ההשפעה של תכנית Med בחינוך מדעי על התפתחות מקצועית של מורים: מקרה בוחן ישראלי

Trumper, R., & Eldar, O. (2015). The effect of an MEd program in science education on teachers’ professional development: an Israeli case study. Professional Development in Education, 41(5), 826-848.

בשנים האחרונות מדווח על ירידה בעניין שתלמידים מגלים בחינוך המדעי ובתחום המדעי. תופעה זו קשורה לפרקטיקה פדגוגית ממוקדת מורה והיא מעוררת דאגה באשר לאיכות הוראת המדעים בבתי הספר ותרומתה להבנה של תלמידים צעירים.

בשנת 1992, פרסם משרד החינוך בישראל דו"ח בשם "מחר 98", שביקש לחולל רפורמה בהוראת המדעים, טכנולוגיה ומתמטיקה (Superior Committee on Science, Mathematics, and Technology Education in Israel, 1992). הדו"ח כלל 43 המלצות, שעניינן ביצוע שינויים ושיפורים חינוכיים ומבניים בפיתוח תכנית הלימוד ויישומה, בפדגוגיה של מדע ומתמטיקה, ובפיתוח מקצועי של מורים למדעים ולמתמטיקה. על אף זאת, מחקרים הצביעו על עניין מועט של תלמידים במדעים (Trumper, 2006) והישגיהם במבחנים הבינלאומיים כמו ה-TIMSS הם בינוניים. בספרות מזהים בדרך כלל את הישגי התלמידים עם איכות ההוראה. איכות זו, תלויה בקיומה של מערכת מתקדמת של פיתוח מקצועי של מורים.

בשנים האחרונות, פילוסופיה קונסטרוקטיביסטית הניחה את המסד לחשיבה חדשה בנושא הוראת מדעים ולמידתם. כך, הסטנדרטים הלאומיים להוראת המדעים (NRC, 1996) קובעים, כי הכנת מורים למדעים צריכה לכלול התנסות קונסטרוקטיבית שתאפשר ללומדים לקבל ידע תכני ומיומנויות פדגוגיות. התנסות זו מצידה תועבר בכיתה. בספרות מוצע, שכדי ליצור שינויים הוראתיים המובילים לתרומה להישגי התלמידים, על הפיתוח המקצועי להיות משתף, קוהרנטי, להתבסס על נושא תוכני, להתמקד בפרקטיקות הוראה ולהיות מתוחזק לאורך זמן (Darling-Hammond et al., 2009). התפיסה המתגבשת כיום היא, שפיתוח מקצועי הוא יותר מקיבוץ של סדנאות מבודדות. זהו תהליך שבמסגרתו מיושם ידע בתוך פרקטיקה שפועלת בקהילה של משתתפים פעילים המעורבים בה ( Smith, 2014, p. 469).

ראיות מצביעות על כך, שפיתוח מקצועי הכולל תוכן מדעי ומתמטי ספציפי לצד הדרכים שבהם תלמידים לומדים תוכן כזה הוא יעיל במיוחד ללמידה, המשפרת הבנתם המושגית של תלמידים (Capps et al., 2012). על המורים להיות בעלי הבנה עמוקה של מושגים מדעיים, והיכולת לקשור אותם לתופעות טבעיות בעולם. עליהם גם להיות מיומנים בפיתוח טיעונים מבוססי-ראיות וחקירה מדעית (NRC, 1996; NRC, 2000). ככלל, ככל שמורים בטוחים יותר בהוראת נושא מסוים, כך הם יטו לאפשר לתלמידים לשאול ולדון – מרכיבים הכרחיים בחקירה (NRC, 2000). על מורים לזהות את התפיסות המוקדמות של תלמידיהם ולעצב אסטרטגיות הוראה מתאימות. מחקרים עוד מראים, שפעילויות הלמידה של מורים צריכות להשתלב עם הקשר עבודתם השוטפת, במסגרתה צצות בעיות ושאלות. באופן ספציפי, נטען, שמורים למתמטיקה ולמדעים חייבים לחוות בעצמם למידה של תחומים אלה, שאותה הם ידרשו מתלמידיהם (Loucks-Horsley, S., et al., 2003).

