חקר מבדיל (דיפרנציאלי)

Whitworth, Brooke A. Maeng, Jennifer L. Bell, Randy L. "Differentiating inquiry". Science Scope; Oct 2013, Vol. 37 Issue 2, p10-17, 8p

סיכום המאמר מאנגלית נערך ע"י ד"ר גילה אולשר ממערכת פורטל מס"ע במכון מופ"ת

ילקוט הכלים של המורה

חקר מבדיל – דיפרנציאלי והוראת מדעים כחקר הם שתי גישות פדגוגיות העולות בשיחות של מורי מדעים לעיתים קרובות. מורים מכירים בחשיבות שתי השיטות אך קורה שהם נתקלים בקשיים בתרגומן להוראת המדעים בכיתה.

מאמר זה מתאר כיצד להבדיל במחקר המושג צפיפות, עבור שונות בנכונות התלמידים על ידי שינוי רמת החקר תוך שימוש בגישה הניתנת לתרגום בקלות לניסיונות בכל רמה של חקר. ניתן להגדיר את המושג חקר בדרך שימושית ונגישה, כתהליך למידה פעיל שבו תלמידים עונים על שאלות מחקר דרך אנליזת נתונים. גישה ישירה כזאת קלה להבנה אצל המורים. יש ארבע רמות חקר המבוססות על מידת ההנחייה הניתנת לתלמידים: גיבוי, מבנה, מונחה ופיתוח. בחקר מגובה, התלמידים מקבלים שאלה ונוהל שהם משתמשים בהם לגיבוי לימוד קודם או עיקרון. בחקר מובנה השאלה והנוהל ניתנים לתלמידים אך הם לא יודעים את תוצאות שתתקבלנה לפני התחלת הפעילות. חקר מונחה נותן לתלמידים, רק את שאלת המחקר, עליהם לפתח את הנוהלים כדי לענות עליה. במחקר פתוח, התלמידים צריכים לפתח את השאלות שלהם, ליצור את הנוהלים שלהם, ודרך אנליזת נתונים לפענח את שאלת המחקר שלהם. בפעילות זאת, רמות של מובנות, פחות מובנות וחקר מונחה עומדות לשימוש בפני התלמידים.

לקבל הזדמנות לפיתוח שימושים מדעיים כמו, שאילת שאלות, תכנון וביצוע חקירות, אנליזות ופרוש תוצאות ניסיוניות, שימוש בחשיבה מתימטית וממוחשבת, ובניית הסברים, על התלמיד להיות מצוייד בהזדמנויות תומכות להתנסות בחקר בכל אחת מהרמות האלה. הדבר האידיאלי הוא שהמורה יעשה שימוש בפעילויות חקר אשר מתקדמות יחד עם התלמידים לאורך תכנית הלימודים לעבר המצב של חקר פתוח. לכן חשוב שהמורה יתן תמיכה והזדמנויות לתלמידים לתרגל חקר עם המטרה לקדם אותם לביצוע רמות גבוהות יותר של חקר. דיפרנציאציה, הינה אחת הדרכים המספקת את אותה תמיכה.

דיפרנציאציה- Differentiation

דיפרנציאציה היא דרך חשיבה על למידה או הוראה, הנותנת לתלמידים שונים צרכי לימודיים אישיים אחרים. הגדרת המושג הינה, "דיפרנציאציה היא לודא שהתלמידים הנכונים יקבלו את ההוראה הנכונה, בזמן הנכון". הדיפרנציאציה מבוססת על שש אמונות.
1. כל תלמיד זכאי לכבוד והערכה
2. שונות היא בלתי נמנעת וחיובית
3. כיתת הלימוד תיהיה ראי לסוג החברה שבה אנו רוצים שהתלמידים שלנו יחיו ויובילו
4. רוב התלמידים יכולים ללמוד את רוב הדברים הבסיסיים ללימוד תחום למידה נתון
5. לכל תלמיד תיהיה גישה שווה להזדמנויות למידה למצויינות
6. מטרה מרכזית היא להגדיל את הקיבולת למקסימום, אצל כל תלמיד.

אמונות אלה מדריכות ומנחות את המורים בבניית פעילויות לימודיות לתלמידים ויצירת קשר בכיתה. הם עשויים להוביל מורים להזמין סטודנטים ללמוד יחד אתם ולאפשר להם לדעת שרוצים להשקיע בהם כבודדים. האמונות אמורות לגרום למורים להראות התמדה ועידוד סטודנטים בכיוון התפתחות וליצור הזדמנויות לסטודנטים לעשות רפלקציה על הלימוד שלהם. לכן, לפילוסופיה של הדיפרנצאציה יש את הפוטנציאל לעצב תכנית מסגרת והוראות צריכות להיות תומכות, מעורבות, מאתגרות ומוקדות. הפילוסופיה של דפרנציאציה, היא דרך חשיבה, אבל כדי שהיא תוביל לזרוז בצמיחת הלומדים היא צריכה להיות מוטמעת באופן אפקטיבי בכיתה. מורים עושים זאת תוך שהם לוקחים בחשבון, את צרכי הלמידה המשתנים והשונים של התלמידים, עם המוכנות, פרופיל הלימוד והענין , תוך כדי הכנת תכנית ההוראה. מוכנות מתיייחסת לידע ולמיומנויות של התלמידים כאשר הם משתייכים ללימוד באקדמיה. פרופיל לימודים הוא מגדר של התלמידים, תרבות, סגנון לימוד, ואינטליגנציה. מידת העניין מאופיינת על ידי נושא או משלוח יד המדבר אל הסקרנות של התלמידים. תכנית הלימוד, או דרך העברת החומר צריכים להיות משולבים עם מטרות השעור או יחידת לימוד ולהוביל את התלמידים להבנה עמוקה יותר תוך התחשבות בשוני שבין התלמידים. כל ההיבטים האלה חשובים וקריטים לדיפרנציאציה מוצלחת בכיתה.

