המבנית "יחסים וקשרים בעולם החומרים" היא מבנית חובה שפותחה בהתאם לתכנית הלימודים החדשה לשלוש יחידות לימוד, כפי שהתפרסמה על ידי משרד החינוך, תשס"ה. המבנית מציגה בגישה אחרת את הנושאים המוכרים "מבנה וקישור" ו"סטוכיומטריה" וכוללת גם פרק נוסף שעוסק במצב הגזי.
תכנית הלימודים החדשה מצדדת בהצגת תופעות בכימיה בהקשרים המתאימים ובקידום האוריינות של התלמידים בתחום הדעת. מגמת התכנית היא לבנות אצל התלמידים בסיס מוצק להבנה מעמיקה ככל האפשר של המושגים והעקרונות המרכזיים בכימיה – מדע ניסויי הנמצא בחזית המחקר המדעי. גישה זו מצריכה הצבת מטרות הוראה המתייחסות הן לקידום הבנת המשמעות של מושגי המפתח והן ליכולת של התלמידים ליישם הבנה זו.
גישת מבנה הדעת עיצבה את לימודי החובה בתוכנית בהיקף שלוש יחידות לימוד. מגמת התוכנית היא לבנות אצל התלמידים בסיס מוצק להבנה מעמיקה ככל האפשר של הכימיה כתחום-דעת שהוא מדע ניסויי הנמצא בחזית המחקר המדעי, בין אם תלמידים אלה ימשיכו בלימודים אקדמיים בתחום הכימיה ובין אם לא.
הגדרת אוריינות כימית וקביעת סטנדרטים להוראת הכימיה חייבים, בראש ובראשונה, להתיישב עם התפיסות הרווחות כיום לגבי אוריינות מדעית בכלל. אוריינות מדעית כוללת כמה מרכיבים מרכזיים:
ידע: הכרת עקרונות ורעיונות-מפתח במדע.
מיומנויות קוגנטיביות: חשיבה רציונלית, יכולת הצדקת טיעונים, תפיסה מערכתית, הפעלת ביקורתיות, וכן מיומנויות קוגניטיביות נוספות.
פרמטרים סוציו-פרגמטיים: הבנת חשיבות המדע לאיכות חיי הפרט והחברה, תקשורת בין אנשים בהקשרים הנוגעים למדע, קבלת החלטות בסוגיות בעלות הקשר מדעי, צרכנות נבונה ועוד.
כחלק מהאוריינות המדעית, קיימת כיום מגמה המנסה להגדיר אוריינות דיסציפלינרית, כלומר להגדיר אוריינות פיזיקלית, אוריינות כימית, אוריינות ביולוגית – כלומר, סוגי אוריינות הכלולים במונח הרחב מאוד "אוריינות מדעית".
הוראת הכימיה יכולה לשמש נדבך חשוב בהקניית אוריינות מדעית לתלמידים, וזאת מהסיבות הבאות:
- היות הכימיה "צומת המדעים", כלומר בעלת עקרונות ויישומים משותפים הן לתחומי הפיזיקה והן לתחומי הביולוגיה.
- היות הכימיה "תפאורה מתאימה" להצגת מאפייני המדע כפי שהם מצטיירים בספרות המדעית: מהי תיאוריה מדעית וכיצד היא נבחנת? חשיבת חקר, הפורמליזציה המתמטית של הידע המדעי ועוד.
- הרלוונטיות הרבה של הכימיה והזיקה לתופעות ויישומים בחיי היומיום של כל אזרח.
לגבי מרכיב הידע באוריינות כימית כחלק מאוריינות מדעית, קיימות שתי גישות מרכזיות:
הגישה האחת שמה את מבנה הדעת של הכימיה במרכז הדיון ושואלת: מהם הרעיונות המרכזיים בכימיה? מהם מאפייני תחום הדעת? מהי הצגת המושגים השלמה והנכונה מבחינה מדעית? גישה זו עוסקת בהרחבה בחקר טעויות המשגה של תלמידים ובבחינת אסטרטגיות קוגניטיביות לתיקון טעויות אלו, ומתעסקת פחות במידת הרלוונטיות של המושגים הנלמדים לחיי התלמיד.
