מהות המדע, רמות חקר, וחקר דינמי מהתיאוריה ליישום בכיתה...

1

מהות המדע, רמות חקר, וחקר דינמי

מהתיאוריה ליישום בכיתה

ד"ר מיכל ציון

ראש המגמה להוראת המדעים

ביה"ס לחינוך

אוניברסיטת בר אילן

2009פברואר

2

חקר ומיומנויות חשיבה גבוהות

הבנת מהות המדע•

פתרון בעיות, •

שאילת שאלות, •

חשיבה ביקורתית, •

קבלת החלטות•

חשיבה לוגית•

מטה קוגניציה•

3

מהות המדע (NOS - Nature Of Science)

לידע המדעי אופי אמפירי•

הידע המדעי מתבסס או נוצר מתופעה.•

השיטה המדעית היא המנוע של המדע•

הידע המדעי מושפע מתיאוריות וחוקים•

הידע המדעי הינו זמני•

הידע המדעי סובייקטיבי:•

תוצר של - נשען על תיאוריות מהן נובעות השערות והנחות יסוד

הסקת מסקנות אנושיות.

מעוגן חברתית ותרבותית.•

בפיתוחו המדען משתמש בחשיבה לוגית, דמיון, ויצירתיות.•

האלמנטים תלויים זה בזה.•

4

מהות המדע (NOS - Nature Of Science)

לידע המדעי אופי אמפירי•

הידע המדעי מתבסס או נוצר מתופעה.•

השיטה המדעית היא המנוע של המדע•

הידע המדעי מושפע מתיאוריות וחוקים•

הידע המדעי הינו זמני•

הידע המדעי סובייקטיבי:•

תוצר של - נשען על תיאוריות מהן נובעות השערות והנחות יסוד

הסקת מסקנות אנושיות.

מעוגן חברתית ותרבותית.•

בפיתוחו המדען משתמש בחשיבה לוגית, דמיון, ויצירתיות.•

האלמנטים תלויים זה בזה.•

5

הטכניקות:

טכניקה דדוקטיבית – כוללת השערת השערות

משתנה בלתי תלוי משפיע על משתנה תלוי

מהכלל אל הפרט

טכניקה אינדוקטיבית – בחינה של עובדות והכללה.

מהפרט אל הכלל

חקר מקרה – אבחון תופעה

( - (Researchהשיטה המדעית

מכלול טכניקות לחקור תופעות ולרכוש ידע חדש על העולם.

מתבססת על תצפיות, מדידות, ניסויים וחוקים מחשבתיים.

6

הוא פעילות לבירור ידע. המחקר מחקריכול לעסוק באיסוף מידע ו/או בניתוחו

במטרה לזהות חוקים שיתנו הסבר כולל למגוון אירועים ואף יאפשרו, בחלק

מהמקרים, חיזוי התנהגויות עתידיות.

הוא פעילות לימודית המדמה את חקרעבודתו של המדען העוסק במחקר

7

טיפוסי חקרפתוח

Open

מצומד

Coupled

מונחה

Guided

Strucמובנהtured

התלמיד שותף מלא לתהליך

המורה מציג רשימת שאלות,

התלמיד בוחר

המורה מציג את הבעיה

המורה מציג את הבעיה

שאילת שאלות

התלמיד שותף מלא לתהליך

המורה נותן סל רעיונות מובנים.

המורה נותן הוראות

המורה נותן הוראות

תיכנון וביצוע

התלמיד לומד עצמאי

התלמיד לומד עצמאי

התלמיד לומד עצמאי

תבניות ניתנות על ידי המורה

איסוף ועיבוד נתונים

התלמיד לומד עצמאי

התלמיד לומד עצמאי

הכוונה ניתנת על ידי

המורה )בסיס ביולוגי(

נקודות ניתנות על ידי המורה

הסקת מסקנות

ודיון

מורה במרכז

תלמיד במרכז

8

חקר מיומנויות

שאילת שאלה

תכנון

ביצוע

עיבוד תוצאות

מסקנות ודיון

יישום

9

מיומנויות חקר

שאלת שאלה ותכנון :

זיהוי קיומה של בעיה והגדרתה.

ניסוח השערה.

תכנון מערך חקר

זיהוי/קביעת משתנה בלתי תלוי.

זיהוי/קביעת משתנה תלוי.

קביעת בקרה או זיהויה.

