הכנס התשיעי של מתמטיקה כיצירה: בין תבונה אנושית לדיאלוג עם מכונה, מזמין אותנו לבחון את הגבול המתפתח בין המומחיות האנושית לבין היכולות של הבינה המלאכותית היוצרת בשדה החינוך המתמטי. אם בכנס הקודם עסקנו בהזדמנויות שנפתחו עם הופעתה של הבינה המלאכותית היוצרת, הרי שהשנה אנו צועדים צעד נוסף ושואלים: מהו תפקידו של המורה כש-AI הופך לשותף פעיל בכיתה? כיצד נשמרת התבונה הפדגוגית כשהמכונה מציעה, מתכננת ומתווכת?

שאלות אלו יעמדו במרכז שלוש ההרצאות שיוצגו בכנס. בהרצאה הפותחת נלמד כיצד ניתן לבנות סוכנים דיגיטליים תבוניים (בוטים) המותאמים לצרכי המורה והתלמיד, ולעבור מתפקיד של משתמשים לתפקיד של יוצרים בסביבת הבינה המלאכותית. בהרצאה המחקרית הראשונה נעקוב אחרי מסע מחקרי בן שלושה שלבים לפיתוח התערבות פדגוגית בפתרון בעיות מילוליות – ממשחק מונופול פיזי, דרך גיימיפיקציה דיגיטלית, ועד לחדרי בריחה וירטואליים המלווים בבוט פדגוגי מבוסס בינה מלאכותית. בהרצאה המחקרית השנייה נבחן מה קורה כאשר מורים למתמטיקה מתכננים משימות חקר בגיאומטריה תוך דיאלוג איטרטיבי עם בינה מלאכותית יוצרת, ונכיר שלושה דפוסים של תיזמור בין סביבות טכנולוגיות – המשקפים רצף התפתחותי בידע הטכנו-פדגוגי של המורה.

החוט המשותף לכל ההרצאות הוא ההכרה כי הבינה המלאכותית היוצרת אינה מחליפה את המורה אלא מזמינה אותו לדיאלוג חדש – דיאלוג שדורש חשיבה ביקורתית, ידע פדגוגי עמוק ויצירתיות. ה-AI הוא שותף חשיבה, אך המורה נותר המומחה – זה שיודע מתי לקבל, מתי לדחות, ומתי להכווין מחדש.

חוקרים, מרצים, מורים, סטודנטים ואנשי חינוך – הנכם מוזמנים לבחון עמנו את האיזון העדין בין תבונה אנושית לדיאלוג עם מכונה, ולחשוב יחד כיצד אנו מעצבים את עתיד ההוראה והלמידה של מתמטיקה.

להתראות בכנס,

ד"ר ענת קלמר

ראשת התכנית לתואר שני באוריינות וחדשנות בחינוך, החוג לחינוך

המכללה האקדמית גליל מערבי

מושב 1

ממשתמשים ליוצרים, סוכני בינה מלאכותית יוצרת בלמידה

פרופ. זוהר אליוסף, אוניברסיטת חיפה

תקציר

הרצאה יישומית הכוללת דוגמאות מעשיות לבניית בוטים (סוכנים) תבוניים. נלמד כיצד ניתן לרתום את הסוכנים הדיגיטליים ליצירת למידה משותפת “אדם-מורה-בינה”, המותאמת אישית לצרכי התלמיד והמורה בכיתת המתמטיקה. בהרצאה נבחן כיצד ניתן לעבור מתפקיד של משתמשים פסיביים בכלי בינה מלאכותית לתפקיד של יוצרים פעילים, המתכננים ובונים סוכנים דיגיטליים המותאמים להקשר הפדגוגי הספציפי שלהם.

פרופ. זוהר אליוסף הוא חבר סגל בכיר בפקולטה לחינוך באוניברסיטת חיפה, פסיכולוג חינוכי מומחה וזוכה מלגת אלון לחוקרים צעירים מצטיינים. פרופ. אליוסף הוא מהחוקרים הפוריים בעולם בתחום הבינה המלאכותית היוצרת ובריאות הנפש – פרסם עשרות רבות של מאמרים בשנים האחרונות בתחום זה. הוא מומחה בבניה של מערכות למידה מבוססות בינה מלאכותית.

