Effectiveness of a Proposed STEM-Based Teaching Model Grounded in Herrmann’s Brain Dominance Theory in Enhancing Depth of Knowledge Among Middle School Students
Keywords:
: STEM Approach, Herrmann’s Theory, Depth of Knowledge, Teaching Model, Deep Learning
Abstract
This study aimed to examine the effectiveness of a proposed STEM-based teaching model grounded in Herrmann’s theory in enhancing depth of knowledge among middle school students. A quasi-experimental design was used, with an experimental group taught using the proposed model and a control group taught using traditional methods. A Depth of Knowledge (DOK) assessment tool was developed. The results showed statistically significant differences in favor of the experimental group, indicating the model’s effectiveness in promoting deeper thinking. The model also improved students’ understanding and cognitive skills. The findings highlight the importance of integrating STEM with Herrmann’s theory in education.
References
1. أبو شقير، محمد وعقل، مجدي سعيد وحسونة، هيفاء (2018) تطوير مناهج التنشئة الاجتماعية الفلسطينية للمرحلة الأولية وفقا لمنحى STEAM.مؤتمر المرحلة الأساسية في فلسطين آفاق المعالجة والتطوير.فلسطين : الجامعة الإسلامية.
2. آدم، ميرفت ؛شتات، رباب (2018). فعالية استراتيجية مقترحة في ضوء نظرية التعلم المستند إلى جانبي الدماغ على التحصيل ومهارات التفكير البصري والكفاءة الذاتية المدركة لدى طالبات المرحلة الإعدادية مجلة تربويات الرياضيات، الجمعية المصرية لتربويات الرياضيات، (121)، 181-213.
3. إجباره، محمد وخندقجي، على والعيسى محمد (2020) أثر استخدام برنامج تدريسي قائم على منحى التعلم الجذعي سليم (STEM) في تدريس الرياضيات على مهارات التفكير الناقد لدى طلبة المرحلة الثانوية في منطقة الرياض التعليمية، المجلة الدولية لضمان الجودة-جامعة الزرقاء، 3(2)، 84-99.
4. آل عطية، عبد الله بن أحمد. (۲۰۲۰) مستوى اتجاهات الطلاب نحو مهن العلوم والتقنية والهندسة والرياضيات STEM . المجلة الدولية للعلوم التربوية والنفسية: المؤسسة العربية للبحث العلمي والتنمية البشرية، ع (۳۸)، ٢٢٠-٢٣٥.
5. حسين، على ربيع (2019) أثر استخدام بعض استراتيجيات ما وراء المعرفة في التحصيل مادة العلوم وتنمية التفكير الابتكاري لدي طلاب الصف الأول متوسط مجلة الدراسات العليا، جامعة النيلين، 14(53)، 200-220.
6. حلوان مجلة الجمعية التربوية للدراسات.
7. ذكي، محمد محمود (2018). فاعلية برنامج مقترح قائم على نظرية هيرمان (HBDI) لتنمية مهارات تنفيذ التدريس وخفض قلق التدريس لدى الطالب المعلم تخصص مواد فلسفية بكلية التربية جامعة
8. سلامة عبد الرحيم ومحمد هالة وعوض، هالة (2019): أثر استخدام استراتيجية محطات التعلم في تنمية الاستيعاب المفاهيمي في العلوم لدى تلاميذ المرحلة الإعدادية مجلة العلوم التربوية((39 621-652.
9. السنجري، علي غسان (2021):أثر استراتيجيتي فجوة المعلومات والدعائم التعليمية في التحصيل وتنمية التفكير البصري عند تلاميذ الصف الخامس الابتدائي في مادة العلوم، (رسالة ماجستير غير منشورة)، كلية التربية الاساسية، جامعة الموصل
10. شهیناز، محمد سید، منال أنور؛ عبد الحق، زينب علي محمد (2022) فاعلية برنامج قائم على مدخل STEM لتنمية بعض مهارات التعلم الذاتي لدى طفل الروضة .دراسات في الطفولة والتربية ،23 (2).
