סיינטיפיק אמריקן/קידום הוראת מדעים מדויקים בבתי ספר תיכוניים ובחטיבת הביניים

יצחק פרנס

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/study040905.html

אין זה סוד כי במשך 25 השנים האחרונות חלה התדרדרות בהוראת המקצועות המדעיים והניסויים בבתי הספר בארץ. כבר ב-1983 הבחנתי בתופעה זו כשהייתי דיקן הפקולטה למדעי הטבע באוניברסיטה העברית. התברר כי יש ירידה במספר הנרשמים לפקולטה, בייחוד בפיזיקה ובכימיה (שהם המקצועות הכמותיים יותר, הדורשים ידע במתמטיקה), ומאז התופעה רק החמירה. במשך השנים נוצר פרדוקס מוזר: ממוצע ציוני הבגרות עולה, אך במקביל, הידע עצמו, ובפרט במקצועות המדעיים, מצטמצם. לתופעה זו השלכות לאומיות כבדות משקל, ומהן אזכיר רק כי הדבר מחייב את המוסדות להשכלה גבוהה להקדיש חלק ניכר מן השנה הראשונה להשלמת ידע שפעם נרכש בבתי הספר, ובשל כך מצטמצם זמן הכשרת הסטודנטים לתואר בוגר.

כדי לבדוק את עומק הבעיה ביקרתי בעשרות בתי ספר, מקריית שמונה ועד אילת, ובכל המגזרים, הממלכתי, הממלכתי-דתי ואפילו החרדי. המסקנה המידית הייתה כי הסיבה העיקרית להתדרדרות הוראת המדעים אינה היעדר תקציב או מחסור בשעות הוראה. אם כך, מהו הגורם? אמנה כמה סיבות, מהן אובייקטיביות ומהן סובייקטיביות: יש “פחד” מן המדע בכלל, ומן המקצועות שבהם נדרשת גישה מתמטית-כמותית בפרט. המדעים מתקדמים בקצב מהיר ולכן המורים בבתי הספר אינם מעודכנים ומערכת ה”השתלמויות התקופתיות” אינה יעילה ואינה מסייעת בהדבקת הפערים. המצב עוד מסתבך כיוון שמרבית המורים (למעט בעלי תואר דוקטור במדעים), אינם אמונים על צורת החשיבה המדעית. אך אולי הגרוע מכול הוא שבאזורים שמחוץ למרכז הארץ יש מורים המלמדים מקצועות שהם לא למדו באוניברסיטה. זאת ועוד, כדי לפתח חשיבה מדעית יש לתכנן ולבצע ניסויים. אבל, המעבדות הבית-ספריות אינן מתאימות לביצוע ניסויים מדעיים ברמה גבוהה, הציוד מועט ורובו מיושן. נמצא אפוא, שהתלמידים “עומדים בתור” לציוד ואינם מנצלים את הזמן ביעילות. ומנגד, הידע המדעי המעודכן מצוי בעיקר במוסדות להשכלה גבוהה, במכוני מחקר ולעתים גם בתעשייה עתירת הידע.

אם כך איך מתגברים על הבעיה?
הצבנו אפוא כמה עקרונות שעליהם חייב הפתרון להתבסס:
1. פתרון כללי, לכל התלמידים במרכז וברחבי הארץ.
2. התבססות על מורי בתי-הספר ועל מערכת השכר הקיימת.
3. הסתפקות במספר השעות המוקצב למדעים ומציאת דרכים נאותות לניצולן ביעילות.
4. התבססות על התקציבים הקיימים.
5. התחדשות מתמדת והתעדכנות העוקבת אחר ההתקדמות במדע.
6. ביצוע ניסויים מתקדמים ברמה אוניברסיטאית.

נראה שבאוניברסיטה העברית בירושלים, מצאנו פתרון אופטימלי העונה על כל העקרונות. כיום אנו מתמקדים בתלמידי החטיבה העליונה וחטיבת הביניים, אך אנו סבורים שיש להתחיל עוד בבית הספר היסודי, ואולי אף בגן הילדים.

