למידת חקר

למידת חקר היא גישה חינוכית של למידה פעילה המבוססת על עקרונות המחקר המדעי. מטרתה לפתח לימוד עצמאי. למידת חקר פעילה מפעילה מיומנויות חשיבה מדעיות ומעודדת חשיבה ביקורתית–טיעונית. היא מאפשרת לתלמידים להתחקות אחר עבודת המדענים ולהתנסות בתהליכי החקר והגילוי בעצמם. בלמידת חקר הלומד שולט בתהליך הלמידה, מעלה השערות ומבצע ניסויים כדי לפתח את הידע שלו על תחום הדעת הנלמד. ביסודה של כל למידת חקר נמצאת הסקרנות האנושית, המוטיבציה הפנימית והיכולת לשאול שאלות על בסיס engagement. אוניברסיטת מקמסטר בקנדה הייתה הראשונה שאימצה את השיטה בפקולטה ללימודי רפואה. הקולג' האוניברסיטאי מאסטריכט מבסס את כל תוכנית לימודיו על השיטה. למידת חקר מבוססת על עבודתו של ג'ון דיואי (בשנת 1859–1952), הפילוסוף של החינוך אשר מילא תפקיד בולט ברפורמת החינוך במחצית הראשונה של המאה העשרים. דיואי האמין כי צריך ללמד תלמידים כיצד לחשוב ולפעול באופן מדעי. במהלך שנות השישים, למידת חקר אומצה בקנה רחב בפועל כיוון ששיטה זו היא דרך פורה ללמד תוכן מדעי. עבודתם המשפיעה של חוקרים (כגון Kuhn, 2005; Klahr 2000) חידשה בהדרגה את הדגש על טיפוח מיומנויות התהליך המדעי. מחקרים מוקדמים על ידי ביטנגר (Bittinger, 1968) והרמן (Hermann, 1969) הראו כי למידת חקר יעילה יותר מאשר שיטות הוראה שונות, היתרון של למידת חקר הוא בהעברת והבנת החומר המלומד בהשוואה ללמידה המסורתית. ביטנגר בהמשך הראה כי השפעות אלה מתרחשות הן במחקרי מעבדה והן בכיתות רגילות, אם כי ההשפעות בסביבה השנייה נטו להיות פחות מובהקות. בנוסף, הרמן (Hermann, 1969) מצא ראיות ראשוניות לכך שהאפקטיביות של הלמידה תלויה בהנחיה של התלמידים במהלך החקר. למרות השונות הניכרת בכמות ובסוג ההדרכה על פני המחקרים, חלק מהשוואות בתוך המחקר הראו כי מידה סבירה של הדרכה יעילה יותר מאשר הדרכה נמוכה. שלושים שנה לאחר מכן, די ג'ונג וואן ג'ולינגן (De Jong & Van Joolingen, 1998) סקרו את הספרות על למידת חקר המבוססת על סימולציה בתחומי המדע בעקבות ניתוח הבעיות האופייניות לתלמידים בשלבים השונים של התהליך. בהתבסס על הסינתזה של מחקרים השוואתיים מבוקרים היטב, החוקרים הגיעו למסקנה כי חקירות שנערכו עם חומרים פיזיים לצורך רכישת ידע מושגי יעילים כמו חקירות משוכללות בטכנולוגיה הכוללות סימולציות מחשב או מעבדות מקוונות. במרכז החשיבה המדעית ניצבת היכולת לתאם ולקשר בין הידע התאורטי לבין המציאות העובדתית בעולם הממשי. חקר מדעי נחשב לחלק בלתי נפרד של המדע, משום שמלאכת התיאום בין התאוריה לממצאים מצריכה שימוש במיומנויות חקר וידע ניסויי. לחשיבה האפיסטמולוגית, אשר עוסקת בתפיסות ובאמונות של תלמידים לגבי מהות הידע והדרכים שבהן הוא נוצר, יש השפעה רבה על תהליכי החשיבה והלמידה שלהם. בהתאם לכך, במסגרת למידת חקר פועלים התלמידים בדרך בה עובדים מדענים בתחום המחקר: בפני התלמידים מוצבת בעיה או אתגר בו טרם נתקלו והם מתבקשים לנסות למצוא פתרונות או מידע בנושא. הדגש הוא לאו דווקא על מציאת הפתרון הנכון, או על פתרון בכלל, אלא על הדרך: העלאת רעיונות והשערות, ניסויים, תצפיות, הסקת מסקנות, חיפוש מקורות מידע, עבודה בקבוצה