11. صيام، شيماء وعسقول محمد (2021) فعالية منحى STEAM في بناء المفاهيم العلمية لدى طالبات الصف الرابع الأساسي، مجلة الجامعة الإسلامية للدراسات التربوية والنفسية، 29(2) 666-684
12. عبوشي، مصعب؛ وشناعة، هشام.(2022). فعالية تطبيق منحى ستيم""STEM في تنمية العمل الجماعي والتفكير الناقد والاتجاه نحوه لدى طلبة المرحلة الأساسية في فلسطين. مجلة الجامعة الإسلامية للدراسات التربوية والنفسية ،30(5).
13. علام، صلاح الدين محمود .(2006). الاختبارات والمقاييس التربوية والنفسية، دار العلوم للتحقيق والطباعة والنشر والتوزيع.
14. عمر، عاصم محمد (2017). أثر تدريس العلوم باستخدام وحدات التعلم الرقمية في تنمية مستويات عمق المعرفة العلمية والثقة بالقدرة على تعلم العلوم لدى طلاب الصف الثاني المتوسط المجلة التربوية، جامعة الكويت، 32 (125)، 99-145.
15. العمراني ،منى وعسقول ،محمد (2023) فاعلية بيئة تعليمية وفق منحى STEMلتنمية مهارات برمجة الروبوت لدى طلبة الصف السادس الأساسي بغزة ، مجلة الجامعة الاسلامية بغزة مج 31,ع2
16. غانم، تفيدة (2015) وحدة مقترحة في التكنولوجيا الخضراء قائمة على التصميم التكنولوجي وفاعليتها في تنمية مهارات تنمية مهارات تصميم النماذج التكنولوجية واتخاذ القرار في مقرر العلوم البيئية لطلاب الصف الثالث الثانوي، مجلة التربية العلمية.
17. غانم، حجاج (2008). الاحصاء التربوي يدويا ًوباستخدام spss، القاهرة: عالم الكتب.
18. الغيلاني، أمل أحمد سعيد (2020) فعالية أنشطة إثرائية وفق نموذج STEAM لتنمية مهارات التفكير العلمي للتلميذات الموهوبات في الصفوف الأولية في مدينة جدة .المجلة العربية للإعلام وثقافة الطفل 3(12)
19. القطاطشة، فدوى والمقدادي، أحمد (2018) أثر استخدام استراتيجية تدريسية قائمة على الطلاقة الإجرائية في تنمية التفكير الرياضي والاستيعاب المفاهيم والاتجاهات نحو الرياضيات لدى طلبة الصف الرابع الأساسي في الأردن. دراسات العلوم التربوية، 45(490)، 467-490.
20. منصور، لبنى. (2024). إعداد اختبار مستويات عمق المعرفة وحساب كفأته السيكو مترية لقياس العمق المعرفي للطلاب المعلمين بجامعة اسوان، مجلة كلية التربية،ع 45.
21. همام، أحمد. (2018). فاعلية وحدة مقترحة في ضوء مدخل (STEM) لتنمية التفكير التصميمي في مادة العلوم لدى تلاميذ المدارس الرسمية للغات، رسالة ماجستير غير منشورة ، كلية التربية - جامعة حلوان: مصر.
22. هيلات، مصطفى(2015). مقياس هيرمان لأنماط التفكير. عمان: مركز ديبونو لتعليم التفكير.
23. يونس، نكتل جميل (2022) أثر استراتيجية KUD في تحصيل تلاميذ الصف الخامس الابتدائي في مادة العلوم، مجلة ابحاث كلية التربية الاساسية 18 (3) 227-248
24. American Association for the Advancement of Science. (1989). Science for all Americans: Project 2061. Oxford University Press.
25. Bawanch, A, A Abdullah, and S. & Yin, Kh. Saleh. 2011. "Jordanian Students Thinking Styles Based on Horman Whole Brian Model." International Journal of Humantities and Social Science, I(9) 89-97.
26. Bicer, A., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2017). Integrated STEM assessment model. EURASIA Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 13(7),3959-3968.
27. Brophy, S., Klein, S., Portsmore, M., & Rogers, C. (2008). Advancing engineering education in p-12 classrooms. Journal of Engineering Education, 97(3), 369-387.
