שיטה מדעית אחת, האמנם?

כשעברתי ממחקר להוראה הופתעתי לגלות שכשמדברים על מחקר, מלמדים את "השיטה המדעית". זהו מונח המתייחס לתיכנון ניסויים תקפים עם ביקורות, בידוד משתנים, ריבוי פריטים וחזרות כיאות. "השיטה" מוצגת בדרך כלל כמהלך לינארי או מעגלי המתחיל בשאלת חקר ולאחריה השערה, ניסוי, תוצאות, פרשנות וחוזר חלילה – הנה קישור לסירטון הסבר מצויין באתר של מכון דוידסון.

כמובן, חשוב להציג תוצאות שהושגו באמצעים תקפים ומהימנים, אולם מחקרים מדעיים בדרך כלל אינם מתנהלים באופן לינארי – אלא מסתעף ויצירתי. חוקרים שואלים כל הזמן, מחפשים באופן תמידי ביקורות שאפשר להוסיף ומציעים הסברים רבים לאורכו של כל המחקר. יתרה מזאת, לא כל הליך מדעי מונע כשיח טיעוני: מציגים טיעון, הוא ההיפותזה – ההשערה, ומנסים לאשש או להפריך אותה. פעמים רבות עורכים ניסוי גילוי שבו "זורקים" ניסוי (ביטוי של "עכברי מעבדה" throw an experiment) ומסתכלים לראות מה קורה. במקרים אחרים עושים ניסוי-מיפוי – כמו פרויקט הגנום האנושי. פרויקטי הענק של פיענוח גנומים של אורגניזמים שונים, של בני אדם ממקומות שונים בעולם, של סוגי סרטן שונים – תרמו באופן שלא יתואר למדע, לחקלאות, להנדסה ולרפואה. הם לא הונחו על ידי כל השערה ובכל זאת קידמו את המין האנושי. כזה הוא פרויקט הקונקטום – המכוון למיפוי של כל הקשרים בין הנוירונים שבמוח העכבר, לאחר מכן – האדם ולאחר מכן – בני אדם. עדיין לא קיים הכוח החישובי הנדרש למיפוי קשרים בין 100 מיליארדי הנוירונים במוח אדם אחד – אבל משערים שלא ירחק היום. הנה סירטון שהכנתי בתוכנת קמטזיה בנושא:

כפי שמתואר בסירטון, ועדה שפעלה במסגרת המועצה למחקר לאומי (NRC) בארה"ב פרסמה לאחרונה מסמך הקורא להתרחקות מההתמקדות בשיטה המדעית כשיטה יחידה ומציג את העשייה המדעית באמצעות הסכמה הלא לינארית הבאה:

from A Framework for K-12 Science Education (page 45), captioned: The three spheres of activity for scientists and engineers.

מאמר from A Framework for K-12 Science Education (page 45), captioned: The three spheres of activity for scientists and engineers.

מתעוררות השאלות:

1. אז איך כן עושים מחקר? כדי לענות על השאלה הזו התחלתי תחביב נחמד של איסוף סיפורי חקר שאינם בהכרח לפי השיטה המדעית, ואתם מוזמנים להוסיף סיפורים בתגובה:

2. מדוע התפתחה ההיצמדות לשיטה מדעית לינארית ויחידה? השערה אחת היא שהשיטה מאפשרת תיווך של דרך המחקר למורים ותלמידים. מכך עולה שאלה נוספת:

3. האם אפשר ללמד ילדים את דרכי החקר המגוונות של העשייה המדעית וההנדסית? או שילדים זקוקים לתיווך של שיטה לינארית בודדת. מה דעתכם?

מסקנת העבודה שלי כרגע היא – להתחיל עם השיטה המדעית כאוסף מרכיבים או מיומנויות, אבל להדגיש שזו רק מסגרת התחלתית ולעיתים קרובות עוברים מרכיב אחד לשני שלא לפי הסדר.

