חזרה לרשימה
חשיבה מיחשובית (computational thinking) הינה מיומנות הנוגעת ליכולת לפתור בעיות מתחומי דעת שונים, ברמות מורכבות שונות. מיומנות זו תורמת ליכולת של היחיד לפעול להשגה של מטרות, ועשויה לתרום לתלמידות ותלמידים במגוון רחב של בעיות ואתגרים בחיי היום יום. הסקירה היומית של לשכת המדענית הראשית במשרד החינוך מציגה שני מחקרים העוסקים בחשיבה מיחשובית ורכישתה.
המחקר הראשון, מישראל, בחן את הקשר בין יצירתיות וחשיבה מיחשובית, ומצא שיש הדדיות בין שני כישורים אלו, שלא בכדי הוגדרו ככישורים חיוניים במאה ה-21'. המחקר השני מציג סקירה מקיפה של מחקרים שבחנו את הדרכים בהן מונחלת חשיבה מיחשובית לתלמידים. על בסיס הסקירה, החוקרים ממליצים מספר המלצות מעשיות.
טיפוח יצירתיות משפר את החשיבה המיחשובית של תלמידים בחטיבת הביניים
מחקר שהתפרסם ב-2022, על ידי חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב, בחן את הקשר בין יצירתיות לבין חשיבה מיחשובית (computational thinking), שתי מיומנויות שמוגדרות ומזוהות על ידי ארגוני חינוך מגוונים כקריטיות במאה ה-21. חשיבה מיחשובית היא מושג שנתבע לתיאור מיומנות פתרון בעיות בעידן הדיגיטלי, אך לאו דווקא בהקשר של שימוש במחשב.
ניתן למצוא הגדרות מגוונות למיומנות החשיבה המיחשובית, אך מחקר זה מציין כי ישנה הסכמה על כך שלרוב היא כוללת מספר מרכיבים מרכזיים:
- פירוק הבעיה (Decomposition)
- הפשטה של הבעיה (Abstraction)
- תכנון ועיצוב סדרת פעולות לוגיות לפתרון הבעיה (Algorithms)
- זיהוי ותיקון טעויות בדרך הפתרון שתוכננה (debugging)
- חזרה על התהליך עד לפתרון הבעיה (Iteration)
קיים דמיון בין רכיבים אלו לבין הרכיבים של יצירתיות (creativity), אשר מוגדרת במחקר זה כיכולת חשיבה המאפשרת פתרון בעיות בצורה חדשנית, תוך זיהוי ליקויים ופערי ידע, מסגור הבעיה, מציאת פתרונות, ניסוח ובחינת השערות, ותיווך התוצאות.
המחקר הנוכחי ביקש לבחון את השאלה כיצד משפיעה תכנית התערבות לקידום יצירתיות על רכישת מיומנות חשיבה מיחשובית? במחקר השתתפו 132 תלמידי כיתה ט' מתוכם 60 בנים (45%) ו-72 בנות (55%). 98 תלמידים שימשו כקבוצת ניסוי ו-34 כקבוצת ביקורת. החוקרים השתמשו במבחן טורנס (Torrance Test for Creative Thinking) כדי לבחון את החשיבה היצירתית לפי ארבעה פרמטרים: שטף, גמישות, מקוריות ועיבוד. התלמידים בקבוצת הניסוי עברו התערבות שתוכננה כך שתביא לשיפור והעצמה של מיומנות החשיבה היצירתית. הערכת מיומנות החשיבה המיחשובית בוצעה על ידי שימוש במשחק תכנות המשמש ללימוד תוכנה לתלמידי יסודי וחטיבת ביניים (The learning environment: Kodetu).
ממצאי המחקר מצביעים על כך שההתערבות שיפרה את מיומנות החשיבה היצירתית ובמקביל הביאה לשיפור בהישגים באתגרי החשיבה המיחשובית שניתנו לתלמידים בקבוצת הניסוי. תוצאות אלו עולות בקנה אחד עם תוצאות מחקרים קודמים, שהראו שיצירתיות וחשיבה יצירתית ניתנות לטיפוח, וכי יצירתיות עשויה להתבטא במספר תחומים. התלמידים שהשתתפו בקבוצת הניסוי ועברו התערבות לפיתוח יצירתיות ביטאו יותר מקוריות באופן כללי, ובמיוחד בהקשר של מציאת פתרון לבעיות, לעומת תלמידי קבוצת הביקורת. תלמידים מקבוצת הניסוי הראו שיפור בזמן פתרון הבעיות וביצעו יותר ניסיונות פתרון מהתלמידים בקבוצת הביקורת. החוקרים הסיקו כי להתערבות לפיתוח יצירתיות הייתה השפעה חיובית ניכרת על ביצועי התלמידים גם בתחום החשיבה המיחשובית.
