מור-טק מרכז המורים הארצי למקצועות הטכנולוגיים הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה,קריית הטכניון,חיפה טל:

תמליל

1 השבחת פרויקטי גמר בחינוך הטכנולוגי הנחיית והערכת תהליך התכן ההנדסי אוגדן למנחה ולבוחן כתיבה: ד"ר דפנה שוורץ-אשר ד"ר אמונה אבו-יונס עלי מר בטו כץ יעוץ מדעי ופדגוגי: פרופ' יהודית דורי יעוץ הנדסי: ד"ר ארי גרו עריכה: תמר מלר, אוגוסט פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

2 כל הזכויות שמורות למשרד החינוך מרכז מורים ארצי למורי. הפרויקט מבוצע על ידי מוסד הטכניון עפ"י מכרז 30/8.14 הפרויקט מבוצע האוגדן יצא לאור במימון האגף למדעים במזכירות הפדגוגית ומינהלת מל"מ המרכז הישראלי לחינוך מדעי טכנולוגי. אין לשכפל, להעתיק, לצלם, להקליט, לתרגם, לאחסן במאגר מידע, לשדר או לקלוט בכל דרך או אמצעי אלקטרוני, אופטי או מכני או אחר כל חלק שהוא מהחומר שבחוברת זו. שימוש מסחרי מכל סוג שהוא בחומר הכלול בחוברת זו אסור בהחלט אלא ברשות מפורשת בכתב מהמו ל. 2 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

3 תוכן עניינים מילון מונחים... 7 תקציר...9 מבוא...11 חלק א - התיאוריה למידה מבוססת פרויקטי תכן הנדסי פרויקטים ובקרת התכן ההנדסי...20 מהו תכן הנדסי...20 מאפיינים של תכן הנדסי...20 מהות התכן הנדסי כתהליך למידה...21 שלבים בתהליך התכן ההנדסי כלים ואמצעים התומכים בתהליך התכן...35 הדגשים למנחים ולמעריכים מחוון התכן ההנדסי...41 פורמט מחוון התכן ההנדסי...42 פרויקטי חקר מדעי ביוטכנולוגיה...47 למידה בדרך החקר מיומנויות וכישורים דרושים בפרויקט חקר מדעי אבני דרך בביצוע פרויקט חקר מדעי ברמת 5 יח"ל...50 הנחיות לבניית כרזה בפרויקט חקר מדעי...53 מחוונים והערכה לעבודת גמר בפרויקט חקר מדעי ברמת 5 יח"ל...54 מחוון ראשוני להערכת עבודת מחוון ראשוני גמר כתובה...57 להערכת כרזה מדעית...62 עולם ההנדסה והמדע נפגשים...67 השונה והדומה בין מחוון עבודת חקר לבין מחוון עבודת תכן...67 המדען והמהנדס...68 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

4 דרישות המפמ"רים...70 דרישות עבור מגמת אלקטרוניקה דרישות עבור מגמת הנדסת מכונות...70 דרישות עבור מגמת ביוטכנולוגיה חלק ב מהלכה למעשה...72 תכן הנדסי של צעצוע "חכם" באמצעות הנדסה הפוכה ומייקינג משה גרינהולץ...72 מחוון הישגים לדוח הנדסה הפוכה ציר הטכנולוגיה והנדסה...76 מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר המיומנות והיצירתיות סיכום נושא הנדסה הפוכה ו'מייקינג'...81 דוגמאות לתוצרים והערכותיהן עבור מטלת הנדסה הפוכה במגמות אלקטרוניקה ומייקינג שהוגשו על ידי מורים מובילים ומכטרוניקה...82 ניתוח כרזות על בסיס המחוון תכן הנדסי מסקנות בחינת הכרזות שהוגשו הכרזות הנבחרות ונימוקי השופטים דוגמאות להערכות תוצרי מטלת הפקת כרזה שלב א' דוגמאות להערכות תוצרי מטלת הפקת כרזה שלב ב' דוגמאות להערכות תוצרי מטלת הפקת כרזה שלב ג' הערכות עמיתים עבור הכרזות טיוב פרויקטי גמר בחינוך הטכנולוגי בהתאמה למגמת ביוטכנולוגיה דוגמה לתוצר מטלת הצעה לפרויקט גמר בביוטכנולוגיה מלווה בהערכת מומחה להערכה דוגמה לתוצר הערכת עמיתים לכרזה מלווה במשוב מומחה הערכה דוגמה לתוצר מטלת ניתוח והערכה לשלושה פרויקטי גמר בביוטכנולוגיה מלווה במשוב מומחה להערכה ניתוח ומסקנות מהערכות מטלות המורים בפרויקט חקר מדעי הדגשים למנחי הפרויקטים והמעריכים סיכום מקורות פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

5 רשימת איורים איור 1 סוגי ידע של מורים המתפתחים במהלך השתלמות איור איור איור 2 התפתחות הלמידה בתהליך התכן ההנדסי...22 איור 3 תהליך התכן ההנדסי...22 איור 4 פרמטרים בניהול פרויקט הגדרת מפרט בתעשייה דיאגרמת עצמים-תהליכים של הנדסת מערכות מבוססת מודלים...26 איור 7 תיאור קורס 27...Model-Based Systems Engineering with OPM :edx איור 8 תרשים מלבנים גנרי...28 איור 9 דוגמה לניתוח אופני כשל...37 איור 10 הלימת מושגים בשלבים השונים של מפרט היעד פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

6 רשימת מחוונים מחוון התכן ההנדסי...42 מחוון ראשוני להערכת עבודת מחוון ראשוני גמר כתובה...57 להערכת כרזה מדעית...62 מחוון הישגים לדוח הנדסה הפוכה ציר הטכנולוגיה והנדסה מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר המיומנות והיצירתיות מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר כישורי הלמידה...79 רשימת טבלאות טבלה 1 שקלול הציון הסופי עבור עבודת גמר בפרויקט חקר מדעי בתחום ביוטכנולוגיה ע"י המורה המנחה של עבודת החקר טבלה 2 שקלול הציון הסופי עבור עבודת גמר בפרויקט חקר מדעי בתחום ביוטכנולוגיה ע"י בוחן חיצוני 55 טבלה 3 השוואה בין מחוון עבודת חקר לבין מחוון עבודת תכן סכמות תיאור חקר מדעי ופיתוח טכנולוגי...68 טבלה 4 טבלה 5 סכמה לתיאור שילוב של חקר מדעי עם פיתוח הנדסי פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

7 מילון מונחים אי-וודאות - uncertainty מצב בו לא קיים מידע מספק לגבי התרחשות העשויה להתרחש בעתיד (2016b.(Dubikovsky, בדרך כלל בתכנון ועיצוב מוצר בשלב הראשון, קיים מצב של אי וודאות ואי יכולת להגיע למודל מדויק ( & Wood.)Anthonsson, 1990 ידע בהערכה - Knowledge AK - Assessment ידע והבנה של מורים על הערכה, הן מבחינת המהות שלה, והן מבחינת סוגיה ויישומים להערכת תוצרי למידה של התלמידים. ידע זה כולל גם את היכולת של המורים לפתח, לעצב וליישם דרכי הערכה מתאימות במטרה להעריך ידע, הבנה ומיומנויות של תלמידים 1999( al, Dori &, 2015; Magnusson et.)avargil, Herscovitz & Dori, 2012;Avargil ידע עצמי מוצהר - Knowledge SDK - Self-Declared מכונה גם Declarative Knowledge הצהרת אדם אודות ידע התוכן שלו והיכולות של עצמו כלומד )2012 Dori, Schraw &, ;1994 Zohar &.)Tamir, 1991; Dennison ידע פדגוגי Knowledge- PK - general Pedagogical ידע פדגוגי הכולל מיומנויות פדגוגיות כגון: ניהול כיתה, ניהול זמן, בניית מערכי שיעור, התמודדות עם שונות הלומדים, ושיטות הוראה מגוונות (1987 Shulman,.(Segall, ;2004 ידע תוכן - Knowledge CK - Content ידע תוכן של הדיסציפלינה אשר כולל הכרה מעמיקה של מבנה תחום הדעת, כלומר ידיעת העובדות, המושגים, המבנים והעקרונות בתחום, אופן ארגונם והקשרים ביניהם )1987 Shulman, ;2008 )Loewenberg, Thames & Phelps, ידע תוכן פדגוגי - Knowledge PCK - Pedagogical Content ידע תוכן פדגוגי הינו שילוב של ידע תוכן וידע פדגוגי. הוא כולל: א. הכרת דרכי חשיבה וטעויות אופייניות של תלמידים בנושאים ספציפיים וידיעה כיצד תלמידים מבינים נושאים, עקרונות ותהליכים; ב. היבטים בהוראת מדעים והמשגתם; ג. אסטרטגיות הוראה; ד. מטרות תוכניות ה. מאפייני תלמידים הלומדים מדעים. שולמן כלל ב- PCK גם ידע בהערכה, אולם מאוחר יותר הוצע להפריד ביניהם מאחר וידע בהערכה דורש מורכבויות ברמת חשיבה גבוהה יותר ולא כל המורים מגיעים לרמה גבוהה זו )1987 Shulman,.)Avargil, Herscovitz & Dori, 2013;Chen & Wei, 2015; 7 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

8 למידה מבוססת פרויקטים - Learning PBL Project Based שיטת לימוד המאפשרת לתלמידים לרכוש ידע בעודם מיישמים את מיומנויות המאה ה- 21, באמצעות תהליך מתמשך ומובנה הסובב סביב שאלה או בעיה אותנטית ומסתיים בעיצוב תוצר המבטא את תהליך הלמידה. בגישה זו התלמידים במרבית המקרים עובדים בצוותים, נדרשים לפתור בעיה או לתכנן פרויקט הקשור לעולם ההנדסה והתעשייה 2013) al.,.(blumenfeld et al., 1991; Chandrasekaran et מודל סמארט - SMART S - Specific מפורט/ספציפי M - Measurable מדיד A - Attainable בר השגה R - Relevant רלוונטי T - Time bound תחום בזמן שיטה להגדרה של מדדים, על פיה מדדים צריכים להיות ספציפיים, מדידים, ברי השגה, מכוונים תוצאה ומוגבלים בזמן 2000( O'Neill,.)Maley, 2012; עמימות - ambiguity (2016b.(Dubikovsky, תכן הנדסי עוסק בניסיון מצב בו לא קיים מידע מספק לגבי התרחשות בזמן הווה כאשר לא כל המידע הנדרש נמצא בהישג יד )2003.)Koen, לתת מענה לצורך במצבים של עמימות, STEM - Science, Technology, Engineering and Mathematics אינטרדיסציפלינרית מקצועות המדע, הטכנולוגיה, ההנדסה והמתמטיקה. זוהי גישה ראשי תיבות של להוראה ולמידה של תופעות ומושגים מעולם מדעים, הטכנולוגיה, ההנדסה והמתמטיקה תוך כדי קישור לחיי היום יום 2016) Mativo,.(Asunda & 8 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

9 תקציר אוגדן זה פותח במטרה להנגיש למנחי ולבוחני פרויקטי גמר בחינוך הטכנולוגי את הנושא של הוראה, למידה, והערכה מבוססת פרויקטים הן בהיבט התיאורטי והן בהיבט היישומי. למידה מבוססת פרויקטים Learning) (PBL Project Based הינה גישת הוראה ולמידה סביב פרויקטים. גישה זו מבוססת משימות מורכבות על סמך שאלות ובעיות מאתגרות שדורשות מהתלמידים לעצב, לפתור בעיות, לקבל החלטות, לחקור פעילויות, לעבוד באופן עצמאי לתקופות ממושכות ולהגיע לייצור מוצרים. למידה מבוססת פרויקטים מספקת אתגר ומוטיבציה, דורשת חשיבה ביקורתית ואנליטית וממנפת פיתוח חלק ממיומנויות המאה ה- 21, כגון: מיומנויות של שיתוף פעולה, תקשורת בין עמיתים, פתרון בעיות ולמידה עצמאית. בתחומי המדע לבעיות רבות קיימים מספר פתרונות אפשריים, כשלכל אחד מהם מאפיינים שונים יתרונות וחסרונות. זאת ועוד, למידה מבוססת פרויקטים בתחום המדעים מספקת קרקע לפיתוח חשיבה ביקורתית ומשקפת התמודדות עם בעיות אותנטיות, שאינן שגרתיות וללא פתרון ברור. זאת ועוד, חוקרים בתחומי הוראת מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה education( )STEM טוענים כי המאה ה- 21 צופנת בחובה השתנות עצומה במיומנויות והמקצועות שידרשו הבוגרים של היום להתמחות בהם ולכן נדרשת גישת הוראה המשלבת עבודת צוות, הבנה של מגוון תחומי דעת ויכולת פתרון בעיות אותנטיות. פרויקטים בחינוך הטכנולוגי-הנדסי, שמים דגש על תכן הנדסי. זהו תהליך פיתוח הבא לתת מענה לצורך מסוים. זהו תהליך של קבלת החלטות בשילוב 9 המדע, המתמטיקה וההנדסה יחד עם מרכיבים של אומנות. כמו כן זהו תהליך המלווה בעמימות ואי-וודאות, כאשר המטרה היא לתת את המענה הטוב ביותר האפשרי על בסיס אילוצים ומגבלות שונות. מהות התהליך היא לענות על שאלות: למה מפתחים, מה ואיך מפתחים, איך נוודא שפיתחנו מה שנדרש ומה למדנו מהתהליך. תהליך התכן ההנדסי המותאם לצרכי ביצוע פרויקטים במגמות טכנולוגיות בחטיבות עליונות כולל את השלבים של זיהוי בעיה ואילוצים, זיהוי חלופות אפשריות ובחירת החלופה המתאימה ביותר, הגדרת מפרט יעד, שלב התכן, בניית אב טיפוס, בחינת אב הטיפוס, הסקת מסקנות ודיווח. מומלץ למנחים להיעזר במחוון לתכן ההנדסי הנכלל באוגדן ולחשוף אותו בפני התלמידים כדי לאפשר להם לבקר את עצמם. לבוחנים מומלץ, בנוסף להמלצות למנחים, לבדוק ולוודא עמידה בכל סעיפי המחוון. פרויקטי גמר הנדסיים בחינוך הטכנולוגי מושתתים על עקרונות התכן ההנדסי, ואילו פרויקטי גמר מדעיים בחינוך הטכנולוגי מושתתים על עקרונות החקר המדעי. החקר המדעי מורכב ממיזוג של טכניקות, שיטות וידע בשילוב עקרונות הנדסיים במטרה לתכנן ולפתח מערכות טכנולוגיות, תהליכים ומוצרים בתחומי התעשייה, הרפואה, החקלאות, המזון והקוסמטיקה לרווחת האדם. תהליך החקר הוא תהליך בו הבלתי מוגדר והבלתי ידוע הופך ברור יותר באמצעות הגדרת בעיה, חיפוש פתרון ויישומו. פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

10 קיימות נקודות דמיון ושוני בין תכן הנדסי לחקר מדעי, בין פרויקטי גמר הנדסי למדעי, ובין עבודת המהנדס לעבודת החוקר. למשל, בעוד פרויקט הנדסי מכוון לבחינת ממצאים לעומת מפרט יעד, פרויקט חקר מכוון לבחינת ממצאים לעומת השערות. מההבדלים הללו נגזרים מחוונים שלהם מרכיבים משותפים אך גם מרכיבים שונים לאורם נדרש לבנות פרויקט הנדסי או מדעי על ידי התלמיד, לאורם נדרש להנחות פרויקט הנדסי או מדעי על ידי המורה-מנחה ולאורם נדרש להעריך פרויקט הנדסי או מדעי על ידי המעריך-בוחן. לפיכך, בחלק הראשון של האוגדן, התיאורטי, מוצגים: רקע בנושא 'למידה מבוססת פרויקטים'; תהליך התכן ההנדסי; תהליך החקר המדעי; דוגמאות למחוונים להערכת פרויקטים וכרזות בדגש הנדסי ומדעי; השוואה בין תהליך התכן ההנדסי ותהליך החקר המדעי ודרישות המפמ"רים במגמות השונות. במסגרת סדרת השתלמויות בנושא השבחת פרויקטי גמר בחינוך הטכנולוגי הצענו ותיעדנו יישום לתהליך ביצוע, הנחיה והערכת פרויקטי הגמר. היישום כלל ליווי של מורים מובילים במגמות השונות בביצוע מטלות שונות הקשורות בביצוע פרויקט. תכן הנדסי של צעצוע "חכם" באמצעות הנדסה הפוכה ומייקינג ותהליך רב שלבים של הפקת כרזה הנדסית או מדעית הן דוגמאות למטלות שיושמו בהשתלמויות. בחרנו להציג במסגרת אוגדן זה את המטלות, את תוצרי המורים המובילים במגמות אלקטרוניקה, מכטרוניקה וביוטכנולוגיה אשר התנסו במטלות אלו, את הערכות העמיתים שהגישו המורים המובילים כחלק מהתהליך ואת הערכות מעריכים מקצועיים אשר בחנו את תוצרי המשתלמים. הערכות אלו כוללות את שיקולי השופטים בבחירת הכרזות המובילות, לדוגמא מענה על מלוא הדרישות, אסתטיות, חדשנות ועוד, כמו גם הערכות מפורטות כולל שימוש במחוונים למתן ציונים למרכיבים שונים במטלות. מכאן נובע כי בחלק השני, היישומי, כללנו את ההנחיות לביצוע והערכת פרויקטי הגמר, את תוצרי המורים ואת תובנות המורים מביצוע ויישום המטלות. בפרק זה מוצגים: מטלת הנדסה הפוכה ומייקינג, מטלת הפקת כרזה, תוצרי מורים במגמות אלקטרוניקה, מכטרוניקה וביוטכנולוגיה עבור המטלות השונות, ולבסוף, הערכות מדריכי ההשתלמויות והערכות עמיתים אשר נעשו תוך שימוש במחוונים הייעודיים. קריאה מהנה ובהצלחה! תגובות והארות לאוגדן ניתן לשלוח לעורכי האוגדן לכתובת: 10 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

11 מבוא טיוב הפרויקטים מטרתו להתאים את תהליך הערכת הפרויקטים למערכת החדשה של איסוף מידע שוטף של המורה על התלמידים שלו באמצעות הפלטפורמה האינטרנטית של משרד החינוך האגף הטכנולוגי. תהליך השבחת הפרויקטים מטרתו לשפר את תהליכי הביצוע של הפרויקטים והתוצרים תוך יצירת הערכה סטנדרטית לכלל המגמות, עם התאמות קלות לפי אופי המגמה. עבודות הגמר/פרויקטי גמר בחינוך העל יסודי במקצוע ההתמחות במגמה טכנולוגית, מגלמות בתוכן לרוב, עבודה דו שנתית במסגרתה התלמיד מתנסה בלמידת עומק של תחום ההתמחות אותו הוא מבקש לחקור. פרויקט הגמר מהווה ציון בגרות ברמת 5 יחידות לימוד במרבית המקרים, ובחלק קטן מהמגמות או בתי הספר ברמת 3 יחידות לימוד. התלמידים המבקשים להגיש עבודת גמר במסגרת ההתמחות במגמה אותה הם לומדים, העבודה מתבצעת ומוגשת בליווי מורה המקצוע/המורה המנחה, לאחר אישור הצעת הפרויקט ע"י רכז המגמה בבית הספר או כל גורם פדגוגי מוסמך מטעם המוסד )המאושר ע"י המפמ"ר(. פרויקט הגמר מפותח בתהליך תכן הנדסי שהוא תהליך הכולל קבלת החלטות בשילוב המדע, המתמטיקה וההנדסה יחד עם מרכיבים של אומנות. המטרה היא לתת את המענה הטוב ביותר האפשרי על בסיס אילוצים ומגבלות שונות כולל עמימות ואי-ודאות בתכנון המוצר הסופי. למעשה מהות התהליך הוא לענות על שאלות: למה מפתחים, מה ואיך מפתחים, איך נוודא שפיתחנו את מה שנדרש ומה למדנו מהתהליך. תהליך התכן ההנדסי המותאם לצרכי ביצוע פרויקטים במגמות טכנולוגיות בחטיבות עליונות כולל את השלבים של זיהוי בעיה ואילוצים, זיהוי חלופות אפשריות ובחירת החלופה המתאימה ביותר, הגדרת מפרט יעד, שלב התכן, בניית אב טיפוס, בחינת אב הטיפוס, הסקת מסקנות ודיווח. מכיוון שתהליך התכן ההנדסי מלווה בעמימות ואי-ודאות קיים בו מרכיב של סיכון. ניתן להיעזר בכלים לשיפור הסיכויים להצלחה. לדוגמה תיעוד מתמשך, ניהול לוח זמנים, שימוש בסקרי תכן, ניתוח סיכונים ואופני כשל ועוד. ליישום פרויקט גמר בחינוך הטכנולוגי נדרש פיתוח חשיבה וטיפוח הכוונה עצמית בלמידה אשר מהווים נושאים מרכזיים בדרך בה אנו רוצים לראות את בוגר מערכת החינוך הטכנולוגי. לפיתוח יכולת החשיבה ונטיות החשיבה נדרש זמן. מכאן, למורה בעידן שבו הטכנולוגיה משתנה, תפקיד בעיצוב סביבת הלמידה ואופן הלמידה להשגת מטרת הלמידה. במהלך לימודיו, התלמיד מתנסה בטכנולוגיות המשתנות בקצב מהיר, הדורשות מן התלמיד עמידה במטרת למידה עצמאית ממוקדת תוכן. בתהליך זה עליו להפגין את שליטתו במושגי היסוד של המקצוע הנלמד תוך שהוא מיישם את הנלמד לצורך פתרון בעיות אותנטיות, תכנון נכון של אופני הלמידה, הכולל בין השאר זיהוי מקורות מהימנים, איסוף וסיכום מידע רלבנטיים, הפגנת קבלת החלטות, איתור תקלות ופתרון בעיות. 11 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

12 תפקידו של המורה בתהליך זה הוא לעזור לתלמיד להשיג את מטרת הלמידה באמצעות הנחייה מתאימה. במסגרת התהליך, המורה מהווה מבוגר המשקף לתלמיד את המקום בו הוא נמצא בתהליך וכמי שאמון על בקרת תהליכים רפלקטיביים ומטה-קוגניטיביים ההכרחיים להסקת מסקנות, הערכת ביצועי ביניים אגב התקדמות ושמירה קפדנית על משאב הזמן העומד לרשות התלמיד. הערכה )Assessment( מהווה חלק בלתי נפרד מתהליך ההוראה-למידה השוטף המתרחש במוסדות מערכת החינוך. קיימים כלים מגוונים להערכה, כגון: ראיון, שאלון, עבודת חקר, מבחן, פרויקט, מצגת, פיתוח סרטונים/אנימציות, בניית מודלים ופיתוח משחק בכדי להעריך ולבחון סוגי ידע ומיומנויות חשיבה ברמות מגוונות. על מנת לוודא כי הכלי שפותח איכותי והוגן לכלל המועמדים יש להתייחס למספר גורמים, כגון: הנגישות ללמידה של המועמד, דרישות הידע והשפה במשימות והקריטריונים להערכה. כלי ההערכה נדרש לרמה גבוהה של מהימנות ותוקף על מנת שניתן יהיה להסתמך על נתוני ההערכה. בנוסף, יש לוודא כי המשתמשים בנתוני ההערכה - המורים, המנהלים וקובעי המדיניות הם בעלי מומחיות מספקת. תפקיד ההערכה הינו לספק לקובעי המדיניות נתונים לצורך תכנון ומשוב לשם בקרה על התהליכים המתרחשים במערכת ולשם קידום הישגי הלומד, המורה וכל הצוות החינוכי המעורב בתהליך הלמידה. מכאן שישנה חשיבות רבה לפיתוח מחוונים מפורטים ושקופים להערכת ביצועי התלמיד על ידי המורה. חשיפת המחוון בפני התלמיד ושיתופו בתהליך ההערכה בעלי משמעות רבה לפיתוח מיומנויות למידה וחשיבה ברמה גבוהה ומיומנויות הלמידה במאה ה- 21. הנושא של טיוב פרויקטי גמר במגמות הנדסת אלקטרוניקה, הנדסת מכונות, וביוטכנולוגיה, עלה כצורך מהשטח, בשל היעדר מחוון מוגדר ואחיד לכלל הבוחנים במגוון המגמות, ומכאן, בחלק מהמקרים התלמידים מקבלים ציונים שאינם משקפים את תהליך הלמידה המלא שלהם בפרויקט, ובמקרים רבים קיימת התייחסות לתוצר הסופי בלבד. הרציונל לטיוב פרויקטי הגמר: השינוי במבנה הבחינות יצר מציאות בה התלמידים ממעטים לבצע שיעורים במסגרת מעבדה, דבר המפחית את ההזדמנויות של התלמידים לרכוש מיומנויות למידה מעשיות. "ספר הפרויקט" בחלק מן המקרים הוא ספר לימוד של המכלולים בפרויקט וחסר בו תהליכי הביצוע, איתור תקלות ופתרונן, תיעוד רציף, רפלקציה ומגוון של מיומנויות למידה וחשיבה ברמה גבוהה. בשלב ההגנה על הפרויקט, בשל העדר מחווני הערכה אחידים, נשאלות בעיקר שאלות ברמת ידע והבנה בלבד, הנחשבות לרמת חשיבה נמוכה לפי ההיררכיה של בלום פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

13 מכאן נולד הצורך בבנייה ופיתוח כלי הערכה מהימנים ותקפים בעלי קריטריונים מ. PBL )מחוונים( שקופים ומפורטים אשר יעברו שיפוט ע"י בעלי מומחיות בתחום ויאפשרו להעריך ולשפר את תהליכי החשיבה והלמידה של התלמיד לאורך כל שלבי ביצוע הפרויקט. בנוסף, עלה הצורך בהקניית ידע תוכן פדגוגי וידע בהערכה, תוך שילוב שיטות הוראה והנחייה למורים, מנחי פרויקטי הגמר בחינוך הטכנולוגי בגישה של חוונים ידועים מראש וניתנים ליישום יקלו גם על הבוחנים השונים להעריך את הנבחנים באמצעות "סרגל" מדידה זהה לכולם. עדין תתכן שונות מעטה ממגמה למגמה, אבל הטווח של הציונים יהיה אחיד יותר. במהלך תכנית ההכשרה שהתקיימה במסגרת מרכז המורים תשע"ט, המורים נחשפו להגדרות ויישום של המושגים הכרוכים בביצוע פרויקט והערכתו הסטנדרטית, כולל מיומנויות חשיבה מגוונות כגון: חשיבה יצירתית, ביקורתית ומטה קוגניציה. נדונו החשיבות של יצירת עניין ומוטיבציה בקרב התלמידים תוך עידוד לתהליכי פתרון בעיות והתנסות במיומנויות למידה הנדרשות בלמידה מבוססת פרויקטים. המורים עצמם התנסו בשיטות וכלים להערכה בדגש על פרויקטים טכנולוגיים, כולל בנייה ופיתוח מחוונים מהימנים ותקפים. המורים נחשפו לתהליך למידה רציף בתוכנית ההכשרה וגם למטלות מגוונות, כגון: ניתוח ודיון במאמר מעובד, ביצוע מטלת הנדסה הפוכה והפקת כרזה, כאשר הם נחשפים למטלות כתלמידים, כמורים ולשם השלמת התהליך כולו, כמעריכים. ההשתלמות נבנתה כתהליך רציף, מהתאוריה ליישום, תוך מתן דגש על תובנות המורים מתוך התנסותם כמבצעי וכמנחי פרויקטי הגמר ועל השבחת התהליכים הללו תוך יצירת קהילת מורים מובילים. תוצרי הלמידה המובאים בחלק היישומי של האוגדן, מאפשרים ללמוד על ביצועי המשתלמים כתלמידים, כמורים וכבוחנים, התאורטי. על מנת לאפשר הבנה מעמיקה יותר ודרכי יישום של הנושאים והעקרונות המובאים בחלק במסגרת ההשתלמות נתנו המשתלמים את הדעת לאופי הפתוח של הבעיות עמם על התלמידים להתמודד בביצוע הפרויקט. כמו כן למדו לתת דגש על הגדרת הפרויקט וכתיבת המפרט, זיהוי חלופות אפשריות ושימוש בסקרי תכן במליאת הכיתה כתהליך לימודי הן לתלמידים בכיתה והן לצוות המפתח. נושאים חשובים נוספים שנלמדו הם תכנון, ביצוע ותיעוד של בדיקות להוכחת עמידת אב הטיפוס בדרישות המפרט, בחינת שינויים אפשריים במקרה של אי הצלחה בבדיקות, וניתוח פערים בין התוצאות בפועל לדרישות המפרט והסקת מסקנות לגבי התהליך. כמו כן תרגלו המשתלמים שימוש במחוון לתכן ההנדסי, או לחקר מדעי בביוטכנולוגיה הן כתלמידים ומנחים והן כמעריכים. המסגרת התיאורטית והיישומית להנחיית למידה מבוססת פרויקטים, מטלות המשולבות בתהליך, כמו גם תוצרים והערכותיהם מתוארים באוגדן זה. 13 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

