1. פיתוח חשיבה בהוראת הפיזיקה מטא קוגניציה
לריסה שכמן

2. חינוך(ויקיפדיה): הוראה עם מטה-קוגניציה
עיצוב של תודעת האדם, המשנה את אופני חשיבתו. תודעת האדם מושפעת מכל המתרחש בעולמו, ולכן מעוצבת ללא הרף. הגורם המחנך משתמש בכלל זה כדי לשנות באופן מכוון או לא מכוון את המציאות וכדי לשנות את תודעתו של האדם המחונך.

3. David Perkins, Howard University
"חשיבה יום-יומית, כמו הליכה, היא יכולת טבעית שכולנו שולטים בה. חשיבה טובה היא כמו ריצה תחרותית הדורשת ביצוע טכני... אצנים עוברים הכשרה איך לרוץ נכון; גם חושבים טובים הם תוצאה של הוראה נכונה והרבה התנסויות."
David Perkins, Howard University

4. אנחנו : מרוכזים בהקניית ידע
יודעים לאבחן קשיים בחשיבה אצל התלמידים, אולם אינם יודעים כיצד לטפל בהם
מסתפקים בידע אינטואיטיבי על פיתוח מיומנויות חשיבה של התלמידים
חוששים לתת לגיטימציה להטלת ספק ולביקורת, כי חוששים מפני התערערות סמכות ומעמד בכיתה;
חושבים שהוראה לפיתוח חשיבה היא טובה רק לתלמידים חזקים;
מעדיפים להאכיל את התלמידים בכפית;
תופסים שיטות לא קונבנציונאלית כמשהו שפוגע בזמן הלמידה

5. איך ניתן לשדרג את ההוראה שלנו?

6. גישות להוראת החשיבה
(ג) הגישה המשלבת
פיתוח חשיבה
הוראת התוכן
(א) הגישה הכללית
(ב) גישת ההשתקעות
לא ניתן ללמד חשיבה רק באופן כללי, כי 'חשיבה הינה תמיד חשיבה על משהו'
לכל תחום תוכן ישנן דרכי חשיבה אופייניות הנובעות מן המתודולוגיה שלו.

7. Science is a way to teach how something gets to be known,
what is not known,
to what extent things are known
(for nothing is known absolutely),
how to handle doubt and uncertainty,
what the rules
of evidence are, how to think about things so that judgments can be made,
how to distinguish
truth from fraud, and from show.
Richard P. Feynman, 1963
פיזיקה מהווה תוכן שנותן הזדמנויות רבות לאינטגראציה של פיתוח החשיבה של התלמידים עם הקניית ידע מקצועי

8. מאיזה 'דבר' שניתן לשפרו 'עשויה' חשיבה טובה?
הבנה
מיומנויות
נטיות

9. מטא-קוגניציה
חשיבה- שימוש במוח לצורך הבנה או ניתוח של הדברים מטאקוגניציה- חשיבה על חשיבה, ידע ומודעות של הפרט לתהליכים הקוגניטיביים של עצמו, וכן את היכולת לכוונם ולפקח עליהם באופן פעיל השם נגזר מהמילים היווניות μετά, מֵטַא, שמשמעה "מעבר" וקוגניציה-"חשיבה"

10. ידע אודות אסטרטגיות חשיבה
מטא-קוגניציה
ידע אודות עצמינו
ידע אודות משימות
ידע אודות אסטרטגיות חשיבה
וויסות עצמי

11. וויסות עצמי תכנון (לפי התחלת הביצוע):‏
איך אני הולך לעשות את זה? על איזה עיקרון מבוססת השאלה, מה הם התנאים ההתחלתיים?‏
מעקב והכוונה עצמית במהלך הפעילות:‏
האם אני באמת מבין את השאלה/את התנאים/את הקשרים?‏
אולי יש דרך אחרת, מה עדיף במקרה הנתון? האם אני בדרך לתשובה?‏
הערכה(אחרי המשימה):‏
האם עניתי על השאלה? האם התשובה היא הגיונית/ מתאימה למצב המתואר?‏
מסקנות(אחרי המשימה):‏
באיזה אסטרטגיות השתמשתי? מה למדתי? מה היה לי קשה? מה אני רוצה לזכור? האם התכנון שלי היה טוב? ממה נבעו הטעויות?‏
וויסות עצמי

