characterizing and instructing design knowledge in the context of educational technology design

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 • )Schon 1983(בתחום הארכיטקטורה

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:

) Kali, 2006, 2008; Linn, Bell, & Davis, 2004; van den Akker, 1999(עקרונות עיצוב –

). Goodyear, 2005; Linn & Eylon, 2006; Mor & Winters, 2007(תבניות עיצוב –

מעצבי טכנולוגיות למידה מתחילים, מתקשים להשתמש בידע •(Kali 2006; Ronen-Fuhrmann et al., 2007 (הזה

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?

ומודל הוראהקורס עיצוב סביבת המחקר:

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: •

ניתוח טכנולוגיות1.

סטודיו לעיצוב2.

תיאוריה3.

לקורס אתר בו ניתן לחלוק רעיונות, •לפרסם תוצרי עיצוב, ולקבל מידע לגבי

המשימות והפעילויות העומדות בפניהם.

ומודל הוראהסביבת המחקר: קורס עיצוב

הקורס מבוסס על מודל הוראה שפותח ועוצב באמצעות מחקר עיצוב

מחקר שיטות: משתתפים וכלי

איטרציות קורסים# סטודנטים וקבוצות)2004 (אביב Iאיטרציה פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב (יחידים)4

)2005 (אביב IIאיטרציה פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב (יחידים)5

עיצוב סביבות למידה טכנולוגיות קבוצות(4 )11)2006 (אביב IIIאיטרציה פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב יחידים)3 קבוצה , 1 (5

עיצוב סביבות למידה טכנולוגיות קבוצות(4 )8 TELSעיצוב סביבות למידה יחידים)4 קבוצות, 5 (15

)2007 (אביב IVאיטרציה פיתוח תוכניות לימודים מבוססות מחשב יחיד)1 קבוצות, 2 (5

עיצוב סביבות למידה טכנולוגיות קבוצות(6 )14

קבוצות בקורס 14 סטודנטים שעבדו ב 33עיצוב

כלים ומקורות מידע:תוצרי עיצוב

דיונים מתוקשביםיומן חוקר

ראיונות עומקמסמכי רפלקציה

שאלונים

שיטות: מחוון קונקרטיזציה"אדם בעל אוריינות טכנולוגית, צריך להיות מסוגל לעבור מרעיונות •

Papert(אינטואיטיביים ראשוניים ליישום קונקרטי של פרויקט טכנולוגי שלם" & Resnick, 1995; Resnick, Rusk, & Cooke, 1999(

להערכת המידה בה סטודנטים מסוגלים לתרגם "מחוון קונקרטיזציה"- •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 קונקרטיזציהרמת ידע עיצובאפיון התוצרהשלב במודל

אמירות תיאורטיות שאין בהן ניסיון לתרגום התיאוריה שלב הניתוחלעשייה.

0ידע תיאורטי בלבד

שלב סיעור המוחות

אוסף רעיונות אוסף רעיונות כלליים לגבי מה תכלול סביבת הלמידה. עיצוב

1

תיאור גרפי או מילולי של מכלול הפעילויות שהלומד שלב הרצףיעשה. בשלב זה יש חשיבות רבה לרצף הפעילויות.

לעיתים מיוצג הרצף באופן גרפי כמפה עם חיצים של התקדמות בסביבה.

התחלה של רצף פעילויות

2

שלב מרכיבי העיצוב

תרגום ראשוני וחלקי של הרעיונות למרכיבי עיצוב מעשיים.

דוגמא

התחלת תרגום רעיונות למרכיבי

עיצוב

3

התחלת סביבת תוצרי העיצוב מתחילים להראות כמו סביבת למידה.1דמו איטרציה-למידה

4

דמו 2סופי-איטרציה-

סביבת למידה שכמעט ניתן לפתח ולהשתמש בה ללמידה.