14 כיצד כדאי לקרוא את האוגדן? בחלק התיאורטי מופיע רקע על משמעות המושג למידה מבוססת פרויקטים ודגשים בהוראת הנושא. מומלץ לקרוא תחילה את הרקע התיאורטי ולהבין מהי למידה מבוססת פרויקטים ואת היתרונות שבלימוד בגישה זו. בפרק זה מוצגת גם התייחסות נרחבת לתהליכי התכן ההנדסי והחקר המדעי, על נקודות הדמיון והשוני בין התהליכים ועל המחוונים המשמשים להערכת התלמידים. הפרק מתאים לחידוד ההבנה של התהליכים הללו כל אחד בפני עצמו ובאופן השוואתי זה לזה. בחלק היישומי מופיעות מטלות, תוצרים והערכות מר מתחילתם ועד לשלב הבחינה, עבור המגמות אלקטרוניקה, מכונות וביוטכנולוגיה. תכני החלק המעשי מבוססים על מטלות אשר ניתנו למנחי עבודות גמר בחינוך הטכנולוגי שהשתתפו בהשתלמויות כמורים מובילים, ונתנו הסכמתם לשימוש בתוצרי הלמידה למטרת פיתוח אוגדן זה. החלק כולל תיאור של ההנחיות למטלה ודוגמאות שניתנו על ידי מדריכי ההשתלמות ודגשים למורה בתהליך ההנחיה וההערכה. לב הפרק הוא מגוון תוצרים, ברמות ביצוע שונות ומגוון דוגמאות להערכת התוצרים, הערכות שניתנו הן על ידי מדריכי ההשתלמויות והן על ידי משתתפי ההשתלמויות במסגרת הערכת עמיתים. בעוד המשתלמים התנסו בתהליך מתחילתו ועד סופו, הקוראים יכולים ללמוד על ביצועי המשתלמים כתלמידים, כמורים וכבוחנים. 14 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

15 חלק א - התיאוריה 1. למידה מבוססת פרויקטים למידה מבוססת פרויקטים Learning),)PBL Project Based הינה מודל המארגן למידה סביב פרויקטים והמכיל משימות מורכבות על סמך שאלות ובעיות מאתגרות שדורשת מהתלמידים לעצב, לפתור בעיות, לקבל החלטות, לחקור פעילויות, לעבוד באופן עצמאי לתקופות ממושכות ולהגיע למוצרים ריאליסטיים )2000.)Thomas, מאפיינים נוספים של למידה מבוססת פרויקטים הם תוכן אותנטי, הערכה אותנטית, מטרות חינוכיות ברורות, למידה שיתופית, רפלקציה ושילוב מיומנויות ברמות חשיבה גבוהות. הגדרות של הוראה ולמידה מבוססת פרויקטים כוללות מאפיינים הקשורים לשימוש בשאלה אותנטית ( ;2005 Barak, Ahlgren, 2007,)Dori, ;2003 Verner & פעילות קבוצתית, שימוש בכלים ומיומנויות מגוונות )כיום גם מבוססי טכנולוגיה(, למידה קונסטרוקטיביסטית ונושאים רב תחומיים )2000.)Thomas, למידה מבוססת פרויקטים מאפשרת הוראת מיומנויות הנדסיות, טכניות, מקצועיות, ועוד, בתחומים מדעיים-הנדסיים כמו רובוטיקה )2007 Ahlgren, )Verner & ובעולם הרפואה 2004).(Montemayor, מהן מיומנויות אלו? (2017) al. Juarez-Ramirez et מציעים שלושה סטים של מיומנויות: מיומנויות הנדסיות, מיומנויות המאה ה- 21 ותכונות המהנדס הגלובלי, והיא כוללת את הדרישות הבאות: להבין את המפרט המוצג/המועלה הגדיר תכנית לתכנון הפתרון לכסות פערי ידע הנדרשים למימוש הפתרון באמצעות למידה עצמאית או כצוות לתכנן ולבנות את הפתרון, לוודא שהפתרון מתאים למפרט שהוצג לבצע רפלקציה בסיום התהליך. למידה מבוססת פרויקטים בתחומי המדעים וההנדסה מצריכה ידע ומיומנויות הוראה ייחודיים מצוות המנחים) 2010 Hazzan, )Capraro & Slough, 2013 ;Meerbaum-Salant & כגון: ידע רחב בתחום הנחקר: ידע תוכן, ידע פדגוגי, ידע תוכן פדגוגי וידע טכנולוגי. ידע בהערכה: הערכת ביצועי התלמיד לאורך כל תהליך הפרויקט משולבת בהערכת עמיתים. יכולת ניהול ותכנון הפרויקט: ניהול קבוצות תלמידים, ניהול זמן )קביעת לו"ז לתחילת וסיום הפרויקט ועמידה בו(, תכנון שלבי ביצוע הפרויקט ותיעודו. בחירת בעיות אותנטיות אמתיות אשר פתרונן בעל פוטנציאל ליישום והטמעה עתידית ועונה על צורך חיי היום יום. 15 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

16 לכן, למידה מבוססת פרויקטים מהווה שיטת הוראה מאתגרת למורים המנחים, הכרוכה במספר אתגרים וקשיים 2000( :)Thomas, הניסיון הדל בשיטת ההוראה בגישה זו, בדרכי ההערכה ובניהול הזמן של הפרויקט. מחסור במשאבים החיוניים לביצוע הפרויקט )כספיים, ציוד, טכנולוגיה וכו'(. מערכת שעות הלימודים העמוסה. כיתות גדולות ואוכלוסיית תלמידים הטרוגנית ובעלת מאפיינים מגוונים ושונים. אופי התלמידים המגוון יכול לבוא לידי ביטוי במספר משתנים כגון: מאפיינים דמוגרפיים, גורמי מוטיבציה, יכולת ומסוגלות עצמית, מודל למידה מועדף, מאפייני חשיבה ביקורתית )סינתזה, חיזוי, יצירה, רפלקציה והערכה( ומאפייני השתתפות חברתית )עבודה משותפת, יזמות, ניהול ומודעות קבוצתיים(. על פי חזן ועמיתיה )2010 פרויקטים בגישת :PBL Hazzan, )Meerbaum-Salant & קיימים שלושה היבטים ניהוליים להנחיית היבט ניהול כיתה פדגוגי המורכב מ: בניית התשתית הטכנית לביצוע הפרויקט וביסוס כללי ההתנהגות, הוראות וההנחיות בין המורה המנחה לתלמידיו. ביצוע הדגמות במהלך פיתוח הפרויקט להמחשת והדגשת חשיבות נושאים ספציפיים שעל התלמידים לשקול בשלבי תהליך הפיתוח. לימוד ידע תוכן הדרוש ליישום הפרויקט. הנחייה פרטנית פר תלמיד: המורה מנחה את התלמידים ברמה האישית כדי לעזור להם להתמודד עם הקשיים האישיים שנתקלים בהם בתהליך הפיתוח של הפרויקט. הנחיית קבוצות תלמידים: המורה מנחה קבוצות תלמידים עם נושאי פרויקטים דומים שיכולים ללמוד אחד מהשני. התלמידים יכולים לשתף את עמיתיהם בהסברים שניתנו על ידי המורה או לדון באתגרים והקשיים שמתמודדים עימם במהלך הפיתוח. הערכה מעצבת: הערכה זו מבוצעת ע"י המורה במהלך שלבי פיתוח הפרויקט למטרות למידה. המורה מעריך את ביצועי התלמיד בכל פעילות או משימה שבהן הוא משתתף. הערכה מסכמת: המורה מבצע הערכה מסכמת מספר פעמים במהלך השנה, בדרך כלל בסיום שלבים ספציפיים בפרויקט בכדי לעקוב אחר התקדמות התלמידים. א- 16 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

17 היבט חברתי הכולל: עזרה הדדית ושיתוף ידע: התלמידים נדרשים לעזור אחד לשני, עזרה זו יכולה לבוא לידי ביטוי בשיתוף ידע ובשיתוף רעיונות או פתרון בעיות הקשורים לתהליך פיתוח הפרויקט וקידומו. הערכת עמיתים: התלמידים מעריכים את ביצועי עמיתיהם במהלך פיתוח הפרויקט ומעבירים להם משוב בהתאם. היבט ניהול פרויקט הכולל: קביעת תחום, מטרות, יעדים ופונקציונליות של הפרויקט ע"י התלמיד. קבלת משוב מהעמיתים והמורה המנחה לבדיקת האם הפרויקט תואם יכולות התלמיד, עונה על היקף והדרישות להערכה הסופית. ניתוח: כל תלמיד מנתח את הפרויקט ומחלק אותו לשלבי ביצוע שונים. עיצוב: כל תלמיד מעצב את רכיבי הפרויקט שלו וקובע את התשתית הדרושה לכך. תכנון, ביצוע ובדיקת שלבי הפרויקט השונים. הבדיקה מבוצעת ע"י התלמיד והמורה במהלך ביצוע הפרויקט. בסוף תהליך הפיתוח, שניהם המורה והבוחן החיצוני מעריכים את ביצוע פרויקט ויישומו. תיעוד: התלמיד מתעד את שלבי הפיתוח וכן המאפיינים והתכונות העיקריות של הפרויקט. תיעוד מיועד להסביר את הפרויקט הרציונל ושלבי הפיתוח העיקריים שלו. רפלקציה אישית: כל תלמיד נותן משוב עצמי על עבודתו ועל אודותיה, על תהליך הלמידה שעבר והדרך בה הוא עמד בלוח הזמנים לביצוע הפרויקט. ב- ג- )1997( Waks טוען שיש לשנות את תפקיד המורה בלמידה מבוססת פרויקטים מגורם של פעילויות הוראה לפעילויות למידה על ידי קביעת תנאים המשפרים את הסקרנות והמוטיבציה של התלמידים. סביבת הלמידה חייבת להתבסס על תהליכי חקר וניסויים, מה שמקטין משמעותית את ביקורת המורה והשפעת שיקול דעתו על עבודת התלמידים. במילים אחרות, המורה חייב לפעול כמנהיג ומנחה ופחות כמקבל החלטות. למידה מבוססת פרויקטים מספקת אתגר ומוטיבציה, מצריכה חשיבה ביקורתית ואנליטית וממנפת חשיבה מסדר גבוה. כמו כן מקנה מיומנויות של שיתוף פעולה, תקשורת בין עמיתים, פתרון בעיות ולמידה עצמאית. בתחומי המדע לבעיות רבות קיימים מספר פתרונות אפשריים, כשלכל אחד מהם מאפיינים שונים - יתרונות וחסרונות. זאת ועוד, למידה מבוססת פרויקטים בתחום המדעים מספקת קרקע לפיתוח חשיבה ביקורתית ומשקפת התמודדות עם בעיות אותנטיות, שאינן שגרתיות וללא פתרון ברור (2003.(Dori, בירנבאום ועמיתיה (2006 al., )Birenbaum et טוענים כי למידה בעידן המידע מחייבת את הלומד לפתור בעיות תוך הפגנת חשיבה ביקורתית. בצד המורה, (2007) Yahya Koehler, Mishra & מדגישים את חשיבות הגישה המחברת בין ידע תוכן, ידע טכנולוגי וידע פדגוגי של מורים. סוגי ידע של מורים )1987 )Shulman, 17 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

18 מתייחסים לידע תוכן, ידע תוכן פדגוגי ויש המדגישים את חשיבותו של ידע בהערכה (2012 al.,.(avargil et סוגי הידע הללו מהווים את עמודי התווך בהתפתחות המקצועית של מורים. ידע של הערכה מתייחס לידע שיש ברשות המורה לגבי התוכן והשיטות להערכת תלמידים שהמורה מיישם. ידע מסוג הערכה נחשב לשיאה של ההתפתחות המקצועית של המורה, כפי שנראה באיור 1. סוגי ידע של מורים המתפתחים במהלך השתלמות )Avargil, Herscovitz, & Dori, 2012( איור 1 בעוד עידן המידע הוא עידן של שינויים טכנולוגיים דרמטיים, במרבית בתי הספר עדיין נעשה שימוש בשיטות הוראה מיושנות, ופרקטיקות 18 ההערכה הקיימות אינן מביאות בחשבון את המורכבות החברתית והגלובליזציה (2006 al.,.(birenbaum et למעלה מעשור מתקצב NSF מחקרים בתחום התנסות מורים ותלמידים בחדשנות טכנולוגית במטרה להבנות פרקטיקות ותהליכים התורמים להשתתפות תלמידי החינוך היסודי והתיכוני בפעילויות STEM המובילות לבחירת קריירה בתחום המדעים. ממצאי המחקרים מרחיבים את גוף הידע בנושא אסטרטגיות, הצלחות, מודלים והתערבויות התומכות ומעודדות בני נוער לבחירה בקריירה במדע ומספקים תובנות על פיתוח קריירה בתחום המדע. במחקרים מתוארות מגוון גישות לעיצוב, הערכה וחקר אמפירי של פרויקטים. עולה כי תכניות הכשרה מאפשרות פיתוח יצירתיות תוך התנסות ויצירת תרבות של מחנכים למדע ככוח מקצועי קהילתי לעידוד התחום בקרב אוכלוסיות מוחלשות )כגון: בנות ופריפריה( 2016) Barnett,.(Connors-Kellgren, Parker, Blustein & חשיבות תכניות ההכשרה הן בגיבוש השימוש במערכת קריטריונים המסייעת להצבת סטנדרט ביצוע ובסיוע באיתור תלמידים עם חשיבה ביקורתית או מיומנויות קבלת החלטות המצריכות חיזוק וכן מזרזות מתן משוב 2004).(Montemayor, פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

19 הערכת פרויקטים עשויה לעיתים להוביל את התלמיד כמעריך למשימת שדרוג המהווה השראה לפיתוח פרויקט חדש, כפי שעולה במאמרם של )2007 Ahlgren, ) Verner & בו הוצגה מסגרת ליישום, הערכת והמשגת תהליך הוראת פרויקטים ברובוטיקה תוך עיצוב, בנייה ותפעול רובוט בסביבת למידה. כמו כן, למידה מבוססת פרויקטים תואמת את המעבר מתרבות של בחינה לתרבות של הערכה, המהווה רפורמה למורים ולמוסדות (2003,(Dori, לפיכך קיימת חשיבות רבה לתכניות ההכשרה למורים בלמידה מבוססת פרויקטים. יתר על כן, תכניות ההכשרה בלמידה מבוססת פרויקטים חשובות כיוון שהמורים זקוקים לתמיכה בשינוי הפרקטיקות שלהם, בכדי להעריך את התלמידים באופן שישקף את צרכיהם העתידיים 2006) al.,.(birenbaum et על תכניות ההכשרה להתייחס לגיוון המעריכים ושיטות ההערכה של למידה מבוססת פרויקטים. על פי Van (2006) al.,den Bergh et באופן אידיאלי, תלמידים בסביבת למידה מבוססת פרויקטים מוערכים באמצעים דוגמת הערכת עמיתים. הם בוחנים השקפת מנחים ותלמידים על סביבת הלמידה ועל שיטות הערכה מבוססות קבוצה, ומסיקים שקשה לייצר תהליך הערכה שלם בו קיימת הלימה בין ציפיות מנוגדות של מנחים ותלמידים. (2003) Dori טוענת כי חוקרי הוראה אינם יכולים לכפות את אמונותיהם והשקפתם, ועליהם להתחשב בדעות מגוון בעלי העניין בפרויקטים חינוכיים. (2004) Montemayor הציע שימוש בהערכת מנחה, הערכה עצמית והערכת עמיתים. כל אחת מהערכות צריכה לכלול מחוון וקטגוריות של יישום ידע, חשיבה ביקורתית, עבודה עצמית, עבודה תוך שיתוף פעולה והפגנת יכולת דיון מקצועית בנושא. חשובה במיוחד מעורבות המורים בפיתוח ההערכה משום שהם מיישמים הערכה, בונים תכניות לימודים, מפתחים למידה עצמאית בקרב התלמידים, מדווחים על התקדמות התלמידים ומבצעים את פרקטיקת ההוראה 2015) Avargil,.(Dori, 2003; Dori & דוגמה אחת ליתרונות אפשריים בישום של למידה מבוססת בעיות בתחום הוראת האלקטרוניקה בבתי ספר תיכון היא שבשנים האחרונות הולכת ומתפתחת ההבנה שבמקום להתחיל עם לימוד עיוני של רכיבים אלקטרוניים ניתן להתחיל עם התנסות בפרויקט של מערכת אלקטרוני מוכרת, למשל מגבר קול ( Barak, 2018(. נראה שיש לכך יתרונות: למשל, על פי )2005( Barak תלמידים הלומדים באמצעות פרויקטים מבוססי מחשב בתחום האלקטרוניקה עשויים לפתח את היכולת להשתמש במספר אסטרטגיות בצורה גמישה, להיות מוכנים לקחת סיכונים ולאלתר, להתבסס על גישות של ניסוי וטעיה ועוד. למידה של גישה מערכתית לפני כניסה ללימוד פרטני של כל רכיב ורכבי עשויה לעודד פיתוח של חשיבה מערכתית ( Barak, 2018(, תהליך אשר עשוי לתרום לשיפור המוטיבציה של התלמידים ללמוד הנדסה )2016 Danino,.)Gero & יתרה מכך, נראה שמסגרות המשלבות למידה פעילה עם התנסות מעשית, דוגמת למידה מבוססת בעיות, עשויות לשפר את המוטיבציה הפנימית של התלמידים ואת כישורי החשיבה המערכתית, כפי שעולה ממחקר שבוצע בקרב תלמידי י"ב מצטיינים בטכניון )2016 Danino,.)Gero & 19 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

20 2. פרויקטי תכן הנדסי ובקרת התכן ההנדסי בפרק זה נדון בעקרונות התכן ההנדסי בתעשייה, ובהתאמתו לצרכי ביצוע פרויקט במסגרת לימודית בבית הספר התיכון. חשוב לציין שאין כוונה לדון בגישות מתקדמות של תהליך התכן ההנדסי, אלא להציג עקרונות בסיסיים בלבד, על מנת להתמקד במרכיבים המהותיים של תהליך התכן הרלוונטיים במסגרת ההתנסות בפרויקט. אי לכך, תהליך התכן המוצג בסעיפים הבאים הוא עקרוני בלבד ומותאם למסגרת של מגמות טכנולוגיות בחטיבה העליונה. הפרק הוכן על סמך ניסיונו של המחבר )בטו כץ, דוקטורנט בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון( כמהנדס פיתוח ומנהל פרויקטים ועל פי ספרות מקצועית בנושא 2010( Ullman,.)Crowder, Carbone, & Demijohn, 2016; Ertas & Jones, 1996; Maley, 2012; מקורות אלו מומלצים לעיון למעוניינים להרחיב את הידע שלהם בתחום. בחלקו הראשון של הפרק מוצג תהליך התכן ההנדסי בגרסה מותאמת לביצוע פרויקטים בחטיבה העליונה בבתי הספר התיכוניים. בנוסף, לאורך הפרק הוספנו בכתב נטוי חומר העשרה: במסגרות מודגשות מתוארים תהליכים נוספים המקובלים בתעשייה הטכנולוגית וכאלה הנכללים בתכנית הלימודים להנדסה במוסדות להשכלה גבוהה. בחלק השני של הפרק ריכזנו דגשים הן למורים המנחים, והן למעריכים. בחלק האחרון של הפרק מוצג מחוון להערכה של הפרויקט לשימוש המנחים והמעריכים כאחד. 2.1 מהו תכן הנדסי על פי הגדרת מוסד ההסמכה לתכניות לימודים בהשכלה הגבוהה בטכנולוגיה והנדסה בארה"ב, ABET,)2014( Accreditation Board for Engineering and Technology תכן הנדסי הוא תהליך פיתוח של מערכת, מרכיב או תהליך מתוך כוונה לתת מענה לצורך מסוים. זהו תהליך של קבלת החלטות )לעיתים אינטראקטיבי( בו המדע, המתמטיקה וההנדסה משמשים לתהליך של המרת משאבים להשגת מטרה באופן אופטימלי )2014.)ABET, להשגת המטרה יש לעמוד בדרישות מפרט מוגדר מראש.(Dym & Little, 2003) 2.2 מאפיינים של תכן הנדסי לתכן הנדסי מאפיינים של מדע ואומנות גם יחד )1996 Jones,.)Fountain, ;2014 Ertas & כתב הניו-יורק טיימס נתן כדוגמה להוכחת טענתו את ליאונרדו דה וינצ'י ששילב את שני התחומים באופן רציף כך שלא ניתן להפריד ביניהם.(seamlessly( האינטואיציה למציאת התכן המיטבי היא תכונה נרכשת לאורך זמן בו התלמיד, כמו המהנדס בתעשייה, מתנסה 20 בתכן הנדסי. יכולת זו מתבססת על הניסיון המצטבר במידה והפרויקט הוא שנתי ומאפשרת לו להשתמש בניסיון זה על מנת לפתח פתרונות לבעיות תכנון חדשות. מכאן שכנראה ניתן ללמוד תכן בעיקר על ידי התנסות בתכן עצמו ואם כך יש לתכן תכונות של אומנות. מצד שני, לתכן תכונות של ניתוח אנליטי ומדעי וגישה מערכתית לפתרון של בעיות ומכאן שיש מרכיב חשוב של מדע, פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

21 שנלמד בקורסים העיונים. על פי כהן )2003 )Koen, התהליך נועד לתת מענה הטוב ביותר האפשרי בתנאים של משאבים מוגבלים תוך התחשבות באילוצים שונים, ולכן נדרשות פשרות. הלומדים במגמות טכנולוגיות רוצים ליישם את מה שלמדו ולהתנסות בתכן הנדסי מפורט. לרוב הם אינם מודעים למרכיבים הנוספים של תהליך התכן ההנדסי. בקורסים העיונים עוסקים בעקרונות התחום הטכנולוגי, וחלקים אחרים של תהליך הפיתוח של מוצר, כגון שלב הגדרת המוצר ושלב בדיקות עמידה במפרט, אינם במיקוד. מרכיב נוסף בעל חשיבות רבה הוא תיעוד הליך התכן והבדיקות, שמהווה בסיס לתהליך רפלקטיבי של התלמיד לאחר סיום הפרויקט. כמו כן יש לזכור שלתכן הנדסי מרכיבי עמימות ואי- ודאות )2016a,)Dubikovsky, ושלעתים לא כל המידע נמצא בידי המתכנן והדרישות אינן מוגדרות בצורה מספקת 2005( Leifer,.)Dym, Agogino, Eris, Frey, & 2.3 מהות התכן הנדסי כתהליך למידה במהותו, תהליך התכן ההנדסי הוא למידה שמתחילה ברמת אי-וודאות גבוהה )אנחנו יודעים מעט מאוד על איך המוצר יראה בסופו של התהליך( ומתקדמת למצב של ודאות גבוהה בסיום התהליך )בו אנחנו כבר יודעים כמעט הכל על המוצר( כפי שמתואר באיור 2 להלן )2013.)Rose, לאורך התקדמות הפרויקט אנו לומדים על המוצר ונעשים מומחים בו. ככל שאנו לומדים יותר אי-הוודאות יורדת. בסיום התהליך אנחנו יודעים הרבה מאוד על המוצר, אבל אי-הוודאות לא יורדת לאפס. תמיד יש משהו שלא נבדק או לחילופין, יישום חדש שלא חשבנו עליו, אבל יימצא לקוח המעוניין לנסות להפעיל את המוצר לצורך יישום זה דווקא. המשמעות היא שחשוב לבצע תהליך רפלקטיבי בסיום התכן ההנדסי, לבחון את המוצר עם לקוחות פוטנציאלים ולהשוות בין מה שהגדרנו בתחילת התהליך לתוצר בפועל. 21 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

22 איור 2 התפתחות הלמידה בתהליך התכן ההנדסי )מתבסס על )Rose, 2013,PMBOK Guide 2.4 שלבים בתהליך התכן ההנדסי כאמור, תהליך התכן ההנדסי המוצג הוא עקרוני ומותאם לרמת החטיבה עליונה במגמות טכנולוגיות. התהליך מבוסס על מענה על השאלות הבאות: למה? מה? איך? מה השגנו? מה למדנו? כל תהליך פיתוח מתבסס על פתרון בעיה אותנטית מהחיים האמיתיים )2001,,)Jacobson ולכן יכלול לפחות את השלבים הבאים )2010 :)Ullman, זיהוי בעיה וצורך, זיהוי חלופות לפתרון ובחירת החלופה המבטיחה ביותר, הגדרת מפרט יעד, תכן הפתרון, בנייה ובחינה של אב טיפוס, הסקת מסקנות, ודווח התוצאות, כפי שמתואר באיור 3. איור 3 תהליך התכן ההנדסי 22 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

23 במרבית המקרים מומלץ על עבודה בצוות בעת פתרון הבעיה וביצוע הפרויקט. באנגלית נוטים להבחין בין פתרון בעיה בצוות שמבוצע באופן של שיתוף פעולה )collaboration( לבין זה שמבוצע באופן של חלוקת עבודה.)cooperation( כאשר הראשון מכוון לעבודה יחד על חלק או כלל החלקים של הבעיה/הפרויקט, & Roschelle )1995 ובאחרון מחלקים את העבודה לפי מרכיבי הבעיה/הפרויקט בין חברי הצוות.)Teasley ומה בתעשייה? כל חברה או ארגון העוסקים בפיתוח מגדירים תהליכי ונהלי תכן המתאימים לאופי ולתרבות הארגון. תהליך התכן ההנדסי לא מתקיים לעולם בחלל ריק, ומבוקר לכל אורכו. ההחלטה על התנעת פרויקט פיתוח מחייבת לרוב תהליך של בחינת הצורך, סיכויי ההצלחה, כדאיות עסקית ועוד. על תהליך הבקרה של הפרויקט נרחיב בפרק הבא. לאורך הפרויקט יש שלוש מטרות המגדירות את גבולות הגזרה )2012 (Maley, )ראה איור 4 להלן(: מפרט היעד, המתאר את תכונות המוצר, לוח הזמנים, המגדיר את חלון ההזדמנויות שיש להשלים את המוצר, והתקציב )עלויות( שמגדיר כמה כסף ניתן להוציא בתהליך הפיתוח ומה העלות הנדרשת מהמוצר בייצור מסחרי. אי-עמידה במטרות מסכנת את כדאיות פיתוח וייצור של המוצר. עם זאת, במציאות לא ניתן להשיג את כל המטרות, ולכן נדרש תמיד תהליך של התפשרות ובחירת הנתיב עם הסיכון הנמוך ביותר. איור 4 פרמטרים בניהול פרויקט (מתבסס על )Atkinson, פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

24 זיהוי הבעיה זיהוי הבעיה לה מבקשים לתת מענה הוא שלב משמעותי מאוד, שכן זיהוי הבעיה מאפשר פתרון רלוונטי בהנחה שהוא קיים. את הבעיה יש להגדיר כפער בין הרצוי למצוי, וניתן להיעזר בטכניקות של זיהוי בעיית שורש, למשל שיטת "חמשת הלמה?" של חברת טויוטה )2010.)Serrat, בשלב הזה יש להגדיר גם אילוצים, דרישות הכרחיות שכל פתרון חייב לתת מענה. לדוגמה, אם מבקשים לתת פתרון לבעיות תחבורה של משפחה באזור נידח, ומשפחה מוגדרת כשני הורים ושני ילדים, ברור שכל פתרון חייב לכלול מקום לארבעה נוסעים לפחות. כל פתרון שלא יעמוד בתנאי זה לא יהיה קביל. עם זאת, אם הפתרון יהיה מסוגל לנוע במהירות שאיננה עולה על 50 או 60 קמ"ש הוא לא בהכרח ייפסל. לכן, במקרה זה מקום לארבעה נוסעים הוא אילוץ, בניגוד למהירות הנסיעה. חלופות לפתרון בשלב זה יש חשיבות להעלות כמה שיותר רעיונות לפתרון אפשרי, מבלי להתחשב במגבלות כלשהן, בתהליך של סיעור מוחות או טכניקות לחשיבה יצירתית )2010.)Ullman, לאחר הגדרה של מספר חלופות, יש לבצע תהליך של בחינתם, על בסיס האילוצים שהוגדרו בשלב הקודם ושיקולים נוספים של זמן, וכולי. מפרט יעד מפרט היעד כולל את הפרקים הבאים )2012 :)Maley, הגדרה פונקציונלית, תיאור פונקציונלי, המהווים יחד את המפרט הפונקציונלי, ומפרט טכני, המורכב מתרשים מלבנים, רשימת מכלולים ודרישות מערכת. 24 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

25 ומה בתעשייה? כאמור אין תקן אחיד. אך מקובל שמפרט היעד כולל מספר פרקים ומתחיל מתיאור הסביבה בה נדרש הפתרון, זיהוי הצורך, והגדרת התכונות העיקריות של המוצר. להלן סכמה המתארת את אחת האפשרויות של התהליך המתבצע )ראה איור 5(. איור 5 הגדרת מפרט בתעשייה )מתבסס על )Maley, 2012 על הנדסת מערכת בתכניות לימודים להנדסה בהשכלה גבוהה ובתעשייה עם זאת, חשוב לציין כי כיום מתפתח עד מאד בעולם ובארץ בכלל ובטכניון בפרט, תחום הנדסת מערכות, השם דגש על קביעת סטנדרטים שבהם העוסקים בתכן יעבדו לפיהם וישתמשו בשלב התכן במידול של המערכת אותה הם מפתחים. הנדסת מערכות מבוססת מודלים - MBSE Model-Based Systems Engineering, היא גישה חדשנית לתכנון ארכיטקטורה ותכן של מערכות שבה מודל קונספטואלי הוא המקור המוסמך לתיעוד הפונקציה, המבנה וההתנהגות של המערכות לאורך כל מחזור החיים שלה. איור 6 היא דיאגרמת עצמים-תהליכים - OPD Object-Process Diagram של הרמה העליונה של תהליך MBSE )האליפסה במרכז( וסביבת עצמים )מלבנים( הכוללים את בעלי העניין, הערך שהם מפיקים ממערכת,MBSE System הבעיה שנדרש לפתור והתשתיות הנדרשות לפיתוחה.)Dori, 2002; 2016( 25 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

