החומר המופיע בעמוד זה פורסם לראשונה בכתב העת "הבטים בהוראת מדעי המחשב" גליון ספטמבר 1995, עמודים 13-23

לא ניתן לעשות שימוש מסחרי בחומר זה ללא רשות בכתב מן המחברים או מערכת כתב העת

מטפורות ומקומן בחינוך

ד"ר דלית לוי

המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים, הטכניון, חיפה.

dality@tx.technion.ac.il

 

א. מהי מטפורה?

מטפורה היא מלה יוונית, שפירושה מעין כלי רכב. אפשר לגשת להגדרה מנקודת מבט לשונית, כלומר לנסות להגדיר כיצד נראית המטפורה בשפה הכתובה או המדוברת. אולם מטפורה אינה רק מהות לשונית, כפי שתפסו אותה הפילוסופיים היווניים ודורות של פילוסופים אחריהם, אלא קשורה עמוקות לחשיבה.

 

Minsky מספק הגדרה פונקציונלית המתמקדת בתהליך של החשיבה: מטפורה מאפשרת לנו להחליף סוג מסויים של מחשבה באחר. זוהי הדרך של המוח האנושי להעביר מחשבות ממציאות מנטלית אחת למשנה, ולהשתמש במסגרות חשיבתיות שנוצרו תוך כדי התמודדות עם "עולם" כלשהו, גם בהתמודדות עם "עולם" שונה בתכלית. המלה עולם מופיעה במרכאות שכן אין הכוונה לעולם פיזי דווקא.

 

המטפורה מקשרת בדרך-כלל בין שתי מערכות מושגים. שתי מערכות אלה מכונות בשמות שונים - מערכת ראשונית ומערכת משנית, מקור וטווח, נושא ונשוא ועוד. המציאות המנטלית ממנה מועברות מסגרות החשיבה, תקרא כאן בשם התחום המסביר של המטפורה, והמציאות המנטלית אליה הן מועברות בשם התחום המוסבר של המטפורה. הקישור בין שני התחומים יקרא מיפוי.

 

 

מיפוי


 

טווח, נשוא

מערכת משנית

התחום המסביר

 

מקור, נושא

מערכת ראשונית

התחום המוסבר

 

המיפוי בין תחומי המטפורה

 

 

מטפורות, משלים, אנלוגיות ומודלים

כאשר יוצאים מנקודת מבט לשונית, נהוג להבחין בין מטפורות, משלים ואנלוגיות. "תוכנית מחשב אינטליגנטית" זו מטפורה, "זכרון המחשב הוא כמו תאי דואר" זהו משל, "תקליטון למחשב הוא כמו תקליט לפטיפון" זוהי אנלוגיה. מבחינה לשונית, הביטויים הללו שונים במקצת. אולם אם נקודת המוצא היא התמקדות בתהליכי חשיבה הקשורים לשלוש מהויות לשוניות אלו, מתברר שהקווים המבדילים נעלמים ברובם. בשלוש הצורות הלשוניות יש תחום מסביר, תחום מוסבר ומיפוי ביניהם, ואלה דוגמאות של אותו תהליך קוגניטיבי בסיסי.

גם השימוש במודלים מחייב תהליך חשיבתי דומה, אשר מחייב יצירת קשרים בין שני עולמות-תוכן נפרדים.

"לעתים קרובות, הערך ההיוריסטי של מטפורה אינו בהבעת רעיון חדש, אלא בכך שהיא מעודדת העברה של תובנות, הנובעות מאחד התחומים שלה, אל התחום השני. לכן, התפקיד של המטפורה דומה מאוד לזה של המודל" (Weizenbaum).

 

נסכם אם כך, כי אם מתבוננים בתהליך החשיבה הכרוך בשימוש במונחים השונים, ניתן לראות את שלושת המונחים - משלים, אנלוגיות ומודלים, כמקרים פרטיים של המונח הכללי יותר, מטפורה, כקשורה לתהליך חשיבה מסוים, תהליך המגשר בין שני עולמות-תוכן שונים לחלוטין. בתהליך חשיבתי כזה, תכונות, יחסים, השערות ורעיונות מועברים מעולם אחד, בדרך כלל מוכר יותר, לעולם אחר בלתי מוכר.

 

ב. גישות פילוסופיות למטפורות

הדיון בנושא המטפורות מתחיל כבר בספריהם של פילוסופיים יווניים ומתמשך לאורך כל ימי האנושות. אריסטוטלס ייחס למטפורות חשיבות רבה, בהצביעו על תפקידן בתפיסה האינטואיטיבית:

"A good metaphor implies an intuitive perception of the similarity in dissimilarities"  (Aristoteles, in Van Dyke)

 

הגישה השלטת, באלפי השנים שחלפו מאז הדיון של אריסטוטלס בנושא, היתה הגישה ההשוואתית. על פי גישה זו, המטפורה מבוססת על דמיון בין מרכיבים בתחום המוסבר ובתחום המסביר.

 

נקודת מפנה הנוגעת למטפורות הינה מאמרו של Black. הוא מראה כיצד למטפורות מסוימות יש כוח ליצור דמיון שלא היה קיים קודם לכן בין שתי מערכות מושגים, ובכך הן מאפשרות אינטראקציה מתמשכת בין מערכות המושגים הללו. לגישתו הוא קורא "הגישה האינטראקטיבית" ועל פיה, המטפורות עשויות ליצור השקפת עולם חדשה ודרך הסתכלות שונה על עצמים בעולם.

גישה כזו תומכת במפורש בסוביקטיביות של ההסתכלות על העולם. מטפורות שונות יביאו להשקפות עולם שונות, שכן לא בהכרח קיימת רק דרך אחת להסתכלות על המציאות ופירושה. יתר על כן, גם לא ניתן לדעת מהי הדרך ה"נכונה", ה"אמיתית", ה"טובה". השקפה פילוסופית זו מכונה גם "קונסטרוקטיביזם", ולפיה המציאות ה"אמיתית" אינה מוחלטת אלא יחסית למערכת המושגים שלנו. המטפורות משחקות תפקיד חשוב במערכת המושגים האנושית, ועל כן גם בהגדרת המציאות ה"אמיתית" שלנו.

 

דחיקת רגליה של הפילוסופיה הפוזיטיביסטית כשלטת יחידה, נתנה דחיפה עצומה לחקר המטפורה בשנים האחרונות, והביאה לעניין מחודש בנושא של פילוסופים, פסיכולוגים, בלשנים, אנשי תקשורת ואנשי חינוך.

הספר “Metaphors we live by” שלLakoff  ו- Johnson נותן תמיכה תיאורטית משמעותית לגישה הקונסטרוקטיביסטית למטפורות. המחברים מפתחים תיאוריה, על פיה עולם המושגים שלנו הוא ברובו מטפורי ולמעשה אנו חיים על פיהן. הדוגמה הפותחת בספרם, הינה המטפורה "ויכוח הוא מלחמה". התכונות של המושג "ויכוח" מוסברות על ידי תכונות של מלחמה. לכן בויכוח יש מנצחים ומפסידים, יש שני צדדים, יש אסטרטגיות וטקטיקות, יש איום ולעתים יש גם הפסקת-אש. במטפורה זו, המושג "ויכוח" הוא התחום המוסבר של המטפורה, והמושג "מלחמה" הוא התחום המסביר שלה.

על פיLakoff, Johnson   אנו פועלים, חושבים ומדברים על פי המטפורה הזו כאשר אנו מתווכחים, ובמובן זה אנו "חיים על פיה". הם מביאים בספרם דוגמאות רבות נוספות, ומסכמים באומרם, שמאחר והמציאות החברתית שלנו מובנת במונחים מטפוריים, ומאחר והשקפת העולם היא בחלקה מטפורית, הרי שלמטפורה תפקיד חשוב בקביעת המציאות האישית של כל אחד ואחד מאיתנו. נוסף לכך, ניתן גם להסיק מפעילויותינו ומהשפה בה אנו מדברים על המטפורות לפיהן אנו חושבים.

 

מספר חוקרים נוספים תומכים אף הם בגישה קיצונית זו. למשל  Minsky טוען שכל מחשבה היא במידה מסוימת מטפורה. חוקרים אחרים מתנגדים לקיצוניות הרואה בכל מחשבה משהו מטפורי וטוענים שגם אם תיאוריה כלשהי מבוססת על מטפורה, לא נכון להסיק מכך שכל ההתייחסויות לתיאוריה יהיו בהכרח מטפוריות.

 

בין אם דוגלים בגישה הקיצונית או בגישות קיצוניות פחות, אנו נותרים עם ההנחה הבאה: מטפורות מסוגלות לקבוע את דמותן של מערכות מושגים, תיאוריות והשקפות עולם מסוימות. במלים אחרות, הערך הקוגניטיבי שלהן הוא בניתוב כיווני ההתפתחות המושגית, בהדרכת כיווני המחקר, וביצירת הבסיס להעלאת שאלות.

כנאמר על ידי MacCormac, ערכה הבסיסי של המטפורה הוא בהיותה כלי קוגניטיבי יצירתי המאפשר להביע ולנסח השערות חדשות, עבור לומדים בכל הרמות ועבור חוקרים ואנשי מדע.

 

ג. מאפיינים של מטפורות

ההנחה לפיה מטפורות עשויות להוות בסיס להתפתחות של תיאוריות, משמשת כבסיס למאמרים אשר מנתחים את השפעת המטפורות על ההתפתחות של גישות שונות בתחומי ידע שונים. אחת התיאוריות הידועות ביותר בהקשר זה הינה בתחום הפסיכולוגיה הקוגניטיבית, והיא מבוססת על המטפורה של מוח האדם כמכונה חישובית.

