עקרונות ורעיונות גדולים בחינוך מדעי

Harlen, W. (2010). Principles and big ideas of science education. The Association for Science Education, College Lane, Hatfield, Herts

עיקרי הדברים:

• דו"ח מיוחד זה חובר על ידי עשרה מדענים ואנשי חינוך מדעי בכירים ממקומות שונים בעולם, במטרה לקבוע את העקרונות שיעמדו בבסיס החינוך המדעי לכל התלמידים ונאמר בו כי:
• יש לסייע לתלמידים לפתח "רעיונות גדולים" *של* מדע ו*על-אודות* מדע שיאפשרו להם להבין את ההיבטים המדעיים של העולם סביבם ולקבל החלטות מושכלות בדבר יישומי המדע.
• המטרה היא להקנות לתוכנית הלימודים במדעים קוהרנטיות ותחושה של התקדמות לעבר יעד ברור, של רכישת מושגים מופשטים שתלמידים צריכים לדעת
• (זאת להבדיל מהתרכזות נושאים ספציפיים שהקשר ביניהם אינו ברור, בבחינת "מרוב עצים לא רואים את היער")
• רעיונות גדולים במדע הם כאלה שניתן להשתמש בהם כדי להסביר ולחזות טווח נרחב של תופעות בעולם הטבע
• בדו"ח מפורטים עשרה רעיונות גדולים *של* מדע ועוד ארבעה רעיונות גדולים *על-אודות* מדע
• למרבה הצער, מדיניות של מבחנים תכופים ממשיכה לשרוד למרות שני עשורים של מחקרים שהוכיחו את ההשפעה השלילית שלהם והפריכו את הטענה כי "מבחנים מעלים את הסטנדרטים"

דו"ח מיוחד זה חובר על ידי עשרה מדענים ואנשי חינוך מדעי בכירים ממקומות שונים בעולם, במטרה לקבוע את העקרונות שיעמדו בבסיס החינוך המדעי לכל התלמידים. במרכז הדוח ניצבת הטענה כי יש לסייע לתלמידים לפתח "רעיונות גדולים" של מדע ועל-אודות מדע שיאפשרו להם להבין את ההיבטים המדעיים של העולם סביבם ולקבל החלטות מושכלות בדבר יישומי המדע.

לדוח המלא

לקריאה נוספת: כל סיכומי המאמרים בנושא חינוך מדעי

המטרה היא להקנות לתוכנית הלימודים במדעים קוהרנטיות ותחושה של התקדמות לעבר יעד ברור, של רכישת מושגים מופשטים שתלמידים צריכים לדעת. זאת להבדיל מהתרכזות נושאים ספציפיים שהקשר ביניהם אינו ברור, בבחינת "מרוב עצים לא רואים את היער".

מהם רעיונות גדולים במדע

רעיונות גדולים במדע הם כאלה שניתן להשתמש בהם כדי להסביר ולחזות טווח נרחב של תופעות בעולם הטבע. בניגוד להם, רעיונות קטנים משתייכים לתת-תחומים מוגדרים של דיסציפלינות מדעיות שונות. כשפעוטות מתחילים לגבש רעיונות, הם מקשרים אותם לאירועים ספציפיים בעולמם המוגבל. אבל בשלב מוקדם מאוד מצליחים הפעוטות לאתר דפוסים קבועים באובייקטים ובאירועים שהם צופים בהם; דפוסים אלה מקיפים את מה שאנחנו מכירים כתחומים המרכזיים של המדע. כך, כבר בשנותינו הראשונות אנו מבחינים בין אובייקטים חיים לאובייקטים דוממים (ביולוגיה); מסוגלים לגבש ציפיות לגבי נתיבם של גופים נעים (פיסיקה); ומכירים בהבדלים בין חומרים שונים (כימיה).

