LXX Olimpiada fizyczna

Jubileuszowa - 70 - Olimpiada Fizyczna, jak wszystkie inne aktywności edukacyjne, przebiega w czasach pandemii COVID-19 wyjątkowo. W niedzielę 14 lutego, niewątpliwie zakochani w fizyce, mierzyli się z zadaniem doświadczalnym. Wyjątkowość tych zawodów skłania mnie do wniosku, że mimo reżimu sanitarnego przedsięwzięcie nie utraciło swojego szczególnego charakteru, a nawet zyskało na atrakcyjności. Mogliśmy się spotkać i wspólnie popracować. Organizatorzy Olimpiady dokładają starań, by godnie realizować podstawowy jej cel - propagować wiedzę fizyczną, rozbudzać zamiłowania do fizyki wśród młodzieży, kształtować umiejętności samodzielnego zdobywania wiedzy oraz stymulować aktywności poznawcze uzdolnionej młodzieży [1].

Niestety, nad czym ubolewam, w świadomości większości uczniów szkół ponadpodstawowych kończących się egzaminem maturalnym, a także wśród ich nauczycieli fizyki, Olimpiada Fizyczna postrzegana jest jako aktywność skierowana wyłącznie do szczególnie uzdolnionych. Zachęcam do samodzielnego zweryfikowania tego poglądu spoglądając chociażby na tegoroczne etapy Olimpiady. Polecam, by zrobić to zarówno z perspektywy sposobu organizacji zawodów, jak i przez pryzmat zadań teoretycznych oraz doświadczalnych, z którymi mierzyli się uczestnicy. Pamiętajmy, że wszyscy nasi uczniowie są wyjątkowi i warto namawiać ich do mierzenia się z wyzwaniami.

Rozpocznę od lojalnego ostrzeżenia, że jestem zadeklarowanym fanem Olimpiady, choć jako uczeń wziąłem w niej udział chyba tylko raz i bez żadnych osiągnięć (teraz świetnie wiem dlaczego). Z tym większym podziwem spoglądam na jej uczestników oraz nauczycieli, którzy ich wspierają. Biorę także udział w pracach Komitetu Okręgowego we Wrocławiu oraz staram się popularyzować to przedsięwzięcie.

Olimpiada ma charakter indywidulany i składa się z trzech etapów, które tworzą części zawierające różne typy zadań. Od ubiegłego roku zmagania olimpijskie - Etap I - rozpoczynają się od zadań na platformie internetowej, do rozwiązania których uczeń może podchodzić wielokrotnie. Tu podkreślić należy pierwszą ważną charakterystykę olimpiady - nastawienie na samokształcenie i doskonalenie uczestników. Na tym etapie zachęcamy do studiowania problemów i zdobywania umiejętności niezbędnych do wykonania zadań testu o charakterze numerycznym (wymagają podania liczbowej wartości odpowiedzi) oraz pytań wyboru. 

W drugiej części pierwszego etapu zmierzyć trzeba się z zadaniami teoretycznymi i doświadczalnymi. Uczestnicy zobowiązani są przesłać do Komitetów Okręgowych pisemne rozwiązania maksymalnie 3 spośród 4 zadań teoretycznych i maksymalnie 2 spośród 3 zadań doświadczalnych. Tu warto zwrócić uwagę na kolejną cechę pozytywnie wyróżniającą Olimpiadę - sposobność decydowania o tematyce problemu, którego rozwiązania podejmuje się uczeń i, co szczególnie interesujące z mojego punktu widzenia, kluczową rolę zadań doświadczalnych. 

Etap II przebiega pod szczególnym nadzorem Komitetów Okręgowych, a zakwalifikowani na podstawie wyników z etapu I uczniowie - w części pierwszej - zmagają się z zadaniami teoretycznymi (teraz już pod czujnym okiem komisji), ale nadal mogą korzystać z własnego kalkulatora elektronicznego, własnych podręczników szkolnych (z listy podręczników szkolnych MEN) oraz jednego typowego (maks. 100 kartek A4) zeszytu z odręcznymi, własnoręcznie sporządzonymi notatkami (przygotowując te notatki uczeń może korzystać ze wszystkich materiałów, które uzna za stosowne). W części drugiej tego etapu zawodów uczestnicy mają do wykonania zadanie doświadczalne. 

