הצעירים והחושבים: איך לעזור לילדים לחשוב כמו מדענים

כשילד או ילדה שואלים "למה דג אבו-נפחא הופך לכדור נפוח", לרוב נזדרז להשיב להם, כמיטב יכולתנו. אבל מה אם נחכה רגע עם התשובה ונעודד אותם לשאול "איך הוא הופך לכדור נפוח"? זה אולי נשמע כמו זוטות, אבל השינוי הקטן בניסוח השאלה עשוי לסייע בטיפוח יכולות החשיבה וההיגיון של הדורות הבאים, ולא רק בהקשרים מדעיים. ואין צורך לחכות יותר מדי – מחקר של מדעניות מכון ויצמן למדע מראה כי כבר בכיתה ב' ילדים מסוגלים להציע הסברים מדעיים מורכבים להפליא לתופעות ביולוגיות, ובלבד שמכוונים אותם לסוג השאלות שעליהן מושתתים מדעי החיים – שאלות של "איך" במקום "למה".

הסברים המתמקדים ב"איך" מכוונים לחשיפת המנגנונים העומדים בבסיס תופעה ביולוגית והם מכונים גם הסברים מכניסטיים. הסברים אלה מפרטים את הגורמים השונים לתופעה ואת קשרי הגומלין ביניהם וכך מאפשרים לבסס קשר בין סיבה לתוצאה ולהימנע מכשלים לוגיים. הסברים שאינם מכניסטיים, לעומת זאת, מתארים תופעה מבלי להסביר אותה. כאלה הם, למשל, הסברים מעגליים (טאוטולוגיים), שבהם השאלה למעשה חוזרת על עצמה בתור התשובה ("צמחים גדלים לכיוון האור כי הם נמשכים לאור"), או הסברים תכליתיים (טלאולוגיים), המסבירים תופעה באמצעות המטרה שהיא נועדה כביכול להשיג, מבלי להסביר כיצד היא מושגת ("צמחים גדלים לכיוון האור כדי לשרוד"). הסבר מכניסטי, לעומת זאת, ינסה לרדת לשורש הדברים, תרתי משמע: למשל, צמחים חשים את האור, שולחים איתות דרך הגבעול וכך מכוונים את צמיחתם לכיוון השמש.

"במחקרים קודמים התקבלו ממצאים סותרים: היו מחקרים שהראו שכבר בגיל חמש ילדים מסוגלים לספק הסברים מכניסטיים, בעוד מחקרים אחרים הצביעו על כך שבערך באותו הגיל ילדים פונים לחשיבה טלאולוגית", אומרת ד"ר מיכל השכל-איטח מהמחלקה להוראת המדעים במכון ויצמן שעמדה בראש צוות המחקר. "רצינו להבין כיצד ייתכן שמחקרים שונים מגיעים לתוצאות שונות כל כך". בצוות המחקר היו שותפות גם תלמידת המחקר יעל שטכמן מקבוצתה של ד"ר השכל-איטח ופרופ' מרידה ארגזקי מאוניברסיטת פטרס ביוון.

החוקרות ביקשו לברר במחקר האם לילדים יש הכלים הדרושים כדי לחשוב כמו מדענים – ולא פחות חשוב מכך, מה עובר להם בראש כשהם נתקלים בסוגים שונים של הסברים? לשם כך הן ראיינו יותר מ-50 ילדים בכיתות ב' עד ו'. בחלקו הראשון של המחקר התבקש כל ילד להסביר תופעה ביולוגית, ובחלקו השני, הם התבקשו להעריך סוגים שונים של הסברים לתופעות אחרות.

יותר ממחצית מהילדים – 68% – סיפקו הסברים מכניסטיים. כך למשל הסביר אחד מהם: "בכל פעם שהלב של האבו-נפחא פועם מהר, הוא שואב פנימה הרבה אוויר". הביולוגיה מאחורי ההסבר אולי אינה מדויקת, אבל מבנה החשיבה ברור: יש סיבה, תהליך פנימי ותוצאה. שאר הילדים סיפקו הסברים מעגליים, למשל "הוא פשוט, כאילו... נהיה עגול", או הסברים טלאולוגיים: "אם יש סכנה, הדג מתנפח ונראה כמו מפלצת ענקית כדי שיתרחקו ממנו".

המחקר וממצאיו מציעים מסגרת חדשה להבנת האופן שבו ילדים מפרשים ממצאים ביולוגיים, ומסייעים ביישוב הסתירות שעלו במחקרים קודמים. "רוב הילדים במחקר הצליחו לייצר הסברים מנגנוניים, ובהם גם ילדים בכיתה ב'", אומרת ד"ר השכל-איטח במידה לא מבוטלת של גאווה. "הם אולי לא תמיד דייקו בעובדות, אבל מבנה החשיבה שלהם היה נכון".

""המטרה שלנו היא לא רק לגדל את דור העתיד של המדעניות והמדענים – אלא לחנך לאזרחות טובה"

כאשר ניתנה לילדים אפשרות לבחור בין כמה סוגי הסברים, הם העדיפו באופן עקבי הסברים מכניסטיים. יתרה מזו, הם לא הסתפקו באמירה ש"ההסבר הזה נשמע נכון", אלא נימקו את הבחירה שלהם באמצעות שני קריטריונים ברורים: דיוק וכוח הסברי – כלומר, היכולת של הסבר להבהיר כיצד דבר-מה פועל או מתרחש.

הילדים העריכו את מידת הדיוק של ההסבר על פי התאמתו למה שכבר ידעו – בין אם מהכיתה, מההורים או מהתנסות אישית. בתהליך ההערכה הם נעזרו ברמזים לוגיים, כמו עקרונות טבע שהכירו, או באנלוגיות, למשל היה מי שהקביל בין צמח הגדל לכיוון האור לאדם שמסתובב כשהוא שומע צעדים מאחוריו. כאשר הסבר סתר ידע קודם, הם מיהרו לדחות אותו.

אבל לעיתים קרובות עוד יותר בחרו הילדים בהסבר המכניסטי בגלל הכוח ההסברי החזק יותר שלו, ולא רק מכיוון שתוכנו תאם את מה שכבר ידעו. הם העדיפו תשובות שפרשו בפניהם שרשרת ברורה של סיבה ותוצאה, ואף ידעו לזהות מתי הסבר אינו עושה זאת. במקרים כאלה הם אמרו, למשל: "זה לא אומר איך – זה רק אומר מה קורה".

""אם משבחים ילדים רק כשהם מגיעים לתשובה הנכונה, הם ילמדו לשנן. אבל אם נדגיש גם את האופן שבו הגיעו לתשובה – גם אם היא לא מדויקת – נשדר שגם לאופן החשיבה יש משקל"

לתובנות האלה עשויות להיות השלכות על האופן שבו מלמדים מדעים. "באופן מסורתי אנחנו מתגמלים ילדים על תשובות נכונות", אומרת ד"ר השכל-איטח. "אבל אנחנו כמעט לא נותנים להם משוב על המבנה של ההסבר שלהם – האם הוא באמת מסביר איך משהו קורה".

במלים אחרות, מערכות חינוך נוטות למדוד תשובות, ולא תהליכי חשיבה. בין אם מדובר בשיעורי בית, במבחן או אפילו במשוב מזדמן ממורה או הורה, תלמידים נמדדים לרוב על מידת הדיוק שלהם – ולא על סמך איכות החשיבה. אז איך אפשר לעודד חשיבה מכניסטית מעמיקה יותר אצל ילדים?

התמקדות בלעדית בנכונות העובדתית עלולה להעביר לילדים מסר שגוי. "אם משבחים ילדים רק כשהם מגיעים לתשובה הנכונה", אומרת ד"ר השכל-איטח, "הם ילמדו פשוט לשנן. אבל אם נשים דגש גם על האופן שבו הגיעו לתשובה – גם כשהיא לא מדויקת – נשדר להם שגם לאופן החשיבה יש חשיבות". כאשר ילדים במחקר סיפקו תשובות לא נכונות אך בנויות היטב מבחינה מנגנונית, החוקרות לא פסלו אותן. במקום זאת הן התייחסו אליהן כאל פיגומים שאפשר לבנות על גביהם: הזדמנות לקחת את החשיבה האינטואיטיבית של הילד ולהוסיף לה ידע ביולוגי מדויק.

"גישה נוספת בעלת פוטנציאל", מסבירה ד"ר השכל-איטח, "היא פשוט לשאול שאלות טובות יותר". החוקרות הבחינו שכאשר ילדים נשאלו מלכתחילה "איך" במקום ה"למה" האריסטוטלי, הם נטו יותר לחפש אחר התהליכים שמחוללים את התופעה. וכאשר כיוונו אותם בעדינות בכיוון הזה – "כן, אבל איך זה קורה?" – רבים הצליחו לפתח את תשובותיהם לכדי הסברים מנגנוניים מלאים.

ד"ר השכל-איטח מאמינה שלגישה זו עשויה להיות תרומה חברתית הרבה מעבר להוראת המדעים. או במלותיה: "המטרה שלנו היא לא רק לגדל את דור העתיד של המדעניות והמדענים – אלא לחנך לאזרחות טובה. בסופו של יום, אנחנו לא זקוקים רק למדענים חושבים, אנחנו זקוקים לאזרחים חושבים".