في التّدريس الصّفيّ كطريقةٍ تدريسية, لتقديم المفاهيم والمضامين العلميّة, تتكوّن من ثلاثة أقسام مرتبطة ارتباطاً وثيقاً, وتشكّل هذه الأقسام دورة تعلّم تؤدي إلى بناء تراكيبٍ معرفيّةٍ جديدةٍ, اعتماداً على الخبرات السّابقة، والخبرات المقدّمة.

من خلال التّعريفات السّابقة يمكن استنتاج أنّ دورة التّعلّم طريقة في التّدريس تتكون من ثلاث مراحل هي (الكشف عن المفهوم, ومرحلة تقديم المفهوم, ومرحلة تطبيقه), تستمد أصولها من نظريّة بياجيه في النّمو المعرفيّ, وتؤكّد على التّفاعل بين المعلّم والمتعلّم, بحيث يكون للمتعلّم الدّور الأكبر من خلال قيامه بالأنشطة العلميّة الكشفيّة, والاستعانة بخبراته السّابقة, بما يؤدي إلى حدوث التّعلّم.

وبعد ذلك طوّرت دورة التّعلّم الثّلاثيّة إلى دورة التّعلّم الرّباعية (4E’S) نموذج كولمب عام 1984م ويتكون من أربع مراحل هي (الاستكشاف, والتّفسير, والتّوسع, والتّقويم).

خلال مرحلة الاستكشاف يتفاعل المتعلّمون مع الموادّ من جهة, ومع بعضهم من جهةٍ أخرى. ثمّ يتفاعلون مع المعلّم خلال مرحلة التّفسير لتوضيح المفهوم مع المعلومات والملاحظات الّتي حصلوا عليها من المرحلة السّابقة, وبعدها يوجّه المعلّم تفاعل المتعلّمين خلال مرحلة التّوسع لتوضيح المفهوم وتوسيع الأفكار, أمّا التّقويم فيكون نهائيّاً وخلال كلّ مرحلة من مراحل دورة .

وفي عام (1993م) قام فريق دراسة منهاج العلوم الحياتيّة وكان يرأسه بايبي بتطوير دورة التّعلّم الرّباعيّة إلى نموذج تدريسيّ بنائيّ أُطلق عليه دورة التّعلّم خماسيّة المراحل 5E’S(نموذج بايبي) وهي مرحلة (الإثارة, والاستكشاف, والتّفسير, والتّوسع, والتّقويم)

تشكّل هذه المراحل كلاًّ متكاملاً فيما بينها, لكلّ مرحلة وظيفة محدّدة تمهّد للمرحلة الّتي تليها. تبدأ بإثارة دافعيّة المتعلّمين للتّعلّم, وإحداث اختلال التّوازن المعرفيّ لديهم, ثمّ قيام المتعلّمين بأنشطة مُصمّمة من قبل المعلّم لاكتشاف المفاهيم غير المعروفة لديهم, ومن ثمّ التّعبير عن المفاهيم الجديدة بتعريفاتهم الخاصّة, وتطبيق ما تمّ تعلّمه في مواقف جديدة ذات صلة, بعدها يقوم المعلّم بتقويم المتعلّمين لمعرفة مدى تحقّق الأهداف التّعليميّة المرجوّة, كما يتيح الفرصة للمتعلّمين لتقويم تعلّمهم تقويماً ذاتيّاً. بعد ذلك طوّر خبراء التّربية في ولاية ميامي بالولايات المتّحدة الأمريكيّة دورة التّعلّم الخماسيّة لتصبح سبع مراحل هي (الإثارة, والاستكشاف, والتّفسير, والتّوسيع, والتّمديد, والتّبادل, والفحص أوالتّقويم), يتمّ تحفيز المتعلّمين وإثارة فضولهم خلال مرحلة الإثارة, وإرضاء هذا الفضول خلال مرحلة الاستكشاف عن طريق توفير الخبرات للمتعلّمين والتّعاون معاً لإدراك معنى المفهوم, ثمّ توضيح المفهوم وتعريف المصطلحات خلال مرحلة التّفسير, إلى أن يجد المتعلّم خلال مرحلة التّوسيع تطبيقات جديدة للمفهوم, أمّا خلال مرحلة التّمديد فيتمّ توضيح العلاقة بين المفهوم والمفاهيم الأخرى, ثمّ تبادل الأفكار أو الخبرات خلال مرحلة التّبادل, وأخيراً الفحص وتقييم تعلّم المتعلّمين. كما هو موضّح في الشّكل .

