מבוא

בחמישים השנים האחרונות חלו בשני תחומי מדע וטכנולוגיה התפתחויות מסעירות שההגדרה "מהפכה" ראויה להם: ביולוגיה מולקולארית, ומחשבים ותקשורת. השפעתו של התחום הראשון על חיי היום-יום עדיין אינה ניכרת, אך צפויה להגיע באופן דרמטי תוך 20-30 שנה. התחום השני, לעומת זאת, חדר כמעט לכל בית בעולם המערבי, ומשפיע באופן יומיומי על כל דפוסי העבודה, החיים, והפנאי.

מה יש במחשבים הללו, שעד לא מזמן מלאו חדרים גדולים, והיום נכנסים בקלות לכף היד? ובכן, מאחורי השבבים הדחוסים והמעגלים המודפסים יש עולם עשיר של רעיונות: חשיבה יצירתית, תובנות עמוקות, והתמודדות מתוחכמת עם בעיות קשות שלעיתים לא ניתן לבצען באופן מלא בזמן סביר. רעיונות אלו – שנושא התכנות הוא רק חלק קטן מהם – נלמדים בדרך כלל רק במוסדות להשכלה גבוהה. יחד עם זאת, חלק ניכר מהרעיונות החשובים במדעי המחשב אינו דורש השכלה אקדמית או בגרות מתמטית. יתרה מזאת, אפילו מחשב אינו נדרש כדי להסביר ולהדגים את היופי והתועלת שטמונים בהם. כדי לעשות זאת, ניתן להסתפק בנייר, עיפרון, מספריים, ושאר אמצעים זמינים לכל. זוהי המוטיבציה לתכנית הלימודים הנוכחית, שבחרנו לקרוא לה "מדעי המחשב ללא מחשב".

למה "מדעי המחשב ללא מחשב"? כי כשמורידים את המילה "מחשב" מ "מדעי המחשב", מה שנשאר זה "מדע". וזוהי בדיוק אחת המטרות שלנו: להדגיש ולהמחיש את האספקטים המדעיים של מדעי המחשב, וללמד ילדים לחשוב בצורה מדעית. חשיבה מדעית מושתתת על מגוון יכולות כגון הפשטה, הכללה, אינטואיציה, וזיהוי תבניות. תכניות לימודים מקובלות מנסות להקנות את היכולות הללו באמצעות למידה פורמלית ותירגולי בית. אנו נוקטים בשיטה אחרת. במקום להציג לילדים משנה סדורה ומייגעת של נושא כזה או אחר, אנו מפעילים אותם במשחק, מבקשים מהם לצייר ציור, או מלמדים אותם לעשות קסם. דרך ההתנסות הזאת, הילדים רוכשים עקרונות חשיבה מדעית.

כפועל יוצא של הפעילויות והמשחקים הללו, הילדים נחשפים למגוון נושאי מפתח במדעי המחשב: ייצוג דיגיטלי של אותיות ותמונות, שיטות לאיתור ותיקון טעויות, דחיסת והצפנת מידע, אלגוריתמי מיון וחיפוש, נושאים בתורת הגרפים, חישוב מקבילי, ועוד. ממבט ראשון, הנושאים האלה נראים רחוקים ותיאורטיים. אבל, זוהי בדיוק התשתית הרעיונית עליה בנוי העולם הדיגיטלי בו אנו פועלים: וידאו, אינטרנט, מוזיקה, חיפוש, תשלום מאובטח בכרטיסי אשראי – כל אלה מתבססים על רעיונות תיאורטיים עמוקים במדעי המחשב. הרעיונות האלה הם כמובן חשובים בפני עצמם, אך ההצגה שלהם אינה המטרה שלנו. אנו רואים ברעיונות האלה אמצעי דרכו ניתן ללמד ילדים לחשוב בצורה בהירה, מסודרת, ואלגנטית: לחשוב כמו אנשי מדע.

כל הנושאים בהם נעסוק נלמדים דרך התנסות אקטיבית בפעילויות ומשחקים. היתרונות של לימוד בעזרת משחק ברורים כבר אלפי שנים: "חנך לנער לפי דרכו" (משלי, פרק כ"ב). המשחקים נעשים בעזרת חפצים נגישים לכל כמו קלפים, נייר ועיפרון, גולות, וכדומה, ולא מחייבים שום ציוד מיוחד. את כל הפעילויות ניתן לבצע בכתה או בבית, ואין צורך במחשבים או בתוכנות כלשהן! להיפך: מטרתנו אינה ללמד איך משתמשים במחשבים, אלא להתעמק בעולם הידע והרעיונות שמאפשר את קיומם.

תכנית הלימודים מחולקת לפרקים. כל פרק מתאר סדרת משחקים ופעילויות שמיועדים לילדים. ההסברים שמלווים את הפעילויות, לעומת זאת, מיועדים למורים. כל פרק מתאר התנסות שאורכה בדרך כלל בין שעה לשעתיים, בהתאם למספר הפעילויות שרוצים לבצע. כל פרק מסתיים בהצעות לדיון עם הילדים שמטרתו לזקק את העקרונות המדעיים שהמשחק הדגים ולתאר את היישומים וההרחבות שלהם בעולם המעשה. אנו מעודדים את הילדים לזהות בעיות ולהציע פתרונות והרחבות, אפילו אם אינם נכונים ובשלים, כדי לשתף אותם בחדוות הגילוי המדעי. כל חומרי הלימוד והפרקים מפורסמים באינטרנט בחינם, ולכן אין צורך לרכוש אותם – אפשר פשוט להדפיס ולהשתמש.

לאחרונה, משרד החינוך אימץ את חומרי הלימוד שפיתחנו כחלק מתכנית לימודים חדשה במדעי המחשב המיועדת לחטיבות הביניים (כמובן שזה לא מונע להשתמש בחומרים האלה, או בחלק מהם, בתיכונים ובמסגרות לימודים אחרות). במקביל, חברת Google הקציבה מענק כספי להטמעת חומרי הלימוד הללו בבתי הספר בארץ. אנו אסירי תודה ל Google על הסיוע הזה, ומשתמשים בו כדי להריץ סדנאות ברחבי הארץ, שמטרתן להדריך מורים כיצד להשתמש בחומרי הלימוד בכתה.רוב חומרי הלימוד בתכנית מבוססים על הספר Computer Science Unplugged שנכתב על ידי טים בל, איאן וויטן, ומייק פלווס. זהו ספר שרוכש לאחרונה פופולאריות רבה, ונמצא בשימוש במקומות שונים ברחבי העולם. אנו שמחים על ההזדמנות שנפלה בחלקנו להגיש ולהרחיב את הגרסה העברית של חומרי הלימוד המשובחים שפותחו במסגרת הפרויקט הזה.

שמעון שוקן

בני שור

להורדת והדפסת גרסת PDF של המבוא, לחץ כאן