דוגמא

סביבת למידה שלמה

5

שש רמות של תרגום והמחשת רעיונות עיצוביים. כל רמה קשורה לשלב שנלמד כחלק •מהמודל

שיטות: מחוון קונקרטיזציה

במחוון הקונקרטיזציה3רמה דוגמא לתוצר עיצוב המייצג

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

במחוון הקונקרטיזציה5רמה דוגמא לתוצר עיצוב המייצג

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 קונקרטיזציהעבור כל שלב במודל, ישנה דרישה מהסטודנטים להציג ביצועי ידע עיצוב •גרף המציג את רמת הקונקרטיזציה של קבוצה, כפונקציה של ההתקדמות •

שלהם בשלבי המודל בקורס. •

0

1

2

3

4

5

ʤʩyʥʠʩ̋ʧ ʥ̋ʩhʸ ʥ̡ʩɦʺ ʥʧ ʥʮ

ʳ ʶʸʩʡʩʫy ʮʡʥʁʩ̡

ʥʮʣʤʢʁ ʤʺ ʩɹʥɦ

ʤʩʁʦʩʨy

ʷʰʥ̫ʥhʮʥʩʮ

ʺ

ʱ ʸ ʥ̫ʡ ʭ ʩʡ ʬʹ

ʤy ʩʤʮ

ʺ ʩʨʩʠ

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

השוואה בין תוצרי העיצוב הסופיים של הסטודנטים בשלוש איטרציותהתקדמות הדרגתית ברכישת ידע עיצוב מאיטרציה אחת לשנייה

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Iteration II Iteration III Iteration IV

Levels of concretization of design artifacts

2 Groups

1 Group

1 Group

3 Groups

4 Groups

1 Group

1 Group

1 Group

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

חקרי מקרה המאפיינים התקדמות ברכישת מיומנות הקונקרטיזציה:: תהליך העיצוב של ב' ו-פ'IIאיטרציה •: תהליך העיצוב של נ' ו-ר'IIIאיטרציה •: תהליך העיצוב של א' ו-א'IVאיטרציה •

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Iteration II Iteration III Iteration IV

Levels of concretization of design artifacts

2 Groups

1 Group

1 Group

3 Groups

4 Groups

1 Group

1 Group

1 Group

פ ב

2

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

: תהליך העיצוב של ב' ו-פ'IIאיטרציה

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!

פ ב

2 סטודנטית לתואר שני בתחילת דרכה האקדמית. עסקה פ' בהוראת מתמטיקה בתיכון ללא ניסיון קודם בפיתוח חומרי

למידה. סטודנט לתואר שני לקראת סיום התואר. לימד פיזיקה בעל ב'

ניסיון בפיתוח חומרי למידה לא מבוססי מחשב.

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

: תהליך העיצוב של ב' ו-פ'IIאיטרציה 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!

?ב

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

חקרי מקרה המאפיינים התקדמות ברכישת מיומנות הקונקרטיזציה:: תהליך העיצוב של ב' ו-פ'IIאיטרציה •: תהליך העיצוב של נ' ו-ר'IIIאיטרציה •: תהליך העיצוב של א' ו-א'IVאיטרציה •

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Iteration II Iteration III Iteration IV

Levels of concretization of design artifacts

2 Groups

1 Group

1 Group

3 Groups

4 Groups

1 Group

1 Group

1 Group

נ 4ר

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

: תהליך העיצוב של נ' ו-ר'IIIאיטרציה

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 –

נ ר 4ללא ניסיון קודם בפיתוח חומרים מבוססי מחשב, ניסיון רב נ'

בפיתוח חומרי הוראה.ללא ניסיון בפיתוח חומרי למידה בכלל. ר'

שתיהן היו בעלות ניסיון בהוראת ביולוגיה בתיכון.

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

: תהליך העיצוב של נ' ו-ר'IIIאיטרציה 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!"