12. ידע על האסטרטגיות-הכרות עם אסטרטגיית החשיבה: שאלת שאלות, טיעון פיזיקאלי, בידוד פרמטרים, מעבר מייצוג אחד לייצוג אחר, הקצנה, סופרפוזיציה, חלוקה לשלבים, רפלקציה...
הסבר מתי, מדוע ואיך יש להשתמש בה, מתי אין להשתמש בה:
בשאלות מה יקרה עם נשנה ....ניתן להשתמש בהקצנה, בשאלות שהיו שינוים של תנאים מחלקים לשלבים ובודקים מה לא השתנה ומה כן...
ידע על משימות-ידע של מאפייני מטלה ש"קוראת" להשתמש באותה אסטרטגיה: קבל במעגל או קבל בזמן אין-סופי, כוח חיכוך סטטי או סטטי מכסימלי,

13. דוגמה:
כדור מוליך לא טעון, התלוי על החוט. מקרבים אליו מוט טוען חיובי. הכדור נמשך למוט ונוגע בו.
א. למה הכדור נמשך למוט?
ב. בטיעונים הבאים סמן נכון/לא נכון ונמק.
בזמן המגע של הכדור עם המוט:
הכדור מאבד פרוטונים
הכדור מאבד אלקטרונים
הכדור מקבל פרוטונים
הכדור מקבל אלקטרונים

14. שאלה דורשת טענה מנומקת- אסטרטגיה טיעון פיזיקאלי.
דוגמה:
שאלה דורשת טענה מנומקת- אסטרטגיה טיעון פיזיקאלי.
מבנה של טיעון פיזיקאלי
עקרונות הפיזיקאליים
מקרה פרטי
ראיות

15. ידע על עצמי: א. אני חושב אינטואיטיבי ולא מתבסס על החוקים, ב
ידע על עצמי: א. אני חושב אינטואיטיבי ולא מתבסס על החוקים, ב. אני לפעמים לא מזהה הנחה סמויה של השאלה ג. יותר קל לי לחשוב כאשר אני רואה תרשים המייצג שאלה
ידע על משימה: שאלה אמריקאית יכולה לתת אופציה לתשובה אחת נכונה או למספר התשובות, האופציות בדרך כלל קרובות וצריך קודם לזהות הבדלים ביניהם

16. מבנה של הוראה המטא-קוגניטיבית
הצגת החשיבה
חשיבה פעילה
חשיבה על חשיבה
יישום החשיבה

17. אסטרטגיות הוראת פיזיקה עם פוטנציאל לפתח מח''ג של התלמידים
אסטרטגיות לפיתוח קוגניציה
אסטרטגיות לפיתוח מטא-קוגניציה
ניבוי תוצאות ניסויים או פתרונות תיאורטיים ונימוקם
שיתוף התלמידים בקביעת קריטריונים לערכת עמיתים וערכה עצמית הכוללת נימוקים להחלטות
ניסוח שאלות, הוספת דוגמאות על ידי התלמיד ודיון עליהם
קישור בין שיטות חשיבה בתחומי תוכן שונים
דיון עם התלמידים על קריטריונים לקבלת החלטות מדעיות
דיון עם תלמידים על אסטרטגיות חשיבה המופעלות בשיעור כמו דדוקציה, אינדוקציה, סופר פוזיציה, רפלקציה, בניית מפות מושגים, חשיבה ביקורתית, הקצנה, בדיקת קצבות, השווה עם נתון גבולי וכו'
שיכלול תשובות התלמידים
ציון בכתב קשיים בהם הם נתקלים וכיצד ניסו להתגבר עליהם
הוראת דרכים שיטתיות לפתרון בעיה- כדרך בארגון החשיבה
הצגת תהליך חשיבה בקול
הקצבת "זמן לחשיבה" בכיתה
דיון מטא-קוגניטיבי על טעות, חיפוש סיבות אפשריות שגרמו לטעות
דיון על שיקולים לבחירת נתונים רלוונטיים ושלילה (הזנחה) של נתונים לא רלוונטיים
בניית רשימה של כלים (כלליי החשיבה ) לוויסות  עצמי במהלך ביצוע משימה אתגרית
עידוד התלמידים לאמת את הבנתם באמצעות הסבר לחבריהם או בכתב
עידוד התלמידים להציב או לזהות מטרות לפני תחילת הפעילו, ובדיקת השגתן בסוף הפעילות

18. “שלב א' "הצגת החשיבה פיזיקה חשיבה הגדרת מושג או/ו חוק פיזיקאלי
הדגמות ודיון עליהן
פיתרון בעיות לדוגמה או ביצוע של ניסוי
פעילות חקר ודיון על התוצאות
חשיבה בפיזיקה מתבססת על החוקים המדעים (בהחלטות לא מסתמכים על האינטואיציה, כי היא נשענת על הרגלים וניסיון יום-יומי שלפעמים מטעה).
משמעות גבוהה להגדרות פיזיקאליות: הגדרות הן בעצם הסכמים בין האנשים כדי להגיע להבנה הדדית והסתכלות אחידה על המושגים. כאן ניתן לתת דוגמאות להגדרות שתלמידים יכולים לתת למושג "כוח" "קרן", "מטען", "זרם" ולדון על כך שאם כל אדם התכוון למושג זה לפי הבנתו לא ניתן לקיים דיון בין האנשים על הנושא. נקודה זו חשובה גם בדיונים כללים בין האנשים וכדאי מאוד לפני תחילת הדיון לברר האם תפיסת המושגים בין האנשים זהה, כי אם לא וכל אחד מתכוון למשהו אחר האנשים לא יצליחו לדבר בשפה משותפת ורק יריבו.
הצגת אסטרטגיות חשיבה לפתרון בעיות
דיון על סוגי השאלות, הבדלים ביניהם, נקודות להזהרה מיוחדת
הצגת פיתרונות שונים של התלמידים בקול ודיון על הטעויות או דרכי פתרון שונים

19. שלב ב': "תרגול החשיבה"

20. שלב ג': "מה למדנו על החשיבה"
חשיבה מדעית מבוססת על חוקים והגדרות.
צריך לבדוק מהם הקריטריונים למסקנה/ החלטה.
בנה לעצמך דרך:
הגדר מטרה
שאל שאלה בדרך אחרת, יותר פשוטה/ יותר מפורשת,
סדר נתונים:טבלה או תרשים הם כלים לסדר מבנה שנראה בלתי מסודר, לראות משותף ושונה.
בדוק את עצמך בסוף: האם ענית על השאלה? אם לא, חפש חולשות בכל אחד מהשלבים.
ניתן להשתמש בדו-כיוונית במסקנות.
הוסף דוגמה ממקצוע אחר: אשם- לא אשם, לקנות לא לקנות, לקבל תלמיד לבית-ספר או לא לקבל

21. לסיכום: הוראה לחשיבה להציב פיתוח החשיבה כאחת המטרות של ההוראה
להכריז לתלמידים על כך שהולכים ללמוד לחשוב, ולעלות את תהליכי החשיבה למודעות של התלמידים
שימוש באסטרטגיות הוראה התורמות לפיתוח החשיבה
הוראה לפי שלבים
הוראה המרוכזת בדרך ובתהליכי החשיבה ולא בפתרון מספרי
הצגת החשיבה
חשיבה פעילה
חשיבה על חשיבה
יישום החשיבה

22. המסר העיקרי: כל אחד יכול לעשות זאת בלי "לבזבז" זמן נוסף, אך להרגיש שהוא "מחנך לחשיבה" ולא "מעביר חומר" תודה, וחשיבה טובה