פיתוח: אריאלה וינר וחיה פרומר, המרכז להוראת המדעים, האוניברסיטה העברית ירושלים.

הספר מהווה מבנית גרעין: עולם כימי עתיר טכנולוגיה. המבנית מותאמת לתכנית הלימודים החדשה לכיתות י' ומקיפה את כל התכנים והמושגים הכלולים בתכנית. העקרונות העומדים בבסיס הספר הם הקניית אוריינות כימית לכלל התלמידים ובניית בסיס מושגי איתן לתלמידים שיבחרו להמשיך את לימודיהם בכימיה כמקצוע מוגבר.

חזרה למעלה

פיתוח: ד"ר רחל ממלוק-נעמן, ד"ר רות בן-צבי, תמי לוי נחום, נאוה מילנר, דבורה קצביץ, דינה רפפורט ושרה שני, קבוצת הכימיה בראשותו של פרופ' אבי הופשטיין, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.

הספר מתאים לתוכנית הלימודים החדשה בכימיה ברמת בסיס - מבנית גרעין לכיתה י'. בתוכנית הלימודים "כימיה לחטיבה העליונה לכתה י' (רמת-בסיס) תש"ס", הוגדרה הקניית אוריינות מדעית לבוגרים כמטרה העיקרית בהוראת מדע בבית-הספר העל-יסודי. מכאן, שעל לימודי הכימיה בבית-הספר העל-יסודי להתרכז בהיבטים המיוחדים של האוריינות המדעית שמאפיינים את תחום הכימיה.
התוכנית פותחה במימון מל"מ והאגף לפיתוח תוכניות לימודים במשרד החינוך.

חזרה למעלה

פיתוח: בתיה גלעד ושרה פרח, המרכז להוראת המדעים, האוניברסיטה העברית, ירושלים.
ראש צוות: ד"ר צחי מילגרום, המרכז להוראת המדעים, האוניברסיטה העברית, ירושלים.
אחריות אקדמית: פרופ' יהודה האז, המחלקה לכימיה פיסיקלית, האוניברסיטה העברית, ירושלים.

"כימיה בקו הבריאות" הוא מארז המשלב בתוכו ספר לתלמיד, אתר אינטרנט, מדריך למורה וחוברת דילמות מוסריות וחברתיות.
הספר לתלמיד בנוי מ- 2 חלקים, הראשון - "מה העניין בתרכובות הפחמן" והשני - "תמורות בחומר". מטרתו של החלק הראשון היא להבהיר את העקרונות שמאחורי תרכובות הפחמן ואת משמעותן לגוף האדם. חשוב לציין שאין כל כוונה לעסוק בהצגה נרחבת ושיטתית של שפע תרכובות הפחמן בעולמנו, אלא להציג רק את הדוגמאות המשמעותיות והרלוונטיות לנושא המבנית. יחד עם זאת זוהי הזדמנות להציג את משפחת תרכובות הפחמן בצורה נפרדת ומיוחדת מתרכובות אחרות. לאור העובדה שכימיה אורגנית כנושא עומד לצאת מתוכנית הלימודים החדשה ל-3 י"ל, יש בהצגה זו בסוף כתה י' יתרון חשוב. בהמשך, כאשר יוזכרו תרכובות פחמן בפרקים השונים של תכנית 3 י"ל, לדוגמא - חומצות קרבוקסיליות ואמינים בפרק על חומצות ובסיסים או איסטור בתהליך שווי-משקל ועוד, יהיה יתרון לתלמידים שמכירים כבר את תרכובות הפחמן מכתה י' ומסוגלים להסתכל עליהן בצורה מערכתית. החלק השני עוסק בהיבט חדש של תגובה כימית - הקצב שבו היא מתרחשת תוך היכרות עם אנזימים הקשורים למצבי בריאות וחולי.

חזרה למעלה

פיתוח: ד"ר מיכל צלטנר, נעמי ארנסט, וד"ר שלי ליבנה, קבוצת הכימיה בראשותו של פרופ' אבי הופשטיין, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.

