חינוך מדעי בדרום

לפני כמה שבועות פנתה אלי מישהי שעובדת בטלוויזיה ורצתה להיפגש איתי בדחיפות על מנת לדבר איתי על נושא מסוים. היא שאלה אותי מתי המועד הקרוב ביותר שבו אהיה במרכז או לפחות קרוב למרכז. בתמימותי עניתי לה שלמחרת אני מגיע לקריית מלאכי. אחרי רגע של מבוכה הבנתי שהיא לא בדיוק יודעת איפה זה או לפחות חושבת שקריית מלאכי נמצאת אי שם בדרום הרחוק והמופגז. בסופו של דבר קבענו להיפגש בשבוע הבא בגוש דן המצומצם.

המקרה הזה הזכיר לי עד כמה תושבי המרכז, או לפחות חלקם, מנותקים מיתר הארץ. הרי הנסיעה מתל אביב לקריית מלאכי לא אורכת יותר מ-40 דקות. למעשה, אני נוסע כמה פעמים בשבוע מביתי בליבנה, שנמצאת בין באר שבע לערד, לאזור המרכז וצפונה ממנו, והנסיעה לא אורכת יותר משעה ו-45 דקות. אגב, זה פרק זמן מצוין עבורי לחזור בראש על ההרצאה, לשנן את הדגשים שאני רוצה להעביר ולהגיע מוכן וממוקד לפעילות.

אחת הסיבות שבגינן עברנו מרחובות לליבנה לפני כמה שנים הייתה הרצון לקדם את החינוך המדעי בדרום, ואנו אכן מנסים להעביר כמה שיותר פעילויות באזור הנגב. אגב, ההבדל בחשיפה למדע בין תושבי הדרום למרכז הוא גדול. התלמידים שאנו פוגשים בדרום נחשפים למדע בעיקר דרך הטלוויזיה ופחות באופן של ניסויים עצמיים, ואילו התלמידים במרכז שמתעניינים במדע יכולים בדרך כלל למצוא חוגים או פעילויות העשרה קרוב לבית, ולחוות את המדע באופן ישיר ובלתי-אמצעי.

נגינה עם מצקת על קרח יבש בפעילות לילדים והורים שנערכה בדרום

אני בכוונה לא מתייחס כאן ללימודי המדע בבתי הספר, כי הרמה שלהם בכל הארץ נמוכה למדי. למעשה, עד בית הספר התיכון החשיפה למדע אמיתי, שיכול לשמש את התלמידים מאוחר יותר בלימודים גבוהים באוניברסיטה, היא אפסית. ההבדל, לדעתי, בין המרכז לפריפריה אינו נובע מרמת הלימודים בבית הספר, אלא מההיצע של פעילויות ההעשרה במדעים ובתחומים אחרים, והיצע זה יוצר פער ברמת הידע הממוצעת.

מצד שני, רמת הסקרנות של התלמידים שאנו פוגשים בדרום היא אדירה. זהו כיף אדיר עבורנו ללמד אותם, לבנות איתם ניסויים ולבצע איתם פעולות חקר. הסיפוק שלנו נובע בעיקר מרמת העניין שהתלמידים מגלים כשהם נחשפים לחומרי ניסוי מיוחדים ולציוד מעבדתי מתקדם. בקורסים שנמשכים שבועות או חודשים אפשר להבחין בעלייה תלולה ברמת הידע ובהתפתחות של מוטיבציה ללמוד מדע בעתיד, ולא פחות חשוב - ניתן לראות שינויים בדפוסי החשיבה שהופכים להיות מדעיים וביקורתיים יותר.

כשג'ודי שאלה תלמידה שלה בסיום הקורס מה תרצי לעשות כשתהי גדולה, הילדה ענתה: "אני רוצה להיות מדענית - כמוך". האם יש סיפוק חינוכי גדול מזה?

פעילות מדע בבית החולים

כשהקמתי עם ג'ודי את המיזם החינוכי שלנו מדע פשוט החלטנו שכאשר נתאושש קצת מההשקעה הראשונית בציוד, נתחיל להתנדב פעם בחודש-חודשיים ולהופיע בחינם בפני ילדים שנמצאים במצב לא טוב. אתמול בבוקר הגענו לבית החולים סורוקה על מנת להופיע בפני ילדים מאושפזים. רציתי לשתף אתכם בחוויה מיוחדת זו.

הופתענו לגלות שבסורוקה פועל מרכז חינוכי המונה 20 מורים ואנשי צוות רבים נוספים. כשהגענו למיון ילדים, פגשנו את המורה למדעים - שחר. שחר עזר לנו עם הציוד הרב שהבאנו והוביל אותנו למחלקת אשפוז ילדים. התחלנו את הפעילות עם קהל קטן של 4 ילדים, אבל לאט-לאט הגיעו עוד ילדים, כך שאחרי חצי שעה החדר כבר היה מלא. היה מעניין לראות את הילדים המתלבטים שעומדים בפתח החדר ומתביישים להיכנס. שחר עזר לנו להכניס את כולם, והפעילות הפכה לחגיגה גדולה.

בחרנו להציג בפני הילדים מופע מיוחד שלנו שעוסק בקרח יבש - פחמן דו-חמצני מוצק. זה מופע שאנו אוהבים להראות כשיש לנו קהל ילדים רב-גילאי, משום שהוא חווייתי במיוחד ומשום שהניסויים עצמם מסבירים די טוב את הנושא. ידענו שחלק מהילדים לא שולט טוב בעברית ורצינו להראות להם הרבה ניסויים עם קצת הסברים. בסופו של דבר, בזכות השאלות וההתלהבות, הארכנו ולא ויתרנו על ההסברים.

מעולם לא ביקרתי בבית החולים כצופה מן הצד, שלא בא לבקר חולה ושאיננו חולה בעצמו. מבט כזה נותן פרספקטיבה אחרת, ואתה רואה עד כמה הילדים עצובים ועד כמה ההורים מודאגים. רצינו להשכיח מהם קצת את הצרות, ובאותה הזדמנות גם להעשיר את הידע שלהם.

התחנה השנייה שלנו הייתה המרגשת ביותר - המחלקה האונקולוגית. כאן נמצאים ילדים שמאושפזים לזמן ארוך, והאווירה קשה יותר, למרות שהצוות עושה המון על מנת לשמח את הילדים. הופענו בחדר קטן שבו ישבו שלושה ילדים. ביקשו מאתנו לחכות לילדה נוספת. "היא תאהב את המופע שלכם, כי היא יודעת המון", אמר לנו שחר. היה שווה לחכות כי הילדה באמת ידעה המון ולדעתי היא גם אהבה את הדברים שהראנו.

באחד הניסויים אנחנו ממלאים בלון בקרח יבש וממתינים לראות אותו מתנפח בעצמו ולפעמים גם מתפוצץ. לבקשת הילדה מילאנו את הבלון בהרבה קרח יבש והוא אכן התנפח מאוד, אבל סירב להתפוצץ. היא ביקשה שאני אעזור לו להתפוצץ וכך עשיתי. הרעש של הפיצוץ היה חזק באופן מיוחד, בגלל שהבלון היה מתוח מאוד. בואו נאמר שהפיצוץ גרם לבהלה קלה במחלקה, אבל העיקר שהקהל יצא מרוצה...

התחנה האחרונה שלנו הייתה במחלקה הכירורגית. כאן פגשנו קבוצה של ילדים שובבים, שבהתחלה התביישו להיכנס לחדר. בעזרת ההורים שלהם שכנענו אותם להיכנס, ומאותו רגע הם התחילו לעשות לנו בלגן, במובן החיובי כמובן. אני אוהב ילדים שמתלהבים ממדע. קרה לי לא פעם שמרוב התלהבות הילדים שבפניהם הופעתי קצת איבדו שליטה, וזה בערך מה שקרה גם הפעם. תוך כדי כך, אחד הילדים השובבים המציא ניסוי שהרשים מאוד את הקהל וזה הגביר עוד יותר את ההתלהבות שלו ושל חבריו. המופע נמשך למעלה משעה, אבל יכולנו להמשיך עוד. נאלצנו לסיים רק כי הייתה לנו התחייבות נוספת להמשך היום.

אני וג'ודי יצאנו מבית החולים מרוצים מאוד, בידיעה שאנו הולכים להמשיך להתנדב שוב בסורוקה ובמקומות אחרים.

פעילויות מדע לילדי גן

בשנה האחרונה למדתי עד כמה יכולה להיות מאתגרת הכנה של פעילות מדעית לילדי גן. במשך חודשים רבים עמלתי יחד עם ג'ודי על הכנת סדרה של פעילויות מדע המיועדות לילדים בני ארבע עד שש, וכעת אנו מנסים אותן בפועל בארבעה גנים. אני מרוצה מהתוצאות, ויותר מכך - אני מופתע לטובה מיכולת הקליטה של הילדים וממידת ההתלהבות שלהם ממדע.

קיימות שתי מגבלות עיקריות שיש לקחת בחשבון בעת תכנון פעילות מדעית לילדים קטנים: יכולת ריכוז ויכולת מוטורית. בכל הקשור לבניית פעילות המותאמת ליכולת הקשב והריכוז של ילדי גן אני חושב שפגענו בול, כי הפעילויות שפיתחנו מבוססות על ניסויים אטרקטיביים שקל לילדים להתחבר אליהם. זו לפי דעתי גם הדרך הנכונה לבנות פעילויות מדע לילדים גדולים יותר, וילדים קטנים זקוקים לפן החווייתי באופן מיוחד.

בועת סבון ענקית על פני קערה עם מים וקרח יבש

הופתעתי לגלות עד כמה גבוהה יכולת הקליטה של הילדים בגיל הזה. פעילות בעלת נושא פשוט ומוגדר, ורצף הגיוני וברור של ניסויים מאפשרים לילדים להישאר בעניינים לכל אורך הפעילות. הפידבק החיובי שאנו מקבלים מההורים שמספרים על השיח המדעי שהם מצליחים לנהל עם ילדיהם, והילדים עצמם שמצליחים להשתמש במושגים מדעיים (כמו טמפרטורה, גז, פחמן דו-חמצני ועוד הרבה), מוכיחים לי בצורה ישירה את מידת ההשפעה המיידית של הפעילויות.

בטווח הקצר אני רואה גם יכולת מוגברת של הילדים להבין את הטבע ואת העולם שסביבם ורצון לחקור ואפילו להמציא ניסויים בכוחות עצמם. אני מאמין שהפעילויות שלנו יקנו לילדים הבנה בסיסית של מושגים מדעיים שתשמש אותם גם בטווח הארוך ותעודד אותם להרחיב את ידיעותיהם באופן מתמיד, וזאת על אף הרמה הנמוכה של לימודי מדע בבית הספר יסודי. לא קל לגרום לילדים החיים בעולם מלא בגירויים מידיים לאהוב מקצוע הדורש מאמץ מחשבתי. יחד עם זאת, אני מקווה שפעילויות המדע שפיתחנו ישאו פרי, לא רק בטווח הקרוב, ויסייעו לילדים לגבש גישה חיובית כלפי המדע והבנה לגבי חשיבותו.

ליקוי החמה של 1999

ביום שלישי הקרוב, 4 בינואר 2011, בשעות הבוקר, צפוי להתרחש ליקוי חמה חלקי שייראה בישראל. יואב לנדסמן מספר על הליקוי הצפוי בבלוג הנהדר שלו מסה קריטית.

לצערי, עוד לא זכיתי להגשים את החלום לראות ליקוי חמה מלא, אבל ראיתי כמה ליקויים חלקיים כאן בישראל. ב-11 באוגוסט 1999 עמדתי לקראת סיום שירות הקבע והחלטתי לנצל אחד מימי החופשה הרבים שהצטברו לי על מנת לנסוע לבית הורי ולהראות להם ליקוי חמה חלקי דרך מסנן מתאים שחוסם את מרבית אור השמש (לפרטים מדויקים אודות הציוד שבעזרתו ניתן לצפות בליקוי חמה אני ממליץ להיכנס לרשומה של יואב).

ליקוי חמה חלקי מהחלל כפי שצולם על ידי לוויין המחקר SDO. אין חפיפה בין המועדים שבהם נראה ליקוי חמה מהלוויין ובין המועדים שבהם נראה ליקוי חמה מכדור הארץ. (מקור: SDO NASA)

בתחנת האוטובוס בבאר שבע חיכו כמה אנשים. האוטובוס איחר להגיע וראיתי שאחת הנשים עצבנית בטירוף. שאלתי אותה אם אני יכול לעזור, והיא הסבירה לי שהיא ממהרת הביתה בגלל הליקוי. שמחתי שמצאתי בת-שיחה ויש לנו נושא עניין משותף. התחלנו לדבר ואני סיפרתי לה על הכמות האסטרונומית של הטעויות שמצאתי בכתבות בעיתונים אודות הליקוי. אני זוכר שהכתבות הללו נתנו לקורא תחושה כאילו יש סכנה בליקוי עצמו. "אני מודעת לסכנה, ולכן אני ממהרת להגיע הביתה. אני צריכה לנעול את הילדים בבית עד שהליקוי ייגמר", היא אמרה. השמחה ההתחלתית הפכה לאכזבה. מה עוד שהיא לא הסכימה להקשיב לי כשניסיתי להסביר לה שאין שום סכנה, אלא אם כן מסתכלים ישירות על השמש, פעולה שאינה מומלצת בשום מקרה, גם כשאין ליקוי.

הסכנה היחידה שאני יכול לחשוב עליה היא שאנשים יתפתו להסתכל ישירות על השמש על מנת לראות את ליקוי החמה החלקי. כשאנו מסתכלים על השמש, התגובה המיידית שלנו היא לעצום את העיניים, כך שנזק יכול להיגרם רק אם מתאמצים להסתכל על השמש עם עיניים פקוחות או שמסתכלים עליה בעזרת משקפת או טלסקופ. חבל שהעיתונים של אותם ימים לא בחרו לספק הסברים מדעיים אודות הליקוי ולהדריך את הקוראים כיצד ניתן לצפות בליקוי בבטחה, אלא העדיפו להפחיד את הציבור. כיום אני כבר כמעט שלא קורא עיתונים, כך שאני לא יודע מה בחרו לכתוב הפעם. אבל לפחות מעודד אותי לדעת שמי שבאמת מתעניין יוכל למצוא תשובות באינטרנט. יש את הבלוג של יואב לנדסמן שהזכרתי בפתיח ואת הטור של יגאל פת-אל ב-ynet ובוודאי ניתן למצוא עוד כמה כותבים שמספקים מידע אמין לגבי הליקוי.