דיפרנציאציה, מתבצעת למעשה, כאשר המורים מגיבים ועונים לצרכי התלמידים בחשיפת התלמידים לתכן , התהליך דרכו התלמידים לומדים, או תוצר הלמידה לפי נכונות התלמידים, העניין שהם מגלים או פרופילי הלמידה. אחת האיסטרטגיות המאפשרות למורה להבדיל על בסיס נכונות תלמידים היא, אסטרטגית ה- tiering בשעורים מדורגים מובאים אותם מטרות ותכן , אך המורה מספק לתלמידים פעילויות בדרגות מורכבות שונות או מופשטות, על מנת לאתגר את התלמידים כיחידים בנקודת המוכנות שלהם. כתוצאה מכך התלמידים יכולים לעבוד ברמות אתגור מתאימות ורוכשים ניסיון לימודי מוצלח.

דוגמה לגישה זאת של דיפרנציאציה מובאת בהמשך בהקשר לחקר המושג, צפיפות, המופנית לתלמידים בעלי רמות שונות של מיומנויות של תהליך מדעי,

פעילות חקר מדורגת- Tiered inquiry activity להוראת המושג צפיפות.
בפעילות שכבתית זאת, כל התלמידים משלימים פעילות חקר המתייחסת לתפיסה המדעית של המושג צפיפות. כל חקירה בפעילות מדורגת עושה שימוש באותם חומרים אבל שונה ברמת החקר או תמיכה הניתנת לתלמידים. פעילות זאת עוזרת לתלמידים לחקור את הצפיפות כאחד המאפיינים של תכונות פיסיקליות וכימיות של חומר טהור. תלמידים יכולים להיות מעורבים בהתנסויות מדעיות כמו, שאילת שאלות, תכנון וביצוע ניסויים אנליזה וניתוח של תוצאות, שימוש בחשיבה מתימטית ובמחשב ובניית הסברים.

הערכת ידע קודם של התלמיד
מאחר ופעילות זאת היא מדורגת ומתבססת על מוכנות התלמיד, רצוי שתלמידים יהיו מקובצים בקבוצות של עמיתים בעלי אותה רמת מוכנות. החלוקה לקבוצות מבוססת על הערכה התפתחותית של התלמידים במומחיות בהתנסויות מדעיות מכוונות הכוללות שאילת שאלות, תכנון וביצוע חקירות, אנליזה וניתוח תוצאות, חשיבה מתימטית וחישובית, ובניית הסברים. הערכה מוקדמת זאת יכולה להיות פורמלית באמצעות שאלונים ולא פורמלית בשיחה עם התלמיד. לפי תשובות התלמידים הם חולקו לשלוש קבוצות , קבוצה מובנית, קבוצה מובנית חלקית וקבוצה מונחית. את הקבוצות האלה חלקו לקבוצות משנה, בנות 3 או 4 תלמידים, כל אחת.

הכנסת הפעילות
מתחילים את השעור בסקירה ספרותית של המושג צפיפות ואיך קובעים אותה. הכלי הנוח לתצוגה הוא האקווריון מלא מים וכמה חומרים לא מסוכנים, דוגמת, אבן, אלומיניום, חול. המורה השתמש בשאלות להנחיית התלמידים לבירור תפיסות שגויות ולאחר מכן להבנה שהצפיפות של חומרים שונים, שונה זו מזו.

ביצוע החקירה
כדי לבצע את הנסיונות, התלמידים זקוקים לכמה דוגמאות מוצקות של חומרים לא מסוכנים דוגמת עופרת, אבץ , נחושת. כאשר מתכננים פעילויות מעבדה מדורגת, יש לשים לב שכל קבוצה מדורגת, דורשת הוראות אחרות. חשוב לשים לב איך להעביר את ההוראות האלה בדרך אפקטיבית. מומלץ לכלול כיוונים של פעילות מעבדה לדרגות 1 ו-2 ( דרגה 1 הנחיות מפורטות לעבודה, דרגה 2, הנחיות חלקיות ודרגה 3, ניתנת רק שאלת המחקר והתלמידים עצמאיים). בשלב ראשון יש לתת כיוונים כלליים המתייחסים לכל הקבוצות ואז תלמידים בדרגה 3 מתחילים לעבוד בפרוצדורה שלהם. זה מאפשר למורים להקדיש יותר לקבוצות 1 ו-2 ואחר כך לנוהלים של תלמידים שנמצאים בקבוצה 3.