מקורות
Rotem Israel-Fishelson & Arnon Hershkovitz (2022): Cultivating creativity improves middle school students’ computational thinking skills, Interactive Learning Environments, DOI: 10.1080/10494820.2022.2088562
כיצד ללמוד וכיצד ללמד חשיבה מיחשובית: הצעות מתוך סקירה של המחקר בנושא
חשיבה מיחשובית (computational thinking) נתפסת על ידי רבים כמיומנות אוניברסלית הנדרשת על מנת להצליח בעתיד, גם בתחומים שאינם קשורים למדעי המחשב. חרף החשיבות המיוחסת לה, חוקרים ומחנכים טרם הסכימו כיצד נכון להנחילה לתלמידים. מטא-סקירה זו בחנה 120 מאמרים שפורסמו בכתבי עת אקדמיים בין השנים 2006 ל-2017 על מנת לנתח את אופני הלמידה הנפוצים של חשיבה מיחשובית במערכות חינוך.
על פי כותבי סקירה זו, מיומנות החשיבה המיחשובית כוללת בתוכה שימוש בתהליכים שונים ושיטות מגוונות לפתרון בעיה. חשיבה מיחשובית מתמקדת בדרכים בהן בני אדם משתמשים במחשבים על מנת לפתור בעיות. כלומר, חשיבה מיחשובית היא לא רק כלי לפתרון בעיות, אלא אלא גם מיומנות הזיהוי של בעיות ופיתוחן.
כותבי הסקירה מצאו שהוראת מיומנות החשיבה המיחשובית התקדמה בצורה ניכרת בשנים האחרונות ושהאופנים והכלים המשמשים ללימוד חשיבה מיחשובית התקדמו גם כן. עיקר הלמידה של חשיבה מיחשובית מתבצעת במסגרת לימוד מדעי המחשב ותכנות על אף שנמצאו מאמרים הסוקרים למידה של חשיבה מיחשובית במסגרת מקצועות נוספים.
החוקרים מצאו כי ב-22 מאמרים אסטרטגיית הלמידה ששימשה לפיתוח מיומנות חשיבה מיחשובית הייתה למידה מבוססת פרויקטים וב-22 מאמרים רכישת המיומנות נעשתה באמצעות פרקטיקות של למידה מבוססת בעיות. אסטרטגיות הלמידה הבאות בדירוג היו למידה שיתופית (16) ולמידה מבוססת משחק (12).
המקצועות העיקריים בהם לימדו חשיבה מיחשובית היו: תכנות (31 מאמרים), מדעי המחשב (21), מתמטיקה (11), ביולוגיה (9), רובוטיקה (8) ומדע וטכנולוגיה (5).
2 מאמרים בלבד עסקו למידה ורכישה של מיומנות חשיבה מיחשובית בגילי גן. היתר התחלקו בצורה יחסית שווה בין שלבי החינוך השונים עם ממוצע של כ-20 מאמרים לכל קבוצת גיל. 5 מאמרים עסקו ברכישה ולמידה של חשיבה מיחשובית בקרב מבוגרים.
לסיכום, החוקרים מציינים שעל אף שחשיבה מיחשובית נתפסת כחיונית לתחומים רבים, עיקר הלמידה שלה מתקיים במסגרת תחומי הדעת תכנות ומדעי המחשב. כמו כן החוקרים ציינו את היתרונות של שילוב חשיבה מיחשובית ללמידה באופן כללי. על פי החוקרים, מן הסקירה עולות מספר המלצות מרכזיות לקידום ופיתוח של מיומנות החשיבה המיחשובית:
- צוותי הוראה ילמדו על חשיבה מיחשובית ועל הכלים להטמעתה.
- יש צורך בשיפור אופני ההערכה של תהליכי הלמידה של חשיבה מיחשובית.
- יש להתאים את רמת הלמידה ואסטרטגיות הלמידה לגיל התלמידים, לרמתם הקוגנטיבית ולהקשר בו מתבצעת הלמידה
- יש לעסוק בחשיבה מיחשובית במקצועות מגוונים ולשלב בין תחומי דעת, כדי לאפשר לתלמידים לנהל ולנתח חומרים מתחומים שונים באמצעות מיומנות זו ולהעמיק את הבנתם וזיקתם לנושא.
מקורות
Hsu, T. C., Chang, S. C., & Hung, Y. T. (2018). How to learn and how to teach computational thinking: Suggestions based on a review of the literature. Computers & Education, 126, 296-310