הבנת עקרון שמירת תנאים קבועים.

10

ביצוע :תצפיות איכותיות/כמותיות.

איסוף נתונים/ ניסוי ניתוח, פרשנות, השוואה, סינתזה ועימות מקורות

ניתוח ופירוש : הצגת תוצאות

מתן הסבר או פירוש לתוצאות.מציאת יחסים כמותיים ו/או איכותיים, הסבר היחסים שנמצאו.

הסקת מסקנות.התייחסות למהימנות החקר - מידת הדיוק של התוצאות,

מודעות למגבלות החקר. הצעת הכללות או מודל, וניסוח בעיה חדשה העולה מתוצאותיו

ומסקנותיו של התלמיד.

יישום :יכולת ניבוי של התלמיד, על בסיס תוצאות החקר.

ניסוח השערה חדשה והמשך החקר.

11

הנושא: חשיבות הספורט לאיכות החיים

: מהן העדפות הספורט של אנשים בגילאים1שאלה

שונים?

: מהי ההשפעה של עיסוק בספורט קבוצתי על2שאלה

המוטיבציה לעסוק בספורט?

12

מהות המדע (NOS - Nature Of Science)

לידע המדעי אופי אמפירי•

הידע המדעי מתבסס או נוצר מתופעת טבע.•

השיטה המדעית היא המנוע של המדע•

הידע המדעי מושפע מתיאוריות וחוקים•

הידע המדעי הינו זמני•

הידע המדעי סובייקטיבי:•

תוצר של - נשען על תיאוריות מהן נובעות השערות והנחות יסוד

הסקת מסקנות אנושיות.

מעוגן חברתית ותרבותית.•

בפיתוחו המדען משתמש בחשיבה לוגית, דמיון, ויצירתיות.•

האלמנטים תלויים זה בזה.•

13

חקר מיומנויות

שאילת שאלה

תכנון

ביצוע

עיבוד תוצאות

מסקנות ודיון

יישום

14

מיומנויות חקר דינמי

מאפיינים: * היבטים של שינוי,

* גמישות בחשיבה,

* אי ודאות,

* חשיבה רפלקטיבית על התהליך ולאורך התהליך.

15

מיומנויות חקר דינמי

מיומנויות אלו מתבטאות בשינויים שעל התלמיד לבצע במהלך תהליך החקר,

בלמידה התהליכית של התלמיד,

בהבנה הפרוצדורלית של התהליך

והיבטים אפקטיביים,

, על פי הקריטריונים והקטגוריות של החקר הדינמי

( 2004Zion et al ,.)

16

החקר במהלך המתרחשים שינויים

שינויים תוך כדי עשייה בעקבות המציאות בשטח או •ממציאת חומר ספרותי נוסף.

תשובה לשאלת חקר מסוימת משנה •כיוון חשיבה.

צצים ומבוצעים רעיונות נוספים תוך כדי התהליך.•

צורך לפתור בעיות טכניות ולהציע פתרונות מעשיים עולה•יצירתיים.

שינוי שאלת החקר במקרה הצורך•

17

למידה תהליכיתהבנת חשיבות התיעוד בדרך - דברים שנרשמו בתחילת •

תהליך החקר עזרו גם לשלבים סופיים של החקר.

הבנת חשיבות הלימוד המקדים.•

תוך כדי התהליך, מתרחשת חשיבה מתחדשת: • האם קיים חוט מקשר בין שאלות החקר.

עולות הצעות להמשך בדרך טבעית.•

קיים צורך בחיפוש חומר ספרותי נוסף לכל אורך התהליך.•

דורשת זמן.•

18

הבנה פרוצדורלית

הבנת החשיבות של מהימנות התצפיות/הניתוח. •

הבנת החשיבות בבחירת שיטת המדידה של המשתנה •התלוי.

הבנת החשיבות של שמירה על תנאים קבועים.•

הבנת המגבלות של בידוד משתנים.•

הבנה כי כדאי "לתקוף" את אותה שאלה מכווני חקר •שונים/שיטות עבודה שונות.

הבנת החשיבות של הבקרה.•

הבנת החשיבות של החזרות.•

הבנת חשיבות השימוש בכלים סטטיסטיים. •

19

אפקטיביים היבטים

נוצרת סקרנות •

ישנן אכזבות והפתעות. •

.התמודדות עם תוצאות בלתי צפויות- מה שיוצא אני מרוצה )?(•

שינויי מצב רוח )עליות וירידות( של התלמיד )וגם של •המורה...( בתהליך החקר.

