פורום חוקרי הוראת הביולוגיה בישראל 2016

פורום חוקרי הוראת הביולוגיה בישראל נפגש ב- 28.2.16 במכון וייצמן בהזמנת פרופ' ענת ירדן ופרופ' אילת ברעם צברי. 

הוצגו במפגש עבודות מחקר בנושאים: 

  1. לימוד על המחקר בביולוגיה מפי חוקרים צעירים כדרך למידה אותנטית  על טבע המדע
  2. ניתוח בלשני משווה בין מאמרי מחקר מקוריים, מעובדים לתלמידים ומאמרים פופולריים.
  3. ניתוח החשיבה של תלמידים על גרפים באמצעות מעקב אחר תנועות העיניים שלהם.

IMG_1565

 

עיצוב והערכה של מודל חדש להוראת הביולוגיה כחקר בהקשר אותנטי. ד"ר דינה ציבולסקי

מחקר לדוקטורט בהנחיית פרופ' ג'ף קמחי וד"ר ג'ף דאדיק, באונ' העברית.

ד"ר ציבולסקי הציגה בתחילה שתי גישות ללמידת חקר: גישתו של ג'וזף שוואב לפיה ניתן ללמוד על התהליך המדעי בעזרת ניתוח טקסטים מדעיים ולמידה של ההיסטוריה של המדע, לצד גישתו של ג'רום ברונר ללמידת חקר וגילוי במעבדה ( מקומה של המעבדה בביולוגיה – פה). ד"ר ציבולסקי התמקדה במחקרה בגישה של שוואב והכינה יחידת לימוד כחקר בהקשר אותנטי. במסגרת המחקר, ביקרו מספר כיתות י"א במעבדות מחקר העוסקות בנושאים הקשורים לביולוגיה של התא ולאקולוגיה. בביקורם שוחחו הילדים עם תלמידי המחקר שסיפרו להם על עבודתם. לפני הביקור התקיים שיעור הכנה ולאחריו, נערך סיכום רפלקטיבי. המשתנים העיקריים שנבדקו היו תפיסות התלמידים בנושאים:
1. מידת הטנטטיביות של הידע המדעי המתפתח באופן מתמיד.
2. השפעות סוציוחברתיות כמו היחס למחקר בתאי גזע.
3. המדע כמפעל חברתי שבו המדען עובד בצוות,
4. המיסקונספציה כי קיימת שיטה מדעית אחת. (שיטה מדעית אחת, האמנם? – פה)
5. מטרות המחקר המדעי: מחקר בסיסי ולא רק מחקר יישומי

ד"ר ציבולסקי אספה נתונים כמותיים ואיכותניים במשך 4 שנות הפעלת התכנית. לפי הנתונים נמצא כי ההתערבות הוסיפה לשיעור התלמידים התומכים במחקר בסיסי כאחד ממטרות המחקר המדעי. בהשוואה לכיתות שלא השתתפו ביחידה, יותר תלמידים חשבו שיש מתודולוגיות שונות במדע, אולם חלקם חשבו שלכל מדען שיטות משלו. נצפתה עליה בשיעור התלמידים המבינים את הטנטטיביות של הידע המדעי. יתרה מזאת, האפקט נשמר לטווח ארוך ונמצא גם לאחר 6 חודשים מתום הלמידה. 

IMG_1561

לעבד בלי לאבד: השימוש במאמרים מעובדים בהוראה ולמידה לקידום אוריינות דיסיפלנרית. מוריה אריאלי

מחקר בהנחיית פרופ' ענת ירדן, מכון ויצמן למדע

אחת ממטרות החינוך המדעי היא לרכוש אוריינות בתחום הדעת ומיומנויות קריאה של טקסטים מדעיים. מאחר שהמחקר המדעי מהווה תרבות ולה שפה ייחודית, למידת השפה והתרבות הדיסיפלינרית מהווה אתגר לתלמידים. הכתיבה המדעית כוללת ז'רגון מקצועי וטכני, המידע בה דחוס וההתבטאויות מסוייגות ואינן אישיות מתוך שאיפה לבטא אוביקטיביות. בנוסף, במאמר מדעי מדובר יותר על העשייה ולא על מי עשה. אם מופיע מפעיל הפעולה, הוא בדרך כלל אינו משתתף אנושי אלא חלבון, אנזים וכדומה. לעומת זאת, במאמרים פופולריים, מקורות משניים, המדע מוצג בדרך כלל בצורה וודאית יחסית עם פחות עדויות. יש פחות הפשטה בטקסט. מוריה אריאלי, ניתחה מאמר שתורגם ועובד במסגרת יחידת הלימוד "מאלפי הגנים" שפותחה במכון וייצמן. המאמר זה שימש בשנה שעברה כאחד המאמרים בבחינת הבגרות בפרק הבחירה "מבוא לביוטכנולוגיה", פרק שמשולב החל מהשנה הבאה ביחידת ההעמקה "הנדסה גנטית וויסות גנים", ללא יחידת המאמרים. אריאלי ערכה ניתוח לשוני השוואתי של שפת המאמר המקורי, המאמר המעובד וכתבה פופולרית באותו נושא. היא הראתה שבעוד שהמאמר המעובד כולל פחות ז'רגון מקצועי וטכני ויותר הסברים, הוא עדיין קרוב למאמר המקורי מבחינה לשונית, יותר מאשר קרבתו לכתבה הפופולרית.

 

IMG_1564

גרפים- קווים שרואים מכאן כן או לא רואים משם. פרחי ווקסמן

מחקר בהנחיית פרופ' מיכל ציון באונ' בר אילן

פרחי ווקסמן חקרה את הקשר בין תהליכי תפיסה חזותית ועיבוד גרפית. היא עקבה בעזרת מכשור ייעודי אחר תנועות עיניים של סטודנטים כשהם מסתכלים על גרפים בעקבות שני סוגים של שאלות: שאלות לוקליות, שבהן מבקשים פרטים על נקודה ספציפית בגרף ושאלות גלובליות, בהן נדרשים לקרוא עקרון כללי הנובע מהגרף, או כשמבקשים לקרוא בין הנתונים הקיימים. ביצוע מטלה הקשורה לגרף דורשת אינטראקציה בין שלושה מרכיבים: אוריינות גרפית, תכונות התצוגה של הגרף, סוג המשימה. ווקסמן הראתה כיצד משך הזמן הדרוש לעיבוד גרף עמודות תלת ממדי ארוך מהזמן הדרוש לעיבוד דו ממדי והמליצה  להמנע מגרף כזה או מקישוטים שלא לצורך. בנוסף הראתה כי כאשר מציגים את הגרף ללא השאלה לפניו או איתו, תנועות העיניים אינן ממוקדות בגרף וההצלחה בפתרון הבעיות הגרפיות נמוכה יותר לעומת הצגת השאלה לפני הגרף. המלצתה הייתה לתת את השאלה לפני הגרף במצבי בחינה. 

למחרת כשחזרתי לכיתה כדי להנחות את תלמידי י"ב שלי בקריאת המאמר על ריפוי גני, כחלק מיחידת "מאלפי הגנים", סיפרתי להם על המחקר של פרחי ווקסמן ודנו בשאלה "לאן צריך להסתכל בגרף חדש כדי להבין את הממצאים שהוא מציג (גם אם אין שאלה לפניו)?"  זאת משום שכשהתלמידים יסיימו את לימודיהם בתיכון בעוד מספר חודשים לא תמיד יקבלו שאלה לפני גרף, בוודאי אם הגרף יופיע בעיתון או במקום אחר. 

 

 

IMG_1566

IMG_1568

 

חקר עם משמעות – איך למצוא נושא?

