האם אפשר ללמוד מדע ללמוד מספר בכיתה? למה צריך אדם שאינו מתכנן קריירה מדעית לטפח בכל זאת כישורי מחקר, ואיך עליו לעשות זאת? במאמר מיוחד לכבוד תחילת שנת הלימודים מסביר תום ביאליק על הקשר ההדוק בין מדע לחינוך.



"ספר לי, ואשכח. תראה לי, ואני עשוי לזכור. ערב אותי, ואבין" – קונפוציוס.

אחד הרגעים הזכורים לי ביותר במהלך ההתנסות שלי במחקר מדעי התרחש מתישהו בתחילת לימודי התואר השני, כשלמדתי איך לעשות ניסויים, להפעיל את המכשירים והציוד במעבדה ולעבוד עם סוגים שונים של תאים, אנזימים וחיידקים. ברגע מסוים באה לי ההארה, וכל השנים הארוכות והמתישות של התואר הראשון, שבהן למדתי עוד ועוד קורסים בתחומי הביולוגיה, הגנטיקה, הכימיה ושאר ירקות התחברו להבנה אחת גדולה. הרגשתי שהכל מתמזג יחד לתפיסה כוללת של התהליך המדעי, דרך החשיבה המדעית והבנת טבע המדע. כל אותם ספרי לימוד, דוחות מעבדה, שינון למבחנים ושעות רבות שהעברתי בספרייה קיבלו משמעות חדשה לגמרי.

דבר נוסף שהבנתי באותו רגע היה שאין שום דרך להבין משהו באמת כל עוד אתה לא עושה איתו משהו. לא משנה כמה הרצאות תשמע, כמה ספרים תקרא וכמה נתונים תשנן, בסופו של דבר ההבנה תגיע רק דרך עשייה, שימוש ותרגול.

מאז עברו כמה שנים. אני התרחקתי מעט מעבודת המעבדה והמחקר הביולוגי ועברתי לתחום המחקר בחינוך מדעי. במקום ניסויים עם תאים וחיידקים אני חוקר תלמידים, מורים ותוכניות לימודים במדעים. התחלתי גם ללמד כמורה למדעים בחטיבת ביניים. אך למרות השינוי בתחום המחקר, אותה תובנה נשארה נטועה חזק במוחי – לימוד אמיתי מגיע מתוך עשייה.



"המטרה הגדולה של החינוך אינה ידע, אלא פעולה" – הרברט ספנסר, פילוסוף אנגלי.

החינוך המדעי הוא זרוע ייחודית ומעניינת של תחום החינוך. מטרתו היא להקנות לתלמידים אוריינות מדעית: לתת להם את הידע, ההבנה והכלים שמציע המדע כדי להיות אזרחים חושבים, יצירתיים, תורמים וביקורתיים בעולם המודרני והטכנולוגי שבו אנו חיים. החינוך המדעי משלב עקרונות מתחומי החינוך, הפסיכולוגיה והסוציולוגיה, יחד עם עקרונות המדע והמחקר.

כבר בתחילת המאה הקודמת הבינו החוקרים בתחום שהוראת המדעים אינה יכולה להיות סטטית ומבוססת רק על העברת ידע חד-סטרית מהמורה לתלמידים. חוקרים מובילים כמו ג'ון דיואי קראו להוראה פעילה, שבה התלמיד לוקח חלק אקטיבי בתהליך הלמידה ורוכש את מיומנויות החשיבה וההבנה המדעית תוך ביצוע ניסויים, הכרות עם תופעות טבע שונות וקבלת תפקיד עצמאי בתהליך החקר.

תהליך החקר המדעי עצמו מבוסס על עקרונות העשייה הפעילה והעצמאות של התלמיד או החוקר. אין-ספור מחקרים הראו שככל שרמת העצמאות והפעילות של התלמיד גבוהה יותר, כך הלמידה שלו משמעותית יותר. מאמצים רבים מושקעים במחקר ובפיתוח של החינוך המדעי, במטרה לשבור את התבנית הבית-ספרית הרגילה של "ספר הבישול המעבדתי", שבו התלמיד מקבל דפי הוראות מוכנים לביצוע הניסוי, ניתוח הנתונים, מציאת שאלת המחקר והמסקנות, בלי שהוא נדרש להפעיל שום חשיבה עצמאית פעילה.

