Ptak Czy eksperymentaria zastąpią szkołę w uczeniu fizyki

Ptak
Czy eksperymentaria zastąpią szkołę w uczeniu fizyki?
„Słyszałem i zapomniałem.
Widziałem i zapamiętałem.
Zrobiłem i zrozumiałem.”
Konfucjusz
Dyskusja na temat najskuteczniejszych sposobów nauczania, czyli spór między
zwolennikami teorii oraz tzw. wiedzy książkowej a sympatykami nabywania umiejętności
przez praktykę i doświadczenie trwa chyba dłużej niż istnieje przymus szkolny i system
oświaty. A właśnie do tego problemu sprowadza się próba odpowiedzi na pytanie: „czy
eksperymentaria zastąpią szkołę w uczeniu fizyki?”. Rozpatrując to zagadnienie, należy
zastanowić się również nad sytuacją współczesnej szkoły, stwarzanymi przez nią
możliwościami oraz tym, jak ta szkoła zmienia się, by lepiej i efektywniej nauczać dzieci
i młodzież. Najtrudniejszym - i najbardziej ryzykownym, bo wzbudzającym najwięcej
kontrowersji - jest pytanie o to, kto (lub co) jest w największym stopniu odpowiedzialny za
edukację i wychowanie młodych ludzi i czy możemy dopuścić, by nie tylko szkoła, ale też
inna instytucja miała wpływ na rozwój młodego pokolenia. Są to najważniejsze kwestie, jakie
poruszę w tej pracy i które pozwolą - w moim mniemaniu - na dogłębne i szczegółowe
rozpatrzenie postawionego wyżej pytania problemowego.
Moje doświadczenia z eksperymentarium sprowadzają się do wizyty w Centrum
Nauki „Kopernik” w Warszawie dwa lata temu, czyli w pierwszej klasie szkoły średniej.
Posiadając pewne „wyposażenie intelektualne” z zakresu fizyki, chemii i historii, traktowałam
tę wizytę jako sposób na uzupełnienie wiedzy i spędzenie miłego popołudnia z przyjaciółmi.
Towarzystwo – rzeczywiście - miałam cudowne, niestety, było to jedyne spełnione
oczekiwanie wobec tegoż eksperymentarium - to, co zobaczyłam w „Koperniku” stanowiło
tylko wizualizację tego, o czym już wcześniej czytałam lub co słyszałam, bądź też
prezentowało te eksperymenty, na które nie można było sobie pozwolić w warunkach
szkolnych (jak na przykład ogromny model wahadła Foucaulta). Oczywiście, dla młodszej
„publiczności” wiele eksponatów było nie tylko niezwykłą atrakcją, ale również ogromnym
zaskoczeniem i nieprawdopodobnym odkryciem. Biorąc jednak pod uwagę, iż za kilka lat
dowiedzieliby się tego samego z podręcznika fizyki czy z przekazu ustnego swojego
nauczyciela, nie można stwierdzić, by wizyta w „Koperniku” poszerzyła znacząco ich
horyzonty i zasób wiedzy. Uderzyło mnie także to, że wiele niezbyt ciekawych i odkrywczych
eksperymentów próbowano przedstawić nam jako osiągnięcia na miarę Nagrody Nobla. I tak,
niezbyt skomplikowane łamigłówki logiczno-matematyczne pojawiały się zaraz obok
wystawy o „boskiej cząsteczce” - bozon Higgsa. Kolejnym rozczarowaniem - nie będącym
jednak winą samego eksperymentarium - była niska świadomość i wiedza zwiedzających, co
prowadziło do ogromnych kolejek do pewnych eksponatów i zupełnego braku
zainteresowania innymi. Nie jest moim celem ocena Centrum Nauki „Kopernik” ani
odwiedzających go turystów i nie to chciałam tu przedstawić. Ta sytuacja pokazuje jednak
czym dla większości ludzi jest tego rodzaju ośrodek - jest to atrakcja, zabawa, niejako
instynktowne podążanie za tym, co kolorowe, ładnie wyglądające, zabawne, niewymagające
wysiłku a sprawiające przyjemność. To co odnajdziemy w eksperymentariach, to obiekty
ciekawe, absorbujące, ale nieuporządkowane w żaden dydaktyczny sposób i niedające
żadnych konkretnych doświadczeń, umożliwiających poznanie świata (kolejne eksponaty nie
są ze sobą – zazwyczaj - powiązane ani pod względem dziedziny nauki, jakiej dotyczą, ani
nawet czasu, w którym powstały). Jak więc wiedza podręcznikowa (szkolna) ma się do tej,
jaką zdobędziemy w eksperymentarium?
