ארכיון

Posts Tagged ‘הוראה’

קייטנת קיץ למבוגרים – על סדנת אלקטרוניקה קצרה למתחילים

בחופשת הקיץ השנה התבקשתי להעביר סדנת היכרות קצרה (מאוד) באלקטרוניקה לקהל ידען, אך לא בתחום הזה. הדרישה היתה לסדנה שמתאימה גם למי שלא ראה מטריצה או נגד בחייו (אך יודע, כמובן, מהו). שתהיה מהנה, קצרה ובעלת ערך מוסף. האתגר לא היה פשוט והשקעתי זמן רב במחשבה מה כדאי לעשות.

ברשימה זו אני רוצה לחלוק את עיקרי הסדנה שהחלטתי להעביר, וגם מסקנות, רשמים ולקחים שעלו.

מטבע הדברים, רשימה זאת לא תכיל סיפורים היסטוריים מעניינים או עובדות מדעיות, אלא מערך להדרכה. מי שאלקטרוניקה, או העברת הדרכה בה אינם בראש מעייניו יכול בשקט לעצור פה ולחזור בפעם הבאה. באופן חריג, אני גם לא מתעכב להסביר מושגים, מתוך הנחה שהרשימה תעניין הפעם רק את מי שהמושגים כבר מוכרים לו. כמובן שניתן לשאול אותי בתגובות או באופן אישי.

עוד רגע מתחילים, אבל ראשית וידוי: אני לא מורה לאלקטרוניקה, אני לא מומחה לאלקטרוניקה, אני בקושי יכול להיקרא חובב. למדתי מספר קורסים (שלא היו לי קלים) לפני מלאנתלפים שנה באוניברסיטה במסגרת תואר וזהו בערך. בשנה האחרונה חזרתי להתעסק בזה מתוך עניין אישי ועקב כל מיני פרויקטים שבהם עסקתי, למשל בניית מד-מטען, כפי שתיארתי ברשימה קודמת.

תמונה 1: מעגל על מטריצה להמחשה. הסדנה עסקה במעגלים הרבה יותר פשוטים. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה על ידי המשתמש en:User:LukeSurl.

***

הסדנה תוכננה ל-4 מפגשים באורך כ-3 שעות כל אחד.

אתחיל דווקא על דרך השלילה לציין מה הסדנה לא תוכננה להיות. היא לא תוכננה להיות שיעור ובטח לא קורס באלקטרוניקה. הדגש הוא על ביצוע. לדעתי היא גם לא מותאמת לילדים שעבורם נדרשת יותר עדינות, יותר זמן, ותכנון קפדני יותר.

אז מה היו המטרות?

1) היכרות מעשית עם עבודה על מטריצה (Solderless Breadboard), 2) היכרות עם מספר שבבים פופולריים, רעיון הפעולה שלהם ושימושים בסיסיים, 3) הכרת הארדואינו.

תמונה 2: מטריצה. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה על ידי המשתמש Evan-Amos.

 

פירוט ארבעת המפגשים:

מפגש ראשון

הכרת המטריצה, מבנה ומטרה, איך בונים מעגל, איך מחברים מקורות מתח (כולל יצירת אספקה שלילית לרכיבים), שימוש ברב מודד ובאוסילוסקופ.

הכרת מגבר שרת, עיקרון הקצר הוירטואלי.

הכרת מגבר שרת מסוג 741, איך לחבר, מה לחבר, איפה לחבר, מה המגבלות, איך לא לשרוף.

הרכבת מעגל עוקב מתח (Buffer או voltage follower), הרכבת מעגל הגברה לא מהפך, בדיקת המעגלים במתח ישר ומתח חילופין.

איור 3: סכמה של מעגל הגברה עם מגבר שרת דוגמת 741. המקור לאיור: ויקיפדיה, לשם הועלה על ידי המשתמש Ong saluri.

מפגש שני

הכרת השבב 555, כולל הסבר תיאורטי (ברמת הסכימה) על עיקרון הפעולה שלו.

הרכבת מעגל המוציא גל מרובע, כולל משחק בתדר וב-duty cycle. (אפשר גם להרכיב one shot אבל הרעיון ברור).

הרכבת מעגל הגורם ל-LED להבהב בקצב רצוי.

תמונה 4: שבב 555. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה על ידי המשתמש Swift.Hg.

מפגש שלישי

יישום אבני הבסיס שהכרנו למען פתרון בעיה, כלומר בניית מעגל שעושה משהו.

הוצעו שני פרוייקטים:

1) הרכבת מעגל שבאמצעותו ניתן לנגן את התחלת השיר 'יונתן הקטן'. המשתתפים קיבלו רמקול פשוט שעקרתי מרדיו ישן.

2) הרכבת מעגל שיעשה שימוש ברמקול כגלאי, כלומר הרמקול מהפרוייקט הקודם ישמש הפעם כאמצעי קלט ולא כאמצעי פלט, למרות שאינו מותאם לכך מבחינה הנדסית. למשל, כל נגיעה ברמקול תגרום לנורה להידלק ל-2 שניות ואז להיכבות. (ניתן להרכיב מעגל רגיש מספיק כך שדרך הרמקול נאבחן גם מחיאת כף או צעקה).

אין צורך לפחד מזה שאפשר למצוא פתרונות באינטרנט, זה בסדר. שימו לב שבפרויקט השני המעגלים באינטרנט לא יהיו מותאמים בדיוק לרכיבים שלנו, ולכן עדיין תדרש לא מעט עבודה והבנה של המעגל כדי לגרום לו לעבוד.

מפגש רביעי

הכרת הארדואינו. מהו, מה הוא מכיל, כיצד מתחברים, מה הוא מסוגל לעשות, כיצד מדברים איתו, במה הוא יכול להחליף את האלקטרוניקה מהמפגשים הקודמים ובמה לא. ביצוע פעולות פשוטות.

חזרה על הפרוייקטים הקודמים עם הארדואינו או בניית פרוייקט אחר לבחירת המשתתף.

תמונה 5: לוח ארדואינו. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה על ידי המשתמש 1sfoerster.

 

ציוד נדרש (לכל צמד משתתפים):

שני מקורות מתח. ספקים או בתי סוללות, לפחות 6 וולט כל אחד.

רב-מודד, אוסילוסקופ, מחולל אותות.

מטריצה, תיילים בננה-בננה, תנינים, ג'מפרים, רמקול.

נגדים, קבלים, נגדים משתנים, LED, טרנזיסטורים PN2222, מגברים 741, שבבים 555.

ארדואינו.

שימו לב שניתן לרכוש ערכות ארדואינו שמכילות את רוב הרכיבים הקטנים הדרושים כמו נגדים, קבלים, טרנזיסטורים או מטריצה.

***

דגשים ורשמים

מהמפגש הראשון למדתי שלמרות שאני רחוק מלהיות מבין גדול באלקטרוניקה עדיין קיים פער בין הידע שלי לבין זה של המשתתפים שרובם מרכיבים מעגל בפעם הראשונה. עובדה זאת גרמה לי לפספס או לדלג על הסברים לדברים שנראו לי ברורים מאליהם. אחד הבעיות שעלו הייתה קושי להבין אלמנטים מסוימים בסכמות (האיורים) של המעגלים. לדוגמה, בנקודה שבה יש לחבר כניסת אות חשמלי חיצוני פשוט רשמתי Vin אך לא היה מפורט איזה רגל נכנסת לאיזה חור. אבל הבלבול הגדול ביותר נגרם על ידי הצורך בלייצר מתח הספקה שלילי למגבר. לשם כך חיברנו שני ספקי מתח בטור וקבענו את נקודת הייחוס של המתח במעגל (למעשה האפס) ביניהם. כלומר, כעת יש על המטריצה גם אפס שקבענו באופן שרירותי וגם הארקה שבאה מהספק והם לא יושבים באותה נקודה. להיכן, אם כן, יש לחבר את המינוס של מחולל האותות או הרב-מודד? לי זה היה ברור, לקהל פחות, ובצדק. החכמתי.

למדתי להתחיל תמיד מבניית המעגל הפשוט ביותר שניתן, מכיוון שההרכבה מבלבלת מספיק בניסיונות הראשונים, ויש להימנע ככל האפשר מקושי נוסף. כמו כן, יש צורך לחוות הצלחה לפני מעבר לשלב מורכב יותר.

שמתי לב שלמצוא תקלות בחיבורים במעגל שלא אתה הרכבת זאת משימה קשה מאוד. לכן יש להשקיע מאמצים רבים בלהסביר איך לעבוד מסודר על המטריצה. חשוב אף יותר מכך הוא שהמשתתפים יבינו את המעגל או הרכיב ברמה בסיסית כך שיוכלו לבדוק את עצמם בסיום כל שלב בהרכבה. כל הזמן יש לוודא שהמתחים נכונים בכל אחת מנקודות האספקה, שהקצר הוירטואלי אכן מתקיים ב-741 וכדומה.

בכל פעם שרכיב נשרף יש להסיק מדוע ולהדריך בפעמים הבאות את הקהל מראש על טעויות כאלה. לדוגמה, 741 נשרף אם מתח הסיגנל הנכנס גבוה בהרבה ממתח האספקות או אם מחברים את האספקות הפוך, LED נשרף אם לא מחברים אליו בטור נגד וכדומה.

טעויות נפוצות: שימוש ברכיב בעל ערך לא נכון (לדוגמא נגד שונה בסדר גודל ממה שרשום), רגל מחוברות לחור לא נכון (אך קרוב…), שימוש לא נכון במכשירי המדידה (AC במקום DC וכדומה).

יפה להראות למשתתפים מה קורה כאשר מתח חילופין המוגבר דרך 741 מתקרב בערכו למתח האספקות. זאת דוגמה יפה ופשוטה ל-'דיסטורשן', למי שמכיר מתחום הגיטרה החשמלית.

שאלה מעניינת שעולה ושווה לדון בה: מדוע יש צורך במגבר עוקב מתח, הרי הוא לא משנה את ערך המתח. האם יש לו תועלת? (כן, בכך שהוא לא מעביר זרם, למעשה הבסיס בבניית מד-מתח למשל).

***

הסדנה היתה הצלחה במסגרת היעדים המאוד צנועים שלתוכם היא נבנתה. המשתתפים העידו על הנאה, עניין ועל ערך מוסף.

אם יש מורים מבין הקוראים, שימו לב שכל הטעויות שביצעתי בסיבוב הראשון של ההדרכה הן בסיסיות ואינן ייחודיות לנושא האלקטרוניקה. טעויות של התחלה ותיאום ציפיות. בד"כ ניתן להימנע מחלק מהטעויות אלה על ידי קבלת הדרכה, שימוש בחומרי לימוד או מערכי לימוד קיימים והכי חשוב, ניסיון. חשוב לא לפחד לנסות דברים חדשים, גם אם ברור שבפעמים הראשונות אנחנו לומדים ביחד עם התלמידים.

מודעות פרסומת

להיות מורה טוב יותר ב-9 צעדים פשוטים? – "למה תלמידים לא אוהבים את בית הספר?", יומן קריאה

נניח שאתם עובדים בנגרות מספר שנים, יודעים את המלאכה הבסיסית וברצונכם להשתפר. האם הייתם קוראים ספר על איך להיות נגר טוב יותר? ומה לגבי ספר על איך להיות סוכן מכירות טוב יותר?

ומה לגבי ספר על איך להיות מורה טוב יותר?

הספר "למה תלמידים לא אוהבים את בית הספר?" מאת דניאל וילינגהם, פרופסור לפסיכולוגיה שעוסק ביישומי הפסיכולוגיה הקוגניטיבית במערכת החינוך, מנסה לעשות בדיוק את זה. הוא תורגם ויצא בידיעות ספרים\ספרי חמד בשיתוף עם קרן טראמפ (לא ההוא, טראמפ אחר…) ומכון ברנקו וייס במטרה לקדם הוראה איכותית.

עטיפת הספר

***

המחבר מציג לקורא 9 נושאים רלוונטיים לחינוך מתחום מחקר הפסיכולוגיה הקוגניטיבית ונותן עצות כיצד ליישם ידע זה להוראה איכותית בכיתה. אסקור בקצרה את הפרקים (משפט אחד או שניים לכל פרק). מי שמפחד מספויילרים, שיעבור הלאה. רק שתדעו, בסוף הספר, …, הוא נגמר!

  1. בני האדם סקרנים, אך אינם אוהבים לחשוב. המשימות בכיתה צריכות לאתגר, אבל לא לייאש.
  2. ידע עובדתי קודם בהכרח לרכישת מיומנות. לדוגמה, אין הבנת הנקרא ללא אוצר מילים, אין חשיבה ביקורתית ללא ידע מוקדם של הקשרים. עדיף ידע שטחי, על ידע חסר. כדאי לעודד רכישת ידע בדרכים משניות (למשל בקריאה) ומגיל צעיר.
  3. תלמידים יזכרו בעיקר דברים שהקדישו להם מחשבה. כדאי לשלב בשיעור סיפורים, קונפליקטים וכדומה.
  4. תלמידים מתקשים בהבנת ידע מופשט. כדאי להציג רעיונות מכיוונים שונים. אין צורך לפתח ציפיות מוגזמות להבנה עמוקה ומיידית של החומר הנלמד. היא תגיע בהמשך (אם תגיע).
  5. אי אפשר לרכוש מיומנויות גבוהות ללא תרגול רב. כדאי לרווח את התרגול. אפשר למשל, להמשיך לתרגל את פרק ג' גם תוך כדי לימוד פרק ד'.
  6. תלמידים הם טירונים ואינם חושבים כמו מומחים. אין צורך לפתח ציפיות מוגזמות. יש לתרגל. זה יגיע בהמשך (אם יגיע).
  7. הדמיון בין הדרכים שבהן תלמידים חושבים ולומדים רב מן ההבדלים ביניהם.
  8. יש הבדלים בין יכולות של תלמידים שונים אך ניתן לשנות זאת וכדאי להשקיע בכך. כדאי לשבח מאמץ ולא יכולת, לשכנע שהמאמץ משתלם, שהכישלון הוא חלק טבעי בלמידה ושהשיפור הוא יעד לטווח ארוך.
  9. גם הוראה צריך לתרגל. כדאי לקבל משוב ממורים אחרים, לצלם שיעורים ולדון בהם, לנהל יומן על המתרחש בכיתה ולהשתתף בקבוצות דיון של מורים.

***

כל פרק בספר בנוי כך שהוא מתחיל מהשאלה שתוביל את הפרק, כולל תשובה מנוסחת כסיסמה ומוקפת במסגרת. לאחר מכן יוצג בהרחבה הידע המחקרי כולל דוגמאות, ולבסוף יסוכם הפרק ויינתנו עצות לגבי יישום התובנות מהמחקר בכיתה. כל פרק נחתם בהמלצות מפורטות לקריאה נוספת. המלצות אלה רלוונטיות בעיקר לחוקרים בתחום, ולכן מיותרות לקורא הממוצע ויכלו להישלח באופן מרוכז לסוף הספר.

הקריאה בספר לא קשה, וכל רעיון מוסבר מספר פעמים, במספר דוגמאות ומסוכם מספר פעמים. בשל כך אני מעניק לכתיבה 10 על בהירות ו-10 על טרחנות. הספר כתוב בצורה מעט יבשה אך לא קשה לצליחה (כמו למשל קריעת ים סוף בקריאת ספרו המפורסם של כהנמן, להבדיל).

הידע על המחקר בפסיכולוגיה קוגנטיבית מעניין, אם כי מאוד שטחי. לדעתי עיקר מטרתו היא לבסס את המומחיות של הכותב ואת תקפות הידע והמסקנות. ללא תיקוף זה היינו נותרים עם ספר קואצ'ינג להוראה טובה. אין צורך בידיעת או הבנת המחקרים לשם יישום המסקנות בכיתה.

יש לי קושי להעריך האם הידע היישומי בספר יחדש למורים שיקראו אותו. הסיבה לכך היא שאני למדתי הוראה 'תוך כדי תנועה', לא בצינורות המקובלים, עם ליווי צמוד של מומחה (כמו שולייה של פעם). אותו מומחה חלק איתי במשך השנים, במהלך שיחות ודיונים, לא מעט תובנות שמופיעות גם בספר זה. היתרון בספר הוא שהידע מרוכז ומאורגן.

בסוף כל פרק ישנן עצות כיצד ניתן ליישם את הידע המחקרי לתועלת הוראה בכיתה אך המורה נשאר עם השאלה כיצד ליישם זאת באופן מעשי בכיתה שלו. לדוגמה, כדאי לעשות שימוש בכיתה בסיפורים וקונפליקטים, אך כיצד לעשות זאת למשל בשיעור על עבודה ואנרגיה? מומלץ לעשות שימוש בדוגמאות שונות לאותו נושא כדי להקל על למידה של רעיונות מופשטים. כיצד, אם כן, ליישם זאת בלימוד השדה החשמלי? כלומר, גם מורה שקרא בעיון את הספר יתקשה, לדעתי, ליישם אותו ללא הדרכה נוספת של בעל ניסיון.

לפני סיום אני רוצה להעיר שלעין שלי הבפנוכו של הספר נראה מכוער (ומיושן ולא מושקע) מבחינה ויזואלית ומעומד בצורה תמוהה שמפריעה לקריאה ולהבנה. האיורים נראים כמו משהו שייצרתי בעצמי בפאואר-פוינט ולא פעם התמונות מיותרות וטיפשיות, כאילו היה זה פוסט בבלוג. כותרת הספר מוגזמת ותוכנו אינו עונה, לדעתי, על השאלה שמוצגת בה. הספר עוסק בהצגת מחקרים רלוונטיים לחינוך מתחום הפסיכולוגיה הקוגנטיבית ובדרכים שניתן ליישם את המסקנות העולות מהמחקרים בכיתת הלימוד. מוטב היה אם שם הספר היה ייצוג טוב יותר של עובדה זאת.

לסיכום, אני חושב שמורה יצא נשכר מקריאת הספר. היא (הקריאה) אינה דורשת מאמץ רב, והוא (הספר) מלא בתובנות מועילות. אין צורך לפתח ציפיות מוגזמות ליישום מיידי בכיתה, אך אם הרעיונות העיקריים ישקעו, ואז יעלו לפני השטח טיפין טיפין במהלך שנות ההתמקצעות, דיינו.

:קטגוריותכללי תגיות: , , ,