26 איור 6 דיאגרמת עצמים-תהליכים של הנדסת מערכות מבוססת מודלים )MBSE( העצמים מתוארים כמלבנים והתהליכים כאליפסות, הקשרים ביניהם מגוונים ומתוארים בחיצים שונים 2016( 2002;.(Dori, הדיאגרמה היא חלק ממודל בשתי רמות פירוט OPM- Object-Process Methodology ISO 19450, כפי שנלמדת בקורס בשם: edx Model-Based Systems Engineering with OPM )איור :)7 26 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

27 איור 7 תיאור קורס Model-Based Systems Engineering with OPM :edx הגדרה פונקציונלית: פסקה המתארת מה המוצר אמור לבצע. לדוגמה במערכת אזעקה ביתית: "מערכת המסוגלת לזהות חדירה של בן אדם לאזור מוגדר )לדוגמה בית\חצר(, להפיק התרעה קולית ולשלוח הודעת SMS לגורם מוסמך". תיאור פונקציונלי: רשימה של יכולות של המוצר הנדרשות על מנת לממש את ההגדרה הפונקציונלית שלו. לדוגמה במערכת אזעקה ביתית: יכולת זיהוי נוכחות של בן אדם בשטח נתון )קלט( יכולת הפקה של צליל התרעה )פלט( יכולת קבלת הגדרות מהמשתמש )קלט( )לצורך קביעת מספרי טלפון לשליחת הודעות, הפעלה ונטרול של המערכת וכו ( יכולת התחברות לרשת סלולרית )דו-כיווני( יכולת עיבוד נתונים וקבלת החלטות )על מנת לזהות מתי כן נדרש להפעיל אזעקה( 27 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

28 יכול עבודה ללא חיבור לחשמל מפרט טכני: פרק הכולל שלושה סעיפים, דיאגרמת בלוקים או תרשים מלבנים )ברמת יכולות(, רשימת מכלולים )כולל פרמטרים ביצועיים לכל מכלול( ודרישות מערכת. תרשים מלבנים: תרשים המלבנים הוא ביטוי סכמתי הנדסי לתיאור הפונקציונלי. לדרך השרטוט משמעות פונקציונלית, ראה איור 8 להלן: יכולות שהן תשומות למערכת )מבואות( מצוירים בצד אחד יכולות שהן תפוקות של המערכת )יציאות( בצד השני יכולת עבוד נתונים וקבלת ההחלטות באמצע השרטוט יכולות עם חיבוריות דו-כיוונית כגון יכולת אחסון, ויכולות תקשורת משורטטות מעל או מתחת ליכולת עיבוד וקבלת החלטות איור 8 תרשים מלבנים גנרי 28 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

29 רשימת מכלולים: רשימת המכלולים הינה טבלה בת שלוש עמודות: שם המכלול, תיאורו ופרמטרים מדידים: שם המכלול: שם המכלול מוצג כתיאור של יכולת, כפי שמופיע בתרשים המלבנים תיאור המכלול: תיאור הפונקציונליות של המכלול פרמטרים מדידים: רשימת פרמטרים רלוונטיים לפונקציונליות של המערכת, מוגדרים מספרית, רצוי לפי כללי.)Maley, 2012; O'Neill, 2000( SMART בצורה דרישות מערכת: בדרך כלל נדרש מהמערכת לעמוד בתנאי עבודה\סביבה מוגדרים, וכמו כן לעמוד בדרישות צורה, משקל וכולי. אלו אינן יכולות של המערכת, אלא דרישות מגבילות שהתכן נדרש לעמוד בהם. להלן דרישות טיפוסיות ממערכת: טמפרטורה עמודה טמפרטורת אחסנה גודל צבע משקל מידות עמידה בתקנים )בהנחה שלא מדובר באילוץ בל יעבור) שלב התכן שלב התכן כולל תכנון ראשוני )נקרא גם תכן-על( ותכנון מפורט. כמו כן, בסעיף זה הוספה התייחסות מפורשת לממשק עם העולם החיצון, במטרה להדגיש את חשיבות הנושא. תכנון ראשוני )1996 Jones, )Ertas & - שלב זה מתבסס על מפרט היעד שהוגדר. השלב כולל חלוקה לחומרה, תכנה, תכנון מכני וכולי. מוגדרת דיאגרמת הבלוקים של התכן, נבחרים הרכיבים המרכזיים והקריטיים, תוצרי השלב הם תרשים מלבנים של התכן, רשימת רכיבים קריטיים, ממשקים קריטיים בין הבלוקים, מודלים מכניים ותכנון על של התכנה. כללי תכנון ראשוני הם בחינת מספר חלופות לכל מימוש, הגדרת בלוקים ברורה, על פי פונקציה או רכיב מרכזי מוביל, זיהוי ברור של מבואות ומוצאים לכל מכלול וזיהוי רכיבים קריטיים. 29 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

30 תכנון מפורט )1996 Jones, )Ertas & - על בסיס התכנון הראשוני, מתבצע תהליך של תכן מפורט. בשלב זה מתרגמים את דרישות מפרט היעד לתכנון מפורט כולל סכמה מפורטת של כל הבלוקים, רשימת רכיבים, תוצרי סימולציות )אם מבוצעות(, תכנון מכני מפורט של החלקים השונים, תכן התכנה וכדומה. בנוסף בשלב זה מכינים את תכנית בדיקות של אב הטיפוס הראשון. שיקולים לתכנון נכון: שימוש נכון בדפי הנתונים של הרכיבים. זיהוי רכיבים עם זמן אספקה ארוך או ממקור יחיד. במעגלים אלקטרוניים, זיהוי משטר אספקת מתחים, כולל שימוש נכון במסנני רעש וחלוקה של אדמות, בחירת ספק מתח נכון. במידת האפשר ביצוע סימולציות על מנת להבטיח התנהגות יציבה של המנגנון. תכנון קפדני של תהליכי הרכבה ופרוק והדלקה וכיבוי. במנגנונים המבוססים מעגלים חשמליים, ניתוח מה קורה אם המתח נופל באמצע תהליך ההדלקה או הכיבוי או אם יש תנודות קיצון במתחי אספקה. ככלל יש להשאיר מרווחי בטחון סבירים )אך לא מוגזמים( בכל הפרמטרים. ומה בתעשייה? בשלב התכן המפורט נותנים את הדעת גם לאמצעי יצור ובדיקה הנדרשים עבור יצור המוצר בצורה סדרתית. לעתים המאמץ הכרוך בפיתוח אותם אמצעים לא פחות מפיתוח המוצר עצמו. בנוסף בתעשייה נהוג לבסס את התכן על מספר כללים מנחים )2016, & Carbone, Crowder, :)Demijohn תכנון לעלויות cost( :)design to להבטיח עמידה בעלויות היעד, תכנון ליצוריות manufacturability( :)design for על מנת להבטיח שהרוב המוחלט של היחידות יעברו את בדיקות היצור לפני משלוח בפעם הראשונה,)yield( תכנון לבדיקתיות testability( :)design for להבטיח שניתן לתכנון תהליך בדיקות ביצור יעיל ובעלות הנמוכה ביותר האפשרית, תכנון תחזוקתיות maintenance( :)design for להבטיח תיקון מהיר הן בשדה )החלפות )FRU ובמעבדה. 30 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

31 הממשק עם העולם החיצון: בכל תהליך תכן יש לתת את הדעת לאדם שיפעיל או ישתמש במוצר שמפותח. לכן לחיווים, מחברים, מסכים, תצוגות, צורת הפעלה, צורת ההתקנה, דרישות תחזוקה וכדומה יש חשיבות רבה, שכן קלות ההתקנה והתפעול, בפרט במצבים שנראה שיש תקלה או בעיה, עשויים לקבוע את שביעות הרצון מהמוצר. היעד הוא להקל על המשתמש ולמנוע ככל האפשר טעויות בדרך השימוש במוצר. בשימוש במחברים יש לשים לב: למנוע מצב של חיבור הפוך. למנוע מצב של 2 מחברים זהים עבור ממשקים שונים כך שהמשתמש עלול להתבלבל ביניהם. לנסות להגיע לזיהוי ויזואלי קל, מהיר וחד משמעי. למשל שימוש במחברים בעלי צבע שונה כמו שמקובל בכבלי חיבור בין מכשירי הקלטה וטלוויזיות. להבטיח גישה נוחה לחיבור וניתוק. רצוי למקם מחברים בצד האחורי של המוצר, כדי למנוע מצב שהכבילה והמחברים מסתירים חיווים ולחצני הפעלה. רצוי שהמחברים יהיו מותאמים לסביבת העבודה ולאופי התפעול. יעד החיוויים הוא לאפשר למשתמש לקבל תמונה כמה שיותר מלאה על מצב המוצר במבט מהיר. שימוש נכון בצבעים הוא: ירוק- הכול תקין, צהוב\כתום- התראה\הודעה, אדום- תקלה. יש להימנע מתצוגה "רועשת" )כגון הבהובים רצופים( אלא אם זאת התראה חמורה )אדום( או תהליך זמני )של התחברות למשל(. להימנע ממצב שאין שום מידע עבור המשתמש )"הכול כבוי"(. לייצר ניגודיות בין צבעי המוצר לחיווים ולבחור גודל החיווי כך שהצבעים של החיוויים יהיה בולטים לעין אך לא גדולים מדי ולהימנע מעודף תצוגה על פי הכלל "כל המוסיף גורע". אב טיפוס אב הטיפוס מורכב חלק-חלק ולא במכה אחת. כל חלק נבדק כמרכיב עצמאי. בשלב השני מורכבים מכלולים ואז המכלולים נבדקים כמרכיבים עצמאים. כך בתהליך החוזר על עצמו עד להשלמת הבנייה של אב הטיפוס כולו וביצוע בדיקות תקינות ראשוניות. 31 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

32 בחינת אב הטיפוס בדיקות מכלול מבוצעות על מנת לוודא את עמידתו בדרישות מפרט היעד. מכיוון שמדובר בהפעלות ראשוניות של המכלול וכאן מתגלות התקלות הקשות הראשוניות, יש לתכנן מראש אפשרות לביצוע שינויים קלים בנוחות. אם מורכבים מספר דגמים, חשוב לסמן כל דגם במספר ייחודי, ולתעד כל שינוי המבוצע על הדגם. הבדיקות כוללות בדרך כלל: בדיקה ויזואלית: לוודא שאין טעויות הרכבה בדיקה פונקציונלית: לוודא שהפונקציה הנדרשת מבוצעת כהלכה אם מדובר במעגל חשמלי: בדיקות הספק: לוודא שצריכת ההספק של מודול בהתאם למתוכנן בדיקות מתחים: לוודא שמשטר אספקת מתחים מבוצע כהלכה בדיקות תקינות אותות: לוודא שהאותות תקינות ואין סכנה של פירוש לא נכון של אות בדיקות סנכרון שעון: לוודא שאין "מרוצים" אפשריים של אותות בגלל אי-עמידה בדרישות שעון בדיקות עמידות ברעשיים השראתיים, דרך קווי מתח או הפרעות סביבתיות במעגלי תקשורת: בדיקת יחס אות לרעש במודולים סגורים: בדיקת טמפרטורה פנימית בדיקת התעוררות: לוודא שהמעגל תמיד מגיע למצב ידוע ומתוכנן בעת הדלקה דגשים: חשוב לתעד את תוצאות הבדיקות - אם לא במסמך פורמלי אז לפחות במחברת מהנדס )ראה פרק בקרת התכן בהמשך(. ציון הסעיף הרלוונטי במפרט. עבור כל בדיקה ציון ציוד הבדיקה בשימוש כולל זיהוי חד-חד ערכי של הציוד. ציון יחידות של כל ערך. ציון אחוזי סטייה מותרים )טולרנסים( לכל פרמטר. ציון מדדי הצלחה\כישלון עבור כל בדיקה. הוספת צילומי מערך הבדיקות והציוד הנבדק. זיהוי יחידות תחת בדיקה במספר הסריאלי שלהן. ציון מרוכז של נקודות פתוחות לטיפול בהמשך עם תאריכי יעד. 32 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

33 בדיקת אב הטיפוס כמנגנון שלם: בדיקות ברמה הנדסית להוכיח שאב הטיפוס עומד בדרישות מפרט היעד. הבדיקות מבוצעות על פי תכנית בדיקות מוגדרת שיש להכין מבעוד מועד והתוצאות כלולות בדו"ח בדיקות שמהווה חלק מספר הפרויקט. הבדיקות ברמת המכלול מבוצעות שוב ברמת האב טיפוס. דוגמאות לבדיקות נוספות: הממשקים בין המכלולים השונים פרוטוקולי תקשורת במידה ורלוונטי יחס אות לרעש של אותות במעגלים אלקטרוניים ממשקי אדם מכונה אם רלוונטיים כולל רמת רגישות של לחצנים, השפעה של רעשים ומגעי דמה ועוד בהתאם לאופי המוצר המפותח ומה בתעשייה: בתעשייה המתקיים תהליך של תיקוף התכן )2016 al.,.)crowder et מקובל להרכיב מספר דגמים. התוצאות מתועדות לפי דגם ונכללות בדו"ח בדיקות מקיף. מקובל לבצע גם בדיקות חוזרות על כל דגם ולא להסתפק בבדיקה יחידה. בדו"ח נכלל גם ניתוח השוואתי בין הדגמים וניתוח סטטיסטי של התוצאות מתבצעות בשלב זה בדיקות סביבה: בדיקות הפרעות אלקטרומגנטית בדיקות עבודה בטווח טמפרטורות וכדומה. בהמשך מבוצעות גם בדיקות הנקראות הוכחת תכן קופסה סגורה - שם מקובל: בדיקות ולידציה (validation). לעיתים מתבצע במקביל או לאחריה בדיקת β, המבוצעות באתרי לקוח. מטרת הבדיקות לבדוק עמידת הפתרון בדרישות מפרט היעד ברמת מערכת. למעשה אלו בדיקות עמידה במפרט הפורמליות שיאשרו האם המוצר מוכן לייצור מסחרי. עם סיום שלב הפיתוח, במקביל לשלב בדיקות α, מתבצעת הכנה של תיק יצור ראשוני. תיק היצור הראשוני נבדק בעת הרצת ראש סדרה ביצור )שמשמשת לבדיקות β(. עם סיום בדיקות β מוכן תיק היצור הסופי. במקביל לכל התהליך של התכן ההנדסי מתבצע תהליך הכנה של תשתיות יצור שנבדקות ומוסמכות גם ביצור ראש הסדרה. 33 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

34 הסקת מסקנות שלב הסקת המסקנות הינו שלב מהותי בתהליך התכן. מטרתו להשוות בין מפרט היעד לתוצאות בפועל שהושגו בשימוש או שילוב של האב טיפוס. בשלב זה בא לידי ביטוי מוחשי הצורך להגדיר בשלב הכנת מפרט היעד פרמטרים ביצועים מדידים כחלק מהמפרט הטכני. את הפרמטרים הללו, שהם יעד להשגה, אנחנו משווים מול התוצאות של הבדיקות שבצענו על אב הטיפוס, על מנת להגיע להחלטה מושכלת האם התהליך ישיג את יעדיו או לאו. לתהליך ההשוואה מטרות מקבילות: האחת טכנית, להגיע לאותה החלטה האם האב טיפוס עומד בדרישות מפרט היעד; המטרה השנייה היא פדגוגית, כאשר התלמידים בוחנים מה תוכנן בשלב מפרט היעד, מה הושג בסוף, ובדרך של השוואה מגיעים למסקנות מה נעשה נכון בתהליך, מה ניתן לשפר ומה נלמד במשך התהליך. דיווח מטרת שלב הדיווח היא להגיש לבחינה את תוצרי התהליך הטכנולוגי והלימודי גם יחד. הדיווח יכול להתבצע באמצעות כרזה, ספר פרויקט, מצגת, אמצעים נוספים או כל שילוב של כלים אלה יחדיו. פרט לפרק הרפלקטיבי, בו מצופה מהתלמידים לשתף אחרים בתהליך שעברו במהלך ביצוע הפרויקט בגוף ראשון, מומלץ להנחיל לתלמידים שימוש ב"שפה הנדסית" המקובלת בלימודי הנדסה בהשכלה גבוהה ובתעשייה, על פי העקרונות הבאים: אין מנסחים בגוף ראשון, יחיד או רבים, אלא בגוף שלישי פסיבי: לדוגמה, לא מקובל לטעון "פיתחתי\פיתחנו את מעגל" אלא "המעגל פותח". לא כותבים פרקים ארוכים של "פרוזה" אלא מציגים עובדות "יבשות" על ידי שימוש בתבליטים,)bullets( איורים, טבלאות, סכמות, תרשימים, תמונות, סקיצות וכדומה. בדיווח על תוצאות הבדיקה יש להשתמש בטבלאות עם עמודות עבור שם הבדיקה, תיאור הבדיקה, תוצאה צפויה, תוצאה בפועל, סטייה מוחלטת, סטייה באחוזים, פרשנות על הפער והחלטה האם הבדיקה עמדה בדרישות מפרט היעד או לאו. בסיום הדיווח על הבדיקות יש לציין במפורש האם בסיכומו של דבר אב הטיפוס עמד בדרישות מפרט היעד או לאו. יש לנסח את הדיווח בזמן עבר ולשמור על כלל זה לאורך כל המסמך. הדיווח חייב לכלול את כל השלבים בתהליך התכן, על פי המחוון המוצג בהמשך. 34 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

35 2.5 כלים ואמצעים התומכים בתהליך התכן לאורך תהליך התכן ההנדסי, ניתן להיעזר במספר כלים ואמצעים על מנת לקדם את מטרות הפרויקט, ביניהם תיעוד מתמשך של התהליך, ניהול לוח הזמנים של הפרויקט תוך קביעת אבני דרך, הצגה של התפתחות הפרויקט לאורך השלבים השונים, הן ברמה הפנים-צוותית והן במליאת הכיתה )סקרי תכן, ראה הרחבה על הנעשה בתעשייה בנושא בהמשך(, וניתוח סיכונים ואופני כשל )ראה הרחבה על הנעשה בתעשייה בנושא בהמשך(. כלים אלה מבוססים על כלים לבקרת התכן ההנדסי המקובלים בתעשייה. מומלץ לעודד תלמידים להשתמש בכלים אלה בתהליך מונחה על ידי המורה. ומה בתעשייה? קיימת ספרות ענפה בתחום בקרה וניהול של פרויקט הדנה בין היתר בכישורים הנדרשים ממנהל פרויקט )2012.)Maley, נדרשת בקרה על תהליך התכן, משום שמשימות טכנולוגיות הן בעלות סיכון להתבדרות ובגלל שככל שהפיתוח כולל רכיב חדשנות, כך גובר הסיכוי לכישלון הפרויקט. בנוסף, במקרה של אי-יכולת עמידה ביעד רצוי, כדאי להבחין בזאת בשלב מוקדם ככל הניתן, ונדרשת בקרה כאשר התוצרים של פרויקט הם מעבר לפתרון החדש שמפותח וכוללים גם מרכיבי ידע רחב יותר שעשוי להתגלות כבעל ערך רב לארגון בעתיד. לאור כל זאת, ארגונים מיישמים מנגנוני בקרה בפרויקטים כאמצעי לשיפור סיכויי הצלחה בפרויקט וככלי למידה עבור צוות הפרויקט. המפתח להצלחה של פרויקט פיתוח הוא שילוב מאוזן ונכון בין כל הגורמים הללו. לדוגמה: ארגונים משקיעים הרבה מאמץ ומשאבים במערכות לשימור וניהול ידע, וזוהי משימה מרכזית ביישום הפרויקט )2012.)Maley, אחד הכלים הוותיקים והשימושיים ביותר עד היום הוא מחברת המהנדס מערכת שימור הידע האישית ומקובל לשמור תיעוד על כל דיון, בדיקה ו\או ניסוי שמבוצעים. למשל, מקובל לזהות באופן חד-ערכי את היחידות עליהם מבוצעות בדיקה, וכן כל שינוי שמבוצע בהן, על מנת לשמור על עקיבות )traceability( ויכולת שחזור של בדיקות ושינויים. ניתן ליישם את מחברת המהנדס בכלים מתוקשבים רבים, החל מקבצי וורד או אקסל, דואר אלקטרוני ומערכות ייעודיות לניהול פרויקטים. 35 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

36 סקרי תיכון )2010 )Ullman, הם מפגשים מובנים המתקיימים במסגרת צוות הפרויקט, לעיתים יחד עם מנהלי המחלקות הרלוונטיים, נציגי שווק ו\או לקוח )כשיש לקוח מזוהה מוביל(. מטרת סקרי התיכון היא לסקור את מצב הפרויקט, התאמת הפיתוח למפרט היעד, לעלות סוגיות ודילמות ניהוליות וטכנולוגיות לדיון ולקבל החלטות או המלצות לדרג הניהולי הדרושות להמשך הפרויקט. מספר סקרי תיכון הם לרוב פורמליים ומוגדרים בנהלי הפיתוח כשלבים הכרחיים בהתנהלות של פרויקט לכן הם אירועים מתועדים. מקובל להתייחס לסקרי התיכון הפורמליים כשערים דרכם עובר ומתקדם הפרויקט. על מנת לעבור דרך שער על הפרויקט להציג ולקבל אישור בסקר תיכון על רשימה של תוצרים מינימלית שללא אישורם הפרויקט לא יכול להתקדם דרך השער לשלב הבא. כלי נוסף הכרחי בתעשייה הוא מערכות לניהול לוח הזמנים בפרויקטים. על פי )2016(, Maley ניהול הזמן בפרויקט הוא היררכי, על בסיס החלוקה לחבילות עבודה המתנהלות כ"א כפרויקט עצמאי וברמה של מנהל הפרויקט מתבצעת האינטגרציה ונקודות חיבור בין תתי הפרויקטים השונים, קביעת בסיס ללוח זמנים baseline(,(time ומעקב תקופתי על שינויים, הגדרת מרווחי הדיווח תלויה בהיקף הפרויקט, במשימה הספציפית, ובצוות המעורב. בחבילות עבודה מקובל לדווח אבני דרך עיקריים, ונקודות עיקריות הדורשות תשומת לב של מנהל הפרויקט. ברמה של דיווח מהנדס למנהלו הישיר נכנסים לתכנון המשימות המפורט ולעומק התכנון הטכנולוגי. דוגמה לכלי ניהול לו"ז הוא תרשים,GANTT המקובל מאוד לתכנון ובקרה של לו"ז של פרויקט, והמבוסס על העיקרון שככלל בתהליך הפיתוח פעילויות מסוימות חייבות להגיע לסיום לפני שפעילות אחרות יכולות להתחיל )2016 )Maley,. 36 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

37 כלי נוסף מקובל בתעשייה הוא ניהול סיכונים וניתוח אופני כשל. בכל פרויקט יש סיכונים נלווים לרמת אי-הוודאות. סיכונים יכולים להיות טכנולוגים, עסקיים, ועוד ( al., Crowder et 2016(. מטרת תהליך ניהול הסיכונים היא להקטין עד כמה שאפשר את אי-הוודאות ולהכין תכניות להתמודדות עם משברים. ניתוח הסיכונים הוא חלק מהכנת הצעת הפרויקט ומקובל לעדכן אותו ולדון בו בכל סקר תיכון פורמלי. בתהליך ניהול סיכונים מזהים את הסיכונים העיקריים, מעריכים את סיכוי הופעה ואת חומרת הפגיעה, מדרגים לפי רמת הסיכון, כלומר, סיכוי הופעה x חומרת הפגיעה ומנתחים את הסיכונים ומגדירים צעדים על מנת להקטין את רמת הסיכון, על ידי הקטנת סיכוי ההופעה או קיטון רמת הפגיעה. מקרה פרטי של ניתוח סיכונים הממוקד בתחום הטכנולוגי: Failure Mode Effects and,)fema( Analysis או בעברית ניתוח אופני כשל )2010.)Ullman, תהליך ה- FMEA הוא סדרה של סקרי תיכון המציגים לעומק את תכנון המוצר או התהליך. בתעשייה משתתפים בו נציגים מדיסציפלינות שונות הקשורות למוצר: פיתוח, הנדסה, יצור, רכש, הנדסה, בדיקות סופיות, שרות, שווק. ההיבטים השונים של התכנון נדונים ואפשרויות של כשל מועלות לדיון. כל סיכון לכשל תכנון של המוצר או התהליך נדון, והסיכוי להופעת הכשל ורמת חומרתו מוערכים, בדרך כלל בסולם של 0 עד 5. רמת הסיכון היא המכפלה בין הסיכוי להופעה לבין רמת החומרה. בשלב שני נבדקים צעדי מנע על מנת להקטין את רמת הסיכון של כל כשל אפשרי. צעדי מנע יכולים להיות שינויים בתכנון או\ו בתהליך המימוש שעשויים להקטין את הסיכוי להופעה, את רמת החומרה הצפויה או שניהם יחד. בשלב שלישי מעריכים את רמת הסיכון לאחר מימוש צעדי המנע וקובעים רמת סיכון מעודכנת. אם רמת הסיכון המתקבלת עדיין גבוהה מהרצוי, מבוצע סבב ניתוח חדש וצעדי מנע חדשים מוצעים ומוערכים. דוגמה לניתוח אופני כשל מוצגת באיור 9. איור 9 דוגמה לניתוח אופני כשל )מבוסס על )Ullman, פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

38 2.6 הדגשים למנחים ולמעריכים לאחר הצגת הנושאים העיונים הרלוונטיים הפרויקטים ולמעריכי הפרויקטים: לתהליך התכן ההנדסי, בסעיף זה ריכזנו המלצות למנחי דגשים למנחים: תכן הנדסי עוסק בהתמודדות עם בעיות פתוחות שאינן מוגדרות באופן מדויק. בדומה לסביבה הטכנולוגית בתעשייה, על הבוגרים להתנהל לנוכח שינוי מתמיד הכולל מרכיבים של עמימות ואי- ודאות. לפיכך התנסות תלמידים בתכן הנדסי תורמת למוכנותם בכל מקצוע. תכן הנדסי מתבצע בקבוצות ולא באופן יחידני או בזוגות. עבודת צוות תורמת לפיתוח יכולת פתרון בעיות מורכבות ופיתוח מיומנויות רכות הנדרשות בעולם התעשייה. אבני היסוד של התכן ההנדסי הם מפרט, זמן ותקציב. אין פרויקט תכן הנדסי שמשיג את כל מטרותיו, ולכן נדרשת התפשרות. תכן הנדסי מצריך סבלנות לעמימות ולתנאי אי-ודאות. הסתגלות לעבודה בתנאים כאלו היא תהליך שאורך זמן. תכן הנדסי כולל יותר מפתרון אחד אפשרי. אין לדעת מהי הדרך המיטבית ולכן קיים סיכון בבחירה. יש להגדיר בתחילת הדרך את המוצר ואת הדרישות ממנו אחרת לא יהיה ניתן בסוף הדרך לוודא עמידה במשימה. מומלץ לשלב סקרי תכן במסגרת הוראת הנושא ותהליך ההתנסות בו. הערכת עמיתים, קבלת ומתן ביקורת, הערכת התכן המוצג, תרגול עבודת צוות, התנסות בפרזנטציה כל אלו עשויים להוסיף רבות לתהליך הלמידה. מומלץ לקיים דיון כיתתי הכולל הערכת עמיתים בשלב סיום כתיבת מפרט היעד, בסיום תהליך התכן ושוב בשלבי סיום הפרויקט, כהכנה לתהליך ההערכה. כל צוות יציג ויקבל הערכה מתלמידים אחרים. מומלץ לקבוע קווים מנחים או מחוון על מנת להדגיש את הנושאים החשובים בסקר. כן יש להתייחס להערכת עמיתים באופן זהיר וככלי למידה. ההערכה צריכה לכלול נקודות לשימור ולשיפור. הערה לשיפור לא צריכה לשמש כבסיס לדיאלוג או ויכוח על המציגים להחליט אם לאמצה או לא. בנושא הכנת מפרט היעד: חשוב שתהיה הלימה גם ברמת השמות בין התיאור הפונקציונלי, תרשים המלבנים ורשימת המכלולים. דוגמה מוצגת להלן באיור פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

39 איור 10 הלימת מושגים בשלבים השונים של מפרט היעד נדרשת הגדרה מראש של יכולות המוצר ושל המדדים הביצועים ליכולות. מתכננים, גם המנוסים מבניהם, נמנעים מהגדרת מדדים ביצועים, שכן הגדרתם עשויה לתרום לכישלון בעמידה בתנאים. טבעי שתלמידים העוסקים בתכן הנדסי לראשונה יחשוש מהתחייבות זו, שהנה חלק חשוב מהאופי הלימודי של התכן ההנדסי. מפרט היעד הוא מין התחייבות חוזית בין איש המפתח למזמין המוצר. כשמדובר בפרויקט בבית הספר התלמיד מתפקד הן כיוזם הפרויקט, הן כמתכנן והן כמייצר. משמעות הדבר היא שעבור התלמיד מפרט היעד הוא המגדלור שיוביל אותו לאורך כל הפרויקט, ומכאן חשיבותו, ולכן אין להשמיט אף שלב בהכנת מפרט היעד. o o o דגשים לבוחנים טיב עבודת הצוות 39 o o העבודה חולקה וכל תלמיד לקח על עצמו חלק בתהליך? האם התלמידים מכירים את החלק שבאחריות חבריהם לצוות? זיהוי הבעיה, האם המוצר שפותח עונה על צורך קיים. הגדרת האילוצים, האם זוהו אילוצים הכרחיים לפתרון? זיהוי חלופות: האם נעשה תהליך של בחינת חלופות, איך ועל פי מה נבחרה החלופה המובילה? הגדרת מפרט היעד o האם המוצר הוגדר בתהליך מובנה של הגדרה פונקציונלית, תיאור פונקציונלי ומפרט טכני פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

