בשנים האחרונות מערכות חינוך בעולם עוסקות בפיתוח והקניית מיומנויות אוריינות מדעית לתלמידים. הסקירה היומית של לשכת המדען הראשי עוסקת בשאלה כיצד ניתן לעשות זאת בצורה המיטבית. הסקירה היומית של לשכת המדען הראשי בוחנת שתי תכניות התערבות מוצלחות לקידום הוראת המדעים, שנקטו בדרכים שונות מאוד על מנת להשיג את אותה מטרה. המאמר הראשון בחן תכנית שהתמקדה באמצעים הטכנולוגיים המשמשים ללימודי המדעים, המאמר השני בוחן תוכנית שהתמקדה בבניית תכנית הלימוד ובהכשרת מורים מותאמת.
פרויקט II TEEMSS (The Technology Enhanced Elementary and Middle School Science II) מכוון לשפר את לימודי המדעים של תלמידים באמצעות שימוש באמצעי המחשה ומדידה ממוחשבים. במסגרת הפרויקט נבחרים נושאי לימוד מתאימים לכל קבוצת גיל, והתלמידים חוקרים את הנושאים הללו באמצעות חיישנים, מודלים ממוחשבים וסביבת למידה וירטואלית (בתחום המתמטיקה). מלבד חומרי העזר מבוססי הטכנלוגיה הפרויקט גם מספק למורים קורס מקוון לפיתוח מקצועי, וכן תכנית לימודים מסודרת ותוכנות מחשב מתאימות. בעת פרסום המאמר כללה התכנית 15 יחידות לימוד בתחומי החקר, מדע הפיסיקה, מדעי החיים, מדעי החלל, מתמטיקה, טכנולוגיה ותכנון. בכל יחידה מוצגת תופעה ספציפית אותה התלמידים אמורים לחקור.
במאמר הנוכחי מוצג מחקר שבחן את האפקטיביות של תכנית TEEMSS II בקידום הבנה מדעית של תלמידים בכיתות השונות. במסגרת המחקר הושוו תלמידים שלמדו בתכנית 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 לתכנית.
ממצאי המחקר:
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.
אחד הקשיים המרכזיים בהוצאה לפועל של רפורמות בתחום החינוך הוא הקשר הבלתי ניתן לניתוק בין תכנית הלימודים, ההכשרה והפיתוח המקצועי של מורים, והדרכים בהם התלמידים (והמורים) מוערכים ונבחנים. שינוי במימד אחד של ה"משולש" הזה יכול להיכשל לא משום שהוא לא ראוי או לא מתוכנן כיאות, אלא משום שהוא מתנגש עם המצב בקודקודים האחרים במשולש.[1]
תכנית GEMS ((Great Exploration in Math and Science מכוונת להתגבר על קושי זה על ידי התמקדות הן בתחום תכנית הלימודים והן בתחום הכשרת המורים. התכנית 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 בתכנית 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 בתכנית 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 התכנית 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 בתכנית 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 בתכנית הלימודים לכיוון של ידע מעמיק עשוי להכשל משום שהמבחנים הסטנדרטיים עדיין בוחנים ידע שטחי ויכולת שינון עובדות של התלמידים.
מאחורי הסקירות היומיות עומד צוות מסור ומקצועי, שמייצר תוכן רלוונטי עדכני ואיכותי. לשכת המדען הראשי מבקשת להודות לצוות הסקירה היומית על היותם חלק מפרויקט משמעותי זה, ועל השותפות המאפשרת יצירה והפצה של ידע מחקרי איכותי מידי יום.
התוצרים מתקופת הקורונה מבוססים על עבודה משותפת של חוקרים וחוקרות רבים ממוסדות אקדמיים שונים ברחבי הארץ. לשכת המדען הראשי מבקשת להודות לחוקרות והחוקרים על השותפות וההתגייסות לתמיכה בהתמודדות של מערכת החינוך עם משבר הקורונה, ועל הנכונות לתרום מזמנם ומומחיותם עבור גיבוש המסמכים המוצגים באתר זה.
תודה מיוחדת לגב' אריאלה טבצ'ניק ברודאי על ריכוז הפרוייקט וליושבות הראש של הקבוצות ד"ר ענת כהן, ד"ר דפנה קופלמן-רובין, פרופ' לילי אורלנד-ברק, פרופ' יהודית דורי ופרופ' הללי פינסון על ההובלה.
ניהול קבוצות העבודה והמחקרים: ד"ר אודט סלע, לשכת המדען הראשי, משרד החינוך
מנהלת הפיתוח: ענבר בוברובסקי, לשכת המדען הראשי, משרד החינוך
קונספט דיגיטלי, עיצוב ופיתוח האתר: ד״ר רון דביר ובר דביר