28. Chesky, N. Z., & Wolfmeyer, M. R. (2015). STEM’s What, Why, and How? Ontology, Axiology, and Epistemology. In N. Chesky, & M. Wolfmeyer , Philosophy of STEM Education: A Critical Investigation. The Cultural and Social Foundations of Education (pp. 17-43). New York: Palgrave Pivot. doi:https://doi.org/10.1057/9781137535467_2
29. Holmes, V. L. (2012). Depth of teachers' knowledge: Framework for teachers' knowledge of mathematics. Journal of STEM education: Innovations and research, 13(1). 55-71
30. Hong, H.-Y., Lin, P.-Y., Chen, B., & Chen, N. (2019). Integrated STEM learning in an idea-centered knowledge-building environment. Asia-Pacific Education Researcher, 28(1), 63-76.
31. Lin, Y.-T., Wang, M.-T., & Wu, C.-C. (2019). Design and implementation of interdisciplinary STEM instruction: Teaching programming by computational physics. Asia-Pacific Education Researcher, 28(1), 77-91.
32. National Research Council [NRC]. (2011). Successful K-12 STEM Education: Identifying Effective Approaches in Science, Technology, Engineering, and Mathematics. Committee on Highly Successful Science Programs for K-12 Science Education. Board on Science Education and Board on Testing and Assessment, Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington, DC: The National Academies Press.
33. Salha, S. H., & Qatanani, N. (2021). Impact of the mathematical modeling on conceptual understanding among student teachers. Journal of Southwest Jiaotong University, 56(5), 538–551.
34. Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEMmania. The Technology Teacher, 68(4), 20–26.
35. Saricayir, H.; Ay, S.; Comek, A.; Cansiz, G. & Uce, M. (2016). Determining Students' Conceptual Understanding Level of Thermodynamics, Journal of Education and Training Studies, 4(6), 69-79
36. Scott, C. (2012). An investigation of science, technology, engineering and mathematics (STEM) focused high schools in the U.S. Journal of STEM Education: Innovations & Research, 13(5), 30–39.
37. Thomas, J., & Williams, C. (2010). The history of specialized STEM schools and the formation and role of the NCSSSMST. Journal of the Roeper Review, 32, 17–24.
38. von Davier, M., Kennedy, A., Reynolds, K., Fishbein, B., Khorramdel, L., Aldrich, C., Bookbinder, A., Bezirhan, U., & Yin, L. (2024). TIMSS 2023 International Results in Mathematics and Science. Boston College, TIMSS & PIRLS International Study Center. https://doi.org/10.6017/lse.tpisc.timss.rs6460
39. Webb, N. L. (2009). Webb's Depth of Knowledge Guide Career and Technical Education Definitions. bit.ly/3NqBnK
40. Williams, J. (2013). Secondary school STEM education: What does it look like? Paper presented at the International Conference on Transnational Collaboration in STEM Education, Sarawak, Malaysia.
2. آدم، ميرفت ؛شتات، رباب (2018). فعالية استراتيجية مقترحة في ضوء نظرية التعلم المستند إلى جانبي الدماغ على التحصيل ومهارات التفكير البصري والكفاءة الذاتية المدركة لدى طالبات المرحلة الإعدادية مجلة تربويات الرياضيات، الجمعية المصرية لتربويات الرياضيات، (121)، 181-213.
3. إجباره، محمد وخندقجي، على والعيسى محمد (2020) أثر استخدام برنامج تدريسي قائم على منحى التعلم الجذعي سليم (STEM) في تدريس الرياضيات على مهارات التفكير الناقد لدى طلبة المرحلة الثانوية في منطقة الرياض التعليمية، المجلة الدولية لضمان الجودة-جامعة الزرقاء، 3(2)، 84-99.
4. آل عطية، عبد الله بن أحمد. (۲۰۲۰) مستوى اتجاهات الطلاب نحو مهن العلوم والتقنية والهندسة والرياضيات STEM . المجلة الدولية للعلوم التربوية والنفسية: المؤسسة العربية للبحث العلمي والتنمية البشرية، ع (۳۸)، ٢٢٠-٢٣٥.
5. حسين، على ربيع (2019) أثر استخدام بعض استراتيجيات ما وراء المعرفة في التحصيل مادة العلوم وتنمية التفكير الابتكاري لدي طلاب الصف الأول متوسط مجلة الدراسات العليا، جامعة النيلين، 14(53)، 200-220.
6. حلوان مجلة الجمعية التربوية للدراسات.
