מחקרים של מחקרים אנליזה של אנליזהשגיאות / טעויות שגיאות / על טעויות על

המחשב במדעי תלמידים המחשב של במדעי תלמידים שלתמי לפידות

המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, טכניוןמחשבה - מרכז המורים הארצי למדעי המחשב

18.9.02יום עיון

תפיסות / הבנות

הקדמה

מדעי / של הוראה למידה בתחום המחקר

שנה כעשרים לפני התחיל המחשב

תיכון תלמידי על מחקר מעט יחסית

בארץ נעשה תיכון תלמידי על המחקר רוב

בישראל מחקר תכנית הלימודים

מחקרים אחרים

מיכל ארמונימיכל ארמונירונית בן בסטרונית בן בסט

יפעת בן-דוד קוליקנטיפעת בן-דוד קוליקנטד"ר ברוריה הברמןד"ר ברוריה הברמן

ססיל יחזקאלססיל יחזקאלד"ר דלית לויד"ר דלית לוינעמי ליברמןנעמי ליברמןשרה פולקשרה פולקתמר פזתמר פזאלה צוראלה צורנוע רגוניסנוע רגוניס

ד"ר דן אהרוני

ענת אהרוני

ד"ר אורית חזן

ברוריה פלד

הארצי המורים מרכז

קשיים של מתחילים סקר ספרות:

סקר ספרות: למידה והוראה של רקורסיה

הבטים בהוראת מדעי המחשב

מחקר בגרות תשס"ב

מחקרים של קטגוריותמתחילים ... מומחים

אוכלוסיות: תיכון ... סטודנטים לתואר מתקדם

סביבות, שפות, כלים

משתנים, רקורסיה, טנ"מ הבנת מושגים:

מיומנויות: פתרון בעיות, ניפוי שגיאות, הפשטה

שיטות הוראה: פרויקטים

מחקרחינוכי

תפיסות תלמידים של

תפיסות שלתלמידים במדעי המחשב

מדעיהמחשב

מחקר על למידת

מדעי המחשב

המחקרים ? עוסקים במה

תמונת מצב, מה קשה / בעייתי?מה?מה? מה גורם לקשיים?למה?למה?

לתקן טעויות? איך לשפר הבנה? איך איךאיךללמד יותר טוב?

שימוש בקופסאות שחורות

להוראת מושגי יסוד

ביסודות מדעי המחשב

ד"ר ברוריה הברמן ויפעת בן-דוד קוליקנט

הבטים בהוראת מדעי המחשב

59-63, עמודים 2002יוני

1Read (A,B);

Read (B);

Write

(A,B,B);

2Read (A,B);

B:=4;

Write

(A,B,B);

3Read

(A,B);

B:=4;

Write

(A,B);

Write (A);

4Read

(A,B);

Read (B);

Write

(A,B);

הקלט עבור הפלט יהיה ?2 , 5 , 8מה

מה התשובה הנכונה?איזה תשובות שגויות יכולים תלמידים לתת?

האם כל השגיאות הן "שוות ערך"?באיזו תכנית שגו הכי הרבה תלמידים?

1Read (A,B);

Read (B);

Write

(A,B,B);

2Read (A,B);

B:=4;

Write

(A,B,B);

3Read

(A,B);

B:=4;

Write

(A,B);

Write (A);

4Read

(A,B);

Read (B);

Write

(A,B); הקלט עבור הפלט יהיה ?2 , 5 , 8מה

מה התשובה הנכונה?מה התשובה הנכונה?

למורה יש בראש תמונה של משתנהלמורה יש בראש תמונה של משתנה

תמונת מומחה או "המודל הנכון"תמונת מומחה או "המודל הנכון"

שם המשתנה

ערךהמשתנה

איזה תשובות שגויות יכולים תלמידים לתת?

האם כל השגיאות הן "שוות ערך"?

באיזו תכנית שגו הכי הרבה תלמידים?

לתלמיד יש בראש תמונה של מושג המשתנה לתלמיד יש בראש תמונה של מושג המשתנה

למורה יש בראש תמונה של תלמיד "גנרי" למורה יש בראש תמונה של תלמיד "גנרי"

למורה יש תמונה של תלמיד עם תמונת משתנה למורה יש תמונה של תלמיד עם תמונת משתנה

איזו תמונה יש לתלמיד בראש ?

שם המשתנה

ערךהמשתנה

למורה יש תמונה של תלמיד עם למורה יש תמונה של תלמיד עם תמונת משתנהתמונת משתנה

התמונה הזו יכולה להיות טובה יותר התמונה הזו יכולה להיות טובה יותר אם נכיר מחקרים שנערכו בתחום אם נכיר מחקרים שנערכו בתחום

הבנת המשתניםהבנת המשתנים

אז מה?אז מה?

למה זה מעניין?למה זה מעניין?

איך זה יכול לעזור ליאיך זה יכול לעזור לי

להיות מורה טוב יותר?להיות מורה טוב יותר?

נושא יום העיון:נושא יום העיון:

שגיאות של תלמידיםשגיאות של תלמידים

במדעי המחשבבמדעי המחשב

טעות / שגיאהתשובה יכולה להיות נכונה או שגויה

יש ידע נכון ויש ידע שגוישגיאה מצביעה על חוסר הבנה ולכן צריך

להסביר שוב, לתרגל, לחזור על החומר, ...... מהפך – ארלוונגר1973בשנת

Erlwanger, S.H. (1973).

Benny's conception

of rules and answers

in IPI mathematics :הצליח לענות נכון למרות שלא הבין נכון בניהעברת דגש במחקר החינוכי: מבדיקת תוצרי למידה

לבדיקת תהליכי למידה

D.N. Perkins, F. Martin (1986)D.N. Perkins, F. Martin (1986)Fragile knowledge Fragile knowledge

and neglected strategies and neglected strategies in novice programmersin novice programmers

ידע שברירי ידע שברירי ושימוש חסר באסטרטגיות ושימוש חסר באסטרטגיות

של מתכנתים מתחיליםשל מתכנתים מתחילים

(1986פרקינס ומרטין )מטרה: לחקור מוקדי קושי של מתחילים

בעיות3 תלמידי תיכון פתרו 20מחקר:

לא נכון לדבר על ידע מושלם או חוסר ידע מוחלט

יש דרגות שונות של ידע

Fragileאבל הידע הוא שברירי, רגיש, עדין

(1986פרקינס ומרטין )קטגוריות של תשובות שגויות (למשל, השמטה, סידור לקוי)

ידע חסר (מה רוצים ממני?), ידע מקובע (לא קטגוריות של ידע:

מאפשר העברה), ידע לא מתאים (תשובה נכונה לבעייה הלא

נכונה), ידע מגובב (אני אכתוב כל מה שאני יודע)

ממצאים:שבריריות הידע מחריפה כאשר התלמידים אינם בקיאים / מומחים

באסטרטגיות לפתרון בעיות

חשוב לעודד תלמידים לחשיבת חקר, ניסוי וטעייה מבוקרים

חשוב ללמוד גם מאחריםSmith, diSessa, & Roschelle (1993).

Misconceptions reconceived: A constructivist analysis

of knowledge in transition.

תפיסות מוטעות )מיסקונספציות(

תפיסות מוטעות )מיסקונספציות(

תפיסה מוטעית היא עקבית ושיטתית, יכולה להופיע במקרים רבים, עמידה בפני נסיונות

שינוי, מפריעה ללמידהתפיסות מוטעות מבוססות על ידע נכון

לא טוב להחליף ידע "שגוי" בידע "נכון" כי התפיסות המוטעות ממשיכות להתקיים

המעבר "דרך" תפיסות מוטעותהמעבר "דרך" תפיסות מוטעות

הוא בלתי נמנע בתהליך הלמידההוא בלתי נמנע בתהליך הלמידה

הידע הוא רציף, חלקי ושבריריהידע הוא רציף, חלקי ושברירי

הידע התפתחות

של ידעמומחה

של ידעמתחיל

חדש ידעעל מתבסס

קודם ידע

הקודם הידע

וחיוני חשוב

בתהליך

ההתמחות

הידע הוא "ידע בחלקים"