 

מקורות נוספים:

  1. הפיזיקאי ריצ'רד פיינמן על השיטה המדעית.
  2. The scientific method and scientific inquiry: tensions in teaching and learning. Tang et al. Science Education  2009
  3. סיפור חקר בארכיאולוגיה. באתר הארכיאולוגיה של ג'ורג'יה, ארה"ב

אתם מוזמנים לכתוב בתגובה

השקר הלבן של המדע. מאמר של איתי ינאי ורועי צזנה באודיסאה, תודה לדר' גל חיימוביץ' על ההפנייה.

"ארון הספרים" של המורה לביולוגיה

מורה לא יכול להכין שיעור כשהוא מתבסס על הספר הלימוד של התלמידים שלו – זה לא מספיק. המורה צריך לדעת הרבה יותר מהכתוב בספר הלימוד ואף לשמור על פתיחות אינטלקטואלית והתעדכנות מתמדת. "הספר למורה" שבדרך כלל מתלווה לספר הלימוד אינו מיועד ללמד את המורה את תחום התוכן אלא מציין היבטים דידקטיים לגבי ספר הלימוד. לכן כדאי לארגן ספריה מתאימה המורכבת מספרים וקישורים לאתרי אינטרנט אשר יאפשרו לימוד, התעדכנות וגירוי לרעיונות להוראה. זאת בעיקר אם את/ה מורה בביה"ס העל יסודי.

נתחיל בלהצטייד בספרי לימוד textbooks ברמת המבואות בתואר ראשון במדעי החיים. עדיף שיהיה מעודכן ככל האפשר. נמשיך בהרצאות מוקלטות מאוניברסיטאות ביוטיוב או בקורסים מאתר coursera – לא רק כדי ללמוד את תחום התוכן אלא גם לראות רעיונות להסברים שהמרצים נותנים ולרצף ההוראה בו בחרו. כשרוצים להתעדכן או אם רוצים לבנות שיעור או פעילות חקר לפי מאמר קלאסי  – יש צורך בגישה למאמרים בעיתונים המדעיים. לדעתי ציבור המורים זקוק לגישה למאמרים ומשרד החינוך צריך לממן זאת – כמו שעושות האוניברסיטאות לאנשי הסגל והסטודנטים שלהן. מורים צריכים להתעדכן על ידי גישה למקורות ראשוניים (מאמרים לא מעובדים ונתונים גולמיים), ללמוד את נושאי הלימוד לעומק ולקבל רעיונות להוראת החקר. עד שזה יקרה אפשר להרשם לאתרי העיתונים החשובים ולקבל עידכונים לגבי הפרסומים החדשים ואם יש מאמר חשוב שצריך להשיג אפשר לשלוח למחברים בקשה לעותק ב- PDF. זה כמובן לא נוח ולוקח זמן – בנוסף ישנם עיתונים מדעיים פתוחים כמו ברשת PLoS ומאמרים הנפתחים לציבור שנה לאחר הפירסום במקרים של מחקר שממומנים על ידי ה-NIH. הנה קישורים לדוגמה:

ספרי לימוד ואתרי אינטרנט המלווים אותם:

  • Life, the science of biology10th ed.  (2012) By Sadava, Hillis, Heller, Berenbaum. ספר הלימוד בקורס המבוא בביולוגיה. זה ספר גדול, כבד ויקר אולי אפשר לרכוש משומש או באמצעות ebay ובטוח בעזרת ספריה של אוניברסיטה – אני נעזרת  באתר האינטרנט המלווה את הספר. יש באתר תקצירים המציגים את מהלך לוגי של הצגת הנושא, אנימציות ופעילויות מתוקשבות.
  • Campbell Biology. ספר לימוד הכתוב באופן בהיר ולעניין, כולל דוגמאות רבות למחקרים שבנו את הידע בתחומי הביולוגיה השונים.
  • BioInquiry, making connections in biology, by Pruitt and Underwood והאתר המלווה אותו.עוזר מאד בהכנסת חידות מדעיות לשיעור, סיפורי חקר והוראה בדרך החקר.
  • דף מארגן קישורים לאתרים של ספרי לימוד בביולוגיה, המכון למדעי החיים ע"ש סילברמן, הפקולטה למדעי הטבע ומתמטיקה באוניברסיטה העברית. אתרי הספרים כוללים תקצירי פרקים, אנימציות ופעילויות מתוקשבות.
  • ביולוגיה, האחידות והמגוון של החיים. כרך א' וב'.מאת סטאר וגארט. בהוצאת האוניברסיטה הפתוחה. יקר מאד – כדאי לחכות לשבוע הספר ולרכוש ב-30% הנחה. חיסרון גדול נוסף הוא שהוא ישן – הספר יצא באנגלית בשנת 1998 ובעברית ב-2001. . היתרונות של הספר הם שהוא בעברית וזה עוזר בתרגום המונחים המקצועיים, ושהוא מקיף וכתוב באופן מעניין ועשיר בתמונות. בדרך כלל הספרים של האוניברסיטה הפתוחה כתובים ברמה אקדמית ובאופן מעניין ומזמין – שתי הבעיות היחידות שלהם הן המחיר הגבוה ושלפעמים הם אינם מעודכנים. יוצאת דופן זו סדרת הספרים באקולוגיה 2003-2009 הזמינה בחלקה באמצעות אתרפא"ר – פתיחת אוצרות רוח.
  • ספר דיגיטלי –Principles of Biology

הרצאות מוקלטות מאוניברסיטאות:

עיתונים מדעיים:

pubmed central – מנוע חיפוש למאמרים בתחום הביו-רפואי, פתוחים לציבור

pubmed – מנוע חיפוש לתקצירי מאמרים בתחום הביורפואי, פתוחים בחלקם

science magazine – מומלץ מאד להרשם לעידכונים כדי לראות אם יש מאמר שכדאי להשיג, גם נחמד להקשיב לפודקסטים שלהם.

Nature – עיתון מדעי מהשורה הראשונה, יוצא בבריטניה. גם פה כדאי להרשם לעידכונים מ- Nature ומעיתוני המשנה שלו בתחום שמעניין אתכם.

The Scientist – מדע פופולרי למדענים, נחמד להתעדכן בטרנדים במדע.

עיתונים נוספים: Cell,  Trends in ecology and evolutionTrends in genetics

אתרים נוספים ללמידה לקראת שיעוריםNature scitable, והאתר של Cold Spring Harbor Laboratories (CSHL), DNALC

עיתונים מדעיים בעבריתעיתוני המדע הפופולרי בעברית הם קריאה נהדרת ומשאב למורים ולתלמידים, למשל סיינטיפיק אמריקן ישראלגלילאועיתון חי וטבע הדברים – הכתיבה קולחת ורהוטה, התוכן בדרך כלל מעודכן והצילומים מרהיבים – אפשר לקרוא להנאה וללמידה וגם להשתמש כחומר רקע מדעי לתלמידים. באתר של סיינטיפיק יש מערכי שיעור הנעזרים במאמרי העיתון.

לסיכום, ארון הספרים של המורה כולל ספרי לימוד ברמה של תואר ראשון לפחות, אתרי הספרים באינטרנט, הרצאות מוקלטות מאוניברסיטאות טובות ומאמרים בעיתונים מדעיים באנגלית ובעברית.

באיחולי למידה בהנאה – ואם אתם רוצים להוסיף ספר או קישור או להעיר דבר מה, אנא הכניסו בתגובה

מפגש מקוון ראשון בקורס מקוון ראשון

הושלם המפגש המקוון הראשון בקורס המקוון הראשון שלנו. נושא הקורס: למידה בדרך החקר. בעיקר אני מתרגשת מהעובדה שכל כך הרבה אנשים מוכשרים חלקו זה עם זה ואיתנו, את הרעיונות והתובנות שלהם. מהבוקר ועד עכשיו כמעט יממה – נכנסו 26 משתתפים מתוך 35 משתתפים פעילים בקורס, ו52 נרשמים – מכל רחבי הארץ. בחוץ גשם יורד ללא הפסקה כבר יומיים, הכינרת מתמלאת – אבל גם איילון. טוב שלא יצאו הערב מהבית. לצערי, אחת מהמשתתפות התקשרה בערב לומר שנתקעה עם האוטו בסערה ולא הצליחה להגיע מהעבודה, אחר ביקש דחייה – אני שמחה שהם יוכלו להכנס מחר וללמוד.

