בעת ניתוחן ואפיונן של הדמיות לימודיות, אנו בודקים בעיקר באיזו מידה נעשה בהדמיה שימוש מושכל בטכנולוגיה הממוחשבת כדי לקדם את מטרות הלימוד. פיתוחה של הדמיה אינו עניין של מה בכך; הוא מצריך משאבים רבים של זמן וכסף, ולכן חובה על המעצב לבחון היטב אם ההדמיה באמת נחוצה, אם אין דרך יעילה ממנה להבנת התופעה, התהליך או המערכת, ומה תרומתה הסגולית לשיפור הלמידה. דיון מקיף בשאלת העיצוב המושכל של הדמיות תוכלו למצוא אצל צ'ן (Chen, 2002).

בפרק הנוכחי נציג כמה ממדים של תהליכי הוראה-למידה המשמשים לאפיון וניתוח של הדמיות (טבלה 1), וניישם אותם על תשע הדמיות שיוצגו להלן.

מהם ההבדלים בין ההדמיות השונות? לפי אילו אמות מידה יש להעריך את יעילותה של כל הדמיה? במה מתייחדת פעילות הלומד בכל אחת מההדמיות? מהי תרומתה הייחודית של כל הדמיה להשגת אתגרי הלמידה המבוקשים? בסעיפים הבאים ננתח את תהליכי הלמידה המתרחשים בהדמיות לפי כמה קריטריונים (היעזרו בטבלה 1).

מהו הערך המוסף הלימודי של ההדמיה?

כאמור, פיתוח הדמיות כרוך בהשקעה גדולה; לכן נשאל את עצמנו בראש ובראשונה: מהו הערך המוסף של ההדמיה? מה יתרונה על פני למידה דרך הרצאה, קריאה, תרגול או כל פתרון מסורתי אחר? באיזו מידה נעשה בהדמיה שימוש נבון בטכנולוגיה ליצירת סביבת למידה ייחודית, שלא היה אפשר להשיג בדרכים אחרות? מהבחינה הזאת, ההדמיה המציגה את התפתחות המשקעים לאורך חזית קרה (2) אינה מציעה גישה לימודית ייחודית. בגלל הפשטות היחסית של התופעה (ושל ההדמיה), היה אפשר להבין אותה גם בעזרת קטע וידאו, סדרת איורים או הסבר מילולי טוב המלווה באיורים. לעומת זאת, ההדמיה המטפלת בחיבור ובחיסור צבעים היא אמצעי ההוראה המוצלח ביותר לתופעה. שום הסבר מילולי, גם אם ילווֶה בהמחשה חזותית, לא ישיג את האפקט של השליטה שיש למשתמש בצירופם של צבעי היסוד ליצירת צבעים נוספים. ההפעלה היא שמאפשרת ללומד להבין את הנושא לעומק.

בניתוח הערך המוסף של ההדמיה אפשר להבחין בין שני סוגים של ערך מוסף: ערך מוסף לימודי הנוגע לתכנים הנלמדים, וערך מוסף לוגיסטי הנוגע להיבטים התהליכיים-ארגוניים של הלמידה. חלוקה זו אינה מוחלטת, כי יש הדמיות "לוגיסטיות" שבהן הלומד מגיע להפשטה מתוך העיסוק המעשי, ויש הדמיות "לימודיות" שבמהלך הלמידה בעזרתן הלומד משיג שליטה לוגיסטית במערכת.

ערך מוסף לימודי: הכוונה להדמיות שערכן העיקרי הוא פדגוגי-דידקטי. למשל, הערך המוסף העיקרי של הדמיית הלב, הדמיית המנוע, או הדמיית החיכוך (5) מתבטא בהמחשת תהליכים מופשטים או נסתרים מעינו של הלומד. הערך המוסף של ההדמיה הממחישה את סדרי הגודל ביקום (1) טמון בהמחשת סדרי גודל בלתי-נתפסים של זמן ומרחב. הדמיית בית המשפט (7) ו-SimCity מציגות מערכות מורכבות מאוד, וערכן המוסף הלימודי הייחודי הוא בפיתוח תפיסה מערכתית, המתבטאת ביכולת לפתור בעיות מורכבות בעבודה עם המערכת.