נ ר 4

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

חקרי מקרה המאפיינים התקדמות ברכישת מיומנות הקונקרטיזציה:: תהליך העיצוב של ב' ו-פ'IIאיטרציה •: תהליך העיצוב של נ' ו-ר'IIIאיטרציה •: תהליך העיצוב של א' ו-א'IVאיטרציה •

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Iteration II Iteration III Iteration IV

Levels of concretization of design artifacts

2 Groups

1 Group

1 Group

3 Groups

4 Groups

1 Group

1 Group

1 Group

א א

5

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

: תהליך העיצוב של א' ו-א'IVאיטרציה

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 .

.

א א

5

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

: תהליך העיצוב של א' ו-א'IVאיטרציה במסמך הרפלקציה, שתיהן מתייחסות למספר נקודות חשובות:

"העימות הבלתי פוסק עם המטה עקרונות מיקד את העבודה וסייע מאוד •)מאגר עקרונות העיצוב(בבקרה עליה"

תכנון הפרויקט בסביבה אחת בה אתה רואה את כל השלבים הייתה נוחה •(ADDIE)מודל מאוד..."

"הצורך להחצין את כל השלבים בכתב, להערכתי, דרשה מאיתנו דיוק •ובהירות ברמה גבוהה מאוד"....הדיאלוג הבלתי פוסק בין שתינו במהלך

)הסטודיו(הכתיבה, העלה את העבודה רמה אחת נוספת"

הסטודנטיות זיהו את מרכיבי העיצוב העיקריים של מודל ההוראה שפיתחנו!

א א

5

0

1

2

3

4

5

ʤʩyʥʠʩ̋ʧ ʥ̋ʩhʸ ʥ̡ʩɦʺ ʥʧ ʥʮ

ʳ ʶʸʩʡʩʫy ʮʡʥʁʩ̡

ʥʮʣʤʢʁ ʤʺ ʩɹʥɦ

ʤʩʁʦʩʨy

ʷʰʥ̫ʥhʮʥʩʮ

ʺ

ʱ ʸ ʥ̫ʡʭ ʩʡ ʬʹ

ʺ ʥhʮʥʩʮʤʩʁʦʩʨy ʷʰʥ̫

ʤʠʸ ʥʤʡʶʷ

0

1

2

3

4

5

ʤʩyʥʠʩ̋ʧ ʥ̋ʩhʸ ʥ̡ʩɦʺ ʥʧ ʥʮ

ʳ ʶʸʩʡʩʫy ʮʡʥʁʩ̡

ʥʮʣʤʢʁ ʤʺ ʩɹʥɦ

ʤʩʁʦʩʨy

ʷʰʥ̫ʥhʮ

ʥʩʮʺ

ʱ ʸ ʥ̫ʡʭ ʩʡʬʹ

ʺ ʥhʮʥʩʮʤʩʁʦʩʨʸ ʷʰʥ̫

ʤʠʸ ʥʤʡʶʷ

ממצאים:השוואה בין תוצרי הסטודנטים באיטרציות

B P 2

: נ' IIIאיטרציה ו-ר'

: א' IVאיטרציה ו-א'

I O 50

1

2

3

4

5

ʤʩyʥʠʩ̋ʧ ʥ̋ʩhʸ ʥ̡ʩɦʺ ʥʧ ʥʮ

ʳ ʶʸʩʡʩʫy ʮʡʥʁʩ̡

ʥʮʣʤʢʁ ʤʺ ʩɹʥɦ

ʤʩʁʦʩʨy

ʷʰʥ̫ʥhʮʥʩʮ

ʺ

ʱ ʸ ʥ̫ʡ ʭ ʩʡʬʹ

ʺ ʥhʮʥʩʮʤʩʁʦʩʨy ʷʰʥ̫

ʤʠʸ ʥʤʡʶʷ

N R 4

: ב' IIאיטרציה ו-פ'

סיכום

המעבר מרעיונות תיאורטיים לפעילויות קונקרטיות משימה •מאד עבור מעצבים טירונים. קשה

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.

, ידע העיצובמחקרים נוספים נדרשים על מנת לבחון את טיבו •והקשר שלו לקונקרטיזציה בהקשרים אחרים כמו עיצוב מוצר,

הנדסה, תכנות, רפואה או ארכיטקטורה.