אין סוף להפתעות – גם השנה בפרויקט החקר הפתוח עם כיתה ט' בעתיד, תיכון למדעים לוד. התלמידים קיבלו נושא כללי, ביולוגיה, ושלבי עבודה. כל השאר נתון בידי התלמידים ובהנחייה. התחלנו בבחירת "נושא כללי שמעניין אתכם וקשור אפילו במעט לביולוגיה" והכנת סיכום קצר לפי שני מקורות לפחות. בדקנו שהמקורות מהימנים והתלמידים הגישו את הסיכום בפורום ב- moodle ביחידה שהוקדשה לפרויקט. לשמחתי, למרות שזהו פרויקט רשות (עם בונוס) רוב תלמידי הכיתה בחרו להשתתף. מקורות מומלצים: הידען, סיינטיפיק אמריקן ישראל ומכון דוידסוןקישורים למקורות נוספים. רוב הקבוצות בחרו נושא די מהר והאחרים קיבלו סל אפשרויות לבחור מתוכן. השלב הבא היה העלאת שאלות…

איך למצוא מקורות

איך להכין את הסיכום

סל נושאים לחקר בביולוגיה

לחצו על התמונה כדי להגדיל

לאחר שהכינו סיכום, היה על הילדים להציע 3-5 שאלות שעלו אצלם תוך כדי הקריאה. לדוגמה, ס' שמתעניינת באנורקסיה – שאלה "מהן ההשפעות של אנורקסיה על הגוף?". בדרך כלל עדיף לכוון לשאלות סיבתיות ופחות לשאלות תיאוריות. אולם ס' לא התעניינה בגורמים לאנורקסיה אלא בהשפעות על הגוף. הגענו למצב שבו הייתה לס' רשימה של תסמינים והיא לא ידעה כיצד להפוך את הרשימה לעבודת חקר. באופן דומה, א' וע' התעניינו בפעולת מערכת החיסון. הם הכינו סיכום על מערכת החיסון ומה עושים עכשיו?

איך הופכים סיכום לעבודת חקר? לא מספיק לאסוף מספר קטעים ממקורות ולקרוא להם עבודת חקר. איך הופכים סיכום או קבוצת קטעים לכתיבה משמעותית?

שאלות הנחייה לתלמידים להעמקת החקר:

מה לדעתכם עשוי להשפיע על התהליך, התופעה או המערכת המעניינת אתכם? למשל א' וע' המתעניינים בתפקוד מערכת החיסון העמיקו בעזרת השאלה: כיצד משפיעה פעילות גופנית על תפקוד מערכת החיסון?

אולי יש לנושא היבט חברתי? האם וכיצד ניתן לטפל באיידס? היכן אפשר לאתר נתונים סטטיסטיים על איידס האם אפשר לראיין נציגים של הוועד למלחמה באיידס ולהציג את פעילותם.

האם מתאים לקשר בין שני תת נושאים בעבודה? למשל לבדוק את ההשפעה של פעילות גופנית על הזיכרון בעזרת ניסוי ובסקירת ספרות.

האם מתאים ליצור דגם או מודל פיזי? נ' וא' התעניינו בנפרד בהדפסת אברים במדפסת תלת ממדית. הם מצאו שמשתמשים במדפסות תלת מימד לאימון רופאים בניתוחים ולצורך החלפת אברים (למשל מסתמי לב, סחוס וכדומה). נ' הכין סיכום על הנושא ממקורות מגוונים ואף הציע רעיונות חדשים לשימוש בטכנולוגיה. לא' הפרויקט הגיע ממש בזמן. במהלך חצי השנה האחרונה הוא בנה מדפסת תלת מימדית משום שהוא "פשוט אוהב לבנות דברים" כך אמר. א' הדפיס גולגולת, לב ומוח מוקטנים מהחומר הפלסטי המשמש כ"דיו". א' סיפר שאמנם הבנייה הראשונית של המדפסת ארכה ימים ספורים אבל ברוב הזמן שעבר מאז הוא עסוק בפתרון בעיות כמו התאמת שורות ההדפסה, מניעת קצרים ובעיות טכניות נוספות. הוא מתחיל בקרוב לבנות כרסמת ממוחשבת (CNC) כך סיפר. לכן עלה לו הרעיון לקשר את המדפסת תלת המימד לפרויקט בביולוגיה. א' ונ' חברו ויציגו יחד את הפרויקט שלהם – הם יראו לכיתה את המדפסת בפעולה, יציגו דגמים שא' הדפיס ויסבירו על שימוש בהדפסה תלת מימד ברפואה ובמחקר.

אפשר להמשיך ולשאול את התלמידים:

האם מתאים לחקור את התהליך או המערכת הנחקרת בעזרת מודל ממוחשב? למשל: כיצד עפות ציפורים במבנה? כיצד ניתן לחזות התפשטות של וירוס? מה ההשפעה של עיקור חתולים על מערכת אקולוגית? כפי שמציעה עינת גיל ברשומה על חקר מערכות מורכבות בעזרת מודלים. דוגמאות נוספות: מודל ליחסי טריפה ורעל באקולוגיה, פוטוסינתזה, מודל לברירה טבעית.

האם מתאים לתאר את התהליך שבו מתעניינים בעזרת סרטון אנימציה? למשל ד' בחרה בתסמונת דאון כנושא לעבודה והשאלה שהתמקדה בה הייתה מה בתהליך המיוזה (תהליך יצירת תאי הרבייה) גורם לגמטה פגומה? ד' מתכוונת להדגים בעזרת אנימציה של מודל פיזי, תהליך של מיוזה תקינה ותהליך של מיוזה הגורמת לטעויות של אי הפרדה של כרומוזומים כמו אלו הגורמות לתסמונת דאון. דוגמה נוספת היא האנימציה שהכינה תלמידת ט' על תהליך המיטוזה (חלוקת התא)

חקירה ניסויית, ביצוע ניסוי לבדיקת הקשר בין שני משתנים או יותר שלפחות אחד מהם קשור לנושא הנבחר. לדוגמה תלמידי י"א שביקשו לעשות את המחקר שלהם ב"פרויקט הביוחקר" על אבולוציה, החליטו לבדוק האם הגדלת השונות הגנטית בחיידקים באמצעות קרינת UV, מגדילה את הסיכוי להשרדות זני חיידקים מסויימים תחת עקת חום. הכיף הוא שפעמים רבות מתחילים בניסוי פשוט ומגלים תופעות חדשות עם קבלת התוצאות. למשל תלמידי י"א אחרים שבדקו את השפעת הטמפרטורה על גידול חיידקים מחלב לא מפוסטר מצאו שיש סוגי חיידקים שגדילתם קטנה עם העלייה בטמפרטורה, כפי שציפו. להפתעתם גילו שמספר המושבות של זנים אחרים של חיידקים עולה עם העלייה בטמפרטורה (עד גבול מסוים). יהיה מעניין לקרוא את ההסבר שלהם להתנהגות שני הזנים השונים.

האם מתאים להתייחס להיבט האישי בעבודה? פה חשוב להתנהל בזהירות רבה – לפעמים תלמידים רואים בפרויקט הזדמנות להכיר את עצמם ואת המשפחה שלהם, לברר יותר על מחלות שמעניינות אותם משום שהם או קרובים שלהם לוקים בהן. חשוב להתייעץ עם היועצת/המחנכת וההורים, לאפשר לילד להפסיק את התהליך בכל זמן שירצה ולהיות קשובים לכל פנייה שלו/ה. לדוגמה,

מחלת אשר הגורמת לעיוורון וחרשות ועוברת בתורשה – זו מחלה הגורמת לסבל רב ללוקים בה ולבני משפחתם. התלמיד ד' קרא על המאפיינים והגורמים למחלה זו העוברת בתורשה במשפחתו. הוא בירר את דפוס התורשה בעזרת בניית אילן יוחסין ומצא שאין סיכוי שילדיו יחלו במחלה, בתנאי שבת זוגו תיבדק וימצא שאינה נושאת את האלל הפגום. ד' ראיין את סבתו על ילדותה כעיוורת וחרשת. זו הייתה חווייה מטלטלת בשבילו ואחת הסיבות בשלן החליט שלא להמשיך במגמה הביולוגית.

התלמידה ש' שביקשה לחקור את הגורמים למחלת הסרטן וטיפולים חדשים במחלה, לאחר שאיבדה את אימה מספר שנים קודם לכן. התלמידה למדה על תרופות ביולוגיות המותאמות לגידול, אולם בחרה שלא להציג את עבודתה בפני הכיתה. בניגוד לתלמיד ד', ניכר היה שהלמידה על הטיפולים החדשניים בסרטן היתה בשבילה חלק מתהליך של התחזקות רגשית. בניגוד לד', התלמידה ש' הרגישה שהידע והאפשרות ללמוד ולהבין את ההיבטים הרפואיים של הטרגדיה שעברה משפחתה, מחזקים אותה והיא בחרה כפי שתכננה קודם, ללמוד במגמה לביולוגיה.

