הבנת המדע חיונית בחברה של היום. ההבנה הציבורית של המדע מושפעת במידה רבה מניסיונם בבתי הספר ובכיתות המדעים. לכן חשוב שהמורים המדעיים יבינו את המדע ויתנו ייצוג מדויק בכיתות. המדע מוגדר כ
- גוף הידע,
- תהליך של חקירה ו
- האנשים המעורבים בארגון המדעי.
מורים מדעיים בדרך כלל מתרכזים בגוף הידע שיוצר את המשמעת שלהם. על התלמידים להבין גם את תהליך החקירה המדעית; ההבנה צריכה לעבור את חוויותיהם עם התהליך בכיתה המדעים ומחוץ לבית הספר.
למה בדיוק אנחנו מתכוונים? "
' בירור ' מכונה בספרות החינוך המדעי להגדיר לפחות שלוש קטגוריות נפרדות אך מקושרות של פעילות:
- מה שמדענים עושים (בחקירת תופעות מדעיות באמצעות שיטות מדעיות כדי להסביר היבטים של העולם הפיזי);
- כיצד התלמידים לומדים (על ידי רדיפה אחר שאלות מדעיות והעוסקים בניסויים מדעיים על ידי חיקוי הפרקטיקות והתהליכים המשמשים את המדענים); ו
- פדגוגיה, או הוראה אסטרטגית, שאומצה על ידי מורים מדעיים (תכנון והקלה על פעילות למידה המאפשרות לתלמידים להתבונן, להתנסות ולבחון מה ידוע באור הראיות) (מיננר ואח ', 2010).
דו-קיום זה של המונח מסביר בחלקו את הבלבול הקשור ליישום "החינוך המדעי המבוסס על בירור" (IBSE), מונח המשמש כמטריה לגישות חינוכיות שונות, המאופיינת בדגש שונה לשים בשלושת פעילויות החקירה הנפרדות הללו.
מועצת המחקר הלאומית של ארה ב מגדירה את החקירה כ"קבוצה של תהליכים הקשורים, שבהם מדענים וסטודנטים מציבים שאלות על העולם הטבעי וחוקרים תופעות; בעשייה זו, התלמידים רוכשים ידע ומפתחים הבנה עשירה של מושגים, עקרונות, מודלים ותיאוריות... וללמוד מדע באופן המשקף כיצד המדע באמת עובד "(NRC, 1996: p. 214).
הוראת המדעים המבוססת על תחקיר תוארה גם היא הוראה ומדעי הלמידה כחקירה ובירור (תמיר, 1985; צ'יריטה, 1997; ציון ואח ', 2004). מדעי הלמידה כשאלה כוללת לימוד על האופן שבו המאמץ המדעי מתקדם, וניתוח תהליך החקירה שבוצע על ידי אחרים, לעיתים תוך שימוש בפרספקטיבות היסטוריות (Bybee, 2000; שוואב, 1962). לימוד המדע באמצעות חקירה, לעומת זאת, כרוך בלמידה בהעלאת שאלות מחקר, הפקת השערה, תכנון ניסויים לאימות אותם, בנייה וניתוח של טיעונים המבוססים על ראיות, הכרת הסברים חלופיים, ולתקשורת טיעונים מדעיים (תמיר, 1985).
למידה מבוססת על חקירה (IBL) בתוך המעבדה
למידה מבוססת חקירה (IBL) הוא צובר פופולריות בלימודים מדעיים, מחקר בינלאומי והוראה. למידה מבוססת-חקירה היא אסטרטגיה חינוכית שבה התלמידים מנהלים שיטות ותרגולים דומים לאלה של מדענים מקצועיים על מנת לבנות ידע (Keselman, 2003). זהו תהליך של גילוי יחסים סיבתי חדשים, עם הלומד ניסוח השערות ובוחן אותם על ידי ביצוע ניסויים ו/או ביצוע תצפיות (Pedaste, מנדיטים, Leijen, & Sarapuu, 2012).
לעתים קרובות הוא מוצג כגישה לפתרון בעיות וכרוך ביישום של מספר מיומנויות פתרון בעיות (Pedaste & Sarapuu, 2006). למידה מבוססת חקירה מדגישה השתתפות פעילה ואחריות הלומד לגילוי ידע כי הוא חדש ללומד (דה ג'ונג & ואן Joolingen, 1998). בתהליך זה, הסטודנטים לעיתים קרובות מבצעים תהליך למידה בבימוי עצמי, בחלקו ובאופן חלקי, באמצעות ניסויים כדי לחקור את היחסים לפחות קבוצה אחת של משתנים תלויים ועצמאיים (וילהלם & ביישוזן, 2003).
בבתי הספר, אנו מתמקדים בלומדים: מה הידע החדש שלהם הוא לא-ברוב המקרים-הידע החדש לעולם, גם אם הגישה יכולה להיות משמשת באופן גמיש על ידי מדענים בהפיכת התגליות שלהם לידע חדש. בנוסף, חקירה אינה מערבת תמיד בדיקה אמפירית.
הרעיון של הוראת מדע על ידי החקירה יש היסטוריה ארוכה בחינוך מדעי. ישנה היסטוריה ארוכה של בלבול בנוגע למה שמלמדים את המדע באמצעות בירור וללא קשר להגדרה, ליישומו בכיתה. למידה מבוססת חקירה קודמת באופן רשמי כפדגוגיה לשיפור לימודי המדעים במדינות רבות (Bybee ואח ', 2008; האונסל & מקקונה, 2003; מיננר ואח ', 2010, ומאז פרסום החינוך המדעי כעת: פדגוגיה מחודשת לעתיד הדו של אירופה (Rocard ואח ', 2007) הוכרזה כאחת המטרות החינוכיות המובילות באירופה (בעקבות פעולות דומות בארה ב על ידי המחקר הלאומי) המועצה, 1996, 2000; מרכז לפיתוח השכלה, המרכז לחינוך מדעי, 2007.
שלבי החקירה & מחזור לימוד החקירה
למידה מבוססת חקירה שואפת לעסוק בסטודנטים בתהליך גילוי מדעי אותנטי. מנקודת מבט פדגוגית, התהליך המדעי המורכב מחולק ליחידות קטנות ולוגית המחוברות לתלמידים ומושכים תשומת לב לתכונות חשובות של חשיבה מדעית. יחידות נפרדות אלה נקראות שלבי חקירה, וקבוצת החיבורים שלהם יוצרת מחזור חקירה.
הדרך בה מוצגת מחזור חקירה מרמזת בדרך כלל על רצף מסודר של שלבים. עם זאת, למידה מבוססת חקירה אינה תהליך מוגדר, אחיד ליניארי. התקשרויות בין השלבים עשויות להשתנות בהתאם להקשר.
לעתים קרובות תיאורים שונים של מחזורי החקירה בספרות המחקר להשתמש הפסקות שונות לתייג שלבים כי הם ביסודו זהה. העדפה למושג אחד על האחר אינה מהווה נזקים תוצאתיים כל עוד המינוח הוגדר והובן בבירור. חשוב לבדוק כיצד שלבי החקירה מתייחסים לנתיב שדרכו ממשיכה תהליך הסקת המסקנות.
בעקבות ניתוח מפורט של 32 מאמרים, ניתוח התיאורים והגדרות שלבי החקירה המוצגים במאמרים שנסקרו הובילו למסגרת למידה חדשה המבוססת על חקירה הכוללת חמישה שלבי חקירה כלליים:
- כיוון
- ימשיג
- חקירה
- סיכום ו
- דיון.
מערכת למידה מבוססת על חקירת מעבדה
חלק משלבי החקירה כוללים מספר תהליכי משנה, אך כל השלבים של תהליך לימוד החקירה מחוברים היטב זה לזה ומספקים מבנה שמטרתו להגביר את היעילות של פעילויות הלמידה שבוצעו עם מעבדות מקוונות ו כלי למידה נוספים בפורטל המעבדה.
בשני השלבים הראשונים של המחזור (התמצאות והמשואת) ההזדמנות ניתנת לתלמידים לאסוף מידע על שאלת מחקר, לרשום ולבנות השערות ושאלות שהם רוצים לחקור. כלים מתאימים (כגון תבניות מפת הקונספט, תוכנת חיפוש, משטחי גירוד, בונה השערות, וכו ') כדי לסייע לתלמידים לעבוד על שלהם יכול להינתן על ידי המורים במרחב למידה של חקירה.
האינטראקציה הממשית עם המעבדה המקוונת מתרחשת בשלב השלישי, החקירה (הכוללת פעילויות חקירה, ניסויים ופרשנות נתונים). כאן התלמידים אוספים נתונים מסוימים ובודקים אם השערה נכונה או לא על-ידי ביצוע ניסויים מקוונים אישיים. כמו כן, התלמידים יכולים לאסוף תוצאות ניסוי ולנהל פרשנות מונחית של הנתונים שנאספו.