כדי ליישם את הפתרון הקמנו בקמפוס אדמונד י' ספרא שבגבעת רם כפר נוער הכולל כמה יחידות:

מרכז המעבדות למדעים ע”ש בלמונטה בעזרת קרן ירושלים ובתרומתו של ד”ר ארנסט ברטר ז”ל, הקמנו מעבדות בפיזיקה, בכימיה, בביולוגיה, בביוטכנולוגיה, באיכות הסביבה, באלקטרו-אופטיקה ובמחשבים בשטח של כ-2000 מ”ר. המעבדות מצוידות במיטב הציוד ומסוגלות להכיל עד 40 תלמידים בו זמנית בכל נושא. המעבדות מופעלות פעמיים ביום ומשרתות כ-100 בתי ספר מאזור ירושלים ומחלקי הארץ האחרים. בתי הספר בירושלים אינם משלמים בעבור השירות, שכן מנהל החינוך בירושלים (מנח”י) מממן כ-80% מן ההוצאות. הציוד מאפשר פיתוח תכניות הוראה בנושאים חדשניים. חומר הלימוד נכתב בידי צוות בלמונטה בהתייעצות עם מורים ובעזרת סגל הפקולטה למדעי הטבע.

מורי המדעים של בתי הספר הם שמעבירים את החומר העיוני והניסויי כאחד. ההכנה העיונית ותכנון הניסויים מתקיימים בבית הספר, והתלמידים מגיעים למעבדות בלמונטה לניסוי מסכם של ארבע שעות פעם בשישה שבועות. בסוף הניסוי מבצעים התלמידים אנליזה כמותית של התוצאות שנקלטו באופן שוטף במחשב.

העובדה שהמורים מעבירים את הניסויים היא יתרון בולט. אם יש צורך נעזרים המורים בצוות בלמונטה (5 אנשים) וכך עוברים למעשה סדרת השתלמויות, כהכנה לכל ניסוי, באופן רציף ובמשך כל השנה – זהו כנראה הישגנו הגדול. אבל “ההפתעה” הגדולה ביותר שלנו הייתה אולי המורים. יותר מ-300 מורים השתתפו בפעילויות עד כה, הם התגלו ככוח הוראה מעולה והיו חדורי מוטיבציה גבוהה להתעדכן ולהשתלם גם על חשבון “זמנם החופשי”.

חשוב להדגיש כי מעבדות בלמונטה אינן משמשות קבוצה קטנה ונבחרת של תלמידים. להפך, הלימודים במעבדות בלמונטה הם חלק ממסגרת הלימודים הרגילה, ומכוונים לכיתות אינטגרליות.

מאז השקת המעבדות למדעים ביקרו בהן יותר מ- 400,000 ילדים, וכיום פועלות בהן גם כיתות על-אזוריות. כפר הנוער מסייע בהכנת תלמידים לבגרות, מקיים מחנות קיץ לתלמידים מרחבי הארץ, השתלמויות מורים, השתלמויות לבורנטים וכדומה, מקיים קשר הדוק עם תכנית עתידים של צה”ל ונותן שירות לבתי ספר ברחבי הארץ.

עלות הביקור לכל תלמיד, הנחשף לציוד המתקדם ביותר ולניסויים בחזית המדע, מסתכמת בכ-80 ש”ח. בעלות כזאת אפשר להקים בתקציבים קטנים יחסית מעבדות אזוריות (כ-15) בכל רחבי הארץ, בחסות המוסדות להשכלה גבוהה בכל אזור – כאן אין צורך במיליארדים.

מעבדות בלמונטה היו הראשונות מסוגן בעולם. כיום הועתקה השיטה לגטינגן ולהיידלברג שבגרמניה, למרסיי שבצרפת ולמקסיקו-סיטי שבמקסיקו.