הספר פותח במסגרת פרויקט כימיה 2000 - תוכנית לימודים חדשה המותאמת לסילבוס החדש. הכותרת של מבנית זו היא "כימיה והחיים". מדוע? משום שכל גוף חי הוא מעבדה משוכללת להפליא, שבה מתרחשים ללא הרף תהליכים כימיים מורכבים מאוד כמו נשימה, עיכול מזון והתרבות.
העקרונות הכימיים הנילמדים ביחידות הקודמות באים לידי ביטוי גם בתהליכים המתרחשים בגוף החי, ומבנית זו באה להרחיב את עולם הידע הכימי של התלמידים, תוך התמקדות בעולם החי. נושא העובר כחוט השני ביחידה הוא מבנה ה-DNA ומשמעות פיענוח הגנום האנושי - בו פותחים והפרק האחרון של היחידה מוקדש לו.
התוכנית פותחה במימון מל"מ והאגף לפיתוח תוכניות לימודים במשרד החינוך.

חזרה למעלה

פיתוח: ד"ר יעל שורץ, ד"ר רות בן-צבי, תמי לוי נחום וזיוה בר-דב
ראשי הפרויקט: ד"ר רחל ממלוק-נעמן וד"ר יעל שורץ.
יעוץ מדעי: ד"ר ליאור קרוניק ופרופ' רון נעמן
התוכנית פותחה במימון מל"מ והאגף לפיתוח תוכניות לימודים במשרד החינוך.

אנרגיה בקצב הכימיה

פיתוח: ד"ר מרים כרמי ואדית ויסלברג, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
ראש הפרוייקט: פרופ' יהודית דורי, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
יועץ מדעי: פרופ. נועם אדיר, הפקולטה לכימיה, הטכניון.

היחידה עוסקת בהוראת הנושאים אנרגיה, קינטיקה ,שיווי משקל ואנטרופיה ומהווה נדבך נוסף בבניית הידע של התלמיד בכימיה בסיסית.
התכנים המוצגים במבנית מבוססים על שילוב של נושאי הלימוד כך שתלמיד יבין את מכלול ההיבטים האנרגטיים והדינאמיים המתרחשים בו זמנית במהלך תגובה כימית ולכן, נושא הקינטיקה מופיע בשילוב עם הנושאים אנרגיה ושיווי משקל ולא כנושא נפרד. בנוסף להצגת המושגים והעקרונות המדעיים של גוף הידע, יוצגו קשרים בין נושאי הלימוד לתופעות יום יומיות, אשר רלבנטיות ללומד.
הנושאים ביחידה יטופלו בשני שלבים. שלב ראשון, איכותי, אשר מטרתו להסביר את המושגים ולהעמיק את ההבנה וזאת במטרה להבין ולהסביר תופעות שונות. בשלב שני, יטופלו הנושאים בצורה כמותית תוך שימת דגש על פיתרון בעיות, שימוש בנתונים, וחישוב נתונים חסרים.
ביחידה יפותחו המיומנויות של:

הכל כימיה - ניתוח מאמרים מדעיים מעובדים

פיתוח: ד"ר אורית הרשקוביץ וליאורה סער, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
ראש הפרוייקט: פרופ' יהודית דורי, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.

רקע
בעידן של חידושים מדעיים וטכנולוגיים, תקשורת מדעית היא מיומנות חיונית לכלל האזרחים. אחד מכלי הלמידה והתקשורת החשובים הוא יכולת הקריאה וההבנה של טקסטים העוסקים בנושאים מדעיים.
כיום מקובלת הגישה הרואה בתהליך הקריאה מיומנות מורכבת. הקריאה היא תהליך פעיל הדורש הבנה מעמיקה ומערב הבניה של ידע חדש וקישורו לידע קודם על ידי יצירת משמעויות חדשות. לצורך משימה מורכבת זו נדרשים הדרכה ואימון מתאימים.
לימוד מקצוע הכימיה מלווה לעיתים בקשיים ייחודיים עקב הצורך בחשיבה מופשטת ומעבר בין ארבע רמות הבנה שונות - הרמה המאקרוסקופית, הרמה המיקרוסקופית, רמת הסמל ורמת התהליך. מכאן שקיים צורך במערך למידה ייחודי שמאפשר קריאה וניתוח של מאמרים מדעיים מעובדים העוסקים בכימיה. מאמרים אילו יאפשרו לתלמידים לקשר את המושגים והתיאוריות שלמדו בשיעורי הכימיה לתופעות, אירועים ובעיות מחיי היום-יום כי הרי בעולם הסובב אותנו - הכל כימיה.

