בחינת האפקטיביות של "יום שיא" במדעים בבית ספר יסודי

מקור: כנס חוקרים באורנים , 12 במאי 2004 .

מטרת המחקר הייתה לבחון את האפקטיביות של הפעילויות השונות, במסגרת "יום שיא" בבית הספר, ללמידה משמעותית של נושאים במדע-טכנולוגיה הן מבחינה קוגניטיבית-דידקטית (הבנה והישגים) והן מבחינה ריגושית (הגישה לפעילות מרוכזת במדע). זאת בכדי ליעל את הארגון והביצוע של "ימי השיא" העתידיים בבית הספר . המחקר נערך בבית הספר היסודי-קהילתי "נופית", בעקבות "יום שיא" במדעים שהתקיים לפני חנוכה. הפעילות, שאורגנה בשיתוף פעולה בין צוות בית הספר והורים מתנדבים, כללה סדנאות והדגמות בסביבות למידה רב-גילאיות, כשהנושאים היוו העשרה לתכנית הלימודים. אירוע זה אִפשר בחינת אספקטים שונים של התנסות בדרכי למידה מגוונות.

רקע תיאורטי

"ימי שיא" וירידי מדע מקובלים מאוד במערכת החינוך. במסגרת אירועים אלו תלמידים מופעלים במגוון סדנאות סביב נושאים בתחומי המדע-טכנולוגיה (למשל: מנדלוביץ, 2003; Cusick et al., 2003). מטרות האירוע מגוונות: העלאת מודעות, העשרה או שימת דגש על נושא מדעי מסוים, שאיפה לקירוב התלמידים למדע באמצעות פעילות מהנה, חשיפתם לרב-תחומיות של מקצועות המדעים והקשר שלהם לחיי היומיום, עידוד יצירתיות ועבודת צוות, שיתוף הקהילה בנעשה בבית ספר ועידוד שיתוף פעולה בין מורים, תלמידים והורים Haury & Rillero, 1992)). עם זאת, כמעט לא קיים מחקר המתייחס לאפקטיביות הלמידה ביום כזה.

למעשה, תכנית "יום השיא" מספקת לתלמידים סביבת למידה המעודדת התנסות פעילה  (hands-on) ומשלבת משחק והנאה. דרך למידה זו מקובלת מאז שנות החמישים כאמצעי לטיפוח לימודי המדע, אולם הדעות חלוקות בנוגע ליעילותה בקידום למידה משמעותית (Ruby, 2001).  מספר מחקרים דיווחו עם זאת על שיפור בגישת התלמידים למדע תוך התנסות פעילה מסוג זה (1998 Fisher et al.,), ואף על עלייה ברמת הידע ושימוש בכישורי חשיבה גבוהים. ב"יום שיא" מהסוג שהתקיים ב"נופית" נוסף גם הפן החברתי, כשהפעילויות מדגימות גישה חברתית-תרבותית ללמידה (1998 (Vygotzky,, כאשר התלמידים עוברים בין התחנות בקבוצות ועובדים יחדיו.

"יום השיא" בבית הספר "נופית" תוכנן בקפידה:  התלמידים חולקו לקבוצות מעורבות בהתאם לשכבות הגיל (א-ב, ג-ד, ה-ו). לכל שכבה תוכננו שתי הדגמות ושלוש סדנאות בנושאים המהווים העשרה לתכנית הלימודים. כל תלמיד קיבל קלסר ובו הסבר על הפעילות בתחנות והרחבה לגבי הרקע המדעי הרלוונטי. בכל תחנה הוצבו הורים מתנדבים שקיבלו הכנה מוקדמת ממורות המדעים והטכנולוגיה ואת קבוצות התלמידים ליוו מורות מצוות בית הספר. את ההדגמות ביצעו הורים מתנדבים העוסקים במקצועות המדעיים הרלוונטיים (כגון כימאים).

