department logo

מדעים

במגמת מדעי הטבע אנו מנסים לייצר מפגש בין תלמידים מעולים למורים מעולים. הדגש הלימודי הוא על הבנה מעמיקה ובלתי מתפשרת של נושאי הלימוד תוך התנסות מעשית אינטנסיבית במעבדות. אנו מלמדים על פי תכנית לימודים ייחודית ששמה דגש נרחב על פיתוח יכולות הלמידה והחשיבה המדעית של התלמיד.

אנו מחויבים להצלחתם של תלמידי המגמה בבחינות הבגרות אך עיקר הדגש הלימודי שלנו אינו מכוון להתכוננות לבחינה אלא להרחבת הידע וההבנה וכן לחשיפה לרקע התרבותי וההיסטורי של תחומי המדע השונים. כל זאת באמצעות עבודה עצמית של התלמידים שבאה לידי ביטוי בעריכת עבודות חקר בהיקפים שונים במהלך הלימודים.

תוכנית החובה של המגמה מבוססת על לימוד מעמיק של אחד מתחומי המדע הניסויים בהיקף של כעשר שעות שבועיות (מדע ראשי). במקביל, על התלמידים לבחור בין לימוד של מקצוע מדעי נוסף (מדע שני) לבין לימוד מדעי המחשב. בנוסף, תלמידי המגמה מחויבים בלימוד של קורס בפילוסופיה של המדע (בכיתה י”א) וקורס באתיקה של המדע (בכיתה י”ב). כל תלמידי המגמה לומדים מתמטיקה ברמה של 5 יח”ל. תוכנית החובה המינימלית של תלמיד במגמת המדעים מזכה אותו ב-15 יח”ל מלבד הלימודים הכלליים (מדע ראשי, מדע שני, או מדעי המחשב ומתמטיקה).

כאמור, רוב תלמידי המגמה בוחרים להרחיב את תוכנית החובה ואנו מעודדים אותם לעשות כן. אפשרויות ההרחבה מגוונות ומאפשרות התאמה של תוכנית הלימודים לתלמיד על פי יכולותיו ותחומי העניין שלו. מלבד האפשרות ללמוד תחום מדעי נוסף ומדעי המחשב, נפתחים בפני התלמידים קורסי בחירה רבים. חלק מקורסי ההרחבה בלימודים הכלליים כגון ספרות, ערבית, פילוסופיה, היסטוריה ועוד, פתוחים אף הם לתלמידי המגמה. רבים מתלמידי המגמה בוחרים לכתוב עבודת גמר בהיקף של 5 יח”ל באחד מתחומי הלימוד במגמה, או להרחיב את לימודי מדעי המחשב ל-10 יח”ל על ידי כתיבת פרויקט תכנות.

בעזרת מערך שיעורי ההרחבה במדעים אנו משתדלים לפתוח בפני תלמידי המגמה צוהר רחב אל עולם המדע בכלל ולהתאים לכל אחד ואחת את תוכנית הלימודים המיטבית. בין ההרחבות הנלמדות במסגרת המגמה ניתן למצוא קורסים כמו: אסטרופיזיקה, מדעי הים, מסלול העשרה במתמטיקה, מסלול העשרה לתלמידי מחשבים: תורת המשחקים, סייבר.

מדי שנה מצטרפים כ-15 תלמידי כיתה י’ לתכנית הלימודים במגמת הפיזיקה בתיכון הישראלי למדעים ולאמנויות. תלמידים אלו בוחרים ללמוד בבית הספר במסגרת תכנית מורכבת, מאמצת ומאתגרת, מתוך סקרנות גדולה ומשיכה להבנה לוגית-מתמטית של תופעות טבע. התכנית שמה לה למטרה להנחות את התלמידים בדרכם לבגרות מדעית, תוך הקניית ראייה רחבה של מקצוע הפיזיקה.

מגמת הפיזיקה מעמידה למול עיניה פיזיקאי רב-תחומי שמחזיק באמתחתו כלים מגוונים:
ניתוח ופתרון מודלים
היכולת לרשום משוואות שמתארות מערכות פיזיקליות, והיכולת לפתור אותן. לשם כך נלמדים פרקי מתמטיקה מתקדמים לפי הצורך.
שימוש במחשב
היכולת לפתור משוואות בעזרת מחשב והבנת הבסיס המתמטי של הסימולציה הנומרית, לשם כך נעשה שימוש בתכנות מתמטיות ובתכנות.
ביצוע ניסויים 
ההנאה מהעבודה במעבדה, היכולת לחשוב כמדען ניסויי ולהשתמש בניסוי ככלי עבודה, לשם השגת מטרה זו, מוקדשות שעות רבות לבילוי במעבדה מודרנית, ומושם דגש על הדגמות מפורטות.
ביצוע מחקר
ההתמדה והנחישות לרדת לשורש התופעות במערכת פיזיקלית תוך שימוש במגוון כלים – לשם כך מתבצע מחקר עצמאי במהלך שנה שלמה. זהו מחקר מעמיק הנסמך על פרסומים מקצועיים.