26-35 משתתפים פעילים בהשתלמות חדשה על למידת חקר – זה אומר ערב שלם עד הלילה להיות זמין לטיפול בתקלות טכניות, תשובות למשתתפים שתורמים בפורומי המפגש והרבה אקשן. פתחנו את המפגש בפופלט על למידת חקר – הכניסה לפופלט עיכבה חלק ניכר מהמשתתפים אבל זו הייתה פעילות נחמדה. אפשר היה לראות את הפופלט השיתופי קם לחיים מול העיניים בקישור. אני תוהה כיצד אפשר להשתמש בו עכשיו כשיש כל כך הרבה "בועות". ב- cmap tools אפשר להפוך את מפת החשיבה לקובץ טקסט. אבל בפופלט לא מצאתי דרך כזו. היתרונות של הפופלט הם הקומוניקטיביות, אסטטיות, ידידותיות (אבל בכל זאת משתתפים נתקלו בבעיות) והשיתופיות.

השעה כמעט 2 בלילה. אני מכינה את השיעורים למחר, בני מכין שיעורים במתמטיקה, ומשתתפים בקורס עדיין מכניסים רשומות ותורמים לדיון. מה קורה פה?

חוויה ראשונה נוספת הייתה סירטון הקמטזיה הראשון שלי, בקישור.

שיהיה לילה טוב, יבש וחם

גילמור

כותבים טובים לא מסתכלים

האם יפתיע אתכם לשמוע שניתן לראות הבדלים בהפעלת במוח בין אנשים הלוקים בדיסגרפיה לבין 'כותבים טובים'?

באילו אזורים במוח הייתם מצפים למצוא פעילות גבוהה יותר כאשר כותבים? אזורי תנועה? תחושה – ראייה? מגע? אזורי קואורדינציה בין תנועה ותחושה, עוד?

טוד ריצ'רדס ווירג'יניה ברנינגר מדווחים כי 'כותבים טובים'  נהנים מקואורדינציה טובה בין הצרבלום (המוחון – קשור בתיאום תנועה ותחושה) לבין אזורים בקליפת המוח אשר עוסקים בעיבוד ראשוני של מידע תנועתי-תחושתי . כלל לא רואים אצלם הפעלה מיוחדת של מרכזי ראייה. לעומת זאת אצל 'כותבים גרועים' רואים הפעלה משמעותית של אזורים במוח החשובים לעיבוד ראייתי ראשוני – למשל אזורים באונה העורפית (אוקסיפיטלית). מדוע?דיסגרפיה

הקלינאים בני הזוג דר' אייד מספרים כי הם רואים שתלמידים הלוקים בדיסגרפיה נדרשים להקפדה יתרה תוך הסתכלות על ידיהם בזמן כתיבה  – הדבר מגדיל את כמות העבודה, דרישות זיכרון העבודה, המאמץ הקוגניטיבי והתעייפות בשל הכתיבה ביד – ולכן מאט מאד את מהירות העיבוד. הם מציעים ש'כותבים טובים' מגיעים למידה גבוהה של אוטומטיות במיומנות הכתיבה – הם לא מתאמצים על משימת הכתיבה כמו ש-'כותבים גרועים' מתאמצים.

אודה על כל תגובה, למשל בתשובה לתהיות הבאות:

  • כיצד ממצאים אלו יכולים לעזור בהקשר החינוכי?
  • כיצד המידע תורם לפיתוח אסטרטגיות התמודדות לדיסגרפים?
  • האם הממצאים תורמים להבנה על תהליך רכישת הכתיבה?
  • אלו שאלות נוספות עולות מהמחקר?