רציונל וארגון המבנית
המבנית: "הכל כימיה - ניתוח מאמרים מדעיים מעובדים" הינה ייחודית בכך שהיא מיועדת להוראה במהלך לימודי הכימיה לפי בחירת המורה ובהתאם לרצף הלימודי בכיתה. המבנית כוללת מערך של מאמרים מדעיים מעובדים, המתמקדים בנושאים, תופעות ומושגים כימיים המתאימים לנושאי הלימוד בכימיה.
כל המאמרים ממופים בהתאם לקריטריונים ברורים הן של המאמר והן של הפעילות המלווה אותו. המורה יכול לבחור מאמר מתאים לכיתתו בהתאם לארבעת הקריטריונים הבאים:
הנושא הלימודי המוצג/מודגש במאמר;
רמת הקושי של המאמר;
רמת הקושי של הפעילות המלווה;
מידת הבין-תחומיות במאמר ובפעילויות המלוות.
כמו כן המורה יוכל לבחור דרכים שונות לשילוב קריאת המאמרים בכיתה לפי מועדי הפעילות ודרכי העבודה. כמו כן, מוצעות לתלמידים אסטרטגיות לקריאת והבנת מאמר באמצעות שאלות מנחות.

חזרה למעלה

טעם של כימיה

פיתוח: ד"ר אורית הרשקוביץ וצביה קברמן, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
ראש הפרוייקט: פרופ' יהודית דורי, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
יועץ מדעי: פרופ. אורי קוגן, הפקולטה להנדסת מזון וביוטכנולוגיה, הטכניון.

היחידה עוסקת בכימיה של מזון, מרכיביו וטעמיו השונים והיא בבחינת "טעימה" מהתחום הרחב הקשור בהיבטים כימיים של מזון.
יחידת הלימוד משלבת בין הכרת מושגים בסיסיים בתחום המזון, תוך יישומם בידע אשר נרכש בלימודי הכימיה, לבין מגוון מיומנויות חשיבה. מיומנויות אילו כוללות:

פיתוח: דבורה קצביץ, - מרכזת הפרוייקט, נעמי ארנסט, רונית ברד ודינה רפפורט, קבוצת הכימיה בראשותו של פרופ' אבי הופשטיין, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.
אוכלוסיית היעד: תלמידי כיתות י"א
מטרות לימוד הנושא כפי שנכתבו בסילבוס של תוכנית הלימודים החדשה:

יחידה רביעית בכימיה (יחידת חובה) - תרמודינמיקה וקינטיקה

פיתוח: ד"ר מרדכי ליבנה, זהבה ליבנה, המחלקה לכימיה והמחלקה להוראת המדעים אוניברסיטת בר-אילן, ד"ר צחי מילגרום מכללת הדסה ירושלים.
ראש הצוות ואחריות אקדמית: ד"ר מרדכי ליבנה, המחלקה לכימיה אוניברסיטת בר-אילן.
יעוץ מדעי: פרופ' פיטר אטקינס, אוניברסיטת אוקספורד אנגליה וד"ר אוטיליה קוז'יקרו מורה בכירה בתיכון הרצליה.