בשני השלבים האחרונים של תהליך לימוד החקירה (סיכום ודיון), התלמידים לומדים כיצד לכתוב הסברים מדעיים המקשרים בין ההשערות שלהם לבין הראיות שנאספו במהלך שלב החקירה. עוד, הם משקפים את תהליכי הלמידה שלהם ואת התוצאות, השוואת ולדון בהם עם תלמידים אחרים. מורים יכולים להעריך את תוצאות הלמידה של התלמידים שלהם ולהגדיר צעדים נוספים עבור השיעורים הבאים.
מחזור הלמידה של החקירה מייצג את התרחיש הבסיסי המשמש ליצירת מרחב למידה לימוד בפלטפורמת העריכה Go-Lab. עם זאת, הוא נשאר עד המורה כמה ואילו שלבים לכלול בחלל שלה. על מנת לקבל כמה רעיונות ראשונים על תרחישי למידה אחרים בחקירה, אשר יכול להיות נתמך עם מרחב למידה חקירה, בבקשה לבקר את דף התרחישים הפדגוגיים.
מסגרת החקירה של Go-Lab
האם למידה בחקירה יעילה יותר?
מספר מחקרים כמותיים תומכים באפקטיביות של למידה מבוססת חקירה כגישה הדרכה. מטא-ניתוח השוואת החקירה לצורות אחרות של הוראה, כגון הוראה ישירה או גילוי בלתי מסייע, מצא כי ההוראה הוראה הביא למידה טובה יותר (ממוצע גודל ההשפעה של d = 0.30) (ברוקס, ולקס, אלאולדריץ ', & טננבאום, 2011).
מטא-ניתוח של Furtak, זיידל, איברסון ובריגס (2012) משולבים במחקרים במגוון רחב של מונחים לתיאור למידה מבוססת על חקירה (למשל, למידה מאסטריות, הוראת קונסטרוקטיביסטית); הם דיווחו על גודל ההשפעה הכוללת ממוצע של 0.50 לטובת גישת החקירה על ההוראה המסורתית.
מגמה חיובית התומכת בהוראת מדעים מבוססת על שיטות הוראה מסורתיות נמצאה בסינתזה מחקרית של מיננר, לוי והמאה. סקירת 138 לימודי יתרון ברור המצוין עבור נוהלי הדרכה מבוססי חקירה על פני צורות אחרות של הוראה בהבנה רעיונית כי התלמידים להרוויח מחוויית הלמידה שלהם (Minner ואח ', 2010).
בנוסף, הוכח כי למידה מבוססת-אינטרנט המבוססת על חקירה מודרכת יכולה לשפר את מיומנויות החקירה השונות, כגון זיהוי בעיות, ניסוח שאלות והשערות, תכנון וביצוע ניסויים, איסוף וניתוח נתונים. , הצגת התוצאות, והסקת מסקנות (מנדיטים, פסטה, & סאראפוו, 2008).
לבסוף, יש ראיות מחקר מכריע כי החקירה מובילה רכישה טובה יותר של התחום (המחשבתי) ידע (דה ג'ונג, 2006a). החידושים הטכנולוגיים האחרונים להגדיל את ההצלחה של יישום למידה מבוססת על חקירה עוד יותר (דה ג'ונג, Sotiriou, & Gillet 2014). גופים מדיניות חינוכית ברחבי העולם מתייחסים ללמידה מבוססת על שאילתה כמרכיב חיוני בבניית קהילה מדעית משכילה (הנציבות האירופית, 2007; מועצת המחקר הלאומית, 2000.
פניות
המידע הקשור ללמידה מבוססת החקירה מקבל:
שלבים של למידה מבוססת-חקירה: הגדרות ומחזור החקירה
מרגגוס פטסטה, et אל-מחקר חינוכי סקירה 14 (2015) 47 – 61
https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003
מאמרים נוספים שהוזכרו:
ברוקס, פ. י., אולדריץ ', א. י., & טננבאום, ח' ר. (2011). האם הוראה המבוססת על גילוי מגבירה את הלמידה? כתב העת לפסיכולוגיה חינוכית, 103, 1 – 18. דוי: 10.1037/a0021017.
במבי, "סיפורם מאת (2000). . ללמד מדע כחקירה בוואן זי, א סמולר (עורך), מברר בנוגע ללמידה והוראת מחקר. וושינגטון, DC: AAAS. עמ' 20 – 46.