גם נ' גילה על עצמו דברים חדשים. בהתחלה הוא הכין אילן יוחסין של פנוטיפ: מבנה גוף קטן המופיע אצלו ואצל חלק מבני משפחתו. התברר לו שהאילן מצביע על דפוס של תורשה מנדלית-דומיננטית. הוא סיפר לי שאחרי שראה את אילן היוחסין והבין לפיו שיתכן שהילדים שלו יסבלו מאותו מצב, הוא הלך עם הוריו אל הרופא והם הביאו איתם את אילן היוחסין ששירטט. התברר להם כי מבנה הגוף הקטן הוא כנראה מצב תורשתי הניתן למניעה ובלבד שמטפלים בילדים בגיל צעיר. עכשיו הוא ומשפחתו יודעים שכשיביאו ילדים עליהם להיות מוכנים עם הטיפול הנדרש. מאז הוא סיפר לי על כך בהתרגשות כמה פעמים. לאחר הבירור הוא הרגיש שמיצה את הנושא וביקש להחליף לנושא חדש: גידול בשר למאכל בתרבית. במהלך הקריאה על הנושא הוא נתקל בנושא של הדפסה תלת מימדית של תאים וסוף סוף הוחלט – שיציג יחד עם א'…

מצב כזה של "יצירתיות יתר" דורש הכוונה לאיזון בין היצירתיות לבין השלמת הביצוע. אני נוטה לאפשר את המעבר בין הרעיונות ולעודד את היצירתיות עד שלב מסוים בעבודה, ואז לכוון את התלמיד להתמקד באחד מהרעיונות לפני שממשיך עם רעיון חדש. דוגמה נוספת:

נ' העלתה מספר רעיונות עד שהחליטה להתמקד בנושא החיסון נגד וירוס הפפילומה. היא אמרה: "אני לא חוסנתי כי שאלנו וקראנו מאמרים שהיה כתוב בהם שהוא מסוכן". מכיוון שבעיני האפשרות לחסן היא אחת ההצלחות הגדולות של הרפואה וחיסון הפפילומה הוא הזדמנות חסרת תקדים לחיסון נגד אחד הסוגים המסוכנים של סרטן, ראיתי בכך הזדמנות טובה ללמידה. עודדתי את נ' להמשיך וללמוד את הנושא יחד עם חברתה א' וביקשתי שתשלח לי את המאמרים עליהם היא הסתמכה. זו הייתה הזדמנות לפיתוח חשיבה ביקורתית והערכת המהימנות של מקורות. נ' שמה לב שהמקורות ששלחה הם עיתונות פופולרית, עיתונות יומית או טלוויזיה – דיברנו על מהימנותם המפוקפקת והערכנו מקורות מהימנים יותר. היא המשיכה ללמוד את הנושא ומידי פעם הייתה מגיעה עם רעיון חדש, ביקשתי שתמשיך עם הרעיון המקורי ותעבור לחדש אחרי שתסיים. בשלב מסוים הגיעו נ' וא' ואמרו שאינן יכולות להמשיך כי העדויות אינן חד משמעיות. השבתי שמצב כזה מאפיין שלבים מסוימים בתהליך המדעי, וחשוב להכיר את העדויות לכאן ולכאן. הסברתי שהעובדה שמצאו עדויות לכאן ולכאן היא סימן לכך שהעמיקו. בינתיים התקדמנו בשלבי הפרויקט והגענו לשלב שבו התלמידים מציגים במספר מילים את הפרויקט שלהם למשוב אמצע ("הנושא שלי הוא…בדקתי אם….מצאתי כך…הבעיה העקרית שלי היא…") והכיתה מציעה רעיונות לפתור את הבעיה. נ' נגשה בסוף השיעור ואמרה שהיא לא מעוניינת להמשיך בנושא וביקשה לעבור לאחר הנושאים האחרים שהציעה: טיפולים בעקה פוסט טראומטית – הפעם המקורות עליהם התבססה היו איכותיים מבחינה מדעית. עקב נחישותה להפסיק לעבוד על החיסון, והעובדה שהתקדמה והשתמשה במקורות איכותיים יותר – אישרתי את החלפת הנושא. אני חושבת שלאחר שראתה שהממצאים שגילתה במקורות המהימנים מתנגשים עם האמונה שלה שהחיסון מזיק, חוותה קושי רגשי להמשיך בפרויקט. לעומת זאת חברתה ממשיכה לעבוד על הנושא וגילתה בינתיים את הבסיס למספר סילופים של מתנגדי החיסון.

וחזרה לס' שהייתה צריכה להפוך רשימה של תסמינים של אנורקסיה – לעבודת חקר: סיכמנו שתבחר באחד מהתסמינים ותעמיק ללמוד על הקשר בין אנורקסיה למערכת הפיזיולוגית המושפעת. למשל אם חל עיכוב בהתפתחות בגלל אנורקסיה, שתעלה שאלות כמו: מדוע אנורקסיה גורמת לעיכוב התפתחות? האם מעורבת הפרשה של הורמון הגדילה? אינסולין? גליקוגן? למה גורם המחסור בגלוקוז? בחלבונים? נדמה לי שאם ס' שואלת, חושבת ולומדת – היא חוקרת. גם אם החקר הוא עיוני ולא ניסויי. הפרקטיקות המדעיות מגוונות וכוללות הרבה מעבר לחקירה ניסויית: בניית מודלים, שאלת שאלות, חיבור הסברים, חשיבה חישובית וניתוח מערכות בעזרת מודלים ממוחשבים ועוד.

אודה על כל תגובה או סיפור על חקר במדעים…

 

עוד על למידת חקר:

משאבים על למידה בדרך החקר באתר המחונ-NET.

ובבלוג זה: מהו חקר – מיפוי מושגים, למידה בדרך החקר ,  חקר – מיומנות או חשיבה?  , איך לעשות? איך להתחיל?      

אורחים: גדי איתי, חקר מכוון תוצר או תוצאה?    דר' עינת גיל, ניתוח נתונים בעזרת מערכות מורכבות

הזמנה לדיון: למידה בדרך החקר, מיומנות או דרך חיים?

ישנם מספר רבדים בהבנה של המושג "למידה בדרך החקר". יש הרואים בה קבוצה של מיומנויות, יש הרואים בחקר דרך חיים ואופן חשיבה ויש הרואים בחקר אוסף של פרקטיקות מדעיות. מדוע מורים שונים רואים בחקר דברים שונים? אולי יש ויכוח על חלקו של החקר בידע המדעי? אולי הרציונל ללמידת החקר אינו ברור?

מה משמעו של ידע המדעי? מה כולל ידע מדעי?

הידע המדעי כולל ידע מושגי ועובדתי וידע של פרקטיקות מדעיות. לפיכך, למידה בדרך החקר מאפשרת ללמוד את תחום הדעת לא רק כרשימה של עובדות אלא ללמוד את הפרקטיקות ואת כללי הראיות והעדויות הנהוגים בתחום הדעת. זהו אופן למידה המוביל להכרה והבנה מקיפה של תחום הדעת לעומקו. ראייה זו באה לידי ביטוי במסמך של המועצה האמריקאית למחקר לאומי  NRC, Inquiry and the national science education standards: A guide for teaching and learning

מדוע למידה בדרך החקר?

ידע של מומחים לעומת מתחילים. למידה בדרך החקר מאפשרת ללומדים לבנות את הידע האישי כמו שמדענים ומומחים בונים את הידע האנושי – ללמוד מדע כמו שעושים מדע. ראייה זו צמחה מתיאוריות למידה קונסטרוקטיביסטיות הגורסות כי כדי לדעת מדע יש לדעת איך עושים מדע והדרך הטובה ביותר לשם כך היא להתנסות במחקר מדעי. הגדרה זו קיבלה ביטוי במסמך  How people learn, Bransford JD et al., National Research Council

חשיבה ביקורתית. החקר מאפשר לפתח חשיבה ביקורתית ויכולת להעריך טיעונים. כלומר, החקר הוא דרך לארגומנטציה.

