פודקאסטים בלימודי המתמטיקה

valuating the use of problem-based video podcasts to teach mathematics in higher education

University of Ontario Institute of Technology, Faculty of Education, 11 Simcoe St. North, Oshawa, Ontario, Canada L1H 7L7

יישומי וידאו מבוססי בעיה מציעים סרטוני וידאו קצרים הנצפים ברשת האינטרנט, מבוססי קול ומרכיבים ויזואליים המסבירים כיצד לפתור בעיות בתחומים ספציפיים כדוגמת מתימטיקה, פיזיקה ודומיהם. 59 סרטוני וידאו מבוססי פתרון בעיה בתחומים שונים (משוואות, פונקציות לינאריות, לוגריתמים, פונקציות אקספוננציאליות ופונקציות בטריגונומטריה) הופקו באמצעות כלי להפקה עצמית ונעשה בהם שימוש במשך שלושה שבועות ע"י 288 סטודנטים במהלך  ההכנה שלהם ללימודי קלקולוס בשנת לימודיהם הראשונה. התוצאות של המחקר מצביעות על כך שחלקם הגדול השתמש בסרטונים בתדירות גבוהה, תייג אותם כ"שימושיים" ו "שימושיים ביותר", ראה בהם כפשוטים לשימוש ודווח על תרומה משמעותית שלהם בהקניית הידע הנדרש לקראת לימודי קלקולוס.

מבוא

ישנן שתי גישות עיקריות ליישומי וידאו המיושמות בלמידה:

1. צפייה "רכשנית" – שמיעה של הרצאה לצורך קליטת ידע, כדוגמת הקלטה של הרצאה/שיעור. מדובר בצפייה פסיבית של הלומד. צפייה מסוג זה נתפסת כמשפרת את הרגלי הלמידה, ללומדים יש גישה חיובית למדיום זה.
2. צפייה מבוססת בעיה – צפייה בסרט המציג בעיה ואת הדרך לפתרונה (כדוגמת kahn academy), תפיסה זאת מכונה גם "צפייה פעילה".

מחקר מועט נעשה לגבי מודל של "צפייה מבוססת בעיה" ומטרת המחקר הנ"ל לבצע הערכת יעילות של פודקאסטים מסוג זה אשר נועדו לשפר את המוכנות לחשבון קלקולוס אצל סטודנטים בשנת לימודיהם הראשונה.

סקירת ממצאי המחקרים מהעבר

פודקאסטים הם סרטוני וידאו קצרים אשר מאופשרי גישה מכל מחשב או התקן המחובר לרשת האינטרנט. למרבית הסטודנטים הם מוכרים מאתר Youtube אשר מציע מיליארדי סרטים הנצפים מידי יום. החל משנת 2006 גדל השימוש באופן ניכר ע"י ההשכלה הגבוהה במדיום זה, במחקרים קודמים עולה כי תלמידים מתארים פודקאסטים כמהנים לצפייה, מספקים, מעוררי מוטיבציה, מאתגרים מבחינה אינטלקטואלית, שימושיים ואפקטיביים לשיפור הלמידה. ניכר במיוחד הערך המיוחס לזמינות מכל מקום ובכל זמן ועל השליטה על קצב הלמידה. בנוסף, ניכר כי הסטודנטים ראו בצפייה בסרטונים ערכים כגון, טיפוח העצמאות האישית, גישה ללמידה, רפלקציה עצמית, גורם המסייע להתכונן למבחנים, וטיפוח מיומנויות קיימות.

לסיכום ניתן לומר שלפודקאסטים מבוססי וידאו יש השפעה חיובית על התייחסותם של הסטודנטים ללמידה, הרגלי הלמידה וההישגים.

פתרון בעיות ופודקאסטים בוידאו

רק שני מחקרים בחנו את השימוש בפודקאסטים ללמידה מבוססת פתרון בעיה ((Loomes et al. הם דנו ביתרונות הפוטנציאליים של וידאו פודקאסטים מבוסס בעיה, אבל השפעתם על עמדות תלמיד או למידה לא נחקרו באופן פורמאלי. קריפן וארל (2004) דיווחו כי היו לתלמידים עמדות חיוביות כלפי השימוש בוידאו פודקאסטים בכיתת כימיה לתואר ראשון. יתר על כן, נמצא קשר חיובי מובהק בין השימוש בוידאו פודקאסטים העוסקים פתרון בעיות והישגים במבחנים.

השימוש בוידאו פודקאסטים מבוסס פתרון בעיה במתימטיקה לא נבדק, אך עם זאת, היתרונות של דוגמאות טקסטואליות לפתרון בעיות תועגו היטב (אטקינסון, דרי, Renkl, וWortham, 2000; קלארק ומאייר, 2008; קירשנר, Sweller, ו קלארק, 2006; Renkl, 2005; ג 'וסיימון, 1987).

אחד היתרונות העיקריים, במיוחד ללומדים מתחילים, הוא מיזעור העומס הקוגניטיבי הזר (העוסק בתהליכים שאינם מועילים ללמידה) וייעול העומס הקוגניטיבי הרלוונטי (העוסק בתהליכים המסייעים לפתור את הבעיה באופן ידני). קלארק ומאייר (2008) מוסיפים כי בעת תכנון דוגמאות למידה פעילות, מורים צריכים לספק הסברים ברורים המוגדרים צעד-אחר-צעד, להבטיח שכל צעד הוא משמעותי ובנוי כיחידה מוגדרת, לקשור בין שלבי הלמידה השונים תוך דגש על עקרונות היסוד, הימנעות מקריאת טקסט על המסך, ובכל מקום אפשרי שימוש באמצעים חזותיים רלוונטיים. כמו כן, הוצע כי לומדים מנוסים וטובים לא מוצאים ערך בפודקאסטים מסוג פתרון לבעיה בגלל האיטיות שלהם ופשטותם.

לומדי ידע לא יכולים למצוא דוגמאות מעובדים מועילות במיוחד משום שהסברים הם איטיים ופשוט מדי (Clark & Mayer, 2008).

לסיכום, השימוש בהדגמות מסוג זה היא גישת הוראה מבטיחה ללומדים מתחילים, אשר מסייעת בהבנה כיצד לפתור בעיות המבוססות פרוצדורה, עם זאת, מחקר על השימוש בדוגמאות של פתרון מבוסס בעיה בפודקאסטים הוא מוגבל.

רמת הסטודנטים ורמת לימודי המתימטיקה באוניברסיטה

על מנת להצליח במבוא לחדו"א (קלקולוס), תלמידים צריכים לשלוט בפונקציות ובביצוע מניפולציות אלגבריות. דו"ח של ארגון המתמטיקה בלונדון (1995) הצביע על ירידה במוכנותם של סטודנטים ללימודי המדעים והמתימטיקה לקראת שנת לימודיהם הראשונה. סטודנטים רבים בקורסים במתמטיקה התקשו עקב מחסור בכישורים החיוניים הנדרשים לעשיית חישובים ומניפולציות אלגבריות באופן שוטף ומדויק. מספר מחקרים בינלאומיים דיווחו כי יש לתלמידים רבים קושי משמעותי עם מגוון של מושגים הנחשבים כהכרחיים להצלחה במתמטיקה באוניברסיטה. ג'ורדן, Cretchley, ופסמור (2007) דיווחו כי תלמידים חוו אתגרים משמעותיים באלגברה, פונקציות, וטריגונומטריה. Lawson (2003) דיווח על ירידה משמעותית ומתמשכת בציוני אבחוני טרום בחשבון משנת 1991 ועד שנת 2001. לבסוף, דו"ח קנדי מעיד על ירידה בשליטת התלמידים באלגברה בסיסית, טריגונומטריה, מעריכים, ולוגריתמים בהשכלה גבוהה (משרד החינוך אונטריו, 2006).

הנחת המחקר

נראה כי פודקאסטי וידאו מוכווני פתרון בעיה יכולים לספק פתרון טוב לצמצום הפער בידע המתימטיקה הנדרש לקראת לימוד חדו"א. מטרת המחקר היא להעריך את היעילות של למידה מבוססת בעיה באמצעות פודקאסטים לצורך שיפור מוכנותם של הסטודנטים לקראת לימודי חדו"א.

המחקר

המדגם

אוכלוסיית המדגם בגודל 288  סטודנטים נדגמה מאוניברסיטה קטנה הנמצאת במטרופולין של כ 3 מיליון תושבים, אשר מתפלגת באופן הבא:

מגמת לימוד	סה"כ	%
הנדסה	140	49
מדעים	121	42
חינוך	27	9

 

טווח ציוני חדו"א בתיכון	%
60-69	12
70-79	37
80-89	34
90 +	13.5

מין: 188 גברים, 100 נשים

פיתוח הפודקאסטים

תחת פיקוחו של מדריך הקורס, נבחר אוסף של 59 בעיות ופתרונן אשר נחשבו כערכיות לבניית תשתית יעילה ללימודי חדו"א בשנת הלימודים הראשונה. בעיות אלה הוקלטו לאחר מכן על ידי שתי מורות מנוסות  למתימטיקה מבית ספר באמצעות תוכנת לכידת מסך הנקראת Camtasia (גרסה 5). השלמת כל הקלטה נמשכה כ 60-90 דקות. כל הוידאו פודקאסטים אורגנו באתר אינטרנט וקושרו לדף מרכזי בה רוכזו כולם.

תוכן

הפודקאסטים עסקו בחמישה תחומי תוכן:

• פעולות בפונקציות
• פתרון משוואות
• פונקציות לינאריות
• פונקציות אקספוננציאליות ולוגריתמים
• פונקציות טריגונומטריות

משכם של הפודקאסטים נע בין 2:46 שעות ל 14:50 דקות עם ממוצע של 7:40 דקות לסרטון ובשונות של 2:23 דקות.