בשים לב לממצאים חשובים אלה, פותחה בישראל בשנת 2008 תכנית MEd בהוראת המדעים, ארוכת טווח, המבוססת על ידע בנושא תוכן ספציפי ופדגוגיה, תוך שהיא נשענת על סטנדרטים של פיתוח מקצועי וקשורה להקשר הכיתתי המציאותי של מורים. תכנית זו מבוססת על תפיסה פילוסופית קונסטרוקטיביסטית לפיה פרטים בונים ידע באמצעות יישום של מה שהם לומדים לתוך מה שהם כבר יודעים (Yager, 1991). לתכנית שני מאפיינים: למידה ממעורבות אקטיבית ולמידה המבוססת על התנסות אישית. התכנית מיועדת למורים בעלי תואר ראשון ורישיון הוראה במדעים או מתמטיקה בבתי ספר תיכון. כן נדרש, שמורים אלה יהיו בעלי שלוש שנות ניסיון הוראה לפחות, המעוניינים בפיתוח עצמי ומקצועי ומתעדים להוסיף וללמד בבית הספר.

תכנית ה-MEd היא בהיקף של 24 נ"ז במשך שנתיים ונחלקת לשני חלקים. האחד, משותף לכלל הסטודנטים, ובו מוצגים בפניהם מונחים ורעיונות בסיסיים בפדגוגיה, המשותפים לכלל המורים. החלק השני מכסה שלוש התמחויות: הוראת ביולוגיה, הוראת מתמטיקה והוראת פיזיקה. במסגרת חלק זה הסטודנט לומד ידע מדעי ופדגוגי עדכני. תכנית הלימוד מאפשרת גם לימודים מתקדמים בהוראה ולמידה, בהוראת המדעים והמתמטיקה, במחקר על הוראה ולמידה של מתמטיקה ומדעים ובנושאים מדעיים מתקדמים בדיסציפלינה המקצועית של המורה. בנוסף להשתתפות בקורסים, על הסטודנטים לכתוב עבודת תיזה יישומית, אותה הם מתכננים במהלך השנה השנייה וכותבים במהלך השנה השלישית ללימודים. עבודה זו מסכמת מהלך של למידה, מחקר או פיתוח בהוראת המתמטיקה או המדעים, הנוגע לעבודה מעשית של המורה בכיתה.

מחקר זה בוחן את השפעתה של תכנית הלימודים במסלול Med דרך מענה על ארבע שאלות:

1) מהן התפיסות של מורים למדעים ולמתמטיקה בנוגע לעבודתם ולסגנונות ההוראה שלהם בתחילת התכנית?

2) באיזו מידה התפיסות שלעיל תואמות את פרקטיקות ההוראה שלהם?

3) האם וכיצד הלימודים בתכנית משפיעים על תפיסות וסגנונות ההוראה של המורים?

4) מהם הגורמים המעצבים את ההשפעה על תפיסות המורים וסגנונות הוראתם?

