קידוד תכנית הלימודים: כיצד בתי ספר תיכוניים מתכנתים מחדש את הכיתות שלהם

אין לוקרים במסדרונותבבית ספר יום קאנטרי בונה. במקום זאת, תרמילים ותיקים משני צידי הרצפה בזמן שהתלמידים צועדים עליהם במהלך הבהלה של אמצע הבוקר לכיתה. כמעט כולם נושאים מחשב נייד.

"פעם היו לוקרים, אבל אף אחד לא ממש השתמש בהם", אומר לי איש צוות חולף במשיכת כתפיים.

בית הספר הפרטי, לכיתות ו' עד יב', יושב בפינה שקטה של ​​צ'סטנאט היל, מסצ'וסטס - פרבר סמוך לכמה קילומטרים בין קיימברידג' ומרכז בוסטון, וישר מתחתיו. זה לא רחוק מאיפהמארק צוקרברגבנה עולם משנהרשת חברתיתמחדר המעונות שלו באוניברסיטת הרווארד רק לפני תשע שנים.

לפני שבועיים,בּוֹנֶההפך לבית הספר הראשון בארצות הברית שהטמיע קידוד מחשב בכל אחת מהכיתות שלו.

זה ניסוי חדש, אם כי אקסצנטרי. בית הספר לא משיק קורסי תכנות חובה ללוח הזמנים, אלא גורם למורים שלו להכניס קידוד (באופן אידיאלי, בצורה הכי אורגנית שאפשר) למקצועות הלימוד שלהם. קורסים עתירי חישוב כמו מתמטיקה ומדעים, כמו גם מדעי הרוח כמו אנגלית, ספרדית והיסטוריה - אפילו תיאטרון ומוזיקה - כולם יזכו לשדרוג מקודד.

נכון, ביבר אולי הראשון מסוגו שמתנסה בקידוד בכל כיתה, אבל הרעיון שיותר תלמידי תיכון צריכים לקחתגֶזַעקורסים הקשורים - במיוחד בתכנות וקידוד - אינם חדשים.

המגזר הפרטי לוחץ במשך שנים על בתי ספר בכיתות ו' עד י"ב להכין את הילדים מוקדם יותר לכוח העבודה הטכנולוגי הכבד שעומד לפניהם.מדווח Code.orgיותר מ-1.4 מיליון משרות מחשב יהיו מבוקשות עד 2020, ובכל זאת רק 400,000 סטודנטים ימשיכו ללמוד מדעי המחשב בקולג'.

חלק מבתי הספר התיכוניים החלו להציע קורסי תכנות כמקצועות בחירה, אבל זה עדיין דבר נדיר. הצוות של ביבר מאמין שהגיע הזמן לחדש את תכנית הלימודים בכללותה - ולו רק כדי להכין את ילדיו בצורה טובה יותר ומציאותית לכלכלת המאה ה-21.

רוב מקדונלד, לבוש בכפתור ג'ינג'ם נייביומכנסיים צהובים קנריים, נשען על לוח לבן מול שיעור החשבון המתקדם שלו בקומה השנייה של הבניין בצורת U של ביבר. הוא פשוט רשם משוואה, ו-14 התלמידים בכיתתו מנסים למצוא נוסחה כדי לקבוע את השיפוע שלה.

חלקם משתמשים בכלים הרגילים: מחשבוני גרפים, מחברות ועטים. קומץ אחרים, לעומת זאת, משתמשים במחשבים הניידים שלהם ובשפת תכנות הנקראתפִּיתוֹן. ליאם בריידי, בכיר, הולך לקדמת החדר ומחבר את המחשב שלו למסך כדי לבדוק את התסריט שמקדונלד'ס שואל עליו - קיצור דרך, בעצם, שבריידי עיצב כדי לבצע עבורו את החישוב.

שאר הכיתה, כולל מקדונלד, צופה כשהוא מזין את המשוואה ומחכה שהשיפוע יראה. זה עובד. מקדונלד, מחייך בביטחון, עובר לשאלה הבאה.

"זהו יום הלימודים השביעי שלנו בשנה. התכנים שאנחנו מכסים עכשיו הם תכנים שלפני כמה שנים לא היינו נוגעים בהם אפילו עד השבוע השלישי בערך. אנחנו ממש פי שניים יותר יעילים". מקדונלד אומר לי.

"אבל אנחנו גם לא מקריבים את הדברים המסורתיים. [התלמידים שלי] עדיין יודעים לקחת נגזרות ולעשות חשבון. להבין איך להשתמש ב-Python, או לכתוב קוד כדי לפתור בעיות, היא רק דרך לקבל כלי נוסף כדי תהיה יצירתי עם."

מקדונלד, המלמד בבונה כבר 16 שנה, הוא ראש החוג למתמטיקה. הוא גם בעל תואר MFA בשירה.

לאחר שלקח את האחריות על המחלקה לפני כמה שנים, הוא התחיל להציג את פייתון בקלילות בשיעורי המתמטיקה שלו. זה לא היה דבר נרחב; רק כמה דרכים פשוטות ליצור קיצורי דרך למשוואות ובעיות ארוכות יותר. רוב התלמידים שלו קלטו את זה די טוב.

ואז, בעקבות טיול שבתון להודו לפני שנתיים, שם עבד על מגוון פרויקטים של בניית אפליקציות עם תלמידים אחרים, הוא הבין שאפשר להשתמש בדיסציפלינה בלימודים מחוץ למתמטיקה בלבד. הוא העלה את הרעיון לראשי מחלקות אחרים בביבר, ולאחר תכנון קפדני, הוחלט שכל תוכנית הלימודים האקדמית בבית הספר תכלול קידוד בצורה כלשהי.

"שיטת ההוראה הישנה - אתה יודע, שבה מורה אומר משהו ואתה רושם אותו ואז עושה מבחן - זה פסיבי בערך", הוא אומר. "הרעיון הזה דוחף את הילדים להיות מעורבים יותר באופן פעיל שכן, בגדול, זה משהו ששנינו לומדים ביחד. זה מוביל להרבה הוראה חדשנית - והרבה למידה חדשנית, לצורך העניין".

קידוד הוא מושג מעורפל- המונח פשוט מתייחס לשפות המגוונות שבהן משתמשים מתכנתים כדי לגרום לתוכנת מחשב לפעול. אתרים, אפליקציות לנייד ומשחקי וידאו מורכבים לחלוטין לפי שורות קוד. זה התפקיד של מישהו לכתוב את השורות האלה - אות אחר אות, סמל אחר סמל - וכמו בכל ניב אחר, נדרש איות, מרווח ופיסוק נאותים כדי שהן באמת יהיו הגיוניות.

ללמוד קידוד, בעצם, זה ללמוד שפה חדשה.

עבור חלק מחברי הצוות של ביבר - במיוחד אלה ללא רקע בתכנות או מתמטיקה - לימוד השפה היה התאמה מאיימת.

"אני בהחלט לא קודנית", אומרת ליסה בראון, מורה לאנגלית וראש המחלקה לאנגלית בביבר. "אבל, כמו כל דבר, ככל ששיחקתי עם זה יותר הבנתי שיש הרבה מאוד נגיש ומובן".

מקדונלד אירח כמה מפגשי הכשרה לאנשי הצוות בתחילת הקיץ, בהם עבר על שפות תוכנית כמו Python, וכלים למתחילים כגוןTurtleBits, אפליקציה בסיסית יותר ליצירת אמנות והצגה של אלגוריתמים מתמטיים. מורים אחרים הפנו לאתרי הדרכה חינמיים כגוןCodeacademyלטיפים.

רוב הצוות מכיר בכך שתלמידים עשויים להיות בקיאים יותר בתכנות מאשר הם. אבל במקום להפחיד, אומר מקדונלד, זה משהו שהם מאמצים כדרך להביא גישה דו-צדדית יותר לשיחה בכיתה.

"אנחנו לא מתחרפנים אם יש לנו תלמיד שהוא שחקן כדורסל טוב יותר מהמאמן", אומר מקדונלד.

"מאמן לא נכשל אם יש לו שחקן שיכול להטביע מעליו. באותו אופן, מורה לא נכשל רק בגלל שיש לו תלמיד שאולי יוכל לקוד קצת יותר טוב. יש בתי ספר שמשתמשים בזה כהיגיון לא ללמד סוג כזה של חומר - בעיני זה לא הגיוני."

תוכנית הלימודים המדויקת לשנה - או רק איך הצוות יישם קידוד בכל תחום - עדיין פתוחה.

בראון אומרת שהיא שוקלת יחידת שירה באמצעות שפת קוד. Kader Adjout, ראש המחלקה העולמית להיסטוריה ומדעי החברה, מתכנן לתלמידיו לעצב - באמצעות קוד - גרפים אינטראקטיביים שיתאימו עם עבודות המחקר שלהם. טינה פארל, העומדת בראש המחלקה לאמנויות הבמה, מעוניינת להתנסות במופעי קידוד חי, שבהם התלמידים ישתמשו בתוכנה כדי להלחין ולבצע מוזיקה עם תסריטים שהם כותבים.

"אנחנו רק רואים איך הדברים הולכים, מודדים את קבלת הפנים של התלמידים, ואז מתכננים תוך כדי תנועה", אומר מקדונלד. "וזה בסדר. אם היינו מתכננים הכל לשנה מיד, זה לא היה אורגני; זה לא היה מתחשב בטובת התלמיד".

פיטר האטון, ראש בונה, נמצא במצב רוח מודאג-- אבל סוג טוב של חרדה, כמו העצבנות שאתה עלול להרגיש לפני מעבר לעיר חדשה או תחילת עבודה חדשה. במובן מסוים, זה מה שהוא עושה.

האטון פיקח על ביבר מאז 1992. יחד עם מקדונלד, הוא עזר להוביל את תוכנית הלימודים בקידוד למקומה.

"לפני שש או שבע שנים, באמת התחילו לצוץ כלי אינטרנט", הוא אומר לי, מרים גבות להדגשה. "ראינו הזדמנות להשתמש בזה כדי לשנות את הדינמיקה בכיתה בצורה חיובית עבור הילדים שלנו כאן."

בנוסף לקירוב תלמידים, הוא אופטימי שזה יחזק את היחסים בין המורים. למורה למדעים בכיתה ז' ולמורה להיסטוריה בכיתה י' אולי אין הרבה על מה לדבר -- אבל עם תוכנית הלימודים החדשה, שיחות על סדנאות קידוד, רעיונות ויקי או קיצורי דרך דיגיטליים יכולים להיות פרקטיים ורלוונטיים באותה מידה עבור כיתה י"ב. כפי שהם לכיתה ו'.

האטון גם לא מפחד לעשות טעויות בהתחלה - אף אחד בביבר לא מפחד. כשאתה הראשון לעשות משהו, הוא אומר, אתה לא תמיד יכול לעשות את זה נכון בפעם הראשונה.

"אני מקווה שנשגו כמה דברים. אבל נהיה טובים יותר כתוצאה מכך. נתפס מדי לתוצאות קטנות למדי, אתה יודע - אנחנו פשוט לא רצים בדרך הזו."

דבר אחד בטוח, הוא מוסיף: תכנית הלימודים הנוכחית - שכל אמריקאי שלמד בבית הספר במאה האחרונה מכיר - מיושנת בעליל.

"האם בתי הספר צריכים להשתנות? בהחלט", הוא אומר. "אנחנו עדיין מכינים את הילדים שלנו ללכת לעבודה ב-1988. בטח לא ב-2020".

סרטון זה, שפורסם בפברואר 2013 על ידי קבוצה ללא מטרות רווחCode.org, טוען ש-90% מבתי הספר בארה"ב לא מצליחים ללמד מדעי המחשב או קורסים קשורים לתלמידיהם.

קשה להתחקות אחורהעד שהחלה תוכנית הלימודים בחינוך האמריקאי. מדוע, למשל, תלמידים בבתי ספר ממלכתיים לוקחים ביולוגיה לפני כימיה? כימיה לפני פיזיקה? ואלגברה לפני גיאומטריה?

תוכניות הלימודים המדויקות משתנות בהתאם למדינה, וניתנות לשינוי בהתבסס על התרבות והממשל של האזור. אבל יש מתווה שלד גס שכל בית ספר עוקב אחריו, ולמען האמת, עוקב אחריו במשך זמן רב מאוד. האטון ומקדונלד, כמו גם אקומץ אחריםמחנכים ומובילי מחשבה, טוענים שהמתווה נועד להמצאה מחדש דרסטית - לא רק בהתייחס לקידוד, בהכרח, אלא גם במושגים מעורפלים לגבי סגנון הוראה וחברה.

האם זה באמת מועיל שתלמידי כיתה י' ישננים תאריכים בהיסטוריה כשהם יכולים באותה קלות לגגל אותם ב-iPad שלהם? או שעדיף להתמקד איך להתחקות ולייצג את הנתונים האלה באופן יצירתי ופרודוקטיבי?

"אם אתה רוצה ללכת היסטורית, המסמך הראשון היהדו"ח ועדת ה-10בשנת 1892", אומרת קלי קינג, נשיאת הארגוןארגון היסטוריונים חינוכיים.

"זו הייתה הקבוצה הזו של חברי איגוד החינוך הלאומי (NEA) שישבו וניהלו את הוויכוח הזה לגבי מה התלמידים צריכים לצאת מהתיכון".

הוועדה הסכימה שצריכה להיות תוכנית לימודים ליבה, כמו גם מספר שנים מסוים שכל תלמיד יבלה בבית הספר. הוא תוקן מעט בשנות הארבעים של המאה הקודמת, בעקבות השפל הגדול, כדי לכלול התמקדות כבדה יותר במדעי הרוח ובמקצועות המסורתיים - בתקווה, בעיקר, להכין בני נוער לעזור להחזיר קהילות על רגליהן לאחר המיתון.

אולם למרות מתווה תכנית הלימודים הרחב, ההחלטות האמיתיות לגבי מה ייכלל ומה לא נקבעות ברמת המדינה. בטקסס, שבה מתגורר קינג, מתקיים דיון ציבורי כל 10 שנים, שבו חברי קהילה, מורים וועדות נפגשים כדי לעדכן את הנלמד בבתי הספר.

אבל כשזה מגיע לשאלה אם קהילה מסוימת תסכים לשנות את תוכניות הלימודים שלה לכיוון טכנולוגיה או קידוד, אומר קינג, זה כמעט בלתי אפשרי לקבוע. "זה הליך בעייתי", היא אומרת, שבו פוליטיזציה ומימון נכנסים מאוד לתמונה. דברים היו בדרך מסוימת כבר הרבה זמן, ועם כל שינוי גדול, זה רק טבעי שיהיו ספקנים.

האטון לא מאמין שתחום החינוך הוא כזה שיש לראות בו "שונאי סיכונים" - שיטות ה-play-it-safe או שמירה על הסטטוס-קוו פשוט לא חותכות אותו יותר.

"אנחנו לא צריכים להנדס סדנה אז כל ילד שמסיים כאן הופך למתכנת מקצועי", הוא אומר. "אנחנו רק רוצים שהם יחשבו על דרכים חדשות לפתור בעיות, ויתפסו את הלך הרוח היזמי הזה בשלב מוקדם. זה... זה רק היום והגיל הזה".

בונה הוא לא בית הספר היחידמתנסים בשיעורים עתירי טכנולוגיה. בעיר ניו יורק, 20 בתי ספר - 10 ביניים, 10 גבוהים - עוברים אטייס הנדסת תוכנההשנה זה מוסיף קורס מדעי המחשב לתכנית הלימודים של כל מוסד.

שני מורים נבחרים יעמדו בראש הכיתה לכל בית ספר, כולם מקיפים את כל חמשת רובע העיר. תלמידי כיתות ו'-ט' יכולים להירשם לשיעורים; בהתאם לאופן התפתחות התוכנית, ניתן יהיה להרחיב את הקורסים לכיתות אחרות בשנים הקרובות.

אחד האתגרים העיקריים ביישום השיעורים במערכת הציבורית הגדולה - בניגוד למוסד קטן במימון פרטי כמו ביבר - קשור לתזמון והכשרת מורים.

"מכיוון שזו תוכנית לימודים רחבה כל כך שמתקיימת בכל כך הרבה בתי ספר שונים, היה קשה לנעול תוכנית פעולה אוניברסלית", אומר דונלד מילר, מנהל החינוך להנדסת תוכנה במחלקת החינוך של העיר ניו יורק. "לכל בית ספר יש תאריכי התחלה שונים, לוחות זמנים שונים ליום יום. לבתי ספר פרטיים יש את הלוקסוס לעצב משלהם, אבל כשאתה מייצג את מחוז בית הספר - במיוחד אחד בגודל של ניו יורק - יש הרבה יותר דברים קטנים יותר לשקול."

קבלת הפנים בבתי הספר בניו יורק הייתה נלהבת הן מצד המורים והן מצד התלמידים.

"הורים התקשרו אלינו וניסו לדחוף את הילדים שלהם לכיתות האלה - הם מלאים, כולם נרשמו", הוא אומר. "זו בהחלט מיומנות מבוקשת שהורים רוצים שילדיהם ילמדו."

בצ'סטנאט היל, יום הלימודיםמתפוגג. בריידי, משיעור החשבון מוקדם יותר באותו היום, מסיים שורת קוד עבור מטלה - עוד תסריט בכתב עצמי שהוא עיצב עבור הכיתה.

"היופי בזה הוא לקבל מידה מסוימת של השפעה. ברגע שאנחנו יוצרים משהו, כזה" - הוא מצביע על המסך שלו - "יש לנו כלי שנוכל להשתמש בו בכיתה", הוא אומר. "זה מזרז את השיעור, אבל זה גם מאפשר לנו ללמוד על ידי תרומה. אם יש לי או למישהו אחר רעיון שעשוי להקל על משהו, אנחנו יכולים להגיד משהו - והמורים יקשיבו".

מקדונלד, יושב בצד השני של השולחן, מחייך שוב.

"אנחנו ללא ספק לוקחים סיכונים עם זה, כן - אבל זה חלק ממה שהופך את זה לכל כך מרגש", הוא אומר, שורט את זיפי היום שלו. "יש הרבה שעדיין לא למדנו, אבל זה רק טבעו של קידוד. זה תמיד גדל ומשתנה. אבל זו תהיה טעות גדולה לחשוב שאנחנו צריכים לשלוט במשהו לפני שאנחנו מגלגלים אותו לילדים שלנו".

ובינתיים?

מקדונלד צוחק: "השנה רק התחילה. הישארו מעודכנים".

מעוניינים ללמוד קוד?Codeacademyמציע הדרכות אינטראקטיביות למתחילים. אפשר גם להתעסק עםביטים של צבושל MITלְגַרֵדלתרגול חופשי.