מקורות וקריאה נוספת:

בלוג של דר' אייד

Differences between good and poor child writers on fMRI contrasts for writing newly taught and highly practiced letter forms. Richards, Berninger et al., Reading and Writing, 2011

Berninger  ,Brain, behavior and learning in language and reading disorders

הבדלים בין ילדים דיסלקטים המצליחים לאיית נכון לבין אלו שלא – Richards, Berninger et al.

"המחנך המקצועי"

נכנסתי לכיתה ט' השבוע בכוונה ללמד תורשה מנדלית. התחלנו בשאלה 'כיצד תכונות עוברות בתורשה?' אמרתי שגנטיקה היא אחד המקצועות הוותיקים ביותר. אנשים שחיו לפני אלפי שנים חשבו על השאלה הזו כשהם השביחו תירס או בייתו בעלי חיים. הילדים נזכרו במושגים ברירה טבעית וברירה מלאכותית, עליהם דיברנו בעבר ואז אחד הילדים הרים את ידו והעיר: "הנאצים עשו ברירה מלאכותית" .
מה עושים? זו אינה מטרת השיעור, הכיתה קשה מבחינת המשמעת וכל סטייה מנתקת מהלך דינאמי או חוט מחשבה וגורמת לחלק מהתלמידים ללכת לאיבוד. מצד שני – התלמיד עשה הקשר נכון והעלה נושא מוסרי טעון וחשוב ושווה התייחסות יותר מאשר: "בעצם נכון". בנוסף, בכיתה ישבה קבוצה של צופים, סטודנטים להוראה שהיו זרים לי ולילדים.

החלטתי שבשביל הילדים ובשבילי זו הזדמנות נפלאה ואמרתי לתלמיד שלא חשבתי על ההיבט הזה של השואה. סיפרתי לילדים על תנועת היוג'ניקס (eugenics) בתחילת המאה ה-20 אשר התחילה ביוזמה של ביולוגים שהושפעו מתיאוריית הברירה הטבעית של דארווין. הם הביאו להכנסת הגבלות על נישואים, הפרדה בין גזעים וכפיית עיקור של פושעים (גם בפשעים קלים), חולי נפש ואנשים הנמצאים בשולי החברה. שאלנו האם זה צודק, העלנו את המושגים מוסר ואתיקה שהכרתם אינה ברורה מאליה לילדים בגיל 14-15 (תאוריית ההתפתחות המוסרית של קולברג), העלנו את שאלה – האם יש הבדל בין ברירה מלאכותית באדם או בבעלי חיים? הילדים בכיתה חשבו שיש הבדל וגם אני – האמנם זה צודק? בקרוב נצפה בסרט GATTACA ונחדד את הסוגיה עוד יותר.