גילוי יוזמה של התלמיד וגם של המורה.•

התמדה והתעקשות- חוזרים עד שמקבלים תוצאה.•

20

שירי משוררים מולחנים

הכניסיני תחת כנפך / ביאליק•

סליחות / לאה גולדברג•

אדבר איתך / רחל שפירא•

יד קטנה / רחל שפירא•

אהבה בת עשרים / ז'ק ברל•

תלבשי לבן / נעמי שמר•

עוד אבוא אל סיפך / נתן אלתרמן•

דוגמא לתהליך חקר פתוח

21

על ידך אני נודדת"בין שנתך ליקיצתך

הןשבירותהמילים שלי הןקטנותוכפות ידי

אך הן לצידך" )אדבר איתך, רחל שפירא(

הכניסיני תחת כנפךוהיי לי אם ואחות

ויהי חיקך מקלט ראשיקן תפילותי הנידחות.

)ח.נ. ביאליק(

אני אבחר בך ואת בי תבחרי

וביחד נהיה לרובאם בקיץ הזה תלבשי לבן

ותתפללי לטוב.)נעמי שמר(

אהבתנו אש בוערת,אהבתנו אדירה,

ואם גם נמזמז אחרת,זה לא נורא, זה לא נורא,

נחשוב עליך יקירה. )חיים חפר(

22

שילוב ביטויים תנכיים בשירי אהבה •

בתקופות השונות-

קשר בין מטפורות הקשורות לאהבת הארץ ובין האהבה שבינו ובינה-

התייחסות שוביניסטית פמיניסטית •

- השפעת תקופות שונות

השפעת מין המשורר/ת-

שילוב מטפורות מהטבע בשירי אהבה•

בתקופות השונות-

השפעת נוף ילדותו של המשורר-

23

התייחסות שוביניסטית פמיניסטיתהשפעת תקופות שונות-

- השפעת מין המשורר/ת

הגדרת מושגים )חומר תיאורטי(חומר תיאורטי על תקופות שונות

איסוף ומיון שירים לחקראיסוף חומר רקע על המשורר

ניתוחהגדרת דרך הניתוח )ניתוח תוכן(

עולה צורך בתיקוף ובמהימנות

24

מילים רבות לא ברורות

איסוף שירים נוספים

צורך בשכיחויות

הגדרה מדויקת של התקופות

25

מילים רבות לא ברורות

איסוף שירים נוספים

צורך בשכיחויות

הגדרה מדויקת של התקופות

שינוי שאלות חקר

השפעה של תקופת שנות השישים על התייחסות פמיניסטית . 2000ושוביניסטית של משוררים בשירי אהבה לעומת שנות ה-

26

Q 1 Results

Q 2

Q 2

Q 1

Results

Results

קשר לוגי בין שאלות

27

התייחסות שוביניסטית פמיניסטית •

- השפעת תקופות שונות

השפעת מין המשורר/ת-

השפעה של תקופת שנות השישים על התייחסות פמיניסטית ושוביניסטית של משוררים בשירי אהבה

2000לעומת שנות ה-

אפיון מטבעות לשון המבטאות אהבה בתקופה א' לעומת תקופה ב'.

28

מילים רבות לא ברורות

איסוף שירים נוספים

צורך בשכיחויות

הגדרה מדויקת של התקופות

שינוי שאלות חקר

אולי נמדוד אהדת קהל

כייף לאסוף הקלטות

כייף לדעת מילים של שירים

29

התייחסות שוביניסטית פמיניסטיתהשפעת תקופות שונות-

- השפעת מין המשורר/ת

הגדרת מושגים )חומר תיאורטי(חומר תיאורטי על תקופות שונות

איסוף ומיון שירים לחקראיסוף חומר רקע על המשורר

ניתוחהגדרת דרך הניתוח )ניתוח תוכן(

עולה צורך בתיקוף ובמהימנות

30

הבנה פרוצדורלית

התייחסות שוביניסטית פמיניסטית- השפעת תקופות שונות- השפעת מין המשורר/ת

הבנת חשיבות הלימוד המקדים.הגדרת מושגים )חומר תיאורטי( - חומר תיאורטי על תקופות שונות-הבנת החשיבות של החזרות. איסוף ומיון שירים לחקר --איסוף חומר רקע על המשורר -

ניתוחהבנת החשיבות בבחירת הגדרת דרך הניתוח )ניתוח תוכן(

שיטת המדידה של המשתנה התלוי.הבנת החשיבות של עולה צורך בתיקוף ובמהימנות -

מהימנות התצפיות.