מושב 2

לפרוץ את המחסום: פתרון בעיות מילוליות בחדרי בריחה ומרחבים וירטואליים – מסע מחקרי לפיתוח התערבות פדגוגית

ד"ר מיכל רווה, ד"ר עינת נבו וד"ר ענת קלמר, מכללת גליל מערבי

תקציר

פתרון בעיות מילוליות במתמטיקה מהווה אתגר רב-ממדי עבור תלמידים רבים, הכולל קשיים שפתיים, קוגניטיביים וחישוביים גם יחד. ספרות המחקר מצביעה על שלושה רכיבים מרכזיים התורמים להתמודדות עם אתגר זה: חיזוק אוצר מילים מתמטי, למידה מבוססת סכמות (זיהוי וסיווג בעיות לפי טיפוסן), ולמידה בסביבה משחקית המגבירה מעורבות ומפחיתה חרדה. ההשערה המרכזית של תוכנית המחקר היא ששילוב סימולטני של שלושת הרכיבים יוביל ליעילות מוגברת.

בהרצאה זו נציג מסע מחקרי בן שלושה שלבים שבחן התערבויות פדגוגיות לשיפור פתרון בעיות מילוליות בקרב תלמידי בית-ספר יסודי. מחקר 1 בדק למידה בסביבת משחק מונופול פיזי, בקרב 65 תלמידי כיתה ג׳, עם 102 בעיות מילוליות משולבות במשחק. הממצאים הראו שיפור מובהק בפתרון בעיות ובאוצר מילים מתמטי וצמצום פערים, אך נחשף “רעש” משחקי – תלמידים נסחפו לדינמיקה המשחקית על חשבון המיקוד הלימודי. מחקר 2 עבר לגיימיפיקציה, מודולות אינטראקטיביות ב-Canva עם 68 תלמידים, והניב יעילות גבוהה בזמן קצר, אך הלמידה לא הייתה מעוגנת בהקשר אותנטי. מחקר 3 מסנתז את שני קודמיו בחדרי בריחה דיגיטליים (Genially): ארבעה חדרי בריחה עלילתיים שבהם הבעיות המילוליות מוטמעות בנרטיב – המשלבים מוטיבציה, מיקוד לימודי והקשר אותנטי. חידוש מרכזי במחקר זה הוא בוט פדגוגי מלווה מבוסס בינה מלאכותית, הממלא שלושה תפקידים: הכוונה ומיקוד, עידוד שפה מתמטית, והסבר ורפלקציה.

המסע המחקרי ממחיש אבולוציה של התערבות: ממשחק פיזי בקבוצות גדולות בתיווך מורה, דרך גיימיפיקציה דיגיטלית ממוקדת, ועד למשחק עלילתי אדפטיבי בזוגות עם תיווך משולב של מורה ובוט. העקרונות המתגבשים ליישום בכיתה מדגישים את “השילוש” – סכמה, אוצר מילים מתמטי ומשחק – תוך עיגון במשמעות הקשרית ושימוש בטכנולוגיה בשירות הפדגוגיה.

מושב 3

תהליך שיתופי ודיאלוג איטרטיבי: מורים ובינה מלאכותית בבניית משימות חקר בגיאומטריה – שלושה מאפייני תיזמור בין סביבות טכנולוגיות

ד"ר רותי סגל, מכללת אורנים | ד"ר ענת קלמר, מכללת גליל מערבי

תקציר

מחקרים מראים כי הרבה מהמשימות המשלבות טכנולוגיה בהוראת המתמטיקה, ובפרט בגיאומטריה, משתמשות בה לביצוע פעולות שגרתיות, ורק מיעוטן מארגנות מחדש את חשיבת התלמידים. מחקר זה בוחן מה קורה כאשר מורים למתמטיקה מתכננים משימות חקר בגיאומטריה תוך שילוב שתי סביבות טכנולוגיות – Origametria  (סביבה דיגיטלית להוראת גיאומטריה המבוססת על קיפולי נייר) ו-GeoGebra  (סביבה דיגיטלית לגיאומטריה דינמית) ומנהלים שיח עם בינה מלאכותית יוצרת .

במסגרת מחקר בשיטה מעורבת, נבחנו 14 מורים שהשתתפו בקורס במסגרת תואר שני, לאורך 13 שבועות. הניתוח חשף שלושה מאפיינים מרכזיים בתהליך: 1) דיאלוג איטרטיבי עם GenAI 2) חשיבה ביקורתית ו-3) שיח מונע סקרנות (Curiosity-Driven Discourse – CDD) . כמו כן, זוהו שלושה דפוסים התפתחותיים של אינטגרציה בין הסביבות הטכנולוגיות. דפוסים אלה משקפים רצף התפתחותי הקשור לרמת ה TPACK של המורה.

ממצאי המחקר מצביעים על כך ש GenAI משמש כשותף חשיבה ולא כמומחה, וכי פיתוח TPACK אמיתי מתרחש דרך דיאלוג איטרטיבי וביקורתי עם GenAI ובשיח קבוצתי. הכשרת מורים צריכה לכלול התנסות בסביבות טכנולוגיות מרובות בו-זמנית, ולא בכלי אחד בכל פעם.