W tym roku polegało ono na pomiarze i wyznaczeniu masy oraz wysokość metacentrycznej skonstruowanego przez uczestników, z materiałów dostarczonych przez organizatorów, modelu statku. Tym razem uwagę przykuwa niezwykle interesujący temat doświadczenia i jego związek z innymi gałęziami nauki oraz techniki. W prawdzie stanowisko pomiarowe wyglądało niemal monumentalnie (za sprawą tekturowego parawanu), ale uczestnicy mogli wykazać się znajomością procedur pomiarowych charakterystycznych dla fizyki, a wymagających wykorzystania: plastikowego naczynia; szerokiego, niskiego naczynia, wypełnionego wodą do wysokości kilku centymetrów; dziesięciu patyczków do szaszłyków; dziesięciu ciężarków o masie równej (5,0 ± 0,1) g każdy; dwóch linijek z podziałką milimetrową; plasteliny; nitki; taśmy klejącej oraz nożyczek. Gorąco zachęcam do lektury tego zadania, bo jest ono niezwykle wartościowe z dydaktycznego punktu widzenia i możliwe do przeprowadzania na lekcjach (również zdalnych) bądź w formie zadania dodatkowego.

Uczestnikom niedzielnych zawodów pozostaje jedynie czekać na listę osób zakwalifikowanych do ostatniego etapu Olimpiady Fizycznej. Oby znaleźli tam swoje nazwiska. W etapie III przed nimi także zadanie teoretyczne i doświadczalne. 

Gorąco zachęcam do śledzenia strony zawodów, na której znaleźć można wszystkie niezbędne informacje i do polecenia jej uczniom. Szczególnie w kolejnym roku szkolnym. Więcej historycznych zadań, niewątpliwie umożliwiających lepsze przygotowanie się do zawodów, znaleźć można także na stronie prowadzonej przez Oddział Szczeciński Olimpiady Fizycznej.

Jubileusz 70. edycji olimpiady to niewątpliwie sposobność do świętowania i upamiętnienia tych wszystkich, którzy na przestrzeni lat stawiali przed rzeszą młodych ludzi ciekawe problemy. To dzięki ich zapałowi wielu nowych adeptów fizyki mierzyło się z wyzwaniami i przekonało, że wysiłek się opłaca. Dołóżmy wspólnie starań, by nie brakowało tych, którzy nie boją się fizycznych wyzwań.

[1] Regulamin Olimpiady Fizycznej za https://www.kgof.edu.pl/?p=regulamin (dostęp 16.02.2021)

Czy wiedza fizyczna jest przydatna nauczycielowi innego przedmiotu?

Jak zapowiadałem w listopadzie ubiegłego roku przy okazji rozważań nt. eseju popularnonaukowego jako elementu zajęć przedmiotowych przyszła pora podzielić się efektami realizacji pomysłu w praktyce.

za: strona web WNB UWr.

Za moimi studentkami z Wydziału Nauk Biologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego (za mną oczywiście także) egzamin z "Fizyki dla nauczycieli biologii", który miał formę zdalnego egzaminu pisemnego i polegał na przygotowaniu eseju pt. "Czy wiedza fizyczna jest przydatna nauczycielowi biologii?". Na zajęcia składał się 15 godz. wykład, podczas którego starałem się przede wszystkim prezentować najważniejsze zagadnienia fizyki przez pryzmat pokazów i doświadczeń. Jego zakres odpowiadał zagadnieniom przedmiotowym na poziomie egzaminu maturalnego z fizyki. Wykładowi towarzyszyły konwersatoria w wymiarze 30 godz., podczas których dyskutowaliśmy i rozwiązywaliśmy problemy fizyczne przygotowywane z myślą o zagadnieniach powiązanych z szeroko rozumianą tematyką biologiczną. Ta część zajęć została zamknięta dwoma kolokwiami, na które składały się zadania sprawdzające wiedzę i umiejętności m. in. rachunkowe. Sporo miejsca poświęciłem także problematyce wiedzy i jej rodzajom, a także przypomniałem założenia oraz zasady przygotowywania eseju.

