מיכל ארמוני

בשנים 1986 עד 1989 למדה לתואר ראשון במדעי המחשב בטכניון. המשיכה לתואר שני (גם הוא במדעי המחשב בטכניון), אותו סיימה ב-1991.^[3]

לאחר השלמת התואר השני, ארמוני החלה לעבוד במכון המחקר של IBM בחיפה, בתור עמיתת מחקר בקבוצת הבדיקות והאימות. ב-1993 עברה לעבוד כמתכנתת במלם מערכות, שם עבדה במשך כשנה (עד 1994).^[3]

ב-1994–1995 לימדה מדעי המחשב בכיתות י'-י"ב ביאסא - התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות בירושלים. בנוסף עבדה כמרצה במכללה האקדמית הדסה ירושלים וכמרצה זוטרה באוניברסיטה הפתוחה ובאוניברסיטת תל אביב.^[3]

ב-1997 עד 2003 למדה לתואר דוקטור מבית הספר לחינוך באוניברסיטת תל אביב. עבודת התזה שלה, סוגיות שונות בנושא הוראת 'מודלים חישוביים' לתלמידי תיכון, בוצעה בהנחיית פרופ' דינה תירוש, פרופ' יהודית גל-עזר ופרופ' גדעון צבס.^[3][4] ב-2005 הייתה עמיתת פוסט-דוקטורט במחלקה לחינוך בטכניון, בהנחית פרופסור אורית חזן.^[3]

ב-2006 החלה פוסט-דוקטורט במחלקה להוראת מדעים במכון ויצמן למדע.^[3] ב-2009 הפכה למדענית בכירה במחלקה זו^[3], וב-2017 קודמה לדרגת פרופסור חבר.^[5]

ב-1995–1998 הייתה ראש הצוות לפיתוח תוכנית הלימוד במודלים חישוביים לתלמידי תיכון, באוניברסיטה הפתוחה. בנוסף פיתחה תוכניות לימוד ליסודות מדעי המחשב באמצעות פרדיגמה מונחית עצמים לתלמידי תיכון, ותוכנית לימוד לקונספטים במדעי המחשב באמצעות Scratch לתמידי חטיבת ביניים.^[3] הייתה ראש צוות הכתיבה של ספרי הלימוד מודלים חישוביים (1998) של האוניברסיטה הפתוחה,^[6] יסודות מדעי המחשב בשפת Java (2 כרכים, 2007) ויסודות מדעי המחשב בשפת C# (2 כרכים, 2007) לתלמידי תיכון.^[7]

מחקריה של ארמוני עוסקים במגוון נושאים הקשורים להוראת מדעי המחשב, החל מחטיבת הביניים ועד להשכלה גבוהה. רבים ממחקריה של ארמוני עוסקים בלימוד עקרונות יסוד במדעי המחשב, כגון הפשטה, חשיבה רדוקטיבית, רברסינג, אי-דטרמניסטיות ועוד.^[8]

ראוי להבין את מחקריה של ארמוני כחלק מתמונה רחבה יותר של הוראת מדעי המחשב: תוכניות לימוד רבות מתמקדות מובילות לכך שתלמידים אינם מבינים נכון את מהות מדעי המחשב ואת אופי העבודה בתחום. במקרים רבים, תלמידים משייכים את מדעי המחשב לתכנות ולכישורי מחשב. תפיסה שגויה זו מובילה לגישה שלילית כלפיה המקצוע, ולבחירות לימודים וקריירה מוטעות. לעומת זאת, מדעני מחשב רבים רואים את מדעי המחשב כתחום ידע שעוסק בפתרון בעיות חישוביות. בתפיסה זו, המחשב הוא רק כלי. חוקרי הוראת מדעי המחשב, ובהינהם ארמוני, עוסקים בפיתוח תוכניות לימוד שילמדו דפוסי מחשבה הנפוצים בפתרון בעיות חישוביות (כגון שימוש באבסטרקציה וחשיבה חישובית), ושיעסקו גם בבעיות תאורטיות במדעי המחשב, כגון תורת החישוביות, אלגוריתמים, הוכחות פורמליות, תורת המידע ועוד.^{[9][10][11][12][13][14]}

הוראת אבסטרקציה

ארמוני ושותפים פיתחו מסגרת ללימוד אבסטרקציה בקורסי מבוא למדעי המחשב בבתי ספר על-תיכוניים ובמוסדות להשכלה גבוהה. המסגרת מתבססת על היררכיה ברורה בין 4 רמות אבסטרקציה לחשיבה על אלגוריתם (בסדר עולה):

1. רמת ההרצה - להבין הרצה של מימוש ספציפי של אלגוריתם ספציפי על קלט ספציפי, על מכונה ספציפית.
2. רמת התוכנית - להבין אלגוריתם כתוכנית ספציפית.
3. רמת האובייקט - להבין את האלגוריתם כאובייקט בפני עצמו, שלא תלוי במימוש בשפת תכנות ספציפית. בשלב זה ניתן להתחיל לחשוב על סיבוכיות זמן ומקום.
4. רמת הבעיה - לחשוב על האלגוריתם דרך ראייה של הבעיה המופשטת עצמה, בלי קשר לפתרון ספציפי שלה. זו הרמה היחידה בה שואלים "מה" ולא "איך".

למשל, לדבר על בעיית מיון זה רמת הבעיה. ללמוד על אלגוריתם מיון ספציפי, למשל Quicksort, זה רמת האובייקט. לממש Quicksort ב-Java זה רמת התוכנית. להריץ את המימוש על הקלט [2,3,1] זה רמת ההרצה.