שיטת המחקר

המחקר שילב מתודולוגיה כמותית ואיכותנית, לבחינת האספקטים השונים של אפקטיביות התהליך. הישגי התלמידים נבחנו בעזרת שאלוני ידע שכללו שאלות רבות-ברֵרה, בהתאם  לנושא הסדנה הרלוונטית. התייחסות התלמידים וההורים לאירוע נבחנה באמצעות שאלון פתוח. התייחסות צוות המורים נבחנה בשיחת סיכום מובנית, שבה התבקשה כל מורה להביע דעתה.

מדגם המחקר כלל מחצית מתלמידי בית הספר (מסך 275 התלמידים שהשתתפו ב"יום השיא"), כשליש מההורים שהשתתפו באירוע וכל צוות ההוראה של בית הספר.

שאלות המחקר התייחסו לאֶפֶקְטִיבִיות הלמידה במסגרת "יום שיא" בבית הספר, בהתייחס לגורמים השונים:

1.   מבחינה קוגניטיבית-דידקטית: האם תרמו הפעילויות של "יום השיא" ללמידה משמעותית של הנושאים שהוצגו? האם יש קשר בין השתתפות ההורים  לבין הצלחה בשאלוני הידע? 
2.   מבחינה מבנית: האם קיים הבדל משמעותי בהפנמת הידע בעקבות הפעילות בסדנאות לעומת ההשתתפות בהדגמות? או, במילים אחרות, האם ניכר יתרון להשתתפות פעילה של התלמיד כשנבחנת למידה משמעותית?
3.   מבחינה ריגושית: האם "יום השיא" תורם לטיפוח גישה חיובית להתנסות במדעים ומהם הגורמים להנאה ב"יום שיא"?

כלי המחקר: א) שאלוני הישגים לתלמידים (post-test). ב) שאלוני עמדות כלפי האירוע (תלמידים, והורים).  ג) שיחה וראיונות (צוות בית הספר).

מהלך המחקר התנהל בשני שלבים: א) כל התלמידים וההורים שהשתתפו ב"יום השיא", התבקשו למלא דפי משוב, שכללו שאלה פתוחה המתייחסת להרגשתם כלפי האירוע, מיד עם סיומו. כמו כן תועדה עמדת מורות בית הספר כלפי האירוע עם סיומו ובמפגש צוות מאוחר יותר. ב) כשבוע וחצי לאחר "יום השיא" התבקשו מחצית מהתלמידים (אחת מכל שתי כיתות מקבילות) למלא שאלון המכיל שאלות רבות-ברֵרה המתייחסות לנושאים שהוצגו בכל סדנה ובכל הדגמה וכן שאלה כללית לגבי עמדתם כלפי "יום השיא".

ניתוח הנתונים נערך כמותית באמצעות סטטיסטיקה תיאורית (נתונים משאלוני ההישגים והעמדות), ואיכותנית על ידי ניתוח תוכן של התשובות הפתוחות בשאלונים ושל ממצאי הראיונות.

תוצאות, מסקנות והמלצות

המלצות

במחקר הוערכה השפעת הפעילויות של "יום השיא" במדעים מבחינה: א. קוגניטיבית (למידה משמעותית); ב. אפקטיבית (ריגושית).

א. אֶפֶקְטִיבִיות קוגניטיבית של הביקור (תרומה ללמידה):

הישגי התלמידים: בכל שכבות הגיל ניכרה למידה משמעותית, ברמה בינונית, בנושאים שהוצגו ב"יום השיא". בדרך כלל הייתה הצלחה גדולה יותר בתשובות לשאלות שהתייחסו לנושאים שנלמדו בסדנאות מאשר לאלו שהוצגו בהדגמה בלבד. הפער בולט ביותר בכיתות ה', כאשר בתשובה לשאלות שהוצגו בסדנאות ענו נכונה  67%-73% מהתלמידים, בהתאם לשאלה,  ואילו בנושאים שהועלו בהדגמה בלבד ענו נכונה רק 33%-53 (שתי הדגמות שונות).

