תחומי מדעי הטבע וההנדסה אלו תחומים מורכבים להוראה, הדורשים פעמים רבות המחשות ויזואליות לתהליכים אותם קשה להסביר במילים ובתמונות בלבד. העולם הדיגיטלי מאפשר לגשר על פער זה באמצעות שימוש במגוון כלים והמחשות אינטראקטיביות הזמינות באופן דיגיטלי ויכולות לעזור לסטודנטים להתמודד עם הנושאים הנלמדים בקורס.
שימוש במהלך השיעור יכול להתבצע הן כחלק משיעור פרונטלי בהקרנה על הלוח, או כחלק משיעור מקוון.
לפני השיעור- לעיתים אנו נזקקים לידע מסויים אצל הסטודנטים לפני תחילת השיעור, אך כמרצים אנו יודעים כי משימות קריאה אשר ניתנות לסטודנטים לפני תחילת השיעור לא תמיד מתבצעות כפי שהיינו רוצים. המחשות אינטראקטיביות מסוג זה הן סוג של משחק אשר זמין יותר ומהנה יותר, אשר מאפשר הכרות עם מושגי היסוד ומאפשר לנו לנצל את זמן השיעור על מנת להכנס לעומק המושגים והתהליכים המורכבים יותר.
אחרי השיעור- ניתן להשתמש בסימולציות כחלק מתרגילי הבית, ולתת שאלות מחשבה וניתוח נתונים על בסיס התוצאות המתקבלות מהסימולציה.
חומרי עזר- בנוסף, המחשות אלה יכולות לשמש ככלי עזר אשר מפורסם במערכת המודל לעזרת הסטודנטים ולבחירתם, המיועד לסטודנטים המרגישים שהם צריכים הסברים נוספים, מה שיכול להחליף לעיתים הגעה לשעות קבלה בגלל שאלות בסיסיות.
עקב אופיו של העולם הדיגיטלי, כלים אלו עוברים שינויים באופן קבוע, בחלקם- מספר ההדגמות גדלות עם הזמן, וחלק אחר נסגר ואינו מתוחזק ומותאם לפורמטים החדשים הנהוגים ברשת האינטרנט. על מנת להקל על החיפוש מצורפים פה מספר כלים ומאגרים שאנו מאמינים שצפויים להיות רלוונטים גם בשנים הקרובות.
כלים להדגמה וסימולציה
תחומי דעת: כל תחומי מדעי הטבע וההנדסה, מדעי המחשב, סטטיסטיקה וכלכלה
תאור כללי: זהו משאב קוד פתוח המשתמש בכלים חישוביים כדי להדגים מושגים במדע, טכנולוגיה, מתמטיקה, אמנות, פיננסים ומגוון תחומים. המאגר מכיל כ12,000 הדגמות ממוחשבות לעקרונות מדעיים ויומיומיים.
הפעלה ראשונית: דורשת רישום עם כתובת מייל והתקנת נגן להפעלת ההמחשות (הסבר בקובץ המצורף)
המשך שימוש: לאחר מציאת ההמחשות הרצויות, יש להוריד אותן למחשב. לחיצה על קובץ ההמחשה תפעיל אותה באמצעות הנגן הייעודי.
תחומי דעת: כימיה
תאור כללי: מעבדה וירטואלית לחלוטין המאפשרת לבצע ניסויים בצורה דומה לניסויים המתבצעים במעבדה. ניתן לאסוף כלים מהארון (פלאסקים, פיפטורים, ביורטות וכו...), חומרים שונים (תמיסות, מלחים, אינדיקטורים וכו..) וכלי מדידה (משקל, מבער בונזן וכו...) ולבצע ניסוי כפי שהיינו מבצעים אותו במעבדה.
הפעלה ראשונית: לחיצה על הלינק תשלח אותנו ישר למעבדה עצמה.
