על מה מדובר?
בדוגמה שלפנינו ההקשר הוא החוק השלישי של ניוטון שלפיו, באינטראקציה בין שני גופים הכוחות המופעלים שווים בגודלם ומנוגדים בכיוונם. התפיסה הנפוצה היא שככל שהגוף גדול יותר (או כבד יותר), הוא מפעיל כוח גדול יותר. נעזור ללומדים לפתח את התפיסה ששני גופים באינטראקציה מפעילים זה על זה כוחות שווים בגודלם. החוק השלישי של ניוטון לעיל נחשב לחוק קשה להבנה. קושי זה נובע בעיקר מחוסר הסימטריה הנצפה בתוצאות אינטראקציה בין שני גופים שלרוב אינם זהים. מחקרים רבים נעשו בנושא הבנת מכניקה ניוטונית (בדגש על החוק השלישי) ושימוש בה, שהמפורסם שבהם כלל את מבחן ה-*FCI Hake, 1998)). במהלך השנים הוצעו דרכים שונות כדי ללמד את החוק השלישי באופן משמעותי תוך שימוש באסטרטגיות הוראה מבוססות מחקר (יחיאלי, 2007). מבחן FCI הוא מבחן שתוכנן לבדוק את הבנתם הקונספטואלית של סטודנטים (ותלמידי תיכון), בעיקר כאלה שלמדו פיזיקה, לגבי חוקי ניוטון. התברר, שלמרות שהסטודנטים הצליחו יפה במבחנים כמותיים (שאלות "רגילות" בפיזיקה "textbook questions ), כאשר הם התבקשו להסביר אירועים מחיי היום יום, שההסברים להם מלווים לרוב בתפיסות שהן לרוב שגויות, הם הצליחו הרבה פחות. המסקנה היתה שהוראה מסורתית כמעט ולא משנה את התפיסות הקונספטואליות לגבי מושגי יסוד בפיזיקה. אופן הפעולה מבוסס על הנוסחה POE – Predict Observe Explain (שער, צפה, הסבר). ההשערה של התלמיד היא העומדת למבחן.
בדוגמה שלפנינו ההקשר הוא החוק השלישי של ניוטון שלפיו, באינטראקציה בין שני גופים הכוחות המופעלים שווים בגודלם ומנוגדים בכיוונם. התפיסה הנפוצה היא שככל שהגוף גדול יותר (או כבד יותר), הוא מפעיל כוח גדול יותר. נעזור ללומדים לפתח את התפיסה ששני גופים באינטראקציה מפעילים זה על זה כוחות שווים בגודלם. החוק השלישי של ניוטון לעיל נחשב לחוק קשה להבנה. קושי זה נובע בעיקר מחוסר הסימטריה הנצפה בתוצאות אינטראקציה בין שני גופים שלרוב אינם זהים. מחקרים רבים נעשו בנושא הבנת מכניקה ניוטונית (בדגש על החוק השלישי) ושימוש בה, שהמפורסם שבהם כלל את מבחן ה-*FCI Hake, 1998)). במהלך השנים הוצעו דרכים שונות כדי ללמד את החוק השלישי באופן משמעותי תוך שימוש באסטרטגיות הוראה מבוססות מחקר (יחיאלי, 2007). מבחן FCI הוא מבחן שתוכנן לבדוק את הבנתם הקונספטואלית של סטודנטים (ותלמידי תיכון), בעיקר כאלה שלמדו פיזיקה, לגבי חוקי ניוטון. התברר, שלמרות שהסטודנטים הצליחו יפה במבחנים כמותיים (שאלות "רגילות" בפיזיקה "textbook questions ), כאשר הם התבקשו להסביר אירועים מחיי היום יום, שההסברים להם מלווים לרוב בתפיסות שהן לרוב שגויות, הם הצליחו הרבה פחות. המסקנה היתה שהוראה מסורתית כמעט ולא משנה את התפיסות הקונספטואליות לגבי מושגי יסוד בפיזיקה. אופן הפעולה מבוסס על הנוסחה POE – Predict Observe Explain (שער, צפה, הסבר). ההשערה של התלמיד היא העומדת למבחן.
איך משתמשים בה?
לחצו על הרכיבים כדי לקרוא את הפירוט עליהם
לחצו על הרכיבים כדי לקרוא את הפירוט עליהם
-
ביצוע תצפית
על תופעההסבר תאורטיביצוע ניסוי
לבדיקת ההסבראישוש או הפרכה
של התאוריהלחצו על הרכיבים כדי לקרוא את הפירוט עליהם -
ביצוע תצפית
על תופעההסבר תאורטיביצוע ניסוי
לבדיקת ההסבראישוש או הפרכה
של התאוריהתצפית מקדימה
הצגת שאלה על אירוע המוכר לתלמידים מתצפיות בחיי היום-יום,
למשל, "מה קורה כשזבוב מתנגש בשמשת המכונית? מי מפעיל
יותר כוח על מי?" מטרת השאלה היא להציף את התפיסה
האינטואיטיבית, ומטרת הדיון היא להעלות את התפיסות השונות
של התלמידים בלי לחוות דעה או להביע שיפוט.
-
ביצוע תצפית
על תופעההסבר תאורטיביצוע ניסוי
לבדיקת ההסבראישוש או הפרכה
של התאוריההסבר תאורטי
העלאת השערות על ידי התלמידים – כיצד ניתן לנסח את החוק?
יש ציפייה שחלק מהתלמידים ינסחו אותו כך -
"הגוף הגדול/הכבד יותר מפעיל יותר כוח".
-
ביצוע תצפית
על תופעההסבר תאורטיביצוע ניסוי
לבדיקת ההסבראישוש או הפרכה
של התאוריהביצוע ניסוי לבדיקת ההסבר
התלמידים מבצעים ניסויים עם מדי כוח שמראים שהכוחות
באינטראקציה שווים בגודלם. למשל: שני תלמידים שונים בגודלם
אוחזים במדי כוח,מחוברים זה לזה ומושכים לכיוונים מנוגדים. בניגוד
להשערה שהגודל קובעולכן התוצאה במד הכוח תביע זאת -
שני מדי הכוח מראים מדידה זהה.
-
ביצוע תצפית
על תופעההסבר תאורטיביצוע ניסוי
לבדיקת ההסבראישוש או הפרכה
של התאוריהאישוש או הפרכה של התאוריה
בשלב זה יש צורך להסביר את התוצאות שנצפו בניסוי , זהו ה-E
(Explain), וכאן מתרחש העימות בין המודל האינטואיטיבי
להסבר המדעי.
להורדת הפרקטיקה כPDF
הכוללת את תוכן הדף בהרחבה
שיעור לדוגמא:
דוגמאות ליישום הפרקטיקה
אינטראקציה בין שני גופים הכוחות המופעלים שווים בגודלם ומנוגדים בכיוונם
מקורות
יחיאלי, ת' (2007) "הקיר לא מפעיל עליי כוח – הוא סתם שם": הוראה משמעותית של החוק השלישי של ניוטון. קריאת ביניים, 11, 30-13.
Hake, R. R. (1998). Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American journal of Physics, 66(1), 64-74.