40 האם מזוהה הלימה בין השלבים? o שלב התכן האם נבחנו אלטרנטיבות למימוש הפתרון? o איך ועל פי מה נבחר התכן המועדף? o האם נלקחו בחשבון שיקולי תכן של הספק, תנאי סביבה וכדומה? o האם התכן תועד בצורה מסודרת ומובנית? o בדיקת אב טיפוס האם הוכנה תכנית בדיקות מבעוד מועד, כולל תוצאות צפויות וסף הצלחה כישלון? o האם מערך הבדיקות תועד? o האם תוצאות הבדיקות תועדו? האם צוינו הצלחה או כישלון? o האם שינויים בתכן כתוצאה מכישלון בבדיקות תועד? o האם בוצעו בדיקות חוזרות לאחר בניית התכן החדש? o האם בבדיקות החוזרות זוהתה הצלחה? o דיון ומסקנות האם הבעיות שנתגלו נותחו והוסקו מסקנות שתועדו? o האם נבחנו חלופות לתכן חדש בעקבות הבעיות שנתגלו? o האם בוצעה השוואה בין מפרט היעד לבין התוצאות בפועל? o האם הוסקו מסקנות בעקבות הפערים בין מפרט היעד למוצר בפועל? o 40 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

41 2.7 מחוון התכן ההנדסי המחוון המוצג בסעיף 2.8, נבנה על בסיס ניסיון המחבר כמהנדס ומנהל פרויקטים בתעשייה וכמנחה פרויקטים בהשכלה הגבוהה ההנדסית. מרכיביו והמשקל לכל מרכיב נדונו ונבחנו בהשתלמות מורים במור- טק שהתקיימה בקיץ 2018 בטכניון, ואשר לקחו חלק בה מורים מובילים במגמות הטכנולוגיות. למחוון שני חלקים. חלק תכני, המהווה 80% מהציון, וחלק פדגוגי המהווה 20% מהציון. בחלק הטכני מודגשים באמצעות ציוני הסעיפים השונים אותם שלבי תכן אשר לדעת המשתתפים בהשתלמות הנזכרת לעיל מהווים את המרכיבים העיקריים בפרויקט. 41 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

42 2.8 פורמט מחוון התכן ההנדסי פרק קריטריונים ביצוע לא מספק ביצוע חלקי ביצוע מלא % הבעיה מתוארת כנדרש כולל הגדרת רלוונטיות וצורך נבחנו מספר חלופות תוך הצגת שיקולים לבחירה קיים מפרט פונקציונלי כולל הגדרה פונקציונלית ותיאור יכולות מלא מוגדר כנדרש קיים מפרט טכני מלא כולל תרשים מלבנים ורשימת 65-79% הבעיה מתוארת בצורה חלקית נבחנה עד 2 חלופות בלבד נבחנו יותר אך לא הוצגו שיקולים לבחירה קיים מפרט חלקי או לא מוגדר כנדרש מפרט טכני חלקי או לא מוגדר כנדרש שם תיאור הבעיה תיאור דרישות לפתרון ציון מקסימלי שם תיאור הבעיה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת, תוך הצגת האילוצים הנדרשים לתכנון הפתרון בחינת חלופות לתכן הפתרון מפרט פונקציונלי מפרט טכני 65%> משקל הקריטריון חלק א הערכת הפרויקט הבעיה לא מתוארת כלל 5 לא נבחנו חלופות 5 מפרט פונקציונלי חלקי ללא תיאור כנדרש 10 מפרט טכני חלקי ללא תיאור כנדרש פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

43 מכלולים עם פרמטרים מדידים מוגדר כנדרש 5 עקרון הפעולה לא הוצג עקרון פעולה קיים תיאור עקרון פעולה חלקי קיים תיאור של עקרון פעולה כולל תרשים זרימה תכן הפתרון מערך הבדיקה והניסויים סכמה שיקולי תכנון תיאור מערך הבדיקה תיאור הניסויים סכמה לא ברורה או חלקית לא הוצגו שיקולי תכנון אין תיאור של מערך הבדיקה אין תיאור של תהליך הניסויים שבוצעו קיימת סכמה בחלקים הוצגו חלק משיקולי התכנון תיאור חלקי של מערך הבדיקה, חסר חלק מהדרישות לביצוע מלא תיאור חלקי של תהליך הניסויים שבוצעו קיימת סכמה מפורטת הוצגו שיקולי תכנון-על ופרוט לפי המכלולים השונים תיאור מלא של המערך הבודק את כל הפרמטרים המוגדרים במפרט, מבוסס סכמה, ציוד הבדיקה הנדרש תיאור מלא של תהליך הניסויים שבוצעו כולל תהליך הבדיקה באמצעות תרשים זרימה פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

44 5 תיאור תהליך גילוי וזיהוי של תקלות תיאור מפורט של המסקנות שהופקו מהתהליך שבוצע לאורך הניסוי אין תיאור מפורט של תהליך גילוי וזיהוי של תקלות ואין ציון כשלים בתכנון חסר תיאור יש תיאור חלקי של תהליך גילוי וזיהוי של תקלות או שאין ציון כשלים בתכנון קיים תיאור חלקי יש תיאור מפורט של תהליך גילוי וזיהוי של תקלות כולל ציון כשלים בתכנון ודרך הפתרון שנבחר קיים תיאור מלא ומפורט כולל השוואה בין התכנון המקורי למוצר בפועל לאחר הוכחת עמידה במפרט 5 44 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

45 פרק קריטריונים ביצוע לא מספק ביצוע חלקי ביצוע מלא % 65-79% 65%> שם ציון מקסימלי שם משקל הקריטריון חלק ב הערכת מיומנויות מיומנויות הבאות לביטוי מיומנויות נדרשות לביצוע הפרויקט שימוש טבלאות ותרשימים שימוש במקורות חדשנות ויצירתיות בביצוע הפרויקט )שאלת שאלות, חקירה, פתרון בעיות, הערכת חלופות ועוד( וכלים בביצוע הפרויקט שימוש בטבלאות ותרשימים שימוש במראי מקום מהספרות המקצועית לפי כללי ה- APA חדשנות ויצירתיות אין התייחסות הטבלאות או התרשימים אינם ברורים נעשה בפחות מ- 3 מקורות פתרון לא מקורי קיים תיאור חלקי הטבלאות או התרשימים מוצגים באופן לא ממצה נעשה שימוש ב- 3-4 מקורות או ב- 5 מקורות אך לא לפי כללי ה- APA שימוש חלקי בידע חדש קיים תיאור מפורט הטבלאות או התרשימים ברורים ותורמים להבנה נעשה שימוש ב- 5 מקורות לפי כללי ה- APA פתרון מקורי או שימוש חדשני בעקרונות קיימים 45 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

46 הבעה בעל פה רפלקציה אישית רפלקציה קבוצתית הצגה תיאור ההרגשה שליוותה את כל התהליך, והתחושות על הלמידה ועל העבודה בצוות תיאור ההרגשה שליוותה את כל התהליך, והתחושות על הלמידה ועל העבודה בצוות ההצגה טעונה שיפור משמעותי אין התייחסות אין התייחסות ההצגה טעונה שיפור חלקי קיים תיאור חלקי קיים תיאור חלקי הכרזה מוצגת לקהל תוך הפגנת ידע ושיתוף פעולה בין חברי הצוות קיים תיאור מפורט קיים תיאור מפורט 100 סה"כ פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

47 3. פרויקטי חקר מדעי ביוטכנולוגיה ביוטכנולוגיה הינו תחום של מחקר ופיתוח יישומי, המורכב ממיזוג של טכניקות, שיטות וידע ממדעי הביולוגיה והרפואה בשילוב עקרונות הנדסיים. תחום הביוטכנולוגיה מאפשר לתכנן ולפתח מערכות טכנולוגיות, תהליכים ומוצרים בתחומי התעשייה, הרפואה, החקלאות, המזון והקוסמטיקה, לרווחת האדם )2013.)Pena, בטכניון קיימת פקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון 1 המציעה תכנית לימודים ייחודית למהנדסים המשלבת בין ידע טכנולוגי הנדסי לבין ידע במדעי הטבע והחיים, ובעיקר ביוטכנולוגיה. בוגרי התכנית נקלטים בחברות בינלאומיות בתעשיות במזון והביוטכנולוגיה. ביוטכנולוגיה מנצלת את הידע הביולוגי והמערכות הביולוגיות לטובת יצור מוצרים, כגון תרופות ומזון. בעוד שהביולוג, כמדען, מונע מסקרנות וחוקר את החי והצומח הקיימים בעולם, הביוטכנולוג עוסק בפיתוח טכנולוגיות, מוצרים ותהליכים חדשים, כמענה לצרכים אנושיים. לאור התיאור בסעיף 2.1, ניתן להסיק שעבודתו של הביוטכנולוג נושאת אופי הנדסי. ואכן, מגמת ביוטכנולוגיה שייכת לחינוך הטכנולוגי במשולב עם החינוך המדעי. לפיכך, פרויקטי הגמר במגמת ביוטכנולוגיה אמורים לכלול מרכיבים של תכן הנדסי )שהוצגו בסעיף 2.4(, כפי שקיים בשאר המגמות הרלוונטיות, כמו מגמת הנדסת אלקטרוניקה ומחשבים ומגמת הנדסת מכונות. כיום, פרויקט הגמר במגמת ביוטכנולוגיה נושא אופי של פרויקט חקר מדעי )סעיף 3.1(, ואינו כולל מרכיבים של תכן הנדסי. אנו סבורים שיש לשפר את המצב הקיים, כך שפרויקט הגמר במגמה ישקף את תהלך התכן ההנדסי, בדומה לקיים בתעשיית הביוטכנולוגיה. הפרק מתאר: למידה בדרך החקר, מיומנויות וכישורים שהתלמידים רוכשים במהלך לימודיהם בגישה זו, שלבים בביצוע פרויקט חקר ברמת 5 יח"ל לפי חוברת המפמ"ר, הנחיות כלליות לכתיבת עבודת גמר ובניית כרזה, תיאור תהליך ההערכה המבוצע היום לפרויקט גמר במגמה, הצעה לשני מחוונים ראשוניים להערכת כרזה ועבודת גמר שפותחו על סמך הפעילות הסדנאית למורי המגמה, יוני-יולי 2019, והמלצות למנחים והמעריכים. /דבר-הדיקן/? lang=he 47 1 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

48 3.1 למידה בדרך החקר מושג החקר )Inquiry( הוכנס לראשונה לשדה החינוך על ידי דיואי (1938 (Dewey, שהסביר כי החקר הוא "תהליך שבו הבלתי מוגדר והבלתי ידוע הופך באורח מכוון ומבוקר לשלמות אחידה וברורה". תהליך זה כולל ארבעה שלבים )תמיר, 2007(: תחושת הבעיה לחוש בעיה קיימת והצורך לחפש לה פתרון. תחושה זו מהווה תנאי וצעד ראשון בחקר. הגדרת הבעיה על ידי שאילת שאלות וקביעת אילו נתונים יש לחפש ואילו לדחות ניתן להגדיר את בעיית החקר. החיפוש מהווה סדר הפעולות שנוקט החוקר בעת חיפוש הפתרון. הפתרון השלב שבו החקר מסתיים והבעיה נפתרת. בחינוך מתייחסים לחקר כאל מושג-על, ממנו נגזרת קבוצה של גישות חינוכיות בעלות מכנה משותף, כגון: למידה בדרך החקר, למידה מבוססת פרויקטים ( Learning Project-Based )PBL ולמידה מבוססת פתרון בעיות. כל הגישות הללו שמות את התלמיד במרכז ומעודדות תהליכי למידה משמעותיים, המאופיינים על ידי הבניית ידע באמצעות חיפוש של פתרונות לבעיות או שאלות )2011 Rikers, )Loynes & הוראה מאתגרת ומסקרנת, מערבת לימוד פעיל, חווייתי ומעמיק, התנסותי, מבוסס חשיבה וקשור לסוגיות רלוונטיות המעניינות את התלמיד דבר הגורם להעלאת המוטיבציה והעניין בלימודים. ללמידה בדרך החקר הגדרות מגוונות. למשל: 1. "בלמידה בדרך החקר תלמידים מונחים להציב שאלות, לאסוף ולנתח נתונים ולבנות טיעונים המבוססים על ראיות, אשר דורשת היכרות ושימוש באסטרטגיות חשיבה מסדר גבוה; 2. "תלמידים עוסקים בתהליך מכוון של איתור וניסוח בעיות, העברת ביקורת על ניסויים ומחקרים, זיהוי אפשרויות שונות לפתרון )העלאת השערות(, תכנון תהליכי חקר, חיפוש מידע ועיבודו ובניית טיעונים מבוססים" (2013 Davis,.)Linn & למידה בדרך החקר יכולה לבוא לידי ביטוי בתהליך חקר שלם או במשימות חקר ממוקדות בלבד. בתהליך חקר שלם מתאפיינת הלמידה פעמים רבות בתוצר שהוא עבודה כתובה משולב כרזה מדעית. תהליך הלמידה בדרך החקר כולל עבודה מעמיקה על כל אחד מחלקי העבודה. אולם, למידה בדרך החקר אינה חייבת להיות כרוכה בכתיבת עבודה הדורשת השקעה ניכרת, מבחינת מספר שעות ההוראה ומשאבים אחרים. ניתן גם לעסוק בלמידת חקר באופן מודולרי ובהיקפים מצומצמים יותר באמצעות התמקדות בחלק אחד או חלקים אחדים מן התהליך )זהר, 2007(. 48 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

49 מחקרים מעידים כי לעתים קרובות תהליך החקר מתבצע בכיתות באופן טכני ושטחי: התלמידים עוברים דרך כל השלבים של החקר, אולם מתמקדים בסממנים החיצוניים שלו ולא בתהליכי העומק. דוגמת גרפיקה או הצגת מידע בעקבות ביצוע תהליכי "גזור והדבק", מבלי שהמידע המוצג בעבודה עבר תהליכים של מיזוג, ניתוח והסקת מסקנות. במיוחד נמצא כי הלמידה נוטה להתמקד בתוצר, כלומר, בעבודה הכתובה ולא בתהליך. הדרך להימנע מכך שלמידת החקר תיהפך לטכנית היא על ידי עבודה מכוונת והדרגתית על פיתוח אסטרטגיות החשיבה המרכיבות את התהליך ובנייתן באופן הדרגתי אצל התלמידים )זהר, 2007(. 3.2 מיומנויות וכישורים דרושים בפרויקט חקר מדעי 49 הלמידה בדרך החקר דורשת ארגון המידע בתבנית קיימת בתודעת הלומד ומאופיינת בהדרכה והכוונה מזעריות ובפתיחות ובגמישות מרביות, על הלומד לגשש לחוש בבעיות להגדירן ורק לאחר מכן יכול להתחיל בחיפוש אחרי פתרון מתאים. בגישה זו, המורה אינו מציג את הבעיה, הכללים, והפתרונות לתלמיד )תמיר, 2007(. ישנו דמיון רב בין גישה זו לבין התיאוריה הקונסטרוקטיביסטית בכך ששתיהן דורשות מהתלמיד להבנות ידע במוחו והוא שותף פעיל בתהליך הלמידה. כל הללו גורמים לתלמיד לפתח מיומנויות אינטלקטואליות חשיבה ביקורתית וחשיבה יוצרת, גישות וטקטיקה של פתרון בעיות. ועצמאות, ביצוע חקר ברמה גבוהה, דורש שימוש בשורה של אסטרטגיות חשיבה. רק כאשר התלמידים שולטים באסטרטגיות אלה הם מסוגלים לבצע חקר איכותי. דוגמאות לאסטרטגיות כאלה הן: זיהוי וניסוח בעיה, שאילת שאלות חקר וניסוח השערות, תכנון מערך הניסויים וביצועם, מיזוג מידע וניתוחו, בניית טיעון תקף המבוסס על נתונים וראיות )תמיר, 2007(. חשוב להדגיש כי החקר דורש הן חשיבה יצירתית )כגון: העלאת מגוון שאלות, מגוון אפשרויות לפתרונות, תכנית עבודה מקורית, דרכים יצירתיות להצגת התוצר( והן חשיבה אנליטית )כגון: הצגת נימוקים תקפים לטענה, ניתוח שיטתי של נתונים והסקת מסקנות( )זהר, 2007(. למידה בדרך החקר עשויה לפתח תכונות ועמדות מגוונות אצל הלומד, כגון: סקרנות, פתיחות, מציאותיות, נכונות להסתכן, אובייקטיביות, דיוק ודייקנות, בטחון עצמי, התמדה, שיתוף פעולה, אחראיות ויחס של כבוד לתאוריות ולמודלים. תכונות ועמדות אלו תואמות את המיומנויות והכישורים הדרושים למהנדס גלובלי במאה ה- 21: חשיבה ביקורתית, פתרון בעיות, תקשורת טובה, שיתוף פעולה ועבודת צוות, ניהול מידע ומשאבים, אוריינות טכנולוגית, גמישות, חדשנות, יצירתיות, הסמכה גלובלית וסביבתית, בעלות חשיבות רבה בעיצוב המהנדס הבוגר הגלובלי ( Huertas, Juárez-Ramírez, Jiménez,.)& Navarro, 2017 חשוב שתהיה למהנדס הגלובלי היכולת להשתמש בידע, בטכניקות, במיומנויות ובכלים הטכנולוגים החיוניים במהלך הקריירה ההנדסית שלו. בנוסף, קיימת פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

50 חשיבות שיהיה בעל ערכים שמשקפים את יחסיו כלפי עבודתו והתקשורת שלו עם הסביבה בצורה אופטימלית. מהנדסי העתיד חייבים לדעת לעבוד בצוות, להיות בעלי תקשורת אידאלית, ובעלי מודעות כלכלית, חברתית, סביבתית לאומית ובין-לאומית אשר באים לידי ביטוי בכל פעילויותיהם המקצועיות. לסיכום, ישנה חשיבות גבוהה לאפשר לתלמיד סביבה לימודית כגון הלמידה בגישת החקר וביצוע פרויקט גמר בחקר מדעי ברמה ובאיכות גבוהות, על מנת לגרום לו לרכוש מיומנויות אלה מגיל צעיר ובמיוחד במהלך לימודיו במגמה בתיכון. 3.3 אבני דרך בביצוע פרויקט חקר מדעי ברמת 5 יח"ל )לפי חוברת יישומים בביוטכנולוגיה דרישות המפמ"ר של המגמה( התקשרות עם מעבדת חסות בתעשייה, באקדמיה או במכון מחקר. התחום שייחקר על ידי התלמידים הוא נושא אותנטי הנחקר על ידי מעבדת החסות. לימוד הבסיס המדעי לנושא הנחקר, למשל: הנדסה גנטית, חלבונים, תרביות רקמה, אימונו דיאגנוסטיקה. חלוקה לצוותי מחקר )שלושה תלמידים בצוות(. העלאת שאלות מחקר אפשריות כבסיס לביצוע המחקר על ידי הצוות. לימוד מעמיק של הרקע למחקר לפני ביצוע ההתנסות המעשית: 5.1 הכרת הבעיה הכללית המהווה בסיס למחקר 5.2 קריאה מעמיקה של ספרות רקע: - שני מאמרי מפתח )שעובדו ע"י המורה( האחד מאמר סקירה - )Review( השני מאמר מחקרי ניסוי. 5.3 חיפוש מקורות מידע נוספים בנושא הנחקר )הצגתם בפני המורה(. 5.4 מתוך מקורות המידע שנסקרו, יבחרו התלמידים בכל צוות שלושה מאמרים או כתבות הקשורים במישרין או בעקיפין לנושא הנחקר. הערה: ניתן להיעזר במקורות ביבליוגרפיים נוספים. הרחבת מגוון המיומנויות הנדרשות להתנסות מעבדתית המבוססת על שיטות קביעה כמותיות. ביצוע ארבעה ניסויים מורכבים, "ניסויי תמך", המבוססים על קביעות ביוכימיות. כמותיות שייבחרו על ידי המורה מתוך רשימת המעבדות בפרק "ביוקטליזה" במקצוע מערכות ביוטכנולוגיות. אפשרות נוספת לניסוי תמך היא התנסות מעבדתית שבוצעה במסגרת אחד ממכוני המחקר/חינוך מדעי, בתנאי שההתנסות המעבדתית איננה מהווה חלק מהניסוי המקדים במחקר פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

51 8. הכנת דוחות מעבדה לניסויי התמך וצירופם כנספח לעבודה הכתובה. 9. הבנת הקשר בין "ניסויי התמך" ותוצאות המחקר המבוצע בפועל על ידי התלמידים. 10. התנסות מעבדתית במקום ההשמה תתבצע בכיתה יא בליווי המורה המנחה את הפרויקט בלבד. 11. ביצוע ניסוי מקדים )פרלימינרי( להכרת הנושא שייחקר בפועל ולהכרת מערכת הניסוי ושיטות עבודה. 12. ביצוע המחקר העמדת מערכת הניסוי, בקרות, חזרות וקבלת תוצאות. 13.התוודעות אל שאלות המחקר והתוצאות של שני צוותי מחקר נוספים כתיקוף לנושא הנחקר. 51 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

52 3.4 כתיבת עבודת גמר בפרויקט חקר מדעי עבודת חקר מדעי כוללות את הפרקים הבאים: שער: נושא העבודה, שמות התלמידים והמורים המנחים, שם בית הספר ומיקום ביצוע עבודת החקר )לצרף לוגו של בית הספר/מיקום ביצוע המחקר(. הבעת תודה והערכה. תוכן עניינים כללי, תוכן עניינים לרשימת איורים, סכמות, גרפים, תמונות וכדומה. תקציר :)Abstract( תיאור תמציתי לעבודת החקר שבוצעה. בתקציר מוצג נושא החקר, השיטות, הממצאים והמסקנות. התקציר מאפשר לקורא לדעת במה עסק המחקר גם מבלי לקרוא את העבודה הכתובה כולה. מבוא :)Introduction( מהווה בסיס עיוני משולב ציטוטים של מקורות מידע ספרותיים הכולל איסוף, ארגון והצגת ידע קודם תוך בניית מערך מושגים שאליו מתקשרת שאלות/השערות ומטרת החקר ותיאור המוטיבציה לביצוע עבודת החקר ומטרותיה. תיאור מערך החקר Methods( :)Materials & כולל שאלת/ות החקר - הצגת נושא החקר כשאלה/ות, השערת החקר-הצגת השאלה כהשערה מה יהיו הממצאים, המשתנה התלוי ומשתנה/ים בלתי תלוי/ים, תיאור הציוד והמכשור, החומרים ומקורם, שיטות העבודה )מטרת ועיקרון השיטות(, ומהלך הניסויים )בקרות, חזרות וכו'(. תוצאות/ממצאים :)Results( איסוף, עיבוד, ניתוח וייצוג התוצאות שהתקבלו ע"י הסבר מילולי ובעזרת תצוגה גרפית איורים, סכמות וטבלאות. יינתן שם ומספור לטבלאות, לאיורים ולגרפים, וכן תיאור והסבר לכל אחד. דיון ומסקנות Summary( :)Discussion & פרק מסכם הכולל סיכום הממצאים והסבר בהקשר לחקר עצמו וההשערות שהועלו במבוא, התייחסות לתוצאות מחקרים אחרים, דיון, הסקת מסקנות, השלכות מעשיות ותכנית לחקר המשך עתידי. רפלקציה אישית ורפלקציה קבוצתית Group-reflection( :)Self-reflection & תיאור ההרגשה שליוותה את כל התהליך, והתחושות על הלמידה ועל העבודה בצוות מצד התלמידים. ביבליוגרפיה :)References( רשימת המקורות הספרותיים שנעשה בהם שימוש לכתיבת העבודה, רשימת הציטוטים הספרותיים המשולבים בגוף העבודה. המקרות כתובים לפי הכללים המקובלים בכתיבה מדעית. נספחים. 52 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

53 3.5 הנחיות לבניית כרזה בפרויקט חקר מדעי מטרת הכרזה המדעית להציג בצורה תמציתית את תהליך החקר שבוצע על ידי התלמידים. על הכרזה להיכתב בסגנון בהיר, ענייני, ורציף )קוהרנטי(, ובעברית תקנית המשלבת שימוש נכון במושגים ובשפה מדעית. הכיתוב בכרזה ברור, ישנן כותרת לכל סעיף, רצף לוגי בין חלקיה, העיצוב ברור, אסתטי ונעים לעין, ומאפשר קריאת התוכן ממרחק של מטר והבנתו תוך כעשר דקות ללא הסבר נוסף. יש לערוך ולתכנן את הכרזה ע"י שימוש בתוכנת PowerPoint על פי המידות: 70 ס"מ )רוחב( על 100 ס"מ )אורך(. על הכרזה להכיל את הסעיפים הבאים: א. בראש הכרזה: נושא עבודת החקר שמוצג באמצעות כותרת מעוררת סקרנות, ובאופן תמציתי ובהיר. שמות התלמידים והמורים המנחים. שם בית הספר ומיקום ביצוע עבודת החקר )לצרף לוגו של בית הספר/מיקום ביצוע המחקר(. בתוכן הכרזה: ב. מבוא ורקע תאורטי תמציתי שמתאר סקירה ספרותית מעודכנת לנושא הכרזה, שאלות החקר והשערותיו. המבוא כולל הפניות לשלושה מקורות מהספרות מהשנים האחרונות לפי הנחיות ה-.APA המקורות מהימנים ורלוונטיים. מוטיבציה לביצוע החקר הכולל נימוק בהיר ומשכנע על ההתמקדות בנושא הנבחר בכרזה, כולל הגדרת רלוונטיות וצורך, והצגת פתרונות קיימים. מטרת עבודת החקר. מערך החקר הכולל תיאור תמציתי ובהיר לשיטות, מערך הניסויים, וכלי המחקר שנעשה בהם שימוש ואשר תואמים את מטרות ועונים של שאלות החקר. תוצאות מוצגות בצורה תמציתית ובהירה ותואמות לשיטות וכלי המחקר. הטבלאות, הסכמות, האיורים, התרשימים, הגרפים בעלי כותרות והם ברורים ותורמים להבנת התוצאות ונושא הכרזה. 53 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

54 דיון, מסקנות וחקר המשך עתידי. הצגה תמציתית בהירה להסבר התוצאות, מגבלות ותרומות החקר, הערכת חדשנות ויצירתיות עבודת החקר בהשוואה לפתרונות קיימים, והצעת תהליך חקר המשך ועתידי. מיומנויות נדרשות לביצוע עבודת החקר. 3.6 מחוונים והערכה לעבודת גמר בפרויקט חקר מדעי ברמת 5 יח"ל מחוון מהווה אחד הכלים החשובים ביותר להשגת מהימנות ההערכה במיוחד במטלות מורכבות ובעלות תגובה אחדות )נחשון & רום, 2018(. בנוסף, המחוונים מקדמים הערכה אובייקטיבית, הערכה עצמית והערכת עמיתים, ומצביעים על הפער בין הרצוי למצוי )בירנבוים, 2009(. המחוון כולל קריטריונים להערכת מרכיביהן השונים של המטלות. הקריטריונים משקפים את המטרות בתחום התוכן, ובתחום המיומנויות. בכדי להבטיח שיפוט מהימן, הוגן ותקף, יש צורך בקריטריונים מוגדרים היטב. ככל שיעדי ההערכה מוגדרים יותר, כך הקריטריונים להערכת ביצוע ברורים יותר )בירנבוים, 1997(. כל קריטריון מפרט בבהירות את ביצועי התלמידים לרמות שונות שתואמת את אותו קריטריון )לא פחות משלוש רמות: נמוכה, בינונית וגבוהה(, ומציין את משקלם המדויק. הפירוט לפי רמות נקבע לפי הצפי מרמת ביצוע התלמידים ולפי תחום הדעת, בעיקר במטלות מורכבות )נחשון & רום, 2018(. כל זאת, בכדי להבטיח דיוק ועקביות בהערכה גם אם יש מעריך אחד בלבד. חוסר דיוק משלב שונות, חוסר רלוונטית בציוני התלמידים, ופוגע בתקפות ההערכה. בנייה נכונה של מחווני )נחשון & רום, 2018( מאפשרת שתי הערכות שמשלימות זו את זו: 1. הערכה מספרית מספקת הציון על הקריטריון; 2. הערכה מילולית מציינת את מיקום התלמידים בסולם ההערכה, את הביצועים הנכונים והשגויים, את המרכיבים לשימור ולשיפור. בדרך זו, המחוון הינו גלוי לתלמידים, הם מודעים לכל הנדרש מהם בביצוע המטלה, ובעזרתו יכולים לבצע הערכה עצמית לרמת ביצועיהם לראות מה נותר להם לבצע בכדי לשפר. הלומדים נעשים שותפים מלאים בתהליך ההערכה ובתהליך הלמידה. המחוון נבנה בעבודה שיתופית של הצוות המוביל את המקצוע, כאשר לתהליך מספר שלבים. שלבי בניית המחוון הם: קביעת סוג המחוון: מחוון ברמת פירוט נמוכה, מחוון ברמת פירוט בינונית או מחוון ברמת פירוט גבוהה זאת כתלות במורכבות של המטלה המוערכת פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