לפני השימוש הראשוני מומלץ לצפות בסרטון על מנת להבין כיצד היא פועלת
המשך שימוש תדיר: ניתן להשתמש במעבדה עם פרוטולי מעבדה מוכנים, רק לוודא שבמערכת מוגדרים כל המכשור והחומרים הנדרשים למשימה זו, או לתת לסטודנטים לתכנן ניסויים בעצמם באמצעות משימות המוגדרות מראש במערכת (הסבר בקובץ המצורף). ניתן לבקש מהסטודנטים להגיש דו"ח מעבדה מלא בתום כל מעבדה (בדיוק כמו מעבדה רגילה).
ניתן להשתמש במעבדות מוגדרות מראש בהן התלמידים נדרשים לענות על שאלה והם מקבלים ציון באופן אוטומטי מהמערכת.
רשימת המעבדות המוגדרות מראש בלינק זה
האתר מכיל גם משאבים רבים נוספים כמו סימולציות ושאלות לתרגול עצמי.
רשימה מלאה כאן:
תחומי דעת: פיזיקה, כימיה, וביולוגיה
תאור כללי: המחשות של תהליכים ברמה המולקולרית והקוונטית. חלק מההמחשות מתבצעות במספר שלבים עם שאלות לוידוא ההבנה בין שלב לשלב.
דרישות מקדימות: אפליקצית ג'אווה מותקנת במחשב.
הפעלה ראשונית: זוהי תוכנה חינמית. יש להוריד את התוכנה מהלינק הזה
ולפתוח את הקובץ המכווץ לתוך תיקיה במיקום ידוע.
המשך שימוש תדיר: על מנת להפעיל את התוכנה יש להכנס לתיקיה וללחוץ על הקובץ molecularworkbench.exe
הערות: זוהי תכנה ישנה ועלכן לפעמים עושה בעיות. יוצרי התוכנה התחילו בתהליך חידוש לפורמט הפועל דרך האינטרנט ומתאימים יותר למחשבים של ימינו, אך כמות הסימולציות בגרסה המחודשת עדיין קטן משמעותית, ומתאים יותר לקורסי מבוא
סימולציות – לבחור בתפריט למעלה activities
לומדות – לבחור בתפריט למעלה interactives
תחומי דעת: ביולוגיה
תאור כללי: מערכת המדמה הפעלת מיקרוסקופ – כולל כיוון ראשוני של המיקרוסקופ, החלפת אובייקטיבים, השפעת דיאפרגמות, וכיוון המיקרוסקופ עד לצפייה בדגימה.
הפעלת המיקרוסקופ: בתוך האתר שנפתח ללחוץ על הלינק the virtual scope
דרישות מקדימות: Adobe Flash player מותקן במחשב
הפעלה ראשונית: בפעם הראשונה שנכנסים למיקרוסקופ מומלץ ללחוץ על start tour על מנת להכיר את הלחצנים השונים.
תחומי דעת: פיזיקה, הנדסות (חשמל, מכונות), מתמטיקה, סטטיסטיקה, כימיה
תאור כללי: תוכנה הממחישה עקרונות מדעיים והנדסיים על מנת להבין יותר טוב כיצד התהליכים עובדים. התוכנה מכילה כמות מאוד גדולה של המחשות בשלל תחומים המחולקים לפי תחומי לימוד.
הפעלה ראשונית: ניתן להרשם לגרסת נסיון של 15 יום על מנת לבחון את הסימולציות בתכנה. במידה ומחליטים להשתמש בה להוראה, יש לרכוש אותה בתשלום חד פעמי.
תחומי דעת: כימיה, פיסיקה, ביולוגיה, גיאולוגיה
תאור כללי: הדמיות מתמטיקה ומדעים אינטראקטיביות בחינם. ההדמיות של PhET מבוססות על מחקר חינוכי נרחב המתבסס על עקרונות למידה של משחוק, חקר וגילוי.
דרישות מקדימות: אפליקצית ג'אווה מותקנת במחשב.
הפעלה ראשונית: רשימת הסימולציות נמצאת בלינק הזה
ניתן לסנן את הסימולציות לפי תחומי דעת בעמודה בצד שמאל.
לחיצה על הסימולציה תיקח אותנו לעמוד סימולציה. ניתן להפעיל את הסימולציה על ידי לחיצה על הציור של הסימולציה במרכז העמוד.
(דורש flash player במחשב)
תחומי דעת: ביולוגיה
תאור כללי: סימלציות המראות מודלים נבחרים בביולוגיה – מעבר דרך ממברנות, שינויים גנטיים באוכלוסיה, עקומת גדילה לוגיסטית וכו'...
הפעלה ראשונית: פועל באופן מיידי דרך האתר, רק להכנס ללינק ולחפש בין המעבדות הרלוונטיות.
תחומי דעת: ביולוגיה
תאור כללי: משחקי פלאש פשוטים אשר מתארים תהליכים ביולוגים (מבנה תא, התנהגות של תא, תהליך שכפול ושעתוק), המשחקים מלווים בשאלות לווידוא הבנה של התהליך, ניתן לפרסם לסטודנטים לקראת או במקביל ללמידת התהליך הרלוונטי, כך שתהיה הבנה כללית של איך התהליך מתבצע
הפעלה ראשונית: כניסה לאתר ובחירת משחק לפי נושאים.
תחומי דעת: ביולוגיה, פיסיקה
תאור כללי: המדריך השלם למיקרוסקופיה, כולל המחשות של תהליכים אופטיים ואופני הפעולה של מיקרוסקופים מסוגים שונים.
דרישות מקדימות: אפליקצית ג'אווה במחשב.
הפעלה ראשונית: כניסה לאתר ובחירת נושא רלוונטי. חלק מהנושאים כוללים רק מלל, וחלק כוללים גם המחשות.
תחומי דעת: ביולוגיה, כימיה, פיסיקה, הנדסות
תאור כללי: אוסף סימולציות ומעבדות במגוון תחומים. ניתן לסרוק נושאית או לחפש על פי תחומי עניין
דרישות קדם: מבוסס Adobe Flash player
הפעלה ראשונית: דורש רישום לאתר בחינם.
חלק מהמעבדות ניתנות לשימוש ללא הרשמה באתר נוסף, אשר ככל הנראה העתיק את הסימולציות מהאתר הזה ,אך בחלקן תהליך ההעתקה לא נעשה טוב והסימולציות לא עובדות.
http://www.vlab.co.in/
תחומי דעת: פיסיקה
תאור כללי: סימולציות פשוטות בפיסיקה, מאפשרות שינוי של נתונים ומעקב אחר התנועה/גרפים שמייצגים את התנועה בעקבות כל שינוי . מיועד לקורסי בסיס בפיסיקה (מכניקה, חשמל, אופטיקה)
הפעלה: כניסה לאתר ובחירת סימולציה לצפייה
תחומי דעת: כימיה
תאור כללי: תכנה חינמית לציור מולקולות ותהליכים כימיים, על מנת להקל על הסטודנטים בהגשת עבודות.
הפעלה ראשונית: יש להרשם בלינק הזה
https://www.acdlabs.com/resources/freeware/chemsketch/download.php
לאחר הכנסת הפרטים תקבלו קוד התקנה לכתובת המייל בה תשתמשו. יש להכניס את קוד ההתקנה, ואז ניתן יהיה להוריד את התכנת למחשב ולהתקין אותה.
תחומי דעת: כימיה, ביולוגיה
תאור כללי: אתר הכולל ייצוג של מבנים ומולקולות, מבוססים על תכנת jmol
http://jmol.sourceforge.net/
דרישות קדם: התכנה מבוססת ג'אווה.
תחומי דעת: מתמטיקה, מחשבים, כימיה, פיסיקה, הנדסות
תאור כללי: אתר המשתמש במערכות חישוביות על מנת לבצע חישובים רבים בשלל תחומים באופן מיידי, באופן היכול להקל על בניית תרגילים ומבחנים, או על פתרון משוואות מורכבות על מנת להגיע למסקנות.
הפעלה: בעמוד הראשי ניתן לראות דוגמאות רבות להפעלה, מחולקות על פי תחומי דעת.
