Characterizing and instructing design knowledge in the context of educational technology design Tamar Ronen Fuhrmann, Yael Kali (Technion - Israel Institute of Technology)

מהו ידע עיצוב וכיצד ניתן לרכוש אותו? המקרה של עיצוב טכנולוגיות למידה תמר רונן פורמן, יעל קלי המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון-מכון טכנולוגי לישראל

רקע : ידע עיצוב ידע עיצוב הינו סוג ייחודי של תבונה, אשר נחקרה בעיקר בתחום הארכיטקטורה (Schon 1983 ) ידע מעשי, המאפיין מומחים, ידע שקשה ללמד אותו (Design-Based Research Collective, 2003; Edelson, 2002; Goodyear, 2005) שיטות שחוקרים פיתחו על מנת לשתף זה את זה בידע העיצוב: –עקרונות עיצוב (Kali, 2006, 2008; Linn, Bell, & Davis, 2004; van den Akker, 1999) –תבניות עיצוב (Goodyear, 2005; Linn & Eylon, 2006; Mor & Winters, 2007). מעצבי טכנולוגיות למידה מתחילים, מתקשים להשתמש בידע הזה (Kali 2006; Ronen-Fuhrmann et al., 2007)

מטרת המחקר ושאלות לבחון את תהליכי הלמידה של סטודנטים הלומדים לעצב סביבות למידה טכנולוגיות, כחלק ממסגרת הכשרתם לתארים מתקדמים בתחום הוראת המדעים והטכנולוגיה. מה מאפיין את תהליכי הלמידה של הסטודנטים? כיצד ניתן לתמוך בתהליך הלמידה שלהם? האם וכיצד משפיעה ההוראה באמצעות המודל שפותח, על רכישת מיומנויות וידע על-ידי הסטודנטים?

סביבת המחקר: קורס עיצוב ומודל הוראה קורס "עיצוב סביבות למידה טכנולוגיות" בו סטודנטים להוראה בטכניון בתארים שני ושלישי לומדים לעצב טכנולוגיות למידה. ממוקד עיצוב ולא פיתוח והפעלה. הקורס נבנה סביב שלושה ממדים: 1.ניתוח טכנולוגיות 2.סטודיו לעיצוב 3.תיאוריה לקורס אתר בו ניתן לחלוק רעיונות, לפרסם תוצרי עיצוב, ולקבל מידע לגבי המשימות והפעילויות העומדות בפניהם.

סביבת המחקר: קורס עיצוב ומודל הוראה הקורס מבוסס על מודל הוראה שפותח ועוצב באמצעות מחקר עיצוב

שיטות: משתתפים וכלי מחקר איטרציותקורסים # סטודנטים וקבוצות איטרציה I ( אביב 2004) פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב 4 ( יחידים ) איטרציה II ( אביב 2005) פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב 5 ( יחידים ) עיצוב סביבות למידה טכנולוגיות 11 (4 קבוצות ) איטרציה III ( אביב 2006) פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב 5 (1 קבוצה, 3 יחידים ) עיצוב סביבות למידה טכנולוגיות 8 (4 קבוצות ) עיצוב סביבות למידה TELS 15 (5 קבוצות, 4 יחידים ) איטרציה IV ( אביב 2007) פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב 5 (2 קבוצות, 1 יחיד ) עיצוב סביבות למידה טכנולוגיות 14 (6 קבוצות ) 33 סטודנטים שעבדו ב 14 קבוצות בקורס עיצוב כלים ומקורות מידע: תוצרי עיצוב דיונים מתוקשבים יומן חוקר ראיונות עומק מסמכי רפלקציה שאלונים

שיטות: מחוון קונקרטיזציה "אדם בעל אוריינות טכנולוגית, צריך להיות מסוגל לעבור מרעיונות אינטואיטיביים ראשוניים ליישום קונקרטי של פרויקט טכנולוגי שלם" (Papert & Resnick, 1995; Resnick, Rusk, & Cooke, 1999) "מחוון קונקרטיזציה"- להערכת המידה בה סטודנטים מסוגלים לתרגם את רעיונות העיצוב שלהם לתוצרי עיצוב קונקרטיים מידת הקונקרטיזציה אינה מטרה בפני עצמה. זהו אמצעי המשמש להחצנת החשיבה של סטודנטים ועוזר להם בתהליכים רפלקטיביים ובמשא ומתן לגבי תהליכי החשיבה שלהם ויישומם

שיטות: מחוון קונקרטיזציה רמת ידע עיצובאפיון התוצרהשלב במודל 0ידע תיאורטי בלבד אמירות תיאורטיות שאין בהן ניסיון לתרגום התיאוריה לעשייה. שלב הניתוח 1אוסף רעיונות עיצובאוסף רעיונות כלליים לגבי מה תכלול סביבת הלמידה.שלב סיעור המוחות 2התחלה של רצף פעילויות תיאור גרפי או מילולי של מכלול הפעילויות שהלומד יעשה. בשלב זה יש חשיבות רבה לרצף הפעילויות. לעיתים מיוצג הרצף באופן גרפי כמפה עם חיצים של התקדמות בסביבה. שלב הרצף 3התחלת תרגום רעיונות למרכיבי עיצוב תרגום ראשוני וחלקי של הרעיונות למרכיבי עיצוב מעשיים. דוגמא שלב מרכיבי העיצוב 4התחלת סביבת למידה תוצרי העיצוב מתחילים להראות כמו סביבת למידה.דמו איטרציה-1 5סביבת למידה שלמה סביבת למידה שכמעט ניתן לפתח ולהשתמש בה ללמידה. דוגמא דמו סופי-איטרציה-2 שש רמות של תרגום והמחשת רעיונות עיצוביים. כל רמה קשורה לשלב שנלמד כחלק מהמודל

שיטות: מחוון קונקרטיזציה דוגמא לתוצר עיצוב המייצג רמה 3 במחוון הקונקרטיזציה תרגום ראשוני וחלקי של הרעיונות למרכיבי עיצוב מעשיים מהם ניתן ללמוד על האופן בו הלומד יראה את הדברים. הפעילויות מיוצגות באופן ויזואלי כמסכים או באופן מילולי כתיאורים של מסכים וכוללים פירוט של פעילויות והנחיות כתובות בשפת הלומד.

שיטות: מחוון קונקרטיזציה דוגמא לתוצר עיצוב המייצג רמה 5 במחוון הקונקרטיזציה סביבת למידה שכמעט ניתן לפתח ולהשתמש בה ללמידה. מרבית הפעילויות מפורטות ומאחוריהן לכל מרכיב עיצוב רציונל ברור ומטרות. קיים תפריט המאפשר דרכי ניווט ברורות. ההנחיות בהירות וכתובות בשפה פשוטה. הסביבה לא עמוסה מדי וידידותית למשתמש מבחינת השפה והויזואליות.

שיטות: מחוון קונקרטיזציה עבור כל שלב במודל, ישנה דרישה מהסטודנטים להציג ביצועי ידע עיצוב גרף המציג את רמת הקונקרטיזציה של קבוצה, כפונקציה של ההתקדמות שלהם בשלבי המודל בקורס.

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות השוואה בין תוצרי העיצוב הסופיים של הסטודנטים בשלוש איטרציות התקדמות הדרגתית ברכישת ידע עיצוב מאיטרציה אחת לשנייה

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות חקרי מקרה המאפיינים התקדמות ברכישת מיומנות הקונקרטיזציה: איטרציה II: תהליך העיצוב של ב' ו-פ' איטרציה III: תהליך העיצוב של נ' ו-ר' איטרציה IV: תהליך העיצוב של א' ו-א' פב 2

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות איטרציה II: תהליך העיצוב של ב' ו-פ' סביבת למידה לתלמידי כתה י' הלומדים קינמאטיקה רעיונות עיצוביים ברמת כותרות בלבד הרעיונות ברמה מופשטת, ולא פותחו לפעילויות מוחשיות חסרו הוראות והנחיות ללומד והפעילויות לא הוצגו בתוך מערכת ניווט לקבוצה רעיונות עיצוב בעלי ערך פדגוגי אבל... קושי "להנחית" וליישמם כפעילויות מוחשיות! פב 2 פ ' סטודנטית לתואר שני בתחילת דרכה האקדמית. עסקה בהוראת מתמטיקה בתיכון ללא ניסיון קודם בפיתוח חומרי למידה. ב ' סטודנט לתואר שני לקראת סיום התואר. לימד פיזיקה בעל ניסיון בפיתוח חומרי למידה לא מבוססי מחשב.

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות איטרציה II: תהליך העיצוב של ב' ו-פ' דינאמיקה מאופיינת במעט מתח: –ב' ממוקד בעיקר בתכנים וברעיונות העיצוב התיאורטיים –פ' מנסה להסיט את הדיון לכיוון פרקטי הוכחות לקשיים אלו נמצאו בדיון בפורום הקבוצה : –פ': "קצת קשה להבין מהכותרות לאיזה פעילות אתה מתכוון..." –ב': "בטח. במתמטיקה ישנם סוגים שונים של בעיות תנועה...." –פ': "תסתכל שם (נותנת לו קישור לסביבה בה יש פעילויות ללומד)..." –ב': "התכוונתי למשהו אחר..." פ!פ! ב?ב?

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות חקרי מקרה המאפיינים התקדמות ברכישת מיומנות הקונקרטיזציה: איטרציה II: תהליך העיצוב של ב' ו-פ' איטרציה III: תהליך העיצוב של נ' ו-ר' איטרציה IV: תהליך העיצוב של א' ו-א' נר 4

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות איטרציה III: תהליך העיצוב של נ' ו-ר' סביבה לתלמידי תיכון-"ביולוגיה בשירות האדם: פרקים בביוטכנולוגיה" דילמה מדעית: השתלת תאי מוח של אדם במוח של עכברים? סביבת למידה ראשונית -פעילויות מפותחות ומפורטות ומערכת ניווט ראשונית רעיונות עיצוביים בעלי ערך פדגוגי רב, וקושי בקונקרטיזציה שלהם –רצף הפעילויות לא היה גלוי ללומד ניווט מסורבל –המשימות ללומד לא ממש ברורות –ההנחיות מעטות מדי ומסורבלות נר 4 נ ' ללא ניסיון קודם בפיתוח חומרים מבוססי מחשב, ניסיון רב בפיתוח חומרי הוראה. ר ' ללא ניסיון בפיתוח חומרי למידה בכלל. שתיהן היו בעלות ניסיון בהוראת ביולוגיה בתיכון.

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות איטרציה III: תהליך העיצוב של נ' ו-ר' קושי גדול "להיכנס לנעליו של התלמיד" לוקח זמן "לתרגם" רעיונות סוציו-קונסטרוקטיביסטיים, למשהו פרקטי המעברים בין עיצוב התמונה השלמה של רצף פעילויות בסביבת הלמידה, לבין ירידה לפרטים בכל פעילות, לא היה קל עבורם "....דווקא העיסוק בפרטים עזר לי מאד להבין את התמונה השלמה. הפיטשרים הקטנים חידדו לי איך להשיג את השלם. המעבר מהפרטים לכלל ומהכלל לפרטים-בעיצוב, המעבר הזה מאד חשוב. יש פוקוס על הפרטים וחייבים להבין מה המשמעות של כל פרט!" נר 4

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות חקרי מקרה המאפיינים התקדמות ברכישת מיומנות הקונקרטיזציה: איטרציה II: תהליך העיצוב של ב' ו-פ' איטרציה III: תהליך העיצוב של נ' ו-ר' איטרציה IV: תהליך העיצוב של א' ו-א' אא 5

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות איטרציה IV: תהליך העיצוב של א' ו-א' סביבה לתלמידי חטיבת ביניים לפתוח חשיבה לוגית על ידי חקר דוגמאות פעילות של קבלת החלטה על ידי לומדים לגבי נכונות של טענה מתמטית קונפליקטים בין לוגיקה מתטית לבין לוגיקה בחיי היום יום ניווט ברור, קוהרנטי ונוח למשתמש הנחיות כתובות בשפה ברורה ופשוטה וממוקמות נכון קישורים המביאים את הלומד למקום הנכון לצורך פתרון משימות סטודנטיות לקראת סוף הדוקטוראט שלהן. בעלות ניסיון בפיתוח חומרי למידה שימשו כמתרגלות בקורסים במחלקה.. אא 5

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות איטרציה IV: תהליך העיצוב של א' ו-א' במסמך הרפלקציה, שתיהן מתייחסות למספר נקודות חשובות: "העימות הבלתי פוסק עם המטה עקרונות מיקד את העבודה וסייע מאוד בבקרה עליה" (מאגר עקרונות העיצוב) תכנון הפרויקט בסביבה אחת בה אתה רואה את כל השלבים הייתה נוחה מאוד..." (מודל ADDIE) "הצורך להחצין את כל השלבים בכתב, להערכתי, דרשה מאיתנו דיוק ובהירות ברמה גבוהה מאוד"....הדיאלוג הבלתי פוסק בין שתינו במהלך הכתיבה, העלה את העבודה רמה אחת נוספת" (הסטודיו) הסטודנטיות זיהו את מרכיבי העיצוב העיקריים של מודל ההוראה שפיתחנו! אא 5

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות BP 2 איטרציה III: נ ' ו - ר ' איטרציה IV: א ' ו - א ' IO 5 NR 4 איטרציה II: ב ' ו - פ '

סיכום המעבר מרעיונות תיאורטיים לפעילויות קונקרטיות משימה קשה מאד עבור מעצבים טירונים. המודל מסייע לסטודנטים ברכישת מיומנות הקונקרטיזציה. אמצעי המאפשר לסטודנטים להחצין את החשיבה שלהם ולעשות רפלקציה על תהליך העיצוב שלהם. היכולת לתרגם רעיונות תיאורטיים לתוצרים קונקרטיים היא תנאי חיוני לרכישה של ידע עיצוב. מחקרים נוספים נדרשים על מנת לבחון את טיבו ידע העיצוב, והקשר שלו לקונקרטיזציה בהקשרים אחרים כמו עיצוב מוצר, הנדסה, תכנות, רפואה או ארכיטקטורה.