מדע, טכנולוגיה, הנדסה ורובוטיקה ומה שביניהם
הקדמה
הקדמה
במחלקה להוראת המדעים והטכנולוגיה, אנו מציעים את הקורס "היבטים בהוראת טכנולוגיה ומדע" המיועד לסטודנטים לתואר שני, שרובם מורים למתמטיקה ומדעים. הקורס עוסק במשמעות המושגים מדע, טכנולוגיה, הנדסה, חינוך מקצועי ורובטיקה שהנם מעורפלים במידה מסוימת וההבדל בינהם לפעמים אינו ברור. הקורס כולל גם התנסות ברובוטיקה, בדגש על היבטים של מתמטיקה, פיזיקה ומחשוב בנושא זה.
במחלקה להוראת המדעים והטכנולוגיה, אנו מציעים את הקורס "היבטים בהוראת טכנולוגיה ומדע" המיועד לסטודנטים לתואר שני, שרובם מורים למתמטיקה ומדעים. הקורס עוסק במשמעות המושגים מדע, טכנולוגיה, הנדסה, חינוך מקצועי ורובטיקה שהנם מעורפלים במידה מסוימת וההבדל בינהם לפעמים אינו ברור. הקורס כולל גם התנסות ברובוטיקה, בדגש על היבטים של מתמטיקה, פיזיקה ומחשוב בנושא זה.
בסעיפים הבאים נציג תקציר של המושגים הנלמדים בקורס ודוגמאות מפעילות הסטודנטים ברובוטיקה
בסעיפים הבאים נציג תקציר של המושגים הנלמדים בקורס ודוגמאות מפעילות הסטודנטים ברובוטיקה
מדע
מדע
המונח מדע מציין איסוף וניתוח שיטתי של ידע אודות העולם באמצעות תצפיות וניסויים, בתחומים כמו פיזיקה, ביולוגיה או כימיה.
המונח מדע מציין איסוף וניתוח שיטתי של ידע אודות העולם באמצעות תצפיות וניסויים, בתחומים כמו פיזיקה, ביולוגיה או כימיה.
טכנולוגיה
טכנולוגיה
המונח טכנולוגיה מציין את תחום הידע האנושי העוסק בבניית כלים, מכשירים ומערכות כמענה לצרכים של בני האדם ולשאיפותיהם.
המונח טכנולוגיה מציין את תחום הידע האנושי העוסק בבניית כלים, מכשירים ומערכות כמענה לצרכים של בני האדם ולשאיפותיהם.
המדע והטכנולוגיה קשורים זה בזה ותורמים זה לזה. מבחינה היסטורית, המצאות טכנולוגיות רבות קדמו לידע המדעי באותו נושא ודחפו את המחקר המדעי; מצד שני, תגליות מדעיות חדשניות קידמו את הפיתוח הטכנולוגי באותו תחום.
המדע והטכנולוגיה קשורים זה בזה ותורמים זה לזה. מבחינה היסטורית, המצאות טכנולוגיות רבות קדמו לידע המדעי באותו נושא ודחפו את המחקר המדעי; מצד שני, תגליות מדעיות חדשניות קידמו את הפיתוח הטכנולוגי באותו תחום.
הנדסה
הנדסה
הנדסה היא ענף של הטכנולוגיה העוסק בתכנון שיטתי של מוצרים ומערכות בהתבסס על ידע במתמטיקה ומדע, תוך עמידה בדרישות מוגדרות כגון ביצועים, בטיחות ואמינות. תכנון הנדסי נועד לניצול מיטבי (אופטימיזציה) של משאבים כגון חומרים, אנרגיה ותהליכי עבודה.
הנדסה היא ענף של הטכנולוגיה העוסק בתכנון שיטתי של מוצרים ומערכות בהתבסס על ידע במתמטיקה ומדע, תוך עמידה בדרישות מוגדרות כגון ביצועים, בטיחות ואמינות. תכנון הנדסי נועד לניצול מיטבי (אופטימיזציה) של משאבים כגון חומרים, אנרגיה ותהליכי עבודה.
חינוך מקצועי
חינוך מקצועי
חינוך מקצועי נועד להקנות לתלמיד ידע, ומיומנויות וערכים הקשורים בעולם העבודה. השאלה היא עד כמה רצוי לקיים חינוך מקצועי בבית הספר התיכון או לשלבו בלימודים על-תיכוניים.