לומדים לכל החיים. למידה בדרך החקר עוזרת לתלמידים לפתח הרגלים של לומדים לאורך החיים, life long learners, נוהג החשוב בעיקר ב-"עידן הידע" של המאה ה-21, כשהידע מתקדם ומשתנה במהירות Education for life and work: Developing knowledge and skills in the 21st century, NRC 2012 Pellegrino et al., eds

הדיון בין שתי הגישות התעורר במהלך מפגש בהשתלמות מורי מחוננים בנושא "למידה בדרך החקר". ליתר דיוק, עלתה השאלה: תפקידו של מי הוא ללמד את מיומנויות החקר? האם יש להפריד בין הוראת החקר כמיומנויות לבין הוראת החקר כחשיבה והבנה של התחום? ההשתלמות עסקה בהיבטים שונים של למידת חקר. למשל, רמות החקר השונות והתאמתן לתלמידים מחוננים, למידת חקר כאפיק לביטוי של חשיבה ביקורתית ויצירתית, פעילויות חקר קצרות, למידה המבוססת על בעיה ולמידה המבוססת על פרויקטים. חלק מההשתלמות הוקדש להוראת מיומנויות החקר בתחומי הדעת השונים, למשל, במדעי הרוח והחברה עסקו המשתלמים יחד עם גדי איתי, מדריך ארצי באגף למחוננים במשה"ח, בפרשנות, דיון וטיעון. ובמדעי הטבע עסקנו בהוראת מיומנות הניסוי המבוקר ובעיבוד וניתוח של נתונים. הסוגיה עלתה במהלך שיעור מקוון על הוראת המיומנות של עיבוד וניתוח של נתונים במדע – הנה קישור לשיעור. הדיון חשוב בעיננו וגדי איתי הציע שנפתח אותו לקהילה (קהילת החקר, המורים, מורי מורים, מנהלים, מורי מחוננים וכל מי שרוצה לתרום).

אז הנה, נודה מאד לכל המוכן לתרום מנסיונו ומהתובנות שלו או שלה

  • איך צריך ללמד בדרך החקר? כמיומנויות? כדרך חיים?
  • האם יש להפריד בין הוראת החקר כמיומנויות לבין הוראת החקר כחשיבה והבנה של התחום?
  • היכן ללמד את המיומנויות? ואת דרך החיים? בבית הספר? במרכז המחוננים?

הנה הדיון כפי שעלה בהשתלמות. המשתלמים התבקשו לספר על פעילות שהם עושים עם תלמידים כדי ללמד אותם לעבד נתונים. הנה חלק מהדברים שכתבו:

(מיה) "… אני חייבת לציין שבעיניים שלי, אפשר היה לראות תוצאות מובהקות אבל התלמידים לא תמיד יודעים לנתח את הנתונים. יש הרבה מושגים שאין להם בגיל הזה עדיין כמו ממוצע, סטייה, טעות במדידה…אני מעדיפה לדלג על השלבים האלה כי (כמו שכתבתי קודם) לדעתי זה תפקידה של המערכת הפורמלית ללמד אותם. אני מעדיפה להתמקד בהבנה של התוצאות."

"…אפשר וחשוב ללמד מיומנויות וטכניקה וכדאי לעשות את זה דרך דוגמאות מעשיות. אבל אז המטרה של ההוראה היא אותן מיומנויות. אם אני מגדירה שמטרת הקורס שלי היא אחרת (לדוגמה, חשיפה ליחסים בין חרקים וצמחים בעולם הטבע) אז אלמד בהקשר הזה. זה לא שצריך אצלנו (במרכז המחוננים ג"ק) "להספיק את החומר" ולכן אי אפשר להקדיש לזה כמה שיעורים. זה פשוט לא הנושא שאותו מלמדים"

(לינה) "רציתי להגיב למיה בעניין שהתלמידים ילמדו בבית הספר את הטכניקה והמיומניות  אפשר יהיה לעשות קורס קדם או חובה לכל התלמידים המתחילים במרכז שנקרא שיטות מחקר בדברים הבסיסיים לפחות ואז התלמידים יוכלו להתקדם הלאה."

"אני גם חייבת להגיד שנושא זה מאוד קרוב אלי ,כאשר נכנסתי ללמד במרכזי מחוננים דרשו ממני לבנות קורס שנקרא שיטות מחקר ואז מאוד נגעתי בדברים האלה וידעתי  שאין דרך שתעזור לתלמידים לרכוש והמחיש את הנתונים יותר מאשר ההתנסות והדוגמאות הקרובות אליהן…"

 (ענת) "אני דווקא מאד אוהבת להסביר לתלמידים את הכלי "סטטיסטיקה" בשעורי "כלכלה" בקורס שאני מעבירה, אנחנו עושים בכיתה 1. סטטיסטיקה- כמה מהתלמידים הם בכורים (או שיש להם אחים בכורים מחוננים- (הרב), ואז אני אכן שואלת לדעתם- מה הם חשובים שמשפיע ולמה?…. ואנו מציעים דרכים אולי- לחקר – פיענוח התופעה, 2. אחר כך אנו עושים ממוצע של מספר הילדים למשפחה- מדברים על גודל מדגם, ובוחנים באתר הלמ"ס מה הסטטיסטיקה או נכון יותר, נתוני האמת בישראל…"

מה דעתך?

הוראה באמצעות חקר מקרים – case studies

case studies הם סיפורים עם מסר לימודי המציגים בפני התלמידים בעיות אותנטיות, תרחישים הבנויים על סיפורים מהחיים האמיתיים ומשמשים כבסיס להוראה. זו אסטרטגייה הנהוגה לעיתים בבתי ספר לרפואה, משפטים ולמנהל עסקים ומכונה למידה המבוססת על בעיות (Problem Based Learning, PBL). לדוגמה, בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת בן גוריון, לאחר שהסטודנטים השלימו את קורסי המבואות, הם מנתחים ופותרים מקרים מורכבים, רובם לקוחים מהנסיון של מוריהם רופאי סורוקה.

הלמידה מתבצעת בקבוצות קטנות המקבלות מקרה לפתרון. בשלב הראשון עליהם להבין את הבעיה ואת אשר עליהם ללמוד כדי להיות יכולים לפתור אותה. הם לומדים ומבררים, מחליטים על בדיקות ובירורים נוספים אם צריך. המורה יושב בצד, מצמצם את עצמו ונותן מקום לתלמידים לנהל את הלמידה שלהם. לאחר שיש לפניהם את כל המידע שהם מעריכים שהם זקוקים לו, הם מציעים פתרונות ובודקים את המקרה לפי התאמתו לפתרונות. לבסוף הם מגיעים לפתרון או פתרונות אפשריים לנושא.

אפשרות נוספת היא להציג מקרה שכתוב כדילמה המתחילה עם רקע אישי של פרט, או קבוצה. תיאור המקרה מתפתח להצגת הבעיה שיש לפתור אותה.

תפקיד המורה הוא לעזור לתלמידים לעבד ולנתח את הנתונים ולשקול את הפתרונות האפשריים והשלכותיהם. המורה משמש כמנחה. תפקיד המנחה הוא לדאוג לתהליך הקבוצתי, לעודד שתקנים, לבלום משתלטים, לפקח על תרבות הדיון, למנוע מאבקי כוח ולעזור ללומדים לנהל את הזמן כיאות. המנחה לא מתערב בתכנים או פותר מחלוקות בקשר לנושא הנלמד או מעביר ידע, מונע העברת טעויות ומיס קונספציות אבל שולט בעצמו ואינו מתחלק בידע שלו כאשר הדיון מתנהל כשורה.

שאלות מלוות: אל סיפור המקרה מצורפות שאלות ממספר סוגים.

  • בתחילה, שאלות ידע והבנה, לאחר מכן
  • שאלות המזמנות ניתוח הנתונים,
  • חיפוש מידע נוסף וניתוחו,
  • שקילת פתרונות מרובים וקבלת החלטות, ולבסוף
  • שאלות 'רחוקות' יותר המאפשרות "העברה" ('טרנספר') של הידע לנושא אחר.

כיצד לכתוב חקר מקרה? ראשית, יש למצוא בעיה שתעמוד בבסיס חקר המקרה. יש לתכנן את הבעיה בהדרגה לוגית – מהשכיח והפשוט אל הנדיר והמסובך, מכאלו הדורשות רק מושגי יסוד לכאלו שהן מורכבות יותר ונשענות על ידע שכבר נרכש. ניסוח בהיר וחד משמעי, שהבעיות תקפנה את מכלול הנושאים בתחום המסוים. דרך טובה לניסוח בעיה היא יצירת הדמייה של מצבים מציאותיים.

כיצד ללמד באמצעות חקר מקרה? 

  • ניתן לקרוא יחד את המקרה ולעסוק בדרכים לפתרון בדיון כיתתי,
  • אפשר לעבוד בקבוצות או כעבודה אישית כלמידה סביב בעיה.
  • ניתן להציג את המקרה והשאלות בעזרת מצגת
  • וניתן לתת חלק מסיפור המקרה כשיעורי בית וכך להתחיל  את הלמידה באופן יחידני.

 

שלבי העבודה סביב הבעיה:

pbl

(מקור וקריאה נוספת: PBL teaching and learning template)

השימוש ב-case studies מגייס את מעורבותם של התלמידים וגורם להם להפעיל חשיבה על סוגיות בנושא הנלמד. פעילות של ניתוח מקרים ופתרון בעיות מאפשרת לתלמידים להרגיש חלק מה"עולם האמיתי" ומגרה אותם לחפש מידע ולחשוב על רעיונות שיעזרו להם לפתור את הבעיה.