ערך מוסף לוגיסטי: כפי שנאמר בסעיף 5.2.1, "מהי הדמיה ומדוע היא נחוצה", לימודם של נושאים או של תכנים רבים נתקל בבעיות הנובעות ממגבלות אתיות, טכניות או כלכליות. במקרים כאלה אפשר להיעזר בהדמיות המחליפות, לפחות חלקית, את החומרים האמיתיים. ההדמיה של ניתוח השתלת הלב (3) מאפשרת לחסוך חומרים יקרים שכן מתרגלים אותה "על יבש" עוד ועוד, עד להשגת שליטה בתהליך. כיום נפוצות בצבא ובתעשייה הדמיות משוכללות ביותר המדמות תהליכים וסביבות מורכבים מאוד באופן כמעט מושלם. כך, למשל, לפני שפרחי טיס מתחילים לטוס, הם מתאמנים בסימולטורים המדמים בשלמות את תא הטייס ואת תהליך הטיסה, וחוסכים בעלויות האימון הגבוהות מאוד (ראו את ההדמיה Flight Simulator (איור 5), המציעה גרסה משחקית של הדמיית טיסה). תנאי מרכזי בעיצובן של הדמיות שנועדו לחסוך משאבים יקרים הוא שהן יהיו דומות ל"דבר האמיתי" במידה כזאת שהלומד יוכל לעבור בקלות מסביבת ההדמיה לסביבת המציאות.

במקרים רבים תהליך הלמידה כרוך בשימוש בחומרים או בתהליכים מסוכנים. במקרה כזה ערכה המוסף העיקרי של ההדמיה הוא במניעת היחשפותו של הלומד לחומרים או לתהליכים האלה. לדוגמה, הדמיות המלמדות שימוש במכשיר רנטגן מאפשרות ללומד להקטין את מידת חשיפתו לקרינה מסוכנת זו. הדמיה של מצבי קרב שונים, המצויה במסגרות צבאיות רבות, חוסכת לא רק משאבים יקרים אלא בעיקר מצמצמת את חשיפת החייל לאימונים באש חיה.

תחומי לימוד רבים עוסקים בנושאים המעוררים בעיות אתיות, כגון ניתוח גופות במסגרת לימודי הרפואה, או ניסויים בבעלי חיים. הערך המוסף של הדמיה כזאת (כגון השתלת לב – 3) הוא בעקיפת המכשלה האתית, לפחות באופן חלקי. מכיוון שהדמיית ניתוח של בעל חיים מפשטת תהליך מעשי, היא נותנת תשובה חלקית בלבד להכשרת מנתחים או ביולוגים, אך אין ספק שהיא מאפשרת להפחית את היקף הניתוחים והניסויים בבעלי חיים, אם כי לא לבטלם לחלוטין.

אילו מטרות ביצוע מקדמת ההדמיה?

כשמנתחים הדמיה יש להגדיר את מטרות הביצוע שלה ולבחון באיזו מידה צורת הפעילות של הלומד בהדמיה מאפשרת להשיג אותן. למשל, ברור שהכשרת טייסים בעזרת הדמיה מסמלת, שבה הלומד פסיבי יחסית ואינו מפעיל את המערכת ופותר בעיות, אינה הולמת את מטרות הלמידה – לפתח מיומנויות ביצוע ופתרון בעיות. בהקשר זה מבחינים בין שלושה סוגי הדמיות: הדמיות המקנות מיומנויות של קליטת מידע וזכירתו או מיומנויות שגרתיות (רוטיניות), הדמיות המקנות הבנה של תהליך או תופעה, והדמיות המקנות יכולת לפתור בעיות מורכבות. לדוגמה, ההדמיה של ניתוח הלב (3) מסייעת ברכישת מיומנויות שגרתיות. לעומתה, בהדמיית מנוע השרפה הפנימית, בהדמיית קרן האור (6) ובהדמיית החיכוך (5), מטרת הביצוע היא הבנת תהליך או תופעה. ובהדמיה SimCity, מטרת הביצוע היא פתרון בעיות מורכבות ואותנטיות של תכנון עיר והתגברות על תקלות.

באילו תכנים עוסקת ההדמיה?