7. ذكي، محمد محمود (2018). فاعلية برنامج مقترح قائم على نظرية هيرمان (HBDI) لتنمية مهارات تنفيذ التدريس وخفض قلق التدريس لدى الطالب المعلم تخصص مواد فلسفية بكلية التربية جامعة
8. سلامة عبد الرحيم ومحمد هالة وعوض، هالة (2019): أثر استخدام استراتيجية محطات التعلم في تنمية الاستيعاب المفاهيمي في العلوم لدى تلاميذ المرحلة الإعدادية مجلة العلوم التربوية((39 621-652.
9. السنجري، علي غسان (2021):أثر استراتيجيتي فجوة المعلومات والدعائم التعليمية في التحصيل وتنمية التفكير البصري عند تلاميذ الصف الخامس الابتدائي في مادة العلوم، (رسالة ماجستير غير منشورة)، كلية التربية الاساسية، جامعة الموصل
10. شهیناز، محمد سید، منال أنور؛ عبد الحق، زينب علي محمد (2022) فاعلية برنامج قائم على مدخل STEM لتنمية بعض مهارات التعلم الذاتي لدى طفل الروضة .دراسات في الطفولة والتربية ،23 (2).
11. صيام، شيماء وعسقول محمد (2021) فعالية منحى STEAM في بناء المفاهيم العلمية لدى طالبات الصف الرابع الأساسي، مجلة الجامعة الإسلامية للدراسات التربوية والنفسية، 29(2) 666-684
12. عبوشي، مصعب؛ وشناعة، هشام.(2022). فعالية تطبيق منحى ستيم""STEM في تنمية العمل الجماعي والتفكير الناقد والاتجاه نحوه لدى طلبة المرحلة الأساسية في فلسطين. مجلة الجامعة الإسلامية للدراسات التربوية والنفسية ،30(5).
13. علام، صلاح الدين محمود .(2006). الاختبارات والمقاييس التربوية والنفسية، دار العلوم للتحقيق والطباعة والنشر والتوزيع.
14. عمر، عاصم محمد (2017). أثر تدريس العلوم باستخدام وحدات التعلم الرقمية في تنمية مستويات عمق المعرفة العلمية والثقة بالقدرة على تعلم العلوم لدى طلاب الصف الثاني المتوسط المجلة التربوية، جامعة الكويت، 32 (125)، 99-145.
15. العمراني ،منى وعسقول ،محمد (2023) فاعلية بيئة تعليمية وفق منحى STEMلتنمية مهارات برمجة الروبوت لدى طلبة الصف السادس الأساسي بغزة ، مجلة الجامعة الاسلامية بغزة مج 31,ع2
16. غانم، تفيدة (2015) وحدة مقترحة في التكنولوجيا الخضراء قائمة على التصميم التكنولوجي وفاعليتها في تنمية مهارات تنمية مهارات تصميم النماذج التكنولوجية واتخاذ القرار في مقرر العلوم البيئية لطلاب الصف الثالث الثانوي، مجلة التربية العلمية.
17. غانم، حجاج (2008). الاحصاء التربوي يدويا ًوباستخدام spss، القاهرة: عالم الكتب.
18. الغيلاني، أمل أحمد سعيد (2020) فعالية أنشطة إثرائية وفق نموذج STEAM لتنمية مهارات التفكير العلمي للتلميذات الموهوبات في الصفوف الأولية في مدينة جدة .المجلة العربية للإعلام وثقافة الطفل 3(12)
19. القطاطشة، فدوى والمقدادي، أحمد (2018) أثر استخدام استراتيجية تدريسية قائمة على الطلاقة الإجرائية في تنمية التفكير الرياضي والاستيعاب المفاهيم والاتجاهات نحو الرياضيات لدى طلبة الصف الرابع الأساسي في الأردن. دراسات العلوم التربوية، 45(490)، 467-490.
20. منصور، لبنى. (2024). إعداد اختبار مستويات عمق المعرفة وحساب كفأته السيكو مترية لقياس العمق المعرفي للطلاب المعلمين بجامعة اسوان، مجلة كلية التربية،ع 45.
21. همام، أحمد. (2018). فاعلية وحدة مقترحة في ضوء مدخل (STEM) لتنمية التفكير التصميمي في مادة العلوم لدى تلاميذ المدارس الرسمية للغات، رسالة ماجستير غير منشورة ، كلية التربية - جامعة حلوان: مصر.
22. هيلات، مصطفى(2015). مقياس هيرمان لأنماط التفكير. عمان: مركز ديبونو لتعليم التفكير.