הגישה השנייה מעמידה את האזרח וצרכיו במרכז ושואלת מהו הידע, בהקשר לכימיה, שיכול לתרום לחיי האזרח – ידע שיהיה רלוונטי עבורו. מטבע הדברים, על פי גישה זו הצגת הרעיונות בכימיה תהיה כללית יותר, וההתמקדות היא במחקר העוסק בתפיסת הכימיה, בתרומתה וברלוונטיות שלה לחיי האזרח.
מיהו בר-אוריין בכימיה – עקרונות כלליים
באבחנה שבין הבור לבין המומחה, יש מקום של כבוד לאדם הנאור, המשכיל, לבר-אוריין. זהו האזרח שאליו מכוונים לימודי המדע בבית הספר התיכון. תפקיד לימודי המדע ברמת הקניית האוריינות איננו הכשרת מדענים; מטרתם היא לכוון לקראת אוריינות. אם ננסה לאפיין את תרומתם של לימודי הכימיה לאוריינות, בר-אוריין הוא –
- מי שמפתח עניין אישי וחיובי בכימיה.
- מי שרואה את הכימיה כעוסקת בשני תחומים: תחום מחקרי העוסק בסוגיה כיצד ניתן להסביר תופעות בעולם שסביבנו (תופעות ברמת המקרו) תוך שימוש במודלים ברמת המיקרו; תחום יישומי העוסק בסוגיה כיצד ניתן להשתמש בידע שלנו לגבי מבנה החומר ליצירת חומרים חדשים על פי צרכינו.
- מי שמבין את הרעיונות המרכזיים בכימיה ובונה לעצמו מפת מושגים המקשרת נכונה בין מושגי המפתח בדיסציפלינה; ובייחוד שמבין כי הכימיה עוסקת בתיאור תופעות והסברתן ברמת המבנה, האנרגיה והדינמיקה. כמו כן הוא מבין שאי-אפשר ליצור חציצה מוחלטת בין שלושת התחומים וכי הם שלובים זה בזה.
- מי שרואה את הרלוונטיות של נושאי הלימוד לחייו ולסוגיות חברתיות.
- מי שמיישם את הידע והמיומנויות שרכש לפתרון בעיות בחייו ולהשתתפות מושכלת בוויכוח על סוגיות ציבוריות.
- מי שמסוגל לראות קישורים רלוונטיים: התכונה המאפיינת יותר מכל את בר-האוריין היא הקישוריות, כלומר היכולת לקשור בין הרעיונות המרכזיים בכימיה, היכולת לראות את הקשר בין כימיה לבין תחומים אחרים, ובינה לחיי היומיום וכדומה, ולא לראות את הכימיה כאוסף עובדות בלבד.
הגדרת האוריינות הכימית היא כלי שימושי למורי הכימיה בכל הנוגע לקביעת מטרות ההוראה ולאפיון "התוצר" שהם מצפים לו.
הגדרת אוריינות כימית בממדי הידע, המיומנויות והקישוריות
I. ממד הידע
הרעיונות המרכזיים שעל בר-האוריין לדעת:
- כימיה כמדע המסביר את הקשר בין תכונות חומר (מקרו) לבין המבנה החלקיקי שלו (מיקרו) – הדגשת ההיבט המבני. מכאן, שיש לראות בכימיה מדע העוסק בקישור בין סדרי גודל קטנים לגדולים.
- כימיה כמדע המאפיין שינוי חומרים – הדגשת ההיבט הדינמי.
- כימיה כמדע החוקר ומאפיין יחסי מסה-אנרגיה – הדגשת ההיבט האנרגטי.
- כימיה כמדע המנסה למצוא חוקיות ולהסבירה: מדוע מתרחשות תגובות?