לפי ארמוני, שליטה באבסטרקציה משמעותה היכולת להיות מודע לכל רמות האבסטרקציה השונות, ולעבור ביניהם בצורה מודעת בהתאם לצורך.

עקרונות מרכזיים במסגרת:

• להיות ברורים בכל רגע לגבי רמת האבסטרקציה שבה עוסקים. זאת בניגוד לנטייה הטבעית של בעלי ידע במדעי המחשב, שנוטים לנוע בחופשיות בין רמות אבסטרקציה שונות, בלי לציין מפורשות את המעבר. המטרה היא לעזור לתלמיד להבין את רמות האבסטרקציה השונות ולהיות מודע למעברים ביניהם. בנוסף, כשתלמידים נחשפים לרעיון חדש נטייתם הטבעית היא לנסות להבין אותו ברמת הפשטה נמוכה, וערבוב בין רמות הפשטה עלול לעודד אותם להתמקד ברמות ההפשטה בלבד.
• שימוש בעזרים לשוניים כדי להבדיל בין רמות אבסטרקציה שונות.
• מהגבוה לנמוך: כל דיון על אלגוריתם צריך להתחיל מרמת הבעיה (שלרוב נזנחת על ידי תלמידים, שקופצים מיד לפתרונות ספציפיים לפני שהבינו לעומק את הבעיה). לאחר מכן יש לנוע בין רמות האבסטרקציות האחרות, כאשר מעדיפים את רמות האבסטרקציה הגבוהות ויורדים רמות רק כשיש צורך בפרטים קונקרטיים. יש לשים לב שעיקרון זה שונה מגישה top-down, שכן כל הזמן נעים בין רמות האבסטרקציה השונות (במקום ללכת לפי הסדר מהכי מופשט להכי קונקרטי).
• הדגשה של רמת האובייקט: תלמידים נוטים להזניח את רמת האובייקט, למשל בכך שהם קופצים למימוש האלגוריתם בשפת התכנות לפני שכתבו פסודו קוד.
• לעודד חשיבה מפורשת ורפלקציה עצמית: לעודד תלמידים לבחון את תהליכי החשיבה שלהם וללמוד מהם.^[15][16][17]

ארמוני וד"ר דוד שטטר ביצעו מחקר בו בדקו את השיטה בתוכנית מצוינות לתלמידי כיתה ז' ישראליים. במחקר שבחן את תוצאות הניסוי, נמצאו "הוכחות חזקות שתומכות בשיטה החדשה". במחקר נכתב: "[בהשוואה לקבוצת הבקרה], תלמידים בקבוצת הניסוי נטו לעבוד יותר ברמה האלגוריתמית, במקום להיות מוגבלים לרמת התכנות וההרצה. בנוסף, הם נטו להשתמש יותר בקופסאות שחורות (...). ככלל, הם נעו בין רמות אבסטרקציה בצורה חלקה ועניינית יותר מאשר בקבוצת הבקרה. הם גם תפסו את מטרת הקורס ברמת הפשטה גבוהה יותר [כלומר, הבינו יותר טוב את המהות של מדעי המחשב, מעבר לתכנות] ונטו להסביר יותר את הפתרונות שלהם". עם זאת, למחקר יש מגבלות, כמו מדגם קטן של מורים ופערים מתודולוגיים בהכשרת המורים.^[18][19] במחקר נוסף ארמוני ושטטר טענו שתלמידות מגיעות ליכולות הפשטה גבוהות יותר ממקביליהם הבנים, ושהשיטה החדשה אף מעצימה פער זה. נטען שהשיטה החדשה יכולה לעודד תלמידות להמשיך ללמוד מדעי המחשב.^[20]

ב-2015 יצא לאור שירי אי-עקביות, ספר שירה שכתבה ארמוני, בהוצאת המו"ל גוונים.^[21][22] בנוסף, אחד משיריה הופיעה בספר דברי תורה – פירוש נשים לתורה, בעריכת הרבה אלונה ליסיצה (אנ').^[23] שיריה נתלו ברחובות בנימינה-גבעת עדה כחלק מתערוכת הרחוב "יוצרים מאהבה".^[24]

ארמוני גדלה בגבעתיים, וכיום גרה בבנימינה-גבעת עדה.^[25] לארמוני 4 ילדים.^[26] גיסה הוא פרופסור עדי ארמוני, פרופסור לפיזיקה תאורטית של חלקיקים אלמנטריים באוניברסיטת סוונסי.^[27][28]

• אתר האינטרנט הרשמי של מיכל ארמוני
• ריאיונות עם פרופסור ארמוני
  • פרופסור, בפודקאסט "אחד עם אחד" של המכללה האקדמית צפת
• המרקרים, באיזה גיל צריך להתחיל ללמוד תכנות?, באתר TheMarker‏, 11 בנובמבר 2021
• תמר רותם, יש להן תוכנית: הצעירות שרוצות להפיל את שלטון הגברים בהיי-טק הישראלי, באתר TheMarker‏, 8 באפריל 2019
• מכתביה
  • "הסטודנטים הצעירים מסוגלים ליותר משחשבנו", כחלק מ"מחקר בגובה העיניים" באתר הקרן הלאומית למדע
  • ספרי לימוד (שזמינים באינטרנט)
    • רעיונות ומושגים במדעי המחשב דרך Scratch
    • יסודות מדעי המחשב בשפת Java ויסודות מדעי המחשב בשפת C#