|
|
| |
מחשב כף-יד: הערך המוסף ללמידת מדע וטכנולוגיה
ד"ר עודד בן-מנחם
מהי השפעת הטמפרטורה על קצב הצמיחה? כיצד מושפע מועד הפריחה מעצמת אור שונה? איזה
מהזנים השונים של צמח נץ-החלב מושפע יותר מריכוז דשן משתנה וכיצד נבדוק זאת לאורך
זמן? מחשב כף היד פותח אפשרויות חדשות בפני מורים ותלמידים בשדה המחקר. במדור עזרי
הוראה נציג את הערך המוסף של מחשב כף-היד ללמידת מדע וטכנולוגיה.
השימוש בנתונים הזורמים בזמן אמת, מייצג את אחד החידושים שטכנולוגיית המידע תרמה
ללימודי המדע והטכנולוגיה. חברו חיישנים למחשב כף-יד והנה הפכתם אותו למעבדה
ניידת; שדרו את הנתונים למחשב, עבדו אותם ובדקו את השערתכם. הקשר בין מחשב כף-היד
ללמידה, הולך ומתבהר. טכנולוגית החיישנים מעניקה ללומדים אפשרויות חדשות לחקירת
הסביבה ולייצוג המידע בדרכים המגבירות הבנה ולמידה משמעותית.
בשנים האחרונות נעשה מאמץ רב להביא לשילוב טכנולוגיות מידע (תקליטורים, מאגרי מידע
וסביבות למידה ברשת) בתהליכי הוראה-למידה. אחד הכלים בעלי פוטנציאל ייחודי לשילוב
בסביבות למידה מגוונות כיתתיות וחוץ כיתתיות הוא מחשב כף היד.
מחשבי כף-יד, וערוצי תקשורת התומכים בהם, הם בעלי פוטנציאל ממוחשב מרשים. למחשבי
כף-יד ערוצי תקשורת מגוונים: חיבור למחשב בעזרת "עריסה" המשמשת כערוץ תקשורתי חוטי
או בעזרת קרן אינפרא אדומה למשל, כערוץ תקשורת אלחוטי. ערוצים אלה מאפשרים שימוש
בתוכנות מתוחכמות ויישומים מהרשת התורמים להשבחת תהליכי ההוראה-למידה בבית הספר
ומחוצה לו.
מחשב כף-יד כמעבדה ניידת ממוחשבת מאופיין בנקודות הבאות:
 |
בהשוואה למחשב PC, עלותו נמוכה יחסית ומשקלו קל. ניידותו וזמינותו גבוהים בכל
מקום והפעלתו קלה.
|
|
מצויד במגוון כלים תומכי החלטה עם קישור לכלי האופיס(office) שבמחשב PC. |
|
מאפשר החלפת נתונים בין קבוצות על ידי שיגור הנתונים באמצעות קרן אינפרא אדומה.
|
|
מאפשר מדידה רצופה של משתנים בטווחי זמן שונים גם ללא נוכחות פיזית בשטח.
|
|
בעל ממשק המאפשר חיבור חיישנים כגון, חישני טמפרטורה, לחות יחסית, כמות אור,
דופק, מתח, זרם, תאוצה ועוד... |
|
מאפשר קריאת נתונים והצגתם בגרף מתפתח, קבלת נתונים אמינים ומדויקים ואגירתם
בזמן אמת, כתיבה בכתב יד והמרה לכתב ממוחשב וכן צילום ממוחשב. |
|
בעל יכולת להעביר נתונים ממחשב כף היד למחשב PC רגיל. הנתונים מועברים באמצעות
"עריסה" שבה מונח מחשב כף היד או באמצעות קרן אינפרא-אדומה והודות לתוכנת קישור
למחשב מאפשר את עיבודם בגיליון אלקטרוני ובתוכנות אופיס (office) אחרות.
|
השימוש בחיישנים בפעילויות חקר מספק חוויה לימודית אותנטית ואינטראקטיבית המקלה
מאוד על הלומדים שכן היא משחררת אותם מן העבודה המעשית הכרוכה פעמים רבות במאמץ
פיסי וזמן ומאפשרת להם להתמקד בהיבטים האינטלקטואליים של החקר המדעי. השימוש
בחיישנים מאפשר ללומדים לראות בזמן אמת את הנתונים המתקבלים תוך כדי ביצוע הניסוי.
הנתונים מוצגים על המסך בתצוגה גרפית כדי לצפות במגמת השינוי ולבחון את ההשערות.
בעזרת מחשבי כף-יד ניתן לאסוף נתונים בשדה ולהשלים את עיבודם במחשב בכיתה. מחשבי
כף-יד, אליהם מחוברים חיישנים, מסוגלים למדוד משתנים כגון, חמצן מומס במים,
טמפרטורה, מרחק, לחץ, דרגת החומציות (pH ) ועוד. אפשר להשוות את הנתונים שנאספו
באמצעות מחשבי כף-יד שונים כדי לבחון את מהימנות הממצאים ותקפותם.
