היחידה לנוער שוחר מדע וטכנולוגיה לאתר הטכניון

תוכנית הלימודים

הקדמה

המטרה הראשונה של תוכנית אודיסאה היא איתור תלמידות ותלמידים מוכשרים ויצירתיים בתחומי המדע והטכנולוגיה בישראל, טיפוחם והעמקת ידיעותיהם ויכולותיהם בתחומים אלו, הקניית כלים ויכולות בתחומי ההמצאתיות, יצירתיות, יזמות והובלת פרויקטים ושילובם בעבודה והתנסות בתחומי המחקר והפיתוח. קבוצת איכות עילית זו תהווה את הנבחרת העתידית של המחקר באקדמיה ובתעשייה.
המטרה השנייה של התכנית היא ליווי בוגריה לאורך השנים וגיבושם כקבוצה מובילה באקדמיה ובתעשייה, במערכות החינוך והביטחון, לטובת המשך קיומה ושגשוגה של מדינת ישראל.
למרות מחקרים רבים שנעשו עדיין חלוקות הדעות מהי מהות ואופי של תוכנית לימודים והעצמה הנדרשת כדי לטפח יזם ו/או חוקר בתחומי המדע וההנדסה. אולם אין הדעות חלוקות לגבי מספר מרכיבים שעל התוכנית לכלול ולהכשיר:

  • ידע מעמיק ורחב כאחד במדעים המדויקים - מתמטיקה, מדעי המחשב, ביולוגיה וכימיה.
  • יכולת הובלת תהליך מחקר מדעי ותכן הנדסי - בנפרד ובמשולב.
  • פיתוח ראיה מערכתית - רב ובין תחומית.

תוכנית הלימודים המוצעת למשתתפי התוכנית משלבת את שלושת המרכיבים לעיל, כאשר את התמהיל הנכון בצרוף עומק ורמת ההוראה בכל שלב של התוכנית יקבעו מאפייני ורמת קבוצת התלמידים המגובשת.

דרכי ההוראה
מתוך ראיית המטרה הוחלט לבסס את תוכנית ההוראה על למידה מבוססת בעיה/מיזם/תופעה.

  • התפישה המאחדת תהיה ה- S.T.S.E - מדע, טכנולוגיה, חברה וסביבה;
  • פרקי הלימוד במדעים יתמקדו בחקר תופעה לצורך הבנתה ומידולה (מערכתית ומתמטית);
  • פרקי הלימוד בהנדסה יתבססו על הצעת פתרון מערכתי הנותן מענה לצורך אנושי ביחד עם התחשבות בהשפעתו על הסביבה.

תוכנית הלימודים לכיתה ט' 

מסלול רב-תחומי במדעים והנדסה

הטכניון הינו המוסד היחידי בו מתקיים מסלול ייחודי רב-תחומי. בחרנו לחשוף את תלמידי המסלול הרב-תחומי למגוון תחומי ידע במדעי החיים, במדעים מדויקים ובהנדסה ובכך לאפשר לתלמידי המסלול להרחיב את ידיעותיהם בתחומי דעת שונים, לאתגר אותם בלימודים אקדמיים ברמה גבוהה ולאפשר להם בעתיד לבחור בחירה מקצועית מושכלת. חשיפה זו מאפשרת לתלמידים להכיר את השפה המדעית במגוון תחומים מדעיים והנדסיים.
תוכנית הלימודים הארבע-שנתית תכלול מגוון קורסים וסדנאות בתחומים שונים כגון: מתמטיקה (חשיבה מסדר גבוה), רובוטיקה, ביולוגיה, אסטרופיזיקה, כימיה, דיבייט, אווירונאוטיקה, אלגברה, מדעי המחשב ועוד.

ימי ושעות הפעילות במסלול הרב-תחומי

  • בכיתה ט' בימי רביעי בשעות 9:30-19:20.
  • בכיתה י' בימי שני בשעות 15:30-18:30 ובימי שישי בשעות 8:30-14:00.
  • בכיתות יא'-יב' בימי שני בשעות 9:30-18:30.

פרטים נוספים על תכני ושעות פעילות התוכנית יינתנו לתלמידים ומשפחותיהם בהמשך תהליך המיון.

