הוראה מפורשת של ידע מטא-אסטרטגי באמצעות חקר עולמונים (MICROWORLDS) והשפעתה על התפתחות החשיבה המדעית של תלמידים

מאת: ענת זוהר , ברכה פלד
מילות מפתח: ידע מטא-קוגנטיבי למידת חקר סביבות למידה מתוקשבות סביבות למידה עתירות טכנולוגיה סימולציות עולמונים פיתוח החשיבה פיתוח מיומנויות תבניות חשיבה תהליכי התמודדות תהליכי חשיבה
מקור: ספר כנס צ'ייס למחקרי טכנולוגיות למידה 2008: האדם הלומד בעידן הטכנולוגי, י' עשת –אלקלעי, א' כספי, נ' גרי (עורכים), רעננה: האוניברסיטה הפתוחה, פברואר 2008.
 
תקציר
 מטרת המחקר לבחון את השפעתה של תוכנית התערבות המתמקדת בהוראה מפורשת של ידע מטא-אסטרטגי באמצעות חקר עולמונים Microworlds) ), על יכולתם של תלמידים בעלי הישגים לימודיים שונים (גבוהים ונמוכים) לבודד משתנים. זוהר (Zohar , 2004 ) מגדירה ידע מטא-אסטרטגי כידע מפורש אודות פרוצדורות קוגניטיביות הכוללות אסטרטגיות ומיומנויות חשיבה גבוהות, לדוגמא: היכולת לסווג, היכולת לבצע בקרה על משתנים ועוד. ידע זה כולל מודעות לסוג האסטרטגיה שמשתמשים בה במהלך החשיבה וידע לגבי השאלות מתי, מדוע וכיצד ראוי להשתמש באסטרטגיה.
 
מבחינה פרוצדוראלית, בידוד משתנים הוא אסטרטגיה לעריכת ניסויים בהם משנים גורם אחד וכל השאר הגורמים נשארים קבועים. בנוסף לכך כוללת האסטרטגיה את היכולת להסיק היסקים מניסויים מבוקרים ואי היכולת להסיק היסקים מניסויים לא מבוקרים.
 
המדגם כלל 41 תלמידים שסווגו ל-4 תת קבוצות על פי הישגיהם האקדמאיים: ניסוי הישגים גבוהים, ניסוי הישגים נמוכים, ביקורת הישגים גבוהים, ביקורת הישגים נמוכים. כל תלמיד השתתף ב-7 מפגשים אינדיבידואליים ו-2 מפגשי הוראה קבוצתיים. במהלך ההוראה השתמשו החוקרות בעולמון (microworld) שהוא סימולציה של תופעת טבע הכוללת כמה משתנים אשר משפיעים על תוצאה.
 
היכולת האסטרטגית הוערכה על ידי ראיונות שהתקיימו במהלך חקר העולמונים, והיכולת המטא-אסטרטגית הוערכה על ידי שאלות מפורשות אודות תהליך החקירה של העולמונים..
 
הנתונים נאספו לפני ההתערבות, במהלך ההתערבות, שבועיים לאחר ההתערבות ושלושה חודשים מאוחר יותר. הנתונים נותחו בשיטות איכותיות וכמותיות. הממצאים מצביעים על הבדלים מובהקים בין שתי הקבוצות המחקר ביכולת האסטרטגית והמטא-אסטרטגית. הישגיהם של התלמידים בעלי ההישגים הנמוכים בקבוצת הניסוי השתפרו באופן דרמטי. הממצאים מוכיחים, שהוראה מפורשת של ידע מטא-אסטרטגי באמצעות חקר עולמונים (microworld) המלווים בהנחיה, היא אמצעי חינוכי בעל עוצמה אשר יכול לקדם את חשיבתם של תלמידים בכלל ותלמידים בעלי הישגים נמוכים בפרט.
 
