תכנית "פיזיקה ותעשייה" 2000-2017
צוות מוביל
- פרופ' אמריטוס בת-שבע אלון
- ד"ר רמי אריאלי, מכון דוידסון לחינוך מדעי
- ד"ר דורותי לנגלי, מכון דוידסון לחינוך מדעי
חברי הפרויקט
- ד"ר שי סופר, אלביט מערכות
- ד"ר צבי אריכא, ד"ר דוד סלע, ד"ר יעקב שיינבוים – משרד החינוך
- ד"ר יהודה בן חור, ד"ר אבי גולן, ד"ר ירדן בן חורין, ד"ר אריאל היימן – מכון דוידסון לחינוך מדעי
- מר בועז לובשיץ, ד"ר אבינעם קלמה, מר אביגדור זיידמן – מהנדסי אלביט מערכות
- ד"ר ערן גרינוולד, ד"ר לירן שמשי – המחלקה לפיזיקה, מכון ויצמן למדע – מנחי פרויקטים
- מר מרדכי מושיצקי, מר ששון לוי, מר יוסף סוסנובסקי, מר אלכס רובשטיין – צוות מעבדה, מכון דוידסון לחינוך מדעי
- ד"ר יעקב הלפמן – חשיבה המצאתית שיטתית
שותפים לפרויקט
- מר חיים רוסו (מנכ"ל), ד"ר אלכסנדר איילון – אלביט מערכות
- שותפים נוספים ברשימה המורחבת בהמשך
תקציר
תכנית "פיזיקה ותעשייה" היתה חלוצה במאמץ לארגן מסגרות אזוריות, חוץ בית-סיפריות, נושאות קרדיט, המקדמות מצוינות ומספקות קישור לתעשיות מבוססות מדע בקרב תלמידים בעלי יכולות גבוהות, המתמחים בפיזיקה בכיתות י"א וי"ב. תלמידים שהשתתפו בתכנית האלקטיבית, החוץ בית ספרית, נפגשו במהלך 15 חדשים על בסיס דו-שבועי במעבדה במכון דוידסון לחינוך מדעי. התכנית יישמה גישת הוראה מבוססת על למידה מבוססת פרויקטים. זוגות תלמידים, מונחים על ידי צוות התכנית ומהנדסים מהתעשייה, תכננו ובנו דגם פועל של מערכת המציעה פתרון לבעיה טכנולוגית אותנטית ופתוחה תוך שימוש בידע מדעי שנרכש בבית הספר ועקרונות מתקדמים מתחום האלקטרו-אופטיקה שנלמדו במסגרת התכנית. גישת ההוראה הדגישה ארבעה ממדי למידה לתמיכה בתלמידים: יישום ידע, הפעלה של כלים טכנולוגיים וקוגניטיביים, תקשורת במגוון אמצעים, ושותפות בקהילה לימודית ומקצועית.
התפתחות התוכנית
תכנית "פיזיקה ותעשיה" הופעלה בשנים 2000-2017, ושימשה כבסיס למחקר ופיתוח של תכניות שונות המופעלות על ידי מכון דוידסון ועל ידי קבוצת הפיזיקה במחלקה להוראת המדעים.
התכנית החלה בתחילת שנות ה 2000 ביוזמתם של פרופ' בת שבע אלון ומר חיים רוסו מנכ"ל חברת אל-אופ (כיום חלק מאלביט מערכות), במטרה לקשר בין תלמידים מוכשרים ומעוניינים בכיתות י"א וי"ב המתמחים בפיזיקה לבין עולם התעשיות עתירות הידע. הרעיון הבסיסי היה חשיפה לידע מדעי מתקדם, פיתוח חשיבה הנדסית ומיומנויות פרויקטליות תוך הנחייה וקשר עם מהנדסים פעילים בתעשייה המתקדמת (בתחילה בתחום האלקטרו-אופטיקה ובהמשך בתחומים נוספים).
התוכנית הופעלה בתחילה במפגשים בחמד"ע תל אביב ובהמשך בכיתה אזורית במכון דוידסון לחינוך מדעי, אליה הגיעו תלמידים מכל רחבי הארץ. התוכנית פתחה עבורם הזדמנות לפרוץ את מגבלות הציוד וההוראה במוסדות בהם למדו. הרעיון של התוכנית אומץ גם במרכזים אקדמיים נוספים והופעל במכללת אורנים עם תלמידים מחוננים בתחומי הנדסת הרפואה.
במסגרת התכנית התלמידים הגיעו למפגשים דו-שבועיים בשעות אחר הצהריים במעבדה מתקדמת במכון דוידסון לחינוך מדעי. הם למדו תכנים פיזיקליים המרחיבים את תכנית הלימודים של פיזיקה ברמה של 5 יחידות לימוד (לדוגמא, גלאים שונים) ותכנים טכנולוגיים שכללו עקרונות בסיסיים של ניהול פרויקט ו"חשיבה המצאתית שיטתית" – גישה חדשנית לטיפוח יצירתיות טכנולוגית המיושמת כיום במפעלי תעשייה רבים בארץ ובעולם. התלמידים נדרשו ללמוד בבית הספר את מלוא תכנית הלימודים ולבצע את המעבדות.