שנת הלימודים הראשונה של התוכנית מיועדת להקניית מסדי ידע בסיסיים נדרשים במקביל לטעימה ראשונית מכלי מחקר ופיתוח. הדגש הינו על גיוון בנושאי ובתכני הלימוד ועל חווית למידה רבגונית, במסגרתה יחשפו התלמידים גם לעבודה במעבדות מודרניות עם ציוד חדשני.

תכני הקורסים במסלול הרב-תחומי בכיתה ט' 

קורס מתמטיקה (מתורת המספרים האלמנטרית למבוא לתורת המטריצות). הקורס במתמטיקה יעסוק בהבנה סימבולית, מילולית גרפית ונומרית של הפונקציה, חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי ואלגברה אנליטית. המשתתפים ירכשו ידע בסיסי בנושאים הבאים:שדה המספרים הממשיים, מספרים טבעיים, אינדוקציה מתמטית, מספרים רציונליים ואירציונליים, עוצמות אינסופיות, ספירה לפי בסיס 2, עיקרון שובך היונים ומשחקים קומבינטוריים, מערכות משוואות לינאריות, מטריצות, דרגה, חוג מטריצות הריבועיות, מטריצות וגרפים, מטריצות הפיכות, חבורת תמורות, סדרת פיבונאצ'י וחתך הזהב, מספרים מרוכבים, מספרים מרוכבים כמטריצות ומטריצות מרוכבות,  שאריות מודולו, הצפנה במפתח פומבי ומטריצות מעל שדות סופיים, מטריצות אי שליליות ודרוג אתרים.

סדנא ברובוטיקה - סדנא מעשית אשר תתמקד בתכנון מערכות רובוטיות מתקדמות. התלמידים שיפעלו בקבוצות עבודה קטנות יידרשו להציג תכנון מבוסס עקרונות מדעיים וביצוע אב טיפוס של מערכת הנדסית העונה על צורך אנושי. הפתרון המוצע יתבסס על מערכת משולבת ויענה גם על הדרישות החברתיות סביבתיות של הפעלתה.

בדרך זו ילמדו התלמידים שלצורך תכנון מערכת יש לעבוד ברבדים שונים: איסוף נתונים וחומרים, ניתוחם ועיבודם, חשיבה מקורית, רעיון, תאוריה, יכולת חיזוי בעיות והתמודדות עם קשיים למשל שגיאות מדידה, ידע בתיכנות ובעיבוד נתונים, יכולת הצגת הרעיון על שלביו ועוד. במהלך הסדנא יפתחו התלמידים גם יכולת עבודה בצוות ושיתופי פעולה.

קורס ביולוגיה 1
– קורס אקדמי המקנה 3 נקודות זכות אקדמיות. קורס זה מוכר כיום ברוב הפקולטות בטכניון מתוך ההבנה שרב-תחומיות היא המפתח לחוקרי וממציאי העתיד.

מעבדותהתנסות מעבדתית הכוללת ביצוע חקר במעבדות ביולוגיה וכימיה במהלכן ירכשו התלמידים מיומנויות מחקריות וטכניות.

קורס היכרות עם התעשייה בחברת IBM - קורס זה יכלול 4 מפגשים במעבדת IBM בחיפה, המנחים במפגשים אלו יהיו עובדים ומנהלים בכירים בחברת IBM. 

עוד בתוכנית
לאורך השנה, יעסקו משתתפי התוכנית גם בסדנאות העצמה חוויה והתנסות אישית, כמו גם יתנסו סיורים. בנוסף, יתנו התלמידים ידם בחופשות גם בעבודה למען הקהילה עם אוכלוסיות שלא שפר מזלן.

  • מסגרת התוכנית תאפשר צבירת נקודות לתואר אקדמי שיישמרו עד 5 שנים לאחר תום השירות הצבאי.
  • תוכניות לימודים מפורטות לשנים הבאות של התוכנית ימסרו למשתתפיה במהלך לימודיהם.

 

מסלול מדעי המחשב-סייבר

השנה יפתח המחזור הראשון של מסלול הסייבר בטכניון כחלק מתכנית הסייבר הלאומית. המסלול נבנה בשיתוף פעולה הדוק עם מטה הסייבר הלאומי והצבאי.

המסלול מיועד לתלמידים בעלי נטייה חזקה לתחום המתמטיקה והתכנות.