וכדומה. גישה זו דומה ללימוד בחברותא שמקובל ביהדות, עם התאמות לצורכי הלמידה העכשוויים. למידת חקר היא פעילות מורכבת הדורשת מיומנויות חשיבה גבוהות והפעלת כישורים מטה-קוגניטיביים. מיומנויות החשיבה הדרושות לביצוע תהליך החקר גורמות לחלק מהתלמידים לקשיים המונעים מהם השלמה מוצלחת של התהליך. מקצת התלמידים ממשיכים להחזיק בתפישות מוקדמות שגויות שהיו להם לפני הלמידה, גם לאחר שסיימו ללמוד יחידה שלמה בנושא כלשהו. לעיתים קרובות קורה הדבר אף על פי שהמורים השקיעו זמן ניכר ותשומת לב בבניית מהלך ההוראה. תהליך החקר בהוראה מדגיש את תהליכי המחקר במטרה להעמיק את תוכני הלימוד ולהפכם לידע משמעותי. בכך הוא מאפשר ללומד לבנות משמעויות ביחס למושגים הקשורים לתופעה בה הוא עוסק מתוך התנסותו ותחושותיו. תפקידו של המורה בלמידת חקר הוא להציג בפני התלמידים בעיות חקר מתאימות לרמתם ותחומי העניין שלהם ולתמוך בהם בתהליך החקר. הבעיות עצמן יכולות להיות חידות, בניית מכשירים, הבנת תופעות טבע, הכרות עם מכשירים חדשים או כל דבר אחר שהתלמידים טרם למדו. יש לטפח בתלמידים הבנה של הדרכים שבהן ידע נוצר ומשתנה לצד מודעות לאופי המתפתח והלא-ודאי שלו, רגישות לקיומן של נקודות מבט שונות ופתיחות ללמידה של מושגים חדשים. נהוג להציג בפני התלמיד אפשרות בחירה בין נושאים שונים, כך שיוכל לבחור נושא המסקרן ומעניין אותו, או נושא בעל רלוונטיות לחייו וכך הוא הופך להיות שותף בקביעת מהלך עבודתו, מתמודד עם מהלכים של פתרון בעיות ומתנסה בהחלפת רעיונות, דעות, ואף רגשות עם תלמידים אחרים, ומכאן גם שיפור בכישוריו החברתיים של התלמיד. שלבים מרכזיים בלמידת חקר: ניסוח שאלת החקר וזיהוי משתנים מרכזיים השערת השערות תכנון ניסוי, ניבוי ביצוע ניסויים/ איסוף ועיבוד מידע (לעיתים באמצעות חקרשת) ארגון המידע, פירוש התוצאות והסקת מסקנות. הצגת הממצאים הערכת החקר ורפלקציה על התהליך. למידה שיתופית מאפשרת לתלמידים לשוחח ביניהם, להחליף דעות והעלות השערות. האינטראקציה הנוצרת בלמידת חקר שיתופית, בין חברי הקבוצה לבין עצמם ובינם לבין הידע הנבנה, מזמנת אפשרויות לפיתוח חשיבה ברמה הקוגניטיבית והמטא–קוגניטיבית. היא גם יוצרת קרקע פורייה לטיפוח מגוון מיומנויות בתחום הרגשי–חברתי, למשל: הקשבה, סובלנות, כבוד הדדי, עזרה לזולת ועוד. באופן זה העיסוק בלמידת חקר שיתופית טומן בחובו אפשרויות להשגת יעדים פדגוגיים וחינוכיים המותאמים לערכי החברה הדמוקרטית המודרנית. למידת חקר יכולה לפתח חשיבה מסדר גבוה ויכולת הסתגלות מהירה ומושכלת בסביבה עתירת ידע. כך ניתן לטפח אזרחים בעלי יכולת חשיבה לוגית וביקורתית, אשר יכולים להפעיל שיקול דעת חברתי, ערכי ומוסרי. בנוסף, קבוצת החקר השיתופית יכולה לתת מענה לאופי ההטרוגני של אוכלוסיית התלמידים בכיתה במספר דרכים. ניתן להציב בפני התלמידים משימות חקר ברמות עומק ורוחב שונות. כמו כן, ניתן לחלק תפקידים ברמות קושי שונות בין חברי הקבוצה, באופן התואם את יכולותיו של כל אחד מהתלמידים. ערך מורחב – למידה משולבת מחשב למידת חקר מבוססת מחשב היא למידה באמצעות הדמיות ממוחשבות, מעבדות וירטואליות וטכנולוגיית מציאות מדומה שמעודדות למידה אקטיבית בדרך הגילוי. סביבת