אנליזה של מחקרים על טעויות / שגיאות של תלמידים במדעי המחשב

אנליזה של מחקרים על טעויות / שגיאות של תלמידים במדעי המחשב הבנות / תפיסות תמי לפידות המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, טכניון מחשבה - מרכז המורים הארצי למדעי המחשב יום עיון 18.9.02

הקדמה • המחקר בתחום למידה / הוראה של מדעי המחשב התחיל לפני כעשרים שנה • יחסית מעט מחקר על תלמידי תיכון • רוב המחקר על תלמידי תיכון נעשה בארץ

מחקר בישראל מיכל ארמוני רונית בן בסט יפעת בן-דוד קוליקנט ד"ר ברוריה הברמן ססיל יחזקאל ד"ר דלית לוי נעמי ליברמן שרה פולק תמר פז אלה צור נוע רגוניס • תכנית הלימודים • מחקרים אחרים ד"ר דן אהרוני ענת אהרוני ד"ר אורית חזן ברוריה פלד

מרכז המורים הארצי • סקר ספרות:קשיים של מתחילים • סקר ספרות: למידה והוראה של רקורסיה • הבטים בהוראת מדעי המחשב • מחקר בגרות תשס"ב

קטגוריות של מחקרים • מתחילים ... מומחים • אוכלוסיות: תיכון ... סטודנטים לתואר מתקדם • סביבות, שפות, כלים • הבנת מושגים:משתנים, רקורסיה, טנ"מ • מיומנויות: פתרון בעיות, ניפוי שגיאות, הפשטה • שיטות הוראה: פרויקטים

מחקר חינוכי מדעי המחשב תפיסות של תלמידים מחקר על למידת מדעי המחשב תפיסות של תלמידים במדעי המחשב

במה עוסקים המחקרים ? • מה? תמונת מצב, מה קשה / בעייתי? • למה? מה גורם לקשיים? • איך לתקן טעויות? איך לשפר הבנה? איך ללמד יותר טוב?

שימוש בקופסאות שחורות להוראת מושגי יסוד ביסודות מדעי המחשב ד"ר ברוריה הברמן ויפעת בן-דוד קוליקנט הבטים בהוראת מדעי המחשב יוני 2002, עמודים 59-63

1 Read (A,B); Read (B); Write (A,B,B); 2 Read (A,B); B:=4; Write (A,B,B); 3 Read (A,B); B:=4; Write (A,B); Write (A); 4 Read (A,B); Read (B); Write (A,B); מה יהיה הפלט עבור הקלט 8 , 5 , 2 ?

1 Read (A,B); Read (B); Write (A,B,B); 2 Read (A,B); B:=4; Write (A,B,B); 3 Read (A,B); B:=4; Write (A,B); Write (A); 4 Read (A,B); Read (B); Write (A,B); • מה התשובה הנכונה? • איזה תשובות שגויות יכולים תלמידים לתת? • האם כל השגיאות הן "שוות ערך"? • באיזו תכנית שגו הכי הרבה תלמידים? מה יהיה הפלט עבור הקלט 8 , 5 , 2 ?

מה התשובה הנכונה? למורה יש בראש תמונה של משתנה תמונת מומחה או "המודל הנכון" ערך המשתנה שם המשתנה

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 • למורה יש בראש תמונה של תלמיד "גנרי" • למורה יש תמונה של תלמיד עם תמונת משתנה

איזו תמונה יש לתלמיד בראש ?

למורה יש תמונה של תלמיד עם תמונת משתנה התמונה הזו יכולה להיות טובה יותר אם נכיר מחקרים שנערכו בתחום הבנת המשתנים ערך המשתנה שם המשתנה

אז מה? למה זה מעניין? איך זה יכול לעזור לי להיות מורה טוב יותר?

