כיצד להקנות אוריינות מדעית?

במאמר הנוכחי מוצג מחקר שבחן את האפקטיביות של תכנית TEEMSS II בקידום הבנה מדעית של תלמידים בכיתות השונות. במסגרת המחקר הושוו תלמידים שלמדו בתוכנית עם תלמידים שלמדו עם אותם מורים בשנים קודמות, בצורת למידה סטנדרטית. גודל המדגם היה 523 תלמידים בקבוצת הביקורת ו-658 תלמידים בקבוצת הניסוי. התלמידים נבחנו באמצעות מבחנים סטנדרטיים להבנת מושגים מדעיים בתחומים השונים שהותאמו והושלמו על ידי כלי הערכה מתוקפים נוספים. בנוסף הועבר למורים ולתלמידים סקר על עמדותיהם ותחושותיהם בנוגע לתוכנית.

ממצאי המחקר

• המורים דיווחו על קשיים מסוימים בהתקנת המערכות הטכנולוגיות ובלמידה אודות תפעולן. עם זאת, לאחר שרכשו ניסיון עם המערכות הם דיווחו שהמערכת קלה לתפעול ומועילה להבנת המושגים המדעיים.
• התלמידים גם הם דיווחו על הצלחה יחסית בשימוש במערכות השונות ובלמידה בעזרתן.
• באופן לא מפתיע, כל התלמידים השתפרו בהבנת המדעים שלהם, בין אם השתתפו בתכנית ובין אם לאו.
• בארבעה נושאי לימוד – קול, חשמל, תחושה וטמפרטורה – הראו התלמידים שהשתתפו בתכנית שיפור גדול באופן מובהק מאשר התלמידים שלמדו בצורה המסורתית.
• בארבעה נושאי לימוד אחרים – מנופים, צמחים, לחץ ותנועה – לא היה הבדל מובהק בין שתי הקבוצות (ולמעשה בקבוצת הניסוי קיבלו התלמידים ציונים נמוכים מעט מאשר בקבוצת הביקורת).
• החוקרים לא מצאו הסבר להבדל בין התחומים. הם בחנו הסברים אפשריים כגון הזמן שהושקע בלמידה, או העניין של התלמידים בלמידה (מדיווחי המורים) אך לא מצאו הסבר חד משמעי.

החוקרים מסכמים כי בעוד שנראה שלמידה מתווכת טכנולוגיה היא בעלת פוטנציאל לשיפור הלמידה בתחום המדעים, לא קיים עדיין מידע חד משמעי לגבי המנגנון המתווך את ההשפעה החיובית הזו.

מקורות

Zucker, A. A., Tinker, R., Staudt, C., Mansfield, A., & Metcalf, S. (2008). Learning science in grades 3–8 using probeware and computers: findings from the TEEMSS II project. Journal of Science Education and Technology, 17(1), 42-48.

תכנית GEMS ((Great Exploration in Math and Science מכוונת להתגבר על קושי זה על ידי התמקדות הן בתחום תכנית הלימודים והן בתחום הכשרת המורים. התוכנית מתמקדת בהוראת מדע החלל, וכוללת תכנית לימודים שמבוססת על 3 עקרונות: 1) הבנת המושגים והעקרונות המרכזיים של הדיסציפלינה; 2) הבנה כיצד ידע מדעי נאסף, נבחן ומתקבל; 3) יישום 2 ההבנות הקודמות כדי ללמוד תחומי ידע נוספים. במימד של הפיתוח המקצועי, המורים בתוכנית חווים את תכנית הלימודים כלומדים, ולומדים אסרטגיות פדגוגיות להוראת הנושאים במסגרת סדנת פיתוח מקצועי בת 4 ימים, שבועיים לפני תחילת הלימודים.

במאמר מתואר מחקר הערכה שבחן את השפעת ההשתתפות בתוכנית על ידע התוכן של המורים, וכן על הביטחון שלהם בהוראה, הגישות והאמונות שלהם לגבי הוראת מדעים, האמונה שלהם בעצמם (Self efficiacy) והתוצאה המצופה שלהם מתלמידיהם.

המחקר נערך בקרב 66 מורים בקבוצת הניסוי ועוד 59 בקבוצת הביקורת, ההקצאה לקבוצת ניסוי וקבוצת ביקורת נעשתה באופן אקראי לחלוטין. המורים בקבוצת הביקורת השתתפו בהכשרה מקצועית מסורתית בתחומי הלימוד. למרות שהמחקר הנוכחי בחן את המורים, חשוב לציין כי מחקר מקביל בחן את ההשפעה של התוכנית על תלמידים ומצא השפעה חיובית מובהקת על כל הממדים שנבדקו בתחום ההבנה והידע המדעיים.

ממצאי המחקר מצביעים על כך שבכל חמשת התחומים שנבדקו הראו המורים שהשתתפו בתוכנית GEMS שיפור רב יותר מאשר המורים בקבוצת הביקורת. תוצאות אלו היו מובהקות, עם זאת, רק במדד ידע התוכן בתחום מדע החלל ובאמונות חיוביות לגבי הוראה ולמידה בדרכים מתקדמות.

כותבי המחקר מסכמים כי שילוב של תכנית לימודים מתוכננת היטב סביב מושגי יסוד, המשולבת עם הכשרה מקצועית קצרה וממוקדת של המורים, יכולה לתרום רבות ליכולת ההוראה של המורים, ובסופו של דבר להישגי התלמידים בתחום.

[1] למשל, שינוי בתוכנית הלימודים לכיוון של ידע מעמיק עשוי להכשל משום שהמבחנים הסטנדרטיים עדיין בוחנים ידע שטחי ויכולת שינון עובדות של התלמידים.

מקורות

Granger, E. M., Bevis, T. H., Saka, Y., Fakultesi, E. E., & Southerland, T. S. (2010). Comparing Reform-Based and Traditional Curricula in a Large-Scale, Randomized Cluster Design Study: The Interaction between Curriculum and Teachers’ Knowledge and Beliefs. meeting of the National Association of Research in Science Teaching, Philadelphia, PA.