ידע מטא-אסטרטגי, הוראה, למידה והקשר ביניהם
 
זוהר (Zohar, 2004) מגדירה את המושג ידע מטא אסטרטגי כידע כללי ומפורש אודות ההליכים הקוגניטיביים בהם משתמשים. ההליכים הקוגניטיביים אליהם אנו מתייחסים מורכבים ממיומנויות ומאסטרטגיות חשיבה מסדר גבוה. דוגמאות לכך הן היכולת למיין ולסווג, יכולת לקבוע ולנתח קשרי-גומלין מהותיים, יכולת לבנות טיעון טוב, יכולת לנסח שאלות מחקר, לבחון השערות, להסיק מסקנות תקפות או היכולת לבקר משתנים. בהתאם לכך רוב האסטרטגיות המסורתיות של חשיבת-חקר נכללות בתוך הליכים קוגניטיביים אלה. הידע המטא- קוגניטיבי הכרוך בכך מודעות מפורשת לסוג ההליך הקוגניטיבי בו משתמשים במקרים מסוימים, וכולל את היכולות הבאות: יצירת הכללות וקביעת חוקים ביחס לאסטרטגיות חשיבה, שיום (מתן שם) אסטרטגיות החשיבה, הסבר מתי, מדוע ואיך יש להשתמש באסטרטגיית חשיבה כזו, מתי אין להשתמש בה, מהם החסרונות של אי-שימוש באסטרטגיות הולמות ואילו מאפייני משימה מזמנים את השימוש באסטרטגיה.
 
ידע מטא אסטרטגי כולל מודעות מפורשת לסוג ההליכים הקוגניטיביים בהם משתמשים במקרה מסוים בכיתה (ובמקומות אחרים) (Zohar , 2004). זוהר (שם) סבורה כי ניתן לתווך ידע מטא אסטרטגי באמצעות שפה, על ידי שיום (מתן שם) אסטרטגיית החשיבה, על ידי דיון בשאלות מתי, למה וכיצד יש להשתמש באסטרטגיה, וכן דיון על מאפייני משימה המזמנים שימוש באסטרטגיה ומתי אין להשתמש בה (Zohar, 2004).
 
 מה הם המאפיינים של הידע המטא אסטרטגי בהקשר של הוראה ולמידה בבית הספר?
  1. יש לו מרכיב לשוני בולט, כך שניתן לנסח אותו במילים.
  2. חייב להיתמך על ידי ניסיון. מתן הזדמנות להתנסויות מעשיות. התנסויות תהינה מורכבות מבעיות ספציפיות, תלויות הקשר, שידרשו מהלומדים להשתמש באסטרטגיית החשיבה הרלוונטית.
  3. הוראת ידע מטא אסטרטגי יכולה להתרחש בתהליך אינדוקטיבי או דדוקטיבי. ההוראה חייבת לכלול דיון מפורש באלמנטים המופשטים והכליים של הידע המטא אסטרטגי, במטרה לבנות כללים ברורים לגבי שימוש מושכל באסטרטגיית החשיבה אותה מקנים.  
יכולת אסטרטגית היא היכולת להשתמש באסטרטגיות החקירה וההיסק המובילות למסקנות תקפות. יכולת מטא אסטרטגית כוללת הבנת ערכה של האסטרטגיה וגם של המגבלות שלה. במונחים מעשיים הכוונה היא לדעת איך, מתי ומדוע יש להשתמש באסטרטגיה. ההבחנה בין היכולת האסטרטגית ליכולת המטא אסטרטגית היא האבחנה שבין הידיעה איך להשתמש באסטרטגיה לבין הבנת המשמעות שלה Kuhn, 2001) ).
 
התפתחות החשיבה המדעית באמצעות חקר עולמונים
לחקר עולמונים יש מספר יתרונות לפיתוח החשיבה של התלמיד, ראשית שיטה זו מאפשרת לתלמיד לבצע חקירה עצמאית ופתוחה, שנית, קיים מפתח מפורט לניתוח איכותי הבודק את תקופתם של ההיסקים ומאפשר הערכת ביצועים תקפה ומהימנה.
 