בשתי סדנאות היה אחוז המשיבים נכונה נמוך מ-50%. בבדיקת הנושא נראה שבאחת מהן, בכיתות ב', הפעילות "לא הצליחה" והוצגה לבסוף רק בהדגמה.  השנייה עסקה בנושא חריג (בניית קליידוסקופ – השתקפות במראות). כ-40% מהתלמידים ענו תשובה המתאימה לפעילויות אחרות ומתייחסת לשבירת האור. יתכן שזו דוגמה למצב שבו נוצר בלבול בין שני מושגים בגלל דמיון חזותי (סתוי, 1998) והיה צריך להקדיש יותר תשומת לב וטיפול בנושא שבירת האור ובהכוונה בעת הפעילות בסדנה.

בהקשר זה אובחנו בתשובות לשאלות הידע המתייחסות להדגמות, מספר תפיסות נאיביות (שגויות), למשל: "פחמן דו-חמצני ו/או מימן נחוצים לתהליך הבעירה"; "אנרגיית האור הופכת רק לאנרגיית חום (בתא פוטו-אלקטרי)". מאחר שההדגמות מעצם מהותן, אינן מאפשרות דו-שיח מתמשך עם התלמידים, נראה שהטיפול בתפיסות שגויות צריך להיעשות במסגרת סדנאות (נוסבוים ויחיאלי, 1999). כדאי לכן לשלב בסדנאות פעילויות הקשורות לנושא שהוצג בהדגמות או מהוות לו המשך, בייחוד בתחומים שבהם צפויות לבוא לידי ביטוי תפיסות נאיביות ושגויות.

ב. נוכחות ההורים:

McDonough (1995) מציינת קשר בין הצלחה בפרויקטים וגישת תלמידים לפעילות ביריד מדע לבין רמת התמיכה של ההורים. מאחר שבשאלונים ציינו תלמידים אם הוריהם נכחו והשתתפו עמם בפעילויות "יום השיא", ניתן היה לבדוק את הקשר בין נוכחותם להישגי התלמידים וכן לעמדתם כלפי הפעילויות.  מלבד בשכבת גיל אחת (ד') הגיעו לפעילות 59%-77% מההורים. אף כי בכיתות הנמוכות (א'-ב') – 23% מהתלמידים ציינו את הצטרפותם של ההורים כגורם העיקרי להנאתם מ"יום השיא", לא נמצא קשר מובהק בין מספר ההורים שהשתתפו בכל כיתה לבין הצלחת התלמידים בשאלוני הידע. כמו כן, לא נמצאו הבדלים משמעותיים בלמידה בין ילדים שהוריהם נכחו לבין אלו שעבדו ללא הורים. מעניין לציין מגמה של קורלציה בין ציון הגורם החברתי (עבודה עם ילדים אחרים) כסיבה העיקרית להנאה מ"יום השיא"  לבין העדר ההורים.

ג. האינטראקציה החברתית:

העובדה שהפעילות התקיימה בקבוצות מעורבות רב-גילאיות, צוינה כמהנה וכתורמת לחוויה הלימודית, בייחוד בולט הדבר בכיתות ד'  (23%) . עם זאת, ישנה ירידה חדה בהתייחסות ל"עבודה עם ילדים מכיתות אחרות" כגורם להנאה ב"יום השיא", דווקא בכיתה ו' (רק 5%). נראה שתלמידי שכבות הביניים חשים בנוח בחברה מעורבת יותר מה"קטנים" או ה"גדולים". על פי  ויגוצ'קי (Vygotzky, 1978) האינטראקציה החברתית הבאה לידי ביטוי בפעילות בקבוצות, יכולה לתרום לקידום למידה משמעותית, וכדאי לנצל זאת בתכנון פעילויות דומות.

