הַמְשָׂגָה והעברה (טרנספר) בהוראת מדעים על דרך STES בגישת הפרויקט

שאלת המחקר

האם הוראת מדעים על דרך STES בגישת הפרויקט תורמת לשיפור יכולות ההמשגה ויכולות ההעברה של מושגי-על אצל תלמידי תיכון, בהשוואה לאלו הלומדים מדעים בהוראה מסורתית על מרכיביה השונים?

גישת הפרויקט (Project  Approach)  מהווה מרכיב חשוב בדרכי הוראת המדעים. על פי גישת הפרויקט, התלמיד מנווט את דרכו באינטראקציה עם תהליכים ומנגנונים הפועלים בסביבת החיים שלו. הוא שוּתף פעיל בבחירת נושא הפרויקט, בניסוח שאלות המחקר, באיסוף המידע הרלוונטי ובביצוע פעולות החקר. התלמיד מופקד על ניהול עצמי של תהליך החקירה. המורה מצדו, פועל כמנחה ומדריך שתפקידו לסייע בניווט בים המידע, בהכוונה של תהליכי הלמידה, תוך מתן משוב מכוון, מעודד ובונה (לוין ונבו, 1997; כהן, 2001; (Katz & Chard, 2000.  

דרך STES  מאופיינת בהיותה מערכתית, בין-תחומית ומכוונת לפיתוח כישורים קוגניטיביים ברמה גבוהה יותר(HOCS]) (Zoller, 1991). מטרת החינוך על פי דרך STES, היא לחשוף את התלמיד בחברה המודרנית לבעיות אמיתיות, לפתח את כושרו, יכולתו ורצונו של הלומד להיות מעורב ולתרום לשיפור איכות החיים והסביבה. תהליך הלמידה מבוסס על לימוד חוקר והתנסות עצמית, תוך דגש על למידה מושגית ברמות קוגניטיביות מסדר גבוה יותר (HOCS). 

מחקר זה משלב  את הוראת המדעים על דרך STES עם הוראה בגישת הפרויקט, ובוחן את השפעתם המשולבת על פיתוח יכולות קוגניטיביות מסדר גבוה יותר (HOCS). בדיקת שילוב זה, והשפעתו על פיתוח החשיבה – הוא החידוש העיקרי במחקר זה. 

המחקר נוגע בשני מושגי יסוד הקשורים בתהליכים הקוגניטיביים המלווים את הלמידה: המשגה (גלנץ, 1989: 23) והעברה (Salomon & Perkins, 1989: 115). במסגרת המחקר נערכה בדיקה אמפירית של מידת ההמשגה שהושגה, מידת ההעברה שהושגה – ומידת המיתאם ביניהם.

מטרות המחקר

Ÿ    בירור מידת תרומתה של הוראת המדעים על דרך STES בגישת הפרויקט לשיפור יכולות ההמשגה וההעברה של התלמידים במסגרת פיתוח כשרים קוגניטיביים מסדר גבוה יותר (HOCS) – כיעד הוראה מרכזי במערכת החינוך.

Ÿ    חקר יכולת השימוש בהעברה – כקריטריון להערכת מידת ההמשגה של מושגי-על.

תופעות הטבע בעולמנו עשירות ומגוונות ביותר. חלקן מציבות בפנינו מפגש עם אירועים החוזרים על עצמם שוב ושוב, וחלקן מפגישות אותנו עם ארועים ייחודיים, המתרחשים כהופעה בודדת בכל פעם.

המציאות שסביבנו יכולה להיות מתוארת באופנים שונים, על-ידי ממדים שונים. במקרים רבים נוח לתאר את עולמנו על-ידי ממד הזמן והממדים המרחביים.

מחקר זה עוסק בתהליכי המשגה של מושגים ומושגי-על (צולר ואחרים, 1998) הקשורים לתופעות המתפתחות בזמן, והעברתם לתחום דעת אחר המטפל בתופעות הנפרשות במרחב. הלומד ניפגש עם תופעות המתפתחות בזמן ועם תרחישים המְזַמְּנִים המשגה של מושג-העל מחזוריות בזמן. לאחר מכן נפגש הלומד עם תרחישים מתחום דעת אחר – תופעות הנפרשות במרחב ועם תרחישים המְזַמְּנִים המשגה של מושג-העל מחזוריות במרחב.