בית ברטר – מלון המדע: במהלך עבודתנו במעבדות בלמונטה הגענו למסקנה כי רצוי לחשוף תלמידים למדע במרוכז במשך כמה ימים. הבנו גם שחשוב שתלמידים המגיעים ממקומות מרוחקים ייחשפו לא רק למדע, אלא גם לתכנית תרבותית רחבה המשלימה אותו. גם כאן יזמנו רעיון, שלמיטב ידיעתי הוא הראשון מסוגו בעולם. בצמוד למעבדות בלמונטה הקמנו, בעזרת קרן ירושלים, את “בית ברטר – מלון המדע” לשירות התלמידים המגיעים לבלמונטה. זהו “בית מלון” ברמה גבוהה ביותר הכולל 18 חדרי אירוח (4 תלמידים בחדר), חדר אוכל מפואר ומטבח משוכלל. יש בו גם מועדון עם מחשבים וטלוויזיה ודיסקוטק משוכלל. הבנו כי לא נוכל ללמד רק מדע מן הבוקר עד הערב במשך שבוע, ולכן פיתחנו תכנית שנקראת “מדע וירושלים”. כיתות אינטגרליות מכל הארץ (ובכלל זה מירושלים) יגיעו ביום ראשון בבוקר וישהו אצלנו עד יום חמישי אחר הצהריים. בבקרים נערוך פעילות מדעית במעבדות בלמונטה שתועבר בידי מורי הכיתות בעזרת סגל בלמונטה. לאחר ארוחת צהריים קלה, מנוחה וספורט במרכז קוסל הסמוך, יצאו התלמידים “לפעילות ירושלמית”: ביקור במוזיאון ישראל, במוזיאון ארצות המקרא, במוזיאון המדע, בקריית הממשלה והכנסת, בבית המשפט העליון, בגן החיות (בהדרכה מקצועית) ובגן בוטני. בהתאם למצב הביטחוני יתקיימו תכניות מגוונות בהיסטוריה ובארכיאולוגיה בעיר העתיקה. לאחר ארוחת ערב עשירה ומנוחה יבלו התלמידים בדיסקוטק, יקשיבו לקונצרט או יצפו בהצגה.

מחנה המדע הראשון נפתח ב-3 ביולי 2005 בשיתוף עם תכנית “עתידים” של צה”ל ומשרד הביטחון ובמימון קרן לנדא – זהו מחנה משותף לילדים יהודים וערבים מכל הארץ.

היחידה לנוער שוחר מדע ודעת: היחידה, שהיא חלק מכפר הנוער, שוכנת במבנה מפואר משלה, שהוקם בעזרת הקרן לירושלים בתרומת משפחת מאירהוף. לקראת שנת איינשטיין חידשנו את תשתית הציוד המדעי ביחידה ואנו מפעילים בה עשרות חוגי מדע מתקדמים לנוער. בקיץ 2004 השתתפו במחנות הקיץ יותר מ- 850 תלמידים.

בכפר הנוער באוניברסיטה העברית פיתחנו גישה חדשה להוראת מדעים המבוססת בעיקר על המורים המלמדים במערכת החינוך. אני רוצה לציין בסיפוק כי בעבודה המשותפת עם המורים, רמתם עלתה, הם מתעדכנים באופן שוטף ונהנים מעבודתם – אצלנו הם זוכים לכבוד הראוי להם. שיתוף הפעולה של המורים עם סגל בלמונטה יצר קשרים אישיים ואינטראקציה מתמדת. תגובות התלמידים והמורים נלהבות. אני מקווה שכפרי נוער שכאלה יצוצו בכל הארץ וילמדו בהם מדעים ברמה גבוהה ובהנאה.

על המחבר

יצחק פרנס, פרופסור וחוקר פעיל בנוירוביולוגיה באוניברסיטה העברית בירושלים. עם תלמידיו נמנים פרופסורים במרבית מוסדות ההשכלה הגבוהה בישראל.

פרופסור פרנס היה דיקן הפקולטה למדעי הטבע במשך 4 שנים, שימש כיו”ר המועצה הלאומית למחקר ופיתוח בזמן כהונתם של שלושה ראשי ממשלה: יצחק רבין, שמעון פרס ובנימין נתניהו. הוא הקים את החברה הישראלית למדעי העצב והיה נשיאה הראשון, קיבל את פרס מקס-פלנק, תואר ד”ר כבוד מן האוניברסיטה הטכנית של מינכן, ונבחר כחבר כבוד באקדמיה הלאומית של בווריה. היה פרופסור אורח במכון הטכנולוגי של קליפורניה, באוניברסיטת סטנפורד ובאוניברסיטאות רבות אחרות. פרסם יותר מ- 200 פרסומים מדעיים. הקים את הרשות לקהילה ונוער, את מעבדות בלמונטה ואת בית-ברטר – מלון המדע.

ידען פרויקטי מדע לנוער
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~251296849~~~226&SiteName=hayadan