תפיסות שגויות בהוראת מדעי כדור הארץ: מיפוי התופעה, מקורות הקושי ואסטרטגיות ההתמודדות

תפיסות שגויות בהוראת מדעי כדור הארץ: מיפוי התופעה, מקורות הקושי ואסטרטגיות ההתמודדות

מבוא 1
מהי תפיסה שגויה ובמה היא נבדלת מידע חלקי 1
המסגרת הקלאסית של השינוי המושגי 1
מבנה קוהרנטי או ידע בפיסות 2
ההבחנה בין תפיסה שגויה לידע חלקי 2
מפת התפיסות השגויות בתחומי הליבה 3
כדור הארץ, השמש והירח 3
מבנה כדור הארץ וטקטוניקת הלוחות 3
סלעים, מינרלים ותהליכי היווצרות 4
הזמן הגיאולוגי 4
מחזור המים והמחזורים הביוגיאוכימיים 5
מדוע התחום קשה במיוחד 5
סקאלות של זמן ומרחב 5
חשיבה מרחבית ותלת-ממדית 6
מקורות חיצוניים: ספרי לימוד וייצוגים 6
אסטרטגיות התמודדות והראיות שעליהן 7
אבחון כתנאי מוקדם 7
הוראה לשינוי מושגי 7
מודלים, אנלוגיות וויזואליזציה 8
למידה בשדה ובשדה וירטואלי 9
מה הראיות אינן מבססות 9
סיכום 10
רשימת מקורות 11

מבוא

מדעי כדור הארץ נלמדים בבית הספר כתחום שעוסק בתהליכים המתרחשים בקנה מידה שאינו נגיש לחוויה יומיומית, ובכל זאת נדרש מן התלמידים להסביר אותם בעזרת אינטואיציות שנרכשו בסביבה המיידית. סקירה שאספה וארגנה יותר מחמש מאות תפיסות שגויות בתחומי רעידות אדמה, מבנה כדור הארץ, קרחונים, טקטוניקת לוחות, נהרות, סלעים ומינרלים, קרקעות והרי געש הראתה עד כמה רחבה התופעה ועד כמה היא חוצה את כל תת-התחומים (‎Francek‎, ‎2013‎). היקפה אינו מוגבל לתלמידים: סקר של ספרי הלימוד למדעים בבתי הספר העל-יסודיים באנגליה ובוויילס מצא רמה ממוצעת של שגיאה או תפיסה שגויה אחת בכל עמוד של תוכן מדעי כדור הארץ (‎King‎, ‎2010‎).

ההתעניינות המחקרית בתפיסות אלה אינה תיאורית בלבד. המסגרת התאורטית שממנה צמח רוב המחקר הזה גורסת שלמידה משמעותית מחייבת לא רק הוספת ידע אלא שינוי של מבנה מושגי קיים, ושתנאיו של שינוי כזה אינם מתקיימים מאליהם (‎Posner‎, ‎Strike‎, ‎Hewson‎, & ‎Gertzog‎, ‎1982‎). על כן, השאלה מה בדיוק מחזיק התלמיד בראשו לפני ההוראה ואחריה הפכה לשאלה מרכזית בעיצוב ההוראה עצמה, ולא רק בהערכתה (‎Duit‎ & ‎Treagust‎, ‎2003‎).

סקירה זו עוקבת אחר ארבעה צירים. תחילה נבחנת שאלת ההגדרה, כלומר מהי תפיסה שגויה ובמה היא נבדלת מידע חלקי או שגוי בלבד; לאחר מכן ממופות התפיסות המתועדות בתחומי הליבה של התחום; בהמשך נדונים מקורות הקושי הייחודיים למדעי כדור הארץ; ולבסוף נסקרות אסטרטגיות ההתמודדות שנבדקו אמפירית, תוך הבחנה מפורשת בין תיאור התופעה ובין עוצמת הראיות על יעילות ההתערבות. הסקירה עוסקת בהוראה ובלמידה, ולא בתכני הגיאולוגיה עצמם.