כיצד תורם שימוש בנתונים אמיתיים לפיתוח אוריינות מידע ואוריינות מדעית?

המאמר המוצג הוא פרק בספר, בו מתוארת גישה להקניית אוריינות מידע ואוריינות דיגיטלית. גישה זו מתבססת על שימוש בנתונים אמיתיים ללימודי ביולוגיה. אוריינות דיגיטלית מקובלת בספרות האקדמית, בתור אחת מסוגי האוריינות החיוניים לבוגרות ולבוגרי מערכות חינוך במאה ה-21. אוריינות זו נדרשת למי שמתעתד להמשיך ללימודים אקדמיים, וכן חיונית להצלחה בשוק התעסוקה העתידי. אוריינות מידע ונתונים כוללת את ההיכרות עם צורות שונות של הצגת מידע ונתונים, את האפשרות לפענח אותם, ולהסיק באמצעותם מסקנות תקפות. אוריינות דיגיטלית ואוריינות מידע אמורות שתיהן לסייע לבוגרות ולבוגרים להתנהל בעולם הנשלט בידי אלגוריתמים המבוססים על נתוני עתק (Big data) ועל בינה מלאכותית (Artaficial Intellegance או בראשי תיבות: AI).

בכדי להקנות אוריינות דיגיטלית ואוריינות מידע ונתונים ללומדות וללומדים נדרש להציג ללומדות והלומדים ידע תאורטי ולתת להם להתנסות בלמידה מעמיקה. אחד העקרונות הבסיסיים של למידה מעמיקה הוא חיבור בין הידע או היכולת הנלמדים, לבין עולמם וחוויותיהם של הלומדים. חיבור זה לעולם האמיתי הוא שהנחה את ירדן ולבקוביץ', לקדם שימוש במסד נתונים אותנטי ללמידה של ביולוגיה בבית הספר התיכון. בפרק מציגים ירדן ולבקוביץ' גישות תיאורטיות להבנייתו של ידע מדעי, ואת השפעתן של גישות אלו על מאמציהם לפתח כלים לשילוב ידע אותנטי בלימודי הביולוגיה.
הבסיס הראשון לגישה שפיתחו שני החוקרים, הוא הצורך לקשר את רכיבי הידע זה לזה, בלימודים בכלל, וכפועל יוצא גם בלימודי גנטיקה. החוקרים מסתמכים על החלוקה המוכרת בין שלושה מרכיבים של ידע של תחום דעת: ידע הצהרתי (declerative knowledge) – שעניינו היכרות עם העובדות החשובות בתחום הדעת (או: לדעת מה); ידע תהליכי (procedural knowledge) – היכרות עם האסטרטגיות המרכזיות לזיהוי מידע בתחום הדעת, איסופו וניצולו (או: לדעת איך); וידע התנייתי (conditional knowledge)– ההבנה מתי לערוך שימוש בתהליך מסויים, או מתי עובדה מסוימת קשורה לנושא (או: לדעת מתי). על פי כותבי המאמר, למידת הביולוגיה על בסיס מדע אמיתי, מחייבת את התלמידים לא רק להכיר כל אחד משלושת רכיבי הידע של תחום הדעת, אלא לתרגל שימוש בהם במהלך לימודיהם.

הבסיס השני לגישה, הוא הצורך לבנות בהדרגה את היכולת המורכבת של השימוש בידע הצהרתי ובידע תהליכי, לצורך פתרון בעיות באמצעות טכנולוגיה. בהתאם לכך, נחלקים הלימודים, שמציעים החוקרים, לחמש פעילויות לימודיות, שמותאמות במיוחד ליכולותיהם הקוגנטיביות של תלמידים בתיכון, ולידע שלהם. הפעילויות כוללות חקירה אמיתית, שמכוונת לשיפור תוחלת החיים של בני אדם, ואיכות חייהם. שלוש הפעילויות הראשונות כוללות הדרכה מפורטת, צעד אחר צעד, לגבי שימוש בכלי הדמייה אינטרנטיים לצורכי מחקר. בכלל זה, על הלומדות והלומדים לפרט שיקולים אפשריים בבחירת הכלי הדיגיטלי המתאים, והתרומה האפשרית של כלי זה לפתרון הבעיות המוצבות בפניהם. רק לאחר מכן, בשתי הפעילויות האחרונות, מצופה מהתלמידים לפעול עצמאית לפתרון הבעיות הללו.

הבסיס השלישי של הגישה עוסק בהקניית הכישורים הקוגנטיביים, לצורך הבנת מבנים של חלבונים, וסוגים אחרים של מבנים ביולוגיים, בהסתמך על דגמים מולקולריים דיגיטליים. כאן מתבססים החוקרים על שמונה כישורים שזוהו בעבר: 1) פיענוח הדגם, 2) הערכת כוחו ומידת דיוקו, 3) פירוש של השימוש בדגם לצורך פתרון בעיות, 4) ביצוע מניפולציה בדגם, 5) בנייה של דגם מולקולרי, 6) חיבור של דגמים מסוגים שונים, 7) חיבור דגמים של חלקים שונים בגוף, ו-8) החזייה (Visualization) של גודלו היחסי של הדגם. הכישורים הללו, על פי כותבי המאמר, כוללים את שלושת רכיבי הידע – ההצהרתי, התהליכי וההתנייתי. הקנייה של כישורים אלו היא לדבריהם חלק משמעותי מהמטרות של הגישה, במיוחד ביחידות הראשונות שלה.