כל הסיפור הזה מזכיר לי את אותם ליקויים היסטוריים שגרמו לפאניקה ולבהלה. המוכר ביותר הוא כנראה ליקוי הירח שאותו חזה קולומבוס בשנת 1504. תושבי ג'מייקה סיפקו מזון, ציוד וכוח אדם לקולומבוס ולאנשיו, אבל סבלו מיחס גרוע מצד הספרדים, ולכן הם החליטו להפסיק את אספקת המזון והציוד. קולומבוס ידע שבעוד כמה ימים יתרחש ליקוי לבנה והחליט לערוך הצגה. לפני שהחל הליקוי הוא אמר לתושבים המקומיים שהכל-יכול לא מרוצה מהיחס שלהם לקולומבוס ולאנשיו ועל כן החליט הכל-יכול להעלים את הירח. הירח אכן החל להיעלם. קולומבוס הסביר שאם הם יבטיחו לספק לו מזון וציוד הוא יבקש מהכל-יכול לבטל את רוע הגזירה. המקומיים הסכימו וקולומבוס המשיך בהצגה. אחרי זמן מה הוא הודיע שהכל-יכול החליט להחזיר את הירח. באותו רגע נגמר החצי הראשון של הליקוי והירח החל להתמלא מחדש.

אם אתם חושבים שמדובר בתקופה רחוקה, ושהיום לא יכול לקרות דבר כזה, יש לכם טעות. בשנת 2001 פרצו מהומות בניגריה על רקע היעלמות הירח בעת ליקוי לבנה. תושבים מוסלמים תקפו מטרות נוצריות משום שלדבריהם החטאים שלהם הביאו להיעלמות הירח.

אני משוכנע שמרבית תושבי העולם, אפילו כיום, לא יודעים מה גורם לליקויי מאורות, ובקושי מכירים את מערכת השמש. לדעתי יש רק דרך אחת להילחם בבערות: חינוך מדעי. אני סבור שכל אדם זכאי לקבל חינוך מדעי בסיסי שייאפשר לו להבין, ולו באופן חלקי, את תופעות הטבע ואת העולם הטכנולוגי המודרני. זו הסיבה לכך שאני מקדיש את מרבית זמני לפיתוח תכניות מדעיות לילדים והרצאות לקהל הרחב, ושאני מתכוון לבלות את הבוקר של יום שלישי הקרוב בגני ילדים על מנת להסביר לחבר'ה הצעירים קצת על ליקוי חמה.

מסלול ליקוי החמה החלקי ב-4 בינואר 2011. באזור האפור ייראה ליקוי חלקי, באיזור הכהה יהיה עדיין לילה ובאזור הבהיר יהיה יום ללא ליקוי. הזמן המצוין בצד ימין למעלה הוא שעון גריניץ' - בישראל יש להוסיף שעתיים. (יוצר האנימציה: A.T Sinclair עבור NASA)

לקריאה נוספת: שמש באיילון דום, וירח במצפה רמון בבלוג מדע ושאר רוח של אורן פרבר

חינוך ביתי

בזמנו התבקשתי על ידי אחד מקוראי הבלוג לחוות את דעתי על חינוך ביתי. התמהמתי עם התשובה, בין היתר כי אני מתחבט בה לא מעט באופן אישי. אחרי התלבטות ארוכה, שלחנו את ילדינו לבית ספר רגיל. ההתלבטות נובעת מכך שמערכת החינוך בישראל באמת גרועה. כך היה כשאני למדתי בבית ספר וכך זה גם היום. מובן שיש מקומות ברמה גבוהה, אבל הם היוצאים מן הכלל.

רמת ההוראה הממוצעת בבתי הספר נמוכה. הסיבה הראשונה היא הרמה הממוצעת של המורים: להרבה מורים אין את הכישורים הנדרשים להוראה ואין את הידע הדרוש. הסיבה השנייה קשורה לתנאי העבודה - המורים לא מקבלים בדרך כלל את הכלים הנדרשים. הם לא עוברים הכשרות מתאימות, אין להם מקום שקט בבית הספר שבו יוכלו להכין מערכי שיעור, אין להם אפילו מחשב אישי בעבודה, ובכלל אין להם ציוד עזר מתאים. מה גם שהכיתות גדולות מאוד והמורים לא מסוגלים לתת יחס אישי לתלמידים. יחס אישי לכל תלמיד, למשל בצורת פגישה שבועית אישית, הוא מצרך כל כך חשוב, ובלעדיו קשה לי לראות כיצד יכול מורה לקדם את התלמידים לפי צורכיהם.

בעיה נוספת בבתי הספר היא האלימות. קיימת אלימות בין תלמידים וקיים מתח מתמיד. אני מאמין שאם בית הספר היה מקום מעניין יותר, מאתגר יותר ותומך יותר, רמת האלימות הייתה יורדת. אבל זה לא המצב. האלימות הפיזית והמילולית יוצרת מתח שלילי שמשפיע לרעה על הילדים גם בבית. חינוך ביתי, לעומת זאת, יכול להתקיים באווירה שלווה ונינוחה. יתרה מכך, בעיני הוא מהווה צעד חשוב של הורה שלוקח אחריות מלאה על חינוך ילדיו.

יחד עם זאת, בחרנו לשלוח את ילדינו לבית הספר. הסיבה הראשונה היא שבית הספר מהווה מעין מגרש משחקים לחיים שאחר כך, והילד יכול לבנות בו כישורים חברתיים בתנאים שאנו לא יכולים להעניק לו בסביבה הביתית המוגנת. בית הספר הוא גם מקום שבו הילדים זוכים לעצמאות, והם מחויבים, לראשונה בחייהם, לפתור בעיות בכוחות עצמם. אפילו המפגש עם מורים רבים, חלקם טובים יותר חלקם פחות, מאפשר לילד להיחשף למגוון דרכי לימוד ולדעות שונות, דבר שעוזר לו לגבש את אישיותו. יתרונות נוספים של בית הספר קשורים לפעילויות העשרה, כמו טיולים, סיורים, הרצאות וכדומה - פעילויות שקשה להורה לארגן לבד.

חוץ מזה, יש כמובן את הצורך של ההורים לעבוד, מה שעלול להיות קשה מאוד כשנמצאים עם הילדים כל היום. בנוסף לכך, אני צריך להודות שלי יש גם צורך לנוח מהילדים, כמו שלילדים יש צורך לנוח מההורים, ובית הספר מהווה פתרון מצוין למטרה זו.

בסופו של דבר שלחתי את ילדי לבית הספר, אבל אני משקיע בהם שעות רבות אחרי הלימודים ובסופי שבוע, כך שחלק גדול מהחינוך ניתן להם בבית. אני לא סומך על בית הספר מבחינה לימודית, ובהיבט חשוב לא פחות - אני משוכנע שאין מישהו בצוות בית הספר שיכול לעזור להם בשעת צרה. לכן אני נהנה לעשות איתם בבית ניסויים מדעיים, לספר סיפורים היסטוריים, לקרוא יחד איתם בתנ"ך, לתת להם שאלות אתגר במתמטיקה, לקרוא באנגלית, לשחק כדורגל ובעיקר להקשיב.