 

המטפורה החישובית - דוגמא מייצגת

התיאוריה הפסיכולוגית-קוגניטיבית המכונה "עיבוד מידע", התפתחה כתוצאה מהסתכלות על המוח כעל מחשב. יש המכנים זאת "המטפורה החישובית".  התיאוריה המבוססת על המטפורה הזו, רואה את המוח כמכשיר חישובי, ואת החשיבה כאוסף תכניות על פיהן המוח מתפקד. למשל,

“The 'hardware' of the brain operates under control of the 'software' of the mind to produce computation, which traditionally is called cognition"  (Mac Cormac).

 

השפעת המטפורה החישובית על התפתחות הפסיכולוגיה היא ניכרת. להשפעה זו יש צדדים חיוביים ושליליים, ודיון בהם מלמד משהו על אופיין של מטפורות באופן כללי. Weizenbaum למשל, מעיר כי "ראיית האדם כסוג של מערכת כללית יותר לעיבוד מידע, ממקדת את תשומת לבנו בהיבט אחד של האדם, ובכך מזמינה אותנו לזנוח את כל ההיבטים האחרים". בנוגע לכך טוען גם Arbib שמבחינות מסוימות מוח האדם הוא כמו מחשב של רובוט, אך מבחינות אחרות הוא דומה יותר למוח של צפרדע. אבחנות אלה מדגישות את הסכנות שבשימוש במטפורה יחידה, שמטבעה היא ממקדת את ההסתכלות רק בהיבטים מסוימים.

 

סכנה נוספת, היא בלקיחת המטפורה הבסיסית "צעד אחד רחוק מדי". לדוגמה, Rumelhart מציין כי סוג המחשבים המקובל גרם להעברה של מונחים הקשורים לסוג המחשב לתוך התיאוריות הקוגניטיביות ולאינטואיציות של החוקרים. לטענתו, החוקרים התבססו על סוג לא מתאים של מחשב (מחשבים סדרתיים בארכיטקטורת פון-ניומן). זוהי רק דוגמה אחת מרבות להעברת תכונות לא מתאימות מהתחום המסביר לתחום המוסבר, וזהו אחד המקורות העיקריים לתפיסות מוטעות הנוצרות עקב שימוש במטפורות. בהקשר לאותה בעיה, אזכיר את התיאוריה המכונה .(Minsky) The society of mind תיאוריה זו מתייחסת למוח כמערכת חישובית אך מנסה להתנתק מהפרדיגמה המקובלת של מחשבים סדרתיים. תיאוריה זו הובילה גם לבניית מחשב מסוג חדש (The Connection Machine, Hillis).

 

תכונת הדו-סטריות של המטפורה החישובית

היצירה של ארכיטקטורת מחשב חדשה על סמך התיאוריה של Minsky, מדגימה מאפיין נוסף של השימוש במטפורות, והיא הדו-סטריות שלהן. דומה כי אין מטפורה מתאימה יותר להצגת מאפיין זה מאשר המטפורה החישובית. שכן בד בבד עם ראיית המוח האנושי כמכונה חישובית, נהוג גם להסתכל על המחשב כעל מוח אנושי.

התפתחות הפסיכולוגיה הקוגניטיבית על בסיס ראיית המוח כמחשב, מקבילה פחות או יותר להתפתחות ענף ה"אינטליגנציה מלאכותית". שם מטפורי זה מרמז בבירור על הכיוון ההפוך של המטפורה, דהיינו המחשב הוא מעין מוח מלאכותי. McCarty, מראשוני העוסקים באינטליגנציה מלאכותית, אומר למשל כי מותר לייחס 'אמונות', 'ידע', 'רצון חפשי', 'כוונות', 'מודעות', 'יכולת' או 'שאיפות' למכונה או לתוכנית מחשב. תיאור כזה מדגיש את העדר האבחנה הברורה בין התחום המסביר והתחום המוסבר, כפי שזה משתקף בשני הכיוונים של המטפורה החישובית.

 

המטפורה החישובית אינה המטפורה היחידה בפסיכולוגיה. למשל, הגישה הפסיכולוגית ההתנהגותית רואה את האדם כבעל חי ולא כמכונה.  Salomonמזהה במטפורות הבסיסיות של התיאוריות הפסיכולוגיות השונות, את השפעתה של הטכנולוגיה שהיתה שלטת בתקופת התפתחותן של תיאוריות אלו. איבחון המטפורות שבבסיס התיאוריות הפסיכולוגיות השונות מבהיר, לדעתו של סלומון, את הקשר החזק בין טכנולוגיות המחשב של ימינו, לבין הגישות הפסיכולוגיות העכשוויות. מעניין גם לראות כי בעקבות המטפורה הבסיסית המשמשת כל אחת מהתיאוריות, נוקטים החוקרים שיטות מחקר וכיווני מחקר שונים.

