Deepening and Expansion ▼
חשיבות השימוש באמצעי המחשה במדעים
הספר Science Teachers’ Use of Visual Representations בעריכתם של עילם וג'ון גילברט (2014), מתייחס תחילה לחשיבות הרבה שבשימוש בייצוגים ויזואליים בהוראת המדעים ולתועלת שיש בהם בתהליכי החקר המדעי ובפרט בלמידה והוראת מדעים. לדוגמה, שימוש בויזואליזציות להצגת תופעה קונקרטית לצד הרעיונות המופשטים העומדים בבסיסה, עשוי לתת מענה לאתגרים הרבים שבלמידת רעיונות מדעיים אלו. השימוש בויזואליזציות, וביחוד ויזואליזציות ממוחשבות, הפך אם כן, להיבט מרכזי בשדה המדעי.
הכותבים מתייחסים לשלושה גורמים העשויים לתרום לייעילות השימוש בויזואליזציות על ידי מורים: 1. על ידע המורים לגבי המושגים המדעיים המרכזיים להיות מדוייק ככל האפשר, בכדי שיוכלו להציע הדמיות מתאימות. 2. על ויזואליזציות של רעיונות מדעיים שונים בתוכנית הלימודים להתייחס לרעיונות אלו ולקשרים ביניהם באופן דומה ועיקבי, גם אם אלו מופיעים בתוכנית הלימודים כנפרדים. 3. על המורים העושים שימוש בויזואליזציות השונות להיות מסוגלים להשוות בין הויזואליזציות השונות, מטרותיהן והתכנים שהן מייצגות. עליהם להבין את מטרות הלמידה ולהתייחס אליהן בהתאמת הויזואליזציה ובאופן הצגתה. ו-4. על המורים למקד את השימוש או הבחירה בויזואליזציה, ביחס לרמת התופעה אליה הם שואפים להתייחס: רמת המאקרו, המיקרו או הסימבולית. בהמשך, הספר מתאר שימושים שונים לייצוגים ויזואליים בבתי הספר וכן במרחבים לא פורמליים כגון מוזיאונים. בנוסף, הספר סוקר ומעריך פדגוגיות ייחודיות המשלבות ייצוגים ויזואליים בהוראת המדעים.
מיומנויות הכרוכות בפרשנות והבנת המחשות
גילברט (2005) מציג את המורכבות של המונח ויזואליזציה (המחשה) בעזרת הצגת שתי ההגדרות המילוניות למונח: 1. יצירת תמונה מנטאלית ל.. לדמיין. 2. להפוך לנראה לעין. ויזואליזציות שונות עשויות להציג מידע בטבלאות, גרפים ועוד, אך יש להבין איך הלומדים מפרשים ומה הם מבינים מויזואליזציות אלו (מהי התמונה המנטאלית שהם יוצרים?). כדי ללמוד על שאלה זו, בפרט בתחום למידת והוראת המדעים, גילברט מציע את ההתייחסות הבאה אל המונח ויזואליזציה (המחשה): ויזואליזציה מתייחסת או מייצרת אוסף של מצבים או תתי מצבים: 1. המצב החומרי - מתייחס לחומר ממנו עשויה הויזואליזציה 2. המצב המילולי - מתיחס לאופן שבו מוסברים הרכיבים בויזואליזציה והקשרים ביניהם, כמו גם למטאפורות או האנלוגיות עליהן הויזואליזציה מתבססת 3. המצב הסימבולי - מתייחס לסמלים, לביטויים או לנוסחאות המעורבות בויזואליזציה 4. המצב הויזואלי - מתייחס לגרפים, לדיאגרמות, לאנימציות ועוד המוצגים בויזואליזציה 5. מצב וירטואלי - מתייחס לויזואליזציות ממוחשבות. 6. מצב המחוות - מתייחס לתנועות הגוף או חלקיו המעורבות הויזואליזציה.
מצבים אלו לרוב מעורבים זה בזה. כך שעל לומדים ובמיוחד אלו הלומדים מדעים, להעמיק במצבים השונים ובו בזמן, לעבור ביניהם. לכן, עליהם להפוך למטה-קוגנטיביים ביחס לויזואליזציה, כלומר, כלומר, עליהם להיות בעלי יכולת מטה-ויזואלית. משמעות המושג מטה-קוגניציה היא, הידע של הפרט על תהליכי ותוצרי החשיבה שלו. אלו כוללים ידע על תהליכי החשיבה של הפרט, ידע על המשימה ועל הכלים להם יזדקק הפרט כדי להתמודד עם המשימה. הלומדים הקוגניטיביים אם כן, יבינו את תפקיד הניטור, אינטגרציה והרחבת תהליכי הלמידה האישיים שלהם. בהקשר של ויזואליזציה, ויזואליזציות ובפרט אלו הממוחשבות, מספקות ייצוגים ותמונות רבות, אשר אינן יכולות להלמד בנפרד בתהליך הלמידה. על הלומדים להתמודד עם אתגר זה, ואף ללמוד איזו תמונה, ייצוג או מקבצי תמונות יהיו רלוונטיים וחשובים להמשך. על לומדים מטה-ויזואליים אם כן, לחשוב על תהליכי החשיבה שלהם ביחס לויזואליזציות.
אתגרים בשימוש באמצעי המחשה ויזואליים סטטטיים
עילם (2013) מתמקדת בלמידת והוראת ביולוגיה. לצד הדגשת חשיבות השימוש בייצוגים ויזואליים יעילים בלמידת והוראת ביולוגיה, עילם מתארת את האתגרים השונים אשר עלולים להוביל את התלמידים לפרשנות שגוייה של הייצוג הויזואלי ולתפיסות שגויות הן ביחס לתחום הדעת והן ביחס לייצוגים ויזואליים באופן כללי. עילם מציעה להתייחס בעת עיצוב או בחירת הייצוג הויזואלי ליכולות הויזואליות של התלמידים, לידע התוכני הקודם שלהם, לנסיון התלמידים ולגילם, למאפייני הפעילות והפדגוגיות המיושמות בה. בנוסף, בשימוש בייצוגים הויזואליים להתייחס למאפיינים המגוונים של ייצוגים שונים ועודד את התלמידים להשוות בין הייצוגים השונים.
משאבים נוספים:
ברק מ. (2012). שימוש בהדמיות ממוחשבות בהוראת המדעים: האם אנימציה שווה אלף מילים?, מוט"ב כעת, גיליון מס' 9 ,תשע"ב, 2012.
References ▼
Eilam, B., & Gilbert, J. K. (2014). Science teachers' use of visual representations. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-06526-7
Eilam, B. (2013). Possible Constraints of Visualization in Biology: Challenges in Learning with Multiple Representations. In Treagust D., Tsui CY. (eds) Multiple Representations in Biological Education. Models and Modeling in Science Education, vol 7. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-4192-8_4
Gilbert, J. K. (2005). Visualization: A metacognitive skill in science and science education. In Visualization in science education (pp. 9-27). Springer, Dordrecht. (link)
Kali, Y., (2006). Collaborative knowledge-building using the Design Principles Database. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 1(2), 187-201.