שאלת שאלות בקורסים היברידים בהנדסה ביו-רפואית ככלי לקידום הבניית ידע בשיח מדעי אמירה אלוש

1. שאלת שאלות בקורסים היברידים בהנדסה ביו-רפואית ככלי לקידום הבניית ידע בשיח מדעי אמירה אלוש פרופ' יהודית דורי תמוז תשע"ב-יולי 2012 הטכניון, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים

2. רציונל • הוראה מסורתית מאפיינת קורסים רבים המתקיימים באוניברסיטאות. בהוראה זו, המרצה במרכז והוא מעביר את הידע באמצעות הרצאות. • במטרה לשפר את ההוראה והלמידה בטכניון, עוצבו על-ידי הקבוצה של פרופ' יהודית דורי, קורסים היברידים המשלבים פורומים עם למידה פנים אל פנים. מאפייני הלמידה וההוראה שהוגדרו בקורסים אלה: • שילוב משימות שמטרתן לעודד למידה פעילה, הבנית ידע ושיתופיות של הסטודנטים בפורום ובלמידה פנים אל פנים. • שילוב משימות הדורשות מהסטודנטים חשיבה מסדר גבוה.

3. מטרת המחקר המחקר הנוכחי בחן את מיומנות שאלת שאלות של סטודנטים בהנדסה ביו-רפואית לאחר קריאת מאמרים מדעיים ובמהלך שיח מדעי בפורום. מיומנות שאלת שאלות שמשה ככלי לאבחון רמת ההבנה והבניית הידע של הלומדים בקורסים היברידיים. שאלות המחקר • מהי רמת השאלות שסטודנטים שואלים לאחר קריאת מאמרים מדעיים מעובדים לפני ובתום קורסים היברידיים? • מהם רמת וסוג השאלות שסטודנטים מנחי פורום מנסחים לאחר קריאת מאמרים מדעיים במהלך שרשור בפורום המשמש ככלי להבניית הידע בשיח המדעי?

4. רקע תיאורטי קורס היברידי Hybrid course)) קורס המשלב בין הוראה פנים אל פנים לבין דיונים ופרויקטים בהוראה מרחוק. המונח היבריד מופיע בהקשר של הוראה מבוססת טכנולוגיה: • מפגשים פנים אל פנים בכיתת הלימוד אשר הוקלטו וסונכרנו כך שניתן לבצע בהן חיפוש מושכל. • שילוב של שיחות סינכרוניות ודיונים א-סינכרוניים מבוססי טקסט בפורום של הקורס (Barak & Dori, 2009). • שילוב של מגוון אמצעי תקשורת - מולטימדיה Swenson &) (Evans, 2003 ׂׂׂ.

5. רקע תיאורטי שיח בפורום • מהווה גורם עיקרי ללמידה שיתופית והבנייתית של קהילה חוקרת בחינוך הגבוה(Garison, 2006). • מאפשר ללומדים להבנות את הידע ולאמת את המשמעות של הידע שהובנה (Garrison, Anderson & Archer, 2001). אסטרטגיות שיח המאפיינות סוגי שיח שונים כוללות: שאלת שאלות, סיכום, ציטוטים, הערות, המחשות, הסברים, טיעון טעונים וסקירה .(Han & Hill, 2006) כאשר סטודנטים רכשו מיומנויות של שאלת שאלות, חל שיפור בהבניית הידע הנלמד בדיונים שהתקיימו בפורום ׁׁׁׁׁׁׁׁChoi, Land & Turgeon, 2005)ׁ).

6. רקע תיאורטי שיח בפורום Han ו-Hill (2006), ניתחו שרשורים של שיח בפורום בין לומדים. הם הראו שבמהלך תהליך הלמידה, מופיעים בתמלילים של השיח ההיבטים הבאים: • הגדרת מטרת השיח, • רפלקציה של הלומד, • מציאת נקודות מבט משותפות בין הלומדים, • ניסוח מחדש של ידע קיים או חדש, • תהליך הכולל אינטגרציה והעמקה בידע, • שנויי כוון הדיון על-ידי הגדרת מטרה חדשה.