במהלך התכנית זוגות תלמידים בצעו פרויקט פיתוח מערכת שסיפקה מענה לבעיה טכנולוגית משמעותית בהנחיית מהנדסים פעילים באל-אופ. התלמידים נבחנו לקראת סיום כיתה י"ב על ידי בוחן רשמי של משרד החינוך. לתלמידים מצטיינים במיוחד, התקיימה אפשרות של ביצוע עבודת גמר אישית אשר העניקה בנוסף ל-5 יח"ל בפיזיקה גם 5 יח"ל בעבודת גמר טכנולוגית – מדעית, הנושאת בונוס במוסדות להשכלה גבוהה.
יותר מ 200 בוגרי התכנית, כשליש מהם בנות, השתלבו בצבא בתפקידים טכנולוגיים מתקדמים והמשיכו את לימודיהם בפקולטות להנדסה ורפואה במוסדות האקדמיים בישראל. עם חלקם נשמר הקשר לאורך שנים.
שותפים לפרויקט (רשימה מורחבת)
תכנית פיזיקה ותעשייה חבה הרבה מהצלחתה לתמיכה של מנהלי בתי ספר ומורי פיזיקה, שעודדו את תלמידיהם להשתתף ולהתמיד – מר בוריס אפשטיין, מר דב רוחקס, גב' אירינה ויסמן, גב' אנה אוסטרובקי. בית הספר ע"ש זבולון המר בבת ים, ומנהליו – הרב נעם סאסי ומר אהרן קצב, נתנו לתכנית הזדמנות לשלב תלמידים מהפריפריה האורבנית. ארגונים אחדים היו פעילים ותרמו בדרכים שונות לתכנית לאורך השנים, ביניהם רשת מופ"ת, העיריות של בת-ים, רחובות וראשון לציון, ו"ארגון כל ישראל חברים" (כי"ח).
פיתוח: במהלך חיי התוכנית פותחו חומרי למידה (מצגות, תדריכים), כלי הערכה, וכלי ניהול מגוונים והתקיימו אירועים התומכים במטרות הפרויקט כגון סיור לימודי במפעל אל אופ.
מחקר: לאורך כל תקופת התוכנית הועברו שאלונים, תועדו שיעורים ותוצרים אשר שימשו כחומר גלם למחקרים שהוצגו בסדרת כנסים בינלאומיים (בעיקר כנסי GIREP ) כמפורט ברשימה לקריאה נוספת.
לקריאה נוספת:
1. Langley, D. & Arieli, R. (2016). An inquiring look into plane mirrors: Initial steps to physics inquiry. Proc. 2nd World Conf. on Physics Education (WCPE 2016), Contemporary Science Education and Challenges in the Present Society: Perspectives in Physics Teaching and Learning, São Paulo, Brazil, 10-15 July 2016 (61-68)
2. Langley, D. & Arieli, R. (2015). Ask the simulation: Challenging questions and visual answers for project-oriented learning. Proc. 20th Int'l. Conf. on Multimedia in Physics Teaching and Learning (MPTL 2015Munich, Germany, 9-11 September 2015 (31-38)
3. Langley, D., Zadok, Y., & Arieli, R. (2013). Exploring spatial relationships: A strategy for guiding technological problem solving. Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems (JAMRIS). Proc. 4th Int'l. Conf. on Robotics in Education (RiE2013)
4. Langley, D., Arieli, R., & Eylon, B.S. (2010). Enhancing four science learning dimensions: The Physics & Industry experience. GIREP-ICPE-MPTL 2010 Int'l. Conf. on Teaching and
Learning Physics Today: Challenges? Benefits? Reims, France, 22-27 August 2010 (108-109)
5. Langley, D. & Arieli, R. (2010). Magical elves and formulas as a key to technological inventiveness: The case of non-contact distance measurement. GIREP-ICPE-MPTL 2010 Int'l. Conf. on Teaching and Learning Physics Today: Challenges? Benefits? Reims, France, 22-27 August 2010 (109-111)
6. Langley, D. & Arieli, R. (2010). Digital photography for scaffolding project-based learning.
Proc. GIREP-EPEC & PHEC Int'l. Conf. 2009: Physics Community and Cooperation
Selected Contributions, R. Raine, C. Hurkett, L. Rogers (Eds.), Lulu/The Centre for Interdisciplinary Science, Leicester, England, 17-21 August 2009 (308-323)
7. Langley, D. & Arieli, R. (2008). Fostering a view of optical systems as products of design-based problem solving. Poster presented at the GIREP Conf. – Physics Curriculum Design, Development and Validation, Nicosia, Cyprus, 18-22 August 2008.
8. Langley, D. & Arieli, R. (2007). Building the concept of colours of light. Poster presented at the GIREP-EPEC Conf. – Frontiers of Physics Education, Opatija, Croatia, 26-31 August 2007.
9. Langley, D., Arieli, R., & Eylon, B.S. (2006). Mini-projects: Bridging the gap between school knowledge and model design. Paper presented at the AAPT Summer Meeting: Syracuse, NY, USA, 22-26 July 2006.