הלומד בונה את המושגים והרעיונות בהתבסס על הידע וההבנה שלו ועל נסיונו הקודם. מידת יכולתו להמשיג את מושג-העל "מחזוריות בזמן" – וכן להעביר אותו מתחום הדעת המוכר לתחום דעת אחר, נבחנה במחקר כמותני – באמצעות שאלונים ייחודיים שפותחו לצורך מחקר זה, וכן במחקר איכותני – באמצעות חקר מקרה.

תופעה מחזורית מיוצגת על ידי פעולה מחזורית המעבירה את המערכת ממצב אחד למצב סימטרי לו – במובן מסויים של סימטריה. כיוון שהמערכת עברה בין מצבים סימטריים זה לזה, המערכת "נראית אותו דבר", כלומר, במובנים מסוימים ה"דילוג" למצב החדש השאיר את המערכת במצב דומה למצב הקודם.

כיצד אדם המתבונן בתופעת טבע – קובע עמדה בעניין מחזוריותה של התופעה? 

כיצד ידע שלפניו תופעת טבע מחזורית או תופעה אחרת, פְּסֵידוֹ-מחזורית, שהיא רק "כאילו" מחזורית?

לצורך זיהוי מחזוריותה של תופעה משתמשים חוקרי מדעי הטבע הניסויים בכלים מתמטיים כבדים, המבוססים על אנליזה הרמונית (Harmonic analysis) ואנליזת פוּריֶיה Fourier ) (French, 1971: 189-196).אך כלים אלו אינם אינטואיטיביים, ואינם רלוונטיים לאדם מן השורה, לומד בבית הספר.

בספרות המקצועית הפיזיקלית מתמטית אין מושג המשמש את אנשי המקצוע לניתוח ההליך הקוגניטיבי הקשור בהכרעה:  מחזורי  או  בלתי מחזורי.

אם כן, כיצד  יכריע אדם – בכלים האינטואיטיביים העומדים לרשותו – בדבר מחזוריותה של תופעה?

על הלומד לבנות לעצמו קריטריון הכרעה לבחינת תופעות טבע מחזוריות, ולהשתמש בו כמדד, אינדיקטור, המאפשר להכריע בכל מקרה נחקר: האם זו תופעה מחזורית או בלתי מחזורית.

על מנת לבנות את הקריטריון לבחינת מחזוריות, נדרש הלומד לפתח יכולות קוגניטיביות, כמו – המשגה והעברה, שיאפשרו לו להכריע בדבר מחזוריותה של תופעה.

במחקר זה נמצא, שיהיה זה פּוֹרֶה מאוד להציע את ההבחנה הבאה:  "פתיח"   ו"תבנית".

יחידת מחזור הנה הפרק הקצר ביותר או סידרת האירועים הקצרה ביותר, שחוזרת  על עצמה שוב ושוב באופן סדיר.

פתיח – נקודה במחזור שאנו בוחרים להתייחס אליה כאל נקודת התחלה - ליחידת מחזור חדשה.  יחידת המחזור תימדד מפתיח אחד – עד לפתיח הבא, כלומר עד לנקודה הבאה השקולה לנקודה שנבחרה כפתיח. כל נקודה במחזור יכולה להיחשב כנקודת התחלה, פתיח של יחידת מחזור חדשה.

תבנית הנה סדרת האירועים בין פתיח כלשהו לפתיח הבא אחריו. אנו אומרים שהתבנית סדירה אם בכל חלק יחסי של המחזור – ההתרחשות או ההתנהגות דומה.

התופעה נחשבת בעינינו כמחזורית – אם ורק אם הפתיח סדיר וגם התבנית סדירה.

מדגם

המחקר בדק תלמידי כיתות י', מרמות לימוד שונות בשני ישובים שונים בצפון הארץ.

המחקר השווה בין קבוצות שלמדו מדעים בדרך המסורתית (הרצאה, שאלות ותשובות, מעבדה בניסויים סגורים), לבין קבוצות שלמדו מדעים על דרך STES בגישת הפרויקט.

כלי המחקר

השיטות והכלים ששימשו במחקר היו כמותניים ואיכותניים:

למדידת ההמשגה וההעברה פותחו במחקר זה שאלונים ייחודיים, ותוצאותיהם נותחו ניתוח סטטיסטי.

במסגרת המחקר האיכותני, בוצע חקר מקרה ונערך מעקב אחר עבודת התלמידים, במגמה לעמוד על פיתוח יכולות ההמשגה וההעברה שלהם.

ממצאים 

מתוך ממצאי המחקר הכמותני, עולה בבירור כי שיטת ההוראה על דרך STES בגישת הפרויקט – משיגה שיפור ניכר ביכולות ההמשגה ואף יתרון מסוים ביכולות ההעברה, כבר בתקופה קצרה.

כמו כן התברר כי מסלולי הלימוד ועמדות הלומדים אינם מסבירים בדרך כלל את השינויים שנמצאו.

מכל האמור נובע כי ההסבר לשינויים שנמצאו – טמון בשיטת הלימוד עצמה: שיטת הוראת המדעים על דרך STES בגישת הפרויקט משיגה שיפור ביכולות המשגה ואפשר שגם ביכולת העברה בהשוואה לשיטת הוראת המדעים בדרך המסורתית. ממצא זה עולה בקנה אחד עם השערות המחקר.

מתוך ממצאי המחקר האיכותני עולה כי:

1.   דרך הלימוד המסורתית  מחזקת בדרך כלל מיומנויות קוגניטיביות מסדר נמוך LOCS[1][5].

2.   בדרך הלימוד המסורתית חסרה התיחסות לתלמיד – כפרט, כפי שמדגישה אותו דרך STES בגישת הפרויקט. חסרה התנסות אישית של הלומד וחסר מפגש בלתי אמצעי עם החומר המדעי.

3.   הלימודים על דרך STES בגישת הפרויקט נתפסים על ידי הלומדים כמאתגרים, מעוררי חשיבה ומושכים יותר – אך מאידך, איטיים יותר בכיסוי חומר לבחינות הבגרות.

4.   הלימוד על דרך  STES בגישת הפרויקט אינו קל ללומדים אך הוא מצליח לגייס אותם למאמץ הלימודי ונותן להם חיזוקים ועידוד.

המסקנות מממצאי המחקר

1.   שיטת ההוראה על דרך STES בגישת הפרויקט משיגה שיפור ניכר ביכולות המשגה ושיפור קל ביכולות העברה, כבר בתקופה קצרה. מגמה זו ראוי לה שתיבדק במחקרי המשך רחבים יותר על אוכלוסיות גדולות יותר, במספר גדול של בתי-ספר ומסלולי לימוד שונים.

2.   ההוראה על דרך STES בגישת הפרויקט מסייעת לתלמידים בהיבטים רגשיים הקשורים בלמידה: להפחתת החששות מפני הבלתי ידוע ולשיפור גדול ברצון ללמידה ולהעמקה. מסקנה זו עולה בבירור מתוך המחקר האיכותני שנערך.

3.   הוראה בשיטה זו יוצרת גירוי אינטלקטואלי אצל התלמידים, מגבירה את מעורבותם בלימוד וכך תורמת למוּכָנוּת הקוגניטיבית המאפשרת להם להוציא אל הפועל יכולות קוגניטיביות מסדר גבוה יותר (HOCS).

4.   הוראת מדעים על דרך STES בגישת הפרויקט מציגה את היעד  "חֲנֹך לַנַּעַר עַל-פִּי דַרְכּוֹ" (משלי, כ"ב 6) ומצביעה על הדרכים להשגתו.

5.   לא נמצאו חיזוקים להשערה, כי הצלחה בהעברה של מושגי-על יכולה לשמש כמדד בלעדי להמשגה של מושגי-על.

השלכות

הוראה בגישת הפרויקט על דרךSTES  מחייבת את המורה לעבוד כמנחה של צוותי חקירה (הנחיית קבוצות קטנות), ולכן נדרשת הערכות מתאימה של בית-הספר.

מתוך המחקר עולה הצורך לפתח את הכשרת המורים לתחום של הוראת מדעים על דרך STES בגישת הפרויקט, וכן להעמיד לרשות המורים שעות הנחייה ואולי סדנאות או מעבדות חקירה מתאימות ואף סיוע והנחייה למורים עצמם.

יש מקום להגביר את לימודי המדעים על דרך STES   בגישת הפרויקט בחטיבה העליונה וכן לבחון אפשרות של הגברה כזו גם בחטיבת הביניים ובבית-הספר היסודי. למאמר המלא , ראה יחידת המחקר של מכללת אורנים .