מערכת החיישנים של מחשב כף-יד מזמנת אפשרויות להבניית תפיסה מדעית של הסביבה על
מרכיביה הביוטיים והאביוטיים. בחינת הסביבה באמצעות המעבדה הממוחשבת מאפשרת הבניית
תפיסה מערכתית של הסביבה, שאינה מתאפשרת בחושים בלבד. לדוגמה: בדיקה של השתנות
אוכלוסיית סרטנים ירודים בשלולית לפי שינויים בטמפרטורה ובכמות החמצן המומס במים
כתלות בזמן, מאפשרת בחינה דינמית של תהליך שכמעט בלתי אפשרי בדרך אחרת.
בהיבט הדינאמי: מערכות החיישנים של מחשב כף-היד יכולות לדגום נתונים
אוטומטית ללא נוכחות לומדים באזור. הנתונים נרשמים ביחס לזמן ומאפשרים מעקב של
מרכיבי המערכת השונים.
בהיבט המערכתי: מערכת החיישנים יכולה לעקוב אחר מרכיבי קלט ופלט במערכת
ומערכות אינטראקציה בין מרכיבים שונים בסביבה.
השימוש במחשב כף-יד כמעבדה ממוחשבת בשטח פותח אם כן, כר נרחב של אפשרויות חדשות
ללמידה תוך כדי התנסות, לעיבוד מידע, לניתוחו ולהבנתו . מחשב כף-יד מצטרף לשורה של
עזרי הוראה-למידה המשתלבים עם חומרי למידה כתובים וממוחשבים.
מניסיון שהצטבר בהפעלת טכנולוגיות ממוחשבות אחרות עולה שאפשר להתאים ולהטמיע
טכנולוגית מידע בבית הספר על פי ארבעה קריטריונים: צורכי לומדים, צורכי מורים,
סביבת בית הספר וסוגי לומדים. שימוש במחשב כף-יד שלא ילווה בתכנון רצפי
הוראה-למידה הלוקחים בחשבון את ארבעת הקריטריונים הללו, לא יביא לשימוש יעיל בו.
לדוגמה: בנושא "השפעת תנאי הסביבה והשינויים בהם על התנהגותם של יצורים חיים"
מומלץ לפתוח את תהליך ההוראה-למידה בשאלה אותנטית המתייחסת לסביבת המגורים הפיזית
והחברתית של התלמידים. לצורך זה אפשר להשתמש ביחידת הלימוד "קשרי קיום" (הוצאת
מב"ט, אוניברסיטת תל-אביב) שבה מוצגת שאלה המתייחסת לשינויי טמפרטורה ביחס לגובה
מעל פני הקרקע ולהשלכות שיש לשינויים אלה על התנהגותם של יצורים חיים ושל בני
האדם. ההנחיה היא למדוד טמפרטורות בגבהים שונים ולארגן את הנתונים בגרף בלתי רציף
(ראו שם בעמודים 125-120). ביצוע מדידות כאלה באמצעות חיישנים, על ידי מספר
קבוצות, מגביר את מהימנות הבדיקה, הן מבחינת הדיוק הכרוך במדידה (תלוי בסוג מד
הטמפרטורה וביכולת הדיוק האנושי) והן מבחינת החזרות הדרושות לביצוע חקר מדעי
מהימן.
הסביבה הפיזית הנחקרת הופכת למרכיב פדגוגי מרכזי בתהליך הלמידה ומשמשת כאמצעי
להבניית מושגים מופשטים בתהליך העובר בהדרגה מהמוחשי אל המופשט. חקר הסביבה
באמצעות כלים ממוחשבים הוא מעניין יותר, מעורר סקרנות ומגביר מוטיבציה והוא גם
אמצעי ליצירת קשר בין אוכלוסיית הלומדים לסביבתם. כדי לתת מענה לסוגים שונים של
לומדים מוצע לתכנן את ההתנסויות בהתאמה לגישות כגון, גישת האינטליגנציות המרובות,
גישת התיווך, פעילויות בתחום האינטליגנציה הרגשית ואחרות.
מחקר חלוץ נערך לאחרונה בגישת "מחקר פעולה" המשולבת בגישות איכותיות וכמותיות.
המחקר נערך בקרב 58 תלמידים מכתה ה ובדק את השפעת השימוש בסביבת הלמידה של מחשבי
כף-יד בשילוב חיישנים על שינוי עמדות של לומדים ביחס ללמידת מדעים ולהבניית
מיומנויות החקר המדעי. . ממצאי המחקר מראים שהשימוש במחשבי כף-יד עוזר לתלמידים
באיסוף נתונים ובניתוחם; מחשב כף-היד תורם להבנה טובה יותר של מושגים מדעיים
ולפיתוח כישורים חברתיים של הלומדים בעקבות ההתנסות בתהליך.
המחקר מראה עוד כי השימוש במחשב כף-יד תורם גם למורים: הערכה יעילה יותר של אופן
התקדמות הלומדים, ניהול טוב יותר של השיעור וגיוון דרכי ההוראה בכיתה.
מסתבר שהשימוש במחשב כף-יד, בשילוב חיישנים בתהליכי הוראה-למידה מעודד למידה טובה
יותר של מדע וטכנולוגיה בכיתות הנמוכות ותורם לפיתוח עמדה חיובית של הלומדים כלפי
סביבתם וכלפי השימוש בטכנולוגיות מידע מתקדמות.
|
|
|