 

אסכם את ההשקפות על מטפורות ואת המאפיינים הכלליים שלהן, בארבע הנחות:

              א.   מטפורות משפיעות על מערכות מושגים, תיאוריות והשקפות עולם.

              ב.   המטפורות משרות אינטראקציה מתמדת בין שני התחומים אותם הן מקשרות.

              ג.   למטפורות כוח קוגניטיבי ייחודי, הקשור לאפשרות יצירתן של מערכות מושגים, תיאוריות והשקפות עולם.

              ד.   לכוח של המטפורות נלוות גם סכנות. למשל, התמקדות בהיבט אחד על חשבון אחרים, והעברת תכונות לא מתאימות מהתחום המסביר לתחום המוסבר.

 

ד. מטפורות בחינוך ובמחקר החינוכי

בשנים האחרונות הפך העיסוק במטפורות מעניין שולי לנושא מרכזי במחקר החינוכי. לעובדה זו יש השלכות ברורות לתחום החינוך, אשר עוסק בפיתוח מושגים, רעיונות, תיאוריות והשקפות עולם.

בעקבות תיאורית ההתאמה/הטמעה של פיאז'ה ותיאוריות הסכימות שלRumelhart  ו-Norman מציגיםVosniadou  ו- Brewer את תהליכי רכישת הידע על רצף כדלהלן:

 

רכישת ידע חדש לגמרי

 

תוספת ידע חדש למסגרת של ידע קודם

 

בנייה מחדש של סכימות

restructuring

 

 

התאמת סכימה קיימת לעובדות חדשות

 

טיפוח ידע חדש לסכימה קיימת

 

 

 

 

 

קיצונית: חיפוש פרדיגמה שתוביל לתיאוריה חדשה

 

חלשה: העשרת תיאוריות

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

תהליכי רכישת ידע

 

על פי התיאוריה הזו, מתוארים המטפורות, האנלוגיות והמודלים כבעלי תפקיד מרכזי וכמעט ראשי בתהליכי למידה שהם "קיצוניים". אלה הם תהליכים המצויים בקצה השמאלי של הרצף, והקשורים ברכישת ידע חדש לחלוטין או בנייה מחדש של סכימות ידע קיימות.

 

השימוש במטפורה מתאימה, ידוע מאז ומתמיד כאחת הדרכים להפיכת מושג זר למובן יותר. זאת משום שהמטפורה מאפשרת להסתכל על המושגים החדשים בעזרת מושגים מוכרים היטב.

 

מורים רבים משתמשים במטפורות באופן אינטואיטיבי, וגם תכניות הלימודים מציעות מטפורות מסוימות לצורך הסבר מושגים. אולם לא תמיד המטפורות מתאימות לכל היבטי המושג אותו נועדו להסביר, וגם לטובות שביניהן יש מגבלות שעל המורה להיות מודע להן. בגלל מגבלות אלו, נודעת חשיבות לזיהוי וניתוח של המטפורות הקיימות בתחום-תוכן מסוים.

רוב החוקרים החינוכיים שעסקו בנושא, מסכימים על כך שהמטפורות חיוניות ללמידה ולפיתוח החשיבה כאמצעי לגישור בין ידע ישן לחדש.

התלמידים עומדים לעתים קרובות מול בעייה שלא ניתנת להסבר במערכת המושגים הקיימת שלהם. כדי לתת פתרון לבעייה, המורה מציע דרך הסתכלות שונה. ההבדל בין המדען לתלמיד, הוא שלרוב המדען גם נתקל בעצמו בבעייה וגם ממציא את המטפורה החדשה.

לעומת זאת, התלמידים לא תמיד רואים שיש בעייה, ובדרך-כלל לא מסוגלים להציע מטפורה חדשה שתעזור לפתרונה. בתהליך ההוראה, ברוב המקרים המורה הוא אשר מציע את המטפורה, והוא זה שעושה את המיפוי בין התחום המסביר לתחום המוסבר. עם זאת רצוי לארגן פעילויות בכיתה בהן התלמידים חושפים את "המטפורות הספונטניות" שלהם, תהליך שמחזק את הלמידה העצמאית והקונסטרוקטיבית.

 

השימוש במטפורות במהלך ההוראה, מוכרח לקחת בחשבון את המגבלות של המטפורות.

אחד המאפיינים החשובים של המטפורה, הינו האופן שבה היא ממקדת את העניין במרכיבים מסוימים של המושג אותו היא באה להסביר, תוך התעלמות ממרכיבים חשובים אחרים של אותו מושג. מאפיין זה עשוי לעוות את תפישת המושג על ידי תלמידים. על כן, כדאי שמורים יהיו מודעים לא רק לכוח הטמון בשימוש במטפורות, אלא גם לתפיסות המוטעות שהן עשויות ליצור.