7. רקע תיאורטי שאלת שאלות • מחקרם של Norris ו- Phillips (2011), בחן את רמת ההבנה והפירוש של מאמרים מדעיים פופולאריים, של תלמידי תיכון וגם סטודנטים. המחקר הראה, שגם תלמידי תיכון וגם סטודנטים מתקשים, בהבנה ופירוש של מאמרים קצרים של מדע פופולארי. מחקר זה מצביע על כך, שגם במאמרים בעלי רמת מורכבות נמוכה, יש לסטודנטים קושי בהבנת הטקסט המדעי. • בעת ניסוח השאלות, התלמידים נדרשים להתמקד ברעיונות המרכזיים העולים מהטקסט ולבחון את הידע הנוכחי שלהם (Palincsar & Brown, 1984).

8. חוקרים הוכיחו כי בעת קריאת מאמרים מדעיים מעובדים בקרב תלמידי כימיה או ביולוגיה בתיכון, שאלת שאלות על-ידי התלמידים תרמה להבנת הטקסט המדעי ולחשיבה מטה-קוגניטיבית .Kaberman & Dori, 2009; Yarden et al.,)(2001 שאלות מתעוררות אצל הלומד כאשר יש אי התאמות: • בין הכתוב בטקסט לבין עולם הידע של הלומד, • בתוך הטקסט, • בתוך עולם הידע של הלומד.(Graesser & Olde, 2003).

9. רמת חשיבה של שאלת שאלות בעקבות קריאת טקסט מדעי או טכנולוגי כלי להערכת מידת ההבנה והניתוח של הטקסט המדעי או הטכנולוגי הנלמד רמת ההבנה והניתוח גבוהה רמת הבנה נמוכה שאלות מורכבות ברמת חשיבה גבוהה – השוואה, אנליזה, סינטיזה, הצעה לחקר או נקיטת עמדה שאלות ברמת חשיבה נמוכה - שאלות ידע והבנה (Dori & Herscovitz, 1999)

10. שאלת שאלות ושילובן במחקר שאלת שאלות היא פעילות קוגניטיבית להבנת הנקרא. היא דורשת מהתלמידים להתמקד ברעיונות המרכזיים העולים מהטקסט ולבחון את הידע הנוכחי שלהם שאלת שאלות קריאת מאמר מדעי • שאלונים מבוססי מאמר מדעי מעובד. • תמלילי דיונים בעקבות שאלת שאלות בפורום

11. מערך המחקר סביבת למידה והמשתתפים במחקר הקורסים ההיברידים מתא לרקמה והנדסת רקמות נערכו במשך 14 שבועות בשנת תשע"א בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון בהשתתפותם של 108 סטודנטים, וכללו: התקיימו מפגשים שבועיים של הרצאות ושל תרגול. הקורסים צולמו והועלו לאתר הקורס. התקיימו דיונים בפורומים מתוקשבים ויצירת תוצרים משותפים באתר הקורס.

12. מהלך וכלי המחקר קורס הנדסת רקמות תשע"א – סמסטר אביב N=51 קורס מתא לרקמה תשע"א – סמסטר חורף N=57 העברת שאלונים מקדימים • קריאת מאמר מדעי במסגרת משימה שבועית בפורום. • כל שבוע זוג סטודנטים ניהל פורום של קבוצת עמיתים על ידי הצגת שאלות על המאמר וניהול הדיון הפורום. • הסטודנטים העמיתים השיבו על השאלות ופיתחו דיון. • מיני פרויקט – מטלה בקבוצות: • קריאת שלושה מאמרים מדעיים וחיפוש מאמר חדש נוסף. • הכנת הצעת מחקר בשלשות. • הכנת פוסטר והצגתו בתערוכה בסיום הקורס. ניתוח תמלילי הדיונים בפורום העברת שאלוני פוסט

13. שאלוני מאמרים מדעיים מעובדים ציונון של שאלת שאלות על סמך הקריטריונים: רמת חשיבה בין תחומית, רמת תוכן, רמת חשיבה ורמת ארגון ביולוגית.

14. שאלת שאלות של סטודנטים מנחים בפורום • שאלות הסטודנטים של המנחים נותחו עבור כל שרשור במהלך הדיון. • הקריטריונים שעלו מתוך ניתוח השאלות בפורום: • רמת חשיבה בין תחומית, • רמת תוכן, • רמות ארגון, • רמת חשיבה על-פי טקסונומית בלום.

