פרויקט פט"ל

מרכז PeTeL- מרכז להוראה ולמידה מותאמת אישית

הוראה ולמידה של מדע ומתמטיקה בגישה "מותאמת אישית"
המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע

מרכז "פטל" (PeTeL, Personalized Teaching and Learning) הוא מרכז להוראה ולמידה מותאמת אישית הנמצא בשלבי פיתוח ראשוניים על ידי מדעני המחלקה להוראת המדעים. מרכז זה מיועד לקדם את הלמידה וההוראה של מדע ומתמטיקה בבתי ספר תיכוניים בארץ תוך התאמה אישית לידע של כל לומד ולומד בכל נקודת זמן. סביבת הלמידה וההוראה של מרכז פטל תשאף לשקף למורה את הידע של כל הלומדים בכיתה במהלך ההוראה של מדע ומתמטיקה בכיתות ובך לתמוך במורה בהוראה ולמידה "מותאמות אישית".

הרקע להקמת מרכז פטל

כבר לפני שנים רבות טען פסיכולוג חינוכי ידוע, אוזובל, ש"הגורם היחיד החשוב ביותר המשפיע על הלמידה הוא מה שהלומד כבר יודע. ברר זאת ולַמֵד אותו בהתאם".

תפיסה זו, מובילה את הרעיון הנמצא בבסיס מרכז פטל להוראה ולמידה "מותאמת אישית", לפיה רצפי ההוראה שמתכנן המורה עבור תלמידיו, מבוססים על משובים שוטפים על הידע של הלומדים. מטרתם של משובים אלו לאפשר אינטראקציה בין התלמידים והמורה, הכוללת אבחון ידע של כל תלמיד בכיתה בשלבים השונים של הלמידה והכוונה שלו לחומרי למידה המתאימים למצב הידע שלו.

בנוסף, משרד החינוך הגדיר שימוש בתכנים דיגיטליים במערכת ניהול למידה  (LMS)כאחד מהכלים המרכזיים לשימוש סגל ההוראה במאה ה- 21.  תכניותיו כוללות פיתוח עושר גדול של תכנים וסביבות דיגיטליות במקביל לפיתוח מקצועי של מורים. המשרד הגדיר את הטמעת השימוש במערכות אלו כאחד מהאתגרים המשמעותיים ביותר שעמם מתמודדת מערכת החינוך של מדינת ישראל כאשר תכניותיו מתמקדות בעיקר בחטה"ב ובבתי הספר היסודיים (כיתות ד'-ט') (התכנית להטמעת פדגוגיה דיגיטלית בלמידה משמעותית, משרד החינוך, 2015).

בחטיבה העליונה, השימוש של מורי מקצועות המדעים בהיקף 5 יח"ל בתכנים דיגיטליים המונגשים במערכות לניהול למידה הינו מועט ומעטות התוכניות הלאומיות הפועלות במישור זה. עיקר הדגש עד כה הושם בהנגשת מערכות לניהול למידה (LMS) לחטיבה העליונה אך הנגשה זאת מתבצעת כמעט ללא תוכן דיגיטלי-אינטראקטיבי המותאם למערכות אלה וללא אפשרויות נוחות לשיתוף התכנים בין המורים. סיבה אפשרית לכך הינה מספר התלמידים הקטן יחסית שפלח שוק זה כולל וכמות ורמת התכנים הגבוהה שיש לפתח. מצב זה מחייב את המורים לתפקד לבדם כיצרנים של תכנים, משימה קשה מאוד לאור הידידותיות המועטה של סביבות אלה למשתמש והחוסר במשאבי זמן של מורים ובמיומנויות הפיתוח של תוכן מסוג זה. מרכז PeTeL, שבמרכזו סביבה דיגיטלית להוראה ולמידה מותאמת אישית המיועדת לכלל מורי המדעים בארץ ולתלמידיהם, יכול לענות על האתגרים שהציב משרד החינוך בקבוצת מיקוד זאת.

יעדיו של מרכז פטל

א. פיתוח סביבה שיתופית לניהול למידה המותאמת למורי המדעים ולתלמידיהם

פרויקט PETEL בכל הארץ

סביבת "פטל" תתמוך במורים במהלך הוראתם תוך איסוף דיגיטלי של המידע שמתקבל מתלמידיהם, ניתוח מהיר של הנתונים וייצוג נוח שלהם עבור המורים. בליבו של מרכז פטל יימצאו מאגרים שיתופיים של תכנים דיאגנוסטיים וחומרים אינטראקטיביים נוספים שפותחו ומפותחים באופן שוטף במחלקה, בקהילות המורים, במרכזי המורים ועל ידי המורים עצמם. הסביבה תאפשר למורים לרשום את תלמידיהם למרחב למידה אישי של כיתתם שיעוצב על ידם על בסיס המשאבים הקיימים במערכת.
סביבת הלמידה המפותחת תתבסס על מערכת לניהול למידה (LMS-Learning Management System)  moodle הקיימת  ברוב בתי הספר בארץ ובכל בתי הספר אשר משתמשים בתוכנת המשו"ב.

פיתוח סביבת הלמידה יתבסס על הידע הפדגוגי והטכנולוגי במחלקה להוראת המדעים, שיתוף מורים מרחבי הארץ ושיתופי פעולה עם חברות חיצוניות בעלות ידע ייחודי (יועצי UI/UX, מתכנתים ויועצי moodle .

הסביבה שתפותח, תונגש לכלל המורים והתלמידים בארץ ללא עלות.

 

ב. פיתוח תכנים אינטראקטיביים הניתנים להתאמה אישית

אינטראקטיביות, הוראה מבוססת נתונים, אפשרויות הוראה אישית

התכנים בסביבה יתבססו על שני מקורות עיקריים:

  1. פיתוח גישות הוראה "מותאמות אישית" במתמטיקה, פיזיקה וכימיה קודמו בשנים האחרונות במחלקה להוראת המדעים בעיקר בסיוע פרויקטים של קרן טראמפ ובעזרת קהילות מורים לפיזיקה שהופעלו במימון ובשיתוף אגף א' במזכירות הפדגוגית במשרד החינוך. במסגרת הפרויקטים האלה, פותחו מאגרים ייחודיים של שאלות ומשימות דיאגנוסטיות לאבחון מצב הידע של התלמיד והצעות למהלכי הוראה המותאמים למידע שנאסף. הגישה של הוראה "מותאמת אישית" תוטמע תוך שימוש במאגרים אינטראקטיביים של שאלות דיאגנוסטיות לאבחון מצב הידע של התלמיד והצעות למהלכי הוראה המותאמים  למידע שנאסף.
  2. במחלקה ובאתרים של מרכזי המורים השונים קיימים משאבים מצויינים רבים שפותחו במשך השנים: תרגילים מספרי לימוד והצעות של פעילויות שהתקבלו ממורים מובילים. החומרים האלה במתכונתם הנוכחית אינם נמצאים בפורמט דיגיטלי אינטראקטיבי המאפשר קבלת משוב מהתלמיד תוך כדי הלמידה. משאבים אלו, המפוזרים ברחבי האינטרנט ולרוב נמצאים בהנגשה סטאטית (כגון, דפי עבודה בפורמט של word) יעברו אדפטציה בשלושה צירים – אינטראקטיביות, התאמה אישית, והוראה מבוססת נתונים ויומרו מפורמט סטאטי לגרסאות אינטראקטיביות הכוללות בין היתר משוב אוטומטי ומידי לתלמיד, איסוף נתונים ע"י המורה ואפשרויות התאמה אישית של הפעילויות לכל תלמיד.

ג. הכשרת מורים לאמץ גישת הוראה "מותאמת אישית" בכיתותיהם

"עגלת קניות" של פרויקט PETEL

שימוש מושכל  בסביבה לניהול למידה, מבוססת טכנולוגיה, דורש מהמורים למידה ולעיתים אף שינויים תפיסתיים. בימים אלה, נבנות ונחקרות תכניות להטמעת גישות של הוראה ולמידה "מותאמים אישית" המתנהלות בסביבה עתירת טכנולוגיה. קהלי היעד במחקרים אלה הם מורים והתובנות שעולות מהעבודות משמשות בסיס להמשך פיתוח הסביבה והטמעת השימוש בה בשדה.

בתוכניות שפותחו להתפתחות מקצועית של מורים בהם הוכשרו המורים להשתמש במאגרים האלה ולשלבם במהלכי ההוראה שלהם. במחקר שליווה את הפרויקטים הללו נמצא שהתנסות המורים בהוראה באמצעות החומרים שפותחו הביאה את המורים לשינויים בתפישת ההוראה שלהם, לאימוץ גישות מאבחנות הרגישות להתפתחות הידע של כל תלמיד בכיתה ולשינויים בדרכי ההוראה. עם זאת, שילוב שוטף של החומרים המאבחנים בהוראה השוטפת, כרוך באיסוף ופיענוח נתונים רבים ודורש מהמורים השקעת זמן גדולה.

צעדים ראשונים של מרכז פטל בהוראת פיזיקה

הפרויקט החל בשנה האחרונה כפיילוט בקבוצת הפיזיקה במחלקה להוראת המדעים. בשנה הקרובה מתוכנן שהפיתוח יתרחב לקבוצה נוספת ובשנה לאחר מכן לשתי קבוצות נוספות. בסך הכל מרכז פטל יכלול 4 או 5 תחומי תוכן: פיזיקה, מתמטיקה, כימיה וביולוגיה ויתכן שתחום תוכן אחד נוסף.

שלושת האפיקים המרכזיים בהם פועל מרכז פטל בצעדיו הראשונים הינם: פיתוח סביבה שיתופית ארצית, פיתוח תוכן דיגיטלי-אינטראקטיבי והטמעה מותאמת אישית בקרב מורי פיזיקה ותלמידיהם:

סביבת PeTeL פיזיקה מפותחת על בסיס מערכת לניהול למידה moodle ומתבססת על הידע הפדגוגי והטכנולוגי במחלקה להוראת המדעים במכון ויצמן, היחידה הטכנולוגית של מרכז PeTeL (הכוללת מתכנתים, יועצי UI/UX ומומחי LMS) ושיתוף מורים לפיזיקה מרחבי הארץ. הסביבה תונגש לכלל המורים והתלמידים בארץ ללא עלות ותחבר באופן ישיר את כל מורי הפיזיקה בארץ בסביבת תוכן אחת. סביבה זאת מאפשרת למורים לפיזיקה לאתר תכנים במאגר שיתופי, להעבירם לסביבה האישית של כל מורה בו רשומים תלמידיו, לעצב ולהתאים אישית את רצף ההוראה לכיתתו ולבסוף לשתף את עמיתיו המורים ברחבי הארץ בפעילויות המוצלחות שהעביר.

פיתוח התוכן מתמקד בהמרת כמות גדולה של פעילויות וספרים הנמצאים כיום בהנגשה סטטית (למשל דפי עבודה בפורמט word או ספרי לימוד בגרסת pdf) לגרסאות דיגיטליות ואינטראקטיביות המותאמות לשימוש במערכת לניהול הוראה. פיתוח זה מתבצע ע"י צוות חוקרים ומורים מובילים במחלקה להוראת הפיזיקה. בליבה של הסביבה יימצאו מאגרים של תכנים דיאגנוסטיים וחומרים אינטראקטיביים נוספים שפותחו ומפותחים באופן שוטף במחלקה, בקהילות המורים, במרכז מורי הפיזיקה ולבסוף תכנים נבחרים שפותחו ע"י מורים ברחבי הארץ.

שימוש מושכל  בסביבה לניהול למידה, מבוססת טכנולוגיה, דורש מהמורים למידה ולעיתים אף שינויים תפיסתיים. בימים אלה, נבנות ונחקרות תכניות להטמעת גישות של הוראה ולמידה "מותאמים אישית" המתנהלות בסביבה עתירת טכנולוגיה. קהלי היעד הם מורים לפיזיקה וכבר השנה הועבר קורס אקדמי בנושא במסגרת תוכנית רוטשילד וויצמן לתואר שני בהוראת המדעים וכן נערכו השתלמויות קיץ למורים לפיזיקה. התובנות העולות מהכשרת המורים מתועדות בשתי עבודות דוקטורט ומשמשות בסיס להמשך פיתוח הסביבה והטמעת השימוש בה בשדה.

החזון שלנו הוא שכלל מורי ותלמידי הפיזיקה בחטה"ע ילמדו בליווי סביבה דיגיטלית שיתופית אחת, עשירה בפעילויות מעולות המשולבות במערכת לניהול למידה. סביבה זאת תאפשר לכל מורה להתאים את הוראתו לכיתתו ולהשקפתו הפדגוגית, לבצע הוראה מבוססת נתונים ולייטב את הוראתו ע"י שיתוף עם עמיתיו המורים. לתלמידים, הסביבה תאפשר למידה משמעותית המתאפיינת באינטראקטיביות גבוהה, אפשרויות התאמה אישית של הלמידה ללומד והבניה של מיומנויות המפתח הדרושות במאה ה-21.