יחידת הלימוד הרביעית מיועדת לתלמידי י"ב הניגשים לבחינת בגרות בכימיה ברמה של 5 יחידות. היחידה מתחלקת לחמשת הפרקים הבאים:
פרק א: חזרה על מושגי יסוד
פרק ב: החוק הראשון של התרמודינמיקה
פרק ג: אנטרופיה והחוק השני של התרמודינמיקה
פרק ד: אנרגיה חופשית
פרק ה: קינטיקה

רציונל ומטרות:
בתכנית הלימודים החדשה ישנה הבחנה בין גישת ההוראה המומלצת לשלוש היחידות הראשונות לבין גישת ההוראה ביחידת החובה הרביעית. בעוד שבשלוש היחידות הראשונות היסודות המארגנים הם: גישת האוריינות הכימית וההוראה של סוגיות מרכזיות הקשורות בפרט ובחברה, ביחידה הרביעית היסוד המארגן הוא גישת מבנה הדעת (הגישה המסורתית). זאת כיון שנושאים כתרמודינמיקה וקינטיקה הם הבסיס להבנת מקצוע הכימיה וחוקי הטבע.

על פי זה היחידה מתיחסת לכל עקרונות היסוד של האנרגטיקה והדינמיקה בצורה מעמיקה ברורה וכוללת שאמורה להוביל את התלמידים להבין עקרונות אלה לעומק.

כדי שנושאים אלה יופנמו היטב אצל התלמידים, מושם דגש ,בעזרת דוגמאות מודלים וניסויים, על קישור פרקי הדינמיקה והאנרגטיקה למערכות ביולוגיות, לתעשיה הכימית ולחיי היום יום (למשל: להבין את העקרונות שעל פיהם פועלים מנוע קיטור, מקרר תאי דלק, מערכות שרירים, תאי דלק ועוד).

חלק מהמושגים והעקרונות ביחידה מוכרים כבר לתלמידים מהיחידה השלישית, ופה, כמו שם, אנו מתיחסים לשלוש רמות ההבנה:

כימיה מכל וחול - מננוכימיה למיקרואלקטרוניקה

פיתוח: עירית ששון, רותי שטנגר, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון
יועץ מדעי וראש הפרויקט: פרופ. אורי פסקין, הפקולטה לכימיה, הטכניון.
יועצת פדגוגית וראש הפרויקט: פרופ' יהודית דורי, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.

יחידת הלימוד החדשה - "כימיה מכל וחול - מננוכימיה למיקרואלקטרוניקה" מיועדת לתלמידי כתה יב' המתמחים בכימיה בהיקף של חמש יחידות לימוד. בתוכנית הלימודים מודגשת העמקה בתכנים כימיים והבנת תכונות החומר בהתבסס על מבנהו בסקלה ננומטרית, תוך קישור נושאי הלימוד לחיי היום יום של הלומד. מטרת התוכנית היא הכרת המבנה האלקטרוני של חומרים ותכונותיהם הנגזרות מן המבנה האלקטרוני (למשל צבע, מוליכות זרם). ההוראה/למידה מתבצעת סביב מוקדים יישומיים המבליטים את חשיבות הכימיה.
התוכנית מכילה שלושה פרקים:
המבנה האלקטרוני באטומים - היערכות האלקטרונים באטומים מודגמת באמצעות הבנת עיקרון הופעת הצבע בזיקוקי הדינור.
המבנה האלקטרוני במולקולות - חומרי צבע אורגניים מהווים מוקד יישומי להבנת היערכות האלקטרונים במולקולות.
המבנה האלקטרוני במוצקים - תעשיית השבבים ומבנה מוליכים למחצה כדוגמאות יישומיות באמצעותן מוסברת היערכות האלקטרונים בסריגים.
שיטות ההוראה המאפיינות את התוכנית:

ביוכימיה: הכימיה של חלבונים וחומצות גרעין

צוות הפיתוח: ד"ר מירי ברק, אלישבע גבע, רולי אינטרטור, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
ראש הפרויקט: פרופ' יהודית דורי, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
יועץ מדעי: פרופ. דני זילברשטיין, הפקולטה לביולוגיה, הטכניון.