- הכימיה כדיסציפלינה מדעית שיש לה שפה משלה.
- הכימיה כמדע ניסויי.
- כימיה כמדע החוקר את תהליכי החיים ברמה הבסיסית ביותר.
- כימיה כמדע וכתחום-דעת תומך בתחומי מדע אחרים.
II. ממד המיומנויות
בר-אוריין יהיה מסוגל לבטא מגוון כישורי חשיבה ומיומנויות אחרות, שיפורטו להלן, בהקשרים הנוגעים לכימיה. אין זאת אומרת שרק באמצעות הכימיה ניתן להקנות מיומנויות אלו, אלא שלימודי הכימיה צריכים לתרום תרומה משמעותית להקניית מיומנויות בכלל, ולהתאים למטרות החינוכיות הכלליות בבית הספר התיכון.
המיומנויות הן אלה:
מיומנויות אורייניות: קריאה, הבנת הנקרא, כתיבה עצמאית (בניגוד ל-cut & paste ), הבעה בעל-פה והקשבה.
מיומנויות למידה: חיפוש מידע, יכולת לקרוא צורות שונות של ייצוג ידע (גרף, טבלה, איור), יכולת לעבד מידע באופנים שונים.
מיומנויות חקר: הבנת המושגים תצפית, עובדה, חוק, תיאוריה מדעית, ויחסי הגומלין ביניהם. אבחנה בין נתונים למסקנות.
מיומנויות חברתיות:
- צרכנות נבונה: בר-אוריין יהיה צרכן נבון של מוצרים טכנולוגיים בעלי נגיעה לכימיה, כגון מסנני מים, מסנני קרינה, דלק לסוגיו, ויטמינים ותוספי מזון אחרים.
- קבלת החלטות (היכולת לאתר סיכונים, יכולת שיפוט ונקיטת עמדה): בר-אוריין יוכל ליטול חלק בוויכוח ציבורי הנוגע לסוגיות מדעיות וכימיות ולנקוט עמדה תוך הבנת שיקולי הצדדים השונים.
III. ממד הקישוריות
- בר-אוריין יכיר בחשיבות הכימיה בחיי היומיום ויוכל לתת דוגמאות לחשיבותה בתחומים שונים (מזון, דלקים, מלחים, בריאות, בשמים וקוסמטיקה, מטבח, כביסה, תכשיטנות, כימיה פורנזית, זכוכית, חקלאות, צילום ועוד).
- בר-אוריין יכיר את תפקידה של הכימיה בעיצוב פני החברה בעבר וכיום – השפעתה על התפתחות רעיונות פילוסופיים-קיומיים, על הכלכלה, על מדיניות החוץ ועל סגנון החיים.
- בר-אוריין יהיה מסוגל להסביר תופעות שונות בחיי היומיום.
- בר-אוריין יהיה מסוגל לפתור בעיות נפוצות תוך שימוש ויישום הידע הכימי שרכש (שימוש נכון בממסים שונים, שימוש מושכל באמצעים שונים לאספקת אנרגיה, הבנת משמעות המושגים ריכוז, מיהול, חומר פעיל [בתרופה], הבנת ההבדל בין מרכיבי מזון לבין ערכו התזונתי וכדומה).
היבטים רגשיים (אָפקטיביים) בהגדרת אוריינות כימית
- בר-אוריין ידע להעריך את חלקה של הכימיה בשיפור חיינו ויוכל לציין תחומים שבהם תרומתה היא מכרעת (ייצור מקורות מזון, ייצור דשנים, ייצור תרופות, תעשיית הפולימרים).
- בר-אוריין ינקוט גישה אובייקטיבית ומפוכחת כלפי הכימיה ויישומיה.