המחקר בוצע במכללה להוראה, שמציעה את תכנית ה-Med, ובה השתתפו 33 מורים (14 מורים לביולוגיה, 13 מורים למתמטיקה ו-6 מורים לפיזיקה), מתוכם 12 גויסו למחקר בהתאם למשקל היחסי מבחינת מגדר, תחום ההוראה, ושפה (עברית וערבית). משתתפי המחקר רואיינו בסמסטר הראשון לתכנית והוראתם תוצפתה גם על-ידי החוקרים, לרבות חוקרים שהם דוברי השפה הערבית. הראיונות בדקו סגנונות הוראה קונסטרוקטיביסטים, למשל אם המורים יודעים איזה ידע מוקדם קיים אצל התלמידים בתחילת תהליך הלמידה, כיצד המורים מביאים את תלמידיהם להיות אקטיביים בכיתה, אם המורים מעודדים את התלמידים לבצע חקירה לימודית וכיצד, ועוד. במהלך התצפית בכיתה, החוקרים השתמשו בכלי שפותח באוניברסיטת אריזונה תחת השם Reformed Teaching Observation Protocol (Piburn et al., 2000; Swada et al., 2002), הכולל 25 הצהרות המתייחסות לאופן שבו ההוראה היא ממוקדת תלמיד כשלצד כל הצהרה החוקר ממלא דוגמאות לראיות התומכות בהצהרות אלה. כל הצהרה מסווגת למספר שנע בין 4-0 (מ"לא אירע בכלל" ל"מתאר מאוד את מה שהיה"). מקסימום הניקוד האפשרי הוא 100. משתתפי המחקר רואיינו גם בשנה השנייה על-ידי אותם החוקרים, והוראתם נצפתה על-ידם בשניים-שלושה שיעורים נפרדים. הראיונות היו ברובם מובנים והתייחסו לתפיסתם של המורים בנוגע להוראה, למגבלות העומדות בפניהם, לשאלה כיצד המורים מתייחסים לבחינה חיצונית, ולמידה שבה הלימודים בתכנית עיצבו את תפיסת המורים בנוגע להוראה.

הראיונות, שבוצעו במהלך השנה הראשונה, העלו, שאצל 10 מורים (מתוך 12) ניכרת תפיסה ממוקדת-מורה, לפיה המורה הוא המוביל בתוכן הידע שמועבר לתלמידים והוא המציג הבלעדי של המידע הרלבנטי. תפיסה זו באה לידי ביטוי, שמרבית מורים אלה לא יודעים ולא מבררים את הידע המוקדם של התלמידים, לא מעודדים תלמידים להיות אקטיביים, ובאופן חלקי, מתמרצים את התלמידים לחקור את הבנת הידע שלהם. ככל שמורים מעידים על קיומו של מקום אקטיבי של התלמיד, הרי שהם מתייחסים לביצוע ניסויים מובנים מראש או שאילת שאלות, שאף היא ממוקדת בהוראת המורה. חלק קטן מהמורים מראה כבוד לידע המוקדם של התלמידים, ליכולותיהם ולחסרונותיהם. הם מעוררים אצל התלמידים מוטיבציה באמצעות יצירת קשר בין תחומי התוכן הנלמדים לבין חיי היומיום.

הניקוד שנתקבל בתצפיות המורים במהלך השנה הראשונה לתכנית נע בין 67-29 (מתוך ניקוד מרבי של 100). שנות ניסיון ההוראה של המורים כמו גם מגדר ושפה לא שימשו גורם להבדל מובהק בין קבוצות המורים השונות. כך, ממוצע הניקוד שנתקבל עבור נשים היה 41.2 בהשוואה ל-30.1 אצל הגברים; 40.9 בקרב המורים היהודים לעומת 32.7 אצל המורים הערבים. ממוצע הניקוד הגבוה ביותר התקבל בקרב מורים לביולוגיה (46.0), ולאחר מכן מורים למתמטיקה (32.5) ומורים לפיזיקה (29.0). במדגם שנבחר, המורים למתמטיקה, המורים לפיזיקה ושלוש מורים לביולוגיה (מתוך חמישה מורים) הוכיחו פרקטיקות הוראה שתומכות בגישה ממוקדת מורה (ניקוד נע בין 44-29). הם הדגימו הוראה פרונטלית עם השתתפות מועטה של תלמידים, בעיקר דרך שאילת שאלות. שני מורים לביולוגיה הוכיחו הוראה ממוקדת-תלמידים, במסגרתה תלמידים עבדו בקבוצות קטנות למשל וניתחו נתונים ממחקר שדה שהם תכננו וביצעו, ושהמורה שימש לו מנחה. התוצאות שהתקבלו בתצפיות השונות תואמות לתפיסות המורים, שעלו בראיונות, ואלה מלמדים על גישה ממוקדת מורה.

