פטל בשירות הוראת הכימיה: הטמעת מערכת טכנולוגית להוראה ולמידה מותאמות אישית והשפעתה על חוויות ותוצאות של הוראה ולמידת כימיה מקוונות והיברידיות.

לעבודה זו שלושה מרכיבים: נקודות המבט של תלמידים על למידה מקוונת, נקודות המבט של מורות על הוראה מקוונת, והמרכיבים וההגדרה של חינוך משולב (היברידי). מרכיבים אלו יהוו את המסגרת לתיאור הממצאים, הדיון בהקשר שלהם ובתרומתם למחקר, ובסיכום המשמעויות הנגזרות מהן לחינוך מקוון ומשולב. מטרתו של מחקר זה היא ללמוד על ההיבטים של הוראה ולמידה מקוונות, מרחוק ובגישה משולבת (היברידית) – דרך הניסיון והחוויות של מורות ותלמידים. שורשיו של מחקר זה בתפיסה שטכנולוגיה יכולה לסייע להוראה ולמידה, לא רק בתפעול אלא גם בשיפור והעצמת המורות והתלמידים. המחקר החל עוד לפני שפשו שינויים נרחבים במערכות החינוך בכל העולם עקב התפרצות מגיפת הקורונה והסגרים שבאו בעקבותיה, אשר שינו את הגישה העולמית כלפי טכנולוגיה חינוכית במהלך אותה תקופה ייחודית בהיסטוריה האנושית. המחקר נערך במקביל למהלכי פיתוח, התאמה והטמעה של מערכת ניהול למידה חדשנית בתחום של הוראת הכימיה. מערכת פטל (PeTeL – Personalized Teaching and Learning) מפותחת במחלקה להוראת המדעים שבמכון ויצמן למדע, והיא מתוכננת לסייע בהתאמת תהליכי ההוראה והלמידה כך שיתאימו הן לצרכי המורות והן לצרכי התלמידים. המערכת מאפשרת למורות לנתח את נתוני ההישגים של התלמידים שלהן, ולשנות את ההוראה שלהן בהתאם לשם שיפור הלמידה של תלמידיהן.

המרכיב הראשון של המחקר סקר הישגים ועמדות של תלמידים בלמידה מקוונת. התלמידים ענו על שאלון בירור עמדות ותחושת מסוגלות-עצמית בנוגע ללמידת כימיה מקוונת ומותאמת-אישית, בו התבקשו גם להרחיב על הדברים שאהבו ושלא-אהבו בלמידה מקוונת. נתונים כמותיים מראים כי התלמידים הציגו שיפור מובהק בעמדותיהם כלפי שימוש בטכנולוגיה לשם הוראת הכימיה – ממצא העומד בניגוד למגמה העולמית באותה תקופה. כמו כן, נמצא שיפור מובהק בתחושת המסוגלות-העצמית של התלמידים ללמידת כימיה באמצעות טכנולוגיה. בפן האיכותני, התוצאות הראו שהתלמידים למדו להעריך את התרומה של המערכת ללמידה שלהם במהלך תקופת הקורונה והסגרים. בחינה של הבנה מושגית הדגימה עלייה מובהקת בהישגי התלמידים שלמדו באופן מותאם אישית באמצעות פטל, לעומת תלמידים שלמדו בצורה שאינה מותאמת אישית. המסקנות ממרכיב זה של המחקר נוגעות ללמידה מותאמת אישית, לרבות דרכי ההטמעה שלה והגורמים שמנעו את מימוש הפוטנציאל הגלום בה. בנוסף, המסקנות הובילו לזיהוי ארבעה ממשקים שהתלמידים מקיימים עם למידה מקוונת: עם עצמי, עם הסביבה, עם המורה, ועם הטכנולוגיה. ממשקים אלו מבוססים על מודל DI (הוראה דיפרנציאלית) ובכך מחזקים את הקשר בין התאמה אישית (פרסונליזציה) של החוויה בלמידה מקוונת ואסטרטגיית הבידול (דיפרנציאציה) של ההוראה.

המרכיב השני של המחקר בחן את העמדות והגישה של מורות כלפי הוראה משולבת, מקוונת ומותאמת-אישית, ע"י מיפוי החוויות ושיטות העבודה של המורות בעת שימוש בטכנולוגיה לשם הוראה, העמדות שלהם כלפי שימוש בכלים טכנולוגיים להוראה, והאופן שבו ביצעו התאמות של ההוראה שלהן. כמו כן, נבחנה עמדת המורות לגבי תפיסת המסוגלות-העצמית של תלמידיהן לגבי למידה בסיוע טכנולוגיה. המחקר בקרב המורות התקיים בשני שלבים: השלב הראשון התקיים בסמוך לסגר שנאכף על מערכת החינוך עקב התפשטות וירוס הקורונה; השלב השני התקיים לאורך השנה העוקבת. בשלב הראשון, הופץ בקרב מורי הכימיה בישראל סקר לבירור צרכים ושיטות עבודה בהוראה מקוונת. מתוך נתוני סקר זה, בודדו עמדות המורות לגבי יתרונות וחסרונות ההוראה המקוונת. בשלב השני, המורות התבקשו לענות על שאלון בירור עמדות וכיצד הן ראו את המסוגלות-העצמית של תלמידיהן. התוצאות הכמותיות מצביעות על עלייה מובהקת בתפיסת המורות את תחושת המסוגלות-העצמית של התלמידים ללמידה באמצעות טכנולוגיה. בנוסף, נתבקשו המורות לספר על יתרונות וחסרונות בהוראה מקוונת ולפרט על שיטות הטובות ביותר שלהם להוראת כימיה מקוונת, ובפרט עם פטל. תוצאות איכותניות שיקפו את דיווחי התלמידים, וכן התגלו ממשקים משלימים לאלו שהתגלו בקרב התלמידים: עם עצמי, עם הסביבה, עם התלמידים, ועם הטכנולוגיה. התגלה גם ממשק חמישי, ייחודי למורות, הנוגע לאינטראקציות של המורות עם הפדגוגיה שלהם.

המרכיב השלישי של המחקר החל במקביל להטמעה הראשונית של פטל בכיתות כימיה ברחבי הארץ, ובמהלכו רואיינו מורות לגבי אופי השימוש שלהן בפטל, באופן ספציפי הדרך שבה הטמיעו יחידת לימוד מסוימת. ארבעה מקרי חקר מייצגים את האופן שבו המורות הטמיעו את היחידה בהתאמה למקרים השונים, לאור גישתן הפדגוגית, כאשר הן משלבות יחד כלים מגוונים על מנת להתמודד עם המצבים שנוצרו בכתה. מתוך מקרי החקר ועל בסיס מודל DI, זוהו שלושה מתוך צירי ההיברידיות. בשנה העוקבת, קבוצת מורות כימיה השתתפה במפגשי תמיכה שבועיים לסיוע בהטמעת פטל בהוראה שלהם. לאחר סיום שנת הלימודים, המורות רואיינו לגבי אופן ההוראה המשולבת (היברידית) שלהן. מורות אלו רואיינו פעם נוספת שלוש שנים לאחר מכן. בהתבסס על נתונים אלו, הורכבו ארבעה מקרי חקר, שהדגימו ואפיינו את מאפייני ההוראה המשולבת של המורות, ככל שאלו השתמשו בכלים טכנולוגים להוראה, בעודן מנסות להתאים אותה לחזון הפדגוגי שלהן. בהתבסס על החוויות של המורות, מודל "צירי ההיברידיות" Axes of Hybridity הורחב לכדי תשעה צירים, ובכך מציג אלטרנטיבה להגדרה הנוכחית של היברידיות המבוססת על ציר אחד. התוצאות מאירות על הדרכים שבהן מורות משתמשות ומטמיעות כלים טכנולוגיים בהוראה שלהן, ופטל במיוחד, לאורך תקופה שבה התנאים להוראה השתנו תדיר. בהמשך לזיהוי הצירים, פותח כלי אנליטי לניתוח האופי ההיברידי של ההוראה של מורות, בנקודות זמן שונות – הפרופיל ההיברידי Profile of Hybridity. אשר שימש את המורות ככלי אנליטי, ואפשר להן לבצע רפלקציה על ההוראה המשולבת שלהן לאורך המחקר.

למחקר זה שלוש תרומות מרכזיות לתאוריה. הראשונה היא מודל הממשקים Interfaces של מורות ותלמידים עם הוראה ולמידה מקוונות בגישה משלימה, המבוסס על הניסיון שלהם – ומהווה גם גשר בין המונחים 'למידה מותאמת אישית'
(PL) ו-'הוראה דיפרנציאלית' (DI). התרומה השנייה היא מודל צירי ההיברידיות, הפורש את המרכיבים של מונח ההיברידיות, ומהווה הרחבה להגדרת המונח הקיימת כיום. התרומה השלישית היא ההגדרה המשלימה ללמידה מותאמת אישית
(PL), שהיא ההתאמה של תהליכי ההוראה לגישה הפדגוגית של המורה, על בסיס ההיכרות שלה עם תלמידיה ועם צרכיהם, עם תכנית הלימודים, עם דרישות ההנהלה ועוד – גישה זו נקראת הוראה מותאמת אישית
(Personalized Teaching - PT). לתרומות אלו יש גם יישומים מעשיים. שימוש במודל הממשקים בגישה משלימה (מורות ותלמידים) יאפשר שיפור של התכנון, העיצוב, ההתאמה והפיתוח של יחידות הוראה ולמידה באופן מקוון ומשולב – המותאמים אישית לצרכי כלל המשתמשים. פרופילי ההיברידיות הן ייצוגים חזותיים של הצירים, אשר יכולים לשמש ככלי רפלקטיבי (לניתוח הטמעה של כלים מקוונים או היברידיים בהוראה מתאימה), לתכנון דדוקטיבי (לשם קביעת יעדים ללמידה מותאמת אישית ועבור יחידות הוראה מבוססות-טכנולוגיה) וכן לניתוח השוואתי (בתנאים שונים ולאורך זמן).