Nawet ci, którzy nie są zainteresowani fizyką czy chemią muszą przyznać, iż wiedza,
jaką zdobywamy z tego zakresu w szkole, daje nam pewne wyobrażenie o świecie
i przygotowanie do życia. Oczywiście można zaprzeczyć temu stwierdzeniu, wykazując
zupełną nieprzydatność teorii kwantowych czy wiedzy o budowie atomowej materii w życiu
codziennym. Jednak to, czego dowiedziałam się w liceum, pozwala mi odpowiedzieć na
pytanie: „jak funkcjonuje świat?”, „dlaczego jest tak a nie inaczej?”, „co sprawia, że to
wszystko działa?”. Kinematyka, dynamika, optyka, elektrodynamika pozwalają na poznanie
praw i zasad tego świata. Eksperymenty z Centrum Nauki „Kopernik” nie dają takich
możliwości, szczególnie, iż jest to wiedza, która łatwo może „ulecieć” tzn. doświadczenia
nabyte w tym ośrodku nie pozostaną z nami na długo, ponieważ, zdobywając je, nie byliśmy
nastawieni na naukę i zapamiętywanie. Oczywiście i tutaj znalazłoby się wielu przeciwników
mojej opinii, którzy zarzuciliby mi niezgodność z prawdą, gdyż - jak stwierdził Konfucjusz
w cytacie przywołanym jako motto mojej pracy - człowiek znacznie lepiej uczy się przez
praktykę niż przez tzw. „wkuwanie” regułek. Dokładniej nad tym problemem zastanowię się
w dalszej części pracy.
Oczywiście, ogromną zaletą każdego eksperymentarium jest możliwość
bezpośredniego obcowania z nauką, samodzielne przeprowadzanie doświadczeń
i wspomniane wcześniej praktyczne zastosowanie wiedzy. To, co zrobimy samodzielnie i co
odkryjemy sami, zapamiętamy na dłużej. Czy jednak konieczne jest dla człowieka
o przeciętnej wiedzy i inteligencji, by musiał przeprowadzać nawet najbardziej banalne
eksperymenty, by zapamiętać najprostsze prawa rządzące tym światem? Ja sama uważam, że
genialnym narzędziem poznawczym i sposobem zdobywania informacji jest doświadczenie
i aktywna praca. Widzę jednak sens takich działań, jeśli dotyczą one jakiegoś
skomplikowanego problemu, niejasnego zagadnienia, trudnego do wyobrażenia i zrozumienia
zjawiska. Natomiast jałowe i bezcelowe wydają się próby demonstrowania pewnych
komunałów, czy takich eksperymentów, których wyników spodziewamy się instynktownie.
Czy nie będzie więc oszczędnością czasu i energii zapoznanie się z pewnymi wiadomościami
poprzez przeczytanie ich w podręczniku? Czy nie powinniśmy zaufać inteligencji i zdrowemu
rozsądkowi uczniów, którzy są w stanie ogarnąć swoim rozumem np. zjawisko bezwładności
ciał czy rozpuszczalności substancji bez przeprowadzania trywialnych eksperymentów?
Pytanie problemowe tej pracy dotyczy w szczególności nauki fizyki. Czym są lekcje
fizyki w szkole średniej? Jaką rolę odgrywają w nich doświadczenia? Chociaż liczba godzin
poświęconych na fizykę została w ostatnich latach (w związku z tzw. nową podstawą
programową) znacznie ograniczona, to w dalszym ciągu pedagodzy starają się przekazać
spójną i konkretną wiedzę z tego przedmiotu. Bardzo częste i popularne są nie tylko
eksperymenty przeprowadzane przez nauczycieli, ale również samodzielna praca uczniów.
Muszę przyznać, iż zajęcia praktyczne przeprowadzane nawet dwa lata temu pamiętam
znacznie lepiej niż schematy i regułki przeczytane w książkach. Czy jednak te interesujące
doświadczenia są wystarczające dla ludzi, którzy pragną poświęcić się fizyce, zostać
wybitnymi naukowcami i dokonywać wielkich odkryć? Oczywistym wydaje się, że właśnie
ciężka praca, dogłębna znajomość przedmiotu i żmudna, ale przynosząca rezultaty, nauka
pozwalają na przeprowadzenie tych praktycznych badań, które określilibyśmy mianem
przełomowych. Co więc można powiedzieć „w obronie” eksperymentariów?