כל קבוצה עשוייה לדרוש כמות שונה של הנחיות לצורך השלמת המשימה, לכן זה חשוב להחליט איך פותחים בפעילות לפני ההנחיה. תלמידים משכבה 1 משלימים חקירה מובנית. התלמידים משכבה 2 מקבלים את שאלת המחקר, את הפרוצדורה ונאמר להם איזה נתונים לאסוף. תלמידים משכבה 3 משלימים את פעילויות המחקר שבהן ניתנת להם שאלת המחקר. הם מפתחים נוהל לענות על שאלת המחקר, מחליטים איזה נתונים לאסוף, בונים טבלת נתונים וגרפים להמחשה. מחקר מונחה דורש יותר עצמאות והבנה במיומנויות בתהליכים מדעיים ומאפשר לתלמידים להיות מעורבים בפעילויות יותר מורכבות ומופשטות. מבלי להתייחס לדרגה, אחרי סיום החקירה, כל התלמידים יבינו שצפיפות של חומר, לא משתנה, אבל היא משתנה כתלות בטמפרטורה.

הערכת הפעילות
כשהקבוצות מסיימות את המטלות הן חוזרות לכתה לצורך דיון כיתתי. במשך זמן זה התלמידים מחליפים נתונים וממצאים עם חבריהם והדברים מסוכמים בעל פה ובכתב ואלה משמשים את המורה כאמצעי להערכת הבנת התפיסות אצל התלמידים. זאת גם הזדמנות למורה לתקן תפיסות שגויות אצל תלמידים. הערכה של פעילויות מדורגות יכולה להוות אתגר בכיתה שבה המורה לא לימד קודם לכן, בפילוסופיה של שיטת הדיפרנציאציה ולתת אפשרות לתלמידים להתפתח יותר במיוחד בנושאים יותר מורכבים שההתמודדות אתם דורשת מאמץ והשקעה יותר גדולים. המורה ינחה את התלמידים לרעיון שבמצב העכשיווי הם ברמות שונות של נסיון בתכנון וביצוע ניסויים וההערכות של כל קבוצה משקפות את ההבדלים האלה אבל הסך הכל של החשיבה שהם יצטרכו יהיה דומה, אם המורים ידעו לשבץ אותם במקום הנכון בקבוצה המדורגת.

מודיפיקציות
יש אפשרות למספר מודיפיקציות לפעילות המתוארת במאמר זה. לדוגמה, מורים יכולים ליצור מעגל רביעי, או חקירה פתוחה שבה התלמידים מפתחים את השאלות שלהם לגילוי המושג צפיפות ואז לתכנן ניסיון לענות על שאלה זאת. תלמידים מקבוצה זאת, מבינים איך לבוא עם שאלת מחקר ולתכנן נסיון. הם יעבדו ברמה הגבוהה ביותר של מופשטות ותמיכה מינימלית מהמורים. מודיפיקציה נוספת היא לתדרך ולהדריך היבט של אופי המדע כחלק מהפעילות. תלמידים יהיו מודעים מאד לגבי השוני בגישה של עמיתיהם לפעילות. מאחר וכמה תלמידים כתבו בכוחות עצמם את הנוהל, זה מתאים לדיון בנושא, איך מדענים משתמשים בשיטות רבות ושונות כדי לפתח ידע מדעי. זה אחד המפתחות של אופי המדע ולתלמידים יש תפיסות משתנות עליו.

מסקנות

פעילות חקר מדורגת המתוארת במאמר זה עושה דיפרנציאציה לתהליך שדרכו משלימים תלמידים את הפעילות על ידי שינוי רמת המחקר.

איך שלא יהיה, הצורך בפיתוח תכניות רבות הממוקדות בצורך להשגת אותן מטרות למידה יכול להיות אתגר תכנוני והטמעתי למורים. כפי שתואר בדוגמה במאמר זה, בגישה הקבוצתית המדורגת, מורים יכולים לעשות בקלות מודיפיקציות בחקירות כך שכל התלמידיםיהיו מעורבים במשימות והמטלות ברמת האתגור המתאימה. זה מאפשר לתלמידים לעבוד ברמת הנכונות העצמית שלהם ולמורים, לספק תמיכה נדרשת להניע תלמידים לכיון חקירות חקר פתוחות.

בנוסף, מאפשר למורים להתכונן ולהתמקד בחקירה אחת ולא בשלוש או ארבע באופן פחות יסודי, תוך מתן רמות שונות של מורכבות ומופשטות לתלמידים. לכן פעילות בשיטה המדורגת- tieredיכולה להיות דרך אפקטיבית לדיפרנציאציה בהוראה המבוססת על שונות הלומדים ובנכונות ההתנסות המדעית בכיתת המדעים.

בסוף המאמר מצורפים נספחים המבהירים בליווי דוגמאות נוספות את הנושא של Differentiating inquiry.