23. يونس، نكتل جميل (2022) أثر استراتيجية KUD في تحصيل تلاميذ الصف الخامس الابتدائي في مادة العلوم، مجلة ابحاث كلية التربية الاساسية 18 (3) 227-248
24. American Association for the Advancement of Science. (1989). Science for all Americans: Project 2061. Oxford University Press.
25. Bawanch, A, A Abdullah, and S. & Yin, Kh. Saleh. 2011. "Jordanian Students Thinking Styles Based on Horman Whole Brian Model." International Journal of Humantities and Social Science, I(9) 89-97.
26. Bicer, A., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2017). Integrated STEM assessment model. EURASIA Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 13(7),3959-3968.
27. Brophy, S., Klein, S., Portsmore, M., & Rogers, C. (2008). Advancing engineering education in p-12 classrooms. Journal of Engineering Education, 97(3), 369-387.
28. Chesky, N. Z., & Wolfmeyer, M. R. (2015). STEM’s What, Why, and How? Ontology, Axiology, and Epistemology. In N. Chesky, & M. Wolfmeyer , Philosophy of STEM Education: A Critical Investigation. The Cultural and Social Foundations of Education (pp. 17-43). New York: Palgrave Pivot. doi:https://doi.org/10.1057/9781137535467_2
29. Holmes, V. L. (2012). Depth of teachers' knowledge: Framework for teachers' knowledge of mathematics. Journal of STEM education: Innovations and research, 13(1). 55-71
30. Hong, H.-Y., Lin, P.-Y., Chen, B., & Chen, N. (2019). Integrated STEM learning in an idea-centered knowledge-building environment. Asia-Pacific Education Researcher, 28(1), 63-76.
31. Lin, Y.-T., Wang, M.-T., & Wu, C.-C. (2019). Design and implementation of interdisciplinary STEM instruction: Teaching programming by computational physics. Asia-Pacific Education Researcher, 28(1), 77-91.
32. National Research Council [NRC]. (2011). Successful K-12 STEM Education: Identifying Effective Approaches in Science, Technology, Engineering, and Mathematics. Committee on Highly Successful Science Programs for K-12 Science Education. Board on Science Education and Board on Testing and Assessment, Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington, DC: The National Academies Press.
33. Salha, S. H., & Qatanani, N. (2021). Impact of the mathematical modeling on conceptual understanding among student teachers. Journal of Southwest Jiaotong University, 56(5), 538–551.
34. Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEMmania. The Technology Teacher, 68(4), 20–26.
35. Saricayir, H.; Ay, S.; Comek, A.; Cansiz, G. & Uce, M. (2016). Determining Students' Conceptual Understanding Level of Thermodynamics, Journal of Education and Training Studies, 4(6), 69-79
36. Scott, C. (2012). An investigation of science, technology, engineering and mathematics (STEM) focused high schools in the U.S. Journal of STEM Education: Innovations & Research, 13(5), 30–39.
37. Thomas, J., & Williams, C. (2010). The history of specialized STEM schools and the formation and role of the NCSSSMST. Journal of the Roeper Review, 32, 17–24.
38. von Davier, M., Kennedy, A., Reynolds, K., Fishbein, B., Khorramdel, L., Aldrich, C., Bookbinder, A., Bezirhan, U., & Yin, L. (2024). TIMSS 2023 International Results in Mathematics and Science. Boston College, TIMSS & PIRLS International Study Center. https://doi.org/10.6017/lse.tpisc.timss.rs6460
39. Webb, N. L. (2009). Webb's Depth of Knowledge Guide Career and Technical Education Definitions. bit.ly/3NqBnK
40. Williams, J. (2013). Secondary school STEM education: What does it look like? Paper presented at the International Conference on Transnational Collaboration in STEM Education, Sarawak, Malaysia.
Published
2026-05-16
How to Cite
Abdulrahman Hadi Thaker Al-Ghamdi. (2026). Effectiveness of a Proposed STEM-Based Teaching Model Grounded in Herrmann’s Brain Dominance Theory in Enhancing Depth of Knowledge Among Middle School Students. Journal of Educational and Human Sciences, (51), 297-318. https://doi.org/10.33193/JEAHS.51.2026.767
Issue
Section
المقالات
Copyright (c) 2026 عبدالرحمن هادي ذاكر الغامدي
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