Z satysfakcją stwierdzam, że przygotowane przez studentki prace stanowiły interesującą lekturę przedstawiającą indywidualne odpowiedzi na postawione powyżej pytanie. Autorki starały się krytycznie podejść do problemu, odnieść go do dotychczasowych doświadczeń jako uczennice i przyszłe nauczycielki oraz bogato ilustrowały swoje stanowiska przykładami z pogranicza wiedzy fizycznej i biologicznej. Przywołana została m. in. problematyka:

• właściwości i budowy materii w kontekście transportu wody i substancji odżywczych przez rośliny i zwierzęta;
• ruchu w kontekście budowy układu kostnego i mięśniowego, a także ewolucji;
• dynamiki w kontekście procesów zapylania i wzrostu roślin oraz ekologii;
• podstaw elektryczności w kontekście przesyłania informacji w układzie nerwowym;
• fal w kontekście diagnostyki medycznej oraz rozchodzenia się dźwięku i jego roli w procesach biologicznych;
• termodynamiki w kontekście zjawisk atmosferycznych oraz procesów regulacji temperatury przez organizmy żywe;
• energii w kontekście obiegu wody oraz fotosyntezy.

Obszerny dobór tematyki fizycznej związanej z domeną wiedzy z zakresu nauk biologicznych traktuję jako ucieleśnienie umiejętności holistycznego spojrzenia na edukację w zakresie ogólnym. Co więcej, każdy z tych tematów nauczyciel fizyki może śmiało wykorzystać, jako pretekst do kształcenia kompetencji (z zakresu fizyki).

Przekornie, po cichu liczyłem, że znajdę pracę, w której bronione będzie stanowisko negujące potrzebę znajomości fizyki przez nauczyciela biologii. Taka się jednak nie zdarzyła. A oto kilka krzepiących serce fizyka fragmentów:

"Możnaby mnożyć przykłady, jak wykorzystuje się fizykę w biologii. Związek ten jest bezsporny. Nauczyciel biologii nie musi być znawcą fizyki, ale powinien być świadomy tych zależności i potrafić do nich nawiązywać, żeby pokazywać uczniom, jak naprawdę wygląda świat."

"Od dawna wiadomo, iż biologia, fizyka, chemia i geografia są dziedzinami o ścisłych powiązaniach. Przenikają się wzajemnie na wielu płaszczyznach. Wielu naukowców uważa, że aby zrozumieć i posiąść odpowiednią wiedzę w danej dziedzinie trzeba się zagłębić w inne, które umożliwią spojrzenie na problem z innej perspektywy."

"Człowiek nie wyobraża sobie życia bez tego, co go otacza. Na nasz świat składają się rzeczy czy zjawiska z dziedziny biologii, geografii, chemii i fizyki. Jedno nie może istnieć bez drugiego."

"(...) w edukacji młodego pokolenia konieczne jest szerokie podejście do nauki i jej dziedzin, by nie zamykać mózgom młodych ludzi furtek do pasjonującego odkrywania wiedzy jako czegoś pięknego, właśnie dzięki swojej złożoności."

"Wbrew pozorom w biologii jest bardzo dużo fizyki ale, żeby zrozumieć oba obszary wiedzy trzeba znać podstawowe zagadnienia fizyczne i biologiczne."

Lektura prac studentek pobudza do refleksji nad międzyprzedmitowością nauczania. Natomiast spojrzenie na prace egzaminacyjne w perspektywy kryteriów oceny (A-E) ujawnia braki przejawiające się niedoskonałościami w stylistyce, składni i interpunkcji. Odsłania także obraz szkoły, w której sprawdziany i egzaminy stanowią kluczowy element systemu, a nauczyciel to ciągle jeszcze osoba przekazująca wiedzę. Wierzę jednak, że holistyczne spojrzenie na kształcenie doprowadzi niebawem do postrzegania nauczyciela jako organizatora i animatora procesu uczenia się. Takich refleksyjnych nauczycieli starajmy się kształcić.