ד. אֶפֶקְטִיבִיות הביקור מבחינה ריגושית:

?      רוב מוחלט של התלמידים וההורים הביע שביעות רצון גבוהה מהפעילות ב"יום השיא", הנאה, עניין, התלהבות וחווייתיות. בכל שכבות הגיל ציינו 30%-60% מהתלמידים את התחושה ש"למדו דברים חדשים" כגורם העיקרי להנאתם, ניתוח של הסיבות להנאה הראה כי  בכיתות הנמוכות (א'-ג' ) הדגישו כ-22% מהתלמידים את השתתפות ההורים כגורם העיקרי להנאה, ואילו עם העלייה בגיל נעלם גורם זה, וגורם ההנאה מלמידת דברים חדשים עולה מ-30% ל-60%-70% בכיתות ה'-ו'.

?      הורים וצוות בית הספר הביעו דעות חיוביות לגבי הצלחתו של "יום השיא" והתרשמו שהארגון והסדר תרמו לאווירה החיובית ולהזדמנויות ללמידה משמעותית. צוות המורים ציין עם זאת הרגשה של "חוסר זמן מספיק" לפיתוח הנושאים שבהם עסקו בכל התחנות (הן בהדגמות והן בסדנאות). יתכן שרצוי לצמצם את מספר הסדנאות ולהרחיב את הזמן המוקדש לכל נושא בכדי להגיע לרמת למידה משמעותית גבוהה יותר.

החשיבות המדעית והיישומית של המחקר

המחקר הראה את החשיבות של מעקב ומשוב עם בניית סביבות למידה מיוחדות בבית הספר. תכנון וביצוע אירועים מעין אלו דורש השקעת זמן ומשאבים, חשוב לכן לבחון אם מטרות הפעילות הושגו במידה ראויה, ואם "ימי שיא" אכן יכולים לתמוך בקידום למידה משמעותית של עקרונות מדעיים ובפיתוח עמדות חיוביות כלפי מדעים.  בית הספר שיזם את המחקר ופועל לאימוץ ההמלצות, מאמץ גישה אקדמית המוכרת ממחקרי פעולה, גישה שעשויה לקדם את הוראת המדעים בבית הספר, לאפשר לצוות ללמוד כיצד ניתן לשפר את ההישגים בפעילויות הבאות, ולעזור בייעול תפקודו גם בתחומים אחרים.

ביבליוגראפיה

נוסבוים, י. ויחיאלי, ת. (1999). תפיסות שגויות ושינוי תפיסתי בהוראת המדעים. מופ"ת ת"א.

סתוי, ר. (1998). חינוך מדעי וטכנולוגי בבית-הספר היסודי. ידע מדעי של ילדים: היבטים התפתחותיים והוראתיים למדע. הוצאת רמות, אוניברסיטת ת"א, תל-אביב, 63-65.

מנדלוביץ, ר. (2003). יום מדע. מאמר מקוון: http://www.jerusalem.muni.il/education/manchi/guidecenter/madaim/yommada.doc

Cusick, J, C. Duval, and B. Smith, Betty, Eds. ( 2003).  Science Fairs Plus: Reinventing an Old Favorite. Grades K-8. NSTA Press, Arlington, VA, USA 106 pp.

Fisher, N., K. Gerdes, T. Logue, L. Smith and I, Zimmerman (1998). Improving students' Knowledge and Attitudes of Science through the Use of Hands-On ctivities. Master's Action Research Project, Saint Xavier University & IRI/Skylight. ERIC Document no. ED436352 Il. USA. 180 pp.

Haury, D. L.and P. Rillero (1992). Hands-On Approaches to Science Teaching: Questions and Answers from the Field and Research. ERIC Document no. ED349185. Clearinghouse for Science, Mathematics, and Environmental Education, OH USA,
37 pp.

McDonough, S. (1995). How Parental Support Affects Students' Attitudes toward the Science Fair. Research report. ERIC Document No. ED390707, VA, USA, 46 pp.

Ruby, A. (2001). Hands-On Science and Student Achievement. Dissertation Report no RGSD-159, Rand Graduate School, Santa Monica, CA. USA. 260 pp.

Vygotzky, L. S. (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. Cambridge, MA: Harvard University Press.