השאיפה היא לקרב את התלמיד לרמה של חקר פתוח ועצמאי, שבו הוא יכול להעלות בעצמו את שאלת המחקר מתוך הכרות עם התופעה הנבדקת, לתכנן את מהלך המחקר ולבצע אותו, לאסוף נתונים ולנתח אותם, להציג ולהצדיק את מסקנותיו ולסיום לקחת חלק בתהליך של ביקורת עמיתים ביחס לעבודתו.

עם זאת, ההתקדמות בסולם העצמאות צריכה להיות מחושבת ומושכלת. אי אפשר לצפות מתלמיד בן עשר שיבצע חקר מדעי פתוח ומלא. גם סטודנט לתואר ראשון באוניברסיטה אינו יכול להיות חוקר עצמאי, ואפילו דוקטורנט שמאחוריו שנים רבות של ניסיון ברכישת הידע המדעי והמיומנויות לביצוע המחקר, חייב להתייעץ במנחים ובעמיתים ולהיעזר בהם דרך קבע. לכן, על אחת כמה וכמה, יש לאפשר לתלמידים בבית הספר לפתח ולשפר את מיומנויות החקר שלהם בהדרגה ובתבונה, בהתאם לרמתם ולרמה הרצויה של חומר הלימוד.

נוסף על ההוראה בדרך החקר, אחת המטרות של החינוך המדעי היא לאפשר לתלמידי המדעים לחוות תהליכי חקר מדעי בצורה כמה שיותר "אותנטית". חקר אותנטי הוא תהליך שמדמה את עבודתו של מדען אמיתי: על התלמיד לעבור את כל שלבי החקר, לתרגל את המיומנויות ואת הפרוצדורות השונות הנדרשות מהמדען ולהיחשף לדרך החשיבה המדעית ולטבע המדע.

חקר אותנטי מתייחס גם לעולמו האישי של התלמיד והחוקר – הרצונות, הצרכים, המוטיבציה ותחומי העניין שלו. מדען טוב צריך לנתב את הסקרנות וההתלהבות שלו למציאת שאלות מדעיות וכיווני מחקר מתאימים. גם מורה טוב, בהינתן ההזדמנות המתאימה, יכול לאפשר לתלמיד לחקור ולשאול שאלות סביב תחומי העניין האישיים שלו ועולמו היומיומי. הגישה הזו בתחום החינוך נקראת "הגישה הקונסטרוקטיביסטית". שילוב של העקרונות האלה יכול לעזור בשיפור תפיסת המדע אצל התלמיד וברמת ההבנה שלו.



"שום דבר לא עובד בחינוך אם התלמיד לא עובד" – דונלד סימנק, פיסיקאי ומחנך אמריקאי.

במחלקה להוראת המדעים של במכון ויצמן חוקרים את כל הדברים האלה ועוד רבים אחרים. מחקרים רבים נעשים על ההתפתחות המקצועית של מורי המדעים, פיתוח תוכניות לימודים ופעילויות מדעיות לחטיבת ביניים ולתיכונים והבנת תהליך הלמידה וההוראה במדעים.

אחת התוכניות שפותחה בקבוצת הביולוגיה במחלקה להוראת המדעים, שאותה אני חוקר, היא הביוטק. בתוכנית הביוטק משתתפים תלמידי כיתה י"א במגמת הביוטכנולוגיה מכל רחבי הארץ והיא נחשבת יחידת לימוד אחת לבחינת הבגרות. במהלך התוכנית מתעמקים התלמידים במחקר כלשהו בביוטכנולוגיה מתוך מאמר מדעי מעובד, ואחר כך מגיעים לביקור במעבדת המחקר ומבצעים ניסוי מכין וניסוי עיקרי במעבדות של מכון דוידסון לחינוך מדעי במכון ויצמן.

המחקר שמבצעים התלמידים קשור למחקר אמיתי שמבצעים מדענים ממספר קבוצות ממכון ויצמן ומהפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית. את התלמידים מלווה בתוכנית המורה שלהם ביחד עם מדען צעיר מהמעבדה ואיש הוראת המדעים.