14 רעיונות גדולים במדע

עשרה רעיונות מדעיים:

1. כל החומר ביקום עשוי מחלקיקים זעירים.
2. אובייקטים יכולים להשפיע זה על זה ממרחק, באמצעות כבידה, כוח חשמלי, כוח מגנטי, אור וקול.
3. שינוי תנועתו של אובייקט דורשת שיפעילו עליו כוח שקול.
4. סך האנרגיה ביקום נשאר קבוע, אך אנרגיה יכולה לשנות את צורתה.
5. הרכב כדור הארץ והאטמוספירה שלו והתהליכים המתרחשים בהם מעצבים את פני השטח ואת האקלים בכדור הארץ.
6. מערכת השמש היא חלק קטן מתוך גלקסיה אחת מתוך מאות מיליארדי גלקסיות ברחבי היקום.
7. אורגניזמים מאורגנים על בסיס תאי.
8. אורגניזם דורש אספקה של אנרגיה וחומרים אשר תלויה תדיר בתחרות עם אורגניזמים אחרים.
9. מידע גנטי מועבר מדור לדור בקרב אורגניזמים.
10. מגוון האורגניזמים, חיים ומוכחדים, הוא תוצאה של האבולוציה.

ארבעה רעיונות על-אודות מדע:

1. המדע מניח כי לכל תוצאה יש סיבה אחת או יותר.
2. הסברים מדעיים, תיאוריות ומודלים הם אלה המתאימים ביותר לעובדות הידועות בזמן נתון.
3. הידע שמפיק המדע משמש ליצירת מוצרים המשרתים מטרות אנושיות.
4. ליישומי המדע יש תדיר השלכות אתיות, חברתיות, כלכליות ופוליטיות.

מדוע רעיונות גדולים?

לכל בוגרי מערכת החינוך חייבת להיות הבנה של רעיונות ופרוצדורות מדעיים. עם זאת, במדינות רבות נרשמת ירידה במספר התלמידים שבוחרים ללמוד מדעים וישנם מדדים המצביעים על ירידת העניין במדע. במקומות רבים מדווחים תלמידים כי לימודי המדע אינם מעניינים ואינם רלוונטיים לחייהם. הם "לא מבינים מה המטרה" בלימודי דברים שנראים להם כאוסף של עובדות בלתי קשורות זו לזו.

לאופן העברת החומר יש חשיבות מכרעת בניסיון להעביר לתלמידים את הקשרים בין רעיונות להתנסות, ולכן עדיף להעביר את החומר בצורת נרטיב מעשר כרשימה של נקודות מנותקות זו מזו. הצהרה מפורשת של המורים כי אחד מהיעדים של לימודי המדעים הוא לפתח רעיונות גדולים תספק רציונל ומסגרת להכללה של נושאים ושל סוגי הוראה ספציפיים במסגרת תוכנית הלימודים.

הקריטריונים לבחירת רעיונות גדולים בתוכנית הלימודים

על רעיונות גדולים להיות:

ישימים באופן אוניברסלי.

ניתנים לפיתוח באמצעות מגוון תכנים.

רלוונטיים, מעניינים ומעוררים מוטיבציה.

ניתנים ליישום בתוכן חדש באופן שמאפשר ללומדים להבין סיטואציות ואירועים, בשלב זה בלתי ידועים, שהם עתידים להיתקל בהם במהלך חייהם.

בעלי כוח הסברי התקף למספר גדול של אובייקטים, אירועים ותופעות שהתלמידים נתקלים בהם בחייהם במהלך ואחרי שנות בית הספר.

מסוגלים לספק בסיס להבנה של סוגיות הכרוכות בקבלת החלטות שמשפיעות על בריאותם ורווחתם של התלמידים ועל חיי אחרים, על הסביבה ועל השימוש באנרגיה

מסוגלים להעניק הנאה וסיפוק מעצם היכולת למצוא תשובות לסוג השאלות שאנשים שואלים על עצמם ועל עולם הטבע.

בעלי חשיבות תרבותית – למשל, בהשפעה על תפישות לגבי המצב האנושי, בשיקוף הישגים בהיסטוריה של המדע, במתן השראה ובעיצוב פעילות אנושית הנוגעת לסביבה.

הנזק שבהסתמכות בלעדית על מבחנים לצורך הערכה של התקדמות בלימודים

אחת הסיבות למקוטעות של חוויית הלימודים בתחומים רבים נעוצה באופן ההערכה. מבחנים קונבנציונליים מציגים סדרה של שאלות בלתי קשורות זו בזו המועדפות על פני שאלות אחרות משום שניתן לתת להם ציונים מספריים באופן אמין. כתוצאה מכך צומחת הוראה של פריטי מידע בלתי קשורים זה לזה ושל טכניקות מכניות לכתיבת תשובות "מוצלחות" במבחנים.

כאשר תלמידים ומורים נשפטים על פי תוצאות במבחנים סטנדרטיים, התוצאה היא הגבלת מה שנכלל בתוצאות הלמידה לביצועים שניתן בקלות לסווגם כנכונים או שגויים. כך נשארים בחוץ עניינים שקשה יותר להעריכם בצורה מספרית או חד-משמעית, כגון יישום של רעיונות, הנמקה והבנה (בניגוד לידע עובדתי).

על אף שקשה להכליל כמה מתוצאות הלימוד במבחנים רשמיים כתובים, עדיין ניתן לבצע הערכה שלהם באמצעות פרויקטים או עבודות. ההסתמכות הבלעדית על מבחנים, כלומר על "הערכה בסיכון גבוה" (כאשר כישלון מונע התקבלות למגמות לימוד נחשקות, לאוניברסיטאות וכו'), מובילה להגבלה מופרזת של החומר הנלמד ושל שיטות ההוראה.

כשגישה זו מובאת לקיצוניות, התוצאה היא שמה שנלמד נקבע על ידי מה שקל להעריכו ולא על ידי מה שיש לו תרומה להבנת התלמידים רעיונות מפתח ולשליטתם במיומנויות הנמקה והוכחה. הדבר גורם למורים ללמד בדרך שאינה מספקת אותם ואינה מהנה את התלמידים. למרבה הצער, מדיניות של מבחנים תכופים ממשיכה לשרוד למרות שני עשורים של מחקרים שהוכיחו את ההשפעה השלילית שלהם והפריכו את הטענה כי "מבחנים מעלים את הסטנדרטים". הגיע הזמן להשקיע באופן משמעותי בפיתוח גישות חדשות של הערכה שמשקפות טוב יותר רעיונות מפתח ומיומנויות בכל מקצועות הלימוד.

עשרה עקרונות של חינוך מדעי

1. על החינוך המדעי לפתח בקרב התלמידים את הסקרנות לגבי העולם, ההנאה מהפעילות המדעית ואת ההבנה כיצד ניתן להסביר תופעות טבעיות.
2. מטרת החינוך המדעי היא לאפשר לכל אחד ואחד לקבל החלטות מושכלות ולנקוט פעולות הולמות שישפיעו על רווחתם האישית ועל טובת החברה והסביבה.
3. לחינוך מדעי יש כמה יעדים:
   1. פיתוח מערכת של רעיונות גדולים במדע, הכוללים רעיונות של המדע ורעיונות על-אודות המדע ועל תפקידו בחברה.
   2. פיתוח יכולות מדעיות לאסוף ראיות ונתונים ולהשתמש בהם.
   3. פיתוח של גישות מדעיות.
4. חייבת להיות התקדמות ברורה לעבר מטרותיו של החינוך המדעי, תוך סימון מראש של הרעיונות שעל התלמידים לרכשם בכל שלב.
5. ההתקדמות לעבר הרעיונות הגדולים צריכה להיות תוצאה של הוראת נושאים שמעניינים את התלמידים ורלוונטיים לחייהם.
6. פעילויות הלימוד חייבות לשקף את תפישה גלויה ומפורשת של הידע ושל החקר המדעיים העכשוויים.
7. כל הפעילויות בתוכנית הלימודים חייבות להעמיק את ההבנה של רעיונות מדעיים ובו בזמן לטפח גישות ומיומנויות מדעיות.
8. יש להתאים את תוכניות הלימודים בבתי הספר ואת תוכניות ההכשרה של המורים למדעים לעקרונות אלה.
9. הערכה היא עניין מרכזי בחינוך מדעי. ההערכה המעצבת של תהליך הלימוד וההערכה המסכמת של התקדמות התלמידים בחומר חייבות להיעשות בהתאמה לכל היעדים.
10. יש לדאוג לשיתוף פעולה בין מורים ולהגביר את מעורבות הקהילה, ובכלל זה הורים ומדענים.