ביומימיקרי בשדה הפדגוגי

מאת: יעל הלפמן כהן

ביומימיקרי הינו תחום דעת בצמיחה העוסק בחקר פתרונות הטבע לאתגרי החיים השונים. התחום מזוהה כמנוע חדשנות בכל תחומי החיים. במקביל להתפתחות התחום באקדמיה ובתעשייה, יש ענין הולך וגובר בשילוב התחום במסגרות חינוכיות פורמאליות ובלתי פורמאליות, כמקור לחדשנות פדגוגית ותהליכי למידה משמעותיים. בכתבה זו נסקור את התחום, נרחיב על היבטיו הפדגוגיים ונציג דוגמאות של תכניות חינוך המתקיימות בבתי ספר יסודיים, בארץ ובעולם.

ביומימיקרי: הטבע כמנוע חדשנות

הפתרונות של הטבע הם תוצר של מעבדת התכן האבולוציונית, הם נבחנו במבחן הזמן ואינם מוגנים פטנט. מגוון המינים מהווה מקור לידע עצום ולפתרונות חדשניים ומקיימים. משחר האנושות, האדם התבונן וחקר את הטבע. אריסטו שהתעניין בחיקוי וייצוג של הטבע, המציא את המושג ”מימזיס“ שמשמעותו חיקוי, וטען ש“אין יצירות חסרות תועלת בטבע“ (אריסטו). מאות שנים אחר כך, ליאונרדו דה וינצ‘י מתבונן עמוקות בטבע ובגוף האדם מנקודת מבט הנדסית ובניסיון למזג בסיסי ידע הנדסיים וביולוגיים. דה וינצ‘י הניח שברגע שנדע איך פועלים גוף האדם וכוחות הטבע, יהיה לנו בסיס לבניית מכונות שמחקות את הטבע. דה וינצ‘י הקדיש שעות רבות ביום להתבוננות, להסתכלות למחקר ולשרטוט של מעופפים שונים בטבע כמו דג מעופף, עטלף, שפירית ואחרים, במטרה לפתח מכונה מעופפת. הוא העמיק בלימודי הזואולוגיה והאנטומיה של התעופה הטבעית אך לא הסתפק בהתבוננות ובאיסוף ידע וחתר ליישמו. כידוע, דה וינצ‘י לא צלח במשימתו לפתח את המטוס הראשון, אך הוא הניח את היסודות לתחום הביומימיקרי, המחבר ידע זואולוגי והנדסי בצורה מתודולוגית…….

ביומימיקרי בשדה הפדגוגי – ללמוד וללמד מהטבע

ביומימיקרי משולב במסגרות חינוכיות בארץ ובעולם הן כתחום תוכן נפרד והן ככלי להוראת המדע והטכנולוגיה. במקביל להתפתחות תחום הביומימיקרי באקדמיה ובתעשייה, יש ענין הולך וגובר בשילוב התחום במסגרות חינוכיות פורמאליות ובלתי פורמאליות, כמקור לחדשנות פדגוגית ותהליכי למידה משמעותיים. ביומימיקרי משולב במסגרות חינוכיות בארץ ובעולם הן כתחום תוכן נפרד והן ככלי להוראת המדע והטכנולוגיה.

ביומימיקרי: כתחום תוכן נפרד

ביומימיקרי כתחום תוכן נפרד מקושר לשני נושאים עיקריים:

• חדשנות, המצאתיות ויזמות: תכניות חינוך אלו עוסקות בקידום חשיבה המצאתית הרואה בטבע מקור לחדשנות. כיצד הטבע יכול לסייע בתהליכי חדשנות ויזמות? איך נראה תהליך המצאתי שמתחיל בהתבוננות וחקר הטבע? תכניות חינוך אלו עוסקות בשלבי תהליך הפיתוח הביומימטי תוך תרגול החשיבה הנדרשת לתהליך: חשיבה אנלוגית המחברת בין אתגרים אנושיים לפתרונות בטבע, וחשיבה מערכתית המאפשרת זיהוי הפתרון הפונקציונאלי בטבע.
• קיימות וסביבה: תכניות חינוך אלו עוסקות בנושאי קיימות וסביבה באמצעות למידת עקרונות הקיימות בטבע. כיצד מערכות בטבע מתקיימות ושורדות לאורך זמן? מהם פתרונות הטבע לאתגרים הסביבתיים המעסיקים את האנושות כיום? בניגוד לגישות אחרות בחינוך סביבתי המעצימות את החסר )נגמרים לנו משאבי המים ומקורות האנרגיה(, עיסוק בנושא הסביבתי ממבט ביומימטי מעצים את הפתרונות של הטבע לאתגרים הסביבתיים ונוסך תחושת בטחון, גישה אופטימית ותקווה לגבי יכולת ההתמודדות של האנושות עם הבעיות הסביבתיות. בהקשר הסביבתי, תחום הביומימיקרי נותן גם משמעות והצדקה נוספת למושג מגוון המינים. מכיוון שכל אחד ממיליוני המינים בעולם יכול להיות מורה, מקור לידע ותובנות, מין שנכחד הוא מורה שאבד. מגוון המינים חשוב לנו גם כמגוון של ידע ופתרונות לאתגרי האנושות.

ביומימיקרי: כלי להוראת המדע והטכנולוגיה

ביומימיקרי משולב במערכות חינוך גם ככלי להוראת המדע והטכנולוגיה. הטבע והטכנולוגיה פועלים באותו מרחב של כוחות, עם אותם עקרונות מכאניים ועקרונות זרימה. ניתן להדגים עקרונות רבים הנלמדים במסגרת הוראת המדע והטכנולוגיה בצורה חווייתית ומסקרנת באמצעות תופעות דומות מהטבע. כך למשל עיסוק בנושא סדרות מתמטיות ניתן להעשיר על ידי הדגמת סדרת פיבונאצ‘י בטבע המזוהה למשל בתפרחת החמנייה, במבנה האצטרובל ועוד. את חוקי ניוטון ניתן להדגים באמצעות מנגנוני תנועה שונים בטבע, למשל הנעת הסילון הבאה לידי ביטוי בתנועת הדיונונים, מבוססת על החוק השלישי של ניוטון, חוק הפעולה והתגובה. כוחות אדהזיה ניתן להדגים באמצעות אפקט הלוטוס ומיסבים באמצעות פעולת מפרקים. השילוב של דוגמאות אנלוגיות מהטבע תורם להרחבת מנעד הדוגמאות המסבירות את התופעה, ומחזק את הקשר בין התופעה הנלמדת לחיינו היום יומיים וכתוצאה מכך תומך בלמידה משמעותית. פועל יוצא של תהליך זה הוא חיזוק החשיבה האנלוגית המבוססת על קשר בין תחומים.

קישור להמשך קריאה