תכנית לימוד לכיתה ט' המיישמת כישורים מתמטיים וכישורי חשיבה חישובית ברמה גבוהה

הנמקה מתמטית לפי המסגרת המושגית של מבחן פיז"ה הבינלאומי, היא היכולת לפתור בעיות בהקשרים שנתקלים בהן בעולם האמִתי, תוך שימוש במודלים מתמטיים. ההקשרים שבני אדם נפגשים בהם יכולים להיות אישיים, חברתיים, מדעיים או תעסוקתיים. בתוכם, ישנו תחום שלם של סוגיות  שהאנושות מתמודדת עמן כיום,  כגון ההתחממות הגלובלית, גידול האוכלוסייה והמחסור במזון, במים ובאנרגיה. כדי להבין ולפתור את הבעיות המורכבות האלה, האנושות תידרש לחדשנות במדע וקידמה טכנולוגית פורצת דרך, המבוססות על מתמטיקה מסדר גבוה ועל אלגוריתמים ממוחשבים.

נושאים אלה כלולים בתכנית הלימודים במדעים של חטיבות הביניים בארץ, אולם בפועל הם נדחקים לשוליים. בשיעורים בכיתות מתייחסים אליהם כחומר לימוד למתעניינים בלבד, כהעשרה, ורק במקרים ספורים הם מוצגים בשילוב עם מתמטיקה או טכנולוגיה. מורים רבים מציגים נושאים אלה כדילמות או כמחלוקות, ומעודדים את התלמידים להביע את דעתם האישית ולהעלות טיעונים מוסריים לגביהם. הדיונים בכיתה נשענים על רעיונות ומושגים, אולם הם אינם נשענים על ניתוח של בסיס נתונים, ראיות או הנמקה בעזרת מודלים מתמטיים.

הצוות, בראשות פרופסור רון בלונדר מהמחלקה להוראת המדעים במכון ויצמן, מציע לראות את המצב הנוכחי כהזדמנות לשילוב מתמטיקה בכיתות המדעים באופן מעמיק יותר. לשם כך, בכוונתה לפתח 8 יחידות לימוד לתלמידי כיתות ט', שבהן ייושמו כישורים מתמטיים וכישורי חשיבה חישובית ברמה גבוהה. יחידות הלימוד, בעברית ובערבית, יתבססו על מאגר נתונים שישמש את התלמידים כדי לנסח בעיות במונחים מתמטיים, להעריך פתרונות שונים על ידי ניתוח הנתונים, ולהשתמש באלגוריתמים ובסימולציות כדי לאשש או להפריך את הפתרונות שהם מציעים.

פיתוח התכנית יתבסס על צוות משותף של מורים למדעים ולמתמטיקה ומומחים מהאקדמיה. המורים יבחנו את יחידות הלימוד בכיתותיהם ובעקבות המשוב שהם יעניקו, יחלו בהרצה ניסיונית שלהן 15 מורים נוספים למתמטיקה ולמדעים בכיתותיהם. מורים ראשונים אלה ידריכו עתודה של 75 מורים לפחות, שיישמו את יחידות הלימוד בשנתיים וחצי הבאות. על-פי התכנון, ההוראה של כל יחידת לימוד תימשך חודש וחצי בכיתות מצוינות בשכבת כיתות ט', וזאת במסגרת של תוספת שעתיים שבועיות שיוקצו על ידי המערכת.

הצלחת התכנית תימדד על ידי משימות דיאגנוסטיות אשר יקבעו את ביצועי התלמידים בהנמקה מתמטית, בהלימה לרמות 5-6 של מבחן פיז"ה במתמטיקה. תכני התכנית יוכנו בשיתוף עם פעילות דומה המתבצעת באירופה ועם "אג'נדה 2030" (יעדי האו"ם לפיתוח בר קיימא). במסגרת זו, יתקיימו שני כנסים למורים ישראלים, ויוזמנו אורחים הפעילים בתכניות דומות בחו"ל.

*הטקסט המוצג לעיל מציג את המענק כפי שאושר על ידי דירקטוריון הקרן / מענק 361