יחידת הלימוד בנושא: ביוכימיה של חלבונים וחומצות גרעין, עוסקת בקשר בין כימיה אורגנית וביולוגיה תוך התמקדות בכימיה של מולקולות ביולוגיות, הקשר בין המבנה המולקולרי לתפקוד הפיזיולוגי, בפעולות הגומלין שבין המולקולות, ובדרך בה ניתן לנצל ידע זה לצרכי האנושות.
ביוכימיה, מדע העוסק בחקר הרכבם הכימי של אורגניזמים ובשינויים הכימיים המתחוללים בתהליכי החיים, התפתח רבות בשנים האחרונות. לביוכימיה תפקיד מרכזי בהבנת מנגנוני מחלות, בייצור תרופות, בתעשייה החקלאית ובתעשיית המזון. תחום מדעי זה בעל חשיבות עליונה והשפעה מכרעת על תחומי מדע אחרים כגון רפואה, גנטיקה וביולוגיה מולקולרית. לראייה, פרס הנובל לכימיה לשנת 2004 הוענק לשני חוקרים ישראלים, פרופ' אברהם הרשקו ופרופ' אהרון צ'חנובר, מהפקולטה לרפואה בטכניון, על מחקרם הביוכימי.
יחידת הלימוד מבססת את הידע בנושא ביופולימרים כגון חלבונים, DNA ו- RNA, מסבירה את התהליך של הפקת חלבונים בגוף האדם ומקנה יסודות בהנדסה גנטית וביוטכנולוגיה. בתהליך הלימוד ניתן דגש על אמצעי המחשה, הדמיות ממוחשבות ויישום גישת חקר של תעלומות מעולם הרפואה. כל זאת, במטרה לעודד הבנה אינטואיטיבית, מחד, וחשיבה ברמות גבוהות מאידך, אצל התלמידים, תוך יישום הידע הקודם שלהם בכימיה.
מבנה יחידת הלימוד
היחידה כוללת ארבעה פרקים:
פרק א': מבוא למדע החיים
פרק ב': מחומצות אמיניות לחלבונים - ביופולימרים (1)
פרק ג': מבסיסים לחומצות גרעין - ביופולימרים (2)
פרק ד': מחומצות גרעין לחלבונים- אינטראקציות בין ביופולימרים
כל פרק יכלול מאמרים מעובדים או קטעי מידע העוסקים בהיבטים של הנדסה גנטית וביוטכנולוגיה, אם בהקשר לחיי-היום יום של הלומד או בחידושים בחזית המדע והטכנולוגיה (חקלאות, רפואה, מזון, הי-טק ועוד).

חזרה למעלה

מולקולות במסע - כל התחנות שבדרך - כימיה אורגנית מתקדמת (שם זמני)

פיתוח: אריאלה וינר, חיה פרומר ורחל צימרוט, המרכז להוראת המדעים, האוניברסיטה העברית ירושלים
ראש צוות ואחריות אקדמית: פרופ' דני מנדלר, המחלקה לכימיה אי-אורגנית ואנליטית, האוניברסיטה העברית ירושלים.
אוכלוסיית היעד: תלמידי כיתות י"ב.

רציונל
מטרת המבנית היא להציג את הכימיה האורגנית כתחום דעת בעל ארגון פנימי וחוקיות פשוטה יחסית המתבססת על עולם המושגים המוכר לתלמידים. תפישה זו שונה מהדרך בה נתפסת כיום הכימיה האורגנית על ידי התלמידים - נושא תיאורי הכולל מספר רב של תהליכים הכרוכים בשינון רב.
לדעתנו, הבנת המגוון הרחב של התהליכים בכימיה אורגנית תבוא מתוך הכרה כי תהליכים אלה מתבססים על מספר מצומצם של עקרונות משותפים ופשוטים.
היקף המבנית 45 שעות לימוד, ויודגשו בה המאפיינים הבאים של תרכובות פחמן:

פיתוח: דפנה מנדלר, מלכה יאיון, אסנת אהרוני, קבוצת הכימיה בראשותו של פרופ' אבי הופשטיין, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.
אוכלוסיית היעד: תלמידי כיתות י'ב המתמחים בכימיה בהיקף של 5 יח"ל.
רציונל: החינוך לאוריינות סביבתית הינו בעל חשיבות רבה עבור התלמידים, שהם אזרחי העולם ותהליכים המתרחשים על כדור הארץ במקומות קרובים ורחוקים משפיעים על איכות חייהם. זכותם וחובתם להביע את דעתם ולפעול בנושאים אילו.
מטרה: כימיה סביבתית היא מדע בין תחומי המשלב ענפי כימיה שונים, ביולוגיה, כלכלה, ועוד. במבנית זו מטופלים שלושה היבטים מרכזיים של הכימיה הסביבתית:

פיתוח: ד"ר מירי קסנר, קבוצת הכימיה בראשותו של פרופ' אבי הופשטיין, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.