הטכניון שם לו כמטרה לפתח אצל תלמידי המסלול חשיבה מדעית ואנליטית בעולמות המחשבים והסייבר, תוך הקניית ניסיון פרוייקטאלי ומחקרי (hands on) בתחום מדעי המחשב בכלל ובסייבר בפרט.
תוכנית הלימודים הארבע-שנתית במדעי המחשב וסייבר תכלול מגוון קורסים וסדנאות בתחומים שונים כגון: מתמטיקה, מבוא למדעי המחשב, תכנות בשפות שונות, מערכות תקשורת, מערכות ספרתיות ועוד.


ימי ושעות הפעילות במסלול מדעי המחשב-סייבר

  • בכיתה ט' בימי רביעי בשעות 09:30-19:20.
  • בכיתה י' בימי שני בשעות 09:30-18:30.
  • בכיתות יא'-יב' בימי שני בשעות 09:30-18:30.

פרטים נוספים על תכני ושעות פעילות התוכנית יינתנו לתלמידים ומשפחותיהם בהמשך תהליך המיון.

תכני הקורסים במסלול מדעי המחשב-סייבר בכיתה ט'

קורס מתמטיקה (מתורת המספרים האלמנטרית למבוא לתורת המטריצות). הקורס במתמטיקה יעסוק בהבנה סימבולית, מילולית גרפית ונומרית של הפונקציה, חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי ואלגברה אנליטית. המשתתפים ירכשו ידע בסיסי בנושאים הבאים:שדה המספרים הממשיים, מספרים טבעיים, אינדוקציה מתמטית, מספרים רציונליים ואירציונליים, עוצמות אינסופיות, ספירה לפי בסיס 2, עיקרון שובך היונים ומשחקים קומבינטוריים, מערכות משוואות לינאריות, מטריצות, דרגה, חוג מטריצות הריבועיות, מטריצות וגרפים, מטריצות הפיכות, חבורת תמורות, סדרת פיבונאצ'י וחתך הזהב, מספרים מרוכבים, מספרים מרוכבים כמטריצות ומטריצות מרוכבות,  שאריות מודולו, הצפנה במפתח פומבי ומטריצות מעל שדות סופיים, מטריצות אי שליליות ודרוג אתרים.


מעבדה ברובוטיקה - סדנא מעשית אשר תתמקד בתכנון מערכות רובוטיות מתקדמות. התלמידים שיפעלו בקבוצות עבודה קטנות יידרשו להציג תכנון מבוסס עקרונות מדעיים והנדסים והכנת אב טיפוס של מערכת הנדסית העונה על צורך אנושי. הפתרון המוצע יתבסס על מערכת משולבת הכוללת תכנות ברמה גבוהה, הבנה של מערכות תקשורת ורובוטיקה. 

בדרך זו ילמדו התלמידים שלצורך תכנון מערכת יש לעבוד ברבדים שונים: איסוף נתונים וחומרים, ניתוחם ועיבודם, חשיבה מקורית, רעיון, תאוריה, יכולת חיזוי בעיות והתמודדות עם קשיים למשל שגיאות מדידה, ידע בתיכנות ובעיבוד נתונים, יכולת הצגת הרעיון על שלביו ועוד. במהלך המעבדה יפתחו התלמידים גם יכולת עבודה בצוות ושיתופי פעולה.

קורס הכנה למבוא למדעי המחשב–  מיועד להקניית מסדי ידע בסיסיים הנדרשים עבור הקורס האקדמי של מדעי המחשב.

קורס מבוא למדעי המחשב – קורס אקדמי המקנה 4 נקודות זכות אקדמיות. זהו קורס בסיסי וראשון במדעי המחשב (שפת C).

קורס היכרות עם התעשייה בחברת IBM  קורס זה יכלול 4 מפגשים במעבדת IBM בחיפה, המנחים במפגשים אלו יהיו עובדים ומנהלים בכירים בחברת IBM. 

ועוד בתוכנית
לאורך השנה, בחופשות מערכת החינוך הפורמלית יעסקו משתתפי התוכנית גם בסדנאות העצמה חוויה והתנסות אישית, כמו גם יתנסו בסיורים. בנוסף, יתנו התלמידים ידם בחופשות גם בעבודה למען הקהילה עם אוכלוסיות שלא שפר מזלן.

  • מסגרת התוכנית תאפשר צבירת נקודות לתואר אקדמי שיישמרו עד 5 שנים לאחר תום השירות הצבאי.
  • תוכניות לימודים מפורטות לשנים הבאות של התוכנית ימסרו למשתתפיה במהלך לימודיהם.