ההשפעה של התפתחות מקצועית המבוססת על שולייתיות קוגניטיבית על תחושת מסוגלות-עצמית של מורה למדעים, הנעה, כיול ידע ותפיסות של הוראה בדרך החקר

Peters-Burton, E., Merz, S., Ramirez, E., & Saroughi, M. (2015). The effect of cognitive apprenticeship-based PD on teacher self-efficacy of science teaching, motivation, knowledge calibration and perceptions of inquiry-based teaching, Journal of Science Teacher Education, 26, 525-548.

המאמר סוכם מאנגלית ושוכתב לעברית ע"י ד"ר פנינה כץ ממכון מופ"ת

על המחקר המוצג במאמר - מטרת המחקר המוצג במאמר הייתה לבחון מסוגלות-עצמית, הנעה, יכולות של כיול ידע תוכן (knowledge calibration) ותפיסות של חקר בקרב מורים למדעים במהלך לימודים במסגרת תוכנית התפתחות מקצועית חד-שנתית למורים למדעים (כאן: ביולוגיה ומדעי כדור הארץ). בתוכנית למדו המורים בהובלת מדען שהיה המלווה המקצועי של התוכנית בדגם של שולייתיות קוגניטיבית. החוקרים ביקשו לבחון אם תוכנית כזו משנה מאפיינים קוגניטיביים ולא-קוגניטיביים של התפתחות מקצועית של מורים.

שאלות המחקר היו: (1) כיצד השתנו תחושת המסוגלות העצמית וההנעה ללמד בדרך החקר של מורים למדעים שהשתתפו לאורך שנה בתוכנית התפתחות מקצועית זו? (2) כיצד השתנתה יכולת כיול ידע תוכן של מורים אלה במהלך ההשתתפות באותה תוכנית? (3) כיצד השתנתה תפיסת ההוראה בדרך החקר של מורים אלה במהלך ההשתתפות באותה תוכנית? חלקי התוכנית לאורך השנה: חלק ראשון – לימוד על מחקר, דרכים, שיטות, סטטיסטיקה, ייצוגים גרפיים ועוד, דיגום של המדען; חלק שני – פיתוח עצמי של מחקרים/ מיזמים אישיים בתמיכת המדען כמלווה מקצועי, חלק שלישי – פיתוח חומרי למידה לתלמידים ברוח הלימוד בתוכנית.

מסגרת עיונית – הדגם של התוכנית היה השתלמות מקצועית בדגם של שולייתיות קוגניטיבית שמטרותיה: 1) לזמן למורים ידע והתנסויות מחקריות אותנטיות ו-2) לפתח יחידות לימוד מבוססות-חקר. מאפיין מרכזי של הדגם הוא חשיפת המורים בו-זמנית לאופי של למידה ולפרקטיקה של מדע. מורים מתפקדים כלומדים וכמורים תוך רכישת ידע וכישורים בתחום המדעי שבו הם מומחים. ההנחה היא שמורים בעלי כישורי למידה מסוגלים לתרגם ידע תוכן לידע תוכן פדגוגי, וליצור סביבות למידה מבוססות-חקר.

מה נמצא במחקר?

שאלת המחקר הראשונה: (1) מסוגלות עצמית בהוראת מדעים – בתחילת הקורס דירגו המורים במיקום גבוה את תחושת מסוגלות העצמית שלהם להוראת מדעים ושמרו על ניקוד גבוה זה לאורך רוב התקופה. באמצעות גישת השולייתיות הקוגניטיבית בשילוב מיקוד בהוראת חקר הפכו המורים למודעים יותר לדרכים שבהן מתנהל מדע, והתחזקה אמונתם שכל התלמידים יכולים ליישם פרקטיקות מדעיות בכיתה. ממצא דומה נמצא גם במחקר דומה אחר (Pop et al., 2010).

(2) מתמטיקה וסטטיסטיקה בהוראת המדעים - המורים הסבירו בראיונות לפני הקורס שיש להם תחושת מסוגלות נמוכה בהוראת מתמטיקה בהקשר של הוראת המדעים. לאחר ההתנסות המורים דיווחו על הבנת הערך של שימוש בסטטיסטיקה בהוראת מדעים, אף שהממצאים הכמותיים לא הצביעו על שינוי מובהק. לאחר השלב השלישי (חיבור יחידות הוראה לתלמידים) רמת המסוגלות העצמית בהוראת מתמטיקה לפי דיווחי המורים עלתה, במיוחד לאחר שראו את השימושיות שלה בהוראה ובקידום ההבנה. הטיפול האינטנסיבי בסטטיסטיקה בשלב ניתוח הנתונים חיזק בקרב המורים את תחושת הנוחות בהוראת מתמטיקה.

(3) הנעה ללמד בדרך החקר - בשאלון של אסטרטגיות מוטיבציוניות ללמידה (Motivated Strategies for Learning Questionnaire) נמצא ניקוד גבוה להנעה ללמד בדרך החקר לפני תחילת הקורס, תופעה שנמשכה גם לאחר השלב הראשון של התוכנית. המורים היו מוכנים להרחיב את פעילויות החקר כלומדים, ומודעותם לידע שלהם ולכיולו גדלה. ההנעה הגבוהה של המורים איפשרה להם להתמיד בלמידה על חקר וחשיבה מדעית בסיוע איש המדע שליווה את התוכנית (Delfino et al., 2010). בהערכה חוזרת, 9 חודשים ממועד סיום הקורס, הניקוד גדל אך לא באופן מובהק. ייתכן שהתפתחות מקצועית סייעה למורים לרכוש ידע חדש, אך תחושת המסוגלות הגבוהה מנעה שינויים באסטרטגיות הקוגניטיביות שלהם לאורך זמן.