לקריאה נוספת:
שאלות ותשובות על חינוך ביתי
המשימה: לעניין את התלמיד (בבלוג זה)
תכניות מדע שאנו מציעים לקבוצות של ילדים הלומדים בחינוך ביתי

מדע פשוט - העסק

בשעה טובה אני וג'ודי הקמנו עסק עצמאי. שמו של העסק מדע פשוט, כשם הבלוג שלי, ובמסגרתו אנו מתכוונים לעסוק באופן אינטנסיבי בפיתוח תכניות לימודים, הרצאות וסדנאות מדעיות לבני נוער ולמבוגרים והעברת חוגים לילדים ופעילויות לכיתות.

הקמת עסק עצמאי איננה דבר קל, במיוחד למי שלא מכיר מראש את כל הפרוצדורות הדרושות מול רשויות המס. הכנה טובה איפשרה לנו לעבור את השלב הראשוני בשלום, וכעת ההתנהלות מול הרשויות נראית פשוטה יותר. עסק עצמאי לא מתאים לכל אחד. הוא דורש השקעת זמן גדולה ונטילת סיכונים, אבל שתי סיבות עקרוניות דחפו אותנו בכל זאת לקחת את הסיכון: הרצון לנהל את זמן העבודה שלנו באופן עצמאי כך שנוכל להמשיך ולהשקיע שעות איכות רבות עם הילדים מדי יום והרצון להביא לפועל רעיונות חדשניים בתחום החינוך.

אנו מאמינים שניתן לשנות את מצבו של החינוך המדעי בארץ ואנו מציעים דרך חדשה לקרב את הילדים ואת בני הנוער למדע ולהקנות להם אוריינות מדעית בסיסית. אנו מציעים לתלמידים התנסות חווייתית בעזרת ניסויים מדעיים שהם עורכים איתנו ולבד. בעקבות ניסיון של שנים בפיתוח תכניות לימודים ותכניות העשרה מצאנו שזו הדרך היחידה לגרום להם להתעניין עד לרמה שהם צמאים להבין את התהליכים ואת ההסברים שמאחורי התופעות. וחשוב מכך: הם ממשיכים לקרוא ולחקור בבית. העברת שיעור מוצלח איננה משימה פשוטה, ודרושה לשם כך הכנה מעמיקה ומרצים מצוינים. אבל התמורה, בצורת ילדים מתעניינים שרוצים לשאול עוד ולהבין יותר, שווה את כל המאמץ.

עוד על התכניות שאנו מציעים ועל ה"אני מאמין" החינוכי שלנו באתר אינטרנט נפרד שאנו מתכוונים להקים בחודשים הקרובים. בינתיים, אני פונה למנהלי בתי ספר, מורים, מנהלי מתנ"סים ומארגני הרצאות למבוגרים לפנות לג'ודי (052-4553279) על מנת לתאם שיעור ניסיון.

לקריאה נוספת:
המשימה: לעניין את התלמיד

הטלפון הנייד של העתיד

תוצאות מחקר מעניין אודות החשיבות של הטלפון הנייד בחיי בני הנוער מתפרסם בבלוג תנועת הנוער של עומר קפלן. באופן לא מפתיע, המחקר מראה שהטלפון הנייד הוא גורם חשוב ומרכזי בחיי הנערים האמריקאים שהשתתפו בסקר. אני משער שהמצב בארץ דומה. אני זוכר שיחה מעניינת עם מורה שהסביר לי איך התלמידים בוחנים אותו לפי סמלי הסטטוס, ובראשם הטלפון הנייד שלו, ואני זוכר פעם אחרת כשתלמיד ששמע הרצאה שלי נדהם לראות אותי מוציא מהכיס (אחרי השיעור) טלפון נייד מדגם מיושן. הבחור ממש רדף אחרי והתעקש לראות את "המוצג הפרהיסטורי" (שהיה בערך בן חמש שנים בסך הכל).

כבר כתבתי על כך שמערכת החינוך חייבת להבין ולהכיר את המצב החדש ואת בני הנוער של היום, שעולם המושגים שלהם שונה מאוד מעולם המושגים של המורים. רק כך ניתן יהיה להגיע אליהם ולזכות בהקשבה במהלך השיעורים. החוכמה היא להבין שהטלפון הנייד נמצא ויישאר כאן, ואולי אפילו לחפש דרכים להשתמש בו על מנת לזכות בקשב ובעניין. אני, למשל, משלב את הטלפון הנייד בהדגמות שונות. הדגמה נחמדה שכזו היא בדיקת הקיטוב של האור שיוצא מטלפון בעל מסך LCD באמצעות מקטב. ארחיב על כך בפעם אחרת. כעת אני רוצה לגעת בנקודה שונה ולנסות את כוחי בעתידנות.

אני רוצה לעשות משחק ניחושים של "איך ייראה הטלפון הנייד בעוד עשר שנים?", ואתם מוזמנים לעזור לי. אז הנה הניחושים שלי - טלפון העתיד יכלול:

1. אמצעים לשימוש אישי במדיה דיגיטלית. למשל: חיבור פשוט למשקפי וידאו שיסופקו עם הטלפון, אוזניות קטנות יותר.
2. GPS עם יכולת הכוונה ידידותית בעזרת מפות, צילומי רחובות, צילומי לוויין וצילומי אוויר.
3. חיבור לטלוויזיה בלוויין.
4. חיבור ישיר ומהיר לאתרים ספציפיים באינטרנט על מנת להוריד קבצים ביעילות, למשל אתרי שיתוף קבצים. בצורה זו ניתן יהיה להוריד שיר באופן כמעט מיידי, כמה שניות אחרי שחשבנו שיהיה נחמד לשמוע את השיר הזה.
5. אפליקציות חברתיות חדשות בסגנון פייסבוק. אני מנחש שיפותחו רשתות חברתיות שיפעלו בעיקר או רק בטלפונים ניידים. הן יהיו דיסקרטיות יותר ויאפשרו נוחות רבה יותר בשיתוף חוויות וקבצים עם חברים. יכול להיות שיהיה גם אתר שיהיה ניתן לגשת אליו מהאינטרנט הרגיל, אבל לב המערכת יהיה בטלפונים הניידים.
6. מערכת לאיתור טלפונים של חברים/ילדים על מנת לדעת היכן הם נמצאים בכל רגע נתון. למרות הבעייתיות הנובעת מכך, אני חושב שיש דרישה של הורים שרוצים לדעת איפה הילדים ושחברים או בני זוג יסכימו לוותר על הפרטיות ולגלות באופן אוטומטי את מקום הימצאם במקרים מסוימים.
7. שליטה באמצעות קול על כל פעולות המכשיר.
8. יצירת הודעות קול והודעות וידאו ממוחשבות שאותן ניתן לשלוח ללקוחות אחרים. למשל, יצירת סרטון אנימציה מצחיק בטלפון עצמו בעזרת הוראות פשוטות, או הודעה קולית ממוחשבת כשרוצים להודיע שמתעכבים.
9. יצירת רינגטונים על ידי הלקוח באמצעים פשוטים, כלומר המכשיר ינחש מה הלקוח רוצה וינסה להתאים לו מנגינה חדשה.
10. שימוש בחומרים גמישים בגוף הטלפון יאפשרו עיצוב אישי של הצורה החיצונית.
11. מערכת שמאתרת סימני מצוקה רפואיים אצל הלקוח ומדווחת על כך ישירות לשירותי הרפואה המהירה.
12. יכולת זיהוי ותשלום כמו של כרטיס אשראי. 

והנה מה שנוקיה חושבים על טלפון העתיד:



מה שבטוח: סקר שייערך בעוד עשר שנים יראה שבני הנוער לא רואים את עצמם בלי טלפון הכולל את כל החידושים האחרונים...

פעולת החיסור

לא בטוח שלמדתי את זה או שפשוט שכחתי והילדים הגדולים שלי הצליחו להזכיר לי - פעולת החיסור היא אחד הנושאים המסובכים ביותר עבור התלמידים בכיתות הנמוכות. הסיבה לכך היא שמגוון גדול של סוגי בעיות ניתן לפתור בעזרת חיסור, וההבנה שאין התאמה בין פעולת החיסור לסוג אחד בלבד של בעיות היא מסובכת. לכן, עבור כל סוג של בעיות כאלו צריך להסביר למה הוא מוביל לחיסור ולהדגיש מיהו המחוסר בבעיה ומיהו המחסר. החישוב עצמו הוא החלק הקל יותר.

עשיתי לי רשימה של כמה סוגי בעיות שכולן מובילות לחיסור:

1. גריעה - נתונה כמות של עצמים ולוקחים ממנה מספר עצמים. כמה נשאר?
2. הפרדה - נתונה קבוצה של עצמים שמתוכה חלק הם עצמים מסוג אחד. כמה עצמים בקבוצה הם מהסוג השני?
3. השוואה - בכמה קבוצת עצמים אחת גדולה/קטנה מהשנייה?
4. השוואת נפח או משקל - בכמה הנפח/המשקל של עצם אחד גדול/קטן מזה של עצם אחר?
5. תנועה אחורה - הולכים דרך מסוימת בכיוון אחד ואז חוזרים מרחק מסוים אחורה. באיזה מרחק מנקודת ההתחלה אנחנו נמצאים?
6. ירידה - עלינו לקומה מסוימת ואז ירדנו מספר קומות. באיזו קומה אנחנו עכשיו?
7. הפרש מרחקים - מהו הפרש המרחקים בין שתי נקודות שממוקמות לאורך הדרך? כמה קומות מפרידות בין קומה אחת לאחרת?
8. משך זמן - כמה זמן נמשכה פעולה שהתחילה בשעה מסוימת והסתיימה בשעה אחרת?
9. הפרש זמנים - מהו הפרש הזמנים בין שני שעונים המצביעים על שעות שונות? או בין שני זמנים שונים?
10. עודף - שילמנו סכום הגדול מערכו של המוצר. כמה עודף מגיע לנו?
11. פעולה הפוכה לחיבור - שימושי במשוואות אלגבריות.
12. חיבור של מספר שלילי.

אגב, ההתמודדות עם בעיות מחיי היומיום וההבנה שניתן לפתור אותן בעזרת חישובים חשבוניים היא לדעתי הבסיס של החינוך המתמטי הראשוני. חשוב שהבעיות יהיו מעולמו של הילד, ושיהיה בהן עניין עבורו, ומניסיוני - אם ניתן לשלב את הבעיה בפעילות כמו הצגה או משחק - זה יכול ממש להקל על קליטת החומר.

אני מתאר לעצמי שחלק מהקוראים של הפוסט הזה הם הורים שמנסים לעזור לילדים שלהם, ועבורם יש לי טיפ נוסף הקשור לחישוב עצמו: רצוי לתת לילדים אפשרות להתנסות עם ביצוע חיבור וחיסור בצורות שונות. למשל, ספירה עם אצבעות, ציור של עצמים, ציור של קווים, תנועה על ציר המספרים (מצויר על דף נייר או על גבי סרגל), שינון לוח החיבור, חיבור וחיסור בטור ואפילו מחשבון. בעיני, הענקת מגוון הכלים הללו לילד במהלך גן חובה וכיתה א' יכולים להשפיע על ההישגים במתמטיקה לאורך שנים רבות.

לקריאה נוספת בבלוג: על מתמטיקה, פיזיקה ופוליסמנטיות

מומלץ לקרוא גם את: המשמעויות השונות של החיסור ותרומתן לפיתוח החשיבה מאת תלמה גביש

אלימות נגד נשים וחינוך

התוודעתי לאחרונה לשני בלוגים מעניינים שעוסקים באלימות נגד נשים. האחד הוא הבלוג של ענת גור, פסיכולוגית שמטפלת בנשים שנפגעו מאלימות, והשני הוא בלוג מרגש ביותר של אישה שנפגעה מאלימות קשה - החיים שאחרי האלימות המתמשכת (עדכון: נכון לאוגוסט 2017 הקישור לבלוג שבור).

לא קל לקרוא את העדות האישית הזו ולהתוודע לכל הסבל שהיא עברה במשך שנים ארוכות של אלימות קשה שהופנתה כלפיה על ידי גברים רבים, אבל מעודד לדעת שהיא מצליחה איכשהו להתמודד ולכתוב על כך. אני מבין עד כמה שזה קשה.

החלקיק האלוהי

לא קל להסביר מדע, במיוחד כשהמושגים מסובכים ולא אינטואיטיביים. בשנים האחרונות קבעתי לי כמה כללים ואני מנסה לא לסטות מהם:

1. ההסבר צריך להיות מדויק.
2. ההסבר צריך להיות ברור.
3. ההסבר לא חייב להיות מלא - ניתן להימנע מפרטים שאינם הכרחיים ורק מסבכים.

במיוחד למדתי להיזהר מהשוואות ואנלוגיות. אני משתמש באנלוגיה לתופעה אחרת רק אם האנלוגיה מדויקת לחלוטין ואם אני בטוח שהתופעה השנייה מוכרת לשומעים ויש להם הבנה טובה לגביה. במילים אחרות אם אני אומר שתופעה א' דומה לתופעה ב', אבל כל אחד מבין אחרת את תופעה ב' - הסתבכתי. כמו כן, אני מנסה להמעיט בתיאורים ובסופרלטיבים, ולהימנע מכינויים כמו "הכי חשוב", "מפורסם מאוד", "קטלני ביותר" או "עוצמתי".

למה הקדמתי את כל זה לנושא שרציתי לכתוב עליו? כי יש לי בעיה עם "החלקיק האלוהי". לא, לא עם בוזון היגס עצמו, אלא עם הכינוי שהדביקו לו. לפני שבוע שברתי את הראש איך להסביר לקבוצת תלמידים מה זה החלקיק הזה ולמה הוא מעניין כל כך את המדענים. בסוף ההרצאה נשאלתי: "האם דיברת על החלקיק האלוהי?". אני עונה "כן", ואז שאלת ההמשך: "האם הוא באמת החלקיק החשוב ביותר בטבע?", ומישהו אחר מוסיף: "למה הוא קשור לאלוהים?". ניסיתי לומר שאני לא רואה שום קשר בין החלקיק ובין אלוהים, לא בהיבט הפיזיקלי ולא בהיבט הפילוסופי, אבל לא בטוח ששכנעתי. לפעמים קשה לעקור קישור שנוצר בהבנה שלנו, וזו סיבה נוספת להמעיט באנלוגיות. בעיני עדיף שכל אחד יעשה את הקישור לתופעות דומות לפי הבנתו האישית.

