חיבור בעיות מתמטיות בשילוב בינה מלאכותית גנרטיבית כמנוף לפיתוח ידע טכנולוגי־פדגוגי־מתמטי (TPACK) של סטודנטים להוראת מתמטיקה בתיכון

סגל, ר׳, וביטון, י׳ (2025). חיבור בעיות מתמטיות בשילוב בינה מלאכותית גנרטיבית כמנוף לפיתוח ידע טכנולוגי־פדגוגי־מתמטי (TPACK) של סטודנטים להוראת מתמטיקה בתיכון, דברים, 18א, עמ' 115-93

המחקר נערך במסגרת קורס להוראת מתמטיקה ברמת 5 יחידות, בתוכנית "מהייטק להוראה" להכשרת מורי מתמטיקה לחטיבות העליונות. במהלך הקורס פתרו הסטודנטים בעיות מתמטיות מגוונות. לאחר מכן התבקשו לחבר בעיות נוספות, המותאמות לצרכים חינוכיים שהגדירו, באמצעות ניסוח הנחיות מובנות (פרומפטים) ל־ChatGPT. כדי להעריך כיצד תרם התהליך לפיתוח הידע הטכנולוגי־פדגוגי־מתמטי (TPACK) של הסטודנטים, הם השיבו על שאלון שכלל עשרה היגדים לדירוג בסולם ליקרט ושש שאלות פתוחות.

למאמר המלא

לקריאה נוספת: כל סיכומי המאמרים בנושא הוראת מתמטיקה

הממצאים מצביעים על שיפור בידע הטכנולוגי של המשתתפים, במיוחד בהבנת החשיבות של ניסוח הנחיות מדויקות באמצעות דיאלוג חוזר ונשנה עם ChatGPT. בתחום השילוב בין טכנולוגיה לפדגוגיה, הסטודנטים למדו לשלב בינה מלאכותית במצבים חינוכיים מאתגרים ונחשפו לגישות פדגוגיות מגוונות. עם זאת, זוהו גם אתגרים, כגון הצורך בבחינה ביקורתית של הצעות הבינה וקשיים ליישם אותן בפועל.

הבינה המלאכותית אִפשרה לסטודנטים לקבל בזמן אמת מגוון רעיונות פדגוגיים והמלצות לחיבור בעיות מתמטיות, במהלך הכשרתם להוראת מתמטיקה ברמה של חמש יחידות.

הסטודנטים ניהלו עם ChatGPT דיאלוג מתמשך, שסייע להם להרחיב את הידע, לשפר את החשיבה הביקורתית ולחבר בעיות הלכה למעשה. חיבור בעיות מתמטיות הוא תהליך מאתגר שדורש ידע רב, ועבור הסטודנטים שהשתתפו במחקר זו הייתה ההתנסות הראשונה בכך. השימוש ב־ChatGPT כשותף שאינו שיפוטי אִפשר להם לקבל תמיכה המותאמת לצורכיהם וללמוד באמצעות דיאלוג. כך נוצרה סביבת עבודה בטוחה שהקלה על ההתמודדות עם האתגר וסיפקה חוויית הצלחה, שעשויה לחזק את ביטחונם העצמי.

העבודה עם ChatGPT סייעה לסטודנטים להתאים את דרכי ההוראה לצרכים החינוכיים שהגדירו. הם יכלו לדייק שוב ושוב את ההנחיות שהזינו לכלי, ללא הגבלה על משך העבודה או על מספר הבקשות. כך התאפשר להם להתאים את הבעיות המתמטיות לצרכים הייחודיים של תלמידיהם.

בדומה למחקרים קודמים המוזכרים בטקסט, גם ממצאי המחקר הנוכחי מצביעים על כך שהתמיכה האישית שקיבלו הסטודנטים מהבינה המלאכותית היוצרת קידמה את מיומנויותיהם ואת יכולתם לחבר בעיות מתמטיות. עוד עולה מהממצאים כי בעיני המשתתפים, הערך המוסף העיקרי של הדיאלוג עם ChatGPT היה הסיוע ביצירת בעיות מתמטיות.

התאמת השימוש בבינה מלאכותית לצרכים הפדגוגיים של המשתמש מתפתחת בהדרגה, באמצעות התנסות מצטברת. ממצאי המחקר מצביעים על כך שככל שהמורה צובר יותר ניסיון וביטחון בשימוש בטכנולוגיה זו, כך הוא מצליח לשלב אותה בהוראה באופן יעיל יותר.

המחקר מחזק את הטענה בדבר חשיבותה של הכשרת מורים, ובייחוד מורי מתמטיקה, להתמודדות ביקורתית עם בינה מלאכותית. הכשרה כזו יכולה גם לאפשר לסטודנטים להוראה ולמורים להתנסות בסביבות כמו ChatGPT ולשפר את יכולתם ללמוד באופן מעשי.

לנוכח הממצאים המעודדים, נראה שבינה מלאכותית יוצרת יכולה לשמש שותפה מועילה גם בפיתוח תוכניות לימודים במתמטיקה ובכתיבת ספרי לימוד בתחום.