Raz jeszcze gorąco zachęcam do wykorzystania formy eseju w pracy z młodzieżą, a rozważania pozwolę sobie zakończyć myślą przyszłej nauczycielki biologii, z którą w pełni się zgadzam: "Jednak nie tylko nauczycielom biologii jest potrzebna wiedza fizyczna, tak samo nauczyciele fizyki powinni mieć wiedzę biologiczną czy chemiczną. By uczniowie zauważyli wzajemne powiązania, piękno i fascynujące zjawiska otaczającego nas świata, muszą być bombardowani tą wiedzą z każdej możliwej strony."

P.S. Serdecznie dziękuję wszystkim studentkom za wyrażenie zgody na wykorzystanie fragmentów ich esejów.

Międzynarodowa konferencja "AI in Work, Innovation, Productivity and Skills"

Od poniedziałku 1 lutego br., przez kolejne 5 dni, ma miejsce międzynarodowa zdalna konferencja poświęcona sztucznej inteligencji w kontekście rynku pracy, innowacyjności, produktywności oraz umiejętności (International conference on AI in Work, Innovation, Productivity and Skills) zorganizowana przez Organizację Rozwoju i Współpracy Gospodarczej (OECD) przy udziale Federalnego Ministerstwa Pracy i Spraw Socjalnych Niemiec.

Jako jej uczestnik gorąco zachęcam do udziału w wydarzeniu traktującym o szeregu aspektów związanych z problematyką sztucznej inteligencji. Ta niewątpliwie wkracza w coraz rozleglejsze obszary naszej codzienności. Zwłaszcza te związane z pracą nauczyciela i edukacją, szczególnie w czasie intensywnego wykorzystywania technologii informacyjno-komunikacyjnej (ICT) wymuszonego pandemią COVID-19.

Świadomość rozwoju sztucznej inteligencji (AI), jej potencjalnego wpływu na rynek pracy, silne stymulowanie innowacyjności oraz produktywności, a także bezpośrednie odziaływanie na kształtowanie i zapotrzebowanie na umiejętności stawia przed edukacją kolejne wyzwania. Już sama próba sklasyfikowania Systemów Sztucznej Inteligencji (OECD Al Systems Classification Framework) obrazuje ogrom zagadnień, na które ten obszar aktywności człowieka może mieć wpływ.

I właśnie świadomość złożoności problematyki wydaje się punktem startowym dla działań edukacyjnych. Uświadomienie uczniom roli znanych z codzienności szkolnej przedmiotów takich jak fizyka, chemia, biologia, czy matematyka oraz ewolucji i podstaw działania systemów sztucznej inteligencji ma ogromny potencjał edukacyjny. W szczególny sposób wpływa także na motywację. Czyż nie jest warto wiedzieć więcej na temat systemów rozpoznawania głosu i analizy obrazów? Czyż nie budzi naszych mieszanych uczuć samochód poruszający się samodzielnie? Czyż nie jest warto mieć świadomość, jak przetwarzane są ogromne ilości danych lub działa wsparcie podczas prowadzenia rozmów w ramach pomocy zdalnej lub rozmów rekrutacyjnych? Czyż nie jest ciekawe dlaczego mnożą się sposoby zdalnej kontroli różnych systemów towarzyszących człowiekowi i dlaczego odżywają pomysły nauczania maszynowego?

A jaka jest w tym wszystkim rola nauczyciela, szerzej człowieka? Chociażby długa lista filmów fabularnych i seriali poświęconych sztucznej inteligencji pokazuje, że na swój sposób szukamy odpowiedzi. Szkoła jest miejscem, gdzie szukanie odpowiedzi jest celem priorytetowym. Zaczynamy od pytań podstawowych, stwarzamy warunki do ich stawiania i pokazujemy drogi formułowania odpowiedzi. W ten sposób uświadamiamy naszym uczniom, że ciekawość i dociekliwość mobilizuje nas do rozwoju. Fizyka w tym rozwoju ma szczególne miejsce.