דה ג'ונג, ט, & ואן ז'ולנגן, בע (1998). גילוי מדעי למידה עם סימולציות מחשב של תחומים מושגיים. סקירה של מחקר חינוכי, 68, 179 – 202. דוי: 10.2307/1170753.
דה ג'ונג, ט (2006a). סימולציות מחשב – פיתוחים טכנולוגיים בלמידה. מדעים, 312, 532 – 533. דוי: 10.1126/מדע. 1127750
דה ג'ונג, ט, סוטיגאו, ס', & גילתן, ד. (2014). חידושים בחינוך הגזע: הפדרציה Go-Lab של מעבדות מקוונות. סביבות למידה חכמות, 1, 3. המידע הקשור ללמידה מבוססת-חקירה מקבל: שלבים של למידה מבוססת-חקירה: הגדרות ומחזור החקירה מרגוס Pedaste, et. אל-מחקר חינוכי סקירה 14 (2015) 47-61 https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003
פורטאק, א. מ., סידל, ט, איידסון, ח', & בריגס, ד. ג. (2012). מחקרים ניסיוניים וניסיוניים של הוראת מדעים מבוססי-חקירה. סקירה של מחקר חינוכי, 82, 300 – 329. דוי: 10.3102/0034654312457206.
קילמן, א. (2003). ליווי לימודי החקירה באמצעות קידום הבנה נורמטיבית של סיבתיות משתנה. יומן המחקר בהוראת המדעים, 40, 898-921. דוי: 10.1002/תה. 10115.
מנדיטים, מ., פסטה, מ', & סאראפוו, טי (2011). אינטראקציות בין תהליכי חקירה בסביבת למידה מבוססת-אינטרנט. בכנס ה-IEEE הבינלאומי בטכנולוגיות למידה מתקדמות, 6 – 8 ביולי. אתונה, ארה ב. דוי: 10.1109/ICALT. 2011.103.
מיננר, ד. ד., לוי, א. י., & המאה, י. (2010). הוראת המדעים המבוססת על חקירה – מה זה והאם זה משנה? תוצאות ממחקר סינתזה שנים 1984 כדי 2002. כתב העת למחקר בהוראת המדעים, 47, 474 – 496. דוי: 10.1002/תה. 20347.
מועצת המחקר הלאומית (1996). תקני החינוך הלאומי למדעים. וושינגטון, DC: האקדמיה הלאומית לעיתונות.
פדאא, מ., מנדיטים, מ., לג, א., & סאראפוו, ס' (2012). שיפור כישורי החקירה של התלמידים באמצעות השתקפות והתקנה עצמית של פיגומים. טכנולוגיה, הוראה, קוגניציה ולמידה, 9, 81 – 95.
פסטה, מ', & סאראפוו, טי (2006). פיתוח מערכת תמיכה אפקטיבית ללימוד למידה בסביבה מבוססת-אינטרנט. כתב העת ללמידה בסיוע ממוחשב, 22 (1), 47-62.
רוקארד, מ', Csermely, עמ', יורם, ד., לנזן, ד., וולברג-הנריקסון, ח', & Hemmo, V. (2007). חינוך מדעי כעת: פדגוגיה מחודשת לעתיד אירופה. בריסל: הנציבות האירופית: המנהלת הכללית למחקר.
שוואב, ג'יג'י (1962). . הוראת המדע כחקירה בבררוויין, P.F. (עורך), הוראת המדעים. קיימברידג ': העיתונות של אוניברסיטת הרווארד.
תמיר, עמ' (1985). ניתוח תוכן מתמקד בחקירה. יומן לימודי לימודים, 17 (1), עמ' 87-94.
צ'יסיטה, E.L. (1997). תחקיר מבוסס מדע: אסטרטגיות וטכניקות לעידוד חקירה בכיתה. מורה למדעים, 64 (10), עמ' 22-26.
וילהלם, פ', & ביישוזן, י. י. (2003). השפעות התוכן בלמידה אינדוקטיבית בבימויו עצמית. למידה והוראה, 13, 381-402. דוי: 10.1016/S0959-4752 (02) 00013-0.
ציון, מ, סלזק, מ, שפירא, ד, קישור, E, בשן, N, ברומר, מ, אוריין, T, נוסינוביץ, ר, בית משפט, ד, Agrest, B, מנדלסון, ר, ואלאנידס, N,. (2004). דינמיקה, חקירה פתוחה בלמידה בביולוגיה. השכלה מדעית, 88 (5), עמ' 728-753.