שאלת המחקר השנייה: יכולת כיול ידע תוכן - אחד הממצאים שהצביע על שינוי במבנה האמונה של המורים היה יכולתם לכייל חשיבה מדעית (לראות מה נכון ומה שגוי). יכולת כיול הידע לפני תחילת הקורס הייתה נמוכה. הם היו בטוחים שתשובותיהם נכונות גם כשהיו שגויות. לאחר סיום הקורס נמצא כי יכולת זו השתפרה, והיה מתאם בין תשובות נכונות לבין ביטחון בכך שהן נכונות. ההזדמנות שניתנה למורים לצפות בדיגום של חשיבה מדעית בשילוב סטטיסטיקה ע"י המדען שהשתתף בתוכנית, ולחקות זאת במחקרים האישיים שעשו היא שתרמה לשינוי.

שאלת המחקר השלישית: (1) תפיסת ההוראה בדרך החקר – בשלב הראשון של המחקר נמצא פער בין הגדרות המורים למושג חקר לבין תיאור פעילותם כמורים בדרך החקר (Gyllenpalm et al., 2010). במהלך הקורס גילו המורים התלהבות רבה וחיבור משמעותי ללמידה מבוססת-חקר. לאחר הקורס הם ציינו את חשיבות התמיכה הקולגיאלית בלמידת חקר (Liu et al., 2010). דגם השולייתיות הקוגניטיבית עודד את המורים לקיים תקשורת על דרכי חשיבה בכל הפעילויות והאיר את היתרונות של תמיכת עמיתים. גם כאן העבודה עם מדען בעל ידע בהוראת מדעים, שידע כיצד לסייע להם להבין מהו חקר וכיצד חושב מדען, תרמה לשינויי התפיסה.

(2) התאמת דרך החקר לכלל התלמידים - לפני ההתפתחות המקצועית המורים חשבו שניתן ללמד וללמוד בדרך החקר רק עם תלמידים גבוהי הישג, והם תיארו את מאבקם להתאים זאת לכלל התלמידים. לאחר ההתפתחות המקצועית השתנתה התפיסה והמורים ראו רווח ניכר ואפשרות של יישום למידת חקר לכל התלמידים. מתן דגם ברור למורים כיצד ניתן לתמוך בחשיבה מדעית בלמידה בדרך של שולייתיות קוגניטיבית עשוי לסייע למורים בהקשר זה.

(3) מתמטיקה ולמידה בדרך החקר – בעוד שלפני הקורס המורים ראו בלמידת מתמטיקה מכשול, בסיום הקורס רבים שינו את עמדתם ואף מורה לא הצביע על פחד ממתמטיקה. יש בכך כדי להעיד שהתפתחות מקצועית תומכת, תוך שילוב מדען כמלווה מקצועי עשויה לשנות את תפיסת המורים בהקשר זה. כאן הדבר אמור במיוחד למורי ביולוגיה ומדעי כדור הארץ.

השתמעויות – התפתחות מקצועית בדגם של התנסויות מחקריות אותנטיות עשויה לספק למורים הבנות ותובנות לגבי מהותה של עבודת המדען. עם זאת, הצלחתן של תוכניות אלה נמצאה פחותה בעידוד מורים להשתמש בשיטות חקר בהוראת מדעים. ייחודה של תוכנית ההתפתחות המקצועית שהופעלה ונבחנה כאן היה בשילוב של עבודה עם מדען בעל מומחיות בהוראת מדעים. המדען, שעבד מקצועית עם מורי בתי ספר תיכוניים ואף לימד בתיכון היה בעל יכולת לקשר בין עולם המדע לבין עולם החינוך המדעי.

הגיוני לחשוב שצוותים של מומחים במדעים ומומחים בהוראה יכולים לתכנן ולהפעיל התפתחות מקצועית בעלת מאפיינים דומים, תוך שימוש בדגם של שולייתיות קוגניטיבית עם מרכיבים של התנסויות במחקר מדעי ואסטרטגיות יישום להוראה בכיתה, ובכך לספק התפתחות מקצועית המובילה ללמידה אפקטיבית בדרך החקר (Lederman & Lederman, 2014).

ביבליוגרפיה

Delfino, M., Dettori, G., & Persico, D. (2010). An on-line course fostering self-regulation of trainee teachers, Psicothema, 22, 299-305.
Gyllenpalm, J., Wickman, P., & Holmgren, S. (2010). Teachers' language on scientific inquiry: Methods of teaching or methods of inquiry? International Journal of Science Education, 32, 1151-1172.
Lederman, N.G., & Lederman, J.S. (2014). Talking the talk and walking the walk, Journal of Science Teacher Education, 25, 513-517.
Liu, O., Lee, H., & Linn, M. (2010). An investigation of teacher impact on student inquiry science performance using a hierarchical linear model, Journal of Research in Science Teaching, 47, 807-819.
NGSS Lead States, (2013). Next generation science standards: For states, by states, Washington, DC: The National Academies Press.
Pop, M.M., Dixon, P., & Grove, C.M. (2010). Research experiences for teachers (RET): Motivation, expectations and changes to teaching practices due to professional program involvement, Journal of Science Education, 21, 127-147.
Theide, K.W., & Anderson, M.C.M. (2003). Summarizing can improve metacomprihension accuracy: Contemporary Educational Psychology, 28, 129-160.