אני משתמשת בחקר מקרים בהוראה בתחומי הביולוגיה בעיקר בפיסיולוגיה. הכיף הכי גדול בהוראה באמצעות ניתוחי מקרים הוא כשהתלמידים עצמם מחברים את סיפורי המקרים והשאלות. אפשר להגיע לכך עם תלמידים המנוסים בניתוחי מקרים.

קישורים לאתרים עם/על case studies:

 

תעלומות ותרחישים אינטראקטיביים – Scenario based learning

תעלומות ותרחישים אינטראקטיביים,  "חקר מקרה"

למידה המבוססת על תרחישים (scenario based learning) היא אסטרטגיית הוראה המבוססת על בעיה (PBL). זו פעילות המדמה תהליך חשיבה מהחיים האמיתיים ומדגימה את האותנטיות והרלוונטיות של התוכן הנלמד.  תהליך הצגת הבעייה ופתרונה משלב החלטות ובחירות של התלמיד/ה, בדומה לחקר מקרה (case study) אינטראקטיבי המזמין את התלמידים לבחור בין אפשרויות שונות במהלך פתרון הבעיה. התלמידים יכולים לעבוד באופן אישי בקצב שלהם (ראו פה למידה לשליטה, למידה מותאמת אישית), או בקבוצות. היכנסו לדוגמאות שבאתר Science mysteries כדי להתרשם. הנה דוגמה בהוראת אסטרונומיה, דמוגרפיה, ודוגמה מתחום הרפואה, מדעיםרב תרבותיות בצבא.

איך מתכננים פעילות למידה המבוססת על תרחיש?

יש לבחור בבעיה מורכבת שקשורה למטרות הלמידה ולהציג אותה כמצב הדורש דיון, חשיבה, למידה וקבלת החלטות. אפשר לארגן סידרה של אירועים באופן לוגי כאשר לכל החלטה של התלמיד יש השלכות ומשוב. 

בגרסה הפשוטה יחסית מציגים את האתגר, נותנים לתלמידים לעבור בין משאבי למידה, לקרוא, לצפות, להתנסות – ולבחור בין אפשרויות.

 

scenario2

 

scenario1

 

אפשרות נוספת היא לתאר מצב ולבקש החלטה, בחירה בין אפשרויות. למשל תיאור של חולה המגיע למיון, מה עשוי לגרום למצבו? מה תבדקו? בכל פעם שהלומד בוחר בין אפשרויות הוא מקבל משוב לבחירה שלו. הלומד מוזמן לכתוב או להקליט הסבר או להעלות אפשרויות ולהציע בדיקות או טיפול. ההתקדמות היא לוגית ומסתעפת.  תכננו קודם את המסלול המיטבי או כמה דרכים מיטביות והפעילו את הפעילות במסלול זה, סמנו לכם היכן הלומדים יכולים לסטות מהמסלול המיטבי וכיצד למשב את הסטיות הללו. אם הן מובילות לדרך נכונה נוספת, הוסיפו אותה לפעילות. ואם הן מובילות לתוצאה לא רצוייה, משבו,"שקמו" את המצב והציעו דרך לחזרה לכיוון הנכון.

 

כלים לתרחישים 

למידה המבוססת על תרחישים אינטראקטיביים מתאימה במיוחד למדיום הדיגיטלי – המאפשר הסתעפויות, קישורים וגישה נוחה למשאבים. הדרך הפשוטה ביותר להרכיב תעלומה אינטראקטיבית היא בפאואר פוינט והיפר-קישור (היפר קישור בוויקיפדיה, מצגת לדוגמה תעלומת סלמונלה). ישנן תוכנות ייעודיות המאפשרות להרכיב תעלומות כאלו למשל התכנה (לא חינמית) StoryLine של Articulate המשמשת בעיקר להדרכה בתעשייה, הנה דוגמה בנושא סיגנונות ניהול. אפשרויות חינמיות הן טוויין – המשמש לחיבור סיפורים לא לינאריים ו- SBLi התוכנה האוניברסיטאית בקוד פתוח. אני משערת שגם אתר גוגל סייטס יכול להתאים.

אני לא מכירה תרחישים רבים בעברית. האסטרטגיה משמשת בעיקר בעולם ההדרכה בארגונים ובתעשייה. לכן יהיה מאד מעניין לראות תרחישים בהוראה ביסודי, תיכון והשכלה גבוהה. חשוב רק לוודא שהתרחיש יציג בעיה אותנטית ומורכבת, יאפשר למידה פעילה, יהיה אינטראקטיבי ויאפשר חשיבה מסדר גבוה.

ZappyLab – יישום חינמי למעבדות

גל חיימוביץ סיפר לי על פרויקט נהדר בשם ZappyLab בטבלטים וטלפונים – זה יישום חינמי שבו אפשר להטעין את כל הפרוטוקולים המצטברים במעבדה – מאפשר לכתוב גם בעברית, ולחלוק פרוטוקולים עם עמיתים. בנוסף, ניתן לכתוב במחברת מעבדה דיגיטלית שיתופית, איסוף נתונים וייצוא לגליון אסקל וכל זאת עם גיבוי בענן. הורדתי והתלהבתי מאד. אפשר לבנות את הפרוטוקול ביישום באופן שבו כתוב מה צריך לעשות ויש טיימר ליד כל שלב לפי הזמן שכתבת בפרוטוקול. protocols.io מנסים לגייס כסף ב- kickstarter כדי להעמיד את האפשרות ל- crowdsourcing כלומר השיתופיות בקהילת המדע וההוראה. נשארו עוד 3 ימים לקמפיין וחסרים להם 22,000$ .

ZappyLab הוא יישום באייפד ואנדרואיד המלווה במעבדה, מתאים לאוניברסיטה וגם לתיכון. היישום כולל מונים (counters), טיימר, עקומות גדילה המאפשרות לתעד ולייצא נתונים, מחשב מולריות. אפשר לכתוב במחברת שיתופית ואינטראקטיבית. זו דרך המאפשרת לתלמידים לשתף פעולה בכיתה ובין כיתות. השנה אני מנחה פרויקט ביוחקר, חקר עצמאי – אני מתכננת לנהל את הפרויקט באתר wikispaces classroom, אנסה לשלב גם ZappyLab ולראות כיצד מאגר הפרוטוקולים הגדול בטלפון או בטבלט, בנוסף למקום שבו התלמידים יוכלו לכתוב ולייצא נתונים יעצים את החקר.. בקיצור הפרויקט נראה לי מאד מלהיב ומבטיח בשיתופיות ובעזרה שלו לניהול נתונים ופרוטוקולים – היכנסו לקיקסטרטר כדי לעזור!

גילוי נאות: כמובן שאני לא מקבלת שום טובת הנאה מהפרסום מלבד הסיכוי שהפרויקט ימשיך והתלמידים שלי יהנו.

zappylab

על חקר מכוון תוצר ועל חקר מכוון תוצאה. מאת גדי איתי

(פוסט אורח של גדי איתי, מדריך באגף לתלמידים מחוננים ומצטיינים במשה"ח)

ישנו בלבול שברצוני להבהיר בעזרת הבחנה שאולי תתרום להבנה טובה יותר של תהליכי חקר של תלמידים. זו ההבחנה בין תוצאת החקר לבין התוצר של תהליך החקר. הבלבול תורם, לדעתי, להתמקדות בטפל ולהשקעת זמן ומאמצים גדולים מדי בתוצר על חשבון התוצאה.
תוצאת או מסקנת החקר היא בעצם התשובה לשאלת החקר. כאשר התלמיד נכנס לתהליך של חקר הוא מנסח שאלת חקר עליה הוא מנסה לענות המנחה את בחירת שיטת העבודה. התשובה יכולה להיות בצורת מידע שנאסף, בצורת תוצאות כמותיות או איכותיות של ניסוי או תצפית או בצורת עמדה מנומקת או טיעון לטובת תשובה על שאלת החקר. זוהי תוצאת החקר. ההסבר לכך שתהליך חקר נותר ללא תוצאה יכול להיות שאין לשאלת החקר תשובה או שאין לה תשובה חד-משמעית למרות שהשאלה מנוסחת היטב (ובשני המקרים האלה אי-התוצאה היא בעצם סוג של תוצאה) או משום ששאלת החקר לא-נוסחה היטב או שתהליך החקר כשל או לא מוצה עד תום (בשני המקרים האלה תהליך החקר כשל).
התוצר של תהליך חקר יכול להיות פוסטר, מצגת, הרצאה, עבודה כתובה, אינפוגראפיק, יומן המתעד את התהליך וכו', או כל שילוב של תוצרים כאלה. בתוצר נדרש התלמיד להציג לעמיתיו ולמוריו בצורה מובנת, מאירת עיניים ותקשורתית גם את תהליך החקר וגם את תוצאותיו. התוצר יכול לשמש להצגת החקר בפני הורים וצופים חיצוניים אחרים. כאשר עובדים על התוצר יש טעם להשקיע בשאלות של בהירות, בחירת המידע להצגה ובשאלות של טעם.
אסביר בעזרת דוגמה הלקוחה מלימודיו של בני. תלמידי כיתתו (כיתה ח') השתתפו בפרויקט חקר סביב הבחירות לכנסת ה19 שנערכו בשנת תשע"ג. בני ושני חבריו בחרו לחקור את השאלה "האם יש אזרחי ישראל המגיעים לארץ רק ליום הבחירות, בוחרים וחוזרים לחו"ל, ואם כן, מה מאפיין אותם?" שיטת המחקר עליה החליטו הייתה לנסוע לשדה התעופה ביום הבחירות ולראיין נוסעים יוצאים. תוצאות החקר היו שמרבית הנוסעים עמם שוחחו לא הצביעו כלל (כי לא היו אזרחים או שלא התעניינו בבחירות), אך היה מיעוט של נוסעים, בעיקר חרדים, שהגיעו לבחור וחזרו כבר ביום הבחירות לבתיהם בחו"ל. המורה ותלמידי הכיתה בחרו לייצג את תוצאות הפרויקטים באמצעות כמה תוצרים: מצגת שהציגה את התהליך, תמונה אילמת שצולמה במשך הפרויקט ומייצגת בעיני הקבוצה את התוצאה (ושהודפסה באיכות גבוהה ונתלתה בתערוכה), עבודה כתובה המציגה את התוצאות והצגה מילולית בשיחה עם הורים ועמיתים. תשומת הלב היחידה לתוצר במשך תהליך החקר היתה הדרישה לצלם תמונות סטילס.
כאשר מדברים על חקר מכוון תוצר, נוצר מצב, לפעמים, שבו התלמיד ומנחי החקר שלו עסוקים כבר בתחילת התהליך באופן בו יוצגו התוצאות. העבודה על התוצר והמחשבה עליו מפריעות למימוש מלא של תהליך החקר ולהשגת תוצאות משמעותיות וסוף דבר שהתהליך נפגע. הסממן לכך הוא שאנו עומדים בפני תוצר נאה ומושך-עין אך דל-תוכן שאינו משקף תוצאה מעניינת או רצינית של תהליך החקר. כדי למנוע זאת אני מציע לחלק את החקר לשני שלבים עיקריים ומובחנים מבחינת זמן. ראשית, חקר ממוקד תוצאה – זה השלב החשוב מבחינת ההתפתחות האינטלקטואלית של התלמיד ולכן מירב הזמן והמאמץ צריכים להיות מוקדשים לו. כאשר יש בידי התלמיד תוצאה הולמת של החקר שהוא מבין ומשוכנע בה ככל האפשר, או אז לעבור לשלב השני ולדון בשאלה "מהי הדרך הטובה ביותר להציג את התוצאות?". שאלה זו תלויה בגורמים הקשריים כמו קהל היעד (הורים? כלל השכבה? כל בית הספר?) הזמן העומד לצורך ההצגה, דרישות המערכת וכד'. הדבר היחיד הקשור לשלב בניית התוצר שראוי לחשוב עליו בשלב החקר עצמו הוא הצורך בתיעוד התהליך.
מורה המתכנן תהליך חקר צריך, לדעתי, לחשוב מראש גם על התוצר הרצוי (אם כי לא בהכרח להציגו לתלמידים). כאשר מתכננים מראש את התוצר הרצוי ניתן לחשוב על תוצרים שידגישו ויעודדו השגת תוצאות של ממש ויאפשרו להתרשם מן התוצאה ולשפוט את רצינות התהליך והתוצאה. עבודות כתובות ארוכות למשל הן בעייתיות מבחינה זו שכן יש תלמידים המסוגלים לכתוב עבודה ארוכה וכתובה היטב על כלום. גם מצגות פתוחות למניפולציות דומות. הרצאה ודיון (שבו המורה ועמיתים שואלים שאלות) הם טובים יותר מבחינה זו וכך גם היצגים ברורים של תוצאת החקר.
סיכומו של דבר, תוצר חקר ללא תוצאה הוא החמצה, תוצאה ללא תוצר היא אילמת.

עוד על למידת חקר בבלוג:

עיצוב סביבה אינטרנטית לליווי תהליך חקר

האתגר בבניה של סביבה מתוקשבת שתשמש להנחייה וליווי של תהליכי חקר הוא שיש לה לפחות שני בוסים בעלי מטרות שונות: המורה והתלמידים. המורה זקוק לסביבה כדי לארגן את העבודה עם צוותי התלמידים – כלומר המורה משתמש בסביבה לצורך ניהול פרויקט בצוותים, הערכה מעצבת של איכות התהליך, עבודת הצוות ותוצרי הביניים והערכה מסכמת של התוצרים הסופיים. התלמידים זקוקים לסביבה כדי לקדם את החקר שלהם: להתחיל, לעבור בין שלבי העבודה להפיק את תוצרי הביניים, לקיים דיונים ולקבל החלטות משותפות, לשפר תוצרים ולהציג את התוצרים הסופיים. 

לכן המטרות הספציפיות של סביבה מתוקשבת להנחיית תהליכי חקר הן:

  • לספק מקום לאינטראקציה מוגנת בין התלמידים ובין התלמידים למורה
  • להציג תוצרי ביניים ותוצרים סופיים באופן מוגן לצורך הערכה מעצבת ושיפור מתמיד
  • לסייע בארגון, בליווי ובהנחייה של תהליכי חקר
  • לתעד את התהליך לצורך הערכה מעצבת באופן מוגן.
  • לספק מקום פתוח להצגת תוצרי החקר לציבור המתעניין.

אילו סביבות Web 2.0 עשויות להתאים?

הברירה העקרית היא בין מערכות המנוהלות על ידי הארגון כמו moodle לבין מערכות פתוחות כמו wikispaces classroom . אפשרות שלישית היא שילוב בין השניים, להשתמש ב- moodle ולשבץ בה כלים פתוחים.

פלטפורמה לסביבה אינטרנטית להנחיית חקר:

דוגמה לשימוש ב- moodle כסביבה לניהול פרויקט של חקר

מאפיינים כלליים: כניסה בסיסמה מאפשרת הגנה על התהליך והחומרים. אפשר לארגן את הסביבה באופן הבא: project2014 (1)

  • ראשית, הצגת הפרויקט בעזרת תמונה ומצגת המסבירה את העומד להתרחש במהלך הפרויקט: מטרות, תיאור מהלך ושלבים.
  • תמונה של לוח הזמנים להגשת החומרים
  • פורום לכל שלב בעבודה: בכל פורום יופיעו הנחיות ברורות לנדרש ודפי הסבר נוסף. למשל:
  •      העלאת נושאים ושאלות כלליות (מקורות)
  •      שאלת חקר, השערה ותכנון הניסוי או החקר אם עיוני
  •      ממצאים
  •      מצגות או עבודה

מגבלות:

  • כל התהליך והתוצרים מוגנים בסיסמה.
  • לא נוח לראות את התהליך ומי מבין התלמידים עבד – בעיקר אם עובדים בקבוצה

יתרונות:

  • אפשר לקבל עזרה מרכזי התקשוב
  • אפשר להעביר משנה לשנה

wikispaces classroom:

מאפיינים כלליים: כניסה חופשית, כניסה סיסמה רק לדפים ספציפיים, שילוב של אתר לימודי וניהול פרויקט. הוויקי כולל דפים כמו באתר, אפשרות לדיון ופורום. אני מנסה לבנות סביבה כזו עכשיו. את הרעיון קיבלתי מסביבה של דר' עידית שיף בקישור. הנה הניסיון שלי – עדיין מסגרת ללא תלמידים – בקישור ובתמונה.

environ

סביבות נוספות:

  • יש הממליצים לארגן את החקר ב- evernote או במחברת one note שבחבילת האופיס.

כלים לשיבוץ בסביבה אינטרנטית להנחיית חקר:

  • בלוג שישמש כיומן עבודה ויתנהל בו דיון בין המורה לתלמיד או לצוות.
  • קולאז'ים – בקישור ובקישור – להצגת תהליך ותוצרים.

מה דעתך? איזו סביבה תתאים להנחייה וליווי של חקר? מכיר/ה דוגמאות לסביבות לליווי חקר? נודה אם תוסיפו בתגובות כל דבר שיכול לעזור 🙂

מהי למידה בדרך החקר?

למידה בדרך החקר היא תהליך של חשיבה ולמידה שבו הלומדים פעילים בחיפוש אחר תשובות לשאלות תוך הפעלת מיומנויות חשיבה גבוהות והבניית ידע. כדי לפתח יכולת בתחום החקר, על התלמידים לבנות לעצמם בסיס עמוק של ידע עובדתי, להבין עובדות ורעיונות בהקשר של רשת רעיונית-תפיסתית ולארגן את הידע בדרכים שיקלו על השליפה והיישום (1).

בכיתה שעושה חקר, תפקיד המורה נעשה פחות קשור עם הוראה ישירה ויותר קשור ב- modeling, הדרכה, הנחייה והערכה תמידית של עבודת התלמידים. העשייה של המורה מתמקדת בגירוי הסקרנות של התלמידים, הנחיית הלמידה ותמיכה בלומדים הבונים את הידע שלהם  (2). כדי להטמיע חקר בכיתה, צריכים להתקיים מספר מרכיבים: ראשית, על המורים להבין בדיוק מהו חקר בתחום הדעת שלהם; שנית, עליהם להבין באופן מספיק את מבנה תחום הדעת עצמו; ולבסוף, עליהם להעשות מיומנים בטכניקות של הוראת החקר (3) .

"הדרך" בלמידה בדרך החקר משלבת את הפרקטיקות של תחום דעת – הלומדים מרחיבים ומעמיקים את הידע שלהם כפי שחוקרים-מומחים בתחום הדעת מרחיבים ומעמיקים את הידע האנושי בתחום (4).

בנוסף, עשייה חקרנית בדרכים הנהוגות על ידי מומחים בתחום הדעת עוזרת לתלמידים להבין כיצד הידע בתחום מתפתח. מעורבות ישירה כזו מקנה הערכה למגוון הגישות המשמשות לחקירה, בניית מודלים והסברים. עשייה ממשית כזו יכולה לעורר את הסקרנות של תלמידים, לעניין אותם ולהגביר את היענותם להמשך החקר. התובנות העולות אצלם, עוזרות להם להכיר בעבודה של חוקרים כפעילות יצירתית ותורמת. 

אם כך, החקר בתחום מסוים מתייחס לפעילויות שתלמידים עושים ובהן הם מפתחים ידע והבנה של רעיונות בתחום, כמו גם הבנה לגבי הדרך שבה המומחים בתחום חוקרים. היבט חשוב של החינוך הוא לעזור לתלמידים לפתח את הכישורים שהם זקוקים להם כדי לחשוב כמו חוקרים בחתירה אחר ההבנה (5). למידת הפרקטיקות של המחקר בתחום הדעת צריכה להיעשות בשילוב עם התוכן ולא בנפרד, כדי שתהיה אמצעי לפיתוח הבנה עמוקה של הקונספטים והמטרות של התחום, במקום למטרה בפני עצמה.

מהן הפרקטיקות של תחום הדעת? בתחומי דעת שונים קיימות פרקטיקות שונות ודגשים שונים. למשל, במשך שנים של מחקר שהתמקד בעשייה המדעית והתבצע בידי היסטוריונים, פילוסופים, סוציולוגים ופסיכולוגים, עלה הרעיון של המדע כמערך של פרקטיקות כמו פיתוח תיאוריות, הנמקה והסקה (6) . מערך זה כולל רשתות נרחבות של משתתפים ומוסדות מחקר, דרכי דיבור וכתיבה ייחודיות, פיתוח מודלים לייצוג של מערכות או תופעות, יצירת היקשים ותחזיות, בניית מכשור מתאים ובדיקת היפותזות על ידי ניסוי או תצפית. העשייה המדעית אינה מצטמצמת רק לחקירה הניסויית – מערך הפרוצדורות כמו, זיהוי ובקרה על משתנים, סיווג, זיהוי מקורות של טעות – אלא כוללת פרקטיקות נוספות כמו בניית מודלים, ביקורת או הערכה (critique) ותיקשור (communication). תהיה זו טעות לחשוב כי קיימת דרך אחת לעשות מדע והיא השיטה המדעית (נא ראו רשומה בקישור). הפרקטיקות העיקריות בעשייה המדעית לפי "המסגרת להוראת המדעים" (6)(2012, NRC) הן:

  1. שאילת שאלות (במדע) והגדרת בעיות (בהנדסה)
  2. פיתוח ושימוש במודלים (ניתן לראות דוגמה ברשומת האורח של עינת גיל)

    A framework for science education. 2012

    A framework for science education. 2012

  3. תכנון וביצוע של חקירות
  4. ניתוח ופרשנות של נתונים
  5. שימוש במתמטיקה ובחשיבה חישובית. זו פרקטיקה המאפיינת חשיבה מדעית ואינה מתאימה למדעי הרוח. אולם מתפתח כיום תחום מחקר בבלשנות העושה שימוש בחשיבה חישובית ובנוסף תחום ה- big data המעבד נתונים מגוונים במדעי החברה והמדינה.
  6. בניית הסברים (למדע) ותכנון פתרונות (להנדסה)
  7. בניית טיעונים לפי עדויות
  8. השגה, הערכה ותקשור של מידע

חקר קיים גם בהנדסה. אם המדע שואל: מה קיים ומה קורה? ואיך יודעים זאת? ההנדסה שואלת מה אפשר לעשות כדי להתמודד עם צורך או חוסר מסוים? כיצד ניתן לחדד את הבעיה? ואילו כלים וטכנולוגיות זמינים, או אפשר לפתח כדי להתמודד עם הצורך? השאלה המשותפת למדע ולהנדסה היא כיצד ניתן לתקשר לגבי תופעה, ממצאים, הסברים ופתרונות עיצוביים? התהליך ההנדסי נקרא תהליך התיכון או העיצוב ההנדסי (ניתן לקרוא עוד במחונ-NET)

art

חקר על ההבדל בין צבעים "חמים" לצבעים "קרים"

דוגמאות נוספות באמנויות, היסטוריה וספרות:
חקר באמנויות.
חקר באמנות הוא תהליך שבו מתקיים שימוש שיטתי בתהליך יצירתי ואמנותי כדרך להבנה . במחקר האמנות שמים דגש על עבודת האמנות והאמנות משמשת ככלי המחקר ודרכי תקשור התוצאות. "במחקר לאמנות התוצר הסופי הוא עבודת אמנות, החשיבה טבועה בתוצר והמטרה אינה דווקא ידע הניתן להעברה מילולית אלא ויזואלית. זו פעילות אמנותית ועיצובית המערבת מחקר בעקרונות, בחומרים ובטכניקות שמשמשות לייצור עבודת האמנות" (פריילינג).
חקר בהיסטוריה
היסטוריה מתחילה פעמים רבות בתעלומות, בסיפורים, ובשאלות מה קרה? ולמה קרה? החיפוש אחר תשובות עושה את העיסוק בהיסטוריה לפעילות מעניינת להיסטוריונים והם מניעים את למידת התוכן שלהם בעקבות שאלות. לכן גם התלמידים יכולים לראות בעיסוק בחקר בהיסטוריה פעילות מעניינת ורלוונטית וניסיון לבנות את הסיפור ההיסטורי באופן עשיר בנרטיבים ובהסברים אפשריים. הנתונים בהיסטוריה הם המקורות הראשוניים, הטקסטים. בנוסף, "הסטוריוגרפיה (דעות של הסטוריונים), יצירות אמנות, ארכיאולוגיה ועוד, עומדים לרשות ההסטוריון ובודאי כשמדובר בהשוואה בין נרטיבים" (דפנה הרן, אונ' חיפה ותיכון ליאו בק)
חקר ספרותי
בלב החקר הספרותי נמצאת חקירת הדרכים שבהן טקסטים ספרותיים מעבירים חוויה אנושית בעולמות אמיתיים ודמיוניים. התלמידים מבקרים ומעריכים טקסטים ומפעילים חשיבה רפלקטיבית ושיפוט מושכל.