 

ה. מטפורות במדע ובמדעי- המחשב בפרט

למטפורות שמור מקום חשוב בהתפתחות המדעית. ההיסטוריה של המדע רצופה בדוגמאות של מדענים אשר ניסחו מחדש מושגים בעייתיים בעזרת מטפורות חדשות והביאו למהפכות בהתפתחות המדעית. ניתן למצוא גם דוגמאות הפוכות, של שמרנות מדעית, אשר התבססה על מטפורות לא מתאימות ועיכבה בכך את התפתחות המדע. למשל, ההנחה ש"אור הוא גל" אשר לא איפשרה להסביר תופעות מסוימות הקשורות באור, או תיאורית האֶתֶר.

אם כן, מטפורות מסוימות מהוות לעתים גורם מגביל ואחרות משמשות גורם מאיץ בהתפתחות המדע. ניתן לשער שגם בהתפתחות מדעי-המחשב, כמו בתחומי ידע אחרים, המטפורות משפיעות על כיווני ההתפתחות של התחום. ואכן, ניתן לזהות עקבות של מטפורות והשפעתן בתחומים רבים של מדעי-המחשב. נביא מספר דוגמאות.

 

מטפורות בבסיס המודלים השונים לחישוביות

מטפורות רבות עוסקות בראיית המחשב דרך "משקפיים" מתימטיות. אלא שהמטפורה הזו גורמת לתפיסה מוטעית כפולה: ראשית, האוביקט ה"אמיתי" של המחשבים אינן מספרים במובן הרגיל, אלא סמלים המייצגים את המספרים. שנית, הסמלים יכולים לייצג מגוון רחב של נתונים בנוסף למספרים, ולכן מחשבים יכולים להתמודד גם עם מידע ויזואלי, טקסטואלי וקולי.

ואכן, לא כולם רואים את המחשב כ"מטחנת" מספרים. באסכולת LISP, למשל, רואים את המחשב כמניפולטור של סמלים. בדומה, המודל החישובי המבוסס על predicate-logic הביא את המטפורה של המחשב כמכונה להיסק לוגי. כל אחד מהמודלים החישוביים הללו מבוסס על מטפורה אחרת, וכל מטפורה השפיעה על כיווני התפתחות ומחקר אחרים. ראוי לציין, שכל המודלים הללו שקולים מבחינת כח החישוביות שלהם, אולם יש ביניהם הבדל ברור בתחומי כח הביטוי. דברים שקשה לנסח באמצעות שימוש במודל אחד, קל יותר לנסח כאשר משתמשים במודל אחר.

 

ברמה אחרת מזו של המודל החישובי, נמצאת האבחנה בין חישוב סדרתי לחישוב מקבילי.

המטפורה הנפוצה והותיקה ביותר היא זו של מתכון. סדרת ההוראות היא מטפורה נכונה אך מגבילה, כיון שאינה מתאימה למחשבים מקביליים המסוגלים לבצע פעולות רבות באותו הזמן.

החישוב המקבילי מספק מטפורה שונה, המאפשרת למתכנת לתפוס את תהליך החישוב כאינטראקציה בין הרבה משתתפים. במסגרת זו, נהוג לבטא את הפתרונות באמצעות מטפורות הלקוחות מחברות אנושיות, ארגונים שיתופיים ומערכות ייצור. המשותף למערכות הללו, הן האנושיות והן החישוביות, הוא שלשם השגת מטרותיהן יש צורך בשיתוף פעולה בין מרכיביהן השונים וביצוע פעילויות שונות בו זמנית.

לבחירה במטפורה מסוימת או במודל חישובי מסוים יש השפעה הן על תחום ארכיטקטורות המחשב והן על פרדיגמות התיכנות. בתחום הארכיטקטורה ניתן לציין, למשל, את ההבדלים בין מחשב בארכיטקטורת פון-ניומן  לבין Lisp-machine, ולבין ה-Connection machine המקבילי. בתחום התיכנות, התפתחו אסכולות שונות של תיכנות פרוצדורלי, פונקציונלי, מבוזר, לוגי, מודרך אוביקטים ועוד. כל אסכולה נשענת על מטפורה אחרת, שמייצגת מודל חישובי שונה.

 

מטפורות לשפות תכנות

שפת תיכנות היא שפה סימבולית ויש חשיבות רבה למטפורה המונחת בבסיסה. המטפורה משפיעה על מבנה השפה ובעקבות כך על ההקשר שבו קל יותר לחשוב על מושגים מסוימים מאשר על אחרים. עובדה זו מחזירה אותנו להנחה המרכזית, על פיה המטפורה משפיעה על תפיסת המציאות. במקרה זה, המציאות היא סביבת התיכנות של המשתמש במחשב.