אחד היתרונות של התוכנית הוא רמת העצמאות והלמידה הפעילה של התלמידים. התלמידים מציעים בעצמם את שאלת החקר שהם בודקים לאחר קריאת המאמר המדעי, מבצעים את הניסוי באמצעות הכלים והמכשירים שעליהם למדו, מנתחים את התוצאות, מגיעים למסקנות, מכינים עבודת סיום המציגה את מחקרם, ונבחנים עליה.

תוצאות ראשוניות של המחקר על תוכנית הביוטק הראו שהתלמידים שיפרו את יכולת החשיבה הביקורתית שלהם והרגישו רמת עצמאות וחופש גבוהים במהלכה, ולכן גם שיפור בעניין ובמוטיבציה שלהם. גם המורים דיווחו על למידה משמעותית לטווח ארוך של התלמידים, הן ברמת הידע המדעי והן ברמת מיומנויות החקר הנרכשות.

המפגש האישי חסר האמצעים עם מכון ויצמן, המעבדות והמדענים נותן לתלמידים ערך מוסף רב ללמידה, וכך גם השימוש בטכנולוגיות ובמכשירים הנמצאים בחזית המחקר המדעי העכשווי. אמנם דרוש מחקר נוסף על השינוי שעוברים התלמידים המשתתפים בתוכנית, אך כבר עכשיו אפשר בהחלט לראות את היתרונות של הלמידה הפעילה. חשובה גם האותנטיות של המפגש הבלתי אמצעי עם המעבדות במכון ויצמן והמדענים, העצמאות של התלמיד במהלך הפעילות החקר והשפעתם על רמת הלמידה והמעורבות של התלמידים.



אתה לא יכול ללמד מישהו שום דבר. אתה יכול רק לעזור לו למצוא את זה בתוכו" – גלילאו גליליי, פיסיקאי איטלקי.

החינוך המדעי ותופס מקום יותר ויותר משמעותי בעולמנו המתקדם. הוא מאפשר לתלמידים להבין את דרך החשיבה המדעית, את משמעות הביקורתיות וההסתמכות על הוכחות מוצקות, ולא רק אמונות או תפיסות חסרות בסיס, ונותן לתלמיד כלים שיכולים לשמש אותו בהמשך חייו. לכן יש חשיבות רבה להמשך המחקר והפיתוח של תחום הוראת המדעים.

התלמידים של היום הם המדענים, המהנדסים, הרופאים והמתכנתים של מחר. הם גם אזרחי המחר, אלו שיבחרו את הכיוון שאליו תצעד האנושות במבוך הסבוך של המידע, הטכנולוגיה והקדמה האנושית. עלינו מוטלת האחראיות לטפח ולכוון אותם לדרך הנכונה, המושכלת והמתאימה ביותר.

אחד הדברים הראשונים שאני אומר לתלמידים בכיתתי בתחילת השנה הוא שאני מעריך יותר שאלה טובה מתשובה טובה לשאלה שאני שואל. שאלה טובה מראה על הבנה, חשיבה מקורית ועצמאית ומעורבות גבוהה. שאלה טובה יכולה לגרום גם לי, בתור מורה או חוקר, לחשוב שוב על מה שאני יודע או על מה שחשבתי שאני יודע. שאלה טובה יכולה גם להוביל את התלמיד לעשייה – כי אפשר לשלוח אותו למצוא את התשובה בעצמו, בידיעה שמה שבאמת מעניין אותו יגרום לו לעבוד קשה ולחקור את הבעיה לעומק.

אז אסיים את הכתבה הזאת בשאלה:

האם שאלתם את עצמכם לאחרונה שאלה טובה?

תום ביאליק
דוקטורנט במחלקה להוראת מדעים במכון ויצמן ומורה לביולוגיה בחטיבת הביניים

הסרטון תורגם בידי צוות אתר דוידסון אונליין. הקטע נכתב ובוצע בידי טיילור מאלי – משורר ומורה אמריקאי. שם השיר הוא ביטוי דו-משמעי באנגלית שאפשר לתרגם כ"מה מורים עושים?" וגם "כמה מורים מרוויחים?" הוא כתב את השיר בתגובה לשאלה קנטרנית שנשאל במהלך ארוחה. בשיר הוא מסביר על חשיבות מקצוע ההוראה, בלהט האופייני לו.



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.