Jednym z argumentów przemawiających za wyższością eksperymentarium nad nauką
w szkole jest niemożność przeprowadzenia pewnych eksperymentów w budynku szkoły.
Rzeczywiście, pracownie chemiczne i fizyczne muszą spełnić wysokie wymagania, jeśli
nauczyciele korzystający z tych sal chcą w nich pokazać uczniom pewne doświadczenia
uznane za niebezpieczne lub takie, do wykonania których potrzebne są profesjonalne
urządzenia i przyrządy. Ten komentarz przywodzi mi na myśl dwa doświadczenia. Jednym
z nich była przeprowadzona w moim gimnazjum reakcja chemiczna kwasu azotowego (V)
z miedzią. W jej wyniku powstawał tlenek azotu (IV) - gaz trujący, niebezpieczny, dlatego też
doświadczenie musiało być przeprowadzane pod wyciągiem laboratoryjnym. Nie każda
pracownia chemiczna w szkole gimnazjalnej jest w taki wyposażona, dlatego też rzadko
pokazuje się gimnazjalistom ten eksperyment. Rzeczywiście stwarza on zagrożenie, jednak
nawet moja szkoła, czyli gimnazjum na prowincji, posiada możliwości by go bezpiecznie
zaprezentować. Reakcja ciekawa, nietypowa, zachodząca w sposób efektowny, więc warta
zademonstrowania uczniom, gdyż umożliwi im łatwiejsze zapamiętanie osobliwej i rzadko
spotykanej aktywności metali szlachetnych. Drugim eksperymentem, który miałam na myśli,
jest wspomniane już wcześniej wahadło Foucaulta. Nie jest możliwe, by wybudować
w pracowni fizycznej taki model w skali, w jakiej zrobiło to Centrum Nauki „Kopernik”. Co
ważniejsze dla moich rozważań, interesujące było zachowanie ludzi w tym warszawskim
eksperymentarium - gromadzili się oni wokół ogromnego wahadła i obserwowali przez
kilkanaście minut jego monotonny ruch tylko po to, by stać się świadkiem przewrócenia
kolejnego patyczka i by „skomentować” to wydarzenie głośnymi brawami i śmiechem.
Pamiętam, jakie zdziwione miny mieliśmy z moim przyjacielem, gdy zaobserwowaliśmy to
zachowanie. Nie tylko dzieci, ale i ich rodzice oraz opiekunowie stali jak zahipnotyzowani,
wpatrując się w wahadłowy ruch błyszczącej, srebrnej kuli. Do dzisiaj zastanawiam się, czy
nie było im szkoda czasu i siły, by bezmyślnie patrzeć na to czego - co grosze - nawet nie
rozumieli! Widząc kilkuletnie dziecko, trzymane na siłę przez rodziców przy barierce, zrobiło
mi się go szkoda - maleństwo nie miało pojęcia, co się dzieje, a jego rodzice nie pokusili się
nawet, by przeczytać ustawioną obok eksponatu tabliczkę z informacjami na jego temat
i spróbować wytłumaczyć dziecku, na co właściwie patrzą. Życie więc pokazuje, iż
doświadczenia niebezpieczne i trudne są przeprowadzane w szkołach i uczniowie mają dostęp
do istotnych informacji. Czy więc rzeczywiście jest tak wielką wadą to, że niektórych
eksperymentów nie można i nie przeprowadza się w szkole? Czy uczniowie tracą na tym tak
wiele? Czy eksperymentarium prezentuje przełomowe odkrycia i to, o czym uczeń nie
mógłby po prostu usłyszeć? Wydaje się, iż nawet jeżeli niektóre istotne doświadczenia nie są
prezentowane w czasie lekcji fizyki czy chemii, to lepszym rozwiązaniem będzie przekazanie
wiedzy na ich temat w sposób atrakcyjny i rzetelny przez nauczycieli czy podręczniki, a nie
organizowanie wycieczek szkolnych do kolejnych ośrodków edukacyjnych. Ważnym
postulatem jest tu konieczność zachowania przez szkołę pewnej wyłączności na edukację
dzieci i młodzieży, co wiąże się z tym, że nie można przerzucać odpowiedzialności za
nauczanie na inne instytucje jak np. eksperymentaria. O ile szkoły powinny korzystać
z wszelkich dostępnych źródeł wiedzy i miejsc przeznaczonych do pogłębiania zainteresowań
uczniów, o tyle powinny pozostać „hegemonem” w szkolnictwie. Rozsądniejsze będzie więc
dofinansowanie szkół umożliwiające im dostosowanie warunków nauczania do potrzeb dzieci
i młodzieży niż próby przeniesienia lekcji fizyki do budynku eksperymentarium.
