מעבדת ה"מייקרים" שחותרת לשנות את בתי הספר

"כשהייתי ילד, היה לי עניין רב בפנסים אישיים", מספר פרופ' פאולו בליקשטיין, מבית הספר לחינוך באוניברסיטת סטנפורד. "הייתי הולך לכל מקום עם מזוודה גדולה, ובה נורות, כבלים ופנסים מכל הסוגים - ניידים, עמידים במים, גדולים וקטנים. כשהתחלנו ללמוד בבית הספר על חשמל וחבריי טענו שזה מסובך, אמרתי להם, 'בואו תראו, זה קל! כי הרגשתי שיש לי קשר אישי לזה. מעגלים חשמליים היו חלק מהחיים מבחינתי".

היום, פרופ' בליקשטיין מוביל את פרויקט ה-FabLabs, שמטרתו להכניס את מעבדות המייקרים ("היצרנים")לבתי הספר. "הייתי רוצה שלכל ילד תהיה המזוודה שלו, שבה יהיו דברים מהעולם האמיתי שחשובים לתרבות שלו ולחיים שלו", הוא אומר. "לילד בנגב או בתל אביב יהיו חשובים דברים שונים, ויהיו בידיהם חומרים שונים שיחברו אותם לתוכניות לימודים שונות. היום, טכנולוגיות רבות זמינות לנו במחירים סבירים לגמרי, ואפשר להרחיב את ההיצע של מזוודת המייקרים האישית. אם אני החזקתי בה רק כבלים וסוללות, היום הילדים יכולים להשתמש במחשבים כדי לתכנן את המוצר שלהם, להדפיס אותו במדפסות תלת ממדיות, ליצור בקלות יחסית רובוטים או מכונות. רמת הפיזיקה והמתמטיקה שאפשר ללמוד מזה, לעומת מעבדת מייקרים של פעם שבה היו אולי קצת עץ ודבק, היא גדולה יותר לאין ערוך".

בדרכו הייחודית, בליקשטיין מוציא לפועל את הרעיון החדש יחסית, שכבר הפך לצו השעה בתחום החינוך: למידה באמצעות חקר, כלומר, במקום להמטיר על ילדים, בני נוער או סטודנטים עובדות, קודם כול נעורר את סקרנותם, ואז נאפשר להם להגיע לתשובות בעצמם, עם הכוונה של המורים.

מעבדת המייקרים של בליקשטיין מוסיפה נדבך נוסף לרעיון הזה - חקירה לא רק באמצעות האינטלקט, אלא גם באמצעות עבודת ידיים. מעבדות היו בבתי הספר כנראה מאז שחר ילדותו של הקורא המבוגר ביותר של שורות אלה, אולם לרוב השיעורים בהן היו מעטים וקצרים, ולדברי בליקשטיין הן נועדו לשחזר את מה שכבר נלמד בתיאוריה ולא כדי לגלות דבר מה חדש. לכן שיעורי המעבדה הללו לא הותירו רושם רב אצל רבים, ודאי לא על אלה שלא הרגישו קשר אישי ראשוני למדעים.

מחקרים שערכו בליקשטיין וצוותו, הכולל גם את הישראלית ד"ר תמר פרומן, מראים שהגישה הזאת מניבה פירות. "בדקנו שתי קבוצות ילדים", מספר בליקשטיין, "האחת ביצעה משימת חקר במעבדה ואחר כך שמעה הרצאה, והאחרת שמעה תחילה את ההרצאה ואחר כך ביצעה משימת חקר, שהדגימה את הדברים שנאמרו בהרצאה. בקבוצה שהחלה את השיעור במשימת החקר, הילדים זכרו 25% יותר מהמונחים המדעיים שהוסברו בהרצאה".

המסקנה שהגיעו אליה החוקרים היא שלא מספיק לאפשר לילדים לראות כי מה שלימדנו אותם אכן קורה במציאות. הזיכרון הוא חזק יותר כאשר קודם כול מאפשרים להם לשאול את השאלות ורק אחר כך, כשסקרנותם מתעוררת, נותנים להם תשובות. כך נוצרת במוחם פתיחות לקליטת התשובות.