55 קביעת היעדים של ההערכה והמרתם לקריטריונים. מה מצפים למצוא בתוצר של התלמיד ו/או בתהליך הלמידה במידה וגם הוא מוערך. החלטה על המשקל היחסי של כל אחד מהקריטריונים )לפי חשיבותו והזמן שהוקדש להשגתו(. פירוט כל קריטריון לשלוש עד חמש רמות ביצוע מוגדרות היטב. ציינון חלוקת הניקוד של הקריטריון בין רמות הביצוע המתייחסות אליו. תיקוף המחוון ע"י בדיקת תוצרים אחדים, ובדיקת מהימנות בין-שופטית. שיפור המחוון ע"פ הצורך ולאחר דיון בצוות המקצוע בהקשר להערכת פרויקט גמר במגמת ביוטכנולוגיה ועל פי חוברת יישומים בביוטכנולוגיה )דרישות המפמ"ר של המגמה( הערכת עבודת הגמר כוללת: הערכה של המורה המנחה כפי שמובאת בטבלה 1, בה מוצג שקלול הציון הסופי עבור עבודת גמר בפרויקט חקר מדעי בתחום ביוטכנולוגיה ע"י המורה המנחה של עבודת החקר. שקלול הציון הסופי עבור עבודת גמר בפרויקט חקר מדעי בתחום ביוטכנולוגיה ע"י המורה המנחה של עבודת החקר טבלה 1 משקל % מרכיב העבודה הכתובה ניסויי תמך כרזה מדעית דיאלוג עם הקהילה מבחנים פנימיים והערכת המורה הערכה של בוחן חיצוני כפי שמובאת בטבלה 2, בה מוצג שקלול הציון הסופי עבור עבודת גמר בפרויקט חקר מדעי בתחום ביוטכנולוגיה ע"י בוחן חיצוני. טבלה 2 שקלול הציון הסופי עבור עבודת גמר בפרויקט חקר מדעי בתחום ביוטכנולוגיה ע"י בוחן חיצוני משקל % מרכיב העבודה הכתובה ניסויי תמך כרזה מדעית דיאלוג עם הקהילה בחינת הגנה 55 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

56 הכללים להתנהלות הבוחן החיצוני לקראת ובמהלך בביוטכנולוגיה הם כדלקמן: הבחינה על פי החוברת יישומים מועד הבחינה יתואם בין המורה המנחה לבין הבוחן, באופן שיינתנו שני תאריכים אופציונאליים לפחות לבחירת הבוחן. הבוחן יקבל את תיק המחקר כולל הנספחים כשלושה שבועות לפני מועד הבחינה. הבוחן יקרא את העבודות, יכין שאלות לבחינה בע"פ, וימלא את הקריטריונים להערכה של העבודה הכתובה, ניסויי התמך, הכרזה והדיאלוג עם הקהילה. לכל עבודה יצרף הבוחן את דפי המחוון שכוללים את המרכיבים השונים ויפרט את הורדת הנקודות בעבודת בחקר הכתובה ובנספחים. שיחת תיאום ציפיות בין המורה לבוחן תתקיים מספר ימים לפני הבחינה. בשיחה הבוחן ייתן חוות דעתו על תיק עבודת החקר והמורה ידגיש נקודות חשובות לבוחן שעליו לדעת לקראת הבחינה. הבוחן הוא עצמאי וקובע את סוג השאלות, מספר השאלות ומתן הציון להערכת כל מרכיב בשתי הטבלאות )1, 2( הנ"ל קיימים מחווני הערכה לשימושו של המורה המנחה והמעריך המופיעים בחוברת יישומים בביוטכנולוגיה של מפמ"ר המגמה. מחוונים אלה דורשים שיפור ושדרוג לקריטריונים והתייחסות להערכת רמת ביצוע התלמיד וציינון בצורה מפורטת יותר. בתכנית ההכשרה שהתקיימה בקיץ תשע"ט עבור מורים מובילים המהווים גם בוחנים ומעריכים לעבודות גמר וחקר במגמה ביוטכנולוגיה, פיתחנו שני מחוונים ראשוניים לשני מרכיבים חשובים בשקלול הציון הסופי של המורה המנחה ושל הבוחן החיצוני והם: מחוון ראשוני להערכת עבודת חקר כתובה ומחוון ראשוני להערכת כרזה מדעית. פיתוח שני המחוונים נועד לשפר את איכות ההערכה של המחוונים הקיימים ובכך להשפיע על איכות הערכת עבודות הגמר ושקלול הציון הסופי של התלמיד בפרויקט במגמה ביוטכנולוגיה ברמת 5 יח"ל. שני המחוונים הראשוניים שפותחו משלבים חלק מהקריטריונים של המחוונים הקיימים ונימוק מפורט יותר לכל קריטריון כולל התייחסות להערכת רמת הביצוע של התלמיד לפי המדרג להלן: התייחסות מועטה, 2- התייחסות מלאה. שני המחוונים מופיעים אין התייחסות, 1- בסעיפים 3.7 ו פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

57 3.7 מחוון ראשוני להערכת עבודת גמר כתובה קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות מבנה ומרכיב חזותי היקף העבודה כ- 30 עמודים לפי הפריסה, כדלקמן:.1 שער )נושא העבודה, שמות התלמידים והמורים המנחים, שם בית הספר ומיקום ביצוע עבודת החקר כולל לוגו של בית הספר/מיקום ביצוע המחקר(; הבעת תודה והערכה; תוכן עניינים כללי, תוכן עניינים לרשימת איורים, סכמות, גרפים, תמונות וכו'.; תקציר )1-2 עמ'(; מבוא )4-10 עמ'(; מערך החקר )3-8 עמ'(; תוצאות )4-10 עמ'(; דיון ומסקנות )2-4 עמ'(; רפלקציה אישית; רפלקציה קבוצתית. העמודים אינם כוללים נספחים. 57 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

58 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות גופן בגודל 12, כותרות בגודל 14, רווח שורה וחצי. הבעה בכתב תקציר מבוא העבודה מעוצבת, אסתטית ונעימה לעין, עמודים ממוספרים, פרקים מובחנים. העבודה כתובה בסגנון בהיר, ענייני, וקוהרנטי, העברית תקנית, שימוש נכון במושגים ובשפה מדעית תיאור תמציתי לעבודת החקר שבוצעה. בתקציר מוצג נושא החקר, השיטות, הממצאים והמסקנות. התקציר מאפשר לקורא לדעת במה עסק החקר גם מבלי לקרוא את העבודה הכתובה כולה. קיימת סקירה ספרותית רחבה, מעודכנת לנושא החקר בהסתמך על הספרות המקצועית. תחום עבודת החקר והמושגים המרכזיים פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

59 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות מערך החקר/שיטות וכלי החקר בפרויקט הקשורים אליו מוסברים באופן בהיר. קיים נימוק בהיר ומשכנע על ההתמקדות בנושא החקר. שאלות, השערות ומטרת החקר מתוארות באופן בהיר. המבוא כולל הפניות למקורות מהספרות המקצועית מהשנים האחרונות לפי הנחיות ה-.APA המקורות מהימנים ורלוונטיים קיים תיאור למכשור, לציוד, ולחומרים שנעשה בהם שימוש בחקר. קיים תיאור לעיקרון ומטרות שיטות החקר..5 תוצאות מערך הניסויים מתואר באופן מפורט והם תואמים למטרתו. התוצאות מוצגות באופן מילולי ובצורה בהירה ותואמות לשיטות וכלי המחקר. הטבלאות, הסכמות, האיורים, התרשימים,.6 59 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

60 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות דיון תיאור מיומנויות נדרשות לביצוע עבודת החקר הגרפים בעלי כותרות והם ברורים ותורמים להבנת התוצאות. המסקנות מוצג הסבר של התוצאות לאור הרקע, הסקת המסקנות נעשית בצורה מושכלת ושקולה מגבלות ותרומות - מוצגות מגבלות עיקריות של שיטת החקר. תרומת הפרויקט מתוארת באופן בהיר. הערכת חדשנות ויצירתיות - מוצגת השוואה מול הידע הקיים, שאכן מעידה על חדשנות ויצירתיות בעבודת החקר. ישנה בהתייחסות להשלכות החקר שבוצע והצעות לחקר המשך. מוצגים המיומנויות לביצוע עבודת החקר באופן תמציתי ובהיר פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

61 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות רפלקציה אישית וקבוצתית תיאור ההרגשה שליוותה את כל התהליך, והתחושות על הלמידה ועל העבודה בצוות מצד התלמידים.9 61 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

62 3.8 מחוון ראשוני להערכת כרזה מדעית קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות נושא נושא הכרזה מוצג בראש הכרזה באמצעות כותרת מעוררת סקרנות, ובאופן תמציתי ובהיר..1 מבוא, רקע ומוטיבציה בראש הכרזה רשומים שמות התלמידים, המורה/ים המנחה/המנחים, בית הספר ומיקום ביצוע הפרויקט. תחום הכרזה והמושגים המרכזיים הקשורים אליו מוסברים באופן תמציתי ובהיר. המבוא מתאר סקירה ספרותית תמציתית, מעודכנת לנושא הכרזה. המבוא כולל הפניות ל 3- מקורות מהספרות מהשנים האחרונות לפי הנחיות ה-.APA.2 62 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

63 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות מטרת הפרויקט/עבודת החקר מערך החקר/שיטות וכלי המחקר בפרויקט תוצאות המקורות מהימנים ורלוונטיים. קיים נימוק בהיר ומשכנע על ההתמקדות בנושא הנבחר בכרזה. הבעיה שהפרויקט פותר מנוסחת היטב כולל הגדרת רלוונטיות וצורך, והצגת פתרונות קיימים. מטרת הפרויקט מתוארת באופן תמציתי ובהיר. המטרה ממוקדת בנושא הנבחר בכרזה ומבוססת על הרקע שהוצג. שיטות, מערך הניסויים וכלי המחקר בפרויקט מתוארים באופן תמציתי ובהיר והם תואמים למטרתו. התוצאות מוצגות בצורה תמציתית פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

64 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות דיון ובהירה ותואמות לשיטות וכלי המחקר. הטבלאות, הסכמות, האיורים, התרשימים, הגרפים בעלי כותרות והם ברורים ותורמים להבנת התוצאות ונושא הכרזה. המסקנות מוצג הסבר של התוצאות לאור הרקע. מגבלות ותרומות - מוצגות מגבלות עיקריות של שיטת המחקר. תרומת הפרויקט מתוארת באופן תמציתי ובהיר. הערכת חדשנות ויצירתיות - בכרזה מוצגת השוואה מול פתרונות קיימים המשמשים לפתרון הבעיה כיום, שאכן מעידים על חדשנות ויצירתיות בעבודת החקר פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

65 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות תיאור מיומנויות נדרשות לביצוע עבודת החקר מבנה ומרכיב חזותי של הכרזה הבעה בכתב הבעה בעל פה מוצגים המיומנויות לביצוע עבודת החקר באופן תמציתי ובהיר גודל הכרזה 100 X70 ס"מ כיתוב ברור, כותרת לכל סעיף, רצף לוגי וניווט רציף בין מרכיביה, עיצוב ברור, אסתטי ונעים לעין, ביטוי של מקוריות ויצירתיות, ייצוג התכנים בדרכים מגוונות )תמונות, תרשימים וכו'( הכרזה כתובה בסגנון בהיר,ענייני, וקוהרנטי; העברית תקנית; שימוש נכון במושגים ובשפה מדעית שיתוף פעולה בין חברי הצוות תוך הכנה מקדימה של דרך ההצגה פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

66 קריטריון פירוט ציון הערכת רמת ביצוע והערות התייחסות מליאה התייחסות מעטה אין התייחסות טיעונים רלוונטיים ומנומקים המעידים על חשיבה ביקורתית בהצגה יש ביטוי של הבנת הנושא, יכולת להרחיב ולהסביר מעבר למשפטים הכתובים בכרזה. לסיכום, אנו ממליצים למורים להנחות את עבודת החקר של תלמידים, ובייחוד את פרויקטי הגמר, באופן המשלב אסטרטגיות חשיבה מסדר גבוה המפעילות את החשיבה היצירתית והאנליטית כאחד. בנוסף, אנו ממליצים לשים דגש ככל הניתן על המיומנויות והכישורים הנוספים הנדרשים ממדענים ומהנדסים במאה ה- 21 )ראו סעיף 3.2(. את עבודת החקר עצמה, כתיבת עבודת הגמר ויצירת הכרזה יש לבצע לפי שלבים מובנים וברורים ) (. לבסוף, אנו ממליצים להעריך את עבודת הגמר ואת הכרזה של הפרויקט באופן פורמלי ומפורט, הכולל אלמנטים מספריים ומילוליים.)3.6( 66 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

67 עולם ההנדסה והמדע נפגשים השונה והדומה בין מחוון עבודת חקר לבין מחוון עבודת תכן טבלה 3 השוואה בין מחוון עבודת חקר לבין מחוון עבודת תכן מחוון עבודת חקר מחוון עבודת תכן המבוא כולל הגדרה וזיהוי של בעיה. המבוא כולל הגדרת תחום המחקר כולל סקר ספרות. ניתן לחפש פתרונות דומים קיימים אך לא בהכרח פיתוח מוצר נעשה תוך התחשבות מהותית בתחרות הקיימת. בחינת חלופות לפתרון כוללת הגדרת הפתרון לא קיימת בחינת חלופות. כולל מפרט ותהליך התכן. מהלך התכן במערך בדיקות על אב טיפוס. מהלך החקר כתהליך מרכזי בעבודת החקר. בחינת הממצאים מול מפרט היעד והשוואה בחינת הממצאים מול השערות תיאורטיות. בין המצוי לרצוי: אם קיים פער מתקיים תכן חוזר על מנת לצמצמו. דיון והסקת מסקנות כולל השוואת תוצאות דיון והסקת מסקנות כולל השוואה לתוצאות הבדיקות של האב טיפוס הסופי לבין מפרט קודמות המתועדות בספרות המחקרית. היעד והסקת מסקנות לגבי הפער ביניהם. הערכת חדשנות ויצירתיות מול פתרונות הערכת חדשנות ויצירתיות מול ידע קודם קיים. קיימים. משותף: התייחסות למיומנויות נדרשות לביצוע המטלה משותף: הערכת רפלקציה אישית וקבוצתית 67 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

68 4.2 המדען והמהנדס מסורתית, קיים שוני בין מדע להנדסה במיקוד, מטרות ותהליכי החקירה. מקובל לטעון שהמדע עוסק בחיפוש אחרי אמיתות מוחלטות, בעוד ההנדסה עוסקת במציאת פתרונות לבעיות רלוונטיות לבני אדם. יתרה מכך בעוד לכל הפחות ברמה האידאלית אין לתהליך המדעי מגבלות של תקציב ולוחות זמנים, ההנדסה היא בהכרח תהליך הכולל פשרות מכיוון שתהליכי התכן מוגבלים ע"י אילוצים של משאבים מוגבלים, חלון הזדמנויות ויחס עלות\תועלת. המדע צומח מתוך רצון לגלות אמיתות על מנת להסביר את מציאות.לעומתו, ההנדסה נובעת מהרצון והצורך להתמודדעם בעיה. תכן הנדסי לא מתבצע כי קיימת היכולת לעשות זאת, אלא רק כמענה לצורך הנובע מפער בין רצוי למצוי, ורק על בסיס הנחה שהיחס עלות\תועלת עבור הסובלים מהפער הזה יהיה כדאי. אם היחס הזה לא יצדיק בעיניי אלה הסובלים מהבעיה את ההוצאה הכספית הכרוכה בקניית המוצר, אזי לא תהיה הצדקה לתהליך הפיתוח. יחד עם זאת, עם התקדמות הטכנולוגית בשנים האחרונות, התפתחות ה- IOT,internet of things( אינטרנט של עצמים( ומסגרת ה-,Industry 4.0 נראה שהפער בין שתי הגישות הולך ומצטמצם ומתפתח תהליך המשלב בין עקרונות החקירה המדעית לאלה של תהליכי התכן ההנדסי ( Gero, Levin, 2019.)Tsybulsky & מסורתית, על פי ההגדרות של 2013, Floridi בחקירה מדעית עוסק חוקר אנושי, המשתמש באמצעי טכנולוגי לחקירה של תופעה טבעית. בצורה דומה, תכן טכנולוגי מבוסס על מתכנן אנושי, המשתמש באמצעים טכנולוגיים לפיתוח של מוצר טכנולוגי. Floridi )2013( תיאר את שני התהליכים כסכמות מסדר ראשון ושני בהתאם: סכמות תיאור חקר מדעי ופיתוח טכנולוגי )2013, )Floridi נשוא התהליך אמצעי מבצע תופעה טבעית טכנולוגי בן אנוש )גורם טבעי( מוצר טכנולוגי טכנולוגי בן אנוש )גורם טבעי( טבלה 4 סכמה )חקר ראשון סדר מדעי( )פיתוח שני סדר טכנולוגי( מעובד מ- 2019( al., )Gero et 68 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

69 בעידן הדיגיטלי, על פי )2019 al., )Gero et התוצרים בשני המקרים עשויים להיות שילוב של תופעה או תהליך טבעי יחד עם אמצעי טכנולוגי, למשל הסדרת של פעילות לב באמצעות שילוב של קוצב חכם המקושר ל- IOT בשילוב הלב האנושי. החוקרים מזהים את התוצר כ"היברידי", על בסיס סכמה מסדר ביניים: טבלה 5 סכמה לתיאור שילוב של חקר מדעי עם פיתוח הנדסי Gero( 2019( סכמה סדר ביניים מבצע בן אנוש )גורם טבעי( אמצעי טכנולוגי נשוא התהליך היברידי עם התפתחות של טכנולוגיה בינה מלאכותית AI(,)artificial intelligence צפויה התפתחות נוספת, כאשר גם הגורם המבצע יהפוך להיות היברידי, במילים אחרות שילוב של העולם הטבעי )החוקר האנושי( עם אמצעי טכנולוגי )בינה מלאכותית(. 69 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

70 דרישות המפמ"רים 2 דרישות עבור מגמת אלקטרוניקה הכרת סביבת התיכנות ב #C. בניית דגם, ללא שלבי פיתוח, המבוסס על צורך או בעיה תוך שימוש בתרשים מלבנים, שרטוט חשמלי ותוכנה. בניית פרויקטים קטנים במהלך כל השנה תחת החומרה ותוכנה של ארדאוינו. ביצוע מדידות תוך שימוש בציוד מעבדתי לצורך בדיקת הבנייה ואיתור תקלות. תיעוד מתוקשב של תהליך הלמידה והתוצר: בניית והצגת מצגת דיגיטלית. סימולציה של בחינה חיצונית מול כל הכיתה כולל הצגת פרויקט ע"י התלמיד לאורך השנה, שאלות ותשובות בצוות החשיבה. עבודת צוות דרישות עבור מגמת הנדסת מכונות 1. מערכות משולבות ניתוח, שיפור ותכן של מערכות מכטרוניות משולבות מבוקרות בקרה בחוג פתוח וסגור שימוש יעיל באינטרנט תיעוד והצגה של מידע היבטים חברתיים, כלכליים ושיווקיים. 2. תכן מכני הנדסי עקרונות שרטוט טכני, סוליד, ייצור חלקים חומרים: תכונות, סוגים, עיבוד מבנה מכני, חיבורים חוזק חומרים, מאמצים סוגי תנועה. כוחות, מומנטים, תמסורות 2 הדרישות באלקטרוניקה ובמכונות הן עבור פיתוח פרויקט בכיתה י' וההנחיות כאן הן ע"פ החומרים שהמפמ"רים מסרו לנו, בביוטכנולוגיה הדרישות מתייחסות לכל שלבי פרויקט הגמר והן מתועדות בחוברת המופיעה באתר המפמ"ר 70 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

71 מערכות פנימטיות והידראוליות, מנועים חשמליים 3. מכשור ומדידות / מכשור לבקרה תקנים ותכונות של חיישנים עקרונות פעולה של חיישנים בסיסיים 4. בקרת תהליכים מודלים שונים לבקרה תגובת מערכת לאילוץ מדרגה 5. מבוא לחשמל ולאלקטרוניקה ניתוח מעגלים חשמליים בסיסיים במתח ישר ומתח חילופין אנרגיה והספק מוליכים למחצה בסיסיים והשימוש בהם מגברי שרת והשימוש בהם 6. מבוא למחשב לוגיקה ואלקטרוניקה ספרתית הבנה ויישום של אלגוריתמים, שימוש בשפות תכנות. יצירה ושימוש בממשק משתמש 5.3 דרישות עבור מגמת ביוטכנולוגיה כל הדרישות עבור ביצוע פרויקט גמר ברמת 5 יח"ל מופיעות בחוברת יישומים בביוטכנולוגיה ע"פ תכנית לימודים מעודכנת לרפורמה, משנה"ל תשע"ט. 71 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

72 חלק ב מהלכה למעשה 6. תכן הנדסי של צעצוע "חכם" באמצעות הנדסה הפוכה ומייקינג משה גרינהולץ בפרק "תכן הנדסי של צעצוע "חכם" באמצעות הנדסה הפוכה ומייקינג" מודגמת הנדסה הפוכה המשמשת לחיקוי או שיפור מוצרים קיימים, והנדסה קדימה )מייקינג( הנועד ליצור מוצרים חדשים. המשימה המודגמת היא תכן הנדסי של צעצוע "חכם", הכוללת חקר לפני פירוק, פירוק ותכנון שיפור על ידי זוגות הלומדים לתעד את דרך פעולת מוצר ובהמשך מפתחים מוצר. תוכנית הפעילות כוללת חשיפה לטכניקת תכן הנדסי בשיטת הנדסה הפוכה ומייקינג, חשיפה לסביבת מייקינג, חלוקה לצוותים ובחירת צעצוע, ביצוע הנדסה הפוכה לצעצוע נבחר, פיתוח רעיון למוצר לימודי חדש מבוסס על עקרון מדעי והכנת המוצר, תחקיר ומשוב והצגת המוצר החדש. התהליך כולל שימוש ב: 72 o o o o o o o o o o o o o o o o מחוון הישגים לדוח הנדסה הפוכה ציר הטכנולוגיה והנדסה, הכולל את הקריטריונים: תיאור המוצר רשימת חלקים, סקיצות ושרטוטים הנחיות תהליך עבודה מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר המיומנות והיצירתיות, הכולל את הקריטריונים: הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי תיאור המוצר סקיצות ושרטוטים ובדיקה וניסוי מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר כישורי הלמידה הכולל את הקריטריונים: הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי חלופות/אסטרטגיות לפתרון הבעיה למשל: סיעור מוחות והעלאת רעיונות חדשים הגדרת מפרט פתרון הנבחר ותיעוד בדיקה וניסוי יצירתיות/יזמות/חדשנות/מקוריות פרויקט רב/בין תחומי ידע חדש בתחום עצמו שלא נלמד בכיתה/שימוש בכלי חדש ערך חברתי יישום תעשייתי ערך רלוונטי פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

73 כל אחד מהמחוונים כולל גם קריטריונים לבוחנים )לקהל(. תכן הנדסי הוא תהליך של קבלת החלטות מחזורי העושה שימוש במדע, מתמטיקה והנדסה כדי להמיר משאבים בצורה אופטימלית ולהשיג מטרה מוצהרת (2013.(Tayal, גישות תכן הנדסי מקובלת בחינוך הן הנדסה קדימה )מייקינג( והנדסה הפוכה. בתכן ויצור מוצר, הנדסה הפוכה משמשת לרוב לחיקוי או שיפור מוצרים קיימים, כאשר מייקינג נועד ליצור מוצר חדש שעונה לצרכיו של היוצר. בהוראה, זוהי דרך המאפשרת לספק את סקרנות הלומד לגבי אופן פעולת המוצר ולטפח מיומנויות רבות בהנדסה. מיומנויות אלו כוללות: עבודת צוות, שימוש בכלי עבודה, תיעוד, ביצוע אנליזה )ניסויים, ניתוח מבני, ניתוח פונקציונלי(, טיפוח יצירתיות, בניית אב טיפוס ובדיקתו, והבנת הצורך במחזוריות תכן הנדסי. המשימה המודגמת היא תכן הנדסי של צעצוע "חכם". המשימה כוללת חקר לפני פירוק, פירוק ותכנון שיפור. הקבוצה נחלקת לזוגות, כאשר כל זוג לומד להשתמש בכלים, לשרטט ולתעד את דרך פעולתו, תפקידו וחלקיו של המוצר. 3 לאחר מכן ממשיך תהליך התכנון ההנדסי במטרה לפתח מוצר אחר שתפקידו לסייע בהוראת נושא מדעי. התכן מבוצע על ידי תיאור ושרטוט הרעיונות שלהם, תכנון בדיקה וביצוע אב-טיפוס. בתהליך מבוצעת הערכה טכנולוגית והנדסית למוצר באמצעות הצגת המוצר לקבוצה ומילוי שאלון מבוסס מחוון. דרישות קדם הכרות שלבי תכן הנדסי שימוש בפורמט אופיס הבנת כללי שרטוט בסיסי הכרות רכיבי אלקטרונים ובקר דיגיטלי טרם הסדנה יפורסם שאלון הכרות להתאמת הסדנה למשתתפים משאבים ואמצעים משך 6 ש"ל בשני מפגשים של 3 ש"ל כל אחד )כל ש"ל הינה 45 דקות, סה"כ 270 דקות( מעבדה עם שש שולחנות עבודה או דלפקי עבודה מחשבים מחוברים לרשת האינטרנט 3 השראה של הפעילות מתבססת על 73 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

74 מוצר לפירוק: צעצוע טכנולוגי. 6 ערכות ארדואינו עם חיישנים 2 מדפסות תלת מימד כלי עבודה: סרגלים, דבק חם, מברגים ופליירים כלי כתיבה ונייר תוכנית הפעילות 74 o o o o o o o הסבר כללי על: מבנה ומטרות הסדנה, דרישות קדם, חשיפה לטכניקת תכן הנדסי בשיטת הנדסה הפוכה ומייקינג )הדגמה קצרה בעזרת מצגת( חשיפה לסביבת מייקינג מדפסת תלת-מימד בעזרת תוכנת טינקרקאד, בקר ארדואינו וחיישנים ותוכנת ממשק ארדואינו IDE( או/ו )S4A חלוקת הקבוצה לצוותים ( עד 2 מורים( ובחירת צעצוע: צעצוע בעל 5 חלקים לפחות מורכב מכנית ביצוע הנדסה הפוכה לצעצוע נבחר )הפעלה המשימות באמצעות מרחב הלמידה(: משימה חקר השערת עקרון פעולה פירוק - o o o o o ניתוח מבני ופונקציונלי, ניסוי, בחינת השערות הרכבה )צריך לקחת את הצעצוע לטובת המפגש השני( 1. פיתוח רעיון למוצר לימודי חדש מבוסס על עקרון מדעי ( למשל: המרת אנרגיה, מומנטים, גלגלי שיניים, מנוע חשמלי/מכני, תנועה סיבובית, מגנטיות(. 2. הכנת המוצר. דרישות מינימום למוצר החדש: שימוש בחלקים שפורקו מהצעצוע שימוש בעקרון המתבסס על הצעצוע שפורק במקרה ותבוצע הדפסה, משך ההדפסה לא יעלה על זמן קצוב החלק יכול להכיל: בקר ארדואינו או דומה לו, חיישן ומפעיל מי שלא מספיק, ימשיך את המשימה באמצעים שלו או שיתאם פגישה עם המורה תחקיר ומשוב אמצע סדנה הצגת המוצר החדש שיבוצע בסביבת מייקינג לקבוצה ומתן הערכה של הקהל לפי המחוון פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

75 לכל קבוצה ניתן זמן קצוב מצגת תכלול שקפים לפי המחוונים המצורפים ותחקיר ומשוב סוף סדנה 75 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

76 6.1 מחוון הישגים לדוח הנדסה הפוכה ציר הטכנולוגיה והנדסה קריטריון ערך ציון 2 ציון 1 3 תיאור המוצר )מצגת( תיאור כל המוצר מסופק. כולל סקיצה ורישום מפורט המסייע להסביר כל חלק ותפקידו. תיאור מסוים של המוצר מסופק. כולל סקיצה ורישום המסייע להסביר כל חלק ותפקידו. לא סופק תיאור של ההתקן. רשימה של כל רשימת חלקים )מצגת( החלקים שנמצאו בפירוק. כולל תיאור הכולל לכל חלק: שם, כמות, ממד גאומטרי, פונקציה, ומקור המידע רק 2 חלקים חסרים ברשימה. תיאור חלקים חסר. יותר משני חלקים חסרים והתיאורים של חלקים לא היו שלמים. פורטו והוצגו סקיצות ושרטוטים )מצגת( סקיצות ממדיות, מסומנות וממוספרות של כל החלקים. כל חלק משרטט עם שרטוט כולל. סקיצות מסוימות אינן ממדיות, מסומנות וממוספרות. חלק מהחלקים היו ללא סקיצות או שרטוט הסקיצות היו חסרות או לא היו עם ממדים וסימנים הנחיות תהליך עבודה )מצגת( תיאור שלב אחר שלב של פעולת המוצר, כיצד לפרקו ואיך להרכיבו תיאור שלב אחר שלב של פעולת המוצר ללא הוראות פירוק והרכבה אין פירוט מחוון לבוחנים )לקהל( כללי עבודה לפי הנחיות, ביצוע תיעוד מפורט ותיעוד מסודר של התהליכים עבודה על-פי הנחיות וביצוע תיעוד חלקי וחסר עבודה לא לפי הנחיות ואי ביצוע תיעוד 76 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