Na początku tej pracy wspomniałam o reformach oświatowych, dokonywanych
w ostatnich latach. Pewne trendy w tej dziedzinie mogłyby wskazywać na wzrost znaczenia
technologii w nauczaniu i odejściu od metod tradycyjnych. Zgodnie z „modą zachodnią”,
coraz więcej ćwiczeń wykonywanych jest w oparciu o Internet, informacje są w swobodny
sposób przesyłane drogą elektroniczną, większą uwagę poświęca się nawet naukom ścisłym
niż humanistycznym. Dobrym zakończeniem moich przemyśleń będzie refleksja nad tymi
zmianami i opinia - prognoza na temat tego, jak będzie wyglądała szkoła za 50 - 70 lat.
Wydaje się, że w najbliższych latach zauważymy dalszy wzrost opisanej powyżej tendencji
i zainteresowania dziedzinami nauki takimi jak fizyka, chemia, technologia informacyjna,
inżynieria. Moim zdaniem dojdziemy jednak - i to dość szybko - do apogeum tych
preferencji: rynek pracy nasyci się potrzebnymi dzisiaj specjalistami, badania prowadzone na
najwyższym szczeblu staną się jeszcze bardziej elitarne, a w związku z tym zainteresowanie
tymi dziedzinami zacznie się ograniczać do specjalistów i osób szczególnie uzdolnionych
i zainteresowanych. Jak to wpłynie na wygląd polskiej szkoły? Co wspólnego ma ta hipoteza
z „relacją” szkoła- eksperymentarium? Wydaje się, że ta prognoza pozwala stwierdzić, iż
zmieniająca się szkoła, umożliwi zaspokojenie najważniejszych potrzeb edukacyjnych
młodych ludzi. Eksperymentaria - ze względu na swoją banalność i pocieszną prostotę - nie
tylko nie zastąpią szkoły w uczeniu fizyki, ale staną się znacznie mniej atrakcyjne.
Samodzielna obserwacja i przeprowadzanie eksperymentów, chociaż niezwykle twórcze
i wartościowe (jak opisywałam wcześniej), nie zastąpią nigdy podręcznika przedstawiającego
logicznie powiązane dziedziny fizyki, ustnego przekazu nauczycieli ani - tym bardziej kontaktu z tymi nauczycielami wywierającymi swoistą presję na uczniach, która - przyjmując
formę motywacji czy konstruktywnej krytyki - wspomaga dzieci i młodzież
w systematycznym i zdyscyplinowanym przyswajaniu wiedzy.
Rodzi się jeszcze jedno pytanie: „czy jakakolwiek instytucja, zjawisko społeczne albo
sposób przekazywania informacji są w stanie zastąpić szkołę?”. Chociaż świat tak szybko się
zmienia, to obowiązek szkolny - w takiej czy innej formie - funkcjonuje nieugięcie. I chociaż
mamy dostęp do właściwie nieograniczonego zbioru książek oraz nieskończonego źródła
informacji, jakim jest Internet, to i tak największą wiedzę zdobywamy za pośrednictwem
szkoły i nauczycieli. Chociaż programy typu Discovery Channel (oferujące m. in. prezentację
ryzykownych doświadczeń) cieszą się popularnością, to żaden z nich nie może nawet
konkurować z „siłą rażenia” jaką posiada przymus szkolny.
„Teoria śni, praktyka uczy.” Tak stwierdził Karol Holtei. Nauczyciele życzą sobie, by
każdy uczeń uczył się jak najwięcej, uczniowie zaś pragną uczyć się jak najszybciej. Jednak
najpiękniejszy jest sen, w którym odnajdziemy zachwycające odkrycia i niespełnione
marzenia. Stąd bierze się niepodważalna wartość teorii.