סמינר במחלקה להוראת המדעים 11/11/2003והטכנולוגיה

עקרונות עיצוב לתוכניות לימודים מבוססות מחשב

יעל קלי

המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים

CILT (Center for Innovative Learning Technologies)

TELS (Technology Enhanced Learning in Science)

The Design Principles Database: A new form of synthesis

צורך הולך וגדל בסינתיזה של הידע המצטבר בתחום עיצוב תוכניות לימודים מבוססות מחשב

– סיזיפי (עם קרדיט אקדמי תהליך איטרטיביעיצוב תוכניות לימודים מינימאלי).

,למרות שקיימות מסגרות תיאוריתיות מבוססות לגבי למידה והוראה. המעצב התרגום שלהן לחומרי למידה מבוססי מחשב אינו מובן מאליו

נדרש "להמציא את הגלגל"....

הידע והניסיון שקיים בתחום הוא מבוזר ובלתי פורמאלי - המסגרותאינן מעודדות למידה מניסיון המקובלות לדיווח על עיצוב תוכניות לימודים

(מחקרי הערכה ללא הכללה; דיווח על הצלחות ולא על של אחריםהתהליך).

מחקרי עיצוב)Design-Based Research(

)Brown, 1992; Collins 1992 פתח ) - פרדיגמה מחקרית חדשה שנותנת, ולמסקנות הנובעות ממנו. לפרסום תהליכי עיצוב

,מכיוון שהתחום חדש (יחסית) – קיים חוסר בתשתית רעיונית משותפתואפילו בטרמינולוגיה משותפת שתאפשר איגום הידע והפיכתו לשימושי עבור עיצוב ופיתוח של לומדות חדשות, ועבור התפתחות אקדמית של

התחום.

The Design Principles Database: A New Form of Synthesis

בכנס שלCILT 2000של עיצוב לומדה , קבוצה של מובילים מהתחום על-ידי הקהילה, עבורבארה"ב הציעו להקים מאגר ידע שייבנה

הקהילה, על מנת שנוכל לקדם את התחום הן ברמה האקדמית/מחקרית, והן ברמה המעשית.

לפרסםמטרת הפרויקט: לפתח מאגר ידע שיאפשר למעצבי לומדה אותם לרעיונות לקשוראת רעיונותיהם וניסיונם (מגובה במחקר), ו

עקרונות ולניסיון של מעצבים אחרים, תוך שימוש באבני בניין של "".עיצוב

סוגיות שאנו מתלבטים בהן בפיתוח מאגר עקרונות העיצוב

?איך יוצרים סינתיזה ?כיצד לתת משמעות ל"סיסמאות" שבעקרונות העיצוב) רזולוציה – מהו גודל היחידהgrain-size?המתאים ( מגבלות)limits, tradeoffs, pitfalls( כיצד ללמוד מטעויות –

של אחרים??כיצד מתעדים חילוקי דעות?איך אוספים אינפורמציה?איך שומרים על איכות אינפורמציה

http://wise.berkeley.edu/designניתן להיכנס למאגר מ-

כיצד ליצור סינתיזה? כיצד לתת משמעות ל"סיסמאות"?

הבעיה: אינם עקרונות עיצוב

יכולים לעמוד בפני .עצמם

המשמעות של עיקרוןהעיצוב מתקבלת

לאוסף קישורבאמצעות של דוגמאות לומדה

)software features(

הבעיה: אינם עקרונות עיצוב

יכולים לעמוד בפני .עצמם

המשמעות של עיקרוןהעיצוב מתקבלת

לאוסף קישורבאמצעות של דוגמאות לומדה

)software features(

הפיתרון במאגר: ניתן לפרסם במאגר

רק לאחר עקרונות עיצוב לדוגמאות קישורם

לומדה (וההיפך). הממשק מעודד קישור לעקרונות

עיצוב ולרעיונות של אחרים.

הפיתרון במאגר: ניתן לפרסם במאגר

רק לאחר עקרונות עיצוב לדוגמאות קישורם

לומדה (וההיפך). הממשק מעודד קישור לעקרונות

עיצוב ולרעיונות של אחרים.

http://peabody.vanderbilt.edu/ctrs/ltc/brophys/legacy1.html

Connection 2: Legacy cycle

Example Design Principle:Provide a Visual Overview of the Inquiry Process

Provide a Visual Overview for the Inquiry Process (Cont.)

http://hi-ce.org/teacherworkroom/software/symphony

Connection 3: Symphony inquiry wheel

Provide a Visual Overview for the Inquiry Process (Cont.)

Connection 1: WISE inquiry map

http://wise.berkeley.edu/

רזולוציה של עקרונות עיצוב: המתאים?(grain-size)מהו גודל היחידה

הבעיה: גודל היחידה צריך

להיות מספיק ספציפי כדי שיוכל להנחות עיצוב של לומדות

חדשות... אך גם מספיק כללי ...

כדי לקשור בין תחומי תוכן שונים.

הבעיה: גודל היחידה צריך

להיות מספיק ספציפי כדי שיוכל להנחות עיצוב של לומדות

חדשות... אך גם מספיק כללי ...

כדי לקשור בין תחומי תוכן שונים.

Specific Principle

Meta-Principle

Pragmatic-PrinciplePragmatic-Principle

Specific Principle Specific Principle

היררכיה של עקרונות עיצוב במאגר – הדגמה Geo3Dבאמצעות

Meta-Principle

Pragmatic Principle

Specific Principle (feature rationale)

Geo3D

אפיון היכולות המרחביות הדרושות בגיאולוגיה מבנית

: שיטותGeo3Dמחקר מקדים לפיתוח מדגם

115 'תלמידים משלוש כיתות י בתיכון מקיף במרכז הארץ

לא למדו גיאולוגיה כמקצוע מוגבר

כלי מחקרGeoSAT שאלות13 שכלל ראיונות מובנים

הליך בחינת כל המדגם באמצאות

השאלון קטגוריזציה של התשובות תלמידים שייצגו 6ראיונות עם

קטגוריות שונות

: תוצאותGeo3Dמחקר מקדים לפיתוח

תשובות שגויות המבוססות על אלמנטים חיצוניים של המבנה

: תוצאותGeo3Dמחקר מקדים לפיתוח

תשובות שגויות המראות על ניסיון לייצג אלמנטים פנימיים של המבנה

: מסקנות Geo3Dמחקר מקדים לפיתוח (חלקי)

:GeoSATשני גורמים משלימים דרושים על-מנת לפתור את הבעיות של

יכולת שקראנו להVPA (Visual Penetration Ability) המאפשרת לתלמידים ליצור מניפולציה ויזואלית של חדירה לדמות המנטאלית של

המבנה.

של השכבות המרכיבות את המבנה. לדמיין את המבנה המרחבייכולת

Geo3Dהדגמת

Yael Kali and Nir OrionWeizmann Institute of Science, IsraelYael Kali and Nir OrionWeizmann Institute of Science, Israel

ניתן להוריד את התוכנה )עברית/אנגלית( מאתר המחלקה/סגל/יעל קלי

היררכיה של עקרונות עיצוב במאגר

Meta-Principle

Pragmatic PrincipleProvide dynamic visual aids for the perception of 3D

phenomena

Make Thinking Visible

Geo3D

הסבר לגבי סוגי ההמחשות שאנחנו מצאנו כיעילות לפיתוח

של תפישה תלת מימדית בקונטקסט של מבנים

גיאולוגיים

Specific Principle (feature rationale)

ArgusLab BlockStacking

Provide a visual overview of the inquiry process

:)limits, tradeoffs, pitfalls(מגבלות

מהם הגבולות של עיקרון העיצוב? מתי הואמפסיק לעבוד?

מה מרוויחים ומה מפסידים כאשר מעצביםלאור העיקרון?

?כיצד אחרים יכולים ללמוד מטעויות שלך

:)limits, tradeoffs, pitfalls(מגבלות כיצד אחרים יכולים להימנע מטעויות שלנו?

Provide dynamic visual aids for

perception of 3D phenomena

Design Principle

Feature

רצוי לאפשר לתלמידים ליצור mentalדמות מנטאלית (

image של התופעה לפני (שהם צופים בעזרים

הויזואליים.

למשל, על-ידי ציור שמנבא איך תיראה התופעה לאחר

מניפולציה.

חשיבות הדיונים – כיצד מתעדים חילוקי דעות?

דיונים ציבוריים לגבי חילוקי דעות בין מעצבים הם לא פחות מעניינים

מעקרונות העיצוב!

דיונים ציבוריים לגבי חילוקי דעות בין מעצבים הם לא פחות מעניינים

מעקרונות העיצוב!

פורום לכל אלמנט במאגר

עקרונות עיצוב ברמות השונות, דוגמאות לומדה, קשרים בין

עקרונות לדוגמאות

ניתן למיין את רשימת עקרונות העיצוב על פי מספר התגובות בדיון

פורום לכל אלמנט במאגר

עקרונות עיצוב ברמות השונות, דוגמאות לומדה, קשרים בין

עקרונות לדוגמאות

ניתן למיין את רשימת עקרונות העיצוב על פי מספר התגובות בדיון

איך אוספים אינפורמציה?

פרסום עקרונות עיצוב במאגר זו משימה לא קלה(קישורים בין עקרונות ודוגמאות של

אחרים, קישורים היררכיים...)

הבעיה – כיצד לגרום למעצבים לתרום למאגר?

פרסום עקרונות עיצוב במאגר זו משימה לא קלה(קישורים בין עקרונות ודוגמאות של

אחרים, קישורים היררכיים...)

הבעיה – כיצד לגרום למעצבים לתרום למאגר?

עריכת סדנאות מקוונות עם מובילי התחום

בארה"ב עבודה בצוותיםf2f (מנחה/מונחה) פרסום דוגמאות לומדה 1שבוע - )features( ועקרונות עיצוב

ספציפיים העלאת עקרונות עיצוב 2שבוע -

featuresפרגמטיים הקושרים בין של צוותים שונים.

עריכת סדנאות מקוונות עם מובילי התחום

בארה"ב עבודה בצוותיםf2f (מנחה/מונחה) פרסום דוגמאות לומדה 1שבוע - )features( ועקרונות עיצוב

ספציפיים העלאת עקרונות עיצוב 2שבוע -

featuresפרגמטיים הקושרים בין של צוותים שונים.

איך לשמור על איכות אינפורמציה?

בעיות: כיום כל אחד יכול לתרום

למאגר. כיצד נקבע בעתיד אילו נתונים יפורסמו ואלו לא?

כיצד נתמודד עם בעיות שלעקרונות חופפים? עקרונות סותרים? עקרונות חסרים?

בעיות: כיום כל אחד יכול לתרום

למאגר. כיצד נקבע בעתיד אילו נתונים יפורסמו ואלו לא?

כיצד נתמודד עם בעיות שלעקרונות חופפים? עקרונות סותרים? עקרונות חסרים?

כיוון אפשרי:

מינוי צוות עריכה שישמור על איכות האינפורמציה על ידי

זיהוי החפיפות, הסתירות והחסרים, ועריכת דיונים

פומביים בין תורמי הנתונים.

מחקר: תוצאות ראשוניות

כיוון אפשרי:

מינוי צוות עריכה שישמור על איכות האינפורמציה על ידי

זיהוי החפיפות, הסתירות והחסרים, ועריכת דיונים

פומביים בין תורמי הנתונים.

מחקר: תוצאות ראשוניות

מחקר ראשוני: שיטות

ניתוח איכותי (ראשוני) של פרוטוקול הדיונים האסינכוניים שהתרחשו משתתפים, צוותים 30במסגרת הסדנא הבינלאומית המקוונת (כ

מנחה/מונחה).

.ראיונות עם שלושה ממשתתפי הסדנא

לקראת הראיונות: מציאת אפשרויות לחפיפה, סתירה, חוסר קישור בין עיקרון העיצוב של המרואיין לנתונים אחרים במערכת.

שאלות הראיון: בין עיקרון העיצוב שלך לעיקרון עיצוב....? סתירההאם קיימת בין עיקרון העיצוב שלך לעיקרון העיצוב....? חפיפההאם קיימת את עיקרון העיצוב שלך לדוגמת הלומדה.....? ניתן לקשרהאם

מחקר ראשוני: תוצאות

:ניתוח הדיונים קל לתרום למשתתפים היהfeaturesועקרונות עיצוב משל עצמם

תוך שימוש במסגרת הרעיונית הטבועה במאגר (שימוש במונחים, במבנה, במערכת הקישורים).

בין עקרונות העיצוב שלהם קשה ליצור סינתיזה... אך היה להם לעקרונות העיצוב של עמיתיהם.

:ניתוח הראיונותהעיסוק בבחינת חפיפה,סתירה, קישור אפשריים גרם ל:

עיקרון העיצוב חידוד ל העלאת רעיונות featuresחדשים שיכולות להוות שאלות מחקר חדשותהעלאת שאלות

מה הלאה?

פיתוח גירסה משופרת של התוכנה

העשויים להפיק תועלת לקהלי-יעד אחריםפתיחת המאגר בפני מהמאגר (מורים, סטודנטים להוראה).

ממשקים מיוחדים לקהלי-היעד השונים. יצירת

על ידי סדנאות נוספות. העשרת המאגר שיפור פעילויות הסדנא בעקבות המחקר (פחות עבודה משותפת על

עקרונות עיצוב, יותר עיסוק בהשוואה בין רעיונות)על ידי זיהוי מינוי צוות עריכה שישמור על איכות האינפורמציה

החפיפות, הסתירות והחסרים, ועריכת דיונים פומביים בין תורמי הנתונים.

לבחינת אופן השימוש במערכת והשפעתה:עריכת מחקר .על פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב חדשות.על התפתחות הקהילייה של מעצבי הלומדה