החוג ללמידה, הוראה והדרכה
מנחה המחקר
ד"ר שרונה ט. לוי
נושא עבודת הדוקטורט בעברית
התפתחותם של ידע אינטואיטיבי, סנסורי-מוטורי ומושגי אודות היחס בין מבנה החומר לתכונותיו המאקרוסקופיות מתוך פעילות בסביבת למידה מעוגנת-גוף
נושא עבודת הדוקטורט באנגלית
The Development of Intuitive, Sensory-motor, and Conceptual Knowledge of Chemical Structure-Properties Relationships in an Embodied Learning Environment
תקציר המחקר
המחקר עוסק בלמידה של כימיה בתיכון ומתמקד בהבנת תהליך הקישור הכימי ובקשר בין מבנה החומר ותכונותיו המאקרוסקופיות. תלמידים רבים מתקשים לראות כיצד תכונות מאקרוסקופיות של חומר נגזרות מהמבנה המולקולרי שלו ומהאינטראקציה בין החלקיקים, בעיקר משום שהרמה המולקולרית אינה נגישה לתפיסה חושית. הם נאלצים ללמוד על העולם החלקיקי לא באמצעות חוויה מוכרת ואינטואיטיבית אלא דרך ייצוגים ומודלים שברובם מנוגדים לעולם המאקרוסקופי המוכר להם.
בהתבסס על תיאוריית "למידה מעוגנת-גוף" המאחדת בין חשיבה, תחושה ופעולה אנו מציעים לאפשר התנסויות סנסו-מוטוריות ולבחון האם הן תורמות ללמידה מושגית ולפיתוח אינטואיציות לגבי אינטראקציות אטומיות.
במסגרת המחקר, נעצב ונפתח סביבת למידה ממוחשבת המבוססת על סימולציה מתמטית של כוחות בין-מולקולריים (פוטנציאל לנארד-ג'ונס), כאשר סימולציה זו ניתנת להפעלה ע"י תנועות ידיים והפעלת כוחות דרך מכשירים שונים. סביבת הלמידה תעוצב במטרה לאפשר לתלמידים לשלוט באטומים ובמולקולות - לקרב ולהרחיק אותם - באמצעות תנועות ידיים (קלט) ברמות שונות של משרעת התנועה והכוח המופעל. בהתאם לתנועות הידיים, הסביבה תאפשר לראות ולהרגיש (פלט) את כוחות המשיכה והדחייה הפועלים בין האטומים והמולקולות עפ"י עוצמת הכוח המחושבת. האינטראקציה הפיזית עם העולם הווירטואלי תאפשר לתלמידים להתנסות ולהרגיש את כוחות הדחיה והמשיכה הפועלים בין החלקיקים. התנסות אישית כזו עם עולם שאינו ניתן לתפיסה, יכולה לפתח אינטואיציות והבנה לגבי החומר הנלמד.
גישת המחקר משלבת מחקר עיצוב עם שיטות מחקר איכותניות. עבור כל רמת אינטראקציה נבחן את הלמידה המושגית, האינטואיציות והיחסים ביניהם. כלי איסוף הנתונים יהיו הקלטות ווידאו, ראיונות ושאלונים לבדיקת הלמידה המושגית ושאלונים מובנים תוך כדי מדידת זמן תגובה לבדיקת פיתוח האינטואיציות.
תוצאות ראשוניות של פעילות עם הסימולציה הממוחשבת, ראיונות ושאלונים פרה-פוסט מראות כי התלמידים שיפרו את הבנתם לגבי מהות הקשר הכימי ושינו את תפיסתם מהסברים נאיביים לתפיסה של עקרונות כמקובל במדע.
תחומי עניין
השכלה
ניסיון בהוראה
פרסומים
השתתפות בכנסים
גרנטים
|