בראיונות, שבוצעו במהלך השנה השנייה, המורים העידו, כי תפיסותיהם בנוגע להוראה השתנו. מורים מציינים, כי כעת הם מרגישים שהם פועלים כמשתתפים מתצפתים, משוחחים עם תלמידים במתכונת של ראיון (להבדיל משיחה פרטית), חוזרים על החומר בתחילת השיעור תוך מודעות לעומס שמוטל על התלמידים ועוד. גם התוצאות שהתקבלו בתצפיות השונות מלמדות על שיפור בהשוואה לשנה הראשונה בתכנית. ממוצע הניקוד שהתקבל בתצפיות אלה נע בין 74-31. שינויים אלה חלו בעיקר בקרב המורים לביולוגיה (ציון ממוצע בין 74-49.5) ואצל המורים למתמטיקה (ציון ממוצע בין 59.5-38.3). הערכותיהם של המורים לפיזיקה לא השתנו באופן מובהק. כאן, נמצא הבדל מובהק בין גברים (ממוצע 36.4) לנשים (ממוצע 59.9), אף שייתכן שהבדל זה נובע מכך שכל המורים לביולוגיה הן נשים וששני המורים לפיזיקה הם גברים.

מתוך עשרת המורים, שהצהירו בראיונות במהלך השנה הראשונה ושהראו גישת הוראה ממוקדת-מורה, מחצית העלו את הניקוד בתצפיות בכיתה, אך עדיין נותרו בעלי אותם מאפיינים של גישת הוראה. הטעם, שהמורים הביאו לכך, היה מגבלות זמן ומשאבים המונעים מהמורים לבצע שינויים בפרקטיקות ההוראה, שהיו מזוהים עם גישה ממוקדת תלמידים וגם עם הערכה המבוססת על הישגי התלמידים בבחינות הבגרות, אשר לא מאפשרת ללמד את התחום, ובמקום מאלצת את המורים ללמד כיצד לעבור את הבחינות. שניים מתוך מורים אלה עשויים להתאפיין כעת בגישה המדגישה עבודת צוות, אך שבה עדיין השיח הרווח נוגע למורה ולתפקידו במהלך הלמידה. שני מורים נוספים עשויים להתאפיין בגישת הוראה ממוקדת-תלמידים ועוד מורה שעשויה להתאפיין בגישה המדגישה עבודת צוות עם שיפור מאוד משמעותי (פי שלושה) בחלק מהניקוד הניתן במסגרת התצפיות. לסיכום, בעוד שבתחילת התכנית היה רק מורה אחד, שניתן היה לזהות אותו כמשתייך לגישת ההוראה הממוקדת תלמידים, לאחר שנה בתכנית חמישה מורים הראו יכולות כאלה ועוד שני מורים, שהיו קרובים לגישה האמורה.

הממצאים מעלים עוד, כי גם עבור מורים שניתן לאפיינם כמשתייכים לגישת הוראה המדגישה עבודת צוות בהוראה ומערבת את התלמידים במהלך הלמידה ובשיקולים השונים הנוגעים לה, המורה האידאלי הוא זה שחולק את הידע שלו עם התלמידים, שמייעץ להם ושמנחה אותם. מורה כזה מעביר את הידע וכל מה שכלול בתכניות הלימודים והוא גם זה שיודע להגיע לתלמידים בצורה המעניינת ביותר. קבוצה אחרת של מורים בקטגוריה זו רואה במורה האידאלי כמי שעושה את המוטל עליו על-ידי המערכת בהעברת תוכן ומיומנויות, אך גם מציג אלמנטים אישיים בתקשורת עם התלמידים, משמש מודל עבור הקהל הצעיר ומסייע לו למצוא את דרכיו בהמשך החיים. לעומת זאת, עבור מורים, המתאפיינים בגישת הוראה הממוקדת בתלמיד, המורה האידאלי משמש מקור למידע, שעליו התלמידים יכולים להישען, אך גם זה שמלמד אותם מיומנויות שונות, המדריכות אותם כיצד ללמוד.