אנו רואים חשיבות גדולה בכך שהפיזיקאי, כמו כל מדען אחר, יבין את יחסי הגומלין בין המדע בו הוא פועל והתרבות שמסביבו, ובמיוחד את היחסים שבין הפילוסופיה של המדע לתורת המוסר. הסילבוס של התכנית בנוי מליבה (מכניקה-חשמל-קרינה וחומר) ומהרחבות (כגון אסטרופיזיקה, תרמודינמיקה וקוונטים). לימודי הליבה הם לימודים מואצים במובן זה שקיימת חפיפה גדולה ביניהם לבין הקורסים המקבילים באוניברסיטה. עם זאת, התכנית מנסה להיות מלהיבה יותר, ושואפת להקיף אספקטים רבים ככל האפשר של “דמות הפיזיקאי” ו”הפיזיקאית”. אנו רואים בלימודי הפיזיקה את דרכם של התלמידים להפוך לאנשים מגשימים ותורמים, ולכן מתייחסים לתלמידים שלנו קודם כל כאנשים בתהליך גיבוש הזהות העצמית.

סגל ההוראה במגמת הפיזיקה מביא עימו ניסיון רב שנים בהוראת תלמידים מחוננים ואהבה מדבקת לפיזיקה.

תלמידי מגמת הביולוגיה בוחרים ללמוד תכנית מעמיקה ואינטנסיבית מתוך סקרנות גדולה ומשיכה לתחומים הרבים והמגוונים של הביולוגיה. התכנית שמה לה למטרה ללמד את התלמידים לשאול שאלה, למצוא את הדרכים לענות עליה תוך חשיפה לשיטות המחקר הביולוגיות המתקדמות ביותר.


בוגר שסיים בהצלחה את לימודיו במגמה מחזיק באמתחתו כלים מגוונים:
* היכרות עם תיאוריות יסוד בביולוגיה – היכולת להתמודד עם כמות משמעותית של פרטים ומערכות מורכבות המתארות תהליכים בטבע,
* תכנון וביצוע ניסויים – היכולת להיכרות עם מערכות ניסוי ופיתוח של מערכות ניסוי חדשות, היכולת לחשוב כמדען ניסויי ולהשתמש בניסוי ככלי עבודה. לשם השגת מטרה זו, מוקדשות שעות רבות לבילוי במעבדה מודרנית.
* ביצוע מחקר – כל תלמידי המגמה עורכים עבודות גמר הנערכות במעבדות מחקר באוניברסיטאות שונות בהנחיה של סטודנטים לביולוגיה לתארים מתקדמים. לשם כך מתבצע מחקר עצמאי במשך שנה שלמה הנסמך על פרסומים מקצועיים ועבודת מעבדה מעשית. תכנית הלימודים בביולוגיה מבוססת על לימוד מעמיק של תחומים שונים בביולוגיה.

נושאי הלימוד מגוונים ונקבעים על פי תחומי העניין והידע של המורה בשילוב עם לימוד של נושאי החובה על פי תכנית הלימודים של משרד החינוך. בין הנושאים הנלמדים: גנטיקה, אבולוציה, ביולוגיה של התא, אקולוגיה, פיזיולוגיה, ביוטכנולוגיה ועוד. לימודי הליבה הם לימודים מואצים במובן זה שקיימת חפיפה גדולה ביניהם לבין הקורסים המקבילים באוניברסיטה.
סגל ההוראה במגמת הביולוגיה מורכב ממורים בעלי תואר שני מתחומים מגוונים (ביוטכנולוגיה, בוטניקה, מדעי הים, מדעי הסביבה).

הלימודים במגמת הכימיה מתאפיינים בלימוד מעמיק ויסודי של תורת החומר. תכנית הלימודים במגמת הכימיה מעודדת חשיבה והסקת מסקנות בהתאם לנתונים ולתצפיות מניסויים, וממקורות מידע שונים. דגש מרכזי מושם על עבודת המעבדה, ועל פיתוח מיומנויות מחקר עצמאיות.

רמת הלימודים במגמת הכימיה גבוהה במיוחד ומזכירה קורס אוניברסיטאי בכימיה כללית.
אחד משיאי הלימוד במגמה הוא הפרויקט האישי. פרויקט זה הוא עבודת מחקר המתקיימת לאורך שנת הלימודים בכתה י”א, אשר במרכזה עומדת שאלת מחקר הנבדקת על ידי ביצוע ניסויים במעבדה וניתוח תוצאותיהם. במסגרת הפרויקט, בוחרים התלמידים נושא, לומדים אותו מתוך ספרים וכתבי עת בכימיה, מעלים שאלת חקר, מבצעים את הניסוי וכותבים עבודה. בנוסף עורכים הרצאה בפני ההורים והצוות, ובה מציגים את הפרויקט ומסקנותיו.

לעבודה על הפרויקט מוקדשות שעתיים בשבוע בכל שנת הלימודים של כתה י”א, וכן עשרה ימים במהלך “שבוע הפרויקטים”. הפרויקטים מונחים על ידי צוות המורים לכימיה, וכן על ידי חוקרים מהאוניברסיטה או מהתעשייה. מלבד השיעורים העיוניים ושיעורי המעבדה יוצאים תלמידי המגמה למספר ימי סיור. בשנים האחרונות התקיימו ביקורים במפעל “מכתשים אגן”, במכון המחקר “תמי”, במפעל “תדיראן סוללות”, וכן במעבדות המכון לכימיה באוניברסיטה העברית. במהלך הסיור שומעים התלמידים הרצאות מאנשי המקצוע במקום.
בנוסף לכך, במהלך שנת הלימודים מתקיימות במסגרת המגמה הרצאות העשרה של חוקרים מהאוניברסיטה בנושאים שונים בכימיה.
צוות ההוראה בכימיה מורכב ממורים המגיעים מתחומים שונים ומגוונים בכימיה, מנוסים בהוראת תלמידים מחוננים ובעלי אהבה מדבקת לכימיה ולמחקר המעבדתי המאפיין אותה.