15. נמצאו שתי מטרות של שאלת שאלות על-ידי הסטודנטים המנחים, העולות מתוך ניתוח השאלות בשיח המתקיים בפורום והן: • לאפשר לסטודנטים המשתתפים בפורום להבין טוב יותר את המנגנונים או את רצף השלבים בתהליך כפי שהוא מתואר במאמר. • לכוון את הסטודנטים בפורום לזהות את המידע החסר במאמר המדעי המקורי, תוך התמקדות במידע החסר עבור המנגנון או התהליך המתוארים במאמר המדעי.

16. שאלה מקורית של סטודנטים מנחים HV1a ו-VG1a: "הסבר מנגנון אפשריהמקשר בין מחסור בדיסטרופין לעליית הסידן בתא במנוחה, ובשל כך להפעלה לא אחידה של סיב השריר. מדוע סידן שנכנס מהמאגרים הפנימיים של התא לא גורם לאפקט זה?"

17. תשובת :MA1a "מחסור בדיסטרופין גורם לקרעים בממברנת התא, ולכן סידן הנמצא מחוץ לתא יכול להיכנס ללא הגבלה, והתא לא יכול לבקר ולשלוט על כמות הסידן התוך תאי. דבר זה גורם לעליית הסידן בתא."

18. שאלת מנחה VG1aהמתבססת על השאלה המקורית ותשובת :MA1a "כיצד אתם חושבים שהמחסור בדיסטרופיןמוביל לקרעיםבסרקולמה? איך הדיסטרופין מונע קרעים בסיבי השריר? העלו השערות, והסתמכו על מקורות של המאמר."

19. שאלה מקורית של סטודנטית מנחה TZ9a: "תהליך יצירת דלקת כולל בתוכו מרכיבים רבים בשרשרת מסונכרנת של אירועים. (יש לענות על א' או ב').א. הסבר בקצרה כיצד נוצרת דלקת וקשר זאת להסבר במאמר לגבי היווצרות הפלאקים." רמת חשיבה בין תחומית-ביולוגיה וכימיה-ציון 1, רמת תוכן-נובעת מהתופעה המוצגת בטקסט-ציון 1, רמת ארגון-רמת תא, רמה מולקולארית, מנגנון/תהליך-ציון 2, רמת חשיבה על-פי טקסונומית בלום-נמוכה-ידע והבנה-ציון 1. תשובת :AD9a "היווצרות דלקת הוא תהליך הגנתי של מערכת החיסון......הגורם הזר שלנו בטרשת עורקים הוא LDL-כולסטרול רע, המצטבר באינטימה ועובר תהליך חמצון....באופן עקרוני, היינו מצפים לתהליך "החלמה" של הדלקת, כפי שקורה בזיהומים חיידקיים שונים, כאן מדובר על דלקת שהולכת ומתעצמת, במקום להירפא." רמת חשיבה בין תחומית-ביולוגיה וכימיה-ציון 1, רמת תוכן-נובעת מהתופעה המוצגת בטקסט-ציון -1, רמת ארגון-רמת תא, רמה מולקולארית, מנגנון/תהליך-ציון 2, רמת חשיבה על-פי טקסונומית בלום-ניתוח וסינתזה-ציון 3.

20. שתי שאלות מנחה TZ9a המתבססת על השאלה המקורית ותשובות סטודנטים: • "מעניין אותי כמה דברים: ה-LDLכאמור אינו גורם זר, ומסונטז ע"י גופינו. למערכת החיסונית ישנה מערכת למנוע זיהוי של גורם עצמי כגורם זר, מדוע הגוף מזהה אותו כזר?" רמת חשיבה בין תחומית-ביולוגיה וכימיה-ציון 1, רמת תוכן-נובעת מהתופעה המוצגת בטקסט-ציון 1, רמת ארגון-רמת אורגניזם, רמה מולקולארית-ציון 1, רמת חשיבה על-פי טקסונומית בלום-גבוהה-ניתוח וסינתזה-ציון 3. • "ממה שאני מבינה, תהליך ההחלמה של הדלקת (ש- AD9aמתייחסת אליו) זהו למעשה מנגנון בקרה עליה. תוכלו להרחיב על מנגנון הבקרה של דלקת ומדוע אינו פועל כשורה במקרה זה?" רמת חשיבה בין תחומית-ביולוגיה וכימיה-ציון 1, רמת תוכן-השאלה הנשאלת היא מעבר ומהווה הרחבה לשאלה הנשאלת בטקסט-ציון 2, רמת ארגון-רקמה, רמת תא, רמה מולקולארית, מנגנון/תהליך-ציון 3, רמת חשיבה על-פי טקסונומית בלום-גבוהה מאוד-הערכה וחשיבה ביקורתית-ציון 4.