בליקשטיין הגיע לאחרונה לישראל כדי להשתתף בכנס משותף של MindCET (חממת טכנולוגיות החינוך של המרכז לטכנולוגיה חינוכית), משרד החינוך ומוזיאון בלומפילד למדע. "ישראל עשירה בתרבות מייקרים אך זה לא ממש מגיע אל מערכת החינוך, למרות שהולך ונאסף ידע אקדמי עשיר שמראה את התרומה של המעבדות הללו ללימודים", אומרת ד"ר ססיליה וייסמן, סמנכ"לית מחקר ופיתוח ב-MindCET. "יש פער מדאיג בין האופן שבו ילדים לומדים לבין צורת הלימודים שיכולה להכין אותם לעתיד באמת. לכן כשפגשנו את פאולו ותמר התלהבנו מאוד ממה שהם עושים. שנה-שנתיים של דיאלוג הובילו לביקור שלו".

מדע משולב בתרבות מקומית

הפרויקטים שעובדים עליהם במעבדות המייקרים של בליקשטיין מגוונים ומותאמים לעניין האישי של הילדים. כך, קבוצת נערות פיתחו חיישן לביטחון אישי, שמרכיבים על גבי התיק והוא מאותת אם מישהו מתקרב מאחור, ללא צורך לעצור ולהסתובב. קבוצת ילדים אחרת פיתחה מערכת שעוזרת לחסוך בחשמל, כדי לשמור על הסביבה. אלה אותן מערכות רובוטיות שנבנו בשנים האחרונות על ידי ילדים חובבי פיזיקה ומתמטיקה לשמן, אבל לצרכים שחשובים בעיני ילדים אחרים.

"טכנולוגיה יכולה לשמש לדברים רבים, גם לאמנות ולאסתטיקה, אם זה מה שמושך את התלמיד", אומר בליקשטיין. "לדוגמה, באחד הפרויקטים שלנו תלמידים היו צריכים ליצור מונומנט לאישה חשובה בהיסטוריה האמריקאית. זה היה רעיון של מורה להיסטוריה, שחשבה שאין מספיק ייצוג לנשים במונומנטים בארה"ב. התהליך כלל תכנון, הדפסת תלת-ממד, וגם חישוב מתמטי, כי המורה במעבדה התעקש שכל הרכיבים של המונומנט יהיה בפרופורציה זה לזה - הדשא, הספסלים והפסל עצמו. זה לא כל כך פשוט לחשב את זה ברמה המתמטית".

בפרויקט נוסף, ילדים שאוהבים לכתוב כתבו סיפור ותכנתו רובוט כך שיוציא את הסיפור לפועל בתיאטרון בובות. היום הרבה סוגי אמנות מחוברים למדעים, ובכל פעם שאנחנו נתקלים במורה יצירתי, לא משנה לאיזה מקצוע, אפשר לשלב גם אותו".

בליקשטיין, ברזילאי במקור, הקים מעבדה כזאת גם בקהילה כפרית במדינה והכניס בה אלמנטים מהתרבות המקומית. "יש לקהילות שונות אומנויות היסטוריות, דברים שהן כבר מייצרות, למשל אריגה ועבודה בעץ. אנחנו מכניסים את האומנות הזאת לתוך המעבדה ומעודדים את הילדים שמכירים למשל את אומנות האריגה מהבית, ליצור למשל קערה ארוגה עם אורות, או עם חיישנים שמאותתים מתי האוכל חם או קר.

"בסטנפורד אנחנו עובדים עם קהילה לטינית ברובה, ורבים מההורים הם נגרים או מכונאי רכב. יש היום בחלק מהקהילות נתק בין ההורים לבית הספר, אז אנחנו מזמינים את ההורה שהוא נגר, או מכונאי, להגיע לבית הספר ולהסביר לילדים על האומנות שלו, ואז משלבים אותה בדברים שהם לומדים להכין במעבדה. הילדים הללו לא חשבו מעולם שההורה שלהם יכול ללמד".

- זה גורם לכך שההורים מסכימים להשאיר את הילדים יותר שנים בבית הספר?

"כן. בברזיל חלק מהילדים לא מסיימים את בית הספר התיכון או את האוניברסיטה כי הם צריכים לעבוד. החשיפה הזאת והחיבור של הילדים לבית הספר מאפשרים להורים לראות את הערך שלו לטווח ארוך, והם ישתדלו יותר לאפשר להם ללמוד".

היתרון של עבודה בידיים

היום ניתן להמחיש לילדים קונספטים מדעיים רבים באמצעות משחקי מחשב, שהם יכולים לתפעל בתנועות יד. מדוע, אם כך, לעבוד במגע יד? האם זה טוב יותר מלראות את הדברים על מסך?