קורס “אתיקה לתלמידי המדעים” מתקיים כבר מעל לחמש-עשרה שנה. הקורס הינו קורס חובה לכל תלמידי מגמת המדעים בכתה י”ב.
תכניו של הקורס אינם שייכים דווקא למדעי הטבע, אלא יותר למדעי החברה והרוח, והמושגים בהם נעשה שימוש לקוחים בעיקר מתחום הפילוסופיה.

מטרות הקורס

  • חשיפת התלמידים לקשר ההדוק בין המחקר המדעי לבין שאלות מוסריות.
  • חידוד הרגישות לבעיות המוסריות העולות מן המדע ושיכלל את התפישה המוסרית הכללית.
  • הצגת הגישות המרכזיות בתורת המוסר של תרבות המערב.
  • הקניית היכולת לדון בסוגיות אתיות באמצעות מושגים רלוונטיים, בשפה מדויקת ובטיעונים מנומקים

תכניות הלימודים של מגמת המדעים ושל בית-הספר כולו מבוססות על מספר תפיסות יסוד חינוכיות. אחת מהן היא שאנו מייחסים חשיבות עליונה להוראת המדעים המדויקים בהקשר חברתי ותרבותי רחב תוך הימנעות מגישה “טכנוקרטית” שעלולה לחנך בני-אדם עשירים בידע, אך דלים ברוח. מדע מייצר ידע, וידע מייצר כוח. אין צורך להסביר מדוע רצוי שאדם בעמדת כוח יהיה בעל רגישות מוסרית.
אנו מקווים שהקורס יקל על תלמידים שלא “מתחברים” לנושא האתיקה להבין את חשיבות הנושא. שני ההוגים המצוטטים לעיל מסכימים על כך ששאלות מתחום האתיקה (“מה ראוי שיהיה?”) שונות באופן מהותי מאלה שנשאלות במדעי הטבע (“מה יש? מה אין?”).
אם כן, מהם הקשרים האפשריים בין מדעי הטבע לבין תחום האתיקה? האם נורמות מוסריות הן ה”כלוב” שבעזרתו החברה מגבילה את חופש החוקר? או אולי נהפוך הוא, ואותה החשיבה הרציונלית, השיטתית והמסודרת, שמובילה לתוצאות כה מרשימות במדעי הטבע, תסייע לנו גם להגיע לתובנות חד-משמעיות בענייני מוסר?

מבנה הקורס 
נסיון העבר מלמד שניתן להשיג את מטרות ההוראה בקורס במידה רבה יותר, אם נפחית בלימוד שיטתי של תורות מוסר ונבסס את הלמידה על ניתוחי מקרה. עם זאת, אין בכוונתנו להפוך את הקורס ל”מועדון ויכוחים” על דילמות מוסריות, ולכן נדרשת פשרה עדינה בין ניתוחי מקרה לבין לימוד עיוני (מטאתיקה). בחלקו הראשון של הקורס נכיר ניסוי אמיתי שנערך בבני אדם (ניסויים למניעת ההדבקה בנגיף ה-HIV ואו ניסויי ווילוברוק). בדיון על דילמות מוסריות הנגזרות ממחקרים אלה ניעזר באינטואיציות הבסיסיות של התלמידים כהקדמה לטיפול בכלי חשיבה מובנים. באותו ההקשר נכיר מספר מסמכי יסוד באתיקה רפואית ונעמוד על תפקידה של מסורת בהחלת כללים אתיים. בניסיון להבין את מקורן ואת מידת האוניברסליות של אינטואיציות אנושיות בנושאים של מוסר ואתיקה נקדיש מספר שיעורים ללימוד על התפתחותן של תפיסות מוסריות אצל ילדים (פיאג’ה, קוהלברג). בחלק השלישי של הקורס נעסוק בגישות בסיסיות במטאתיקה (תועלתנות, רלטיביזם, אתיקה דיאונטולוגית ע”פ קאנט). נגבה את הלימוד העיוני ע”י דוגמאות קונקרטיות וע”י ניתוח מסמכים. בחלק רביעי ננתח את תפקודם של מדענים אחדים שעסקו בפיתוח פצצת האטום במלחמת העולם השניה, בצד הגרמני והאמריקני. ניתוח המקרה הזה מהווה “ניסוי כלים” שבו נשאף לקיים דיון על בסיס טיעונים מנומקים בלבד. חלק חמישי (אופציונלי) של הקורס הוא יחידת לימוד בנושא ייעוץ גנטי, שמועבר ע”י צוות מקצועי מהמרכז הרפואי “הדסה”, ושמעלה לדיון סוגיות עכשוויות בביואתיקה. תוכן היחידה הזאת אינו מתועד בחומרי הלמידה לקורס. כחודשיים לפני סיום הקורס יבחרו התלמידים נושאים לפרויקטים האישיים.

פילוסופיה של המדע

תיאור הקורס 
במהלך השיעורים נעסוק בפילוסופיה של המדע משני היבטים:
א. היסטוריה של הפילוסופיה- תחום ידע הכולל תורות ועמדות של הוגים שונים. לימוד זה יכלול קריאת טקסטים וניתוח ביקורתי.
ב. “לעשות פילוסופיה”- עיסוק בשאלות פילוסופיות בפורום הכיתתי במסגרת דיונים ובאופן אישי. לימוד זה יכלול השתתפות פעילה של התלמידים תוך תרבות דיון והרבה חשיבה עצמאית (ומובנית).

מטרות הקורס
א. הכרת ההוגים העיקריים בפילוסופיה של המדע ועמדותיהם.
ב. יישום ושימוש בתזות שנלמדו בהתמודדות עם דילמות מעשיות בפילוסופיה של המדע.
ג. פיתוח ושיפור החשיבה העצמאית והביקורתית.
ד. פיתוח ושיפור החשיבה המובנית והלוגית, תוך יכולת הצגת טעונים קוהרנטיים ומנומקים.
ה. יכולת קריאה ביקורתית של טקסטים פילוסופיים וניתוחם.
ו. מענה מוצלח באמצעות תשובות מנומקות היטב על דפי העבודה שיינתנו לאורך הקורס.
ז. עמידה מול הכיתה והצגת רעיון פילוסופי מגובש (דעה אישית או מאמר).

מהלך הקורס
א. מבוא לפילוסופיה- שאלות פילוסופיות ותחומי הפילוסופיה תוך התמקדות באפיסטמולוגיה.
ב. מתודות חקירה בפילוסופיה ומדע, אינדוקציה ודדוקציה.
ג. ספקנות – דקארט.
ד. דטרמיניזם (ודטרמיניזם תיאולוגי- לפי לייבוביץ’, בהתאם לזמן).
ה. קרל המפל – היפותזות, הפרכתן ואישושן.
ו. הקריטריון להסבר מדעי – גיבוש תזה עצמאית.
ז. קרל פופר – השערות והפרכות.
ח. תומאס קון – מושג הפרדיגמה והמדע התקני.

כיתה על-אזורית באסטרופיזיקה לתלמידי י”א ו-י”ב
לימודי המתמטיקה, הפיזיקה ומדעי המחשב ברמה של 5 יחידות לימוד בבית-הספר התיכון אינם קלים לרוב התלמידים. עם זאת ישנם בכל שכבה תלמידים אחדים שמחפשים אתגר מעבר לתכנית הלימודים הבית-ספרית ושמסוגלים ללמוד ברמה מתקדמת יותר. לתלמידים מצטיינים אלה, הרוצים ויכולים “יותר”, מציעות האוניברסיטה העברית בירושלים בשיתוף התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות להצטרף לתכנית אתגר ייחודית, תכנית האסטרופיזיקה למצטיינים.

לאסטרונומיה, לאסטרופיזיקה ולתחומי הדעת הנלווים מאפיינים ייחודיים שהופכים אותם למצע אידיאלי לפרויקט חינוכי מסוג זה. מיותר לעורר את סקרנות התלמידים כלפי תחומים אלה, היות שהיא קיימת ממילא. הם תחומי דעת אינטגרטיביים, שדורשים מהחוקר ידע רב ומציבים בפניו אתגרים קשים מאוד. יחסי הגומלין בין תיאוריה לבין נתונים אמפיריים אינם תמיד פשוטים, וניתנות הזדמנויות רבות לנהל דיון עקרוני על מהותו של הידע המדעי. בהיסטורית הרעיונות האסטרונומיים משתקפות השפעות גאוגרפיות ותרבותיות בצורה מרתקת, וקל יחסית לבנות תכנית לימודים בהקשר תרבותי רחב. לבסוף, תחומים אלה בדרך כלל לא נלמדים בבתי-ספר תיכון, כך שלתלמידי הקורס לא תיווצר בעיה מול תוכנית הלימודים בבית-הספר שלהם.

במסגרת הכיתה העל-אזורית תלמד קבוצה נבחרת של עד 20 תלמידות ותלמידים לימודים עיוניים ברמה אקדמית גבוהה מאוד, תבצע פרויקטים של מחקר אישי בהנחיית צוות הקורס וחוקרים מהאוניברסיטה העברית ותצא לסיורי שדה על מנת לבצע תצפיות אסטרונומיות.

קורס מדעי הים פתוח לתלמידי כל המגמות בכתה י”ב, כשמטרתו פתיחת צוהר לעולם מוכר פחות, תוך הבנה והכרות רחבה עם עולם היצורים החיים. הקורס מתחיל בהכרות עם הסביבה הימית על מאפייניה השונים: הרכב הים, זרמים, גאות ושפל ועוד. הקורס ממשיך בסקירה טקסונומית של היצורים החיים בים מהחיידקים ועד ללווייתנים תוך דגש על המגוון העצום של חסרי החוליות הימיים. התלמידים בקורס מעבירים הרצאות בעצמם בנושא על פי בחירתם, בשנים הקודמות שמענו מהם על הרי געש תת מימיים, כרומטופורים (קבוצות תאים בעלות יכולת לשינוי צבע), מיתוסים בים ועוד. הקורס מלווה במעבדות בהן אנו מסתכלים מקרוב על בעלי חיים ומגיע לשיא בביקור בן יומיים באילת בו אנו מבקרים במצפה התת ימי, משנרקלים בשמורת חוף אלמוג ומבקרים במכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים.