הבנה פרוצדורלית

למידה תהליכית

הבנה פרוצדורלית

31

מילים רבות לא ברורות

איסוף שירים נוספים

צורך בשכיחויות

הגדרה מדויקת של התקופות

שינוי שאלות חקר

אולי נמדוד אהדת קהל

כייף לאסוף הקלטות

כייף לדעת מילים של שירים

32

למידה תהליכית

הבנה פרוצדורלית

עולה צורך לפתור בעיות טכניות ולהציע מילים רבות לא ברורות - פתרונות מעשיים יצירתיים.

דורש זמן.איסוף שירים נוספים - - הבנת החשיבות של החזרות.צורך בשכיחויות

הגדרה מדויקת של התקופות תיקון ניסוח של שאלת החקר

עולות הצעות להמשך בדרך טבעית.אולי נמדוד אהדת קהל? -

צצים ומבוצעים רעיונות נוספים תוך כדי כייף לאסוף הקלטות - התהליך.

שינויים תוך כדי תהליך

שינויים תוך כדי תהליך

למידה תהליכית

33

התייחסות שוביניסטית פמיניסטית •

- השפעת תקופות שונות

השפעת מין המשורר/ת-

השפעה של תקופת שנות השישים על התייחסות פמיניסטית ושוביניסטית של משוררים בשירי אהבה

2000לעומת שנות ה-

אפיון מטבעות לשון המבטאות אהבה בתקופה א' לעומת תקופה ב'.

34

התייחסות שוביניסטית פמיניסטית •

- השפעת תקופות שונות

השפעת מין המשורר/ת-

תוך כדי התהליך, מתרחשת חשיבה מתחדשת: האם קיים חוט מקשר בין שאלות החקר.

למידה תהליכית

35

כייף לדעת מילים של שירים

אתמול היה טוב, אתמול היה טוב,

אתמול היה טוב, ויהיה גם מחר.

ירח/ תרצה אתר/ שלמה ארצי

36

אפקטיביים היבטים

נוצרת סקרנות •

ישנן אכזבות והפתעות. •

.התמודדות עם תוצאות בלתי צפויות- מה שיוצא אני מרוצה )?(•

שינויי מצב רוח )עליות וירידות( של התלמיד )וגם של •המורה...( בתהליך החקר.

גילוי יוזמה של התלמיד וגם של המורה.•

התמדה והתעקשות- חוזרים עד שמקבלים תוצאה.•

37

חקר ומטה קוגניציה

תהליך לוגי•

חשיבה ביקורתית•

תהליך דינמי•

אי ודאות•

38

בצמוד מיומנויות חקרהאתגר הוא לפתח מודעות מטה-קוגניטיביתלפיתוח

: יכולתו של מודעות מטה קוגניטיבית הפרט לחשוב על החשיבה שלו ולהיות

. מודע לתהליכי חשיבתו

Part I: The Model Rational

39

Explain, justify, evaluate, and revise

40

שאלת מחקר מקורית

U.V מהי השפעת קרינתעל אורגניזם ?

יזם בחירת האורגנ

עבודה עם תרבית רקמה:אנושית/צמחים

האורגניזם הנבחר:

נבטים

A

B U.V מהי השפעת קרינתעל גדילת נבטים ?

U.V ינת מהי השפעת קרעל אחוז נביטתזרעי אפונה?

י הגדרת משתנה תלו

אחוז נביטתזרעי אפונה

C

נסוח שאלת מחקר

מהי השפעת משך הקרינה,עוצמת מקדם קרם ההגנה,הזמן ממריחת קרם ההגנהושטיפת קרם ההגנה על

נביטת זרעי אפונה? U.V-שמוקרנים ב

נסוח שאלת מחקר ממוקדת

מהי השפעת משך הקרינהועוצמת מקדם קרם ההגנה

על נביטת זרעי אפונה? U.V-שמוקרנים ב

י הגדרת משתנה בלתי תלו

1. משך הקרינה2. עוצמת מקדם קרם הגנה

1. קרינת גורמת למוטציותולכן ככל שמשך זמן ההקרנה

U.V-ב

נסוח השערות מחקר

יותר, כך יהיה ארוך ירד אחוז נביטת זרעי האפונה.

2. ככל שעוצמת מקדם קרםיותר, כך יה גבוהה ההגנה תהי

יעלה אחוז נביטת זרעי האפונה.

י תכנון ניסו

מריחת קרם ההגנה מראשעל זרעי האפונה

(מקדם הגנה 8,15,34)

D

E

u.v

הבנת חשיבות הבקרה

זרעי הבקורת לא טולטלו בעודזרעי הטפול טולטלו. (הטלטול

יחת הזרעים נעשה בעת לקיטה) יברס להקרנה במעבדת האונ

E1E2

חפוש משך קרינת שמזיק

יש להגדיל את משכי זמן ההקרנה ב-

מעבר ל-120 דקות

U.V

U.V

י שפור הניסו

הרחבת משך הקרינה תוךילטול זרעי קבוצת ט

י יסו הבקורת והנ

E

F

שאלת המחקר נמצאהכמתאימה גם לאחר

ים י ית השנו עשי

G

השערת מחקר מחודשת

ימת, אחוז י 1.עד לרמת קרינה מסויהיה קרוב למקסימום. יטה הנב

מעבר לרמה זו אחוז הנביטה יקטן.2. ככל שעוצמת מקדם קרם

יותר, כך יה גבוהה ההגנה תהייעלה אחוז נביטת זרעי האפונה.

י בצוע נסו

י המשך ביצוע ניסו

E3

תוצאות מפתיעות(המפריכות את ההשערה)בכל משכי הזמן שנבדקו,שעור נביטת זרעי האפונה

נע בין 100%-95%

קרינת מעודדת התפתחותמריסטמות עובריות בנבטים

עד לרמה בה מצטברות מוטציותהמאיטות את קצב הגידול

U.V

הרחבת הבסיס הביולוגי

חשיפת זרעי האפונה ל-0,120 ,90 ,60 ,30

U.V דקות של קרינת

מציאת משך קרינתU.Vשמזיק

י בצוע ניסו

השמת זרעי האפונהבצלחות פטרי סגורות

ומריחת המכסה בקרם ההגנה

41

בצמוד מיומנויות חקרהאתגר הוא לפתח מודעות מטה-קוגניטיביתלפיתוח

: יכולתו של מודעות מטה קוגניטיבית הפרט לחשוב על החשיבה שלו ולהיות

. מודע לתהליכי חשיבתו

ידע על הקוגניציה•

ויסות של הקוגניציה •

Part I: The Model Rational

42

מודעות מטה קוגניטיבית

ידע על הקוגניציה

ידע על עצמי ועל דרך הלמידה שלי דקלרטיבי )מה( )אסטרטגיות הלמידה שלי( – על המיומנויות, משאבים

אינטלקטואלים ויכולות שלי כלומד.

הידע איך להשתמש באסטרטגיות. ידע פרוצדורלי )איך( איך ליישם הליכים לימודיים )אסטרטגיות(.

הידע מתי ואיך להשתמש מותנה )מתי, מדוע( באסטרטגיות

43

ויסות על הקוגניציהתכנון, הצבת מטרות והקצאת משאבים לפני תיכנון:

הלמידה.

רצפים של מיומנויות ואסטרטגיות ניהול תהליך: המשמשים תוך כדי ביצוע הלמידה לעיבוד מידע יעיל

יותר )ארגון, פיתוח, סיכום, מיקוד סלקטיבי(.

ההערכה של הלמידה או האסטרטגיה של מעקב/בקרה: הפרט.

אסטרטגיות המשמשות לתיקון טעויות ניפוי שגיאות:

בהבנה ובתפקוד.

ניתוח היעילות של הביצוע והאסטרטגיות אחרי הערכה: תקופת הלמידה

44

כיצד לפתח מודעות מטהקוגניטיבית?

למידת עמיתים

.הכוונה מטהקוגניטיבית

שיח ודיון

תיעוד תהליך

מיקוד, הבהרה, שיקוף

45

תודה על ההקשבה !

ד"ר מיכל ציון

zionmi@mail.biu.ac.il

050-8807365