כשהגעתי הביתה החלטתי לבדוק מי אשם בכל הסיפור, או במילים אחרות את מי אני צריך לקלל בכל פעם ששואלים אותי על האלוהות של חלקיק ההיגס. להפתעתי גיליתי שמדובר בלא אחר מלאון לדרמן, חתן פרס נובל לפיזיקה של שנת 1988, שכתב חמש שנים מאוחר יותר ספר פופולרי הנושא את השם המחייב: 

The God Particle: If the Universe Is the Answer, What is the Question?

או בתרגום לעברית: "החלקיק האלוהי: אם היקום הוא התשובה, מהי השאלה?"

אני כנראה לא היחיד שלא אוהב את השם "החלקיק האלוהי" ובמשאל בין פיזיקאים נבחר שם חדש: בוזון בקבוק השמפניה. לשם הזה יש משמעות, כי צורת התחתית של בקבוק שמפניה (ובקבוקי יין אחרים) דומה לצורת פוטנציאל שדה ההיגס. צורה זו מכונה גם פוטנציאל הכובע המקסיקני, ויש לה חשיבות רבה בהבנת תפקידו של בוזון ההיגס במודל הסטנדרטי של החלקיקים היסודיים. אבל אני חייב להודות שהשם המוצע לא כל כך קליט וקשה לי להאמין שהוא יתפוס.

פיטר היגס עצמו, אחד מאבות בוזון ההיגס, לא אהב את הכינוי שהודבק לחלקיק שלו. בראיון שנערך לפני שנה וחצי אמר היגס: "אני חושב שזה מביך, ולמרות שאני עצמי אדם לא מאמין, אני חושב שזה מסוג השימושים הלא נכונים בטרמינולוגיה שעלולים לדעתי לפגוע בחלק מהאנשים". בהמשך הראיון התבדח היגס והוסיף שלדרמן רצה להתייחס לחלקיק בכינוי "goddamn particle" (החלקיק הארור), אך העורך של הספר התנגד. ואולי זה דווקא רעיון טוב: אקרא לו מעכשיו "החלקיק הארור" - לפחות יש לי סיפור משעשע על מקור השם...

איך ללמוד ביולוגיה בכיף

אני חושב שהלכתי ללמוד פיזיקה כי רציתי להבין את החוקים הבסיסיים של הטבע, אבל תמיד אהבתי גם ענפי מדע אחרים, במיוחד ביולוגיה. אולי הפחיד אותי עניין השינון ולכן לא ניסיתי מעולם ללמוד ביולוגיה במסגרת מסודרת. בשיטוטי באינטרנט מצאתי את הסרטון הנהדר הבא:



מעבר לכך שהוא משעשע במיוחד ומועיל כאמצעי שינון לקראת מבחן, אני חושב שיש כאן נקודה נוספת, שאותה הזכרתי ברשימה "המשימה: לעניין את התלמיד". בימינו על מנת לגרום לתלמידים ללמוד צריך למצוא דרכים יצירתיות. אז, ראשית, אני חושב שכיף ללמוד ואפילו לשנן באמצעות צפייה בסרטון כזה, אבל מעבר לכך - הכנת אמצעי עזר ללמידה יכולה להיות מטלה נהדרת. לדעתי, תלמיד שיעשה סרטון כזה, או משהו יצירתי אחר, יבין את החומר טוב יותר ממי שלומד רק על מנת להצליח במבחן. אני בכלל חושב שמבחנים הם אמצעי גרוע למדי להערכת תלמידים, אבל כעת לא ארחיב על כך, אלא אצרף סרטון משעשע ומחכים נוסף של אותו יוצר:

התאבכות בונה בבריכה

איך ניתן ליצור גל גדול בבריכה קטנה?
פשוט מאוד! כל מה שצריך זה קרש שחייה וחוש קצב טוב.



אני מראה את הסרטון הזה בפעילות על גלים שפיתחתי בשנים האחרונות. זו הדגמה נהדרת של התאבכות בונה. הבחור נותן מכה למים, כלומר יוצר גל חדש, בכל פעם שהגל הקיים חוזר משולי הבריכה למרכז. הוא מתחיל את המכה כשהגל במרכז נמצא בשיא הגובה ומשקיע כוח כלפי מטה עד שהגל מגיע לשפל. הגל החדש שהוא יוצר מצטרף לגל הקיים, והיות שהם באותה פאזה, כלומר השיא שלהם והשפל שלהם מופיעים באותו זמן ובאותו מיקום, הם מתחברים זה לזה. לתופעה הזו קוראים התאבכות בונה.

אם לא היה לא חוש קצב טוב והוא היה מתחיל את הדחיפה בזמן לא נכון, לא הייתה נוצרת התאבכות בונה. במקרה הגרוע ביותר, אם הוא היה מתחיל לדחוף מטה כשהגל מגיע לשפל במרכז, הגל שלו היה מתחסר מהגל הקיים. לזה קוראים התאבכות הורסת.

ניתן לקשר את הסרטון גם למושג של גלים עומדים ולמושג התהודה. הגלים נעים מהמרכז לשולי הבריכה וחזרה, אך הואיל והבחור יוצר אותם בקצב הנכון, הגלים מתחברים זה לזה באופן שנראה כאילו הם עומדים במקום. אלו הם גלים עומדים. אורך הגל שלהם ששווה לקוטר הבריכה הוא אורך הגל המתאים ליצירת גל עומד. בבריכה שהשוליים שלה גמישים יתקבל גל עומד שעולה ויורד במרכז ובשוליים, ואילו לאורך מעגל שרדיוסו שווה למחצית מרדיוס הבריכה מתקבל קו של נקודות צומת שלאורכו פני המים לא משנים את גובהם. ניתן לומר שלאורך המעגל הזה מתקיימת התאבכות הורסת בין הגל שמגיע מהמרכז ובין הגל שחוזר מהשוליים, ואילו במרכז ובשוליים מתקיימת התאבכות בונה.

בדומה למה שמתרחש בסרטון שבירת הכוס, שגם אותו אני מראה בפעילות, מתקיימת כאן תהודה. הבחור משקיע מעט כוח בקצב הנכון (בתדר המתאים) והגל גדל בעוצמתו עם הזמן.

כיום אני מעביר את הפעילות כתוכנית העשרה בת יום אחד שמטרתה להראות לתלמידי תיכון כיצד גלים שונים - גלי קול, גלי ים, גלים אלקטרומגנטיים ואפילו גלים סייסמיים (גלי רעידת אדמה) - מופיעים בחיי היומיום וכיצד אנו יכולים להשתמש בהם. לקח לי המון זמן לפתח את הפעילות, ורבים עזרו לי במשימה זו. כל אחד מהמדריכים שעבדתי איתם הוסיף מהידע שלו ומניסיונו, המורים שלחו לי פידבק, והתלמידים לימדו אותי בעזרת השאלות וההערות שלהם. אבל הפידבק הכי חזק הוא התגובה של התלמידים במהלך השיעור. אם יש משהו משעמם או מיותר - פשוט רואים עליהם. לא ויתרתי על הקטעים העיוניים, אבל צמצמתי את החלק הזה, ושילבתי אותו יחד חלקים מלהיבים יותר. המטרה שלי היא שהתלמידים ייצאו מהפעילות עם הבנה עיונית בסיסית במקביל להיכרות בלתי אמצעית ואינטואיטיבית עם עולם הגלים. אני מנסה להשיג היכרות כזו בעזרת סיפורים, סרטונים והדגמות. פעילות בודדת לא יכולה להביא להבנה מעמיקה, אבל היא יכולה לעורר את הסקרנות.