לסיכום, המחקר מוצא, שפרקטיקות ההוראה של מורים תואמות להצהרות שלהם בנוגע להוראה טובה ולתפקיד המורה. כל המורים שהשתתפו במחקר העידו, שהלימודים בתכנית השפיעה על תפיסותיהם ועל הוראתם, אך הדגישו את המגבלות שמונעות מהם לאמץ רעיונות ואסטרטגיות חדשים בהוראה. בסך הכל, הערכות המורים בתצפיות השתפרו. מורים לביולוגיה ולמתמטיקה הראו את השיפור המשמעותי ביותר. חמישה מורים נותרו בעלי אפיון הוראה פרונטלית מסורתית. שבעה מורים, לעומת זאת, הוכיחו שיפור ניכר במעבר לאפיון של הוראה, המדגישה עבודת צוות ושיתוף פעולה עם התלמידים ולגישה ממוקדת תלמידים. ממצאי המחקר תומכים בתועלת המצופה מתכנית ממושכת של פיתוח מקצועי של מורים, ובמיוחד מתכנית לתארים מתקדמים של מורים פעילים. הגורמים שמשפיעים על תרומתה של התכנית לפרקטיקות ההוראה של משתתפיה הם הדיסציפלינה שלהם, התייחסותם לבחינות חיצוניות כמו בחינת הבגרות, האופן שבו מורים מעריכים את הסטטוס שלהם והמשאבים הזמינים בבית הספר.

המחקר מראה, שמורים לביולוגיה דורגו במקום גבוה בתחילת התכנית והם גם אלה שהראו את השיפור המשמעותי ביותר בעקבות התכנית. מנגד, המורים לפיסיקה דורגו במקום הנמוך ביותר בתחילת התכנית, והם גם אלה שנותרו בעלי אותם מאפיינים, על אף השתתפותם בה. בין שתי קבוצות מורים אלה נמצאים המורים למתמטיקה, שחלקם (2/5) הראו שיפור מסוים לטובת גישה קונסטרוקטיביסטית להוראה. אכן, ממצאים אלה משתלבים היטב עם הראיות בספרות לפיהם למורים למדעים יש אמונות אישיות המשפיעות על אסטרטגיות ההוראה שלהם והתנהגותם (Markic & Eilks, 2008, 2012) ועם ההבדלים שנמצאו בין סגנונות ההוראה של מורים לפיסיקה לאלה של מורים לביולוגיה (Markic & Eilks, 2008).

בישראל, תכנית הלימודים בביולוגיה השתנתה מאוד במהלך 15 השנים האחרונות, והיא המתאימה ביותר להוראה קונסטרוקטיביסטית וללמידת חקר. גם בחינת הבגרות בביולוגיה כוללת, מעבר לבחינה על נושאי ליבה ומעבדה ניתוח של מחקר מדעי ופרק שכותרתו חקר-ביולוגי, שעוסק בנושאים הנלמדים במסגרת סיורי שדה. תכנית הלימודים בפיסיקה, לעומת זאת, עמוסה בתכנים מסורתיים, ומפגרת לאחור מבחינת השינויים שתחום זה הראה. כך, בחינת הבגרות כוללת בעיקר בעיות פיסיקליות כמותניות מסורתיות. אף הבחינה המעבדתית אינה כוללת חקר מרובה. באשר לתכנית הלימודים במתמטיקה, נושאים חדשים, המדגישים למידת חקר ואוריינות מתמטית הוספו אליה במהלך 15 השנים האחרונות, ואחרים נגרעו. כך גם תכנית הבגרות במתמטיקה השתנתה אף היא. התלמידים אף יכולים להיבחן בה שלוש פעמים בשנה, כדי לשפר את ההישגים בבחינה. ניכר, גם ממחקר זה, כי בחינות חיצוניות (לרבות בחינת הבגרות) משפיעה על התנהלות המורים.