במגמת מדעי הטבע אנו מנסים לייצר מפגש בין תלמידים מעולים למורים מעולים. הדגש הלימודי הוא על הבנה מעמיקה ובלתי מתפשרת של נושאי הלימוד תוך התנסות מעשית אינטנסיבית במעבדות. אנו מלמדים על פי תכנית לימודים ייחודית ששמה דגש נרחב על פיתוח יכולות הלמידה והחשיבה המדעית של התלמיד.

אנו מחויבים להצלחתם של תלמידי המגמה בבחינות הבגרות אך עיקר הדגש הלימודי שלנו אינו מכוון להתכוננות לבחינה אלא להרחבת הידע וההבנה וכן לחשיפה לרקע התרבותי וההיסטורי של תחומי המדע השונים. כל זאת באמצעות עבודה עצמית של התלמידים שבאה לידי ביטוי בעריכת עבודות חקר בהיקפים שונים במהלך הלימודים.

תוכנית החובה של המגמה מבוססת על לימוד מעמיק של אחד מתחומי המדע הניסויים בהיקף של כעשר שעות שבועיות (מדע ראשי). במקביל, על התלמידים לבחור בין לימוד של מקצוע מדעי נוסף (מדע שני) לבין לימוד מדעי המחשב. בנוסף, תלמידי המגמה מחויבים בלימוד של קורס בפילוסופיה של המדע (בכיתה י”א) וקורס באתיקה של המדע (בכיתה י”ב). כל תלמידי המגמה לומדים מתמטיקה ברמה של 5 יח”ל. תוכנית החובה המינימלית של תלמיד במגמת המדעים מזכה אותו ב-15 יח”ל מלבד הלימודים הכלליים (מדע ראשי, מדע שני, או מדעי המחשב ומתמטיקה).

כאמור, רוב תלמידי המגמה בוחרים להרחיב את תוכנית החובה ואנו מעודדים אותם לעשות כן. אפשרויות ההרחבה מגוונות ומאפשרות התאמה של תוכנית הלימודים לתלמיד על פי יכולותיו ותחומי העניין שלו. מלבד האפשרות ללמוד תחום מדעי נוסף ומדעי המחשב, נפתחים בפני התלמידים קורסי בחירה רבים. חלק מקורסי ההרחבה בלימודים הכלליים כגון ספרות, ערבית, פילוסופיה, היסטוריה ועוד, פתוחים אף הם לתלמידי המגמה. רבים מתלמידי המגמה בוחרים לכתוב עבודת גמר בהיקף של 5 יח”ל באחד מתחומי הלימוד במגמה, או להרחיב את לימודי מדעי המחשב ל-10 יח”ל על ידי כתיבת פרויקט תכנות.

בעזרת מערך שיעורי ההרחבה במדעים אנו משתדלים לפתוח בפני תלמידי המגמה צוהר רחב אל עולם המדע בכלל ולהתאים לכל אחד ואחת את תוכנית הלימודים המיטבית. בין ההרחבות הנלמדות במסגרת המגמה ניתן למצוא קורסים כמו: אסטרופיזיקה, מדעי הים, מסלול העשרה במתמטיקה, מסלול העשרה לתלמידי מחשבים: תורת המשחקים, סייבר.

מדי שנה מצטרפים כ-15 תלמידי כיתה י’ לתכנית הלימודים במגמת הפיזיקה בתיכון הישראלי למדעים ולאמנויות. תלמידים אלו בוחרים ללמוד בבית הספר במסגרת תכנית מורכבת, מאמצת ומאתגרת, מתוך סקרנות גדולה ומשיכה להבנה לוגית-מתמטית של תופעות טבע. התכנית שמה לה למטרה להנחות את התלמידים בדרכם לבגרות מדעית, תוך הקניית ראייה רחבה של מקצוע הפיזיקה.

מגמת הפיזיקה מעמידה למול עיניה פיזיקאי רב-תחומי שמחזיק באמתחתו כלים מגוונים:
ניתוח ופתרון מודלים
היכולת לרשום משוואות שמתארות מערכות פיזיקליות, והיכולת לפתור אותן. לשם כך נלמדים פרקי מתמטיקה מתקדמים לפי הצורך.
שימוש במחשב
היכולת לפתור משוואות בעזרת מחשב והבנת הבסיס המתמטי של הסימולציה הנומרית, לשם כך נעשה שימוש בתכנות מתמטיות ובתכנות.
ביצוע ניסויים 
ההנאה מהעבודה במעבדה, היכולת לחשוב כמדען ניסויי ולהשתמש בניסוי ככלי עבודה, לשם השגת מטרה זו, מוקדשות שעות רבות לבילוי במעבדה מודרנית, ומושם דגש על הדגמות מפורטות.
ביצוע מחקר
ההתמדה והנחישות לרדת לשורש התופעות במערכת פיזיקלית תוך שימוש במגוון כלים – לשם כך מתבצע מחקר עצמאי במהלך שנה שלמה. זהו מחקר מעמיק הנסמך על פרסומים מקצועיים.

אנו רואים חשיבות גדולה בכך שהפיזיקאי, כמו כל מדען אחר, יבין את יחסי הגומלין בין המדע בו הוא פועל והתרבות שמסביבו, ובמיוחד את היחסים שבין הפילוסופיה של המדע לתורת המוסר. הסילבוס של התכנית בנוי מליבה (מכניקה-חשמל-קרינה וחומר) ומהרחבות (כגון אסטרופיזיקה, תרמודינמיקה וקוונטים). לימודי הליבה הם לימודים מואצים במובן זה שקיימת חפיפה גדולה ביניהם לבין הקורסים המקבילים באוניברסיטה. עם זאת, התכנית מנסה להיות מלהיבה יותר, ושואפת להקיף אספקטים רבים ככל האפשר של “דמות הפיזיקאי” ו”הפיזיקאית”. אנו רואים בלימודי הפיזיקה את דרכם של התלמידים להפוך לאנשים מגשימים ותורמים, ולכן מתייחסים לתלמידים שלנו קודם כל כאנשים בתהליך גיבוש הזהות העצמית.

סגל ההוראה במגמת הפיזיקה מביא עימו ניסיון רב שנים בהוראת תלמידים מחוננים ואהבה מדבקת לפיזיקה.

תלמידי מגמת הביולוגיה בוחרים ללמוד תכנית מעמיקה ואינטנסיבית מתוך סקרנות גדולה ומשיכה לתחומים הרבים והמגוונים של הביולוגיה. התכנית שמה לה למטרה ללמד את התלמידים לשאול שאלה, למצוא את הדרכים לענות עליה תוך חשיפה לשיטות המחקר הביולוגיות המתקדמות ביותר.


בוגר שסיים בהצלחה את לימודיו במגמה מחזיק באמתחתו כלים מגוונים:
* היכרות עם תיאוריות יסוד בביולוגיה – היכולת להתמודד עם כמות משמעותית של פרטים ומערכות מורכבות המתארות תהליכים בטבע,
* תכנון וביצוע ניסויים – היכולת להיכרות עם מערכות ניסוי ופיתוח של מערכות ניסוי חדשות, היכולת לחשוב כמדען ניסויי ולהשתמש בניסוי ככלי עבודה. לשם השגת מטרה זו, מוקדשות שעות רבות לבילוי במעבדה מודרנית.
* ביצוע מחקר – כל תלמידי המגמה עורכים עבודות גמר הנערכות במעבדות מחקר באוניברסיטאות שונות בהנחיה של סטודנטים לביולוגיה לתארים מתקדמים. לשם כך מתבצע מחקר עצמאי במשך שנה שלמה הנסמך על פרסומים מקצועיים ועבודת מעבדה מעשית. תכנית הלימודים בביולוגיה מבוססת על לימוד מעמיק של תחומים שונים בביולוגיה.

נושאי הלימוד מגוונים ונקבעים על פי תחומי העניין והידע של המורה בשילוב עם לימוד של נושאי החובה על פי תכנית הלימודים של משרד החינוך. בין הנושאים הנלמדים: גנטיקה, אבולוציה, ביולוגיה של התא, אקולוגיה, פיזיולוגיה, ביוטכנולוגיה ועוד. לימודי הליבה הם לימודים מואצים במובן זה שקיימת חפיפה גדולה ביניהם לבין הקורסים המקבילים באוניברסיטה.
סגל ההוראה במגמת הביולוגיה מורכב ממורים בעלי תואר שני מתחומים מגוונים (ביוטכנולוגיה, בוטניקה, מדעי הים, מדעי הסביבה).

הלימודים במגמת הכימיה מתאפיינים בלימוד מעמיק ויסודי של תורת החומר. תכנית הלימודים במגמת הכימיה מעודדת חשיבה והסקת מסקנות בהתאם לנתונים ולתצפיות מניסויים, וממקורות מידע שונים. דגש מרכזי מושם על עבודת המעבדה, ועל פיתוח מיומנויות מחקר עצמאיות.

רמת הלימודים במגמת הכימיה גבוהה במיוחד ומזכירה קורס אוניברסיטאי בכימיה כללית.
אחד משיאי הלימוד במגמה הוא הפרויקט האישי. פרויקט זה הוא עבודת מחקר המתקיימת לאורך שנת הלימודים בכתה י”א, אשר במרכזה עומדת שאלת מחקר הנבדקת על ידי ביצוע ניסויים במעבדה וניתוח תוצאותיהם. במסגרת הפרויקט, בוחרים התלמידים נושא, לומדים אותו מתוך ספרים וכתבי עת בכימיה, מעלים שאלת חקר, מבצעים את הניסוי וכותבים עבודה. בנוסף עורכים הרצאה בפני ההורים והצוות, ובה מציגים את הפרויקט ומסקנותיו.

לעבודה על הפרויקט מוקדשות שעתיים בשבוע בכל שנת הלימודים של כתה י”א, וכן עשרה ימים במהלך “שבוע הפרויקטים”. הפרויקטים מונחים על ידי צוות המורים לכימיה, וכן על ידי חוקרים מהאוניברסיטה או מהתעשייה. מלבד השיעורים העיוניים ושיעורי המעבדה יוצאים תלמידי המגמה למספר ימי סיור. בשנים האחרונות התקיימו ביקורים במפעל “מכתשים אגן”, במכון המחקר “תמי”, במפעל “תדיראן סוללות”, וכן במעבדות המכון לכימיה באוניברסיטה העברית. במהלך הסיור שומעים התלמידים הרצאות מאנשי המקצוע במקום.
בנוסף לכך, במהלך שנת הלימודים מתקיימות במסגרת המגמה הרצאות העשרה של חוקרים מהאוניברסיטה בנושאים שונים בכימיה.
צוות ההוראה בכימיה מורכב ממורים המגיעים מתחומים שונים ומגוונים בכימיה, מנוסים בהוראת תלמידים מחוננים ובעלי אהבה מדבקת לכימיה ולמחקר המעבדתי המאפיין אותה.