- בר-אוריין יבין כי מדע הכימיה ותגליותיו אינם טובים או רעים כשלעצמם. הסיווג הערכי תלוי בחברה ובשימוש שהיא עושה בידע המדעי. (לדוגמה: המצאת חומר הנפץ על ידי אלפרד נובל נוצלה לטובה – פריצת דרכי תחבורה, פיצוץ מבוקר של מבנים מסוכנים; ולרעה – כאמצעי לוחמה וטרור. חומר מסוים עלול להיות פסולת מטרידה בסיטואציה מסוימת, או חומר גלם חשוב לתעשייה בסיטואציה אחרת.) באוזני בר-אוריין המילה "כימיקלים" לא תישא משמעות שלילית דווקא.
- בר-אוריין ירצה להעמיק ידיעותיו בתחום (הן באופן פורמלי והן באופן לא-פורמלי).
ההבדל העיקרי בין תלמידי המסלולים השונים (מוט"ב, כיתה י', 3 או 5 יחידות לימוד) יהיה ברמת ההעמקה והפירוט שבה יילמדו הנושאים המרכזיים בדיסציפלינה. על פי תפיסתנו, בכיתה י' יש להציג את הרעיונות המרכזיים במדעים אחרים ובכימיה, תוך הדגשת הרלוונטיות ופיתוח המיומנויות. בכיתות י"א-י"ב שבהן מתמחים בכימיה ולומדים לקראת בחינת הבגרות, יש להמשיך ולהעמיק באותם רעיונות מרכזיים תוך הדגשת האופן שבו התפתחו התיאוריות המרכזיות, לעמוד על הרצף של ההתפתחות המדעית ולציין את נקודות המפנה החשובות. בד-בבד תכלול ההוראה המשך פיתוח המיומנויות.
הערכת אוריינות כימית
על פי תפיסתנו, רכישת אוריינות מדעית וכימית היא תהליך הנמשך כל החיים, וראוי שבר-האוריין ימשיך להתעניין בתחום ולהעמיק את ידיעותיו. לצערנו, אין הנאמר לעיל מובן מאליו. מטרתנו העיקרית בלימודי מדע ולימודי הכימיה היא להגיע למצב שבו תלמידינו יהיו בני-אוריין. כלומר, להביא את כלל אזרחי העתיד למצב שבו יתעניינו בכימיה וירגישו מסוגלים להתמודד עם מידע או עם סוגיות הנוגעות לכימיה.
היות ורכישת אוריינות היא "מחויבות לכל החיים" (Life-time Commitment), אין לקבוע כי רמת אוריינותו של תלמיד עם סיום לימודיו היא רמת אוריינותו הסופית, אלא לנסות ולבדוק האם קיים בו הפוטנציאל, הבסיס, להמשך פיתוח אוריינותו המדעית. בהשאלה ניתן לומר כי אנו מנסים לבדוק האם גרעין הידע והמיומנויות שנזרע בו במהלך לימודיו, נובט ומלבלב, או שמא הצטמק ולא נותר ממנו דבר (או גרוע מזה – אם מבחינה רגשית נותרו בו משקעים ורגשות שליליים כלפי המדע).
בכתיבת הספר נלקחו בחשבון קשיי למידה אפשריים של תלמידים שעלולים להתעורר בעת ההסבר של תופעות המוכרות להם מחיי היומיום, מנקודת מבט מדעית. הפתרונות מוצעים על סמך ניתוח טעויות המשגה שאותרו בבחינות הבגרות ובעבודה יומיומית של המורים.
היחידה הראשונה (רמת הבסיס) הנלמדת בכיתה י' מהווה את דרישת הקדם ללימוד מבנית א'.
מטרות לימוד המבנית:
- חזרה, שדרוג ו"יישור קו" לאחר לימוד תוכנית הבסיס בכיתה י'.
- היכרות עם ההיבט הכמותי ההכרחי להקניית אוריינות כימית ולהקניית בסיס להיבט הכמותי בפרקים הבאים.
- היכרות עם תרכובות פחמן, בכלל, וכבסיס לפולימרים פשוטים, בפרט.