والأمر الّذي أدّى إلى تطوير دورة التّعلّم ابتداءً بدورة التّعلّم الثّلاثيّة مروراً بدورة التّعلّم الخماسيّة ثمّ دورة التّعلّم السّباعيّة، هو أنّ أيّة طريقة أو استراتيجية يجب أن تُعدّل لتناسب مستويات التّفكير، والتّطورات العلميّة الحديثة، والتّراكم المعرفيّ. ولم يتوقف الباحثون عند ذلك حيث لا يزال التّفكير في إضافة مراحل جديدة قائماً، لضمان ألاّ يحذف المعلمون عناصر التّعلم من دروسهم. وأن يطوّروا مهاراتهم التّدريسيّة عبر تطوّر المعرفة والعلوم .

لشبكات التّفكير البصريّ نوعان هما:

-      شبكات التّفكير البصريّ الصّوريّ(التّعبير بالصّور): قيام المتعلّم بالتّعبير عن المفاهيم بالصّور حيث يرسم المتعلّم المفهوم كما يتصوره ويحدّد اسم المفهوم.

-      شبكات التّفكير البصريّ الرّمزي(التّعبير بالرّموز): قيام المتعلّم بالتّعبير عن المفاهيم بالرّموز إذ يرسم المتعلّم المفهوم في شكلٍ رمزيّ( شكلٍ غير محدّد كأن يرسم مستطيلاً أو مربّعاً ويكتب بداخله اسم المفهوم) .

وتتّطلب شبكات التّفكير البصريّ مجموعةٍ من المهارات الّتي تساعد على التّصميم الجيّد لشبكات التّفكير البصريّ بما يوضّح العلاقة بين المفاهيم الرّئيسة والتّفاصيل المهمّة كالآتي:

-        تحليل الشّبكة الأساسيّة إلى شبكات فرعيّة لإدراك العلاقة بينهما.

-        قدرة المتعلّم على تجميع الأجزاء ككّل موحّد.

-        إدراك العلاقات داخل الشّبكة الواحدة، وبينها وبين الشّبكات الفرعيّة الأخرى.

رؤية المتعلّم الشّاملة للمفهوم الرّئيس في الدّرس دون فقد أّيّ من جزئيّاته .

لشبكات التّفكير البصريّ أهمية تتجلّى في النّقاط الآتية:

-      تزيد من وعي المتعلّمين بما يدرسونه في موقف معين، وعي بالمهمة وكيفية تعلّمهم على النّحو الأمثل، وإلى أيّ مدى

تمّ تعلّمهم أي نمو قدرة المتعلّم على التّفكير في الشّيء المُتعلّم.

-      يمكن توظيفها في المواقف التّعليميّة المختلفة بأن يطلب من المتعلّم على سبيل المثال:

رسم شكل توضيحيّ يصف العلاقات بين عناصر الموقف المشكل، أو شرح ما فهمه من الدّرس في أيّة صورة يختارها...الخ.

-  أداة يستخدمها المتعلّم في تمثيل وترتيب المعلومات العلميّة، والعمليّات والخبرات معاً، فضلاً عن التّخطيط والتّنظيم وعمل الرّوابط بدون توجيه من المعلّم، إذ تستخدم شبكات التّفكير البصريّ في تنظيم خبرات المتعلّمين المعرفيّة عن طريق بناء شبكات مفاهيميّة على الورق خلال حلّهم للمشكلات باستخدام عناصر رمزيّةٍ أو لفظيّةٍ أو صوريّةٍ لتمثيل العلاقات بين عناصر المشكلة. ويتمّ حلّ المشكلة من خلال أربع خطوات أساسيّة تتّمثل في:

·       التّشفير أو التّرميز.

·       إنشاء تمثيل عقليّ يصف العلاقات بين المدخلات.

·        التّخطيط الفعّال للوصول إلى الهدف.

·       القدرة على نقل هذه المهارات إلى مواقف جديدة.

-          تتعدّد استخداماتها من قبل المعلم فيمكن استخدامها في بداية الدّرس كمنظّم مُتقدّم، وفي أثناء الدّرس لتنظيم المعلومات والأفكار الأساسيّة بطريقةٍ تساعد المتعلّمين على تذكرها، وتوظيفها في المواقف الجديدة فيما بعد، كما أنّها تستخدم في نهاية الدّرس كجزءٍ من خاتمة الدّرس ومراجعة الموضوع ككّل، وربما تستخدم لإثارة الدّافعيّة والتّحدي، وتوثيق التّعاون التّعليميّ بين المتعلّمين على اختلاف أساليب تعلّمهم وقدراتهم.