חינוך מקצועי נועד להקנות לתלמיד ידע, ומיומנויות וערכים הקשורים בעולם העבודה. השאלה היא עד כמה רצוי לקיים חינוך מקצועי בבית הספר התיכון או לשלבו בלימודים על-תיכוניים.
רובוטיקה
רובוטיקה
המונח רובוט מציין מערכת מכנית-חשמלית המסוגלת לבצע מגוון משימות כגון תנועה עצמאית, הפעלת זרוע מכנית, שימוש בחיישנים ואינטרקציה עם בני אדם. פעילות ברובטיקה עשויה להלהיב את התלמידים ויכולה לשמש בסיס ללימוד משולב של מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה (STEM). לדוגמה, בתמונה הלקוחה מהמחקר לתואר שני של מוחמד אסאל, רואים תלמידות המודדות את המרחק שעובר רובוט על הרצפה בתלות בזמן. בהמשך הן מכניסות את הנתונים לגיליון אלקטרוני, יוצרות גרף של המרחק בתלות בזמן ומחשבות את המהירות הממוצעת של הרובוט. זהו שילוב טבעי של טכנולוגיה, הנדסה, פיזיקה ומתמטיקה.
המונח רובוט מציין מערכת מכנית-חשמלית המסוגלת לבצע מגוון משימות כגון תנועה עצמאית, הפעלת זרוע מכנית, שימוש בחיישנים ואינטרקציה עם בני אדם. פעילות ברובטיקה עשויה להלהיב את התלמידים ויכולה לשמש בסיס ללימוד משולב של מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה (STEM). לדוגמה, בתמונה הלקוחה מהמחקר לתואר שני של מוחמד אסאל, רואים תלמידות המודדות את המרחק שעובר רובוט על הרצפה בתלות בזמן. בהמשך הן מכניסות את הנתונים לגיליון אלקטרוני, יוצרות גרף של המרחק בתלות בזמן ומחשבות את המהירות הממוצעת של הרובוט. זהו שילוב טבעי של טכנולוגיה, הנדסה, פיזיקה ומתמטיקה.
דוגמה נוספת לשילוב רובטיקה ומתמטיקה היא תכנון מסלול התנועה של רובוט בין שני קווים שהמרחק בינהם הולך וקטן, כמתואר באיור. בדוגמה זאת, הלקוחה מהמחקר לתואר שני של צבי אזיה, נתונים הזווית בין שני הקירות והמרחק ביניהם L בנקודת ההתחלה.
דוגמה נוספת לשילוב רובטיקה ומתמטיקה היא תכנון מסלול התנועה של רובוט בין שני קווים שהמרחק בינהם הולך וקטן, כמתואר באיור. בדוגמה זאת, הלקוחה מהמחקר לתואר שני של צבי אזיה, נתונים הזווית בין שני הקירות והמרחק ביניהם L בנקודת ההתחלה.
מסקנות
מסקנות
הקורס "היבטים בהוראת טכנולוגיה ומדע" עוסק בנושאים המוזכרים לעיל, בדגש על תפקיד החינוך להכין את בוגר בית הספר להשתלב בחברה עתירת ידע של ימינו, המתאפיינת בשינויים מהירים בכל תחומי החיים. הדוגמאות לעיל מראות כי לימודי מדע וטכנולוגיה מאפשרים להקנות לבוגר בית הספר ידע ביו-תחומי וכישורים כלליים כגון יכולת לימוד עצמי, פתרון בעיות, יצרתיות ועבודת צוות.
הקורס "היבטים בהוראת טכנולוגיה ומדע" עוסק בנושאים המוזכרים לעיל, בדגש על תפקיד החינוך להכין את בוגר בית הספר להשתלב בחברה עתירת ידע של ימינו, המתאפיינת בשינויים מהירים בכל תחומי החיים. הדוגמאות לעיל מראות כי לימודי מדע וטכנולוגיה מאפשרים להקנות לבוגר בית הספר ידע ביו-תחומי וכישורים כלליים כגון יכולת לימוד עצמי, פתרון בעיות, יצרתיות ועבודת צוות.