IYPT'19 - Międzynarodowy Turniej Młodych Fizyków 2019

32 finał Międzynarodowego Turnieju Młodych Fizyków (International Young Physicists' Tournament 2019) za nami. W tym roku drużyny z rekordowej liczby 36 krajów świata przybyły do Warszawy na zaproszenie Władz Turniej, ale przede wszystkim Politechniki Warszawskiej - głównego gospodarza zawodów - oraz Uniwersytetu Warszawskiego, Polskiej Akademii Nauk i Polskiego Towarzystwa Fizycznego, które to instytucje wsparły organizację tego wyjątkowego wydarzenia. Nie udało by się ono także bez pomocy sponsorów m. in.: PZU Fundacja oraz SmartUP ADAMED.

 Warszawskie logo turniej przygotowane przez Organizatorów.

W dniach od 6 do 13 lipca 2019 roku mieliśmy wyjątkową okazję przyglądać się turniejowym rozgrywkom tzw. potyczkom fizycznym, ale także zwiedzać stolicę oraz wspólnie spędzać czas w międzynarodowym gronie uczniów szkół średnich i ich nauczycieli. Każdą z przybyłych drużyn opiekował się turniejowy wolontariusz dbający o to, by zagraniczni goście dotarli gdzie trzeba i o określonej porze, co w przypadku blisko 400 uczestników było nie lada zadaniem. Z pewnością zawody zostaną na długo w pamięci zarówno Uczestników, jak i Organizatorów.

Przez tydzień gmach Centrum Zarządzania Innowacjami i Transferem Technologii Politechniki Warszawskiej zamienił się w pole bezkrwawych walk, podczas których prezentowane były uczniowskie rozwiązania 17 problemów fizycznych. Problemy turniejowe są tak wybrane, że z ich rozwiązaniem można zmagać się na różnym poziomie. Ich treść jest rokrocznie formułowana przez zespół ekspertów w oparciu o propozycje zgłaszane za pośrednictwem formularza internetowego, a następnie publikowana w języku angielskim tuż po zakończeniu finału. Z niewielkim opóźnieniem pojawia się także ich polskie tłumaczenie na krajowej stronie poświęconej turniejowi. Uczniowie mają blisko rok na ich rozwiązanie, a nierzadko zdarza się, że wyniki ich badań zostają opublikowane w formie prac naukowych.

Turniej wyróżnia także formuła oraz sposób oceniania wystąpień, którego pomysłodawcą jest Evgeny Yunosov. Wszystko opisane jest szczegółowo w regulaminie. W każdej z potyczek uczestniczą 3 drużyny wcielające się w rolę Referenta (Reporter), Oponenta (Opponent) oraz Recenzenta (Reviewer). Nie wystarczy więc tylko rozwiązać problem, trzeba go jeszcze przedstawić w określonym czasie i przedyskutować z inną drużyną. Każdej z takich dyskusji przygląda się recenzent, którego zadaniem jest zreferowanie wystąpień, ich ocena oraz ewentualne własne propozycje. Nie lada zadanie stoi także przed Sędziami (Jurors), których wielu jest uczestnikami wcześniejszych turniejów - byłymi zawodnikami, bo muszą oni wystawić każdej z drużyn noty od 1 do 10, które odzwierciedlają ich wystąpienia w poszczególnych rolach. Wszystko to sprawia, że turniej jest niezwykle widowiskowy, a zmaganiom towarzyszy atmosfera współzawodnictwa i współpracy. Wszyscy uczestnicy wliczając sędziów uczą się niezwykle wiele, co tylko potwierdza tezę, że fizyka jest nauką wszechstronną i nieustannie fascynującą.

Poziom merytoryczny rozwiązań, które miałem okazję oglądać bądź oceniać był bardzo zróżnicowany, od wystąpień nowicjuszy np. drużyn krajów po raz pierwszy biorących udział w finale (w roli obserwatora), po niezwykle dopracowane prezentacje czołówki, w której w tym roku znalazły się drużyny z Chin, Niemiec, Szwajcarii oraz Singapuru. Wszystkie jednak wystąpienia charakteryzowała fascynacja otaczającym nas światem, bo to przecież w nim dostrzegamy wszystkie te zjawiska, które stały się pretekstem do sformułowania problemów turniejowych. Ta fascynacja młodych ludzi - bez cienia przesady nazwanych młodymi fizykami - pokazuje, że zgłębianie praw przyrody, choć jest zajęciem wymagającym ogromnego wysiłku i wielu godzin pracy, daje niezwykłą satysfakcję i zwyczajnie zbliża ludzi. Bez względu na ich poglądy, wyznanie, narodowość czy kolor skóry. Właśnie dlatego szczególnie dziękuję Organizatorom tegorocznego finału i namawiam uczniów szkół średnich oraz ich nauczyciel do zmierzenia się z problemami na kolejny rok.

GIREP - konferencja poświęcona nauczaniu i uczeniu się fizyki

Okres wakacyjny - od końca czerwca do początku października - to w środowisku akademickim tradycyjny czas konferencji. Już w tej informacji widać, że zwyczajem akademików (i nie tylko) jest łączenie zainteresowań zawodowych z możliwością odwiedzania innych ośrodków na całym świecie i poznawania zwyczajów innych nacji. Głównie zwyczajów związanych z uprawianiem nauki oraz jej popularyzacją, ale także kulturą i rekreacją. I nie ma w tym niczego zdrożnego.

Wiele lat temu, gdy rozważałem jak pokierować swój rozwój zawodowy miała miejsce interesująca rozmowa, która skłoniła mnie do pozostania na uczelni i rozwijania zainteresowań dydaktyką fizyki. Nawet mimo faktu, że ta dyscyplina badań miała w Polsce nieliczne grono formalnych reprezentantów, a tradycyjnie postrzegany awans zawodowy wydawał się "drogą straceńców". Otóż mój ówczesny opiekun naukowy - starszy kolega fizyk pracujący w instytucie będącym częścią Uniwersytetu w Amsterdamie - zaprosił mnie i moją ówczesną dziewczynę (obecnie żonę) na kolację do siebie i w odpowiedzi na pytanie, co zrobić po magisterium przytoczył szereg argumentów za i przeciw.

Podejmując studia doktoranckie miałem więc świadomość, że moje koleżanki i koledzy, absolwenci studiów fizycznych, już od pierwszego dnia zatrudnienia poza uczelnią wyższą będą zarabiać więcej, a ja, nawet po wielu latach pracy i rozwoju, tylko nieznacznie zbliżę się do kwot, które pojawiają się na ich "paskach z wypłatą". Jednak w przeciwieństwie do większości z nich, moje zajęcia zawodowe będą w ogromnym stopniu determinowane przez moje zainteresowania, a ich realizacji będzie towarzyszyła sposobność współpracy i podróżowania po całym świecie.  

I usłyszałem to wszystko z ust "obywatela zachodniego państwa". Wiele od tego czasu zmieniło się w mojej Ojczyźnie, Europie i Świecie - podróże nie są już niczym wyjątkowym, ale nadal znajduję ogromną radość w uczestniczeniu w międzynarodowych wydarzeniach związanych z nauczeniem i uczeniem się fizyki. Od momentu, gdy obroniłem doktorat i znalazłem zatrudnienie jako adiunkt w Zakładzie Nauczania Fizyki Uniwersytetu Wrocławskiego minęła ponad dekada. Konferencje i wydarzenia zawodowe, w których uczestniczę są nadal okazją do rozwoju i refleksji. Są najlepszą sposobnością do przyglądania się, jak w innych krajach postrzegane i rozwijane są badania związane z nauczaniem i uczeniem się fizyki oraz kształceniem i doskonaleniem nauczycieli. 

Fotografia z materiałów promujących przygotowanych przez organizatorów konferencji.

Szczególną konferencją - największą corocznie organizowaną - poświęconą szeroko pojętym zagadnieniom związanym z edukacją fizyczną są spotkania pod patronatem GIREP (Międzynarodowa Grupa Badawcza ds. Nauczania Fizyki). Międzynarodowej organizacji o ponad półwiecznej tradycji zajmującej się problematyką badań edukacyjnych w obrębie fizyki, która w tym roku, połączona z inicjatywami innych grup badawczych, zagościła do stolicy Węgier. 

Dziś konferencja ta dobiega końca i z radością stwierdzam, że znów stała się dla mnie pretekstem do "naładowania akumulatorów" i odświeżenia zawodowych znajomości. Patrząc na setki uczestników z dziesiątek instytucji na całym świecie i słuchając ich wystąpień znów wróciła mi wiarę, że mimo wyboru "drogi straceńców" także w Polsce zainteresowanie zagadnieniami dydaktycznymi nie zniknie w potoku zmian i reform. A może, jak mam wrażenie analizując działania pomysłodawców, urośnie w siłę. Życzę tego szczególnie wszystkim rodakom, których przez lata spotykałem na konferencjach GIREP.

Realizowałem podstawę programową - lektura na lato

Za nami dwa lata, podczas których zajęcia z fizyki znów znalazły się w planach lekcji w szkole podstawowej - niestety tylko w dwóch ostatnich klasach. Zmiany w systemie edukacji wywołały szereg dyskusji, szczególnie burzliwych w fazie tworzenia nowych podstaw programowych i stały się jednym z powodów ostatnich protestów nauczycieli. Temat kumulacji zajęć przedmiotowych, przeładownia podstaw programowych oraz rozbieżności między oczekiwaniami uczniów i ich rodziców a realizacją zajęć, przewija się w wielu formalnych i nieformalnych dyskusjach na temat systemu edukacji w Polsce.

Jako współautor podstawy programowej fizyki miałem okazję sprawdzić w praktyce, czy przygotowany przez Zespół dokument jest aż tak zły, jak mogłoby to wynikać z opinii wielu krytyków. Przez ostatnie dwa lata pracowałem w szkole podstawowej w charakterze nauczyciela fizyki i wychowawcy realizując założenia podstawy programowej fizyki. Mówiąc po ludzku, stwarzałem podczas lekcji warunki, by moi uczniowie zdobyli umiejętności, poznali fakty oraz kształtowali postawy zapisane w celach szczegółowych dokumentów regulujących pracę szkoły podstawowej. 

Przed nami wakacje i myślę, że nastrój przerwy w zajęciach szkolnych może sprzyjać akceptacji wniosków, które nasuwają mi się po tym edukacyjnym doświadczeniu. Zacznijmy od opisania warunków początkowych. Zajęcia prowadziłem:

• w niewielkiej szkole podstawowej we Wrocławiu, w której na poziomie klasy 7 i 8 były tylko po dwie klasy, przy czym jedna realizowała rozszerzony - autorski program zajęć z wychowania fizycznego;
• w budynku szkoły powstałym jako tzw. tysiąclatka, w którym początkowo nie było klasopracowni przedmiotowej do nauczania fizyki (ani żadnych pomocy);
• w oparciu o komercyjny program nauczania przygotowany przez wydawnictwo Nowa Era pt."Spotkania z fizyką";
• korzystając z materiałów wspomagających - podręcznika, materiałów dla nauczyciela - dedykowanych wybranemu przeze mnie programowi nauczania (i dostępnych sieci w formie cyfrowego wsparcia nauczyciela).

Można więc z pełną świadomością napisać, że warunki mojej pracy odpowiadały przeciętnej szkole podstawowej, a wybór narzędzi został dokonany zgodnie z najczęstszą w Polskich szkołach procedurą. Postanowiłem nie dokonywać zakupów zeszytu ćwiczeń do fizyki, a wybrane z tego zeszytu fragmenty wykorzystywał jedynie jako materiał do podsumowań oraz krótkich sprawdzianów - kartkówek. Większość sprawdzianów podsumowujących poszczególne partie tematyczne przygotowałem w oparciu o dedykowane materiały z podręcznika dla nauczyciela. 

Dokonane przeze mnie wybory miały na celu stworzenie warunków zbliżonych do tych, które w szkole podstawowej mają moje koleżanki i koledzy, inni nauczyciele fizyki. Pewnie w przeciwieństwie do większości z nich, nauczyciele przedmiotów przyrodniczych w mojej szkole otrzymali do dyspozycji środki umożliwiające zakup wybranych pomocy naukowych, które wykorzystałem do zakupu podstawowych materiałów niezbędnych do realizacji wszystkich doświadczeń i pokazów zawartych w podstawie programowej. Więcej o zakupionych oraz zgromadzonych w trakcie zajęć pomocach i narzędziach napiszę w oddzielnym wpisie.

Podczas prowadzonych przeze mnie lekcji fizyki starałem się przede wszystkim przekonywać uczniów, że fizyka jest nauką, która zajmuje się obserwacją i opisywaniem otaczającego nas świata. Także na lekcjach staraliśmy się poznawać i opisywać otaczający nas świat. Dlatego postawiłem angażować moich uczniów do działania i zaskakiwać ich przy każdej możliwej okazji. To nierzadko skutkowało sytuacjami postrzeganymi jako "nietypowe dla szkoły":

• zachęcałem do zadawania pytań i odpowiadałem na nie podczas lekcji;
• niemal każdą nową lekcję zaczynałem od demonstracji bądź eksperymentu nawiązującego do codziennych doświadczeń uczniów oraz wskazywałem szerszy, pozaszkolny kontekst;
• zadania obliczeniowe ograniczyłem do minimum i tylko do takich, których rozwiązane przykłady znajdują się w podręczniku;
• zadania domowe ograniczały się do przygotowań na kolejną lekcję (coś przynieść, coś przeczytać, coś opisać);
• stwarzałem warunki do pracy w grupach (czasem samodzielnie utworzonych, czasem określanych przeze mnie) nad konkretnymi zadaniami doświadczalnymi najczęściej, jak to możliwe - w praktyce średnio co 4 lekcje;
• organizowałem pracę z tekstem, głównie zawartym w podręczniku przedmiotowym;
• notatki uczniowie robili samodzielnie - choć często podpowiadałem, co jest ważne i warte zapisania;
• oceny z kartkówek służyły dostarczeniu informacji zwrotnej o postępach każdemu z uczniów, a do dziennika wpisywałem tylko te, które uczniowie chcieli, by były wpisane - w praktyce tylko bardzo pozytywne;
• każdy sprawdzian poprzedzało powtórzenie, podczas którego mówiłem otwarcie czego będzie dotyczyło każde zadania;
• sprawdziany po poszczególnych partiach materiału przeprowadzane były w różnych formach - na papierze rozwiązywane indywidualnie, na papierze rozwiązywane z dostępem do podręcznika lub samodzielnie przygotowanej tzw. "ściągi", na papierze rozwiązywane w parach, w wersji elektronicznej (Quizizz) rozwiązywane w parach;
• każdy sprawdzian szczegółowo omówiłem wskazując poprawną odpowiedź i wyjaśniając dlaczego jest poprawna;
• każdy ze sprawdzianów papierowych można było poprawić indywidualnie, bez względu na otrzymaną ocenę;
• proponowałem zadania dodatkowe, często wymagające wykorzystania nowoczesnych technologii (Tracker, Phyphox, Kizoa itp.). 

Z pełną świadomości stwierdzam, że udało mi się zrealizować wszystkie cele zapisane w podstawie programowej fizyki podczas lekcji w szkole podstawowej. Moi uczniowie "nie padali ze zmęczenia", podczas spotkań z rodzicami przed moimi drzwiami nie stała kolejka zaniepokojonych rodziców, a uczniowie nie narzekali na nawał pracy ponad siły - nawet Ci, którzy mieli 10h zajęć w-fu w tygodniu. Co ważne podkreślenia, nową tematykę przypisaną w programie nauczania do klasy 8 zakończyłem wprowadzać z końcem kwietnia (mimo udziału w strajku), a pozostały do zakończenia roku szkolnego czas mogłem poświęcić na realizację zajęć o charakterze podsumowującym, gruntującym zdobytą wiedzę, doskonalącym umiejętności. To ważna uwaga w kontekście zbliżającej się konieczności wyboru jednego przedmiotu jako "zdawany obowiązkowo" na zakończenie szkoły podstawowej. I o tym w przyszłości napiszę więcej, najprawdopodobniej po ukazaniu się materiałów na ten temat na stronie Centralnej Komisji Egzaminacyjnej.

Nie oznacza to oczywiście, że żaden z aspektów związanych z nauczaniem fizyki w polskiej szkole podstawowej nie wymaga zmian. Jest wręcz przeciwnie, po dwóch latach pracy mogę do dotychczasowych doświadczeń edukatora dołączyć nowe, które skłaniają mnie do sformułowania następujących wniosków:

• współcześni uczniowie, podobnie jak pokolenia przed nimi, mają ogromny potencjał edukacyjny, ale potrzebują określenia sensu uczenia się, także fizyki, w kontekście ich przyszłości - Ci, którzy są do tego zdolni (zmotywowani, mają określony cel) pracują z chęcią i radością, bez względu na zawartość podstawy programowej, choć ich liczba - procent w populacji są niezmienne od lat;
• podstawa programowa określa minimum umiejętności i treści, których opanowanie gwarantuje otrzymanie najwyższego stopnia szkolnego; przy czym umiejętności "na stopień dopuszczający" stanowią, w zależności od statutów szkolnych od 30% do 40% zawartości podstawy programowej - co ważne podkreślenia, operacyjne określenie tego zakresu stanowi nie lada wyzwanie dla każdego z nauczycieli;
• zawartość podstawy programowej sprawia, że niewiele czasu pozostaje na tematykę wykraczającą poza ten dokument i siłą rzeczy pozostawia nauczycielowi niewiele miejsca na treści, które chciałby dodać choćby uwzględniając zainteresowania uczniów;
• organizacja warsztatu pracy, przygotowanie zaplecza metodycznego stanowi ogromny wysiłek dla nauczyciela - szczególnie, gdy brakuje wsparcia (również finansowego) ze strony bezpośrednio zarządzających pracą szkoły, ale także środowiska otaczającego szkołę.

Czy zatem warto dokonywać zmian skoro te generują problemy zamiast je rozwiązywać? O zmianach należy myśleć nieustannie, bo tylko one mogą prowadzić do poprawy poziomu kształcenia ogólnego, również w zakresie fizyki. Jak na razie trudno jest stwierdzić, że jakakolwiek poprawa jest widoczna, według mnie za sprawą trzech kluczowych powodów:

1. Szkoła jako instytucja przeżywa kryzys tożsamości, który wynika z postrzegania jej, zarówno przez uczniów jak i ich rodziców, jako miejsce przymusu, a nie sposobności do rozwoju zainteresowań i wspierania talentów.
2. Stopień szkolny jest jedynym kryterium oceny wysiłków uczniów i stanowi dominujący element (de)motywujący do działania. 
3. Nieliczni uczniowie i jeszcze mniejsza liczba rodziców widzi w pracy nauczyciela przedmiotowego animatora procesu uczenia się, który to proces zachodzi indywidualnie w każdym z uczniów, przy czym stopień szkolny jest odległą pochodną tych wydarzeń.

Na każdy z tych powodów składa się wiele czynników, których oddziaływanie i kształtowanie obecnej sytuacji wydaje się mieć wieloletnią historię. Naiwną jest wiara, że zmiana struktury szkół, czy nowa formuła podstawy programowej może wywołać pozytywną zmianę. Rzeczywista zmiana sytuacji wymaga przedyskutowanych i zaplanowanych działań wybiegających daleko poza jedną, czy dwie kadencje rządzących i winna stać się punktem wyjścia dla strategii kompleksowego doskonalenia systemu edukacji. Strategii, której podstawowym założeniem jest przeświadczenie, że edukacja jest wartością ponadczasową, immanentnie związaną z wysiłkiem (wszystkich uczestników procesu) i wymagającą nakładów finansowych. Kluczową kwestią jest także prowadzenie badań edukacyjnych i wykorzystywanie ich wyników w planowaniu zmian.

Mam wrażenie, że podczas tych dwóch lat zaobserwowałem coś jeszcze, z czym nie potrafiłem sobie jako nauczyciel poradzić. Niektórzy moi uczniowie nie byli w stanie wykonać najprostszego zadania polegającego na przygotowaniu się do zajęć np. przyniesieniu zeszytu czy ogólnie dostępnych rzeczy niezbędnych do przeprowadzenia doświadczenia, co gorsze, powierzone im materiały niszczyli bez widocznego sensu. Według mnie świadczy to o coraz powszechniejszym braku elementarnego zainteresowania tym, co dzieje się w szkole i jest, jak mniemam, efektem głębokich zmian społecznych. To, że szkoła musi dostarczyć niezbędnych materiałów i stworzyć warunki do prowadzenia działań edukacyjnych wydaje się młodym ludziom koniecznością. Jeśli dodatkowo takiej roszczeniowej postawie towarzyszy brak odpowiedzialności za otaczający ich świat, utrzymanie czystości, kulturę języka, estetykę ubioru, czy wreszcie brak szacunku dla rówieśników sytuacja może wyglądać na beznadziejną. Tak jej jednak nie należy odbierać!

Uważam, że współcześni młodzi ludzie mają ogromny potencjał edukacyjny i chętnie robią z niego użytek, trzeba im tylko stworzyć do tego warunki. Te warunki są inne niż warunki ich rodziców czy dziadków i, co gorsze, coraz trudniej jest je wytworzyć w przeciętnej szkole. Wszechobecne powtarzanie, że spędzają w niej zbyt dużo czasu i uczą się zbyt wieli zupełnie nieprzydatnym rzeczy stwarzaniu optymalnych warunków nie sprzyja. Jeden rzut oka choćby na formę graficzną i zawartość podręczników fizyki wystarczy, by przekonać się, że oczekujemy od nich innych kompetencji. Liczymy na to, że także mniej od nas zwyczajnie zapamiętają, za to chcielibyśmy by radzili sobie z nowymi technologiami i potrafili wykorzystać je w procesie uczenia się. Czy jednak dostatecznie ich w tym wspieramy?

Podstawowe elementy takiego podejścia znaleźć można w podstawie programowej fizyki, którą skrzętnie, jak tysiące nauczycieli fizyki w Polsce, realizowałem. Mimo treści XIX-wiecznych dokument ten nie podciął mi skrzydeł i pozwolił robić z uczniami rzeczy nietuzinkowe. Przyznaję otwarcie, że można by ją było jeszcze odchudzić, mimo że dobrze pamiętam długą listę rzeczy, których wg fizyków w niej brakuje. Więcej czasu mielibyśmy wówczas na działania zmierzające do tego, by szkoła stała się dla naszych uczniów miejscem kształcenia umiejętności i stwarzania warunków do rozwijania kompetencji przydatnych we współczesnym świecie. Wiedza fizyczna osiągnęła już taki poziom, że pora na kształcenie umiejętności jej wyszukiwania i wykorzystania, a nie jedynie odtwarzania. Zaufajmy nauczycielom i dajmy im więcej swobodny w wyborze tematyki i jednocześnie, na wszystkie sposoby, wspierajmy ich w tych działaniach. Póki jest kogo.