תיכון
יסודי
גני ילדים
מאמרים > למידה משמעותית > למידה משמעותית במדעים

למידה משמעותית במדעים

יעל שוורץ ולולי שטרן

המאמר מתאר את הרפורמה הנוכחית בהוראת המדעים, שקוראת להתאמת לימודי המדע לכלל התלמידים, וזאת על ידי הוראה המכוונת להקניית מיומנויות ולא רק ידע, יחד עם הדגשת הרלבנטיות של לימודי המדע ללומד.

אוריינות מדעית - שינוי תפישות וגישות בהוראת המדעים

יעל שוורץ ולולי שטרן

פתח דבר

"הרבע האחרון של המאה העשרים יכנס להיסטוריה כעידן המדע, הטכנולוגיה, המחשוב, התקשורת והמידע. בדורנו ממלאים הידע והיכולת האנושית תפקיד מרכזי לא רק במישור האינטלקטואלי והערכי אלא גם במישור הכלכלי, המדיני והביטחוני... גם היום חוסנה של חברה או של מדינה תלוי בערכי רוח ומוסר, במנהיגות ובחריצות ובכל אותן תכונות ודפוסי התנהגות שהיו תמיד בראש סולם הערכים התרבותי. ואולם, בצד כל אלה (ולא כתחליף להם) גדל משקלם של הידע המדעי, של החשיבה המדעית ושל היכולת להיעזר ולהשתמש בהישגי המדע והטכנולוגיה בכל תחומי החיים, מתעשייה ועד בריאות, מחקלאות ועד חינוך, ומביטחון ועד תקשורת המונים" ("מחר 98", דו"ח ועדת הררי 1992)

The terms and circumstances of human existence can be expected to change radically during the next human life span. Science, mathematics, and technology will be at the center of that change--causing it, shaping it, responding to it. Therefore, they will be essential to the education of today’s children for tomorrow’s world.

(What should the substance and character of such education be? (AAAS, 1993)

הוראת המדעים בבתי הספר מצויה אף היא בתהליך של שינוי, בניסיון לתרום את תרומתה בעיצוב אזרחים המסוגלים להתמודד עם שינויים אלו ועם השפעתם על חייהם. מקובל, כיום, להשתמש במונח הקניית אוריינות מדעית, כמטרת הוראת המדעים לכלל האזרחים.

בפרק הבא נסקור את המטרות הרווחות לחינוך מדעי לאורך המאה ה-20, ואת עיקרי השינוי המאפיינים את הרפורמה הנוכחית בהוראת המדעים. הוראת מדע וטכנולוגיה בחברה (מוט"ב) מכוונת ליישום עקרונותיה של רפורמה זו.

בנוסף, ננסה לעמוד על משמעותו של המונח אוריינות מדעית וההשלכות שיש למשמעויות אלו על הוראת מדע בבית הספר התיכון.

רעיונות ושינויים בחינוך מדעי בבתי הספר

לראשונה, נכלל המדע כחלק מתוכנית הלימודים בבתי הספר במהלך המאה ה- 19. באותה תקופה נתפס לימוד המדע כמפתח חשיבה עצמאית ומספק תרגול ברמת חשיבה גבוהה. מטרת הכללת לימודי המדע בקוריקולום הייתה התפתחות אינטלקטואלית של הלומד. 

מאז חלו בהוראת המדעים בעולם תמורות רבות. בכל תקופה הוגדרו מטרות וצרכים שאפיינו את רוח התקופה, והושפעו מגורמים תרבותיים?-חברתיים-פוליטיים, מהשתנות מבנה הדעת בתחומי המדע, וממחקרים אקדמיים על למידה וקוגניציה . כך, בתחילת המאה ה- 20 בהשפעת דיואי עלתה קריאה לרלבנטיות של לימודי המדע ללומד. לימודי המדע כללו נושאים כהיגיינה ותזונה נכונה. עשור לאחר מכן הושמעה ביקורת על כך שהרחיקו לכת בהדגשת חומר "רלוונטי" על חשבון הקניית ההבנה הרחבה של עולם הטבע.

הכוח המניע לרפורמה הבאה היה שיגור הספוטניק ע"י ברה"מ לשעבר ב- 1957.  אירוע זה עורר בעולם המערבי, ובמיוחד בארה"ב, תחושה קשה של אכזבה ופיגור במרוץ לחלל. הופנתה ביקורת כלפי מערכת החינוך המדעי שלא עמדה בקצב התפתחות הידע ובדרישות החברה. המטרה שהוצבה הפעם הייתה "חינוך מדעני העתיד". לימוד המדע ככוח תרבותי להכנת שותפים פעילים בחברה דמוקרטית נזנח לטובת מטרות מעשיות ומיידיות: יצירת כוח עבודה של מדענים ומהנדסים []. את תוכניות הלימוד כתבו מדענים בדיסציפלינות השונות ולא אנשי חינוך. הדגש הושם על מבנה הדעת של הדיסציפלינה, על התהליך המדעי ועל הוראת המדע בדרך החקר. במכוון נמנעו תוכניות אלו מהכללת נושאים יישומיים הרבלנטיים לעולמו של התלמיד, ומהקשרים חברתיים וערכיים. אלו נתפסו כמסיטים את הדגש מלימוד המושגים  המדעיים. התלמיד נתפס כמדען צעיר והנחת היסוד הייתה שאם בוחרים נושאים שמעניינים מדענים ומציגים אותם לתלמידים בדרך בה הם ידועים למדענים, הם יהיו מעניינים באופן טבעי.

לאחר תקופת פריחה קצרה בה פנו רבים ללימודי מדע וטכנולוגיה בארה"ב, בריטניה וגם בישראל, חלה ירידה במספר הפונים ללימודי מדעוגם במקרה זה, עשור בלבד לאחר הרפורמה, החלו להישמע קולות בקורת ואכזבה. קולות אלו הצטרפו לחוסר שביעות רצון כללי מהמדע ומהישגיו. המדע נחשב כאחראי לכל תחלואי החברה המצאת סוגי נשק הרסניים, משבר האנרגיה ובעיות אקולוגיות שונות. באוירה זו נערכו בשנות ה- 70 מחקרים רבים לגבי האפקטיביות של תוכניות הלימודים. (מניס, ממלוק והופשטיין 1999).

 

הצבת יעדים חדשיםבשנות ה- 80: עיקרי השינוי

בשנות ה- 80 החלו להישמע קולות הקוראים לרפורמה נוספת בהוראת המדעים. רפורמה, שיישומה נמשך גם כיום. שתי סיבות מרכזיות הובילו לרפורמה הנוכחית. האחת - ההצטברות האדירה של ידע מדעי חדש, והשינויים המהירים שאפיינו תהליך זה ברבע האחרון של המאה ה-20 . "התפוצצות הידע המדעי" הביאה להכרה שמאחר ולא ניתן ללמד הכל, יש לחשוב מחדש על תוכנית הלימודים, לא במונחים של "הקניית ידע", אלא במונחים של הבנת עקרונות, הקניית מיומנויות והערכת היוזמה המדעית.

בנוסף, התחוור כי למרות המאמץ הרב שהושקע בפיתוח תוכניות לימודים בשנות ה- 60, הצטברו מחקרים שהצביעו באופן עקבי על קשיי למידה של תלמידים ועל קשיים בהבנת מושגים ורעיונות מדעיים. הסתבר, כי למרות המאמץ הניכר שהושקע בפיתוח תוכניות לימודים בשנות ה- 60, לא שיפרו תוכניות אלו את הישגי רוב התלמידים במדעים. תוכניות אלו כוונו למגזר צר ומצומצם של תלמידים, שראו בלימודי המדעים הכנה לקראת לימודים אקדמיים בלבד. על פי מחקרי למידה רבים, הסתבר כי תלמידים רבים לא מצליחים לקשור בין לימודי המדע בבית הספר לתופעות סביבם ולחיי היום יום שלהם. הידע המדעי שלהם הנו ממודר ומורכב מפיסות ידע שאינן קשורות זו לזו. לתלמידים, גם לטובים שבהם, אין תפיסת עולם מדעית רחבה וקוהרנטית, הם מחזיקים בתפיסות מוטעות לגבי רעיונות מדעיים רבים, ולא מצליחים להסביר תופעות פשוטות כגון, מדוע חם בקיץ וקר בחורף או מה מקור מסת עצים.

העיקרון המרכזי המאפיין את הרפורמה הנוכחית הינו הוראת מדע במטרה להקניית אוריינות מדעית לכלל האזרחים ("מדע לכל").