קורס “אתיקה לתלמידי המדעים” מתקיים כבר מעל לחמש-עשרה שנה. הקורס הינו קורס חובה לכל תלמידי מגמת המדעים בכתה י”ב.
תכניו של הקורס אינם שייכים דווקא למדעי הטבע, אלא יותר למדעי החברה והרוח, והמושגים בהם נעשה שימוש לקוחים בעיקר מתחום הפילוסופיה.

מטרות הקורס

  • חשיפת התלמידים לקשר ההדוק בין המחקר המדעי לבין שאלות מוסריות.
  • חידוד הרגישות לבעיות המוסריות העולות מן המדע ושיכלל את התפישה המוסרית הכללית.
  • הצגת הגישות המרכזיות בתורת המוסר של תרבות המערב.
  • הקניית היכולת לדון בסוגיות אתיות באמצעות מושגים רלוונטיים, בשפה מדויקת ובטיעונים מנומקים

תכניות הלימודים של מגמת המדעים ושל בית-הספר כולו מבוססות על מספר תפיסות יסוד חינוכיות. אחת מהן היא שאנו מייחסים חשיבות עליונה להוראת המדעים המדויקים בהקשר חברתי ותרבותי רחב תוך הימנעות מגישה “טכנוקרטית” שעלולה לחנך בני-אדם עשירים בידע, אך דלים ברוח. מדע מייצר ידע, וידע מייצר כוח. אין צורך להסביר מדוע רצוי שאדם בעמדת כוח יהיה בעל רגישות מוסרית.
אנו מקווים שהקורס יקל על תלמידים שלא “מתחברים” לנושא האתיקה להבין את חשיבות הנושא. שני ההוגים המצוטטים לעיל מסכימים על כך ששאלות מתחום האתיקה (“מה ראוי שיהיה?”) שונות באופן מהותי מאלה שנשאלות במדעי הטבע (“מה יש? מה אין?”).
אם כן, מהם הקשרים האפשריים בין מדעי הטבע לבין תחום האתיקה? האם נורמות מוסריות הן ה”כלוב” שבעזרתו החברה מגבילה את חופש החוקר? או אולי נהפוך הוא, ואותה החשיבה הרציונלית, השיטתית והמסודרת, שמובילה לתוצאות כה מרשימות במדעי הטבע, תסייע לנו גם להגיע לתובנות חד-משמעיות בענייני מוסר?

מבנה הקורס 
נסיון העבר מלמד שניתן להשיג את מטרות ההוראה בקורס במידה רבה יותר, אם נפחית בלימוד שיטתי של תורות מוסר ונבסס את הלמידה על ניתוחי מקרה. עם זאת, אין בכוונתנו להפוך את הקורס ל”מועדון ויכוחים” על דילמות מוסריות, ולכן נדרשת פשרה עדינה בין ניתוחי מקרה לבין לימוד עיוני (מטאתיקה). בחלקו הראשון של הקורס נכיר ניסוי אמיתי שנערך בבני אדם (ניסויים למניעת ההדבקה בנגיף ה-HIV ואו ניסויי ווילוברוק). בדיון על דילמות מוסריות הנגזרות ממחקרים אלה ניעזר באינטואיציות הבסיסיות של התלמידים כהקדמה לטיפול בכלי חשיבה מובנים. באותו ההקשר נכיר מספר מסמכי יסוד באתיקה רפואית ונעמוד על תפקידה של מסורת בהחלת כללים אתיים. בניסיון להבין את מקורן ואת מידת האוניברסליות של אינטואיציות אנושיות בנושאים של מוסר ואתיקה נקדיש מספר שיעורים ללימוד על התפתחותן של תפיסות מוסריות אצל ילדים (פיאג’ה, קוהלברג). בחלק השלישי של הקורס נעסוק בגישות בסיסיות במטאתיקה (תועלתנות, רלטיביזם, אתיקה דיאונטולוגית ע”פ קאנט). נגבה את הלימוד העיוני ע”י דוגמאות קונקרטיות וע”י ניתוח מסמכים. בחלק רביעי ננתח את תפקודם של מדענים אחדים שעסקו בפיתוח פצצת האטום במלחמת העולם השניה, בצד הגרמני והאמריקני. ניתוח המקרה הזה מהווה “ניסוי כלים” שבו נשאף לקיים דיון על בסיס טיעונים מנומקים בלבד. חלק חמישי (אופציונלי) של הקורס הוא יחידת לימוד בנושא ייעוץ גנטי, שמועבר ע”י צוות מקצועי מהמרכז הרפואי “הדסה”, ושמעלה לדיון סוגיות עכשוויות בביואתיקה. תוכן היחידה הזאת אינו מתועד בחומרי הלמידה לקורס. כחודשיים לפני סיום הקורס יבחרו התלמידים נושאים לפרויקטים האישיים.