גורמים נוספים המשפיעים על התנהלות המורים נוגעים למשאבים בבית הספר (זמן, חומרים מקצועיים, מחשוב זמין לצרכי הוראה, תמיכה ועוד) ואופני הערכה. מחקר זה מצא, שהמורים שנותרו בגישה ממוקדת-מורה לאחר ועל אף תכנית ה-Med מוערכים רק באמצעות הישגי התלמידים והם גם מלינים על העדר משאבים שהיו מביאים אותם לשיפור ההוראה. לעומת זאת, מורים המאופיינים בגישות אחרות (זו המדגישה עבודת צוות או ממוקדת-תלמידים) מעידים על עצמם, כי הם נהנים מיותר אוטונומיה וכי עומדים לרשותם יותר משאבים.

אף שאין זו משימה פשוטה להעריך מה נלמד ומופנם בפרקטיקות ההוראה מתוך תכניות להתפתחות מקצועית של מורים (Johnson, 2007), נראה, כי יש לפעול לשיפור הפיתוח המקצועי של מורים למדעים ולמתמטיקה. קשה לגייס מורים אלה ולשמר אותם במערכת. שיעורי עזיבת המקצוע של מורים למדעים ולמתמטיקה הם בין הגבוהים בקרב המורים (OECD, 2005), ועל כן, נודעת לפיתוחם של תכניות כאלה חשיבות מוגברת.

ביבליוגרפיה

Capps, D.K., Crawford, B.A., & Constas, M.A. (2012). A review of empirical literature on inquiry professional development: alignment with best practices and a critique of the findings. Journal of Science Teacher Education, 23(3), 291-318.

Darling-Hammond, L., et al. (2009). Professional learning in the learning profession: A status report on teacher development in the United States and abroad. Dallas, TX: National Staff Development Council.

Johnson, C. (2007). Whole-school collaborative sustained professional development and science teacher change: signs of progress. Journal of Science Teacher Education, 18(4), 629-661.

Loucks-Horsley, S., et al. (2003). Designing professional development for teachers of science and mathematics. Thousand Oaks, CA: Corwin Press.

Markic, S., & Eilks, I. (2008). A case study on German first year chemistry students teachers' beliefs about chemistry teaching and their comparison with student teachers from other science teaching domains. Chemistry Education Research and Practice, 9(1), 25-34.

Markic, S., & Eilks, I. (2012). A comparison of student teachers' beliefs from four science teaching domains using a mixed methods design. International Journal of Science Education, 34(4), 589-608.

National Research Council. (1996). National science education standards. Washington, DC: National Academy Press.

National Research Concil. (2000). Inquiry and the national science education standards. Washington, DC: National Academy Press.

OECD. (2005). Attracting, developing and retaining effective teachers – final summary report: teachers matter. Paris: OECD.

Piburn, M., et al. (2000). Reformed teaching observation protocol (RTOP) reference manual. ACEPT Technical Report No. IN00-3 [online]. Tempe, AZ: Arizona Board of Regents. Available from: http://www.acept.asu.edu

Sawada, D., et al. (2002). Measuring reform practices in science and mathematics classrooms: the Reformed Teaching Observation Protocol (RTOP). School science and mathematics, 102(6), 245–253

Smith, G. (2014). An innovative model of professional development to enhance the teaching and learning of primary science of Irish schools. Professional Development in Education, 40(3), 467-487.

Superior Committee on Science, Mathematics, and Technology Education in Israel. (1992). Tomorrow 98 (English ed.). Jerusalem: Ministry of Education, Culture, and Sport.

Trumper, R. (2006). Factors affecting junior high school students' interest in biology. Science Education International, 17(1), 31-48.

Yager, R. (1991). The constructivist learning model. The science teacher, 58(6), 52-57.

הסיכום נכתב בידי ד"ר דניאל שפרלינג ממכון מופ"ת

קרדיט: ההפניה למאמר התקבלה מלקט המאמרים של מרכז המידע הבין-מכללתי