למידה פעילה בתלת-מימד יישום המחקר בהוראת המדעים

1. למידה פעילה בתלת-מימדיישוםהמחקר בהוראת המדעים דוד פונדק, שמריהו רוזנר המכללה האקדמית להנדסה אורט בראודה כנס צ'ייס השנתי למחקרי טכנולוגיות למידה 2008   יום רביעי, ל' בשבט תשס"ח, 6.2.2008 האוניברסיטה הפתוחה

2. רקע • במכללה להנדסה קורסי היסוד במדעים מהווים אתגר לסטודנטים ולמרצים כאחד • מרבית הסטודנטים המסיימים קורסים אלה, מגלים גישה שלילית למדעים ולחשיבותם • מסתבר כי ההוראה המסורתית בלבד אינה מניבה את התוצאות המקוות • כדי להתמודד עם בעיה זו פותחו במהלך העשורים האחרונים שיטות הוראה המפעילות את הסטודנטים במהלך השיעורים • חרף הצלחתן באוניברסיטאות מובילות, אימוצן ע"י מוסדות אקדמיים אחרים מלווה בהתנגדות חברי הסגל • מחקר זה מתאר: • התמודדות חברי סגל עם אתגר הלמידה הפעילה • פיתוח שלוש מערכות יחסים החיוניות להצלחה בלמידה פעילה

3. זיהוי בעיות למידה והוראה בפיזיקה ומתמטיקה ע"י הסגל בשלב טרום המחקר מורה / מרצה מכיר בקיום הבעיה

4. האתגר במודל הוראה חדש • הפעלת הסטודנטים במהלך השיעור • יצירת אחריות של הסטודנט לתהליך הלימוד • בניית תהליכי משוב רציפים החל מהפגישה הראשונה • יצירת סדרי עדיפויות בתוך הסילבוס • העברת חלק מתהליך הלימוד לידי הסטודנט • עידוד הסטודנטים להצגת פתרונות שלהם באמצעות חוקים מדעיים אותם למדו

5. מבנה אופייני של שיעור 90 דקות

6. תכנון המרכז המתוקשב ללמידה פעילהלפי גישת ה- SCALE-UP

7. עבודה בקבוצה

8. טכנולוגיה תומכת למידה • לכל קבוצה מחשב אישי • מערכת שליטה בעזרת e-Teacher • מערכת משוב אישי PRS • מערכת הדמיות - לדוגמא אתר פיזיקה רב-ייצוגית • אתר הקורס - מצגות, תרגילים, קבוצות דיון, סיכומים, קישורים • בודק מטלות ברשת

9. הפעילות בחדר למידה פעילהתשס"ו – תשס"ז

10. שאלות המחקר • מהי המודעות של המרצים לקשיי למידה של סטודנטים בקורסי מבוא במדעים? • באיזו מידה קיימת אצל המרצים מוכנות לאמץ שיטות הוראה חדשניות המתמודדות עם הקשיים שזוהו? • כיצד ניתן לאפיין מערכת יחסים חברתית המתפתחת בכיתה במקרה של הוראה פעילה מוצלחת?

11. שיטת המחקר • מרצה • צפייה בשיעורים – תוך רישום דיווח מפורט • ראיונות בשלבים שונים של הסמסטר – רצוי פעם בשבוע, בהתייחס לתצפיות בשיעורים • סטודנטים • בחנים שבועיים, מבחן סיום • שאלון קדם • שאלון סיום • שאלון עמדות לגבי מרכיבים שונים בקורס • ראיונות • תוצאות מבחני סיום

12. מידת היישום של הוראה פעילהשנה"ל תשס"ו מורה / מרצה משתמש בתדירות נמוכה משתמש בתדירות גבוהה

13. רמות אימוץ* *Henderson, C. & Dancy, M. (2005). Physics Faculty and Educational Researchers: Divergent Expectations as Barriers to the Diffusion of Innovations. Proceeding of AAPT meeting PER

14. זיהוי רמת אימוץ הגישה של למידה פעילה בבראודה – תשס"ו

15. אוכלוסיית המחקר – תשס"ז • מתמטיקה – חדו"א 1מ • שתי מרצות • סטודנטים ניסוי - 45 סטודנטים – המחלקה לתוכנה בקרה - 90 סטודנטים – תוכנה, חשמל • כימיה - כימיה כללית/פיזיקלית • שתי מרצות • סטודנטים ניסוי - 43 סטודנטים – המחלקה למכונות בקרה - 56 סטודנטים – המחלקה למכונות • פיזיקה 1A • שני מרצים • סטודנטים ניסוי - 87 סטודנטים – המחלקה לתעו"ן בקרה - 43 סטודנטים – המחלקה לתעו"ן