לקריאה נוספת: המשימה: לעניין את התלמיד (בבלוג הזה)

המשימה: לעניין את התלמיד

"איך היה בבית ספר?”. “מעניין!". לא שומעים שיחה כזו בין הורה לילד, מהסיבה הפשוטה שהלימודים בבית הספר, בדרך כלל, לא מעניינים. ובסופו של דבר את מי זה מעניין אם השיעורים מעניינים או לא? הרי יכולת התלמידים, וכתוצאה מכך גם יכולת המורים, נמדדות לפי תוצאות המבחנים. ואולם, על מנת להצליח במבחנים צריך ללמוד את החומר ואת זה קשה לעשות כשהשיעורים כל כך משעממים. צריך להודות שבימינו קשה עוד יותר לעניין את התלמידים מבעבר. שלושת "האויבים" הגדולים שהשתלטו על חיינו במהלך 15 השנים האחרונות - הטלפון הנייד, הטלוויזיה הרב-ערוצית והאינטרנט - הביאו לאורח חיים מהיר, דינמי ומלא בגירויים מידיים. לא קל להתחרות מולם, אבל זה אפשרי, ולשם כך יש להכשיר את המורים ולהעניק להם את הכלים הנחוצים לקרב על ליבו של התלמיד.

אני רואה שלושה כלים מרכזיים שיכולים לשרת את המורים בדרך לשם. ראשית, עליהם להכיר את השפה של התלמידים ולהשתמש בעולם המושגים שלהם, אחרת אף אחד לא יקשיב להם. זה לא מסובך, רק דורש עדכון תקופתי לגבי "מה הולך היום”. הנקודה השנייה היא מערך שיעור מסודר שמוביל את התלמידים באופן לוגי מנקודה אחת לבאה אחריה, ומהמוחשי אל המופשט. תלמיד שמאבד את הקו שטווה המורה יתקשה לחזור ולהשתתף בשיעור. הנקודה השלישית היא גורם ההפתעה. אופן ההתקדמות במהלך השיעור, ובעצם גם לאורך השנה, צריך להיות מסודר והגיוני, אבל הפתעות שצצות מדי פעם ממקדות את תשומת הלב ושומרות על ערנות מתמדת. התנסות בחפירה ארכאולוגית או ביקור במעבדת לייזרים הן דוגמאות להפתעות כאלו. חשיפת בני הנוער לחזית המחקר אינה אמורה להיכנס במקום מקצועות הבסיס, אלא בנוסף להם. זו הזדמנות להראות לתלמידים את הקשר של הלימודים לעולם האמיתי ולספק להם חוויה שיכולה להיחרט בזיכרונם ולעזור להם בכל מקצוע שבו יבחרו בעתיד. אגב, ההפתעות לא חייבות להגיע מחזית המחקר. גם סדרת הדגמות מלהיבות בשיעור פיזיקה או משפט דמה לאישיות היסטורית יכולות להפוך נושא משמים לחוויה מרעננת.

המורים שוכחים לעתים את התפקיד האמיתי שלהם. שמעתי לפני מספר חודשים איש חינוך בכיר אומר שתפקידו המרכזי של המורה בעולם המודרני לשמש כמתווך בין התלמיד לבין המידע שמצוי באינטרנט בשפע. אני מתנגד לכך מכל וכל. המורים נמנים עם האנשים המשפיעים ביותר בחייו של התלמיד, ומי מאתנו לא זוכר מורה מסוים או אפילו שיעור בודד, שהשפיעו עליו עד כדי גיבוש דעה או אפילו בחירת מקצוע בשלב מאוחר יותר בחיים. בעיניי, מורה אינו משגיח על קבוצת ילדים, אינו מתרגל לקראת בחינות ובוודאי שאינו מתווך - מורה הוא מחנך שעוזר לקבוצת אנשים להכיר טוב יותר את העולם ולגבש את הדרך העצמאית שלהם, ואת כל זה קשה לעשות כשהתלמידים בקושי מקשיבים לך.

על מנת להגיע למצב שבו השיעורים מרתקים את התלמידים, מערכת החינוך צריכה להשקיע קודם כל במורים עצמם, גם בשכר הוגן שיכלול את שעות ההכנה לשיעור כמרכיב חשוב וגם בהכשרה ראויה. אני רואה שלושה נדבכים בהכשרה המתמשכת של המורה. ראשית, המורים צריכים להגיע למצב של שליטה מעולה בחומר, ואת זה ניתן להשיג בעזרת אנשי אקדמיה שיסייעו להם. ההשקעה תחזור בסופו של דבר לילדים של אותם חוקרים, דרך המורים, ולכן יש סיכוי טוב שיהיו מתנדבים למשימה. שנית, יש לעזור למורים לשפר את יכולת ההופעה מול התלמידים. יכולת הופעה היא אמצעי שליטה מרכזי בידי המורה, משום שהיא מאפשרת להעלות את יכולת הקליטה של התלמידים, ולא פחות חשוב – להעלות את ההערכה הכללית כלפי המורה. גם פה אפשר להיעזר באנשי מקצוע. כל כך הרבה יועצי תקשורת מסתובבים בכנסת - אולי ניתן לגייס אותם למשהו חשוב באמת. הנקודה השלישית, והמסובכת יותר, היא בניית מערכי שיעור מעניינים. אחד הדברים שהייתי רוצה לעשות בעתיד הוא העברת השתלמויות למורים שיעסקו בבניית מערכי שיעור אטרקטיביים. יחד עם זאת, אני מודע לכך שהגורם החשוב כאן הוא הדמיון האישי של המורה, וכל מורה צריך לגבש את מערך השיעור הסופי בהתאם ליעדים שלו וליכולות שלו. מורה שמחזיק בידיו ארסנל של כלי הוראה ומשלב אותם במהלך שנת הלימודים יכול להשיג עניין מתמשך של התלמידים ובמקרים רבים אף למנוע מראש בעיות משמעת.

יחד עם אשתי ג'ודי עסקתי בשנים האחרונות בפיתוח תוכניות העשרה במדעים לתלמידי תיכון שמבקרים במכון ויצמן, ובתהליך ארוך של למידה הצלחנו להבין מה מלהיב אותם ומה מעניין אותם. הפיכת בית הספר עצמו לסביבה מעניינת ומאתגרת היא משימה קשה יותר, ואני מודע לכך שלא די ברעיונות, אלא יש לנסות אותם בשטח בפריסה רחבה, להשתפר כל הזמן וללמוד מטעויות. ולמרות הכול, המשימה הזו אפשרית.