למידת החקר מבוססת מחשב צריכה לספק תמיכה (פיגומים) בשלבים השונים של למידת החקר בדרך הגילוי, יחד עם מתן אחריות ושליטה על התהליך ללומד. למידת חקר מבוססת מחשב מצויה במרכז נקודת ההשקה של שלושה עולמות תוכן ותחומי דעת: המדע, טכנולוגיות ידע ולמידה. העוסקים בפיתוח סביבות למידת חקר מבוססות מחשב משתדלים לקחת בחשבון את אמונות היסוד, המודל המנטלי ורמת ההבנה המושגית של הלומד לגבי התופעות והמושגים המדעיים בתחום הנלמד; לעודד מודעות עצמית של הלומד לגבי תהליך החקר שלו; לעודד ולהגביר את המוטיבציה של הלומד לבצע שינוי באמונותיו בדרכים שונות; להמחיש באופן חזותי את המאפיינים המרכזיים של התופעה הנחקרת באמצעות המודלים וההדמיות; וליצור דרכים לעידוד קונפליקט קוגניטיבי בין הידע הקיים של הלומד לבין התנסויותיו בסביבה, שמחייבת ארגון מחדש של תפיסותיו מנקודת מבט חדשה. למידת חקר יכולה להתבצע בצוותים ובקהילות למידה ברשת. היא מאופיינת בשיתוף לאורך השלבים הבאים: סיעור מוחין משותף הכולל שאילת שאלות, חיפוש והגדרת נושאים למחקר, העלאת השערות, איסוף נתונים, ארגון, עיבוד וניתוח הנתונים עד לשלב של הצגתם, ובעקבות הממצאים - קיום דיון ביקורתי ופרסום תוצרי החקר ברבים. לצורך יצירת סביבת למידה שיתופית מתוקשבת המאפשרת את הפעולות הנ"ל, רצוי שהסביבה תכלול את המרכיבים הבאים: 1 .מרחב שיח משותף - ובו משתתפים כל הלומדים כקהילה. על פי רוב המרחב מכיל גישות חדשות ללמידת חקר שיתופית באמצעות טכנולוגיות מידע ותקשורת. מרחב זה יכול להיות אסינכרוני ובו כלים דיגיטליים כמו: פורומים, בלוגים ודואר אלקטרוני או סינכרוני טקסטואלי וגם קולי או וידאו-צ'ט הכולל טקסט, קול, תמונה וצילום וידאו חי. כלים דיגיטליים מסוימים משלבים את שתי האפשרויות, והם גם סינכרוניים )נוכחות בו-זמנית (וגם אסינכרוניים כדוגמת הווטסאפ שיש בו גם אפשרויות לשילוב של טקסט, קול ותמונה. במרחב זה ישנה גמישות גדולה מאוד של מקומו של המורה שיכול להיות מוביל השיח, שותף שווה ללומדים או צופה מן הצד. 2 .משאבי מידע הכוללים מאגרי מידע של חומרי קריאה, כגון: מאמרים וצפייה בסרטוני וידאו, הנחיות והדרכה ברשת לעבודה במעבדה ובשדה, תוצרים של תהליכי חקר קודמים, סימולציות ועוד. 3 .כלים דיגיטליים לעבודה שיתופית המאפשרים איסוף נתונים ועיבוד משותף, כתיבה משותפת ועוד. חשוב לעשות את ההבחנה בין חקירה מדעית שמתייחסת לדרכים השונות שבהם חוקרים המדענים את העולם וההסברים שהם מספקים על תופעות הטבע על בסיס עבודתם המדעית, לבין למידת חקר שמתייחסת לפעילויות הלומדים שבאמצעותם הם מפתחים ידע והבנה לגבי רעיונות ומושגים מדעיים שונים, כמו גם הבנה לגבי האופנים שבהם חוקרים המדענים את העולם. במהלך למידת החקר התלמידים אומנם אינם מגלים ידע חדש לאנושות, כפי שעושים מדענים. לעומת זאת הם נחשפים לידע שחדש עבורם ובכך לומדים מקרוב כיצד הידע נוצר ומהי תרומתו של המחקר לגילוי בחינה וביסוס של ידע חדש. באופן זה למידת חקר מזמנת התרחשות של למידה משמעותית בה הלומד מבנה את מושגיו, מפרש ידע משכלל את פרשנותו ובוחן אותה, למידת חקר מאפשרת לתלמיד להעביר את מוקד ההתייחסות מתכנים, למיומנויות למידה, לחשיבה ולמיומנויות