פילוסופיה של המדע

תיאור הקורס 
במהלך השיעורים נעסוק בפילוסופיה של המדע משני היבטים:
א. היסטוריה של הפילוסופיה- תחום ידע הכולל תורות ועמדות של הוגים שונים. לימוד זה יכלול קריאת טקסטים וניתוח ביקורתי.
ב. “לעשות פילוסופיה”- עיסוק בשאלות פילוסופיות בפורום הכיתתי במסגרת דיונים ובאופן אישי. לימוד זה יכלול השתתפות פעילה של התלמידים תוך תרבות דיון והרבה חשיבה עצמאית (ומובנית).

מטרות הקורס
א. הכרת ההוגים העיקריים בפילוסופיה של המדע ועמדותיהם.
ב. יישום ושימוש בתזות שנלמדו בהתמודדות עם דילמות מעשיות בפילוסופיה של המדע.
ג. פיתוח ושיפור החשיבה העצמאית והביקורתית.
ד. פיתוח ושיפור החשיבה המובנית והלוגית, תוך יכולת הצגת טעונים קוהרנטיים ומנומקים.
ה. יכולת קריאה ביקורתית של טקסטים פילוסופיים וניתוחם.
ו. מענה מוצלח באמצעות תשובות מנומקות היטב על דפי העבודה שיינתנו לאורך הקורס.
ז. עמידה מול הכיתה והצגת רעיון פילוסופי מגובש (דעה אישית או מאמר).

מהלך הקורס
א. מבוא לפילוסופיה- שאלות פילוסופיות ותחומי הפילוסופיה תוך התמקדות באפיסטמולוגיה.
ב. מתודות חקירה בפילוסופיה ומדע, אינדוקציה ודדוקציה.
ג. ספקנות – דקארט.
ד. דטרמיניזם (ודטרמיניזם תיאולוגי- לפי לייבוביץ’, בהתאם לזמן).
ה. קרל המפל – היפותזות, הפרכתן ואישושן.
ו. הקריטריון להסבר מדעי – גיבוש תזה עצמאית.
ז. קרל פופר – השערות והפרכות.
ח. תומאס קון – מושג הפרדיגמה והמדע התקני.

כיתה על-אזורית באסטרופיזיקה לתלמידי י”א ו-י”ב
לימודי המתמטיקה, הפיזיקה ומדעי המחשב ברמה של 5 יחידות לימוד בבית-הספר התיכון אינם קלים לרוב התלמידים. עם זאת ישנם בכל שכבה תלמידים אחדים שמחפשים אתגר מעבר לתכנית הלימודים הבית-ספרית ושמסוגלים ללמוד ברמה מתקדמת יותר. לתלמידים מצטיינים אלה, הרוצים ויכולים “יותר”, מציעות האוניברסיטה העברית בירושלים בשיתוף התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות להצטרף לתכנית אתגר ייחודית, תכנית האסטרופיזיקה למצטיינים.

לאסטרונומיה, לאסטרופיזיקה ולתחומי הדעת הנלווים מאפיינים ייחודיים שהופכים אותם למצע אידיאלי לפרויקט חינוכי מסוג זה. מיותר לעורר את סקרנות התלמידים כלפי תחומים אלה, היות שהיא קיימת ממילא. הם תחומי דעת אינטגרטיביים, שדורשים מהחוקר ידע רב ומציבים בפניו אתגרים קשים מאוד. יחסי הגומלין בין תיאוריה לבין נתונים אמפיריים אינם תמיד פשוטים, וניתנות הזדמנויות רבות לנהל דיון עקרוני על מהותו של הידע המדעי. בהיסטורית הרעיונות האסטרונומיים משתקפות השפעות גאוגרפיות ותרבותיות בצורה מרתקת, וקל יחסית לבנות תכנית לימודים בהקשר תרבותי רחב. לבסוף, תחומים אלה בדרך כלל לא נלמדים בבתי-ספר תיכון, כך שלתלמידי הקורס לא תיווצר בעיה מול תוכנית הלימודים בבית-הספר שלהם.

במסגרת הכיתה העל-אזורית תלמד קבוצה נבחרת של עד 20 תלמידות ותלמידים לימודים עיוניים ברמה אקדמית גבוהה מאוד, תבצע פרויקטים של מחקר אישי בהנחיית צוות הקורס וחוקרים מהאוניברסיטה העברית ותצא לסיורי שדה על מנת לבצע תצפיות אסטרונומיות.

קורס מדעי הים פתוח לתלמידי כל המגמות בכתה י”ב, כשמטרתו פתיחת צוהר לעולם מוכר פחות, תוך הבנה והכרות רחבה עם עולם היצורים החיים. הקורס מתחיל בהכרות עם הסביבה הימית על מאפייניה השונים: הרכב הים, זרמים, גאות ושפל ועוד. הקורס ממשיך בסקירה טקסונומית של היצורים החיים בים מהחיידקים ועד ללווייתנים תוך דגש על המגוון העצום של חסרי החוליות הימיים. התלמידים בקורס מעבירים הרצאות בעצמם בנושא על פי בחירתם, בשנים הקודמות שמענו מהם על הרי געש תת מימיים, כרומטופורים (קבוצות תאים בעלות יכולת לשינוי צבע), מיתוסים בים ועוד. הקורס מלווה במעבדות בהן אנו מסתכלים מקרוב על בעלי חיים ומגיע לשיא בביקור בן יומיים באילת בו אנו מבקרים במצפה התת ימי, משנרקלים בשמורת חוף אלמוג ומבקרים במכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים.