על הלמידה בסביבת הדמיות

הדמיות הן כיום מרכיב מרכזי בלמידה, הן במערכות חינוך (בתי-ספר ואוניברסיטאות) והן במגזר העסקי (תעשייה וארגונים כלכליים). מחקרם של הרפר ועמיתיו (Harper et al., 2000) מציין שבכרבע מבתי-הספר בארצות-הברית משמשות ההדמיות מרכיב מרכזי בלמידת המושגים העיקריים בתחומי הדעת השונים. סקר שנערך בקרב ארגונים וחברות תעשייתיות בארצות-הברית בשנת 1994 (Rafaeli et al., 2003) הראה, שיותר ממחצית הארגונים הנבדקים נעזרים במידה רבה בהדמיות בתהליך ההכשרה הארגונית של סגל העובדים. בייחוד השתמשו בהדמיות המסייעות ליצור מודל מנטלי של מבנה הארגון או של התהליכים העיקריים בו. בזכות טכנולוגיות המולטימדיה המודרניות, המאפשרות לדמות תהליכים באופן כמעט מושלם, ההדמיות הלימודיות משמשות ארגונים גדולים בלמידה של תהליכים מורכבים ויקרים מאוד, כגון בהכשרת טייסים ואסטרונאוטים.

שילובן של ההדמיות הלימודיות במערכות החינוך שונה משילובן במערכות תעשייתיות או ארגוניות. במערכות החינוך יש הדגשה על שימוש בהדמיות הלימודיות להבנת מושגים מרכזיים בתחומים שונים של המדעים המדויקים, אך אפשר למצוא הדמיות מעניינות גם בתחומים כמו היסטוריה, גאוגרפיה וכלכלה. בארגונים ובמערכות עסקיות-תעשייתיות נפוצות הדמיות לימודיות שמטרתן לשפר את ביצועי הלומד בהפעלת מערכות יקרות או מסוכנות. בהקשר זה נציין הדמיות למנתחי לב, הדמיות לרכישת מיומנות בתפעול מכונות יקרות במפעל, הדמיות לתרגול תותחני טנק או מפקדי צוללות, ואף הדמיות ללימוד הקלדה מהירה.

בגלל העלויות הגדולות הכרוכות בפיתוח הדמיות לימודיות, ובמטרה לשפר ולייעל אותן, נערכו בעשור האחרון מחקרים רבים שבחנו את יעילותן של ההדמיות, הן במערכות חינוך והן בארגונים ובתעשייה. להלן נדון בקצרה בממצאי המחקרים האלה ובהשלכות שיש להם על עיצובן של הדמיות. דיון זה ממקד ומשלים את קריאת המאמרים שצוינו בתחילת הפרק.

מאייר (Mayer, 2000) וקנגסלו (Kangassalo, 1994) ערכו סדרת מחקרים על תלמידי בית-ספר, ובדקו את ערכן הלימודי של הדמיות מסמלות פשוטות המסבירות את אופן פעולתם של מכשירים כגון משאבה ומעצור מכונית, ואת אופן היווצרותן של תופעות כמו הברק. ממצאי המחקרים הצביעו על שיפור ברור ביכולתם של הנבדקים, הן ברמות החשיבה הנמוכות כגון זכירה, והן ברמות הגבוהות כגון העברת למידה (transfer of learning). בעקבות השימוש בהדמיות השתפרה יכולתם של הנבדקים לזכור את רצף התהליכים של היווצרות התופעה או של פעולת המכשיר. כן השתפרה יכולתם לקשר בין ההדמיות לתופעות ולמכשירים הפועלים על-פי עקרונות דומים בתחומים אחרים. ערכן של הדמיות בשיפור הזכירה נמצא גם במחקרים רבים אחרים, כמו אצל הנדרסון ועמיתיה (Henderson et al., 2000). הם חקרו היבטים שונים של למידה אצל ילדי כיתה ב שלמדו מדעים בעזרת עולמון שבו הם פועלים כגאולוגים ומשחזרים את העולם הפרה-היסטורי בעזרת מאובנים שמצאו. נמצא שילדים שלמדו את שלבי היווצרות המאובנים באמצעות ההדמיה, זכרו אותם טוב יותר מילדים שלמדו זאת ללא הדמיה. גם חוקרים אחרים מדגישים את השיפור בזכירה בעקבות שימוש בהדמיות העוסקות בהבנה של מבני ארגוניים כלכליים (Manzoni & Anghern, 1998). לעומת מאייר (Mayer, 2000), שמצא שיפור משמעותי ביכולת העברת הלמידה אצל לומדים, הנדרסון ועמיתיו מצאו ששיפור זה היה קטן יחסית. לעומת זאת, הם מציינים שהיכולת להשתמש בשפה ובמונחים מדעיים השתפרה בהרבה בעקבות העבודה עם הדמיה (Henderson et al., 2000).

מחקרים רבים הראו שללמידה בסביבת הדמיה יש השפעה רבה על תהליכי חשיבה גבוהים של הלומד. הנדרסון ועמיתיה מצאו שאצל הלומדים חל שיפור ניכר בהפנמה של מושגים מורכבים, בהבנה של תהליך החקירה והחשיבה המדעית, ביכולת לערוך מיון מורכב לפי קריטריונים שקבעו בעצמם, ביכולת ליישם אסטרטגיות עבודה מתקדמות בפתרון בעיות, וביכולת ליצור רצפים לוגיים (logical sequencing). פריה ודיקינסון (Faria & Dickinson, 1994) בדקו תהליכי למידה בעזרת הדמיות עסקיות של מכירה, ומצאו שיפור משמעותי בחשיבתם האנליטית של המשתתפים ובכושרם לנתח תוצאות עסקיות ולתכנן אסטרטגיות מכירה משופרות. הנדרסון ועמיתיה מצאו שיפור ניכר בתפיסה מערכתית מורכבת בעקבות העבודה עם הדמיה (Henderson et al., 2000). תפיסה זו מתבטאת גם בהבנה עמוקה יותר של ההקשר הכללי של תחום הדעת, וביכולת ליצור קשרים מקוריים בין תופעות שונות. שייד ווטסון מצאו שהדמיות תורמות במידה רבה ליצירת מודל מנטלי יעיל של תופעות אצל ילדים צעירים (Shade & Watson, 1990). במחקרים רבים נמצא שיפור רב ביכולתם של הלומדים לפתור בעיות מורכבות (Gredler, 1996; Henderson et al., 2000; Rafaeli et al., 2003;) . הדבר בולט בעיקר בהדמיות התנסותיות המדמות את המציאות בקירוב רב, ומאפשרות ללומד להתנסות במצבים של שליטה ופתרון בעיות אמיתיות. הדבר מתקשר לממצאים שלפיהם ככל שההדמיה ראליסטית יותר, כן גדל ערכה הלימודי (Redfern et al., 1996). הראליזם מקטין את מידת האי-ודאות של הלומד לגבי טיב הלמידה שהוא מבצע, ובכך מעמיק את הבנתו (Gilgeous & D'Cruz, 1996).

תופעה מעניינת שתועדה במחקרים רבים היא, שבעקבות העבודה עם ההדמיה חל שינוי חיובי בעמדותיהם של הלומדים כלפי תחום התוכן. עובדי ארגון שהשתתפו בהדמיה לימודית הקשורה בעבודתם, נטו להמשיך לאסוף מידע בנושא גם אחרי שהעבודה עם ההדמיה הסתיימה באופן רשמי, ואף דיווחו על שיפור ביחסם כלפי הנושא (Manzoni & Anghern, 1998). על ממצא דומה מדווחים הנדרסון ועמיתיו: הילדים שלמדו גאולוגיה בעזרת הדמיה נטו להמשיך את העבודה עם ההדמיה בביתם, לאחר השיעור, ורבים מהם החלו להתעניין ולקרוא בתחומים הנוגעים לנושא ההדמיה, כגון מדע כללי, ארכאולוגיה וגאולוגיה (Henderson et al., 2000). לדעת סונדרס (Saunders, 1997), הדבר נובע מעומק השותפות בלמידה ומתחושת הבעלות עליה המושגות בלמידה ההתנסותית המאפיינת את רוב ההדמיות.

מגמות בהתפתחות הדמיות לימודיות במערכות חינוך

בגלל הפוטנציאל הלימודי הרב הגלום בהן, היו ההדמיות הלימודיות סביבת לימוד אטרקטיבית כבר מראשית חדירתם של המחשבים לשדה החינוך בסוף שנות החמישים של המאה העשרים. במהלך עשרות השנים שחלפו מאז עברו ההדמיות התפתחות בשני מישורים עיקריים: המישור הפדגוגי – גישות הלמידה המובילות בכל תקופה, והמישור הטכנולוגי – התפתחות הטכנולוגיות הזמינות באותן תקופות. השילוב בין הגישות פדגוגיות והיכולות הטכנולוגיות הכתיב במידה רבה את אופיין של ההדמיות הלימודיות שפותחו בכל עת.

ההדמיות הממוחשבות הלימודיות היו פופולריות במערכת החינוך במהלך שנות השישים, בעיקר בארצות-הברית. אופיין של הדמיות אלה הוכתב במידה רבה על-ידי הגישה הביהוויוריסטית, שעדיין שלטה אז בתהליכי ההוראה-למידה, ובהתאם לכך היו ההדמיות טכניות בעיקרן ועסקו באימון ובתרגול. הן אפשרו לתלמיד לתרגל ולרכוש שליטה במצבים ובתהליכים כמו ציות לתמרורים והתנהגות בבית-הספר. היות שהטכנולוגיות באותה תקופה היו מוגבלות, היו ההדמיות מגושמות למדי, ואפשרו ללומד רק שליטה מועטה במערכות המדומות. הדמיות אלה איבדו את הפופולריות שלהן בארצות-הברית עוד באותו עשור עקב עליית קרנם של מבחני ה-basic skills, שהתחרו בהצלחה בהדמיות הממוחשבות (ראו אצל Gredler, 1996).

בשנות השבעים פותחו בבריטניה תכניות לימודים הנתמכות על-ידי מחשב, כגון National Development Programme for Computer-Assisted Learning, 1973-1977, ותכניות לשילוב המחשב בתכנית הלימודים, כגון Computers in the Curriculum Project, 1975-1990. התכניות האלה וההדמיות שליוו אותן נשענו בעיקר על הגישה הפדגוגית הקוגניטיבית, ולפיכך ההדמיות טיפלו בהבנת פעולתן של מערכות. היו אלה בעיקר הדמיות מסמלות, שדימו מערכות כמו גוף האדם או כדור הארץ באמצעות הצגת תהליכים ותופעות, ולמשתמש ניתנה שליטה מעטה בלבד על מהלך ההדמיה. רמת האינטאקטיביות הנמוכה של ההדמיות נבעה משילוב בין הגישה הקוגניטיבית, מערכות ההפעלה המגושמות (DOS ו-CPM) והרמה הנמוכה של הציוד הטכנולוגי הזמין (למשל, מסכי מונוכרום או מסכי 16 צבעים, מהירות עיבוד נמוכה, וחסרונם של עזרים המאפשרים אינטראקטיביות, כמו העכבר).

החל מאמצע שנות השמונים התפתחה במערכות החינוך "תפיסת הכלים הפתוחים" (שעליה כבר למדתם בקורס "טכנולוגיה ולמידה"), שהעדיפה את הלמידה בעזרת כלים פתוחים (למשל, כמו כלים לעריכת תמונה, לעיבוד תמלילים ולעיבוד נתונים) על פני פיתוח סביבות למידה ממוחשבות ייעודיות כמו הדמיות ללימוד אופן פעולתן של מערכות ותופעות. עקב כך ירדה קרנן של ההדמיות ככלי ללמידה. עם חדירתן של סביבות הפעלה פתוחות יותר, כגון סביבת "חלונות", הוענקה למשתמש שליטה גדלה והולכת במהלך ההדמיה. באיור 3 אפשר לראות דוגמה להדמיה קוגניטיבית מייצגת של שנות השמונים. ההדמיה מאפשרת ללומד לשלוט במשתנים של מערכת השמש כדי ליצור בה תנאים שונים. ואולם, מערכת ההפעלה המגושמת (DOS) וחסרונו של העכבר ככלי יעיל להפעלת התוכנה, מכתיבים הפעלה מסורבלת ומורידים את רמת האינטראקטיביות שההדמיה מאפשרת למשתמש.

איור 3. Temperatures in the Solar System

שנות התשעים של המאה העשרים ציינו קפיצת מדרגה באופיין של ההדמיות ובגישות לשילובן במערכות חינוך. בשנים אלה חלה התפתחות גדולה בסביבות ההפעלה ובתוכנות המולטימדיה. בעקבות התפתחות זו פותחו סביבות למידה עם הדמיות שאפשרו שיתוף משאבים בלמידה, ריבוי משתתפים ואינטראקטיביות גבוהה (למשל, הדמיות לחיזוי מזג האוויר). בהדמיות אלה נעשה שימוש מתקדם באפקטים של מולטימדיה ותלת-ממד. במישור הפדגוגי, הן נשענו על גישה קונסטרוקטיביסטית. להבדיל מההדמיות של שנות השמונים, שהיו בעיקרן הדמיות מסמלות שהתמקדו בהכרת אופן פעולתן של מערכות, ההדמיות של שנות התשעים ואילך מקנות ללומד תפקיד מרכזי בלמידה. יש בהן מרכיב של עלילה או סיפור מסגרת, שהלומד משתלב בו וממלא תפקיד בעיצוב תוצרי ההדמיה. הדמיות אלה הן בעיקרן הדמיות התנסותיות קונסטרוקטיביסטיות מורכבות, המאפשרות ללומד להתנסות בניהול סיטואציות אותנטיות ובפתרון בעיות המדמות כמעט באופן מושלם את "הדבר האמיתי". הדמיית דוכן הלימונדה ו- SimCity הן דוגמאות להדמיות התנסותיות כאלה. אפשר גם להוסיף להן הדמיות התנסותיות כמו Fifa, המאפשרת להתנסות במשחק כדורגל (איור 4), וההדמיה Flight Simulator, המאפשרת להתנסות בטיסה מדומה (איור 5). בהדמיות ההתנסותיות המתוחכמות מהסוג שתואר כאן יש מרכיב מרכזי של משחק והנאה, והן מבטאות מגמה של מיזוג בין למידה והנאה, המכונה edutainment ("למידה בכיף"). מגמה זו הולכת ומשתלטת על סגנון הלמידה בהדמיות העכשוויות.

איור 4. Fifa

איור 5. Flight Simulator