במדעי המחשב, אנו מתארים תופעות ובעיות בשפת-מחשב. שימוש במטפורות מתאימות בעת התיאור, עשוי לתרום להבנת התופעה או הבעייה ולהקל על הדרך לפתרונה. במלים אחרות, מטפורות מסוימות עשויות ליצור "מציאות" כזו שבה יקל עלינו לפתור בעיות מסוימות.

המטפורות בהן משתמשים מתכנני שפות התיכנות השונות, באות לידי ביטוי בספרות העוסקת בשפות תיכנות. למשל, "שפת DIRECTOR תוכננה במיוחד לתיכנות אנימציות בזמן אמת. השפה מבוססת על המטפורה של עשיית סרט. המתכנת חושב על האוביקטים כעל קהיליית שחקנים, וכותב תסריט לכל שחקן".

גם שפת Smalltalk מבוססת על מטפורה. בעקבות מושגים שנוצרו ב-Simula  ובלוגו, החל Alan Kay לפתח שפת תיכנות שתאפשר למתכנת להסתכל על המחשב כעל אלפי מחשבים עצמאיים, שלכל אחד מהם הכוח של המכונה כולה. מתכנני Smalltalk  פיתחו מטפורה חדשה שבה זרם ההוראות הסדרתי מוחלף בסביבה רב מימדית עם עצמים השולחים הודעות זה לזה. הם מדגישים את המטפורה החזקה הזאת כאחד מיתרונותיה החשובים של השפה.

 

למטפורות יש מקום חשוב גם בהתפתחות ההיסטורית של שפות התיכנות ובמעבר בין רמות הפשטה שונות. למשל,  Tangoraמבחין בשבע רמות הקשורות במבנה מערכת המחשב, כאשר הרמה השביעית היא המופשטת ביותר.

 

רמות במבנה המחשב

  1.  Digital logic level

  2.  Microprogramming level

  3.  Machine language level

  4.  Operating system level

  5.  Assembly language level

  6.  High level language

  7.  Application level

 

ההתפתחות ההסטורית של שפות התיכנות תואמת פחות או יותר את המעבר מהרמה הראשונה לרמות המופשטות יותר. בחלק מהמעברים הללו ניתן, שוב, לזהות מטפורות. לדוגמה, בעת התיכנות בשפת אסמבלר, המתכנת כבר משתמש במטפורה של "המחשב יודע חשבון", ולא מטריד את עצמו בייצוג הפיזי של פעולת הכפל ברכיבי המחשב, כפי שעושה המשתמש בשפת מכונה. כלומר, המטפורה במעבר מרמה 3 לרמה 5 מאפשרת למתכנת לחשוב במונחים של פעולות חשבון פשוטות.

 

המטפורות בולטות עוד יותר במעבר משפת אסמבלר (רמה 5) לשפות העיליות (רמה 6). אם כי גם בין השפות העיליות ניתן לזהות רמות הפשטה שונות, ניתן לומר שבאופן כללי מנסות השפות העיליות להניח 'מחסום-הפשטה' בין המכונה (המחשב) לבין המתכנת (האדם). מחסום כזה מאפשר למתכנת לחשוב על המחשב לא במונחים הפיזיים ה"אמיתיים" שלו, אלא במונחים מטפוריים: המחשב לא רק יודע חשבון, הוא יודע גם שפה, הוא מבין, הוא מגיב, הוא בן-שיח. כלומר, בתיכנות בשפה עילית, אין צורך לחשוב במונחים של רכיבים אלקטרוניים ומעגלים חשמליים. ניתן לחשוב במושגים אנושיים יותר כמו קריאה, כתיבה, זכרון, הבנה, דו-שיח ועוד. ההפשטה מושגת כאן, שוב, על ידי שימוש במטפורה. מתכנני השפות, המתכנתים והמשתמשים במחשבים מעדיפים בדרך-כלל את ההסתכלות המטפורית, המקרבת את הפעילות המחשבתית שלהם להקשר מוכר. 

 

חשוב להאיר נקודה נוספת, הקשורה למעבר מרמת השפות העיליות לרמת היישומים (רמה 7). המתכנתים נדרשים ליצור תכניות, המבוססות גם הן על תהליכי חשיבה מטפוריים, באמצעות שפת תיכנות שכאמור היא עצמה מבוססת על מטפורה. Thornburg מעיר על כך, שמאחר ומשימת המתכנת היא ליצור מטפורה אחת (התוכנית שלו) ממטפורה אחרת (שפת התיכנות בה הוא משתמש), הרי ש"כדי להקל על התיכנות, רצוי להתאים את המטפורה של השפה לזו של היישום".

 

מכל האמור לעיל עולה, כי בכל פעם שאנו משתמשים במחשב, אנו מפעילים את הדמיון ועובדים - בצורה זו או אחרת - עם מטפורות ועם דמויים. הציטוט הבא מדגיש את מהותה של פעילות התיכנות כפעילות הקשורה בדמיון: "שען יכול לראות את גלגלי השיניים והברגים שבשעון שהוא בונה או מתקן. אבל מתכנתים מתכננים, בונים ומתקנים חומרים שבדמיון. רוב עבודתנו מתרחשת במוחנו. בניית מודלים במוחנו הינה גם האתגר וגם ההנאה שבתיכנות" Brodie) ).