האם זה היה הדבר הנכון לעשות? אולי פה התשובה קלה משום שהסטייה מהנושא הייתה לתחום של אתיקה בביולוגיה ורוב הילדים היו מעורבים בדיון ומאד התעניינו. מצד שני, היו מספר ילדים שאיבדתי לגמרי כשסטיתי מהחומר המתוכנן ובעיות המשמעת באותה כיתה אף התגברו להמשך השיעור.
באותו שבוע נכנסתי לכיתה ט' אחרת. בשיעור שעבר שלנו הם נבחנו והיום הם היו לחוצים מהתוצאות הצפויות. מצאתי את עצמי עם דילמה דומה ובנוסף, ילדים נרגשים ולא פנויים ללמידה. אם הייתי נוקטת בסמכותיות ומחזירה את המיקוד לנושא השיעור הם היו מסתדרים ולומדים, אבל החלטתי להקדיש חצי מהשיעור למה שאני קוראת "קואוצ'ינג אקדמי" – כמו אימון לספורטאים, צריך להיות גם אימון ללומדים (רינה סובוטניק, 2012, קרול דווק) . סיפרתי שהמוח מתפתח ומשתנה כל הזמן ושמי שכל הזמן מקבל 100 וקל לו נמצא במקום בו הוא לא מתפתח והוא צריך לחפש אתגרים שיאפשרו לו עבודה מאומצת. הם שאלו על אינטליגנציה וגנטיקה – סיפרתי להם שאמנם יש מרכיב תורשתי באינטליגנציה אולם זו רק נקודת הפתיחה איתה אנחנו נולדים – מנקודת הפתיחה הזו אפשר להזניח ואפשר לטפח. איך מטפחים? הם שאלו. מטפחים על ידי למידה, עבודה קשה, ולמידה מכישלונות ואי הצלחות. ככה מצליחים בחיים. הילדים היו מאד מעורבים בדיון ונראה היה שהוא משמעותי להם.
האם זה היה הדבר הנכון לעשות? הוצאתי חצי מהשיעור בביולוגיה על דיון בנושא שאינו קשור לביולוגיה. מה עם הילדים שמגיעים לשיעור ביולוגיה כדי ללמוד ביולוגיה וכל סטייה מהנושא גורמת להם לחשוב שמבזבזים להם את הזמן. אולי בסטייה הזו מנושא השיעור אני מעבירה מסר של חוסר רצינות למקצוע שאני מלמדת?
העליתי את הנושא לדיון בקבוצת הסטודנטים שאני מלמדת במסגרת לימודי תעודת הוראה בביולוגיה באוניברסיטה. רוב הסטודנטים הסכימו שמורה הוא קודם כל מחנך. במתווים המנחים להכשרת מורים שפרסמה ועדת אריאב של המל"ג אשר דנה בתוכניות להכשרת מורים, מצוין כי אחת מהנחות היסוד שעמדו בבסיס עבודתה הייתה: "מורה הוא קודם כל מורה-מחנך ואחר כך מורה למקצוע מסוים". סטודנטית אמרה שכאשר מורה מקצועי נמנע מהתייחסויות שאינן קשורות לתחום הדעת שלו הוא מאבד מהסמכות שלו והוסיפה כי התייחסות לנושאים הקשורים לחינוך ולא רק לתחום הדעת מאפשרים לתלמידים ללמוד על המורה כאדם ולא רק כמורה מקצועי ובכלל למחנך יש אולי רק שעה יותר עם התלמידים מאשר למורה המקצועי.

מצד שני אחד הסטודנטים סיפר על הדרכה שקיבל בביה"ס בו הוא כבר מלמד ובמסגרתה נאמר לו כי תלמידים לעיתים מנסים לגרור את המורה "למגרש שלהם" וחשוב שמורים ישימו לב כשזה קורה וישמרו על הסמכות שלהם ועל מקומם כמורה במקום כחבר, שלא "יסתחבקו". אני חושבת שעם הזמן לומדים להבחין בין ילדים שמנסים לקחת את השליטה על השיעור כדי שלא ללמוד לבין ילדים שהולכים עם המורה יד ביד כדי ללמוד – אבל גם הם לעיתים מציעים דרך שהמורה לא חשב עליה לפני שנכנס בכיתה. במקרים כאלו, מתאים וחשוב למצות את העיסוק בסוגיה לפני שממשיכים גם אם היא לא קשורה ישירות לתחום הדעת.

מה דעתכם? אנא כתבו אם אתם מחנכים/מורים מקצועיים בתחומי המדע/שניהם?

הדור הרביעי

בלוג אישי על המצב החברתי

בלוג האגף למדעים

המזכירות הפדגוגית, משרד החינוך

מחוננים ומצטיינים במחקר - בלוג האגף לתלמידים מחוננים ומצטיינים, המינהל הפדגוגי, במשרד החינוך

בלוג האגף לתלמידים מחוננים ומצטיינים. מיועד ליידע ולעדכן את הקהילה העוסקת בחינוך וייעוץ למחוננים ולמצטיינים בממצאי המחקר בתחום ולחזק את שיתוף הפעולה עם חוקרים בתחום המחוננים והמצטיינים עורכת: דר' גילמור קשת

לומדים עם צחי

אתר ההוראה של צחי שיקמן