 

מדע לכל

 

עקרון חשוב זה הנו תולדה של חשיבה מחודשת של אנשי קהיליית הוראת המדעים: חוקרים, מפתחי תוכניות לימודים ומוריםעל השאלות הבאות: מהן מטרות הוראת המדעים? האם שעורי המדע בביה"ס התיכון צריכים להכשיר מדענים, או ליצור אזרחים בעלי השכלה מדעית-כללית? האם המדע צריך להיות נחלתם של מדענים בלבד, או שגם שופטים, חברי כנסת, וכלל האזרחים ראויים להשכלה בתחום המדע? בחינה מחודשת זו היוותה מנוף לקריאה  לשנות את יעדי ותכני הוראת המדעים ולהתאימם לכלל התלמידים, ללא קשר לנסיבותיהם החברתיות ושאיפותיהם האקדמיות. יותר ויותר עלה הצורך בהקניית המדע לכלל אוכלוסיית העתיד, באופן כזה שיהיה רלוונטי לכל אחד, תוך הדגשת האספקטים האישיים והחברתיים.

"רפורמה בהוראת המדעים הכרחית כדי שלימודי המדע בבית הספר יכינו את הלומד לקראת חיים בעולם משתנה עולם בו כמות הידע המדעי גדלה במהירות, וכוחה של הטכנולוגיה הולך וגדל"

(Project 2061). ניתן לסכם ולומר כי הרפורמה הנוכחית קוראת, בראש ובראשונה להתאמת לימודי המדע לכלל התלמידים, כלומר לאוכלוסית תלמידים הטרוגנית.

 

התאמת תוכניות הלימודים לכלל התלמידים כוללת שלושה שינויים מרכזיים:

1. התמקדות בעקרונות מרכזיים הוראה המדגישה עקרונות מדעיים מרכזיים ופחות מתמקדת בפרטי מידע וידע. בעידן של "התפוצצות הידע המדעי", לא ניתן במילא ללמד את כל מה שידוע ולכן הסיסמא  Less is moreמהווה מוטו מרכזי. נשאלת השאלה כיצד מחליטים מהם הרעיונות והמושגים המהווים את "רעיון מרכזי" ואחרים ל"פיסות ידע מיותרות"? בפרוייקט 2061, שיפורט בהמשך, גיבשו מספר קריטריונים מחייבים:

·האם הרעיון משמעותי בפני עצמו בעיני מדענים?

·מה הערך של הבנת הרעיון? מה זה ייתן לתלמיד? מה יוכל להסביר באמצעות הבנת רעיון זה?

·באיזו מידה קשור הרעיון לרעיונות אחרים בליבה?

·מה דרוש כדי ללמד את הרעיון? על אילו קשיים קוגניטיביים ואחרים יש להתגבר ע"מ ללמד רעיון זה?

רעיון הנכלל בליבה חייב לצלוח את כל הקריטריונים ולא רק את חלקם. ניתן מספר דוגמאות:  המונח המערכה המחזורית מצוין על ידי כימאים כמונח מרכזי בדיסציפלינה. כמוהו גם המושגים גליקוליזה או חוקי מנדל בביולוגיה וחוק אוהם בפיסיקה. יחד עם זאת התברר כי לימוד המושגים אינו תורם להפנמת עקרון מדעי מרכזי כלשהו,  מידת קישוריותם למושגים אחרים באוריינות מדעית כללית אינה גדולה, ולכן איו להכלילם כמושגי ליבה.

הבנת ההבדל בין חום וטמפרטורה צולחת את שלושת הקריטריונים הראשונים – זה חשוב, זה יסביר לתלמיד תופעות רבות, והמונח קשור למושגים מדעיים רבים אחרים. הבעיה היא שכדי ללמד הבדל זה באופן שיוביל להבנה והפנמה נדרש לפחות סמסטר אחד של הוראת מדע בהיקף של כ- 4 שעות שבועיות הבנת ההבדל בין חום וטמפרטורה דורשת, אם כן, משאבים רבים כל כך שאין טעם להכלילה בליבת המושגים ההכרחיים.

 

2. הוראה המכוונת להקניית מיומנויות (ולא רק ידע מדעי). מטרת הוראת המדע היא להקנות לתלמיד כלים שיאפשרו לו בעתיד לחפש ולמצוא מידע כשידרש לו, להבין מידע זה, להתייחס בביקורתיות למקורות מידע, ולקבל החלטות המבוססות על עובדות ועל חשיבה  רציונלית.

מדע לכל הנה גישה הגורסת כי הקניית המיומנויות חשובה באותה מידה כהקניית ידע.

 

3. הדגשת הרלבנטיות של לימודי המדע ללומד. לימודי מדע לכל מכוונים לכלל התלמידים, ולאו דווקא לאלו הרואים במדע את התמחותם המקצועית העתידית. המלצה זו באה לידי ביטוי  בהדגשת הרבלנטיות של ידע מדעי לחיי הפרט, בהוראה המקשרת בין הידע המדעי לחיי היומיום של הלומד, לסוגיות חברתיות ולהיבטים היסטוריים בהתפתחות החברה האנושית. אלו לא נחשבים כ"מסיטים את הדגש מהעיקר", ואף לא כ"העשרה" (שלרב לא באה לידי ביטוי מחוסר זמן), אלא כחלק אינטגרלי ובעל חשיבות בתוכנית הלימודים. התאמת לימודי המדע לכלל התלמידים מחייבת שימוש במגוון אסטרטגיות הוראה, על מנת לענות לצרכיה של אוכלוסיה הטרוגנית של תלמידים.

התאמת לימודי המדע לכלל התלמידים חייבת להיעשות תוך שימת לב לביקורת המעלה חשש כי  הדיון בבעיות חברתיות ומוסריות יבוא על חשבון לימוד העקרונות המדעיים. "ללמוד פיסיקה אין פירושו ללמוד על  השלכות השימוש באנרגיה גרעיניתללמוד כימיה אין פירושו ללמוד על השפעות פסולת כימית על החברה או לימוד על חיי מדענים. ללמוד ביולוגיה אין פירושו ללמוד על בעיות אתיות של שכפול גניםהנושאים הללו לא פחות חשובים, אך הם פשוט לא מדע" ((Kromhout, & Good, 1983.

ברור כי שינויים אלו מחייבים שינויים הן בדרכי ההוראה והן בדרכי ההערכה. כך למשל, הקניית מיומנויות, לא יכולה להיעשות ע"י למידה פסיבית. התלמיד צריך להתנסות בפועל בחיפוש מידע, בעבודה עצמית או עבודת צוות על פרוייקט, חייב להתנסות בקריאת מאמרים וכדומה.

לגבי ההערכה – הרי שזו חייבת לנסות ולהעריך את הבנת העקרונות המרכזיים ולא להתמקד בפרטי ידע ספציפיים ובטכניקות של פתרון בעיות. גם אם אלו, נכללים ברצף ההוראה, אין להפכם לעיקר. כך, למשל, בכימיה, יש לבדוק אם התלמיד הבין באופן עקרוני מהו בסיס ומהי חומצה ולא לנסות ולבדוק האם הוא זוכר אם תמיסת החומר CaH2  הנו בסיס, חומצה או חומר נייטרלי.

בנוסף, ההערכה צריכה לכלול גם הערכה של מגוון מיומנויות רחב. כיום, ברוב המקרים ההערכה היא חד-מימדית מבחן בכתב בסוף תהליך הלמידה. הערכת תהליך הלמידה כולו, והערכת מגוון מיומנויות וכישורים יתנו תמונה מלאה יותר של כישורי הלמידה של התלמיד.

עקרונות "מדע לכל" באים לידי ביטוי בדו"ח ועדת הררי, שהתכנסה בשנת 1990 בראשות פרופ' חיים הררי. ועדה זו גיבשה מחדש את מטרות הוראת המדעים והמתימטיקה בישראל. מתוך הדו"ח: "בתקופתנו, ידע מדעי וטכנולוגי הוא הנכס הכלכלי החשוב ביותרמתימטיקה מדע וטכנולוגיה הם חלק מההשכלה הכללית הדרושה היום, ותידרש עוד יותר בעתיד, לכל אדם בחברה. אין אנו טוענים שכל אדם צריך להיות מדען, אולם יכולת מסוימת של חשיבה כמותית ומדעית, יכולת להבין וללמוד סוגיה מדעית או טכנולוגיתהם מרכיבים חיוניים בהכשרתו של כל מי שיהיה פועל מקצועי, מורה, איש צבא, מוסיקאי, חקלאי, איש עסקים, מנהל, פוליטיקאי או כל בעל עיסוק אחר הדורש השכלת יסוד".

הדפסה
הצטרפו לרשימת התפוצה שלנו והיו חלק
מקהילת אנשי חינוך חולמים ויוצרים