סוג אחר של חונך למתמטיקה

מחקר על האופן שבו אנשים חושבים מביא לתוכניות חונכות קוגניטיביות שעוזרות לילדים להצליח במתמטיקה

 

ממצאים

כיתת אלגברה עשויה להיות פחות קשה וקצת יותר מהנה בימינו, בזכות מחקרים על איך הקוגניציה האנושית עובדת. התיאוריה המותאמת לאופי המחשבה (ACT-R), שפותחה במשך שני עשורים על ידי הפסיכולוג ג'ון אנדרסון, היא מסגרת להבנת האופן שבו אנו חושבים על בעיות ותוקפים אותן, כולל משוואות מתמטיות. התיאוריה משקפת את הבנתנו בתחום הקוגניציה האנושית המבוססת על מספר עובדות שנגזרות מניסויים פסיכולוגיים.

 

תיאוריית ACT-R טוענת כי קוגניציה מורכבת נובעת מאינטראקציה של ידע פרוצדורלי ודקלרטיבי (הצהרתי). ידע דקלרטיבי הוא קידוד ישיר למדי של עובדות (כמו וושינגטון הבירה היא בירת ארצות הברית, 5 + 3 = 8); ידע פרוצדורלי הוא קידוד ישיר למדי של האופן שבו אנו מבצעים דברים (כגון, כיצד לנהוג). על פי תיאוריית ACT-R, כוחה של הקוגניציה האנושית תלוי באופן שבו אנשים משלבים בין שני סוגי הידע הללו.

 

חשיבות

תיאוריית ACT-R מספקת תובנות כיצד התלמידים לומדים מיומנויות ומושגים חדשים, ובכך מאפשרת למורים לראות היכן התלמידים עשויים להזדקק לתרגול נוסף כדי לשלוט בתרגילים חדשים.

 

יישום מעשי

ד"ר אנדרסון ועמיתיו מאוניברסיטת קרנגי מלון השתמשו במחקר זה כדי להכשיר חונכים קוגניטיביים, תוכניות לימוד על מחשבים המשלבות את תיאוריית ACT-R בהוראת אלגברה, גיאומטריה ומתמטיקה משולבת. החונכים מבוססים על מודלים קוגניטיביים שלוקחים צורות של הדמיות מחשב המסוגלות לפתור את סוגי הבעיות שהתלמידים מתבקשים לפתור. החונכים משלבים את הידע הדקלרטיבי והפרוצדורלי המוטמע בהוראה ועוקבים אחר פיתרון הבעיות של התלמידים כדי לקבוע מה הם יודעים ולא יודעים. זה מאפשר להפנות את ההדרכה למה שעדיין צריך לחזק ועוזר להבטיח שזמן הלמידה של התלמידים ינוצל בצורה יעילה יותר. התלמידים עובדים על מושג מתמטי עד להבנתו בצורה מלאה. סטודנטים הסובלים מבעיות קונספטואליות ישקיעו יותר בתחום זה, ואילו מי ששולט במושגים יכול לעבור לתחומים אחרים.

 

תוכנית החונך הקוגניטיבי הנפוצה ביותר משלבת שיעורי מחשבים מבוססי תוכנה אינדיבידואליים עם פעילויות שיתופיות לפיתרון בעיות בעולם האמיתי. התוכנית משרתת כיום יותר מ-150,000 תלמידים ברוב מחוזות בתי הספר הגדולים בארצות הברית. מחקרי שדה הראו הישגים דרמטיים של התלמידים במקום שבו התוכנית נמצאת בשימוש.

 

בשנת 2003 העניקה המחלקה האמריקאית לבתי ספר לביטחון חוזה שישמש בתוכניות לימוד מתמטיקה קוגניטיבית ב-224 בתי הספר הציבוריים שלה ב-21 מחוזות הממוקמים ב-14 מדינות זרות, שבע מדינות, גואם ופורטו ריקו. בבתי ספר אלה מונה כ-8,800 מורים המלמדים 106,000 תלמידים.