21. דיון ומסקנות • מהממצאים של ניתוח השאלונים המקדימים והמסכמים מבוססי קריאת מאמרים מדעיים מעובדים עולה, שבשני הקורסים, מתא לרקמה והנדסת רקמות, חל שיפור במיומנויות של שאלת שאלות של הסטודנטים בשאלונים המסכמים בהשוואה לשאלונים המקדימים. • מיומנות שאלת שאלות השתפרה בקרב סטודנטים שהשתתפו בשני הקורסים העוקבים בהשוואה לעמיתיהם שלמדו רק קורס אחד.

22. הממצאים מראים כי קיימת מגמת עלייה ברמת השאלות המנוסחות על-ידי הסטודנטים המנחים במהלך השרשור בפורומים השונים עבור הקריטריונים של: רמת תוכן , רמת הקשר בין השאלה לטקסט המקורי וחשיבה ברמה גבוהה. • מתוך הממצאים של ניתוח השיח עולה, שדפוס ניסוח רצף של שאלות הנובעות זו מזו במהלך שרשור והמתמקדות בבחינת תהליך או מנגנון המהווה את מוקד המחקר במאמר מדעי, מהווה כלי לקידום ההבנה המדעית והבניית הידע במהלך השיח המדעי של הסטודנטים בפורום. סוג השאלות שנשאלו במהלך תהליך ההנחיה השפיע על הדיון המתקיים בפורום.

23. תרומת המחקר מסקנות המחקר יתרמו להבנה טובה יותר של תהליך הלמידה משאלת שאלות, בעקבות קריאת מאמרים מדעיים בקורסים היברידים בחינוך הגבוה בכלל ולסטודנטים לומדי מדעים והנדסה בפרט. וכן יתרמו להבנה טובה יותר של דפוסי הנחייה יעילים, במהלך שיח בפורום, כמרכיב בתהליך ההוראה והלמידה. על-ידי אפיון סוג ורמת השאלות הנשאלות במהלך שרשור המתקיים בשיח בפורום לאחר קריאת מאמרים מדעיים.

24. תודה רבה, לירון בלינדר לד"ר חגית ירדן לד"ר אורית הרשקוביץ לפרופ' שולמית לבנברג

25. מחוון לניתוח השאלות ששאלו הסטודנטים

27. דוגמאות לניתוח שאלות סטודנטים מתוך שאלוני פוסט של הנדסת רקמות

30. 9 תכני הקורסים מתא לרקמה והנדסת רקמות מתא לרקמה • התא ותקשורתו עם הסביבה. • התרבות והתמיינות תאים. • מבנה הרקמות. הנדסת רקמות • מודלים לאוכלוסיית תאים, התמיינות תאים, ונדידת תאים. • דיפוזיה, ביוראקטורים וזרימה. • מכאניקה של פיגומים. • הנדסת רקמות של סוגי רקמות שונות (כגון: כלי דם, לב, עצמות וכו') 99999

31. תשובת SB9a: "כפי ש-TZ9a ציינה ה LDL אינו גורם זר, אולם מסתבר כי הרכב הLDL החדש לאחר חימצון כן מזוהה כגורם זר, זאת ככה"נ מפני משמעותו ההרסנית בגופנו. הLDL כשלעצמו אינו רע אך ההרכב המחומצן שלו מבחינת הגוף הוא זהה להרכב של גורם זר מזיק הנכנס לגופנו ולכן המערכת החיסונית "יודעת" לתקוף אותו."