77 הקבוצה השלימה את תהליך תכן הנדסי התהליך כדי למצוא את פתרון התכן הטוב ביותר לבעיה שנבחרה )זה כולל תיעוד של התהליך כולו עם שרטוט, חשיבה, קבלת החלטות, תיאורים וכו '( הקבוצה השלימה את תהליך התכן ההנדסי, כולל תיעוד חלקי של התהליך עם שרטוט, בחירת פתרון, תיאור, קבלת החלטות וכו' הקבוצה לא עוברת את התהליך המלא. התלמידים בצוות עבודת צוות הצוות עבד היטב ביחד והציג את תוצאות הפרויקט הצוות היה מסוגל לעבוד יחד ולהציג את תוצאות הפרויקט לא יכלו להניח בצד את חילוקי הדעות ולתקשר ביעילות. הצוות סיכם היטב הצגת הנדסה הפוכה את הנתונים והתוצאות. כולל פירוט ניתוח מבני ופונקציונלי ברור. ותיאר את המוצר החדש היטב כולל סקיצות צוות סיכם את הנתונים והתוצאות. כולל פירוט ניתוח מבני ופונקציונלי. ותיאר את המוצר החדש כולל סקיצות שום מידע לא התקבל זמנים עמדו בזמנים לא עמדו בזמנים סה"כ הערות: 77 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

78 6.2 מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר המיומנות והיצירתיות קריטריון ערך ציון 2 ציון 1 3 הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי )מצגת( סופק תיאור יסודי ומפורט לבעיה הבעיה הייתה מתוארת במידה מסוימת הבעיה לא תוארה באופן ברור או לא תוארה בכלל תיאור המוצר )מצגת( סופק תיאור יסודי, מפורט וקצר של המוצר המוצר היה מתואר במידה מסוימת המוצר תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל סקיצות ושרטוטים )מצגת( סופקו הוראות ותיאור כולל שרטוטים של המוצר החדש סופקו מעט שרטוטים ותיאורים לא סופק דבר בדיקה וניסוי )מצגת( התלמידים הראו ניסוי שבצעו למוצר והשיפורים שהם מתכננים התלמידים תיארו במעט את הניסוי אך לא הציגו תוצאות לא בוצע דבר מחוון לבוחנים )לקהל( אופן הצגת המוצר התלמידים הסבירו בבירור את המוצר והציגו אותו לקבוצה התלמידים התקשו להסביר את המוצר אך הציגו אותו לקבוצה התלמידים לא הסבירו ולא הציגו מוצר מצגת ערוכה היטב וברורה לקהל מצגת לא הייתה ברורה לא הוצג דבר סה"כ הערות: 78 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

79 6.3 מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר כישורי הלמידה קריטריון הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי )מצגת( חלופות/אסטרטגיות לפתרון הבעיה למשל: סיעור מוחות, העלאת רעיונות חדשים )מצגת( הגדרת מפרט פתרון הנבחר ותיעוד בדיקה וניסוי )מצגת( יצירתיות/יזמות/חדשנות/מקוריות: פרויקט רב/בין תחומי; ידע חדש בתחום עצמו שלא נלמד בכיתה/שימוש בכלי חדש; ערך חברתי; יישום תעשייתי; ערך רלוונטי. מיומנויות שבאות לביטוי בביצוע 79 3 סופק תיאור יסודי ומפורט לבעיה ערך ציון 1 2 הפרויקט practices / skills מגוון מיומנויות )שאלת שאלות, חקירה, סופק תיאור יסודי, מפורט וקצר של המוצר סופק מפרט יסודי, מפורט וקצר של המוצר התלמידים הראו ניסוי שבצעו למוצר והשיפורים שהם מתכננים התלמידים הראו יצירתיות ומקוריות מחוון לבוחנים )לקהל( התלמידים הסבירו בבירור את הבעיה הייתה מתוארת במידה מסוימת המוצר היה מתואר במידה מסוימת המפרט היה מתואר במידה מסוימת התלמידים תיארו במעט את הניסוי אך לא הציגו תוצאות התלמידים הראו במעט התלמידים התקשו להסביר את המוצר אך הבעיה לא תוארה באופן ברור או לא תוארה בכלל המוצר תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל המפרט תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל לא בוצע דבר לא בוצע שום דבר חדש התלמידים לא הסבירו ולא הציגו מוצר ציון תכן הנדסי פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

80 פתרון בעיות, הערכת חלופות ועוד( וכלים בביצוע הפרויקט המוצר והציגו אותו לקבוצה הציגו אותו לקבוצה מצגת ערוכה היטב וברורה לקהל מצגת לא הייתה ברורה לא הוצג דבר תכנון ויישום הפרויקט תוכנן לפי הגדרת הבעיה ומסמך הדרישות ויושם מלא בהתאם הפרויקט תוכנן לפי הגדרת הבעיה ומסמך הדרישות ויושם חלקית בהתאם לא בוצע דבר סה"כ 80 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

81 6.4 סיכום נושא הנדסה הפוכה ו'מייקינג' סדנה זו עוסקת בתכן הנדסי של צעצוע "חכם" וכוללת חקר, פירוק ותכנון שיפור. הקבוצה נחלקה לזוגות, כאשר כל צוות לומד להשתמש בכלים ולאחר הנדסה הפוכה מפתח "צעצוע חכם" שתפקידו לסייע בהוראת נושא מדעי. בסדנה מבוצעת הערכה מעצבת טכנולוגית והנדסית למוצר באמצעות הצגתו לקבוצה ומילוי מחוון. הסדנה אמורה להימשך 270 דקות בשני משכים, כאשר החלק הראשון כולל לימוד כלים ותרגול הנדסה הפוכה, והחלק השני כולל הערכת המוצר. בפועל, הסדנה בוצעה במשך אחד וארכה 90 דקות. השתתפו בה כ- 20 מורים ומתוכם ביצעו את הסדנה באופן מלא שמונה מורים בארבעה צוותים. בגלל קיצור הזמנים, הסדנה החסירה את התרגול של הנדסה הפוכה לצעצוע, ואת החלק השני של ביצוע הערכה שהומר לביצוע במסגרת עבודת בית והערכה מסכמת ללא מילוי מחוון. בסדנה עסקנו בעקרונות תאורטיים של השימוש בהנדסה הפוכה ומייקינג להוראת תכן הנדסי. כמו כן, תרגלנו ביצוע תאורטי של תכן הנדסי ונעזרנו בכלים דיגיטליים: תוכנת טינקרקאד וסימולטור בקר ארדואינו. 4 בעבודת הבית המורים נדרשו להכין מערך שיעור המבוסס על הנדסה הפוכה של צעצוע והפיכתו ל"חכם". לאור הסדנה על שני חלקיה )בכיתה ובבית( והתוצרים של המורים להלן מספר תובנות: א. ב. ג. ד. שיטת ההוראה המוצעת לא הייתה מוכרת למורים. חלקם הכירו מהי הנדסה הפוכה וחלקם הכירו מהי סביבת מייקרים, אך הם לא ראו שיטה משלבת. בשיחות סיכום הסדנה המורים הציגו דעה חיובית וחושבים על שילובה בהוראה שלהם. כתיבה ובניית מערך שיעור בנושא לימוד תכן הנדסי אינה משימה פשוטה. קבוצות שהתנסו בתהליך נחשפו לתהליך התכן ההנדסי ולדרכים שניתן הציגו בפני תלמידים. הקבוצות שהגישו את המטלה )ארבע קבוצות( התבססו על דף עבודה שניתן להם. ניכר שחלקם הבין את המשימה ואחרים פחות. סיבות אפשריות לכך הן: משך הסדנה שקוצר, תכנון לא נכון של המשימה, אי ביצוע דוגמה של פרויקט בפועל. סדנת תכן הנדסי שמבוססת על השתתפות פעילה חייבת להיות מותאמת למשכים ארוכים יותר. המורים שהגישו את המשימה השלימו את החלק המעשי של הסדנה במסגרת עבודת הבית. ייתכן שמורים שלא הגישו את המשימה העדיפו לא לעשות זאת בגלל הזמן הדרוש לביצוע. 4 תוכנת טינקרקאד - תוכנת ארדואינו פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

82 ה. ו. ז. 6.5 התוצרים שהוגשו היו ברמות עיבוד שונות. היו קבוצות שהעמיקו ואחרות פחות. אם היה משוב כערכה מעצבת היה התוצר טוב יותר אצל כולם. לכן, נקודה לשיפור היא הקמת פורום שמורים יחויבו להעלות את העבודות שלהם ולקבל משובים מעמיתים. הסדנה השתמשה בצעצוע כאמצעי טכנולוגי, וחלק מהמורים העדיף להשתמש באמצעים טכנולוגיים שהם הכירו. אין בכך פסול, אבל הייתה פגיעה בעקרונות תכן באמצעות ההנדסה הפוכה. נקודה לשימור, היא לאפשר למורים יצירתיות. לשיפור, באמצעי הטכנולוגי כפי שתוכנן במקור של הסדנה. היה מומלץ למקד אותם לדף העבודה צירפנו מחוון שלא תוקף במסגרת מחקרית. הוא אמצעי שפותח על ידי כמנחה סדנאות ופרויקטים. נקודה לשימור, צריך לבנות ולהשתמש במחוון, לשיפור יש לתקף אותו לפני הצגתו ולמלא יחד עם המורים. דוגמאות לתוצרים והערכותיהן עבור מטלת הנדסה הפוכה ומייקינג שהוגשו על ידי מורים מובילים במגמות אלקטרוניקה ומכטרוניקה 'המקרה של צעצוע'- מטלה שהוגשה על ידי צוות א' 1. רקע הסדנה: סדנה זו עוסקת בלימודי תכן הנדסי מתוך התנסות בהנדסה הפוכה ויצירת מוצרים. ביצוע תהליך תכנון הנדסי במטרה לפתח מוצר שתפקידו לסייע בהוראת נושא מדעי. התכן מבוצע על ידי תיאור ושרטוט הרעיונות שלהם, תכנון בדיקה וביצוע אב-טיפוס. בתהליך מבוצעת הערכה טכנולוגית והנדסית למוצר באמצעות הצגת המוצר לקבוצה ומילוי שאלון מבוסס מחוון. 2. מטרות הסדנה מטרה מרכזית חשיפה והתנסות בתכן הנדסי בגישת הנדסה הפוכה ומייקינג עם טכנולוגיות דיגטליות מטרות אופרטיביות חשיפה לטכנולוגיות מייקרים ביצוע הנדסה הפוכה לצעצוע עם תתי המטרות הבאות: o לבחון וללמוד על המוצר לפני הפירוק o לתאר את המערכת ולפרט אופן פעולתה 82 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

83 לפרק את המוצר o להציע רעיונות לשינוי/שיפור במוצר ובחירת הרעיון לביצוע o לבצע תכן הנדסי ראשוני של השינוי והשיפור o כתיבת דו"ח מסכם / מצגת ומשוב 3. מהלך העבודה 3.1. שלב ראשון: חקר בעוד שבתהליך תכן, בנקודת ההתחלה יש יחסית מעט מידע על הבעיה אותה עומדים לפתור, במקרה של הנדסה הפוכה עומדים לרשותנו כבר בנקודת ההתחלה מקורות מידע חשובים המכילים כמות גדולה של מידע. אנו נפנה לטפל במידע של מקורות אלו לפני שנתחיל את תהליך הפירוק של המוצר. )משימה: צלמו את המערכת בשישה מבטים מלמעלה ומלמטה ומכל צד, תוסיפו במידת הצורך צילומים מזוויות מיוחדות. זהו וסמנו על גבי הצילומים סימנים כגון: לוגו, דגם ואחרים הקשורים לתפקיד ופעולה של המערכת.( תרשים מס' - 1 צילום הרובוט אשר נבנה לצורך הפרויקט 83 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

84 שלב ראשון: תיאור המערכת ואופן פעולתה משימה : פרטו תפקידים, דרישות ומאפיינים של המערכת. שימו לב לפרטים הבאים: צורה, שיטת הפעלה, יציבות, אמצעים להנעה, כיוון הסיבוב, שיטה התנועה להלן מספר שאלות: 1. מה תפקידו של המוצר? נתחו והסבירו את מטרת המערכת. לעזור לילדים עם בעיות מוטוריות, את הילד וגם להכינו לעולם המתקדם מבחינה טכנולוגית לו הוא יגדל. ובכך, מטרת פרויקט זה היא לשלב בין העולמות השונים. 2. מיהו קהל היעד? ילדים בעלי בעיות מוטוריות בגילאים 3-7. כל אדם יכול להשתמש במערכת כמשחק. 3. אלו מושגים פיזיקליים נדרשים להפעלת המוצר? גלגול, חיכוך בקרים מצלמות ברגים תאר כיצד המוצר פועל - מידע: שערו כיצד פועלת מערכת זו או דומות לה. הפעילו את המערכת ומתוך הניסוי קבעו את אות המבוא ואת אות המוצא של המערכת. תארו את המערכת בצורת דיאגרמת מלבנים הבאה:.4 הפעלת המפעילים קבלת מידע ועיבודם והפעלת המפעילים אות חשמלי מבוקר מחשב תרשים מס' 2 דיאגרמת מלבנים של הפרויקט 84 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

85 דיאגרמת מל שליטה על רכב צעצוע בתוך מבוך. הילד יצטרך לשלוט על רכב צעצוע הכלוא בתוך מבוך וזאת על ידי ג'ויסטיק רגיש לתנועות קטנות. הילד יידרש להוציא את הרכב מהמבוך תוך הימנעות מהתנגשות בקירות ותוך פרק זמן מוגבל. הרגישות הגבוהה של הגויסטיק תעזור באימון על שליטה בתנועות הקטנות של היד. על הרכב יוצמדו חיישני מגע שיפעילו אזעקה בכל פעם שהרכב מתנגש בכדי לסמן שהילד נכשל במשימתו. מהם שיטות ההפעלה של המוצר? חשבו על הפונקציות של המערכת. תארו את הפונקציות וכיצד הן מתבצעות..5 שליטה דרך המחשב באמצעות אנרגיה חשמלית )בקרים( 3.2. שלב ראשון: הכנה לפירוק המערכת מורכבת מרכיבים ראשיים ומשניים שלכל אחד מהם יש לפחות תפקיד אחד )שכן אין מקום במערכת לרכיבים שאין להם תפקיד(. פירוק תפקודי )פונקציונאלי( הוא פירוק שתפקידו לענות על השאלה "איזה תפקיד ממלא החלק הנדון במערכת?". קרוב לוודאי, שכבר לפני הפירוק ומן המידע שאספנו אנו כבר יכולים לשער איזה תפקודים נמצא. משימה: מתוך ההיכרות עם פונקציות המערכת, תפתחו ותציגו השערות לגבי עיקרון המבנה ואופן פעולה של המערכת. תפתחו ותציגו השערות לגבי רשימת רכיבי המערכת, סדר הפירוק, ואמצעים הדרושים לפירוק, סימון ותיעוד. מתוך ההיכרות עם פונקציות המערכת, תפתחו ותציגו השערות לגבי עיקרון המבנה ואופן פעולה של המערכת. עקרון המבנה והפעולה יהיה על ידי מנועים חשמליים שמופעלים דרך המחשב ומערכות תמסורת שקשורות למנועים..6.7 להלן מספר שאלות שיסיעו לכם השערות: איזה תפקודים שונים אנחנו מצפים למצוא בתוך המערכת לפני שנפרק אותה בניית תוכנית עבודה : מהם השלבים של הפירוק? שלב 1 קבלת תדרוך מפורט הסבר על כללי בטיחות חלוקת הכיתה לקבוצות עבודה התחלת הפירוק מיון החלקים פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

86 תנועה תנועה סיבובית שדה מגניטי צילום מהמצלמה היעזרו בטבלה הבאה: שלב פירוק שם חלק אמצעים דרושים הערות מצלמות אמצעי זהירות 1 בקרים אמצעי זהירות 2 טבלה מס' 1 טבלת חלקים שלב שני: פירוק המערכת פירוק ואנליזה: לאחר רישום ההשערות, נפרק את המערכת וננסה לאתר את תת המערכות המבצעות תפקודים אלו. סיומו של שלב זה הוא תיאור של תת-המערכות שכל אחת מהן מבצעת תפקוד אחד. משימה: פרקו את המערכת ותארו תתי מערכות שלה. הכינו מפות קשרים בין תתי המערכות. צלמו את כל שלבי הפירוק. פירוק מערכת החלו בפירוק הצעצוע לתתי מערכות צלמו את כל שלבי הפירוק, היעזרו בטבלה מסעיף 6 בשלב הראשון. אם קיים צורך, עדכנו את הטבלה פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

87 מספרו כל חלק ותארו את תפקיד תתי המערכות תרשים מס' 3 תיאור סכמטי של הרובוט לפי חלקים 87 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

88 שלב פירוק שם חלק אמצעים דרושים הערות מיני בקר אמצעי זהירות 1 גלגלים אמצעי זהירות 2 טבלה מס' 2 טבלת חלקים פירוק תת מערכת: בחרו תת מערכת מסוימת של המערכת ותארו את תפקידה. פרקו את תת המערכת פירוק עמוק ככל האפשר בעזרת הכלים העומדים לרשותכם. רשמו כיצד תת המערכת פועלת, מהם האמצעים הטכנולוגיים שנבחרו ושולבו בה..2 תרשים מס' 4 תתי חלקים של הרובוט 88 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

89 3. היעזרו בטבלה המצורפת. שם רכיב מצלמה גלגלים תפקיד צילום תנועה לכיוון הנכון טבלה מס' 3 חלקים ותפקידם החליטו אם קיים צורך בפירוק נוסף לתת המערכת באותה הדרך. אם לא, נמקו למה לא, אין צורך שהתלמיד יכנס לפרטי פרטים בשלב זה..4.5 הכנת רשימת חלקים: 1. הכינו רשימה של תת מערכות (BOM) Bill of Materials באופן הבא : שם תת מערכת אב/בן כמות סוג חומר 8 זרועות אלומניום 2 מצלמה פלסטיק וסכוכית טבלה מס' 4 תת מערכות והחומרים מהם הם עשויים 2. פרטו מהם הרכיבים שלא פורקו ותסבירו מדוע. רשימת רכיבים מצלמה בקר הסבר לא צריך לפרק המצלמה עד הסוף לא צריך לפרק הבקר עד הסוף טבלה מס' 5 רשימת חלקים נותרים 89 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

90 מפת קשרים 3.3. שלב שלישי: הצעת לפיתוח מוצר הדגמה תרשים מס' 6 מפת קשרים בחרו תת מערכת שמציתה את דמיונכם או רכיב בודד או כל חלק אחר במערכת. שלפו את תת המערכת / רכיב / חלקים מתוך המוצר והציעו דרך ליצירה ובנייה של מוצר שונה וחדש!!! על בסיס הצעצוע, הציעו שני רעיונות אפשריים למוצר. 90 רעיון 1: פתרון 1: מערכת הדורשת מילד לזרוק כדוק לעבר נקודה מסויימת. בכל פעם שהילד מחמיץ יידרש לזרוק עוד פעם לעבר אותה המטרה. זיהוי מקום הפגיעה יתבצע על ידי הנחת מספר רב של חיישני מגע על משטח מסויים ולהאיר את אחד החיישנים )מאחור תהיה מערכת פנסים המסוגלת להאיר כל חיישן בנפרד( כך שהילד יצטרך לפגוע בחיישן הספיצי המואר. במקרה של פספוס, לא יילחץ החיישן הדרוש וכך ניתן יהיה לזהות שהילד פספס את המטרה. רעיון 2: שליטה על רכב צעצוע בתוך מבוך. הילד יצטרך לשלוט על רכב צעצוע הכלוא בתוך מבוך וזאת על ידי ג'ויסטיק רגיש לתנועות קטנות. הילד יידרש להוציא את הרכב מהמבוך תוך הימנעות מהתנגשות בקירות ותוך פרק זמן מוגבל. הרגישות הגבוהה של הג'ויסטיק תעזור באימון על שליטה פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

91 בתנועות הקטנות של היד. על הרכב יוצמדו חיישני מגע שיפעילו אזעקה בכל פעם שהרכב מתנגש בכדי לסמן שהילד נכשל במשימתו. בחרו את הפתרון והכינו סקיצה מתאימה. תרשים מס' - 7 סקיצת פתרון לשיפור המערכת 3.4. שלב רביעי: מערכת חדשה ובדיקתה פיתוח מערכת חדשה: לאחר הפירוק, אתם יכולים לבחור נושא מדעי שתרצו ללמד בעזרת המוצר. ענו ובצעו את המשימות הבאות: יצירה א- ב- ג- ד- ה- ו- מה תפקידו של המוצר בהקשר להדגמת נושא מדעי או טכנולוגי הכינו דיאגרמת מלבנים המתארת המוצר רשמו מהם החלקים של המערכת החדשה והאמצעים שידרשו לביצוע יצרו ו/או תכננו בעזרת שרטוט )טכני או חשמלי( את הרכיבים הנדרשים למוצר שתכננתם. תעדו את תהליך ההרכבה )רשמו את השלבי והוסיפו צילומים( תארו שינוים בתכנית העבודה )אם היו( בציון סיבות ורציונל לשינוי. 91 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

92 בדיקה א- ב- ג- תארו מהם שלבי הבדיקה הציגו את תוצאותיה רשמו מסקנות דוח מסכם ומצגת יש להכין מצגת המתארת את תהליך החקר, הממצאים, מושגים חדשים, וכמובן את המוצר שתוכנן ונבנה. היעזרו במידע שאספתם בדוח. דוגמה שקף 1: הציגו את התמונות וכתבו בראשי פרקים את המידע שקיבלתם מהחקירה שקף 2: ספרו מהו השינוי שביצעתם ולמה שקף 3: הציגו את הפתרון שקף 4: רפלקציה קבוצתית שקף 5: רפלקציה אישית )רק במצגת שהוגשה במרחב הלמידה( 92 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

93 משוב למטלת 'המקרה של צעצוע' שהוגשה על ידי צוות א' מחוון הישגים לדוח הנדסה הפוכה ציר הטכנולוגיה והנדסה קריטריון תיאור המוצר )מצגת( רשימת חלקים )מצגת( סקיצות ושרטוטים )מצגת( הנחיות תהליך עבודה )מצגת( כללי ערך ציון תיאור כל המוצר מסופק. כולל סקיצה ורישום מפורט המסייע להסביר כל חלק ותפקידו. רשימה של כל החלקים שנמצאו בפירוק. כולל תיאור הכולל לכל חלק: שם, כמות, ממד גאומטרי, פונקציה, ומקור המידע פורטו והוצגו סקיצות ממדיות, מסומנות וממוספרות של כל החלקים. כל חלק משרטט עם שרטוט כולל. תיאור שלב אחר שלב של פעולת המוצר, כיצד לפרקו ואיך להרכיבו עבודה לפי הנחיות, ביצוע תיעוד מפורט ותיעוד מסודר של התהליכים תיאור מסוים של המוצר מסופק. כולל סקיצה ורישום המסייע להסביר כל חלק ותפקידו. רק 2 חלקים חסרים ברשימה. תיאור חלקים חסר. סקיצות מסוימות אינן ממדיות, מסומנות וממוספרות. חלק מהחלקים היו ללא סקיצות או שרטוט תיאור שלב אחר שלב של פעולת המוצר ללא הוראות פירוק והרכבה מחוון לבוחנים )לקהל( עבודה פי הנחיות וביצוע תיעוד חלקי וחסר לא סופק תיאור של ההתקן. יותר משני חלקים חסרים והתיאורים של חלקים לא היו שלמים. הסקיצות היו חסרות או לא היו עם ממדים וסימנים אין פירוט עבודה לא לפי הנחיות ואי ביצוע תיעוד ציון פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

94 3 תהליך תכן הנדסי הקבוצה השלימה את התהליך כדי למצוא את פתרון התכן הטוב ביותר לבעיה שנבחרה )זה כולל תיעוד של התהליך כולו עם שרטוט, חשיבה, קבלת החלטות, תיאורים וכו '( הקבוצה השלימה את תהליך התכן ההנדסי, כולל תיעוד חלקי של התהליך עם שרטוט, בחירת פתרון, תיאור, קבלת החלטות וכו' הקבוצה לא עוברת את התהליך המלא או התיעוד הנוכחי של התהליך. 3 עבודת צוות הצוות עבד היטב ביחד והציג את תוצאות הפרויקט שלה הצוות היה מסוגל לעבוד יחד ולהציג את תוצאות הפרויקט התלמידים בצוות לא יכלו להניח בצד את חילוקי הדעות ולתקשר ביעילות. 3 הצגת הנדסה הפוכה הצוות סיכם את היטב את הנתונים והתוצאות. כולל פירוט ניתוח מבני ופונקציונלי ברור. ותיאר את המוצר החדש היטב כולל סקיצות צוות סיכם את הנתונים והתוצאות. כולל פירוט ניתוח מבני ופונקציונלי. ותיאר את המוצר החדש כולל סקיצות שום מידע לא התקבל 3 זמנים עמדו בזמנים לא עמדו בזמנים סה"כ 23 הערות : נדרשתם להכין מצגת, לבחור מוצר ולבצע פירוק. בחרתם דרך אחרת. הנדסה הפוכה למוצר שאתם הכנתם. גישה מעניינת, שונה מהרעיון של מוצר קיים. 94 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

95 מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר המיומנות והיצירתיות קריטריון ערך ציון 2 ציון הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי )מצגת( סופק תיאור יסודי ומפורט לבעיה הבעיה הייתה מתוארת במידה מסוימת הבעיה לא תוארה באופן ברור או לא תוארה בכלל 3 תיאור המוצר )מצגת( סופק תיאור יסודי, מפורט וקצר של המוצר המוצר היה מתואר במידה מסוימת המוצר תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל 2 סקיצות ושרטוטים )מצגת( סופקו הוראות ותיאור כולל שרטוטים של המוצר החדש סופקו מעט שרטוטים ותיאורים לא סופק דבר 1 בדיקה וניסוי )מצגת( התלמידים הראו ניסוי שבצעו למוצר והשיפורים שהם מתכננים התלמידים תיארו במעט את הניסוי אך לא הציגו תוצאות לא בוצע דבר מחוון לבוחנים )לקהל( --- אופן הצגת המוצר התלמידים הסבירו בבירור את המוצר והציגו אותו לקבוצה התלמידים התקשו להסביר את המוצר אך הציגו אותו לקבוצה התלמידים לא הסבירו ולא הציגו מוצר --- מצגת ערוכה היטב וברורה לקהל מצגת לא הייתה ברורה לא הוצג דבר סה"כ 9 הערות: המוצר הוצג מילולית היטב אך חסר שרטוטים והבנת עקרון הפעולה. היה צורך להעשיר באמצעים הטכנולוגיים 95 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

96 מחוון לציר כישורי הלמידה ציון הבעיה לא תוארה באופן ברור או לא תוארה בכלל המוצר תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל המפרט תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל לא בוצע דבר לא בוצע שום דבר חדש ערך ציון קריטריון 2 3 הבעיה סופק תיאור הייתה הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי יסודי מתוארת ומפורט במידה )מצגת( לבעיה מסוימת חלופות/אסטרטגיות לפתרון הבעיה סופק תיאור המוצר היה למשל: סיעור מוחות, העלאת יסודי, מתואר רעיונות חדשים מפורט וקצר במידה מסוימת של המוצר )מצגת( המפרט היה סופק מפרט יסודי, מתואר מפורט וקצר במידה הגדרת מפרט פתרון הנבחר ותיעוד מסוימת של המוצר התלמידים התלמידים הראו ניסוי תיארו במעט שבצעו בדיקה וניסוי את הניסוי למוצר אך לא הציגו והשיפורים )מצגת( תוצאות שהם מתכננים יצירתיות/יזמות/חדשנות/מקוריות: התלמידים פרויקט רב/בין תחומי; ידע חדש התלמידים הראו בתחום עצמו שלא נלמד הראו במעט יצירתיות בכיתה/שימוש בכלי חדש; ערך ומקוריות חברתי; יישום תעשייתי; ערך רלוונטי. מחוון לבוחנים )לקהל( 96 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

97 מיומנויות שבאות לביטוי בביצוע הפרויקט practices / skills מגוון מיומנויות )שאלת שאלות, חקירה, פתרון בעיות, הערכת חלופות ועוד( וכלים בביצוע הפרויקט מצגת תכנון ויישום התלמידים הסבירו בבירור את המוצר והציגו אותו לקבוצה ערוכה היטב וברורה לקהל הפרויקט תוכנן לפי הגדרת הבעיה ומסמך הדרישות ויושם מלא בהתאם סה"כ התלמידים התקשו להסביר את המוצר אך הציגו אותו לקבוצה מצגת לא הייתה ברורה הפרויקט תוכנן לפי הגדרת הבעיה ומסמך הדרישות ויושם חלקית בהתאם התלמידים לא הסבירו ולא הציגו מוצר לא הוצג דבר לא בוצע דבר תכן הנדסי הערות: המוצר הראה על יצירתיות הנדסית וטכנולוגית. למידה של התלמיד מתוך עניין ומטרה. ציון סופי - הערכה אישית + מחוון +השתתפות : פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

98 מטלת 'המקרה של צעצוע' הגשה על ידי צוות ב' 98 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

99 99 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

100 100 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

101 101 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

102 102 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

103 103 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

104 104 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

105 105 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

106 106 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

107 107 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

108 מצגת 'מקרה של צעצוע צוות ב' הטכניון מכון טכנולוגי לישראל הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה יישום הנדסה הפוכה ומיקינג בצעצוע שם המרצה משה גרינהולץ Slide 1 Slide 2 אנו החלטנו להשתמש ב מוח המערכת ולהרכיב עליו גלגלים מאסיביים יותר אשר הדפסנו במדפסת תלת מימד ולבנות ממנו רכב שטח רכב לבדיקת עבירות בפני שטח משובשים Slide פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

109 הפתרון מודל ורסטילי עבור תלמידים לצורך חקר מרכב בסיסי עליו מחובר מוח המערכת המפעיל גלגלים מקצועיים אשר בעזרתם ניתן לחקור חיכוך בין משטחים Slide 4 התהליך בניית המוצר החדש היה מורכב שלב ראשון בחירת נושא מעולמנו יכול לתרום ללימוד בצורה משמעותית וכך אכן היה חשבנו רבות כיצד המוצר יהיה אינטראקטיבי כך שיעניין להמשיך ולבצע עליו ניסויים ואכן המוצר שלנו כזה הקדשנו חשיבות רבה למראה של המוצר כך שיהיה נוח להפעילו אל מול כיתה וגם לאפשר לתלמידים להבין בקלות כיצד להפעילו בחירת הנושא הייתה קלה אבל הקדשנו מחשבה ועבודה רבה בבניית המוצר כך שיהיה גם מזמין לימוד גם מדגים בצורה טובה וגם עוזר בהקניית חוויה לימודית Slide 5 X נושא הנדסה הפוכה הנו נושא חשוב ושימושי מאוד בתחומים הטכנולוגיים ככזה נדרש מאתנו מורים ומנחים להכירו ולדעת להבנות ידע ומיומנויות לתלמידים במסגרת הלימוד והסדנה שנערכו במקצוע נחשפתי לתחומים חדשים אשר יאפשרו לי להשתמש בשיטת לימוד זו בצורה טובה ויעילה יותר העבודה שנעשתה בקבוצה אפשרה לי לשפר את המיומנויות החברתיות מיומנויות שאני כמנחה מציג ומקנה לתלמידי במסגרת הנחיית פרויקטים Slide פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

110 Y העבודה בשיטת הנדסה הפוכה מרתקת אותי אני רואה בה פתח ליצירתיות בעיקר החלק בפיתוח בו אנו משפרים את המוצר ומקנים לו ערכים נוספים העבודה בצוות הייתה פורייה ביצענו סיעור מוחות בכל נושא ובחרנו ושיפרנו את הרעיונות האפקטיביים ביותר Slide פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

111 משוב יישום הנדסה הפוכה ומייקינג המקרה של צעצוע- צוות ב' מחוון הישגים לדוח הנדסה הפוכה ציר הטכנולוגיה והנדסה קריטריון ערך ציון 2 ציון תיאור המוצר )מצגת( תיאור כל המוצר מסופק. כולל סקיצה ורישום מפורט המסייע להסביר כל חלק ותפקידו. תיאור מסוים של המוצר מסופק. כולל סקיצה ורישום המסייע להסביר כל חלק ותפקידו. לא סופק תיאור של ההתקן. 3 רשימת חלקים )מצגת( רשימה של כל החלקים שנמצאו בפירוק. כולל תיאור הכולל לכל חלק: שם, כמות, ממד גאומטרי, פונקציה, ומקור המידע רק 2 חלקים חסרים ברשימה. תיאור חלקים חסר. יותר משני חלקים חסרים והתיאורים של חלקים לא היו שלמים. 3 סקיצות ושרטוטים )מצגת( פורטו והוצגו סקיצות ממדיות, מסומנות וממוספרות של כל החלקים. כל חלק משרטט עם שרטוט כולל. סקיצות מסוימות אינן ממדיות, מסומנות וממוספרות. חלק מהחלקים היו ללא סקיצות או שרטוט הסקיצות היו חסרות או לא היו עם ממדים וסימנים 3 הנחיות תהליך עבודה תיאור שלב אחר שלב של פעולת המוצר, כיצד לפרקו ואיך להרכיבו תיאור שלב אחר שלב של פעולת המוצר ללא הוראות פירוק והרכבה אין פירוט )מצגת( 111 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

112 מחוון לבוחנים )לקהל( 3 כללי עבודה לפי הנחיות, ביצוע תיעוד מפורט ותיעוד מסודר של התהליכים עבודה פי הנחיות וביצוע תיעוד חלקי וחסר עבודה לא לפי הנחיות ואי ביצוע תיעוד 3 תהליך תכן הנדסי הקבוצה השלימה את התהליך כדי למצוא את פתרון התכן הטוב ביותר לבעיה שנבחרה )זה כולל תיעוד של התהליך כולו עם שרטוט, חשיבה, קבלת החלטות, תיאורים וכו '( הקבוצה השלימה את תהליך התכן ההנדסי, כולל תיעוד חלקי של התהליך עם שרטוט, בחירת פתרון, תיאור, קבלת החלטות וכו' הקבוצה לא עוברת את התהליך המלא או התיעוד הנוכחי של התהליך. 3 עבודת צוות הצוות עבד היטב ביחד והציג את תוצאות הפרויקט שלה הצוות היה מסוגל לעבוד יחד ולהציג את תוצאות הפרויקט התלמידים בצוות לא יכלו להניח בצד את חילוקי הדעות ולתקשר ביעילות. 3 הצגת הנדסה הפוכה הצוות סיכם את היטב את הנתונים והתוצאות. כולל פירוט ניתוח מבני ופונקציונלי ברור. ותיאר את המוצר החדש היטב כולל סקיצות צוות סיכם את הנתונים והתוצאות. כולל פירוט ניתוח מבני ופונקציונלי. ותיאר את המוצר החדש כולל סקיצות שום מידע לא התקבל 3 זמנים עמדו בזמנים לא עמדו בזמנים סה"כ 27 הערות : פעלתם לפי הנחיות והצגתם באופן ברור את הטכנולוגיה 112 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

113 מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר המיומנות והיצירתיות קריטריון ערך ציון 2 ציון הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי )מצגת( סופק תיאור יסודי ומפורט לבעיה הבעיה הייתה מתוארת במידה מסוימת הבעיה לא תוארה באופן ברור או לא תוארה בכלל 3 תיאור המוצר )מצגת( סופק תיאור יסודי, מפורט וקצר של המוצר המוצר היה מתואר במידה מסוימת המוצר תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל 3 סקיצות ושרטוטים )מצגת( סופקו הוראות ותיאור כולל שרטוטים של המוצר החדש סופקו מעט שרטוטים ותיאורים לא סופק דבר 3 בדיקה וניסוי )מצגת( התלמידים הראו ניסוי שבצעו למוצר והשיפורים שהם מתכננים התלמידים תיארו במעט את הניסוי אך לא הציגו תוצאות לא בוצע דבר מחוון לבוחנים )לקהל( -- - אופן הצגת המוצר התלמידים הסבירו בבירור את המוצר והציגו אותו לקבוצה התלמידים התקשו להסביר את המוצר אך הציגו אותו לקבוצה התלמידים לא הסבירו ולא הציגו מוצר -- - מצגת ערוכה היטב וברורה לקהל מצגת לא הייתה ברורה לא הוצג דבר סה"כ 12 הערות: המוצר הוצג מילולית היטב השימוש הפיזיקלי בגודל הגלגל והקשר לעבירות נכון ומעניין את הלומד. היה צורך להעשיר באמצעים הטכנולוגיים 113 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

114 מחוון למייקינג ופיתוח מוצר ציר כישורי הלמידה קריטריון ערך ציון 2 ציון הגדרה ואפיון הבעיה מהיבט מדעי )מצגת( סופק תיאור יסודי ומפורט לבעיה הבעיה הייתה מתוארת במידה מסוימת הבעיה לא תוארה באופן ברור או לא תוארה בכלל 3 חלופות/אסטרטגיות לפתרון הבעיה למשל: סיעור מוחות, העלאת רעיונות חדשים )מצגת( סופק תיאור יסודי, מפורט וקצר של המוצר המוצר היה מתואר במידה מסוימת המוצר תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל 3 הגדרת מפרט פתרון הנבחר ותיעוד סופק מפרט יסודי, מפורט וקצר של המוצר המפרט היה מתואר במידה מסוימת המפרט תואר באופן לא ברור או לא תואר בכלל 3 בדיקה וניסוי )מצגת( התלמידים הראו ניסוי שבצעו למוצר והשיפורים שהם מתכננים התלמידים תיארו במעט את הניסוי אך לא הציגו תוצאות לא בוצע דבר יצירתיות/יזמות/חדשנות/מקוריות: 3 פרויקט רב/בין תחומי; ידע חדש בתחום עצמו שלא נלמד בכיתה/שימוש בכלי חדש; ערך חברתי; יישום תעשייתי; ערך רלוונטי. התלמידים הראו יצירתיות ומקוריות התלמידים הראו במעט לא בוצע שום דבר חדש 114 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

115 מחוון לבוחנים )לקהל( מיומנויות שבאות לביטוי בביצוע הפרויקט practicesמגוון / skills מיומנויות )שאלת שאלות, חקירה, פתרון בעיות, הערכת חלופות ועוד( וכלים בביצוע הפרויקט התלמידים הסבירו בבירור את המוצר והציגו אותו לקבוצה התלמידים התקשו להסביר את המוצר אך הציגו אותו לקבוצה התלמידים לא הסבירו ולא הציגו מוצר תכן הנדסי --- מצגת ערוכה היטב וברורה לקהל מצגת לא הייתה ברורה לא הוצג דבר --- תכנון ויישום הפרויקט תוכנן לפי הגדרת הבעיה ומסמך הדרישות ויושם מלא בהתאם הפרויקט תוכנן לפי הגדרת הבעיה ומסמך הדרישות ויושם חלקית בהתאם לא בוצע דבר סה"כ 15 הערות: המוצר הראה על יצירתיות הנדסית וטכנולוגית. למידה של התלמיד מתוך עניין ומטרה. ציון סופי - הערכה אישית + מחוון +השתתפות : פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

116 6.6 סיכום הפרק "תכן הנדסי של צעצוע "חכם" באמצעות הנדסה הפוכה ומייקינג" בסדנת תכן הנדסי של צעצוע "חכם" הכוללת חקר, פירוק ותכנון שיפור, כל צוות למד להשתמש בכלים ולאחר הנדסה הפוכה פיתח "צעצוע חכם" שתפקידו לסייע בהוראת נושא מדעי. הסדנה ארכה 90 דקות והשתתפו בה כ- 20 מורים. בסדנה נלמדו העקרונות תאורטיים של השימוש בהנדסה הפוכה ומייקינג להוראת תכן הנדסי ותורגל ביצוע של תכן הנדסי תוך שימוש בתוכנת טינקרקאד וסימולטור בקר ארדואינו. התובנות המרכזיות מתוצרי המורים הן: שיטת ההוראה המוצעת לא הייתה מוכרת למורים והם למדו אותה תוך מחשבה לשלבה במסגרות ההוראה שלהם; כתיבה ובניית מערך שיעור בנושא לימוד תכן הנדסי לא הייתה משימה פשוטה למורים אך הם בהחלט התנסו בתהליך התכן ההנדסי; המורים שהגישו את המשימה השלימו את החלק המעשי של הסדנה במסגרת עבודת הבית, כלומר, סדנת תכן הנדסי המבוססת על hand-on חייבת להיות מותאמת למשך זמן ארוך יותר; התוצרים שהוגשו היו ברמות שונות, לפיכך מומלץ להקים פורום בו מורים יחויבו להעלות את עבודותיהם ולקבל משובים עמיתים; כמו כן מומלץ למקד את המורים באמצעי הטכנולוגי ובבניית ובשימוש במחוון. 116 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

117 7. ניתוח כרזות על בסיס המחוון תכן הנדסי במסגרת תכנית ההכשרה קיבלו המורים הנחיות מפורטות לכתיבת עבודת גמר והפקת כרזה המבוססת על פרויקט חקר מדעי. במסגרת הכרזה הם התבקשו להתייחס לסעיפים הבאים: כותרת הכוללת את נושא העבודה, שמות המגישים ומוריהם ושם בית הספר; מבוא המהווה בסיס עיוני בו משולבים מקורות מידע והצגת ידע קודם המובילים לשאלות החקר ולמטרות העבודה; תיאור מערך החקר הכולל שאלות חקר, משתנים, כלים ומהלך; ממצאים הכוללים הסברים מילוליים לצד ייצוגים גרפיים; דיון ומסקנות, כפרק מסכם הקושר בין סיכום הממצאים לבין שאלות החקר והרקע להן שהועלו במבוא לעבודה; רשימת מקורות בהם נעשה שימוש לכתיבת העבודה הכתובים ע"פ הכללים המקובלים בכתיבה מדעית. מסגרת עבודת החקר מוצגים סעיפי הכרזה בצורה של פרקים, והם כוללים בנוסף לסעיפי הכרזה בפתיח העבודה גם תוכן עניינים הכולל בנוסף לרשימת הפרקים רשימת איורים, סכמות, גרפים, תמונות וכו' ותקציר הכולל תיאור תמציתי לעבודת החקר שבוצעה המאפשר לקורא לדעת במה עסק המחקר גם מבלי לקרוא את העבודה הכתובה כולה, ובסיומה רפלקציה אישית וקבוצתית ונספחים. להלן דוגמאות לקריטריונים לניתוח העבודות והמשוב אשר ניתן עבורם: פרק קריטריונים דוגמה תיאור הבעיה כפי שמשתקפת תיאור הבעיה מהתופעה המתוארת, תוך הצגת האילוצים הנדרשים לתכנון הפתרון פרויקט מד דופק לב לשימור: הבעיה הוצגה כצורך על בסיס תיאור תופעה. לשיפור: חסרה הגדרה של אילוצים 117 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

118 פרק קריטריונים דוגמה בחינת חלופות לתכן הפתרון פרויקט במת הרמה לשימור: הוצגו חלופות ונתנו נימוקים לבחירת החלופה המתאימה ביותר לשיפור: השיקולים לבחינת לא מוגדרים בצורה הנדסית מפרט פונקציונלי לא הוצגו מפרטים פונקציונליים תיאור דרישות לפתרון מפרט טכני פרויקט חיישן רוורס לשימור: הוצגו מדדים כמותיים כיעד להשגה 118 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

119 פרק קריטריונים דוגמה לשיפור: פרמטרים קריטיים התייחסות ליחס מהירות\מרחק לא מוצגים ואין תכן הפתרון סכמה פרויקט מד דופק לב לשימור: מוצגת סכמה חשמלית מלאה לשיפור: כיוון המעגל מקשה על הקריאה בו 119 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

120 פרק קריטריונים דוגמה שיקולי תכנון פרויקט קובייה אלקטרונית לשימור: הוצגו שיקולי תכנון לשיפור: שיקולי התכנון מתבססים על צריכת זרם ממוצע ולכן לא לקוחים בחשבון מצב קיצוני לרעה ( case worst )scenario תיאור מערך הבדיקה פרויקט חיישן רוורס לשימור: מערך הבדיקה ברור לשיפור: לא הוצג הציוד הנדרש 120 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

121 פרק קריטריונים דוגמה תיאור הניסויים פרויקט חניון חכם מערך הבדיקה והניסויים לשימור: הוצגו הניסויים שיש לבצע לשיפור: הניסויים הוצגו כתכנון לביצוע עתידה ולא כניסויים שכבר בוצעו, כמו כן לא הוצג מערך בדיקה. תיאור תהליך גילוי וזיהוי של תקלות פרויקט קובייה אלקטרונית לשימור: הוצגו התקלות והפתרון להן לשיפור: חסרה קביעה האם הפתרון אכן פתר הבעיה, והאם נבחנו עוד אלטרנטיבות 121 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

122 פרק קריטריונים דוגמה תיאור מפורט של המסקנות שהופקו מהתהליך שבוצע לאורך הניסוי פרויקט מחזיק מפתחות לשימור: הוצגו ההבדלים בין התכנון לתוצאה בפועל לשיפור: חסרים ניתוח והסקת מסקנות לגבי השינוי שבוצע, מה הסיבות לצורך בשינוי ומה ניתן לשפר בעתיד 122 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

123 7.1 מסקנות בחינת הכרזות שהוגשו ניתן לציין מספר מסקנות לאחר בחינת הכרזות שהוגשו והתהליך שהמשתלמים עברו: זוהה שיפור משמעותי מאוד בין הגרסאות הראשונות לגרסאות הסופיות של הכרזות ברוב הכרזות יש התייחסות לרוב המרכיבים של המחוון, החל מתיאור הבעיה בחינת חלופות, שיקולי תכנון, הצגת התכן, הצגת מערך הבדיקה והניסויים שבוצעו, ותיאור תוצאות ושינויים. עם זאת לרוב, התוכן של הסעיפים הנזכרים לעיל לא עומד בקריטריונים הנדרשים. ברוב המקרים יש עודף מלל ואין מספיק שימוש בשפה הנדסית, כגון שימוש בתרשימים, טבלאות, רשימות מנוקדות points( )bullet וכדומה. נראה שהשימוש במרכיבי המפרט לא אומץ על ידי המשתלמים. לרוב, המוצרים לא הוגדרו כנדרש, ולא הוצג תיאור פונקציונלי באף כרזה. גם השימוש במקורות לרוב לוקה בחסר או צוינו שלא לפי המקובל. 123 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

124 7.2 הכרזות הנבחרות ונימוקי השופטים כרזה 1: נימוקי השופטים: פתרון לבעיה נפוצה המוצגת באופן ברור 124 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

125 כרזה 2: נימוקי השופטים יישום ועיצוב מרשימים לנושא רלוונטי המיועד לקהלים רבים 125 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

126 כרזה 3 רעיון חדשני המוצג באופן ויזואלי מיטבי 126 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

127 כרזה 4 רעיון יישומי לבעיית בטיחות מהותית 127 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

128 7.3 דוגמאות להערכות תוצרי מטלת הפקת כרזה שלב א' כללי כותרת העבודה הצעת נושא מושגים ותהליכים מפת מושגים וקשרים מקורות לפי - כללי ה APA 10% 20% חסרה מפת המושגים חסרה כותרת למפת המושגים חסר תיאור אופי הקשרים בין המושגים האיורים חשובים אך הם אינם מפת מושגים אלא ייצוג חזותי של חלק מהמושגים יש לייצר מפת מושגים מתאימה. כמו כן על כל ייצוג חזותי צריכים להופיע כותרת והסבר בגוף הטקסט כולל לחלקי האיור. 20% 20% 20% בשער העבודה חסר שם בי"ס בשער העבודה חסרה התמחות המגישים בשער העבודה חסר תאריך קשה להבין מהכותרת את נושא הפרויקט בהצעת הנושא חסרה התייחסות לרלוונטית בהצעת הנושא חסרה התייחסות לצורך בהצעת הנושא חסרה התייחסות למטרת הלמידה חסרה הגדרת מושגים חסרה הגדרת תהליכים חסרה רשימת מקורות המקורות אינם רשומים לפי כללי ה- APA חסרה שנת הוצאה של המקור הראשון נשאלת השאלה האם אין בנמצא מקור או שניים מהשנים האחרונות? 10% התחלה טובה! עבודה טובה! עבודה טובה מאוד! 128 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

129 7.4 דוגמאות להערכות תוצרי מטלת הפקת כרזה שלב ב' שאלה - 1 התחלת שאלה - 2 כישורי כללי 10% כותרת העבודה הפרויקט למידה שאלה 3- תרשים 30% 30% 30% בשאלה 2 נדרש לבחור ולהסביר מהרשימה המצורפת. עבודה טובה! בשער העבודה חסר שם בי"ס בשער העבודה חסרה התמחות המגישים בשער העבודה חסר תאריך בשער העבודה חסר שם הפרויקט בשאלה 1 תיארתם את תהליך הלמידה לקראת ההיערכות לפרויקט אך חסרים: הגדרת הבעיה והאילוצים, זיהוי חלופות, בחירת חלופה והגדרת מפרט. כתיבה הנדסית תקינה היא בגוף 3 )לדוגמא: "יוצג סיפור הקוביה"(. כמו כן כתיבה הנדסית תקינה היא בגוף 3 )לדוגמא: "בפרויקט תענה השאלה מהם צרכים של נהגים"(. חסרה התייחסות לשאלה 3. בשאלה 3 נדרש תרשים מלבנים של התוצר. בשאלה 3 נדרש תרשים מלבנים של התוצר לפי יכולות ולא סקיצת תוכן. בשאלה 3 נדרש תרשים מלבנים של התוצר לפי יכולות ולא לפי דו"ח התקדמות/גאנט. בשאלה 3 נדרש תרשים מלבנים של התוצר לפי יכולות ולא לפי רכיבים, למשל במקום "בקר ארדואינו" - "יכולת עיבוד נתונים וקבלת החלטות". בשאלה 3 נדרש תרשים מלבנים של התוצר לפי יכולות ולא לפי רכיבים, למשל במקום "7 לדים" - "יכולת תצוגה". בשאלה 3 נדרש תרשים מלבנים של התוצר לפי יכולות ולא לפי רכיבים, למשל במקום "רמקול" - "פלט קולי". 129 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

130 7.5 דוגמאות להערכות תוצרי מטלת הפקת כרזה שלב ג' הערות על הגשה ראשונה הערות על הגשת ביניים הערות על הגשה סופית עבודה טובה!.PDF נדרש להגיש ב- טעויות עברית שרטוט ולא סרטוט, רישומי חישובי חוזק שרטוט לא מובן, נדרש הסבר מילולי. להשתמש בגוף שלישי פאסיבי ולא בגוף ראשון, למשל השוואה בין תכנון מקורי לבפועל "המוצר שלנו הינו ייחודי במינו" אינו ביטוי הנדסי, וכן בהצגת מערך הבדיקה "מחזיק מפתחות להיות יותר אמין" אינו ביטוי הנדסי. להפחית חזרתיות, למשל תקציר הפרויקט מיותר. להפחית את כמות הצבעים, לדאוג לקונטקרסט טוב בין כיתוב לרקע. הצגת תכן ושיקולי תכנון המפרט הטכני נדרש הסבר מדוע נבחר מפרט זה. לא הוצגו חלופות לתכן. נימוק העלות סביר, אך שאר הנימוקים לא מדויקים ולא מלמדים על ההחלטה מתאים/לא מתאים. עבודה טובה! הגהה - ניסוח )למשל, "הפרויקט "שלנו" הוא ניסוח לא מקובל וגם "לא מוצא חן בעינינו", בחינת חלופות ושיקולי תכן ולא "חקירה מידענית"(, אחידות זמנים )אנו רוצים לפתח לעומת ביצועי המוצר היו בינוניים(, שורטטו ולא שורטטו. "ביצועי המוצר היו בינוניים" אינה שפה הנדסית אי אפשר לדעת על סמך מה נבחר הפתרון. תמונות רבות מידי של תיעוד הכנת המוצר ומאידך פרק "מדדי ביצוע" קטן מידי. ידע וניסיון אינן מיומנויות. נושא הפרויקט צריך לכלול הגדרת הבעיה ומפרט הפתרון. בחירת החלופות קיימת אך ההגדרות אינן מנומקות. יש לציין תוצאות צפויות לעומת מצופות כולל אחוזי סטייה. בבדיקת איתור בעיות מתואר תהליך בניה ולא הבדיקות עצמן. 130 התחלה טובה! הכרזה עתירת מלל רב מידי תיעוד הכנת המוצר מיותר, אין צורך לספר מה קרה אלא להציג את המוצר. קיים שימוש בשפה שאינה הנדסית, למשל - "המוצר עבד יפה", "המערכת שבנינו אטרקטיבית וחיונית". הגהה זמנים )היה? יהיה?(, איסוף ולא אסיפת נתונים, ניסוח לא בגוף ראשון רבים )"חשבנו על"(, הווי ולא הוואי. התמונות מופיעות ללא מתן קרדיט למקור הרלוונטי וכן ללא הסבר הקשר ביניהן לתכן. קיימת הגדרת בעיה, חקירה ובחינת חלופות. בתיאור הבעיה אין תיאור של הבעיה. נושא הפרויקט אינו מוגדר כבעיה ולכן הצורך אינו ברור. תיאור הבעיה והגדרת הפתרון צריכים לכלול את הבעיה ולא מה רוצים ללמד. חשיבה מחוץ לקופסא אינה בהכרח מציאת פתרון לבעיה לא מוגדרת. בצורך מוגדר המוצר ולא הצורך. לא רלוונטי: הצגת הקוד, הצגת לוח המשחק. חסרים: הצגה של צורך, הגדרת מוצר, ניתוח חלופות, שרטוט חשמלי, תיאור פונקציונאלי, תרשים מלבנים, הגדרת מוצר ופתרון, רשימת מכלולים עם פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

131 הערות על הגשה ראשונה הערות על הגשת ביניים הערות על הגשה סופית מיומנויות לפי המחוון, מיומנויות הבאות לביטוי בביצוע הפרויקט הן: שאלת שאלות, חקירה, פתרון בעיות, הערכת חלופות ועוד. כדאי לנסות למצוא מיומנויות מתאימות יותר מחלק מהמיומנויות שבחרתם להציג. נדרש ערך ביצועי ולא ערך יחידת מידה. מהם הבדיקות שבוצעו, האם הצליחו? מערך הבדיקות אין התייחסות לתוצאות בפועל. מערך הבדיקות צריך לכתוב מה בוצע ולא מה צריך לעשות חסרים מקורות לפי.APA )חלק מהכרזות לא הוגש לבדיקה סופית( יעדי ביצוע, השוואת תכן ברמת מפרט לביצוע בפועל, שיקולי חלופות, תיאור תכן, תיאור בדיקות ותוצאות, דיון בפער בין מפרט ותוצאות, רשימת מקורות. לדים הם דרך מימוש ולא תיאור יכולות ולכן אינם רלוונטיים. מהסעיף "דילמות" לא ברור מה הפתרון הנבחר. שיקולי התכנון אינם רלוונטיים. הצגת פתרונות קיימים אינה רלוונטית. בהצגת הפתרון לא מוצגים שיקולי תכן. קשה להתייחס להצגת תכן פתרון ושיקולי תכנון ללא הגדרת מוצר. בהצגת התכן מוצג תיאור תהליך פיתוח ולא התכן עצמו. הצגת מערך הבדיקה ומדדים נדרשים אינם מוגדרים באופן ספציפי אלא כללי. עד הצגת מערך הבדיקה והניסויים אין התייחסות למוצר. פרק בדיקת איתור בעיות מנוסח כאילו המוצר לא נבנה ולא נבדק. אין הצגת תוצאות ולכן לא ניתן להסיק מסקנות ולהציע הצעות לשיפור. המסקנות המוצעות אינן רלוונטיות לתכן המוצר אלא כלליות בהקשר פדגוגי. הכרזה אינה מתייחסת לפרויקט אלא למערך שיעור בנושא למידה מבוססת פרויקטים ככלי למידה משמעותי. לא ברור על סמך מה ניתנו הצעות לשיפור שכן אין מפרט ותוצאות. קשיים בלמידה אינו סעיף רלוונטי משום שהוא כללי מידי ולא מתייחס לפרויקט הנוכחי. חסרה רשימת מקורות. חסר מפרט יכולות. נדרש להוריד שרטוט. )חלק מהכרזות לא הוגש לבדיקת ביניים( 131 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

132 הערות על הגשה ראשונה הערות על הגשת ביניים הערות על הגשה סופית יש התייחסות לתהליך לימודי ולא למוצר. השוואת תכנון מקורי לפועל בעייתית כי לא ברור מהו התכנון המקורי. )חלק מהכרזות לא הוגש לבדיקה ראשונית( 132 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

133 7.6 הערכות עמיתים עבור הכרזות מטלה 1 מד דופק לב עם מודול GSM 51 לשימור 1. הצגה ויזואלית של הכרזה )עושר ובהירות הנושאים המוצגים( 2. כרזה קריאה ופשוטה להבנה נקודות לשיפור 1. הצגת המיומנויות הנדרשות )לא קיימת( הצגת תמונות המערכת בצורה חדה וברורה לשימור תיאור בחירת הפתרון המתאים הינו מפרוט וכולל הסברים הנדרשים להבנה פשוטה תיעוד הכנת המוצר כולל תמונות רבות להמחשה אשר עוזרות להבנת התהליך לשיפור שיקולים לבחירת המוצר מבין החלופות לא מובן 72 קשה להבין למה הפתרון המוצע עדיף מהחלופות חסרה בביליוגרפיה לשימור כרזה יפה ומזימנה התעמקות, מרוכזת, פוטוגנית וניראית ממצא לשיפור 68 כדאי לתת רפלקציה אישית וקבוצתית ע"מ להסיק מסקנות כולל דידקטיות וחברתיות, לעתיד לבוא לשימור ביצוע יפה של סכמת הפעולה קיים שימוש יפה בטבלאות ותרשימים לשיפור להוסיף שימוש במקורות להוסיף תהליך גילוי וזיהוי של בעיות 133 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

134 מטלה 5 קובייה אלקטרונית 63 לשימור שלבי החקר ושיקולי תכנון 95 לשיפור כדאי לתת רפלקציה אישית וקבוצתית ע"מ להסיק מסקנות כולל דידקטיות וחברתיות, לעתיד לבוא לשימור תיאור הבעיה בצורה ברורה והצורך מאחורי תכנון המערכת ואת קהל היעד שתשרת המערכת תיאור הדרישות וקיים מפרט פונקציונאלי כולל הגדרה פונקציונאלית בנוסף למפרט טכני לשיפור תכן הפתרון חסר מפרט פונקציונאלי למערכת לא מופיעים שרטוטים של רכיבים או תת מערכת מהמערכת הכללית ואת יחסי הגומלין בין כל הרכיבים הנזכרים 134 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

135 מטלה 6 ניהול נוכחות אלקטרוני 92 לשימור שימוש בטבלאות ותרשימים נעשה בצורה יפה והם עוזרים מאוד להבנה של הפרויקט מערך בדיקות וניסוים הינו ברור ומפורט וכולל כלל מרכיביו לשיפור תיאור הבעיה לא כולל בחינת חלופות - התמונות של רשימת חלקים אינם כוללים כתוביות וקשה להבין איזה מהם שייך למי, לכן קריטריון תכן הפתרון נפגע קלות עקב כך. לשימור להקל את אסיפת הנתונים של כל תלמיד קליטת נתונים בצורה אמינה לשיפור 95 טביעת אצבע לא מסורתי בכיתה יהיה גם מסך LCD עם לחצן כאשר ילחץ המורה על הלחצן יוצג על המסך שמות התלמידים אשר נעדרו ואחרו )לפעמים צריך לשמור על פרטיות( לשימור תיאור הבעיה כנדרש וקיים מפרט פונקציונאלי כולל הגדרה פונקציונאלית ברורה ותיאור יכולת מלא מוגדר תכן הפתרון קיים תיאור עקרוני של פעולות המערכת וקיימת סכמה מפורטת לשיפור בניית אב טיפוס למערכת - לתאר מערך הבדיקה והניסויים על המערכת הסופית לשימור להקל את אסיפת הנתונים של כל תלמיד קליטת נתונים בצורה אמינה לשיפור: טביעת אצבע לא מסורתי בכיתה יהיה גם מסך LCD עם לחצן כאשר ילחץ המורה על הלחצן יוצג על המסך שמות התלמידים אשר נעדרו ואחרו )לפעמים צריך לשמור על פרטיות( 135 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

136 מטלה 7 במת הרמה )מגבהה בורגי מכני( 49 לשימור 1. הצגה ויזואלית של הנושא )תמונות( 2. כרזה קריאה ופשוטה להבנה נקודות לשיפור 1. הגדרה ברורה ומרוכזת של הדרישות )יכולות וטכניות( הצגת שיקולי התכנון בצורה מופשטת וכוללת לשימור ביצוע יפה של שיקולי התכנון ביצוע טוב של בחינת חלופות לבחירת הפתרון לשיפור להוסיף מפרט פונקציונלי להוסיף פרמטרים הנדסיים הנדרשים לתכנון הפתרון 136 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

137 מטלה 8 תכן דלת אוטומטית לחניה פרטית - לשימור 1- הצגת הצורך והבעיה והצגת הפתרונות היה מדויק ומתאים 2- מגוון תחומי הידע והמיומנויות שירכו על ידי תלמידים מאוד יעילים לשיפור 1- הצגת הפתרון אינה מפורטת ואין בה ענין רב לציבור אין חדשנות בתחום כאשר קיימים פתרונות יותר פשוטים לאותו צורך לשימור ניראה מיקצועי ומושקע יש כימות של מאפיינים ע"מ לקבל החלטה בנוגע לחלופות לשיפור 90 כדאי לתת רפלקציה אישית וקבוצתית ע"מ להסיק מסקנות כולל דידקטיות וחברתיות, לעתיד לבוא לשימור 1- תיאור הבעיה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת, תוך הצגת הפרמטרים ההנדסיים הנדרשת לתכנון הפתרון: הבעיה מתוארת כנדרש כולל הגדרת רלוונטיות וצורך 2- מיומנויות הבאות לביטוי בביצוע הפרויקט )שאלת שאלות, חקירה, פתרון בעיות, הערכת חלופות ועוד( וכלים בביצוע הפרויקט: קיים תיאור מפורט לשיפור 1- שיקולי תכנון- הוצגו חלק משיקולי התכנון - 2- תיאור תהליך גילוי וזיהוי של תקלות - אין תיאור מפורט של תהליך גילוי וזיהוי של תקלות ואין ציון כשלים בתכנון לשימור דלת קלה דלת חסכונית באנרגיה הדרושה להפעלתה לשיפור 137 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

138 עלות צריכה להיות פחות מ תשלובת שרשרת לשימור תכן הפתרון--הוצגו שיקולי תכנון-על ופרוט לפי המכלולים השונים תיאור הבעיה--הבעיה מתוארת כנדרש כולל הגדרת רלוונטיות וצורך לשיפור 1- רפלקציה קבוצתית--אין ההתייחסות - 2- תיאור תהליך גילוי וזיהוי של תקלות -- אין תיאור מפורט של תהליך גילוי וזיהוי של תקלות ואין ציון כשלים בתכנון לשימור דלת קלה דלת חסכונית באנרגיה הדרושה להפעלתה לשיפור עלות צריכה להיות פחות מ 3500 תשלובת שרשרת 138 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

139 מטלה 10 ייצור מכלול מחזיק מפתחות במדפסת תלת ממד - לשימור 1- שיקולי התכנון של המחזיק באים מעולם התלמידים הדבר שמגביר מוטיבציה 2- בפרויקט זה התלמידים רוכשים מיומנות רבות ובמיוחד מימניות בין אישית לשיפור 1- יש מקום היה לשלב בפתרון רכיבים אלקטרוניים אשר יתרמו באפקטים כמו זמזום או הבהוב אור היה ראוי לתאר את חווית הפעילות של התלמידים והתחושות וההשלכות של הפעילות הקבוצתית )רפלקציה( לשימור מיומנויות נדרשות ותיאור הפעולה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת, תוך הצגת הפרמטרים ההנדסיים הנדרשת לתכנון הפתרון, שני קריטריונים אלה בוצעו בצורה ברורה מאוד טובה וברורה לשיפור תיאור דרישות לפתרון, המפרט הטכני לא תואר כהלכה. 87 שימוש בטבלאות ותרשימים, לא נעשה שימוש בכלי זה, הייתי מציע להשתמש בו כיוון שזה מקל ועוזר להבנה עמוקה יותר לשימור תיאור המיומנות שהם מיומנות המאה ה- 21 וחשיבותן לגבי השבחת וטיוב פרויקטי גמר בחינוך הטכנולוגי הצגת הפתרון ושלבי הביצוע ( תרשים הזרימה ) של שלבי העבודה המהווה קו מנחה לתלמידים לשיפור 83 חסר הצגת חלופות לפתרון בתכנון של המוצר שימוש דל בטבלאות ובתרשימים בבחירת נתונים לתכנון ולהשוואה עם מוצרים קיימים לשימור תיאור מפרט פונקציונאלי כולל הגדרה פונקציונאלית ברורה ותיאור יכולת מלא מוגדר תיאור המיומנות וחשיבותן לגבי השבחת וטיוב פרויקטי גמר בחינוך הטכנולוגי הצגת שלבי הביצוע של שלבי העבודה אשר מהבים קו מנחה לתלמידים לשיפור חסר שרטוט טבלאות ותרשמים בבחירת הנתונים להשוואה בין המוצרים הקיימים בפועל חסר הצגת חלופות לפתרון בתכנון של המוצר 139 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

140 70 לשימור מיומנויות נדרשות ותיאור הפעולה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת, תוך הצגת הפרמטרים ההנדסיים הנדרשת לתכנון הפתרון, שני קריטריונים אלה בוצעו בצורה ברורה מאוד טובה וברורה לשיפור 70 תיאור דרישות לפתרון, המפרט הטכני לא תואר כהלכה. שימוש בטבלאות ותרשימים, לא נעשה שימוש בכלי זה, הייתי מציע להשתמש בו כיוון שזה מקל ועוזר להבנה עמוקה יותר לשימור מיומנויות נדרשות ותיאור הפעולה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת, תוך הצגת הפרמטרים ההנדסיים הנדרשת לתכנון הפתרון, שני קריטריונים אלה בוצעו בצורה ברורה מאוד טובה וברורה לשיפור תיאור דרישות לפתרון, המפרט הטכני לא תואר כהלכה. שימוש בטבלאות ותרשימים, לא נעשה שימוש בכלי זה, הייתי מציע להשתמש בו כיוון שזה מקל ועוזר להבנה עמוקה יותר 140 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

141 מטלה 11 חיישן רוורס לרכב - לשימור 1- הפרויקט מאוד חיוני בקרב תלמידים כאשר חושף אותם לצורך בבטיחות ושמירה על ערכים התנהגותיים בנהיגה ובתפעול רכב 2- מעשירה ומטפחת אצל התלמידים את מימוניות החקר קריטריונים לשיפור 1- לא מתואר במיומנויות את מיומנויות החקר למרות חשיבותה הרבה בפרויקט הצורך והגדת הבעיה לא הובהר אם הצורך הינו לכל סוגי הרכבים גם לרכבים גבוהים כמו משאיות ואוטובוסים או רק לרכב פרטי ובמסקנות לא הובהר אם צריך התאמה למערכת בכל סוגי כלי הרכב לשימור 1. הצגה ויזואלית של המערכת )תמונת הפתרון הרצוי( 2. כרזה קריאה ופשוטה להבנה נקודות לשיפור 1. שימוש בשיטת הערכה לניתוח ובחירת פתרון מתאים שימוש נכון בטבלאות וסכמות )תמונות( לתיאור נושאים לשימור הצגת התכן ושיקולי תכנון מפורטים מאוד וכוללים הסברים הנדרשים להבנה מערך בדיקה מפורט וכולל תמונה העוזרת להבנה לשיפור השוואה בין תכנון למוצר הספוי אב טיפוס, לא מפורט 71 לא כולל סיבות לשוני בין המוצר הסופי להתחלתי חסרה השוואה בין פתרון המוצע לבין חלופות אחרות לשימור תיאור דרישות לפתרון, המפרט הפונקציונלי והמפרט הטכני הוצגו בצורה טובה וברורה מערך הבדיקה והניסויים, הוצגו בצורה טובה וברורה וקלה להבנה לשיפור 141 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

142 שימוש בטבלאות ותרשימים, לא נעשה בכלל שימוש בטבלאות ותרשימים, עדיף להשתמש בתרשימים ובטבלאות כי הינם קלים להבנה וממוקדים יותר 91 והייתי מציע להדגיש על הסבר מפורט יותר לגבי עקרון הפעולה של המערכת כי אז יהיה קל יותר להבנה לשימור 1- מיומנויות הבאות לביטוי בביצוע הפרויקט )שאלת שאלות, חקירה, פתרון בעיות, הערכת חלופות ועוד( וכלים בביצוע הפרויקט; - קיים תיאור מפורט 2- תיאור הבעיה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת, תוך הצגת הפרמטרים ההנדסים הנדרשת לתכנון הפתרון- הבעיה מתוארת כנדרש כולל הגדרת רלוונטיות וצורך לשיפור 1- מפרט פונקציונלי- מפרט פונקציונלי חלקי ללא תיאור כנדרש - 2- שיקולי תכנון - הוצגו חלק משיקולי התכנון לשימור צפצוף מצלמה לשיפור זיהוי מרחק מרבי עם 100 ס"מ צריך להיות יותר מ 100 ס"מ 89 המרחק שבו מופעל הצפצוף צריך להיות יותר מ 20 ס"מ לשימור תיאור דרישות לפתרון--קיים מפרט פונקציונלי כולל הגדרה פונקציונלית ותיאור יכולות מלא מוגדר כנדרש תיאור הבעיה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת, תוך הצגת הפרמטרים ההנדסיים הנדרשת לתכנון הפתרון-- הבעיה מתוארת כנדרש כולל הגדרת רלוונטיות וצורך לשיפור חדשנות ויצירתיות--פתרון לא מקורי 71 שיקולי תכנון -- הוצגו חלק משיקולי התכנון לשימור תיאור דרישות לפתרון, המפרט הפונקציונלי והמפרט הטכני הוצגו בצורה טובה וברורה מערך הבדיקה והניסויים, הוצגו בצורה טובה וברורה וקלה להבנה 142 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

143 לשיפור שימוש בטבלאות ותרשימים, לא נעשה בכלל שימוש בטבלאות ותרשימים, עדיף להשתמש בתרשימים ובטבלאות כי הינם קלים להבנה וממוקדים יותר 71 והייתי מציע להדגיש על הסבר מפורט יותר לגבי עקרון הפעולה של המערכת כי אז יהיה קל יותר להבנה לשימור תיאור דרישות לפתרון, המפרט הפונקציונלי והמפרט הטכני הוצגו בצורה טובה וברורה מערך הבדיקה והניסויים, הוצגו בצורה טובה וברורה וקלה להבנה לשיפור שימוש בטבלאות ותרשימים, לא נעשה בכלל שימוש בטבלאות ותרשימים, עדיף להשתמש בתרשימים ובטבלאות כי הינם קלים להבנה וממוקדים יותר - והייתי מציע להדגיש על הסבר מפורט יותר לגבי עקרון הפעולה של המערכת כי אז יהיה קל יותר להבנה לשימור צפצוף מצלמה לשיפור זיהוי מרחק מרבי עם 100 ס"מ צריך להיות יותר מ 100 ס"מ 77 המרחק שבו מופעל הצפצוף צריך להיות יותר מ 20 ס"מ לשימור הבעיה מוצגת היטב שיקולי התכנון מופיעים באופן בהיר לשיפור להוסיף תיאור מערך הבדיקה להוסיף תיאור גילוי וזיהוי של בעיות 143 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

144 מטלה 12 חניון חכם 95 לשימור תיאור הבעיה כנדרש וקיים תיאור מפרט פונקציונאלי כולל הגדרה פונקציונאלית ברורה ותיאור יכולת מלא מוגדר ותיאור הבעיה כנדרש תכן הפתרון קיים תיאור עקרוני של פעולות המערכת וקיים תכן לפתרון וקיים תרשים מפורטת לשיפור חסרים סוגי בקרים ותרשימה זרימה לתכנון לתאר מערך הבדיקה והניסויים על המערכת הקימות בשוק 144 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

145 מטלה 13 מערכת שיפור מוטורית 59 לשימור שימוש בטבלאות ותרשימים, נעשה שימוש בטבלאות בצורה טובה וברורה ותיאור דרישות לפתרון שהוצע, הוצגו המפרט הפונקציונלי והמפרט הטכני בצורה טובה וברורה לשיפור תיאור מערך הבדיקה, לא הוצג בצורה מספקת ומובנה מספיק 90 והניסויים לא תוארו בצורה ברורה ואין מספיק מידע כדי להבין איך אפשר לבצע את מערך הבדיקה לשימור 1- מפרט פונקציאלי: יש מפרט מתאים לצרכים 2- מפרט טכני: יש מפרט טכני העונה על הדרישות לשיפור 1- תיאור מפורט של המסקנות שהופקו מהתהליך שבוצע לאורך הניסוי- קיים תיאור חלק תיאור הניסויים - אין תיאור של תהליך הניסוים שבוצעו לשימור תיאור הבעיה בצורה ברורה והצורך מאחורי תכנון המערכת ואת קהל היעד שתשרת המערכת תיאור הדרישות וקיים מפרט פונקציונאלי כולל הגדרה פונקציונאלית בנוסף למפרט טכני לשיפור 88 תכן הפתרון חסר פרטים נוספים בקשר לשאר רכיבי המערכת למרות שהם מופיעים בטבלת המפרט הפונקציונאלי לא מופיעים רכיבים או תת מערכת מהמערכת הכללית ואת יחסי הגומלין בין כל הרכיבים הנזכרים בטבלאות לשימור תיאור הבעיה-הבעיה מתוארת כנדרש כולל הגדרות רלוונטיות וצורך מפרט טכני- יש מפרט טכני העונה על הדרישות 145 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

146 לשיפור חדשנות ויצירתיות -שימוש חלקי בידע חדש 59 רפלקציה קבוצתית- לשימור אין ההתייחסות ימוש בטבלאות ותרשימים, נעשה שימוש בטבלאות בצורה טובה וברורה ותיאור דרישות לפתרון שהוצע, הוצגו המפרט הפונקציונלי והמפרט הטכני בצורה טובה וברורה לשיפור תיאור מערך הבדיקה, לא הוצג בצורה מספקת ומובנה מספיק והניסויים לא תוארו בצורה ברורה ואין מספיק מידע כדי להבין איך אפשר לבצע את מערך הבדיקה 146 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

147 7.7 סיכום זה בפרק מוצג תהליך ביצוע והפקת כרזות תכן הנדסי על ידי מורים מובילים במקצועות האלקטרוניקה והמכטרוניקה. תהליך זה כלל שלושה סבבים: הגשות ביניים, משובי עמיתים ומשובי ביניים ממומחי הערכה, ושיפוט סופי של כרזות כחלק מתחרות כרזות. מניתוח הכרזות על בסיס מחוון התכן הנדסי ניתנו דוגמאות מתוך הכרזות שהגישו המורים לתיאור הבעיה כפי שמשתקפת מהתופעה המתוארת תוך הצגת האילוצים הנדרשים לתכנון הפתרון, לבחינת חלופות לתכן הפתרון, למפרט פונקציונלי ולמפרט טכני, לסכמה, לשיקולי תכנון ולתיאור מערך הבדיקה בתהליך התכן ולתיאור הניסויים, לגילוי וזיהוי של תקלות ולמסקנות שהופקו מהתהליך שבוצע. להערכת העמיתים שהוצגה בפרק ערך רב בהתנסות המורים, המשמשים בדרך כלל כמנחי פרויקטי הגמר, כבוחנים, תוך הרחבת ראיית התהליך מעבר לפרספקטיבת המנחה. הכרזות נבחנו גם כל ידי מומחים בהערכת תכן הנדסי. הערכה זו מעלה מספר מסקנות: היה שיפור משמעותי בין הגרסאות הראשונות לגרסאות הסופיות של הכרזות; מרבית הכרזות כללו התייחסות לרוב המרכיבים של המחוון, החל מתיאור הבעיה, בחינת חלופות, שיקולי תכנון, הצגת התכן, הצגת מערך הבדיקה והניסויים שבוצעו, ותיאור תוצאות ושינויים. הנדרשים; עם זאת, מרבית הסעיפים הנזכרים לעיל לא עמדו בקריטריונים השימוש במרכיבי המפרט לא אומץ על ידי המשתלמים, המוצרים לא הוגדרו כנדרש, ולא הוצג תיאור פונקציונלי באף כרזה; השימוש במקורות לרוב לקה בחסר. בנוסף, הוצגו נימוקי השופטים לבחירת הכרזות המובילות. דוגמאות לנימוקים הן: פתרון לבעיה נפוצה המוצגת באופן ברור; יישום ועיצוב מרשימים לנושא רלוונטי המיועד לקהלים רבים; רעיון חדשני המוצג באופן ויזואלי מיטבי, ורעיון יישומי לבעיית בטיחות מהותית. 147 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

148 8. טיוב פרויקטי גמר בחינוך הטכנולוגי בהתאמה למגמת ביוטכנולוגיה בפרק זה מוצגות דוגמאות לתוצרי מטלות שהגישו מורים במסגרת הפעילות הסדנאית המתוארת בהמשך, כאשר כל מטלה מלווה בהערכת מומחה להערכה. הערכה זו מדגימה את השימוש הנכון במחוונים שפותחו במהלך הסדנה. בסוף הפרק צירפנו הדגשים למנחי הפרויקטים והמעריכים על סמך ניתוח הערכות אלו. במסגרת מרכז המורים הארצי למקצועות טכנולוגיים ), הטכניון( התקיימה בקיץ תשע"ט פעילות סדנאית בהיקף של 30 שעות עם ציון ומזכה בגמול השתלמות. בפעילות הסדנאית השתתפו מורים מובילים המהווים גם בוחנים ומעריכים לעבודות גמר וחקר במגמה ביוטכנולוגיה. ראשי פרקים מרכזיים בפעילות הסדנאית: שילוב בין מערכות ביוטכנולוגיות דיגיטליות לפיתוח התעשייה החקלאית, רפואה. יישומי ביוטכנולוגיה- לצורך עבודה הגמר בפרויקט. למידה מבוססת פרויקטים והערכה. יצירתיות ויזמות בתחום ביוטכנולוגיה מטרת הפעילות הסדנאית: חשיפת המורים למחקרים ויישומים חדשניים בתחום ביוטכנולוגיה. הקניית ידע תוכן פדגוגי וידע בהערכה בתהליך למידה מבוססת פרוייקטים. פיתוח חומרי למידה מבוססי פרויקטים שישמשו ככלי עזר לכלל המורים במגמה הקורס שילב הרצאות בנושאים מגוונים של סגל מרצים בכיר ומומחה בתחום המחקר הביוטכנולוגי וההערכה, לדוגמה: ביו-סנסורים אלקטרונים ואלקטרוכימיים לשימושים חקלאיים, יצירתיות ויזמות בהקשר ביוטכנולוגיה, פרויקטים/מחקרים במדעים ובטכנולוגית המזון מטעם חממת "המטבח", נוגדנים ותרפיה גנטית, פעילות בנושא ריפוי תאי שכלל סיור בחברת פלוריסטם והערכת פרויקטים טכנולוגיים כולל פיתוח מחוונים להערכה. המורים שהשתתפו בפעילות הסדנאית נדרשו להגיש שתי מטלות: המשוב שלנו כמעריכים/מומחים מסומן בהמשך בגופן אדום הצעה לפרויקט גמר בביוטכנולוגיה סיור/ריאיון או ניתוח והערכה לשלושה פרויקטי גמר בביוטכנולוגיה הכולל צירוף או בניית כרזה בהתאם לפרויקט )סעיף 8.1 ו סעיף(. הערכת עמיתים ע"פ המחוון שפותח במסגרת ההשתלמות להערכת כרזה )סעיף פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת )8.2

149 8.1 דוגמה לתוצר מטלת הצעה לפרויקט גמר בביוטכנולוגיה מלווה בהערכת מומחה להערכה 149 פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

150 להלן מוצגת דוגמה להערכת הכרזה הנ"ל ע"י מומחה הערכה על סמך המחוון הראשוני להערכת כרזות )סעיף 3.7(, שפותח בהמשך לפעילות הסדנאית המתוארת בסעיף 8, ומתבסס על המחוון ששימש להערכת עמיתים בסעיף 8.2. המחוון כלל 10 קריטריונים שונים, הפירוט של כל קריטריון והערכת רמת הביצוע לפי המדרג: 0 אין התייחסות, 1- התייחסות מעטה, 2- התייחסות מלאה. הציון של הכרזה בסקלה הערה: המורים הציגו את הכרזה של התלמידים אותם הנחו בפרויקט הגמר. הערכת רמת ביצוע קריטריון פירוט אין התייחסות התייחסות מעטה התייחסות מליאה הערות נושא נושא הכרזה מוצג בראש הכרזה באמצעות כותרת מעוררת סקרנות, ובאופן תמציתי ובהיר. בראש הכרזה רשומים שמות התלמידים, המורה/ים המנחה/המנחים, בית הספר ומיקום ביצוע הפרויקט. הכותרת רשומה בשפה מדעית תקנית ומדויקת, למרות זאת מומלץ לקצר אותה ולהחליף באחרת המעוררת יותר את הסקרנות. הצעה לכותרת חלופית: פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

151 הערכת רמת ביצוע קריטריון פירוט אין התייחסות התייחסות מעטה התייחסות מליאה הערות חשיבות ויטמין C כנוגד חמצון לטיפול בעקה תאית ומניעת סרטן מבוא, רקע ומוטיבציה תחום הכרזה והמושגים המרכזיים הקשורים אליו מוסברים באופן תמציתי ובהיר. המבוא מאוד ברור ותמציתי כולל רקע מקדים, מטרות והשערות החקר והבסיס המדעי להשערה. יפה מאוד.2 2 המבוא מתאר סקירה ספרותית תמציתית, מעודכנת לנושא הכרזה. המבוא כולל הפניות ל 3- מקורות מהספרות מהשנים האחרונות לפי הנחיות ה-.APA המקורות מהימנים ורלוונטיים. יש להוסיף הפנייה למקורות ספרותיים ע"פ המחוון של הקורס ולא המחוון הקיים פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

152 הערכת רמת ביצוע קריטריון פירוט אין התייחסות התייחסות מעטה התייחסות מליאה הערות המוטיבציה מופיעה בתקציר, חשיבות השימוש בוויטמין C וחשיפה לחומרים מחמצנים למניעת סרטן. חסרה התייחסות לעוד פתרונות ועוד הצעות לחומרים נוספים העובדים על אותו עיקרון כטיפול מונע לסרטן השימושיים כיום. 1 קיים נימוק בהיר ומשכנע על ההתמקדות בנושא הנבחר בכרזה. הבעיה שהפרויקט פותר מנוסחת היטב כולל הגדרת רלוונטיות וצורך, והצגת פתרונות קיימים. למה דווקא בחרתם ויטמין C ולא נוגד חמצון אחר למשל? 2 מטרת הפרויקט/עבודת החקר המטרה מתוארת בצורה יפה מאוד כולל השערות המחקר והבסיס המדעי לכך. בכל זאת, שאלות החקר אינן מנוסחות למרות שרשמתן שאלות החקר המרכזית 2 מטרת הפרויקט מתוארת באופן תמציתי ובהיר. המטרה ממוקדת בנושא הנבחר בכרזה ומבוססת על הרקע שהוצג פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

153 הערכת רמת ביצוע קריטריון פירוט אין התייחסות התייחסות מעטה התייחסות מליאה הערות מערך החקר/שיטות וכלי המחקר בפרויקט שיטות, מערך הניסויים וכלי המחקר בפרויקט מתוארים באופן תמציתי ובהיר והם תואמים למטרתו. יפה מאוד, תיאור מילולי וויזואלי מפורט לכל מערך החקר.4 2 תוצאות התוצאות מוצגות בצורה תמציתית ובהירה ותואמות לשיטות וכלי המחקר. התוצאות ברורות ומוצגות ע"י גרפים מסודרים היטב כולל תיאור מילולי, כותרות והפנייה מהטקסט, הדגשה על החזרות, הביקורות לניסויים..5 בגרף 1: הצעה להוספת עמודה של ביקורת המתארת חיות התאים ללא עקה( יפה מאוד הטבלאות, הסכמות, האיורים, התרשימים, הגרפים בעלי כותרות והם כנ"ל. כל הכבוד פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

154 הערכת רמת ביצוע קריטריון פירוט אין התייחסות התייחסות מעטה התייחסות מליאה הערות ברורים ותורמים להבנת התוצאות ונושא הכרזה. 2 דיון המסקנות מוצג הסבר של התוצאות לאור הרקע. התוצאות מוסברות היטב בצורה ברורה ונכונה רק צריך להתייחס גם להשערת החקר שאכן איששתם אותה בהתאם לבסיס המדעי שהוצג..6 1 מגבלות ותרומות - מוצגות מגבלות עיקריות של שיטת המחקר. תרומת הפרויקט מתוארת באופן תמציתי ובהיר. חסרה התייחסות לתרומות החקר. הערכת חדשנות ויצירתיות - בכרזה מוצגת השוואה מול פתרונות קיימים המשמשים לפתרון הבעיה כיום, שאכן חסרה התייחסות פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

155 הערכת רמת ביצוע קריטריון פירוט אין התייחסות התייחסות מעטה התייחסות מליאה הערות מעידים על חדשנות ויצירתיות בעבודת החקר. 2 תיאור מיומנויות נדרשות לביצוע עבודת החקר מוצגים המיומנויות לביצוע עבודת החקר באופן תמציתי ובהיר יש לתאר מיומנויות חקר בצורה בהירה ולא להסתפק בתיאורן במערך החקר.7 מבנה ומרכיב חזותי של הכרזה גודל הכרזה 100 X70 ס"מ כיתוב ברור, כותרת לכל סעיף, רצף לוגי וניווט רציף בין מרכיביה, עיצוב ברור, אסתטי ונעים לעין, ביטוי של מקוריות ויצירתיות, ייצוג התכנים בדרכים מגוונות )תמונות, תרשימים וכו'( 2 יפה מאוד.8 הבעה בכתב הכרזה כתובה בסגנון בהיר,ענייני, וקוהרנטי; העברית תקנית; שימוש נכון במושגים ובשפה מדעית 2 יפה מאוד פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

156 הערכת רמת ביצוע קריטריון פירוט אין התייחסות התייחסות מעטה התייחסות מליאה הערות הבעה בעל פה שיתוף פעולה בין חברי הצוות תוך הכנה מקדימה של דרך ההצגה.10 2 טיעונים רלוונטיים ומנומקים המעידים על חשיבה ביקורתית 2 בהצגה יש ביטוי של הבנת הנושא, יכולת להרחיב ולהסביר מעבר למשפטים הכתובים בכרזה. סיכום הניקוד = 32 ציון הכרזה לפי הסקלה הינו פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת

157 דוגמה לתוצר הערכת עמיתים לכרזה מלווה במשוב מומחה הערכה הערכת העמיתים מתייחסות לכרזה הבאה שנבנתה ע"י המורים שהשתתפו בקורס: פיתוח ועריכה, הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, הטכניון, במסגרת