"מורים אומרים לי לפעמים, 'אנחנו בדור הסנאפצ'ט והאינסטגרם, איך אפשר בכלל ללמד ילד משהו בכיתה?', וזה נכון שהילדים, אפילו אם הם נוכחים בכיתה, הם לא שם אלא עושים כל מיני דברים אחרים. הכלים שפעם היו לנו כדי להכריח ילדים להקשיב, למשל לשים אותם במקום פיזי מסוים ללא גירויים, כבר לא ממש עובדים.

"מחקרים רבים מראים שהידיים הן הכלי העיקרי שהגוף משתמש בו כדי לבחון דברים בתלת ממד, ואנחנו חווים את החיים אחרת כאשר אנחנו חוקרים אותם עם הידיים. המסך מפריע להתפתחות היכולות הללו, ולפעמים הוא פשוט מסיח את הדעת. לדוגמה, התברר שילדים זוכרים פחות מספר דיגיטלי אינטראקטיבי מאשר מספר רגיל, כנראה משום שהגרוי האינטראקטיבי הסיח את דעתם מהסיפור. לא הכול צריך כל הזמן להיות אינטראקטיבי. לפעמים הוא פשוט צריך להיות הדבר עצמו.

"המורים אומרים לי, ל-40% מהילדים כאן יש הפרעות קשב. נו, זה לא נראה הגיוני. ל-40% מהילדים יש פגם מוחי שדורש טיפול? נראה שצריך לעשות משהו אחר, לראות איך בונים מחדש את בית הספר לדור החדש, לא כמקום שיש בו 90% מהזמן מבחנים או הרצאות, אלא משהו שדומה יותר לעולם האמיתי של המאה ה-21. כלומר, בחלק מהזמן צריך לתת לאנשים ללכת אחרי הלב שלהם. ואנחנו אכן רואים ילדים שהמורים אומרים עליהם שהם 'אף פעם לא מתרכזים', מתבייתים במשך שעות על פרויקט אישי. אנחנו כל הזמן רואים את פריחתם של מי שהמערכת מתייגת כ'תלמידים הגרועים' ברגע שנותנים להם ללכת בדרך שמתאימה להם.

"אין שום היגיון בכך שבעולם של אנשים שונים תהיה רק דרך אחת להצליח בלימודים. אנשים רוכשים ידע ואנשים מביעים ידע בדרכים שונות. היסטורית, בנינו את בתי הספר סביב הרעיון שיש רק דרך אחת להיות מוצלח, וזה סותר את כל המחקר על הביולוגיה האנושית. אנשים הרי עוסקים במקצועות שונים. בית הספר המונוליטי שייך לתקופת המהפכה התעשייתית ומתאים לעולם שבו מעוניינים לתת השכלה רחבה רק לעילית, וליתר מעוניינים להעניק בעיקר הכשרה בסיסית וצייתנות. לפני 50 שנה בלבד, רק 30% מהאוכלוסייה סיימו תיכון. היום אנחנו רוצים ש-100% יסיימו.

"היום, בכלכלת הידע, אנחנו רוצים לתת כלי מחשבה אמיתיים לכולם. זה חשוב לא רק לעולם העבודה אלא לאזרחות ולחיים עצמם. כולנו צריכים להחליט על בסיס סטטיסטיקה, על בסיס בחירה בין חלופות מורכבות. לדוגמה, איך אפשר היום להתנהל בעולם הזה אם אינך יודע מהו 'אלגוריתם לומד'? אלגוריתמים כאלה מכוונים מה נמצא בגוגל ואת מי נפגוש בפייסבוק ולמי יגיע הסרטון שהעלינו ביוטיוב ובעתיד יגדיר כמעט כל דבר שנעשה בחיים. כבר היום הם מגדירים זכאות לביטוח וכללי ענישה פליליים. מי שהתנסה בתכנות אלגוריתם לומד פשוט ערוך הרבה יותר להתמודד מול עולם שנשלט במידה רבה על ידי האלגוריתמים הללו. הוא גם מבין שהאלגוריתם הזה הוא רק אלגוריתם שמישהו תכנן, ולא המציאות היחידה.

"או לדוגמה, מי שמבין באלקטרוניקה, יבין שלפעמים הטלפון הנייד החדש הוא יעיל בדיוק כמו הקודם, ולא חייבים לרכוש את הדגם החדש. יש כל כך הרבה החלטות בחיים המודרניים שלנו שהן על התפר שבין מדע, טכנולוגיה וערכים. אדם צריך להשתמש במדע כדי ליישם את הערכים שלו".