16. מידת היישום של הוראה פעילהשנה"ל תשס"ז מורה / מרצה משתמש בתדירות נמוכה משתמש בתדירות גבוהה

17. זיהוי רמת אימוץ הגישה של למידה פעילה תשס"ו – תשס"ז

18. כיצד ניתן לאפיין מערכת יחסים חברתית המתפתחת בכיתה במקרה של הוראה פעילה מוצלחת? א. יחסים בין הסטודנטים ב. יחסים בין הסטודנטים לבין המרצה ג. יחסים בין המרצים המובילים את הקורס

19. א. יחסים בין הסטודנטים • מרצים שנטו לאמץ את גישת ההוראה הפעילה הדגישו את החשיבות של מערכת היחסים המתפתחת תוך כדי הלמידה בין הסטודנטים. • מערכת זו התייחסה להיבטים הבאים של עבודה בקבוצות: • פיתוח כישורי הובלת דיון • הקשבה • ביקורת • תיעוד • והצגת הבעיה ופתרונה בפני עמיתים. • נמצא כי מערכת זו מאפשרת לסטודנטים לבנות ידע, לגלות ידע חדש בכוחות עצמם, לתאר את הידע הנרכש ולהרחיבו בעבודת צוות.

20. ב. יחסי מרצה-סטודנטים • המרצה מלווה את הקבוצה ומעודד התמודדות עם הזדמנויות למידה • מחלץ כאשר הדיון מגיע למבוי סתום ומציע כיווני חשיבה חדשים. • לעומתם מרצים שהחליטו לאמץ את הלמידה הפעילה יצרו גישה חדשה במערכת יחסי מרצה-סטודנטים שבה המרצה הוא גם מנחה. • נמצא, כי מרצים שלא אמצו את ההוראה הפעילה הוסיפו ליישם את מערכת יחסי מרצה-סטודנטים המוכרת להם מההוראה המסורתית.

21. ג. יחסי מרצה-מרצה • לדוגמא: בקורס שפותח על ידי שתי מרצות במסגרת הפרויקט, האמון הרב שחשו האחת לשנייה בא לידי ביטוי בדרכים רבות במהלך השיעור. • בסוגיה קשה המרצה המובילה לא הצליחה לחשוב על הסבר נוסף במהלך הדיון המסכם שיניח את דעת הסטודנטים, המרצה השנייה נטלה את רשות הדיבור והציגה הסבר חלופי, והובלת השיעור עברה אליה. • לעבודת הצוות בין המרצות הייתה השפעה חיובית על עבודת הצוות של הסטודנטים. • הסטודנטים בקורס מעידים כי בתחילת הסמסטר היה להם נוח להיבלע בכיתה, ולהישאר אנונימיים, אך ההתבוננות באינטראקציה שבין המרצות סייעה להם להיחשף ולהציג את עמדותיהם בפני הכיתה.

22. דיון ומסקנות • בקבוצות המחקר מרבית המרצים מאמצים את המרכיבים המרכזיים של הוראה פעילה. • ההכנות של חברי הסגל לקראת הפעלת קורס למידה פעילה לפני תחילת הסמסטר ובמהלכו גדולות בצורה משמעותית בהשוואה לקורס מסורתי. • קיימת נטייה מועטה של מרצים אחרים לאמץ את הגישה של למידה פעילה • מרבית הסטודנטים בקורסים הנחקרים מרוצים מהוראה הפעילה ומרביתם היו ממליצים לחבריהם להתנסות בלמידה זו. • נראה כי יש בשיטת הוראה זו מענה למרבית הקשיים שזוהו אצל סטודנטים הלומדים קורסי מבוא במדעים.

23. דיון ומסקנות • המרצים מרגישים שקיים שיפור בדרך ההוראה שלהם בעקבות אימוץ גישות של הוראה פעילה גם בקורסים האחרים שאינם נלמדים בדרך זו. • קיימת מידה רבה של יצירתיות, המעודדת את המרצים לפתח שיטות חדשות, • תנאים נדרשים להצלחה בהוראה פעילה: • למרצה ברורה גודל ההשקעה הנדרשת • קיימת מוכנות להתנסות בגישות חדשניות • קיום קבוצת תמיכה • אנו עומדים בפני הוצאת ארבע ספרי לימוד בעקבות ההוראה הפעילה (2 בחדו"א, 2 בפיזיקה).

24. תודה רבה