במסגרת פרויקט "חשיבה במדע" (זוהר ווינברגר, 1997) פותחה יחידת לימוד בשם "חקר עולמונים". ההוראה התמקדה בהוראת אסטרטגיית החשיבה בידוד משתנים, במטרה לסייע בקידום יכולתם של תלמידים להסיק מסקנות מדעיות. במסגרת יחידת לימוד זו פותחו חמישה עולמונים המתייחסים לנושאים שונים מתוך תכנית הלימודים להוראת הביולוגיה בחטיבות הביניים. כל עולמון מורכב ממסד נתונים ממוחשב, שבאמצעותו ניתן לבצע סימולציה של חקר מדעי. החקר המדעי נערך בכמה שלבים עוקבים מראש: בשלב הראשון תלמידים מתבקשים לקבוע איזה גורם (או גורמים) הם מעוניינים לחקור. לאחר מכן הם מתבקשים לתכנן ניסוי, לבצע אותו באמצעות המחשב ולאסוף את התוצאות שקיבלו ממסד נתונים. לבסוף הם מתבקשים להסיק מסקנות מתוצאות אלה ולנמקן. מטרתן של סימולציות חקר אלה היא לפתח בתלמידים את היכולת לתכנן ולבצע ניסויים מבוקרים תוך שימוש באסטרטגיית החשיבה בידוד משתנים.
 
דיון
מטרת המחקר לבחון את השפעתה של התערבות הממוקדת בהוראה מפורשת של ידע מטא אסטרטגי, המתווכחת באמצעות דיון מילולי, תוך שילוב הזדמנויות מרובות לתרגל את השימוש באסטרטגיית בדוד משתנים באמצעות חקר עולמונים.
 
הממצאים מראים כי התערבות כזו יעילה בקידום הישגים משמעותיים בחשיבת תלמידים. התלמידים שקיבלו הוראה מפורשת השתמשו באסטרטגיה שנלמדה והצליחו להסיק היסקים תקפים בניסויים שערכו.
 
היכולת להעביר ידע לבעיות חדשות ולשמר יכולת זו למשך פרקי זמן ארוכים דורשת רמה גבוהה של הבנה. העובדה שההישגים שהשיגו התלמידים בקבוצת הניסוי, נשמרו גם במטלות ההעברה הקרובה והרחוקה, ובמשימות שבדקו את יכולת השימור, מצביעה על כך שהתלמידים שקיבלו הוראה מפורשת פיתחו הבנה באשר לאופן בו יש לפתור את המשימה בה עסקו במהלך ההתערבות.
 
בקרב קבוצת הניסוי נמצאו הבדלים בשיפור הישגיהם של התלמידים בעלי הרמות השונות ואילו בקרב קבוצת ההשוואה לא נמצאו הבדלים. הממצאים מראים כי ביצועיהם של בעלי ההישגים לימודיים נמוכים בקבוצת הניסוי השתפרו באופן דרמטי. בנוסף, ממצאי המחקרים מצביעים על כך שלתלמידים בעלי ההישגים הנמוכים דרוש זמן רב יותר על מנת להגיע להישגים דומים להישגיהם של התלמידים בעלי ההישגים הגבוהים. לעומת זאת, ממצאי המחקר מצביעים על כך שבהעדר הוראה מפורשת לא היה הבדל בשיפור בהישגיהם של תלמידים בעלי רמות למידה שונות. השיפור שהשיגו התלמידים בעלי ההישגים הגבוהים והנמוכים שלא קיבלו הוראה מפורשת, במהלך מפגשי ההוראה, ההעברה והשמור, היה מועט.
 
מקורות המידע
 
Kuhn, D. (2001). "Theory of mind, metacognition and reasoning: A life-span perspective." In: H. Hartman (ed.) Metacognition in Learning and Instruction, Netherlands, Kluwer , pp. 301-326.
 
Zohar , A . (2004).  Higher order thinking in science classrooms: Students' learning and teachers' professional development. Kluwer Academic publishers.
 
 זוהר, ע'. ווינברגר, י' (1997). חשיבה במדע –פעילויות מחשב. ירושלים: המרכז להוראת המדעים.
    עדיין אין תגובות לפריט זה
    מה דעתך?
yyya