נושא יום העיון:שגיאות של תלמידיםבמדעי המחשב

שגיאה / טעות Erlwanger, S.H. (1973). Benny's conception of rules and answers in IPI mathematics • תשובה יכולה להיות נכונה או שגויה • יש ידע נכון ויש ידע שגוי • שגיאה מצביעה על חוסר הבנה ולכן צריך להסביר שוב, לתרגל, לחזור על החומר, ...... • בשנת 1973 מהפך – ארלוונגר • בני:הצליח לענות נכון למרות שלא הבין נכון • העברת דגש במחקר החינוכי: מבדיקת תוצרי למידה לבדיקת תהליכי למידה

D.N. Perkins, F. Martin (1986) Fragile knowledge and neglected strategies in novice programmers ידע שברירי ושימוש חסר באסטרטגיות של מתכנתים מתחילים

פרקינס ומרטין (1986) • מטרה: לחקור מוקדי קושי של מתחילים • מחקר: 20 תלמידי תיכון פתרו 3 בעיות • לא נכון לדבר על ידע מושלם או חוסר ידע מוחלט • יש דרגות שונות של ידע • אבל הידע הוא שברירי, רגיש, עדין Fragile

פרקינס ומרטין (1986) • קטגוריות של תשובות שגויות (למשל, השמטה, סידור לקוי) • קטגוריות של ידע:ידע חסר (מה רוצים ממני?), ידע מקובע (לא 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 מאחרים Smith, 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 ללמידה • תפיסות מוטעות מבוססות על ידע נכון • לא טוב להחליף ידע "שגוי" בידע "נכון" כי התפיסות המוטעות ממשיכות להתקיים

הידע הוא רציף, חלקי ושברירי המעבר "דרך" תפיסות מוטעות הוא בלתי נמנע בתהליך הלמידה

הידע הוא רציף התפתחות הידע ידע חדש מתבסס על ידע קודם הידע הקודם חשוב וחיוני בתהליך ההתמחות ידע של מתחיל ידע של מומחה

הידע הוא חלקי • 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 הוא שברירי הידע לא רק מתפתח, אלא גם עשוי להתפרק במהלך הזמן לחלקים קטנים יותר הידע הוא שביר או שברירי

נחזור למחקר עלתפיסות של תלמידיםבמדעי המחשב

על קצה המזלג • סמורסיי – מודל דינמי של משתנה יכול להקשות • ספורר וסולווי - רוב השגיאות נובעות מתפיסת מושגים וקשרים שאינם קשורים לתכנות (ערך קצה, תלות בין תת משימות) • פי - SUPERBUG יחוס תכונות "סופרמן" למחשב גורמות לסוגים שונים של שגיאות (מקביליות) • פלורי – אמונות של תלמידים משקפות את ההבנה ומשפיעות על הידע (שימוש במערכים מקשה על הקריאות של התכנית)

אז מה? למה זה מעניין? איך זה יכול לעזור לי 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

אנליזהשל מחקרים על טעויות / שגיאות של תלמידים במדעי המחשב הבנות / תפיסות

ל נ א בלמידה נכון / לא נכון אין

י ל נ א ידע הוא רציף חלקי שברירי בלמידה אין נכון / לא נכון

ה ז י ל נ א זוית ראייה של חוקר בלמידה אין הוראה טובה יותר שתתרום להבנה טובה יותר אצל התלמידים נכון / לא נכון ידע הוא רציף, חלקי, שביר

ה ז י ל נ א שגיאות או טעויות של תלמידים מצביעות על תפיסות יחודיות. התפקיד שלנו הוא להיות ערים, לזהות אותן, ורק אז לנסות לטפל. הכרות עם מחקרים נותנת לנו כלים לשיפור העבודה להפוך אותנו למורים טובים יותר להעשיר את חווית ההוראה לסייע לתלמידים שלנו זוית ראייה של חוקר בלמידה אין הוראה טובה יותר שתתרום להבנה טובה יותר אצל התלמידים נכון / לא נכון ידע הוא רציף, חלקי, שביר

קישורים נוספים: • סקר ספרות: קשיי מתחילים • סקר ספרות: למידת והוראת רקורסיה • הבטים בהוראת מדעי המחשב

אנליזה של מחקרים על טעויות / שגיאות של תלמידים במדעי המחשב