הדמיות לימודיות, מטבען, עוסקות בתחומי דעת שונים (כגון ביולוגיה, היסטוריה) ומטפלות בסוגים שונים של תכנים. על מעצב ההדמיה להחליט מהם התכנים המהותיים ביותר ולפתח אסטרטגיות הוראה-למידה וטקטיקות הולמות. מבחינים בין תכנים משני סוגים: תכנים תהליכיים (פרוצדורליים) ותכנים מושגיים (קונצפטואליים). התכנים התהליכיים הם בעיקר תהליכים ורוטינות, ואילו התכנים המושגיים הם בעיקר מושגים, עקרונות, תאוריות ומערכות. בהדמיות המורכבות העכשוויות הבחנה זו אינה מוחלטת, משום שהדמיות רבות, ובעיקר הדמיות התנסותיות רחבות-ממדים, מטפלות במרכיבים תהליכיים בתוך מערכת המטפלת בעיקר בתכנים מושגיים. למשל, הדמיה של גוף האדם (תוכן מושגי) עשויה לכלול מרכיב משני המלמד איך לבצע בדיקת דופק או ספירת כדוריות דם (תוכן תהליכי).

התכנים של הדמיית ניתוח הלב (3) הם תהליכיים: ההדמיה מציגה את התהליך ההכרחי להשגת מטרות הביצוע. הדמיות שנועדו לרכישת מיומנות בתהליך מדגישות את הביצוע המדויק של כל שלב ואת ביצוע השלבים לפי הסדר. הדמיה יעילה נותנת ללומד משוב מידי ומדויק על הביצוע שלו, ומציגה לו מגוון הולם של מצבים הדוגמים היטב את הנסיבות שבהן מיישמים את התהליך (למשל, הדמיה של פיתוח סרט צילום תטפל בסרטים מסוגים שונים). לעומתן, הדמיית פעולת הלב, הדמיית פעולת המנוע והדמיית התפתחות החזית הקרה (2) מטפלות בתכנים מושגיים של הצגת עיקרון או מערכת. בהדמיות כאלה האתגר הוא הצגה בהירה של המושגים והעקרונות. הדמיית בית המשפט (7) והדמיית ניהול העיר (SimCity) מציגות תכנים מושגיים ותכנים תהליכיים הפועלים במשולב, דבר המחייב את הלומד להבין היטב את המערכות הנלמדות על מורכבותן, ולשלוט בהן.

קבוצה נוספת של הדמיות המטפלות בתכנים מושגיים עוסקת בהצגת מבנים: לכאן שייכות הדמיות המאפשרות ללומד "לטייל" בחלל כלשהו ולהכירו באופן וירטואלי, כגון סיור וירטואלי במוזיאון. ראו למשל סיור וירטואלי במוזיאון לילדים או במוזיאון נחום גוטמן.

כאמור, ההבחנה בין הדמיות תהליכיות להדמיות מושגיות אינה תמיד מוחלטת: הדמיות מושגיות רבות מכילות רכיבים תהליכיים, והדמיות תהליכיות רבות נועדו להקנות ללומד תובנות מושגיות רחבות. למשל, היה אפשר לתכנן את הדמיית ניתוח הלב כדי שתדגיש היבטים מושגיים של אבחון וטיפול בבעיות במהלך הניתוח, ולאו דווקא את השלבים בתהליך הניתוח. אפשר, כמובן, לשלב את שתי הגישות בהדמיה אחת!! התרגיל הבא אמור לחזק אצלך את הבנת הדקויות שבין הדמיות תהליכיות להדמיות מושגיות.

אילו מיומנויות רוכשים הלומדים?

מרכיב מרכזי בניתוח הדמיות הוא זיהוי ואפיון המיומנויות הנרכשות במהלך הלמידה. לעתים קרובות, רכישת המיומנויות האלה היא ההצדקה העיקרית לפיתוחה של הדמיה. המיומנויות הנלמדות בעזרת הדמיות נחלקות לארבעה סוגים:

• מיומנויות קוגניטיביות: כאן נכללות הדמיות המפתחות אצל הלומד מיומנויות בתחומי תוכן מוגדרים, כגון הבנת עקרונות, ניתוח תהליכים ומערכות, או פתרון בעיות במערכות. למשל, בשתי הדמיות הלב שהכרתם, הלומד מכיר ומבין את פעילות הלב, וההבנה אמורה לאפשר לו לנתח ולהסביר תופעות כגון אי-ספיקת לב וההבדל בין פעולת הלב של ספורטאים ואנשים רגילים. בהדמיה SimCity הלומד פועל כמדען הפותר בעיות של תכנון עירוני.
• מיומנויות בין-אישיות ותוך-אישיות (הקשבה, אמפתיה, רפלקציה): ההדמיה עשויה להתמקד במיומנויות בין-אישיות ותוך-אישיות כמו ניהול משא ומתן, פתרון סכסוכים או ביצוע ראיון אישי. בגלל הקושי לנסח קריטריונים ברורים להגדרת המשתנים הפועלים בהדמיה, הדמיות מסוג זה נדירות יחסית, וערכן הסגולי נמוך יותר. אף-על-פי-כן, אפשר למצוא הדמיות המדמות מצבים חברתיים ותהליכים בתוך קבוצה, ואפילו הדמיות המציעות טיפול פסיכולוגי באינטרנט.
• פיתוח עמדות: הדמיות רבות אינן עוסקות רק בהכרת מערכת אלא שמות להן למטרה לסייע ללומד לנקוט או לטפח עמדות, שיפוט והערכה כלפי מצבים. הדמיות כאלה עשויות לכלול פיתוח עמדות מוסריות, עמדות ערכיות ועמדות אסתטיות. לדוגמה, בהדמיה הלימודית Be the Judge – An Environmental Dilemma (מסיבות טכניות אי אפשר להציג כאן מסך מהתוכנה), התלמיד משמש חבר בוועדה המגבשת המלצות לגבי מדיניות כריתת יערות לצורכי חקלאות. ההדמיה מאפשרת לתלמיד לחקור היבטים שונים הקשורים בכריתת יער, להעריך את תוצאות הכריתה ולגבש את עמדותיו המוסריות והתכניות כאחד. אחד היתרונות הגדולים של הדמיה שנועדה לפתח עמדות הוא שהיא מזמינה מעורבות גבוהה מצד הלומד, ומעניקה לו חוויה והנאה. המעורבות הרגשית מעודדת פיתוח או שינוי של עמדות. בכל עמדה יש רכיב קוגניטיבי, התנהגותי ורגשי. למשל, עמדה כלפי מיחזור פסולת כוללת נכונות לנקוט פעולה – להפריד בין סוגי פסולת, הבנה של חשיבות המִחזור, ועוינות כלפי אנשים שאינם ממחזרים פסולת. קשה לשנות עמדות בלי לערב את הממד הרגשי. הביטוי הברור ביותר של מעורבות בהדמיות מצוי בסגנון משחק התפקידים (roleplay) המאפיין רבות מהן. במסגרת משחק התפקידים הלומד ממלא תפקיד ומשתתף באופן פעיל בתהליך הלמידה. למשל, בהדמיית בית המשפט (7) הלומד משמש סנגור, ובהדמיה SimCity הוא משמש מתכנן עיר.
• מיומנויות מוטוריות: אמנם רוב ההדמיות הלימודיות מטפלות בהקניית מיומנויות קוגניטיביות, אבל יש גם הדמיות המלמדות מיומנויות מוטוריות. הדמיות כאלה נועדו לאמן את הלומד בביצוע מטלות תהליכיות שממד האימון והשליטה בולטים בהן. הדמיית הטיסה flight simulator, הדמיה של נהיגה במכונית והדמיות לאימון תותחני טנקים הן דוגמאות לכך. כאמור, התנאי להדמיה מוטורית טובה הוא שהיא תייצג את המציאות באופן הקרוב לשלמות, ותציע חלופה אמינה ל"דבר האמיתי". הדמיות כאלה מפתחים בעיקר כשצריך לחסוך במשאבים, כשמתעוררות בעיות אתיות או כשיש סיכון רב, ולכן אי אפשר לעבוד בסביבות מציאותיות.

איזו אינטראקציה מתקיימת בלמידה באמצעות הדמיה?

כל ההדמיות מאפשרות למשתמש לשלוט בהן במידה זו או אחרת, ומידת השליטה נעה מפסיביות מוחלטת כמעט בהדמיות מסמלות ועד לשליטה מלאה כמעט בהדמיות התנסותיות מורכבות. ההדמיות של סדרי גודל ביקום (1), היווצרות משקעים (2), ופעולת הבוכנה, הן דוגמאות להדמיות שהלומד בהן פסיבי יחסית. בהדמיות 6-3 יש ללומד שליטה מוגבלת במספר מוגדר של משתנים, כגון זווית המישור או זווית פגיעת קרן האור. לעומתן, ההדמיה SimCity מאפשרת לשחקן שליטה רבה במערכת, והוא יכול לנהל כמעט כל חלק ממנה. יש הדמיות כמו Fifa, שבהן הלומד "משחק" את אחת הדמויות בסביבת העבודה, ומקבל על עצמו תפקיד פעיל בתהליך העבודה וביצירת תוצרי הלמידה. הדמיות אלה בדרך כלל מאפשרות ללומד לקיים אינטראקציה מרבית עם המערכת, וההתנסות אתן קרובה מאוד "לדבר האמיתי".

באילו אסטרטגיות של הוראה-למידה נעשה שימוש?

אחת ההכרעות המרכזיות בעיצוב הדמיות היא ההחלטה בדבר אסטרטגיות ההוראה-למידה שכדאי לנקוט. בהדמיית פעולת הלב, למשל, החליט המעצב להמחיש את פעולת המערכת באמצעות ייצוג חזותי-דינמי. אסטרטגיה חלופית עשויה להיות הצגה מילולית (מבוססת על טקסט) של בעיות לב טיפוסיות (אוטם שריר הלב, אי-ספיקה), העלאת השערות לגבי הדינמיקה של בעיות אלה, ורק בשלב מאוחר יותר, אחרי שהלומד העלה השערות שונות, הצגה חזותית-דינמית של תפקוד הלב אצל אנשים בריאים וחולים. האם האסטרטגיה הראשונה, המכונה גילוי מונחה (guided discovery), יעילה יותר מהצגה סדורה ומבוארת היטב של התכנים, המכונה למידה מבארת (expository learning)? יעילותה של הדמיה תלויה במידה רבה באימוץ אסטרטגיות הוראה-למידה ההולמות את מטרות הביצוע ואת מאפייני הלומדים. האסטרטגיות הבאות לידי ביטוי בהדמיות הן למידת חקר (discovery learning), למידה התנסותית (experiential learning), למידה באמצעות עשייה (learning by doing), ולמידה מבארת. בתהליכי הלמידה אנו מבדילים בין ארבעה סוגי פעילות של הלומד: (1) למידה פעילה עם דגש על חקר, (2) למידה פעילה עם דגש על בנייה, (3) למידה פעילה עם דגש חווייתי, (4) למידה סבילה.

בהדמיות שהלמידה באמצעותן היא למידת חקר, הלומד חושף את החוקיות של המערכת באמצעות התנסות במצבים שונים וניתוחם. למשל, הוא מגלה את הגורמים המשפיעים על חיכוך או את חוקיות ההיווצרות של צבעים שונים, דרך התנסות שבה הוא שולט במשתנים האלה. בלמידה מסוג זה הלומד פעיל יותר, משקיע מאמץ רב יותר, ולרוב מפנים באופן עמוק יותר את הידע, בהשוואה ללמידה "ישירה", שבה החוקיות של פעולת המערכת מוצגת ישירות ללומד, והוא אינו נדרש לחשוף אותה בעצמו. בהדמיות המדגישות למידה פעילה עם דגש על בנייה, תוצרי הלמידה הם דברים שהלומד בונה בעצמו. למשל, האזור שהלומד תכנן ובנה בהדמיה SimCity מבטא את הידע שרכש בלמידה. בהדמיות הסבילות פעילות הלומד מוגבלת לצפייה בתהליך או בתופעה המוצגים לו (למשל, הדמיית ההיווצרות של חזית קרה). האסטרטגיה של למידה מתוך עשייה תועדף במקרים שבהם יש יתרון להפקת תוצר או להתנסות בביצוע של תהליך. למשל, הדמיית ניתוח השתלת הלב, שבה הלומד צריך לבחור בעצמו את כלי הניתוח הרלוונטיים לכל שלב של הניתוח, מספקת ללומד חוויה משמעותית בהרבה מיחידת לימוד שבה הלומד קורא באופן פסיבי על השלבים השונים של הניתוח והכלים הנדרשים לביצועו. למידה מתוך התנסות מתאימה למצבים שבהם יש ערך רב להפנמה של חוויה, כמו בהדמיה של המחשת סדרי הגודל ביקום (1), או להתנסות המעשית של הלומד בתהליך העבודה, כמו בהדמיית ניתוח השתלת הלב (3).

טבלה 1. היבטים עיקריים בניתוח הדמיות לימודיות