יחידת מעבדה בהיקף חצי יחידה או יחידה שלימה (לכיתות י"א-י"ב) המבוססת על הדגשת היבטים תעשייתיים ויישומייים וקישור עקרונות הכימיה לחיי היומיום. התוכנית משולבת במידענות ובחקירה ברשת, הן כחלק בלתי נפרד מעבודת המעבדה והן כחלק מלימוד על מוצרים ושימושיהם. בתוכנית ניתן לבחור בניסויי מעבדה מגוונים ברמות חקר שונות, תוך שילוב משימות של תיכון מוצרים ופעילויות של חקר ברשת. התוכנית משלבת מעבדות ממוזערות וממוחשבות. ניתן להיעזר באתר: "כימיה ותעשייה כימית בשירות האדם" שכתובתו:
http://stwww.weizmann.ac.il/g-chem/learnchem
להעשרת אפשרויות העבודה במיזם.
התוכנית פותחה במימון מל"מ והאגף לפיתוח תוכניות לימודים במשרד החינוך.

חזרה למעלה

פיתוח: רלי שור, קבוצת הכימיה בראשותו של פרופ' אבי הופשטיין, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.

תכנית דו-שנתית לכיתות י"א - י"ב המכוונת לענות על הצורך בפיתוח לומד עצמאי בעל חשיבה עצמאית, שמסוגל להשתלב בפיתוח שיטות חדשות ובייעול דרכים קיימות, להבין תופעות, לדעת לבחון חלופות ולבחור את המתאימה ביותר כדי לענות על שאלה מסוימת, לדווח בצורה בהירה ומקובלת על תוצאות עבודתו ולהתמצא גם בנושאים שלא נכללו בתכנית הלימודים.
התוכנית פותחה במימון מל"מ והאגף לפיתוח תוכניות לימודים במשרד החינוך.

חזרה למעלה

פיתוח: ד"ר מרדכי ליבנה, זהבה ליבנה וד"ר רחל פרסקי, אוניברסיטת בר-אילן.

מדובר בפרויקט מיזעור המעבדות לכימיה לחטיבה העליונה ולחטיבת הבינים. תוצרי הפרויקט הם חוברת מעבדה לתלמיד ומדריך מפורט למורה (כולל את החוברת לתלמיד. התוספות למורה בצבע שונה), שבהם 50 ניסויים ממוזערים. הניסויים הם ניסויים מאשרים אם כי כל ניסוי יכול בקלות ליהפך לניסוי חקר. הניסויים בנויים באופן כזה שכל תלמיד עושה את הניסוי בעצמו (אפשר בזוגות). כל ניסוי שבחוברת לתלמיד כולל מבוא, שאלות הכנה, חלק נסיוני ושאלות סיכום. במדריך למורה ישנם הרחבה של המבוא, התשובות לכל השאלות ועוד.
הציוד למעבדות הממוזערות הוא זול מאד וניתן לרכוש את כל הפריטים לכל הניסויים דרך המחלקה לכימיה באוניברסיטת בר-אילן. ניתן להשתמש בניסויים הממוזערים כתחליף לחצי יחידה עד יחידת בגרות בכימיה בתאום עם המפמרי"ת.

חזרה למעלה

פיתוח: ד"ר אורית הרשקוביץ, צביה קברמן ועירית ששון, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
ראש הפרויקט: פרופ' יהודית דורי, המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון.
יועץ מדעי: פרופ. יצחק אפלויג, הפקולטה לכימיה, הטכניון.

מטרת המעבדה הממוחשבת היא שילוב בין: