Z "Lalką" na fizyce...

O korzyściach płynących z wykorzystanie materiałów źródłowych już pisałem. Dziś pora na konkretne przykłady pochodzące z książki autorstwa Stanisława Jakubowicza, Stanisława Plebańskiego, Kornelii Rybickiej oraz Beaty Udzik wydanej przez Wydawnictwo Pedagogiczne ZNP w Kielcach w roku 2007.

Pretekstem do zamieszczenia fragmentów "Lalki" Bolesława Prusa były obserwacje poczynione przeze mnie podczas podróży na X Szkolne Warsztaty Fizyczne, podczas której część uczniów czytała właśnie tę lekturę. Gdy o możliwości wykorzystania fragmentów powieści, także na lekcjach fizyki, powiedziałem zaprzyjaźnionej nauczycielce z entuzjazmem poprosiła o pytania do tego tekstu. Oto one - za zgodą autora. Może przyddzą się jeszcze komuś.

Tekst 1
Podbiegł do żelaznej szafy, otworzył ją w sposób bardzo skomplikowany i po kolei począł wydobywać sztabki metalu cięższego od platyny, lżejszego od wody, to znowu przezroczystego... Wokulski oglądał je, ważył, ogrzewał, kuł, przepuszczał przez nie prąd elektryczny, ciął nożycami.

Bolesław Prus,  Lalka, tom II, Warszawa 1964, s. 75.

Pytania i polecenia 1

1. Wypisz metody badawcze zastosowane przez Wokulskiego. Przyporządkuj im działy fizyki.

Tekst 2
Wziął ze stołu stalowy sześcian i podawszy go Wokulskiemu, mówił:
– Oto jest decymetr sześcienny, pełny, odlany ze stali; weź go w rękę, ile waży?
– Z osiem kilogramów...
Podał mu drugi sześcian tej samej wielkości, również stalowy, pytając:
– A ten ile waży?
– No, ten waży z pół kilograma:.. Ale on jest pusty... - odparł Wokulski.
– Doskonale! A ta sześcienna klatka ze stalowego drutu ile waży? - spytał Geist, podając ją Wokulskiemu.
– Ta waży kilkanaście gramów...
– Oto widzisz – przerwał Geist. – Mamy trzy sześciany tej samej wielkości i z tego samego materiału, które jednak są nierównej wagi. A dlaczego? Gdyż w pełnym sześcianie jest najwięcej cząstek stali, w pustym mniej, a w drucianym najmniej. Wyobraź więc sobie, że udało mi się zamiast pełnych cząstek budować klatkowe cząstki ciał, a zrozumiesz tajemnicę wynalazku. Polega on na zmianie budowy wewnętrznej materiałów, (...)

Bolesław Prus, Lalka, tom 2, Warszawa 1964, s. 76-77.

Pytania i polecenia 2

1. W jakim momencie biografii głównego bohatera powieści Prusa ma miejsce zacytowana scena?
2. Jaki związek ma podany fragment z epoką, w której powstała książka?
3. Jaki związek z zakończeniem utworu ma zacytowany fragment?
4. Podaj cel działań Geista, działanie i wynik tego działania
5. Porównaj literacki pomysł Prusa ze strukturami tworzonymi przez atomy węgla – grafit, diament, fullereny.
6. Przeczytaj fragment doniesienia prasowego Gazety Wyborczej z 9 maja 2002 roku.
   Księga Rekordów Guinnessa uznała aerożel, wyprodukowany w Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie, za ciało stałe o najmniejszej gęstości. Rzeczywiście, materiał ten przypomina zamrożony dym.
   Aerożel to przede wszystkim dwutlenek krzemu - tyle że 99,8% jego objętości stanowi... powietrze. Przygotowywany jest jak żelatyna: poprzez mieszanie ciekłego krzemu z szybko parującym rozpuszczalnikiem; otrzymywany w tym procesie żel jest następnie suszony pod ciśnieniem, poddawany obróbce termicznej, aż wreszcie uzyskuje się substancję stałą o gęstości 3 miligramów na centymetr sześcienny (podczas gdy gęstość powietrza to 1,2 miligrama na centymetr sześcienny).

• Oblicz, ile razy aerożel jest lżejszy od wody.
• Przy rozstrzelonym piśmie powyższego fragmentu Lalki redaktor wydania  (1964 rok) dopisał odnośnik – "oczywiście pomysł fantastyczny". Określenie fantastyczny  ma, wg słownika wyrazów obcych, dwa znaczenia: 1. będący wytworem fantazji, nie mający oparcia w rzeczywistości, 2. niezwykły, nadzwyczajny. Które znaczenie przypisałbyś autorowi odnośnika, a które wybrałbyś dzisiaj? Odpowiedź uzasadnij.
  
  

Tekst 3

– To jest chyba dwa razy cięższe od platyny?... – szepnął.

– A tak... tak! – śmiał się Geist. – Nawet jeden z moich przyjaciół akademików nazwał to "komprymowaną platyną"... Dobry wyraz, co? Na oznaczenie metalu, którego ciężar gatunkowy wynosi 30,7...
(...)

Bo jużci jest faktem, że każdy nowy a ważny materiał, każda nowa siła to nowe piętro cywilizacji. Brąz stworzył cywilizację klasyczną, żelazo wieki średnie; proch zakończył wieki średnie, a węgiel kamienny rozpoczął wiek dziewiętnasty. Co się tu wahać: metale Geista dadzą początek takiej cywilizacji, o jakiej nie marzono i kto wie, czy wprost nie uszlachetnią gatunku ludzkiego...

Bolesław Prus, Lalka, tom II, Warszawa 1964, s. 56, 81.

Pytania i polecenia 3

1. Echa jakich sztandarowych haseł pozytywizmu dostrzec można w podanym fragmencie Lalki Prusa?
2. Znajdź w tablicach fizycznych gęstość platyny. Oblicz, ile razy "komprymowana platyna"  miała większą gęstość od platyny.
3. Znajdź w książkach, Internecie informacje, czy istnieją substancje o gęstości podanej przez Geista i dostępne dzisiaj człowiekowi w normalnych warunkach.
4. Podaj materiał, który Twoim zdaniem spowodował przełom cywilizacyjny w latach nie wymienionych już przez Bolesława Prusa, aż do czasów dzisiejszych. Weź pod uwagę fakt, że powieść pisana była w drugiej połowie dziewiętnastego wieku.
5. Wybierz typ właściwości fizycznych substancji (mechaniczne, elektryczne, optyczne, magnetyczne),  które współcześnie doprowadziły do cywilizacyjnego przewrotu. Czy Prus tak to przewidywał?
6. Zastanów się i wyraź krótko swoje zdanie na piśmie: Czy nowa technologia wpłynęła na "uszlachetnienie gatunku ludzkiego"?
7. Znajdź różnicę między pojęciami: nanokomputer i mikrokomputer.

Tekst 4

Machalski objaśnił palcami świecę i nalawszy mi kieliszek wina mówił:
– On tu jest u nas ze cztery lata. Do sklepu albo do piwnicy nie bardzo... Ale mechanik!... Zbudował taką maszynę, co pompuje wodę z dołu do góry, a z góry wylewa ją na koło, które właśnie porusza pompę. Taka maszyna może obracać się i pompować do końca świata; ale coś się w niej skrzywiło, więc ruszała się tylko kwadrans. Stała tam na górze, w pokoju jadalnym, i Hopferowi zwabiała gości; ale od pół roku coś w niej pękło.

Bolesław Prus, Lalka, tom 1, Warszawa 1964 s. 534.

Pytania i polecenia 4

1. Dlaczego główny bohater „Lalki” „zbudował taką maszynę”?
2. Czym była nauka dla bohatera i w jakich momentach swego życia uciekał w jej świat?
3. Jaki ma to związek z założeniami epoki, w której powstała powieść?
4. W podanym fragmencie utworu autor posłużył się ironią. Dzięki jakim zabiegom językowym ją uzyskał?
5. Podaj cel, działanie i wynik tego działania
6. Jak nazwiesz taką maszynę, która może „pompować do końca świata”?
7. Czy możesz podać jeszcze inne powody (oprócz skrzywienia czegoś) tak krótkiego czasu działania maszyny?

Tekst 5

Fragment listu Bolesława Prusa z 8 lutego 1897 roku.

Otóż gdy autor obmyśla powieść, może mieć w głowie wszystkie powyższe elementy: materiał, temat, plan – i mimo to czuć, że całość mu się jakoś nie skleiła!
W tej epoce "niesklejenia się całości" umysł autora podobny jest do wody, która pomimo że stoi w temperaturze niższej od zera, jednakże nie zamarza. I dopiero trzeba jakiegoś choćby niewielkiego wstrząśnienia, ażeby owa woda zamarzła w jednej chwili i od razu, w całej masie.
W powieści Lalka znajduje się rozdział poświęcony procesowi o kradzież lalki, rzeczywistej lalki dziecinnej. Otóż taki proces miał miejsce w Wiedniu. A ponieważ fakt ten wywołał w moim umyśle skrystalizowanie się, sklejenie całej powieści, więc – przez wdzięczność – użyłem wyrazu Lalka za tytuł.

Bolesław Prus

Pytania i polecenia 5

1. Opisz zjawisko przechłodzenia wody.
2. Opisz proces zachodzący w chwili "niewielkiego wstrząśnienia".
3. Oblicz, jaką co najmniej temperaturę musiałaby mieć woda przechłodzona, żeby "zamarzła w jednej chwili i od razu, w całej masie".
4. Do jakiego zjawiska fizycznego porównuje Prus olśnienie twórcze? Uzasadnij trafność porównania.

Edukacja i umiejętności przyszłości 2030

Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD) realizuje projekt o nazwie Future of Education and Skills 2030, który ma na celu poszukiwanie odpowiedzi na pytanie, jaka wiedza, umiejętności, postawy i wartości są potrzebne dzisiejszym uczniom do ich wszechstronnego rozwoju pozwalającego na skuteczne funkcjonowanie w dynamicznie zmieniającym się świecie. Ważnym celem tego przedsięwzięcia jest także refleksja nad systemami nauczania, w których te kompetencje mogą być skutecznie rozwijane.

Na stronie OECD znaleźć można dokument [i] tzw. Learning Framework (ramy koncepcyjne) zawierający podstawowe informacje o przedsięwzięciu, którego fragmenty chciałbym przytoczyć, ponieważ są zbieżne z moim spojrzeniem na rolę podstawy programowej.

Oto zestaw zasad (haseł przewodnich), którymi należy kierować się w dobrze treści przedmiotowych w pracach nad naprawdę nową podstawą programową:

• skoncentrowanie na uczniu – podstawa programowa winna być tworzona z podkreśleniem podmiotowości ucznia, zawierać elementy motywujące do pracy oraz bazować na dobrze określonej wejściowej wiedzy, umiejętnościach, postawach i wartościach;
• rygor – treści przedmiotowe powinny stanowić wyzwanie intelektualne i umożliwiać wielopłaszczyznowe myślenie i refleksję;
• zogniskowanie – na każdym etapie nauczania należy wprowadzić względnie niewielką liczbę tematów obowiązkowych, aby stworzyć warunki do głębszego rozważania problemów oraz zapewnienia jakości uczenia się; tematyka winna być skorelowane i sprzyjać wzmocnieniu kluczowych umiejętności i poznaniu podstawowych pojęć;
• spójność – tematyka przedmiotowa powinna być podzielona na obszary możliwie wiernie odzwierciedlające logikę dyscypliny akademickiej (dyscyplin naukowych) i umożliwiać przejście od zagadnień podstawowych do bardziej zaawansowanych zgodnie z etapami rozwoju ucznia i jego wiekiem;
• wyważenie – podstawa programowa powinna być dobrze dopasowana do praktyk nauczania i oceny, mimo, że nie dysponujemy jeszcze metodami oceny wielu pożądanych efektów; niezbędne jest wypracowanie nowych metod oceny, które mogłyby dostarczyć informacji zwrotnych nt. efektów działania, które niejednokrotnie nie mogą być jednoznacznie określone;
• adaptowalność – wyższy priorytet należy nadać tej wiedzy, umiejętnościom, postawom i wartościom, które można osiągnąć w jednym kontekście i skutecznie wykorzystywać w innym (kontekście, warunkach, okolicznościach);
• wybieralność – należy stwarzać warunki, w których uczniowie mogą dokonywać świadomych wyborów spośród różnorodnych opcji tematycznych i projektowych, a także mają możliwość proponować własne treści oraz autorskie tematy projektów.

Uwzględnienie powyższych wskazówek wymaga nowego spojrzenia także na proces tworzenia dokumentów regulujących pracę szkoły. Należy przede wszystkim zapomnieć o pośpiechu. Podczas ich przygotowania należy zadbać o:

• skoncentrowanie na nauczycielu – podstawa programowa winna stwarzać warunki do wszechstronnego wykorzystywania zróżnicowanej wiedzy zawodowej, umiejętności i wiedzy specjalistycznej nauczycieli w celu skutecznego organizowania pracy uczniów;
• kontekstowość – uczniowie powinni mieć możliwość powiązania swoich doświadczeń edukacyjnych ze światem rzeczywistym - codzienną praktyką oraz mieć poczucie celowości ich nauki; wymaga to interdyscyplinarnego kształcenia, szeroko rozumianej kooperacji w uczeniu się oraz solidnych podstaw wiedzy;
• międzyprzedmiotowość - uczniowie powinni mieć możliwość odkrycia, w jaki sposób temat lub pojęcie mogą łączyć się z innymi tematami lub koncepcjami w obrębie różnych dyscyplin oraz z codziennym życiem poza szkołą (interdyscyplinarność);
• elastyczność – koncepcja programu nauczania będącego implementacją podstawy programowej powinna ewaluować od "z góry ustalonej i statycznej" do "elastycznej i dynamicznej”; szkoły i nauczyciele winni być stymulowani do tworzenia autorskich programów nauczania odzwierciedlających misję szkoły, zmiany oczekiwań społecznych, a także indywidualne potrzeby edukacyjne;
• zaangażowanie – nauczyciele, uczniowie i ich rodzice oraz zainteresowane strony procesu kształcenia powinny być zaangażowane w powstawanie programu nauczania na jego wczesnym etapie tworzenia i w ten sposób wpływać na jego adekwatność.

Proces implementacji tych idei będzie trudny, dlatego konieczne jest opracowanie zintegrowanej strategii pracy nad naprawdę nową podstawą programową fizyki. Kto się przyłączy?

---

[i] OECD 2018, The future of education and skills, Education 2030, Future we want, OECD Learning Framework 2030

Nauczanie międzyprzedmiotowe

Nie wyobrażam sobie lekcji fizyki (i nie tylko fizyki) bez nawiązań do codzienności uczniów oraz tematów, na pierwszy rzut oka, należących do innych przedmiotów. To dlatego, że jestem "wyznawcą" nauczania międzyprzedmiotwego. Podejście to charakteryzuje się tym, że nauczanie - pojmowane tylko i wyłącznie konstruktywistycznie:

• zaspokaja potrzeby i zainteresowania uczniów, przy czym jest trafne, nowoczesne, różnorodne i angażujące oraz dostosowane do ogólnych celów edukacyjnych,
• polega na tworzeniu ścieżek między przedmiotami, sprzyjających lepszemu zrozumieniu rozważanego problemu i rozwijających wiedzę, umiejętności oraz kształtujących postawy, które nie są ograniczone przedmiotowo i są ściśle powiązane z codzienną praktyką życiową,
• sprzyja łączeniu szkoły i jej otoczenia społecznego na wielu płaszczyznach, aby promować edukację jako proces demokratyczny, umożliwiający dzieciom, młodzieży i dorosłym świadome tworzenie społeczeństwa oraz udział w decyzjach wspólnot, w których żyją, czyniąc z nich aktywnych partnerów w procesie zrównoważonego rozwoju,
• zespaja przedmioty szkolne poprzez główne wątki, zagadnienia, problemy, procesy, tematy lub doświadczenia,
• motywuje nauczycieli do współpracy w zakresie nauczania w obrębie swoich przedmiotów w celu promowania interakcji między przedmiotami i dzielenia się swoimi międzyprzedmiotowymi metodami i doświadczeniami pedagogicznymi [i].

Mimo oczywistych zalet tak postrzeganego nauczania, nie jest ono powszechnie obecne w praktyce szkolnej nie tylko w Polsce. Przedsięwzięcie pod nazwą Cross-curricular Teaching jest próbą opisania głównych przeszkód i zaproponowania wsparcia nauczycieli, którzy decydują się na nauczanie międzyprzedmiotowe.

Projekt Cross-curricular Teaching (akronim: CROSSCUT), czyli Nauczanie międzyprzedmiotowe to przedsięwzięcie międzynarodowe finansowane z funduszy programu ERASMUS+. W projekcie uczestniczy sześć krajów europejskich: Francja (Centre International D’Etudes Pedagogiques – CIEP – koordynator projektu oraz Ecole Normale Superieure de Lyon - IFE), Portugalia (Universidade Do Minho – UMINHO oraz Universidade Aberta - UAB), Polska (Instytut Badań Edukacyjnych - IBE), Norwegia (Senter for IKT i Utdanningen - SIKT), Finlandia (CICERO Learning), a także Dania (Laboratory for Coherent Education and Learning - LSUL). 

Na stronie Instytutu Badań Edukacyjnych poświęconej przedsięwzięciu znaleźć można podstawowe informacje, w tym raport prezentujący pierwsze efekty oraz zaproszenie do współpracy w realizacji kolejnych etapów projektu.

---

[i] Musialik, M., Greczyło, T., (2018). CROSSCUT. Badanie sytuacyjne – efekt realizacji projektu. Output 1. Warszawa: Instytut Badań Edukacyjnych