תבניות פדגוגיות להוראת מדעי המחשב של Joseph Bergin

פיתוח: ד"ר ברוריה הברמן, מכון ויצמן למדע

 

Bergin מציג 14 תבניות פדגוגיות להוראת מדעי המחשב. לדבריו, התבניות מהוות בסיס לפיתוח שפת תבניות (pattern language) שיכולה לעזור בפיתוח/ארגון קורסים במדעי המחשב. התבניות אינן כולן באותה רמת הפשטה. חלקן מתייחסות להיבטים כלליים של ארגון קורס, וחלקן מתייחסות לפרטים יותר ספציפיים ברמה של פעילויות יום-יומיות במפגש עם תלמידים.

פירוט התבניות נמצא ב- http://csis.pace.edu/~bergin/PedPat1.3.html .

באופן כללי ניתן לסכם ש- Bergin מצביע על שני פערים מרכזיים בהם צריך לטפל:

** חשוב שתלמידים יקבלו תמונה כללית הוליסטית של הדיסציפלינה (או של נושא מסוים) בצד הבנת המאפיינים של מושגים/עקרונות/רעיונות בודדים, ולא "ילכו לאיבוד" בים של פריטים. נשאלת אם כן השאלה כיצד לארגן את הלמידה במטרה לפתח בתבונה אצל הלומד את שתי נקודות המבט- ההוליסטית  בצד הפרטנית.

** אחת המטרות של לימוד מדעי המחשב היא לפתח אצל הלומד את היכולת להבין אופן פעולתן של מערכות תוכנה ותהליכי פיתוחן, בצד היכולת לפתח באופן עצמאי אלגוריתמים ומערכות תכנה. לדעת Bergin  קיים פער בין היכולת לפתח תוצר מורכב לבין היכולת להבין אותו- קל יותר להבין היבטים שונים של מערכת קיימת מאשר לפתח אותה מן היסוד. נשאלת אם כן השאלה כיצד לארגן את הלמידה במטרה לפתח אצל הלומד יכולות "קריאה" ו-"כתיבה".

 

 רעיונות לגישור על פערים אלו ניתן למצוא בתבניות הפדגוגיות ש- Bergin מציע. למשל, מומלץ שתלמידים מתחילים יעסקו ב- "קריאה לפני כתיבה" ויעבדו ב"קטן" על מערכות גדולות הבנויות בתבונה (על ידי המורה) בטרם יפתחו מוצר שלם באופן עצמאי.

עבודה זו כוללת תקצירים של מכלול התבניות הפדגוגיות ש- Bergin מציע בצד סיכום מפורט יותר של מספר תבניות מייצגות.

 

שפת תבניות לפיתוח קורס ניתן למצוא כאן

מכלול התבניות הפדגוגיות

התבנית

תאור קצר

סיכום מפורט

Early Bird

ארגון הלמידה בקורס כך שהמושגים / הרעיונות / העקרונות החשובים יילמדו/יוצגו תחילה או כמה שיותר מוקדם.

סיכום מפורט

Spiral

 

ארגון הלמידה בקורס סביב הקניית כלים ופיתוח יכולות פתרון בעיות תוך הצגת תתי נושאים של הקורס בשזירה ובעידון הדרגתי במעגלים.

ארגון הלמידה בדרך זו מאפשר לתלמידים לפתור בעיות משמעותיות בשלבים מוקדמים ככל האפשר.

סיכום מפורט

Consistent Metaphor

שימוש במטפורה להצגת נושא מורכב במטרה לאפשר לתלמידים לראות את "התמונה הגדולה" מבלי ללכת לאיבוד ב"ים הפרטים".

סיכום מפורט

Toy Box

מתן מבט רחב – תיאורטי ואפליקטיבי על ידי הפעלה באמצעות כלים אטרקטיביים מוכנים שהופכים את הלמידה לחוויה נעימה.

התנסות עם כלים מוכנים ליצירת תוצר מורכב אותו התלמידים אינם יכולים לפתח מן היסוד במלואם באופן עצמאי. הכלים יכולים להיות "סגורים" או ניתנים להרחבה.

סיכום מפורט

Tool Box

תלמידים בונים ארגז כלים דינמי ומתפתח מן הבסיס, לשימוש חוזר עתידי (באותו קורס ובקורסים מתקדמים).

המטרה מושגת על ידי תרגילים מרובי סעיפים הכוללים בין השאר מטלה לבנות כלי כללי לשימוש חוזר. מתאים לעבודה שיתופית בין צוותים.

סיכום מפורט

 

דוגמה ליישום

Lay of the Land

הבנה מערכתית של תוצרים מורכבים. התייחסות לתמונה הגדולה בצד פרטיה.

יכולת בחינה והערכה של תוצר מורכב למרות שאין עדיין את היכולת לפתח מוצר בהיקף כזה באופן עצמאי. ההערכה כוללת איתור חסרונות ובעיות.

נותן מושג על מהות תוצרים בהם עוסקים בעולם האמיתי.

סיכום מפורט

Fixer Upper

איתור ותיקון תקלות/שגיאות/בעיות פשוטות בתוצר גדול מוכן מוכן מראש.

בדרך זו התלמיד עובד על מערכת מורכבת קיימת ולומד לבדוק אותה, לשפץ ולשפר אותה. (קריאה לפני כתיבה).

סיכום מפורט

Larger than Life

שינוי מערכת קיימת והתאמתה לדרישות חדשות. (קריאה לפני כתיבה).

 

סיכום מפורט

Student Design Sprint

התנסות בעיצוב ותיכון בשלבים תוך כדי עידון הדרגתי. המטרה לפתח הרגלים נכונים המתאימים לעיצוב מערכות מורכבות. עבודה בקבוצות בשלבים תוך שינוי הדרגתי בעיצוב בעקבות שאלות למחשבה המוצגות על ידי המורה שלא ניתן לענות עליהן כאשר העיצוב לוקה בחסר ואינו טוב דיו.

 

Mistake

איתור ותיקון שגיאות על ידי יצירה מכוונת של שגיאות בהנחיית המורה במטרה להתנסות בבחינת תוצאות והשפעות השגיאה (בחינת תגובות המערכת וסביבת העבודה – הבנת הודעות שגיאה).

למידה מאי-דוגמאות.

 

Test Tube

בחינה עצמית של "מה יקרה אם?" – פיתוח יכולות חקר וגילוי של התנהגות מערכת. מתאים למקרים בהם אין כללים ברורים. בחינת השערות.

דמיון לבחינת השערות במדעי הטבע.

 

Fill in the Blanks

לימוד נושאים מורכבים על ידי בניית מרכיבים קטנים של תוצר. שילוב של קריאה וכתיבה ויחד עם זאת אפשר להקדים קריאה לכתיבה.

למידה על ידי קריאה בצד עשייה.

משימות של השלמת החסר.

 

Gold Star

הערכה חיובית וחיזוק על ביצועים טובים. מתן ציון לשבח.

 

Grade it Again Sam

מתן אפשרות לתיקון שגיאות ושיפור איכות תוצר מאפשר ללמוד משגיאות ומעודד שיפור הדרגתי.

 

חזרה לעמוד הראשי