إنّ استراتيجية شبكات التّفكير البصريّ القائمة على استراتيجيات ما وراء المعرفة، واستراتيجيات التّمثيل المعرفيّ (خرائط المفاهيم، والاستراتيجية العنقوديّة، واستراتيجية خرائط العقل) الّتي ظهرت في الولايات المتحدّة الأمريكيّة خلال الخمس وعشرين سنة الماضية تختلف عنها في طريقة بناء المعرفة، وفي الإطار المفاهيميّ الّذي اشتقت منه كلاّ منهما. حظيت باهتمام ملحوظ في الآونة الأخيرة باعتبارها إحدى الاستراتيجيات الجديدة في تدريس العلوم، وتنمية التّفكير البصريّ لدى المتعلّمين، إذ تقوم فكرتها على مسلمة مفادها أنّ التّعليم عن طريق التّفكير يحسّنه، والفرق الأساسيّ بين الخبير في حلّ المشكلات والأقلّ خبرة في أنّ الخبراء يفهمون تفكيرهم و يشرحونه، بينما لا يستطيع الآخرون عمل ذلك. ومن هنا يجب إكساب المتعلمين مهارة التّعبير عن تفكيرهم بوعي، ومساعدتهم على اكتساب الأدوات الّتي توجههم الوجهة الصّحيحة في عملياتهم العقليّ.

وكنظريّةٍ جديدةٍ فإنّ شبكات التّفكير البصريّ تشجّع المتعلّم على أن يدمج عدداً من طرائق التّفكير الّتي تعمل على تكوين المفهوم. إذ طوّرت هذه الاستراتيجية في الوقت الذي بدأ فيه التّمهيد لاستخدام مسار جديد في تعلّم العلوم عن طريق الرّبط بين النّتائج النّظريّة والنّتائج التّجريبيّة (النّظرية والتّطبيق) من خلال البيولوجيا العصبيّة، والنّظريّة البنائيّة في التّعلّم .

ويعرّفها لونجو(Longo)بأنّها "شبكات مفاهيميّة لتمثيل العلاقات المفاهيميّة بصورةٍ رمزيّةٍ أو صوريّةٍ أو لفظيّةٍ لتحسين تعلّم المتعلّمين بهدف بناء معرفة ذات معنى ترتكز على توضيح العلاقات بين المفاهيم والمبادئ والنّظريات، وإدراك المتعلّم الصّورة الكليّة لمضامين المفاهيم في الشّبكة المفاهيميّة ككّل مركّب من خلال علاقات تبادليّة في التّأثير، وديناميكيّة في التّفاعل .

يعتمد التّخيل البصريّ على قوانين منطقيّة مجرّدة مرتبطة بالموقف التّعليميّ، إذ لا يحدث التّخيّل البصريّ إذا تعرّض المتعلّم إلى موقفٍ آني وقتي، يتطلّب التّخيل البصريّ من المتعلّم إيجاد علاقات رمزية مجرّدة للموقف، والقيام بالرّبط بين تلك الرّموز لتحقيق أهداف محدّدة فمثلاً: عندما يعرض على المتعلّم مفهوم المثلث، فإنه يتخيّل صورة خاصة لشكل المثلث في بنيته العقليّة كما تعرّف عليه سابقاً، فقد يتخيّل أنّ المثلث له ثلاثة أضلاع وثلاث زوايا. بينما يسبق التّفكير البصريّ التّخيل البصريّ ويعتمد على الأشكال والرّسومات والصّور المعروضة في الموقف، والعلاقات الحقيقيّة المتضمنة فيها، إذ تقع تلك الأشكال والرّسومات والصّور بين يديّ المتعلّم، ويحاول أن يجد معنى للمضامين الّتي أمامه، أمّا التّخيل فهو نوع من التّصور للموقف، ووضع افتراضات لسدّ الفجوات، والتّخلص من الغموض الّذي يحيط بالموقف، إذ يستخدم المتعلّم إمكاناته الموجودة لديه من نظريات وقوانين لتحقيق أهداف الموقف أو التّخلص من الغموض. فالصّور العقليّة عن الأشياء هي نوع من التّخيل البصريّ القائم على إدراك القوالب البصريّة، وتكوين نماذج عقليّة مخزّنة في البنية العقليّة للمتعلّم، الذي يفيد من تلك الصّور في علاج مواقف مستقبليّة سيتعرض لها، إذ ينتقل في عمليات التّفكير من الصّور الحسيّة البصريّة إلى تخيّل تلك الصّور بصورةٍ رمزيةٍ مجرّدةٍ، ومنه يدعم التّفكير البصريّ التّخيل البصريّ، ويعدّ خطوة مهمة لوضع افتراضات معينة لحلّ مشكلةٍ معينةٍ، أو التّخلص من موقفٍ مُعضلٍ .