מה משותף לחקר בתחומי דעת שונים? שאלות, עדויות והסברים. מהם המרכיבים הגנריים המשותפים לחקר בתחומי הדעת השונים? המועצה הלאומית האמריקאית למחקר (NRC) הגדירה חמישה מאפיינים חיוניים של הוראה ולמידה של חקר המתאימים לחינוך המדעי בכל שכבות הגיל (חקר והסטנדרטים הלאומיים לחינוך מדעי). נראה כי ניתן לתרגמם לכל תחומי הדעת:
1. לומדים עסוקים בשאלות המכוונות באופן מדעי. מדענים מכירים בשני סוגים עיקריים של שאלות. שאלות קיומיות השואלות לעיתים קרובות מדוע:"מדוע לבעלי חיים מסוימים יש שיער?" ו- "מדוע אנחנו ישנים?" שאלות סיבתיות שואלות כיצד: "כיצד נוצר הרעם?" "כיצד חרק נושם?" למרות שמדע בדרך כלל יכול לענות על שאלות סיבתיות, הוא לא יכול לענות בכל פעם על שאלות קיומיות. המורה ממלא תפקיד חשוב בהנחיית תלמידים לשאלות שהם יכולים לענות עליהן בעזרת האמצעים שברשותם. לעיתים הדבר היחידי הנדרש הוא לשנות את השאלה משאלת 'מדוע', לשאלת 'כיצד'.
2. לומדים נותנים עדיפות לעדויות, המאפשרות להם לפתח ולהעריך הסברים המתייחסים לשאלות המכוונות למדע. מדענים משיגים עדויות כנתונים מדעיים על ידי תיעוד או רישום של תצפיות וביצוע מדידות. ניתן לבדוק את דיוק הנתונים על ידי חזרה על התצפיות או על ידי ביצוע מדידות חדשות. בכיתה, תלמידים משתמשים בנתונים כדי לבנות הסברים לתופעות מדעיות. לפי הסטנדרטים הלאומיים לחינוך מדעי בארה"ב (3), "הסברים על הדרך בה עולם הטבע משתנה, המבוססים על מיתוסים, אמונות אישיות, ערכים דתיים, השראה מיסטית, אמונות תפלות, או סמכות יכולים להיות שימושיים באופן אישי ורלוונטיים לחברה, אבל אינם מדעיים."
3. לומדים מנסחים הסברים מהעדויות כדי לענות על שאלות המכוונות באופן מדעי. יסוד זה של חקר שונה מהקודם בדגש ששם על התהליך מהראיות ועד להסבר, במקום להתייחס לקריטריון המגדיר ראייה. הסברים מדעיים מתאימים לעדויות הזמינות ונתונים לביקורת ותיקונים. יתרה מזאת, הסברים מדעיים מגיעים מעבר לידע הנוכחי ומציעים הבנות חדשות המרחיבות את בסיס הידע. באופן דומה, תלמידים המייצרים רעיונות חדשים על ידי בנייתם על גבי בסיס הידע האישי שלהם, מרחיבים את הידע וההבנה שלהם.
4. לומדים מעריכים את הסבריהם לאור הסברים חלופיים, בייחוד אלו המשקפים הבנה מדעית. חקר מדעי שוניה מצורות חקר אחרות בכך שההסברים המוצעים יכולים לעבור שינויים ושיפורים או להיזרק לצד, לאור מידע חדש שמתגלה. תלמידים יכולים לשקול הסברים חלופיים כשהם משווים את תוצאותיהם עם אלו של האחרים. עליהם להיות מודעים לקשר בין תוצאותיהם לידע המדעי הנוכחי.
5. לומדים מפרסמים, מציגים ומצדיקים את ההסברים שהציעו. מדענים מפרסמים ומציגים את תוצאותיהם בפירוט מספיק כך שמדענים אחרים יוכלו לנסות לחזור על עבודתם, ולספק למדע כלי חשוב לבקרת איכול. מדענים אחרים יכולים להשתמש בתוצאות כדי לחקור שאלות חדשות ועם זאת קשורות. גם תלמידים מפיקים תועלת כאשר הם חולקים את תוצאותיהם עם חברי כיתתם, ונותנים להם הזדמנות לשאול שאלות, לבדוק עדויות, לזהות כשלי היגיון, לשקול האם המסקנות הולכות מעבר לנתונים, ולהציע הסברים חלופיים.

לסיכום, למידה בדרך החקר היא בראש ובראשונה דרך ללומדים להעמיק את הלמידה שלהם ולהגיע לתובנות משמעותיות לגבי רעיונות ותפיסות בתחום הדעת שלהם. כדי שידע יהיה שימושי ושהלומד יוכל ליישם אותו לפתרון בעיות שונות יש לבנות רשת תפיסתית מקושרת. פעולה זו דורשת השקעת תעצומות רגשיות וקוגניטיביות ולכן עדיף שתהיה מונעת על ידי סקרנות. בהתאם לכך, אמנות ההוראה תבוא לידי ביטוי מיטבי בהצתת הסקרנות של הלומדים וגירוי רצונם לחקור. מורה טוב, תומך ומתווך את הלמידה העצמאית של התלמיד ומאפשר לו או לה להמשיך בתהליך של למידה משמעותית והפיכת המידע המנותק לידע מקושר ושימושי.

נושאים נבחרים על למידה בדרך החקר. במאגר הידע של האגף למחוננים ומצטיינים, מחונ-NET

חידוד נוסף של מושגים על למידה בדרך החקר, כולל מיפוי של התחום ברשומה שבקישור

אתם מוזמנים להגיב – לתקן להעיר ולהוסיף על דרכי חקר בתחומי הדעת השונים.

מקורות וקריאה נוספת:

[1] How Students learn: History, mathematics and science in the classroom. Donovan and Bransford, NRC 2005

[2] למידה בדרך החקר: אתגר מתמשך. ענת זוהר. 2007 הוצאת מאגנס.

[3] Inquiring into inquiry learning and teaching in science. AAAS, eds Minstrell and van Zee. Bybee, 2000, p.30

[4] Inquiry and the national science education standards. A guide for teaching and learning. Olson and Loucks-Horsley. NRC 2000

[5] Inquiry – Foundations. National science foundation, 1999.

[6] A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Quinn et al., תקציר NRC 2012

קריאה נוספת:

האיים אינם מתחברים ליבשה, מאת פרופ' ענת זוהר, הד החינוך אפריל 2013 (בפורטל מס"ע, מכון מופת)

חשיבה על הסקה, אבל לא כזאת שמפעילים כשקר

זו רשומונת קטנה, פתק. שיחה רגעית של הילדים:

אלה (9): "היום במדעים דפנה נתנה לנו אורז ומלח וביקשה שנפריד אותם. היא נתנה לנו מסננות אבל אף אחת מהן לא התאימה והאורז נפל דרך שלושתן.

הצעתי להוסיף מים והמים יתאחדו עם המלח ויזרמו דרך המסננת.
אבל אז דפנה רצתה את המלח בחזרה

אז הצעתי שנחמם והמים יתאדו והמלח ישאר".

עומר (15): "אבל איך את יודעת שהמלח לא יתאדה יחד עם המים?"

אלה: הגשם מלוח? המים מתאדים מים המלח ומהים, הופכים לגשם והגשם לא מלוח.

עומר: מעניין, אני הייתי אומר שזה בגלל שיש להם טמפרטורות רתיחה שונות. אלה מנמקת כמו ביולוגית – נותנת דוגמה וזה נכון רק למקרה אחד. אני חשבתי כמו מתמטיקאי. כי במתמטיקה כשמוכיחים משפט צריך לתת סיבה שנכונה לכל מצב".

בשיח הטיעוני יש מדרג של חוזק הטיעון ושל חוזק הנימוקים התומכים בו. כאשר הנימוק הוא גורם או סיבה, הוא יהיה חזק יותר מאשר נימוק שהוא דוגמה. החשיבה הזו משמעותית מאד בביולוגיה ואני משערת שגם בתחומים אחרים. מחקרים שמבררים מנגנון וסיבתיות נחשבים חזקים יותר מאשר מחקרים המאפיינים תופעה.

הערת המטקוגניציה עוררה מודעות להבדל בין סיבה לבין דוגמה מבחינת חוזק הנימוק. זו מודעות החשובה לחשיבת חקר שכן מלבד היותו דרך למידה, החקר הוא אמצעי לתמוך או להפריך טיעונים. זו גם מודעות החשובה לחשיבה ביקורתית הקשורה להערכת טיעונים.

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