חברתית. למידת חקר מאפשרת מיקוד למידה סביב בעיות אותנטיות ורלוונטיות לתלמיד, תוך הדגשת כישורי התלמיד והאחריות האישית שלו לתהליכי הלמידה. תהליך החקר המדעי כרוך בהפעלה של אסטרטגיות חשיבה גבוהות, אשר כל אחת מהן דורשת ידע מטא–אסטרטגי מפורש. ללא הוראה מפורשת של כל אחת מאסטרטגיות החשיבה הנדרשות, תהליך החקר יתמקד בהתעסקות הטכנית בנוהלי התצפית או הניסוי ולא יעודד הפעלה של חשיבה מדעית. בהתאם לכך, תהליך חקר המיועד לערב את חשיבתם של התלמידים יוצר עומס קוגניטיבי, אשר צורך השקעה מרובה של זמן ומאמץ מהמורה ומהתלמידים כאחד. בנוסף, תכנון תהליך ההוראה של למידת חקר מחייב גמישות מחשבתית, משום שהוא מצריך שינויים בתפיסה של תהליכי ההוראה וההערכה. היישום של שינויים אלו צריך לקחת בחשבון את המגבלות הפיזיות והארגוניות של בתי הספר ומערך השיעורים המונהג בהם. עם זאת התועלת אשר ניתן להפיק מתהליך החקר המדעי יכולה להצדיק את המאמץ המושקע בה. שילוב תהליך החקר בכיתה הנעשה תוך כדי פיתוח אסטרטגיות חשיבה והבנייה של ידע מדעי, יכול להוביל לטיפוח תפיסה נאמנה של המדע כתהליך דינאמי של התהוות ידע, באמצעות חשיבה ביקורתית ויצירתית של האדם, מתוך ניסיון לבאר ולהסביר את העולם. שיטה זו היא מעין שילוב של למידה טבעית עם למידת חקר. כמו בלמידה טבעית, התלמיד הוא הקובע מה ללמוד, מתי ואיך. אך כשהוא בא אל המורה ושואל אותו משהו או מבקש את עזרתו, המורה אינו עונה ישירות. במקום זה המורה שואל את התלמיד שאלה או נותן לו משימה כמו בלמידת חקר. מתוך תהליך החקר, התלמיד מגיע לפתרון הבעיה המקורית שהטרידה אותו ולומד זאת בצורה יסודית ומקיפה יותר מאשר לו היה מקבל את התשובה ללא מאמץ מצדו. בגרסה האינדיאנית עיקר הלימוד מתבצע בפעילות הגומלין שבין הלומד לבין העולם, כשהמורה מנחה היכן לחפש את התשובות. בגרסה הסוקרטית השיחה עצמה היא הסביבה הלימודית והחומר הנלמד נובע מתוך הלומד עצמו תוך כדי דיאלוג עם המורה. הוראת המדעים קונסטרוקטיביזם (למידה) אמפיריציזם למידה למידה אותנטית למידה מבוססת פרויקטים למידה משולבת מחשב למידת עמיתים למידה שיתופית למידה מתוקשבת למידה פעילה למידה ניידת אבירם, ר'. 1999, "לנווט בסערה - חינוך בדמוקרטיה פוסטמודרנית". מסדה, תל אביב. Bhagat, A. (2017). Inquiry-based learning: Assessing students’ science inquiry skills. Bittinger, M. L. (1968). A review of discovery. The Mathematics Teacher, 61, 140–146. De Jong, T., & Van Joolingen, W. R. (1998). Scientific discovery learning with computer simulations of conceptual domains. Review of Educational Research, 68, 179–202. doi:10.3102/00346543068002179 Edelson, D. C., Gordin, D. N., & Pea, R. D. (1999). Addressing the challenges of inquiry-based learning through technology and curriculum design. Journal of the learning sciences, 8(3-4), 391-450. Hermann, G. (1969). Learning by discovery: A critical review of studies. Journal of Experimental Education, 38, 58–72. Gormally, C., Brickman, P., Hallar, B., & Armstrong, N. (2009). Effects of inquiry-based learning on students’ science literacy skills and confidence. International journal for the scholarship of teaching and learning, 3(2), 16. Klahr, D. (2000). Exploring science: The cognition and development of discovery processes. Cambridge: MIT Press. Kuhn, D. (2005). Education for thinking. Cambridge, MA: Harvard University Press. Pedaste, M., Mäeots, M., Siiman, L. A., De Jong, T., Van Riesen, S. A., Kamp, E. T., ... & Tsourlidaki, E. (2015). Phases of inquiry-based learning: Definitions and the inquiry cycle. Educational research review, 14, 47-61. Wu, H. K., & Hsieh, C. E. (2006). Developing sixth graders’ inquiry skills to construct explanations in inquiry‐based learning environments. International Journal of Science Education, 28(11), 1289-1313. האם רשת האינטרנט תומכת בלמידת חקר של תלמידים?(הקישור אינו פעיל), באתר מכון מופ"ת מאמרים בנושא למידת חקר בתחום הכימיה, באתר הארכיון של המרכז הארצי למורי הכימיה, האוניברסיטה העברית ומשרד החינוך (הקישור אינו פעיל) קופסת המסתורין של ג'יי ג'יי אברמס – הרצאה באנגלית על התרומה של סקרנות לפיתוח ויצירה. מאתר TED עם כתוביות בעברית על תאוריות מדעיות – הרצאה מאתר 12 דקות בו לוטו + איימי או'טול: מדע זה לכולם, כולל ילדים – הרצאה באנגלית מאתר TED עם כתוביות בעברית 5 שלבים לעירוב תלמידי חטיבת הביניים בלמידה באמצעות למידת חקר. הוראה ולמידה בדרך החקר. למידת חקר בחינוך מחוננים ומצטיינים. הרצאה של פרופ' ענת זוהר על למידת חקר - חלק ראשון / חלק שני - הרצאה באתר מטח. What the Heck Is Inquiry-Based Learning? - כתבה בשפה האנגלית. All About Inquiry-Based Learning: Definition, Benefits and Strategies - כתבה בשפה האנגלית. Steps of Inquiry-Based Learning - סרטון תהליך למידת חקר בשפה האנגלית. אמנון כרמון, שרית סגל, דוד קורן ויורם הרפז, "הגישה השלישית וארגון הידע: מתווה להכשרת מורים מטפחת חשיבה", מכון מופ"ת, 2006 ד"ר עדי בן דוד (2012). תהליך החקר המדעי בכיתה — מהתאוריה למעשה. אאוריקה, גיליון 33. Lazonder, A. W., & Harmsen, R., Meta-analysis of inquiry-based learning: Effects of guidance, Review of Educational Research 86(3), 2016, עמ' 681-718 doi: 10.3102/0034654315627366 חיים אישך (2009). גן הילדים – גן עדן להוראת מדעים. עלון דע-גן, 2, 16-21. משרד החינוך, האגף לתכנון ופיתוח תוכניות לימודים (2009). אסטרטגיות חשיבה מסדר גבוה. מסמך מנחה למתכנני תוכניות לימודים ארציות ומקומיות ולמפתחי חומרי למידה, תשס"ט תוכנית לימודים בגן הילדים הממלכתי והממלכתי דתי, תשס"ט. משרד החינוך, האגף לתכנון ופיתוח תוכניות לימודים (2009). רפי דודזון, [http://archive.c3.ort.org.il/Apps/Public/getfile.aspx?inline=yes&f=files/ba3c28fc-8c3e-46d9-b4f3-effda4c7e27b/f6121931-617f-4210-ae88-d35238441dbc/066a8532-b336-486d-8d35-06e57146b25b/7a70fda3-33a7-4a8d-9226-c8e6d8510bf0.pdf למידת חקר שיתופית בעידן הרשת - חשיבותה של למידה שיתופית בתהליכי חקר מדעי בעידן התקשוב], קריאת ביניים (יולי, 2016).