 

המטפורה של "המחשב כאדם"- האנשת המחשב

כמעט בכל ספר במדעי-המחשב ניתן למצוא את עקבות המטפורה של האנשת המחשב. "גישה זו מהווה כלי היוריסטי רב עוצמה בחשיבה המדעית. המשתמשים יכולים לדבר על מה תכניות עושות ומה הם רוצים שהן יעשו" Solomon)). ראוי להזכיר כי המטפורה של "המחשב כאדם" היא הכיוון ההפוך של "המטפורה החישובית" בפסיכולוגיה, עובדה המדגישה את האינטראקטיביות הקיימת בין התחומים אותם המטפורות האלה מקשרות.

גם העוסקים בהוראה מושפעים מהדימוי הבסיסי של "מחשב כאדם" ומציעים מטפורות הנגזרות מכך, ומשתמשות בתכונות והתנהגויות אנושיות להסבר עקרונות פעולה של מחשבים. למשל, Weizenbaum, מציע להסביר ביצוע תכניות בשפת אסמבלר על ידי שימוש במטפורה של משרת נאמן, אשר מציית ללא לאות לכל הוראה שניתנת לו. בספרים רבים קיימות הצעות להסברים מטפוריים דומים, המבוססים על האנשה. למשל, Friendly   מסביר את ביצוע התכניות בלוגו באמצעות במאי אשר מקבל תסריטים מהמתכנת ומביים אותם תוך שימוש בשחקנים. Belford ו-  Liu מסבירים היבטים מסוימים של ביצוע הליכים בפסקל באמצעות רופא משפחה והדרך בה הוא נעזר ברופאים מומחים; Johnston משתמש במטפורה של מנהל ומזכירו האישי כדי להסביר סוגים שונים של העברת פרמטרים.

יתכן  שהשימוש המסיבי בהאנשה של המחשב  בספרות  מדעי  המחשב, מעיד  על  יתרונותיה החשיבתיים של המטפורה. אולם כמו לכל מטפורה, גם למטפורה הבסיסית של האנשת המחשב יש מגבלות. למשל, Bonar ו-Soloway מצטטים מחקרים, שהראו כי טעויות רבות של מתחילים נגרמות כתוצאה מנטייתם להבין את המחשב כמהות אנושית שיכולה להבין כוונות. כלומר, הטעויות נובעות מהעברה של מאפיינים לא מתאימים מהתחום המסביר לתחום המוסבר של המטפורה.

 

ייצוג מטפורי של מושגים וכלי תכנות במדעי המחשב

רבים מבין המושגים במדעי המחשב מוסברים בעזרת מטפורות. למשל, זכרון המחשב מדומה לעיתים לתאי דואר או למחסנית, משתנה מודגם בעזרת קופסה, כיס, חדר בבית מלון ועוד. גם מינוחים רבים מעידים על בסיס מטפורי: מצביעים, תפריט, חלונות, עכבר ועוד. חלקם של הייצוגים המטפוריים מושרשים עד כדי כך, שקשה להבחין שאכן מדובר במטפורה. לדוגמה, המונח "זכרון" הוא בעצמו מטפורי ונובע מהמטפורה הבסיסית יותר של "מחשב כמוח". גם המונח "מחסנית" כבר אינו נתפס בין אנשי המקצוע כמטפורי, למרות שהוא מטפורי עבור מי שנתקל בו לראשונה. כזה הוא המצב גם לגבי מונחים רבים בז'רגון המקצועי של אנשי מדעי-המחשב.

ניתן היה לחשוב, שסילוק המטפורות מהז'רגון המקצועי יפתור את הבעיות הללו ויקל על המצב. אולם אין זה אפשרי. המטפורות הן חלק מכל מערכת מושגים שהיא. יתר על כן, השימוש במטפורות מתאים כנראה במיוחד למדעי-המחשב. למשל, חלק ניכר מעבודתם של אנשי מדעי-המחשב נוגע ליצירה ופיקוח על מערכות אשר מחקות מערכות אחרות - כלומר, בניית סימולציות או מודלים. המטפורות הן חלק מהותי של מערכות כאלו. מעבר לכך, תפקידו העיקרי של המחשב הינו לייצג תהליכים, תופעות ומושגים והמטפורה הינה כלי מרכזי לייצוג כזה.

 

ו. מטפורות בהוראת מדעי המחשב

מקומה החשוב של המטפורה במדעי-המחשב תורם גם לחשיבותה בהוראה, וזאת משתי סיבות: ראשית, הוראת תחום הידע "מדעי-המחשב" צריכה להורות את מבנה הדעת של המקצוע. מאחר והמטפורה היא אבן בניין חשובה בדיסציפלינה של מדעי-המחשב, רצוי להדגיש אותה גם בעת הצגת התחום לתלמידים. שנית, המטפורה משמשת ככלי דידקטי להבהרת מושגים ולבנייתם. שתי סיבות אלה יחדיו תורמות להדגשת השימוש במטפורה בהוראת מדעי-המחשב. לכן, מורים צריכים להיות מודעים לקיומן של המטפורות, לעזור לתלמידיהם לזהות את שני התחומים ביניהם מקשרת המטפורה, וליצור את הקשרים ביניהם.

בשל התרומה האפשרית של מטפורה טובה לקשר בין האדם למחשב, חשוב גם לאמן את התלמידים - אנשי המקצוע של העתיד, ביצירת מטפורות מקוריות משלהם. קיימות בספרות החינוכית הצעות רבות לשימוש במטפורות במהלך ההוראה של נושאים שונים במדעי-המחשב. מטרתן של המטפורות המוצעות בספרות הן להקל על ההבנה של הלומדים, בדרך-כלל תלמידים מתחילים. מניסיון ההוראה עולה ההכרה ביעילותן של חלק מהמטפורות שהוזכרו, והצורך בשיפורן של אחרות.

 

לסיכום, דומני כי על כל מורה למדעי המחשב, איש צוות פיתוח, או מנחה מורים, להיות מודע לתפקידן של המטפורות בחשיבה בכלל, ובדיסציפלינה של מדעי המחשב בפרט. ולשאול את עצמו שאלות כמו: האם המטפורות המוצעות בתוכנית הלימודים תואמות את המושגים שהן אמורות להסביר? כיצד ניתן להשתמש בהן בכיתה? מהם יתרונותיהן ומגבלותיהן?

אני תקווה שמאמר זה תרם להעלאת המודעות של קוראיו.

 

תודות לפרופ' אורי לירון, מנחה עבודת המסטר שעל פיה נכתב מאמר זה.

 

מקורות:

  1.  Arbib M.A (1972). The metaphoric brain. NY: Wiley-Interscience.

  2.  Belford, G.G., Liu, C.L. (1984). Pascal. McGraw-Hill Book Co.

  3.  Black, M. (1962). Models and Metaphors. Cornell Univ. Press.

  4.  Bonar, J., Soloway, E. (1985). Programming knowledge: a major source of misconceptions in novice programmers. Human-Computer Interaction 1 pp. 133-161.

  5.  Brodie, L. (1984). Thinking Forth, a language and philosophy for solving problems. Prentice-Hall Inc, N.J.

  6.  Dijkstra, E.W. (1989). On the cruelty of realy teaching computing science. In Communications of the ACM, Vol. 32, No. 12, pp. 1398-1404.

  7.  Friendly, M. (1988). Advanced Logo. Lawrence-Erlbaum Associates.

  8.  Hillis, W.D. (1985). The Connection Machine.  MIT Press.

  9.  Johnston, H. (1985). Learning to program. Prentice-Hall Press.

 10. Lakoff, G., Johnson, M. (1980). Metaphors we live by. University of Chicago Press.

 11. Mac Cormac,  E.R. (1985). A cognitive theory of metaphore. MIT Press.

 12. McCarty, J (1979). Ascribing  mental qualities to machines. In Ringle, M. (ed.)  Philosophical perspectives in Artificial Intelligence. Humanities Press NY.

 13. Minsky , M. (1986). The Society of Mind. Simon & Schuster Inc.

 14. Rumelhart, D.E. (1989). Towards a  microstructural account of human reasoning. In Vosniadou, S., Ortony, A. (eds.) Similarity and analogical reasoning. Cambridge University Press.

 15. Salomon, G. (1988). AI in reverse: Computer tools that turn cognitive. In Journal of Educational Computing Research. Vol. 4, No. 2, pp. 123-139.

 16. Tangora, F. (1990). The role of the computer architecture simulator in the laboratory. In SIGCSE Bulletin  22 (2).

 17. Thornburg, D.D. (1988). From metaphors to microworlds. The challenge of creating educational software. In Computers and Education, Vol. 12, No. 1, pp. 11-15.

 18. Van Dyke,  C. (1988). Binary jargon: The metaphoric language of computing. In SIGCSE Bulletin 20 (3) pp. 34-41.

 19. Vosniadou, S., Brewer, W.F (1987). Theories of knowledge restructuring in developement. In Review of Educational Research, Vol. 57, No. 1, pp. 51-68.

 20. Weizenbaum, J. (1976). Computer power and human reason. W.H. Freeman and Co, San Fransisco.

 

אתר הבטים

תוכן לפי נושאים

תוכן לפי גליונות

גליון ספטמבר 95

חזרה לתחילת העמוד