החלקים נפרדים, מרובים

הידע עובר עידון הדרגתי, ונוספים אליו עוד חלקי ידע

חלקי ידע מצטרפים זה לזה, לצורך יצירת ידע שלם יותר

אין להסתכל על כל אחד מחלקי הידע בנפרד,

אלא על מכלול פריטי הידע כמרכיבים מערכת

הידע לא רק מתפתח, אלא גם עשוי להתפרק במהלך הזמן

לחלקים קטנים יותר

הידע הוא שביר או שברירי

נחזור למחקר עלנחזור למחקר עלתפיסות של תלמידיםתפיסות של תלמידים

במדעי המחשבבמדעי המחשב

על קצה המזלגסמורסיי – מודל דינמי של משתנה יכול להקשות

ספורר וסולווי - רוב השגיאות נובעות מתפיסת מושגים וקשרים

שאינם קשורים לתכנות (ערך קצה, תלות בין תת משימות)

יחוס תכונות "סופרמן" למחשב גורמות לסוגים SUPERBUG פי -

שונים של שגיאות (מקביליות)

פלורי – אמונות של תלמידים משקפות את ההבנה ומשפיעות על

הידע (שימוש במערכים מקשה על הקריאות של התכנית)

אז מה?אז מה?

למה זה מעניין?למה זה מעניין?

איך זה יכול לעזור ליאיך זה יכול לעזור לי

להיות מורה טוב יותר?להיות מורה טוב יותר?

הקשיים של התלמידים שלי קיימים גם אצל תלמידים אחרים

זה לא רק בגללי

אני צריך להיות ער לקשיים האלה ולא להיות מופתע מהם

יש דרכים לטפל: תרגילי דיאגנוזה, שיטות הוראה, להציג שגיאות בפני התלמידים (חשוב ללמוד משגיאות)

המורה כחוקר

אנליזהאנליזה

של מחקרים של מחקרים

על טעויות / שגיאות על טעויות / שגיאות

של תלמידים במדעי המחשבשל תלמידים במדעי המחשב

תפיסות / הבנות

אא

יןיןאא

ננ

כון / כון / נננכון נכון לא לא

לל

מידהמידהללבב

אא

אין

ננ

נכון / נכון לא

יילל

דע הוא דע הוא ייבלמידהרציףרציףחלקיחלקי

שברירישברירי

אא

אין

ננ

נכון / נכון לא

ההזזיילל

בלמידה

, רציף הוא ידעשביר, חלקי

וית ראייה זשל חוקר

יותר ה טובה וראה

ל בנה השתתרוםאצל יותר טובה

התלמידים

אא

אין

ננ

נכון / נכון לא

ההזזיילל

בלמידה

, רציף הוא ידעשביר, חלקי

טובה הוראהשתתרום יותרטובה להבנה

אצל יותרהתלמידים

זוית ראייה של

חוקרשגיאות או טעויות של תלמידיםשגיאות או טעויות של תלמידים

מצביעות על תפיסות יחודיות.מצביעות על תפיסות יחודיות.

התפקיד שלנו הוא להיות ערים,התפקיד שלנו הוא להיות ערים,

לזהות אותן, ורק אז לנסות לטפל.לזהות אותן, ורק אז לנסות לטפל.

הכרות עם מחקריםהכרות עם מחקרים

נותנת לנו כלים לשיפור העבודהנותנת לנו כלים לשיפור העבודה

להפוך אותנו למורים טובים יותרלהפוך אותנו למורים טובים יותר

להעשיר את חווית ההוראהלהעשיר את חווית ההוראה

לסייע לתלמידים שלנולסייע לתלמידים שלנו

קישורים נוספים:

קשיי מתחיליםסקר ספרות:

למידת והוראת רקורסיהסקר ספרות:

בהוראת מדעי המחשבהבטים