"תחרויות רובוטיקה לא משנות את בית הספר"

תחרויות הרובוטיקה העולמיות הפכו לסמן הימני של לימודי הפיזיקה והמתמטיקה ברמה גבוהה ומקושרת למציאות. ילדים מוכשרים מתכננים בעצמם רובוטים מורכבים, שלפעמים עולים ביצירתיות ובישימות שלהם על אלה שיוצרים מייקרים מבוגרים בהאקת'ונים מקצועיים.

"תחרויות הרובוטיקה, ובאופן כללי חוגי המדעים למיניהם, הם לא מה שמשנה את בית הספר. רק מעט ילדים מוכשרים מלכתחילה וקרובים מלכתחילה לעולמות הללו יבחרו מרצונם החופשי לבלות כך את זמנם. מי שלא טוב במתמטיקה ובהנדסה, או יותר נכון, מי שלא חושב שהוא טוב בזה, מי שלא חושב שזה מעניין אותו - לא יגיע.

"אחד העקרונות שלנו הוא שהמעבדה חייבת להיות חלק מהחיים היומיומיים בבית הספר. לא 'לומדים, ואז מעבדה', אלא לומדים בתוך המעבדה, כשהמורים הקבועים של בית הספר הם חלק מהתהליך. אולי לא לומדים במעבדה כל יום, בינתיים, אבל לפחות כמה פעמים בשבוע".

ציינת באחת מהרצאותיך שאחת הבעיות העיקריות שלכם היום היא שקשה להקדיש זמן משמעותי לעבודה במעבדה בלי לוותר על משהו אחר בתוכנית הלימודים, ומערכות החינוך לא כל כך ששות לוותר.

"ללמוד במעבדת המייקרים 30 דקות בשבוע זה בערך כמו ללמוד כינור 30 דקות בשבוע - חסר ערך ומתסכל. היום מדינות רבות מבינות שעדיף ללמד פחות תחומים מדעיים, אבל ללמוד כל תחום יותר לעומק".

- על מה מוותרים ומה משאירים?

"תחום כמו אופטיקה, למשל, זה נחמד לדעת, אבל לא ממש בא לידי ביטוי בחיים האמיתיים של רובנו. אנחנו מעדיפים ללמד את מה שקשור לבעיות בוערות כמו ההתחממות הגלובלית, או נושאים שניתנים להכללה כמו ממה מורכב החומר, או צורות מחשבה במתמטיקה שהן ישימות לבעיות חיים יומיומיות. למשל, סטטיסטיקה או אומדן. הכי חשוב זה ללמד איך ללמוד, ושזה כיף ומועיל ללמוד".

- איך משתלבים המורים בתוכנית?

"הם חלק קריטי ממה שאנחנו עושים. אין תוכנית חינוך שאפשר ליישם בלי מורה מעולה ומחויב. אנחנו מדברים עם מורים על תוכנית לימוד שהם כבר כתבו, ומבקשים מהם לתכנן אותה מחדש תוך שימוש בכלים החדשים שזמינים במעבדה. בחלק מבתי הספר יצרנו מפגש בין מורה מקצוע למורה מעבדה, כדי לתכנן מחדש את השיעור יחד, מתוך המערך שהכי מלהיב אותם באופן אישי. אנחנו מזמינים אלינו מורים להכשרה שהיא עצמה מאוד 'עם הידיים', ואז הם חוזרים לבית הספר ואנחנו באים איתם ומיישמים את השיעור יחד במעבדה".

- כמה בתי ספר פועלים בשיטה שלכם היום?

"קרוב ל-100. אנחנו עובדים עם קרנות ומערכות חינוך במקומות רבים בעולם, ועם כל אחת בדרך אחרת. בארה"ב אנחנו בונים את המעבדות יחד עם הנהלת המחוז. בדנמרק עם האוניברסיטאות, והן מטמיעות את זה בבתי ספר באזור שלהן. בברזיל אנחנו עובדים עם כמה מערכות חינוך, ואנחנו נמצאים גם בבתי ספר מסוימים בתאילנד ובמקסיקו".

- ומה בישראל?

"לישראל יש מוניטין נהדר של חדשנות בתחומים רבים. בכל בית קפה שני בעמק הסיליקון מדברים עברית, אבל לעיתים קרובות כשאני מדבר עם חברים כאן, הם אומרים שבתי הספר נשארו מאחור. מדינות אחרות שהן מהירות יותר עלולות לעקוף אתכם, ואתם תישארו מאחור. כמו כן, אם הילדים מבלים את כל הילדות שלהם בבית הספר, אבל לא נהנים ממנו, זו לא דרך טובה לגדל דור חדש, אופטימי ומעורב".