בין הדמיון לפתרון הטכנולוגי

01.09.2014
 
 יובל ברנדל מתכונן להגנה על אסדות הגז
 
 
 
 
בבית-הספר, המושג "בעיה" מתייחס, בדרך כלל, לשאלה שיש לה פתרון ברור, כזו שתלמיד יכול לפתור בחצי שעה. בתוכנית "פיסיקה ותעשייה", לעומת זאת, תלמידים מתמודדים עם בעיות שאין להן פתרון פשוט – במשך תקופה של כ-15 חודשים. התוכנית, שפותחה במחלקה להוראת המדעים במכון ויצמן למדע, מתקיימת במכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע, בשיתוף עם אל-אופ תעשיות אלקטרו-אופטיקה בע"מ, מקבוצת אלביט מערכות. תלמידי מחקר מהמחלקה להוראת המדעים מלווים את התוכנית. לאחר עשור של פעילות, שבמהלכו השתתפו בתוכנית כ-200 תלמידים, התקיים באחרונה טקס הסיום של המחזור התשיעי, שבמהלכו הוצגו הפרויקטים. הטקס לוּוה בהרצאה של גב' ציפי פרנק, מתכננת ומעצבת תאורה, בנושא "תאורה, הארה ורגשות".
 
אלעד אבוטבול ונתנאל פינחסוב מווסתים את עוצמת האור שעובר דרך משקפיים
 
במסגרת התוכנית מנהלים זוגות של תלמידים פרויקט, המתחיל בבעיה שמסקרנת אותם, או כזאת הנוגעת להם באופן אישי. הם מנסים למצוא לה פתרון, ובונים מודל הממחיש את הפתרון שפיתחו. החלק הראשון של התוכנית עוסק בחשיבה המצאתית-שיטתית. זוהי אסטרטגיה שפותחה ברוסיה, ועובדה על מנת לשלבה במערכת החינוך במחלקה להוראת המדעים. בהמשך, התלמידים מפתחים מודלים לא-ריאליסטיים הפותרים את הבעיות שבחרו, ומשם הם "מהנדסים לאחור" את הפתרון הלא-מציאותי, רוכשים את הידע הפיסיקלי הדרוש, ובונים מודל המבוסס על אותם עקרונות פיסיקליים, בעזרת מהנדסים מהתעשייה.
 
אחד הפרויקטים מהשנה האחרונה עוסק בהגנה על אסדות קידוח בסביבה ימית – נושא שבגינו משרד הביטחון דרש תוספת תקציבית אדירה לשם הגנה על מאגרי הגז הטבעי שהתגלו באחרונה בחופי ישראל. יובל ברנדל, תלמיד בבית-הספר על-שם אהרון קציר שברחובות, חיפש פתרון אלגנטי ויצירתי. הוא זיהה את הצרכים, בנה מודלים "גמדיים" (מונח בתוכנית המתייחס לאותם מודלים לא-מציאותיים, המבוססים על גמדים כל-יכולים), ובסיום התוכנית הגיע לדגם סופי – אותו הציג במסגרת הטקס. בדגם זה יש שלושה מעגלי אבטחה אשר ממוקמים במרחקים שונים מאסדת הקידוח. כל מעגל אבטחה מבוסס על מיקרופונים התלויים ממצופים. המיקרופונים מקליטים את גלי הקול מתחת לפני המים, כאשר הקול שמוקלט בכל פרק זמן קצר מקוזז מההקלטה של פרק הזמן שקדם לו. כך מתקבלת הקלטה נקייה עם מינימום רעשי רקע אפשריים. באמצעות מיפויים בין מרחב הזמן לבין מרחב התדר (התמרת פורייה), המעגל הראשון בודק האם מתקרב מנוע לאסדה. אם אכן כך, הוא מפעיל את המעגל השני, אשר מסוגל לאפיין את כיוון העצם ואת מהירות התקדמותו. המעגל השלישי מספק מידע מדויק על מיקום העצם. המידע מהמיקרופונים מגיע באופן שוטף אל מחשב, אשר מנתח את ההקלטות בזמן אמת, ומתריע על איומים בפני הגורמים הרלבנטיים.
 
 אביטל סנדלר ונועה ברנדל מכינות את פרויקט הגמר
זוהי רק דוגמה אחת. הפרויקטים במסגרת התוכנית מגוונים מאוד, ומעידים על תחומי העניין השונים של התלמידים שעסקו בהם. כך למשל, תלמידי גימנסיה גן-נחום בראשון לציון, יובל בקיש וניר חודורוב, בנו דגם המשתמש בלייזרים כדי לקבוע בדיוק רב האם הכדור במשחק כדורגל אכן נכנס לשער. נתנאל פינחסוב ואלעד אבוטבול, מבית-הספר למדעים על-שם זבולון המר שבבת-ים, פיתחו מנגנון אשר מאפשר לווסת את עוצמת האור העובר דרך המשקפיים, וכך למנוע סינוור. התלמידות שחף נוימרק מתיכון קציר ונועה עמיאל מאולפנת למרחב, פתח-תקווה, עבדו על אמצעי המאפשר לילדים בעלי אוטיזם לתרגל תקשורת חברתית. נועה ברנדל ואביטל סנדלר, גם הן מתיכון קציר, יצרו מערכות לאבטחת יצירות אמנות במוזיאונים.
 
הפרויקטים המגוּונים מבהירים שוב ושוב לד"ר רמי אריאלי ולד"ר דורותי לנגלי, המלמדים בתוכנית, שאין נוסחה אחת שמתאימה לכולם. "כל ילד בפני עצמו – וכל פרויקט בפני עצמו", אומר ד"ר אריאלי. במישור המעשי, התוכנית מזכה את התלמידים בציונים בשני שאלונים לבגרות מוגברת בפיסיקה, אך בפועל הם זוכים בהזדמנות מסוג אחר לחלוטין – ללמוד באמצעות ניתוח, הבנה ועשייה.
 
ליאור זיגי מציג את הפרויקט למניעת תאונות דרכים
 
 
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

אינסטגרם

.