לקריאה נוספת: "למה מורים נשחקים?" מאת אורן פרבר בבלוג מדע ושאר רוח

נילס בוהר והברומטר

את הסיפור הזה שמעתי פעמים רבות ונזכרתי בו שוב לפני כמה ימים כשהתחלתי לרשום במחברת מחשבות על חינוך ועל בתי ספר. הסיפור עוסק במבחן שנערך באוניברסיטת קופנהגן שבו נדרשו התלמידים למדוד גובה של בניין תוך שימוש בברומטר. אחד הסטודנטים הציע לקשור חוט לברומטר, לעלות לראש הבניין ולשלשל את הברומטר מטה עד שיגע בקרקע. אורך החוט יחד עם אורך הברומטר הוא גובה הבניין. המרצה הכשיל את הסטודנט, הסטודנט ערער, ומרצה אחר התבקש לפסוק בנושא.

הפוסק אמר שהתשובה נכונה אבל הסטודנט לא הפגין ידע בפיזיקה ולכן יש לבחון שוב את ידיעותיו. הסטודנט התבקש למצוא תשובה "פיזיקלית" יותר. הוא חשב כמה דקות, וכשלא ענה דחק בו הבוחן לענות משום שהזמן עומד להיגמר. הסטודנט אמר שהוא מתלבט בין מספר תשובות: ניתן להפיל את הברומטר ולמדוד את זמן הנפילה (התלוי בגובה), או להשתמש באותו חוט מהתשובה הראשונה וליצור מטוטלת - זמן המחזור של התנודות יהיה תלוי באורך החוט, או להשתמש בחוט קצר יותר ואז לנדנד את המטוטלת על ראש הבניין ועל הקרקע - ההפרש בזמן המחזור קשור לתאוצת הכובד שמשתנה עם הגובה, או למדוד את הצל של הברומטר יחסית לצל של הבניין בשעה שהשמש מאירה, ומובן שניתן גם למדוד את לחץ האוויר על הקרקע ועל גג הבניין ולהמיר את ההפרש לגובה הבניין. וכאן מוסיף הסטודנט את האפשרות העסקית - לגשת לאחראי על הבניין ולומר לו: יש לי ברומטר מצוין שאתן לך בשמחה אם תגלה לי את גובה הבניין. הסטודנט היה נילס בוהר, שהפך לאחד הפיזיקאים הגדולים בהיסטוריה.

הסיפור מעורר אהדה לסטודנט המבריק, היצירתי והנועז (או שמא חצוף), רק חבל שהוא אינו נכון. לא ידוע על שאלה כזו במבחן באוניברסיטת קופנהגן, וגם לא באוניברסיטה אחרת, ואפילו לא בבית ספר, ובוודאי שאין לסיפור קשר כלשהו לנילס בוהר. האזכור הראשון של הסיפור מופיע במגזין אמריקאי ב-1958, ואחר כך גרסה מורחבת יותר מופיעה בספר של אלכסנדר קלנדרה (Alexander Calandra) שיצא לאור ב-1961. שם הוא מסופר כביכול כסיפור אמיתי, אך ללא קשר לבוהר.

מדידת גובה בניין בעזרת ברומטר שמחובר לחוט - זמן המחזור של המטוטלת תלוי באורך החוט

תמיד חשדתי בסיפור הזה שהוא אגדה. חוץ מזה, השאלה עם הברומטר לא הכי מוצלחת לטעמי. היא פשוטה מדי עבור תלמידי פיזיקה וגם מי שיודע מעט פיזיקה יכול לנחש את התשובה. הרעיון הפיזיקלי כאן הוא שלחץ האוויר יורד עם העלייה בגובה, משום שגובה עמוד האוויר (מלמעלה) קטן כשעולים. מבחינה פרקטית זו אינה השיטה המועדפת למדידת הפרשי גובה קטנים משום שהשינוי קטן למדי כשהפרש הגבהים עומד על כמה עשרות מטרים (גובה של בניין גבוה). בעיה נוספת היא התלות של הלחץ בגורמים נוספים, כמו טמפרטורה, אבל על זה דווקא אפשר להתגבר אם משווים בין לחץ האוויר בתחתית הבניין ללחץ האוויר בראשו. בעיה גדולה יותר נובעת משינויים מקומיים בלחץ האוויר, כמו למשל רוח פתאומית שנושבת בגובה של עשרות מטרים. המסקנה היא שלמדידת הפרשי גבהים קטנים עם ברומטר יהיה דיוק נמוך יחסית. מלבד זאת, אני לא אוהב שאלות שמכריחות את התלמיד להשתמש בכלים מסוימים בלבד, במקרה זה ברומטר, ולמען האמת אני גם לא כל כך אוהב את ההתחכמויות של התלמיד (הרי לא צריך ברומטר בשביל לבנות מטוטלת), ובכלל אני לא אוהב מבחנים - אבל זה כבר סיפור אחר.

אבל בכל זאת אני רוצה לקחת את הסיפור הלאה - נניח שמורה רוצה לעודד את התלמידים שלו לחשוב על הקשר בין לחץ אוויר לגובה. מהי הדרך הטובה ביותר לעשות זאת? אני יכול לחשוב על מספר דרכים. בפוסט הזה אני רוצה להתרכז בשיטה שלא מרבים להשתמש בה - דיון כיתתי, עם או בלי הרצאה פרונטלית לפניו. אגב, הרצאה כזו תהיה יעילה במקרה הנוכחי רק אם היא הוכנה בקפידה כך שבסופה היא מעלה שאלות שמובילות לדיון בשיעור הבא. היתרון הגדול בדיון כיתתי נעוץ בכך שהוא יכול להתפתח לכיוונים שונים ומעניינים ובצורה זו הוא יכול להיות כלי נהדר להבנה רחבה ומעמיקה.

לפני כמה שנים עבדתי בעבודה שבה נדרשתי להשתתף לעתים קרובות בישיבות עבודה. אני זוכר עד כמה שלא הייתי יעיל כשהיה מדובר בישיבה פתאומית, ללא זמן להתכונן, וכמה היה המצב שונה כשמצאתי זמן לקרוא את החומר ולהכין את עצמי. דיון כיתתי הוא בעצם מין ישיבת עבודה שכזו, ואני חושב שעדיף שהוא לא יבוא בהפתעה. על מנת לקבל דיון ער ויעיל יש לתת לתלמידים מספיק זמן להתכונן אליו, יום אחד לכל הפחות. בעיני רוחי אני רואה דיון שמתפתח מעבר לשאלת התלות של לחץ האוויר בגובה, ומעבר להבנה שברומטר הוא כלי לא מדויק למדידת גובה של בניין, לכיוונים אחרים כמו למשל השפעת הגובה על גדלים אחרים, ואפילו מציאת שיטות שונות למדידת גבהים, למשל בעזרת שעון מדויק ומקור לייזר, ובעצם כל כלי אחר שהעולם המודרני יכול לספק לנו.

טורניר הכספות

מדי שנה מקיים מכון ויצמן תחרות פיזיקלית בין קבוצות מבתי ספר תיכוניים. במסגרת טורניר הפיזיקה על שם שלהבת פריאר, פיזיקאי ישראלי רב-פעלים, בונים צוותים של 5 תלמידים כספת שלצורך פתיחתה יש לפתור חידה פיזיקלית אחת או שתיים. מדובר בתלמידים שמגבירים לימודי פיזיקה, והידע הנדרש לצורך פיצוח הכספות אמור להתאים לרמה של 5 יחידות בפיזיקה. ניתן לשלב חידות מורכבות, אבל אם החומר נמצא מעבר לתכנית הלימודים, יש להסביר אותו לפורצים.