9.1 קידום הרגלי עבודה רפלקטיביים בפתרון בעיות בפיזיקה

צוות מוביל:

• פרופ' עידית ירושלמי

צוות פרויקט:

• ד"ר אלישבע כהן
• אסתי מגן
• ד"ר סאוסאן עילבוני
• קורינה פולינגר
• ד"ר מנשה פיוטרקובסקי

תקציר:

פתרון בעיות נחשב על ידי רבים ממורי הפיזיקה כהזדמנות לימודית שנועדה לקדם הן הבנה מושגית והן גישת מומחה להתמודדות עם בעיות חדשות. עם זאת, דרכי הוראה מסורתיות בכיתת הפיזיקה (הן בתיכון והן במכללה) מתמקדות לא אחת בהיבטים פרוצדורליים של פתרון בעיות מוכרות, ואינן ממצות את הזדמנות הלמידה עד תום. המחקר מתמקד בשלושה היבטים קשורים:

1. תהליכי למידה בהקשר של פתרון בעיות;
2. דעות ונורמות של מרצים, מתרגלים ומורי פיזיקה בהקשר של פתרון בעיות;
3. עיצוב מבוסס מחקר של משאבי הוראה ומסגרות פיתוח מקצועי לתמיכה במורים לפיזיקה בקידום הרגלי עבודה רפלקטיביים בפתרון בעיות בפיזיקה.

ההיבט הראשון של המחקר עניינו אפיון התהליכים שבהם תלמידים מחדדים ומעדנים את הבנתם המושגית כאשר הם בוחנים פתרונות שגויים ולומדים דוגמאות פתרון המשקפות את הידע המוסכם בקהילה המדעית. בפרט, חקרנו את היכולת של תלמידים לבצע תהליכים של  תיקון עצמי כאשר הם  משווים בין פתרונם לבין פתרון לדוגמא (כלומר, יכולתם לזהות וליישב קונפליקטים אפשריים בין המודל המנטלי שביסוד גישתם לפתרון לבין הידע המוסכם בקהילה המדעית המשוקף בדוגמת הפתרון). בפרט, השווינו את רמת האבחון של התלמידים במשימות אבחון עצמי בהן ניתנים ללומדים זמן ומשאבים לאיתור והסבר של שגיאות בפתרונות שלהם, והם מקבלים גמול על השלמת משימות אלו. המחקר חשף קשיים של תלמידים באבחון עצמי של פתרונותיהם, הראה כי עם תמיכה מתאימה גם תלמידים עם ידע מקדים מצומצם יחסית מרוויחים מפעילויות אבחון עצמי, ומיפה את תרומתם של סוגי משאבים שונים לאבחון ע"י התלמידים (מקורות 1-5 ברשימה לקריאה נוספת מטה).

ההיבט השני של המחקר עניינו אפיון פרקטיקות ועמדות של מרצים ומתרגלים בקורסי מבוא לפיזיקה באוניברסיטה בהקשר של הוראת פתרון בעיות (לדוגמא אופן הניסוח של בעיות, דוגמאות פתרון ודרכי הערכה). המחקר מלמד כי השקפות המרצים והמתרגלים תואמות במידה רבה את השקפתם של החוקרים הקוגניטיביים לגבי הרגלי הלמידה שבאמצעותם הסטודנטים מפתחים הבנה מושגית באמצעות פתרון בעיות. עם זאת, הם לא ראו את תפקידם כאחראים לפתח הרגלי למידה אלה. ערכים סותרים זוהו גם אצל מתרגלים. (מקורות 6-14 ברשימה לקריאה נוספת מטה).

ההיבט השלישי של המחקר עניינו פיתוח מבוסס מחקר של אסטרטגיות וחומרי הוראה לקידום הרגלי עבודה רפלקטיביים בפתרון בעיות בפיזיקה. בפרט, בדקנו את השפעתה של התערבות חינוכית המכילה סדרת פעילויות מתוקשבות התומכות בתלמידים באבחון דוגמאות פתרון שגויות מעשה ידי המורה. התלמיד נדרש לבצע אבחון המעוגן בעקרונות ובמושגים פיזיקליים והמערכת נותנת לתלמידם משוב לתלמידים על אבחונם. המחקר התמקד בתלמידי תיכון המתמחים בפיזיקה, והפעילויות הותאמו לתכני תכנית הלימודים בפיזיקה בתיכון בישראל. במחקר על זוגות תלמידים העוסקים בפעילויות מעין אלה נמצא שהנחיות אלו מעודדות את התלמידים לדון בקריטריונים המבדילים בין פרשנויות מקובלות מדעית ופרשנויות חלופיות למושגים ולעקרונות הנדונים. התערבות שנתית עם פעילויות ממוחשבות חוזרות ונשנות הראה שיפור בנטיית ויכולת התלמידים לאבחן את עצמם בהשוואה להתערבות מסורתית יותר באבחון עצמי. כיוון נוסף הוא תכנון מסגרות פיתוח מקצועי למורים. (מקורות 15-19 ברשימה לקריאה נוספת מטה).

 

שותפי הפרויקט בישראל
 

• פרופ' אמריטוס בת-שבע אלון, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע
• ד"ר אסתר בגנו , המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע
• ד"ר ראפע ספדי, המכללה הערבית לחינוך, חיפה

• Prof. Kenneth Heller, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota, USA
• Prof. Patricia Heller, Department of Curriculum and Instruction, University of Minnesota, USA
• Prof. Chandralekha Singh, Dep. of Physics and Astronomy, University of Pittsburgh
• Prof. Charles Henderson, Department of Physics, Western Michigan University, USA

לקריאה נוספת: