O fyzike a ľuďoch

Pamätáte si ho z článkov v DOBREJ ŠKOLE o obrátenej výučbe a Einsteinovi. Slavomír Tuleja, fyzikár na Gymnáziu armádneho generála L. Svobodu v Humennom, chcel byť najprv vedcom, no potom na UPJŠ v Košiciach vyštudoval matematiku a fyziku a po doktorandskom štúdiu sa stal stredoškolským učiteľom. Vytvoril unikátnu sadu fyzikálnych videí (dostupných na stránke vimeo.com/tuleja), ktoré využíva pri vlastnom obrátenom vyučovaní. S kolegom Jozefom Hančom preložili Fyziku priestoročasu od Edwina F. Taylora a Johna A. Wheelera, ktorá ich už na vysokej škole nadchla pútavým výkladom Einsteinových teórií. Rád počúva vážnu hudbu a na učení má najradšej okamihy „Aha!“, keď žiak zrazu niečo pochopí. Za DOBRÚ ŠKOLU sa s ním rozprávala Lenka Kunová.

Skúste mi ako slovenčinárke vysvetliť, čo je na fyzike také pekné. 

Fyzika je úžasná v tom, že umožňuje na základe čo najmenšieho počtu fyzikálnych zákonov vysvetľovať a predpovedať čo najväčšie množstvo javov. Je až neuveriteľné, koľko dokáže vysvetliť napríklad jednoduchá rovnica F = m.a reprezentujúca druhý Newtonov zákon! Už po pomerne krátkom čase dokáže študent fyziky veľa pochopiť. Ak si pri tom pomôže výpočtovou technikou a vhodnými numerickými metódami, nič nebráni v tom, aby šikovný gymnazista predpovedal pohyb planéty pohybujúcej sa v okolí dvojhviezdy!

Kedy vo vás skrsla láska k fyzike? 

Bolo to niekedy v siedmom ročníku ZŠ, keď som od otca dostal ošúchanú polorozpadnutú knihu z roku 1952 Zajímavá fysika od J. I. Perelmana. Bola v češtine a spočiatku sa mi ťažko čítala. Keď som ju celú prečítal, zistil som, že fyzika je pre mňa ideálny predmet záujmu. Pred nástupom na gymnázium som si na školskom výlete v Prahe kúpil knihu Georga Gamowa Pán Tompkins v říši divů. Z nej som si už ako ôsmak prečítal niečo o teórii relativity, kvantovej fyzike, kozmológii a jadrovej fyzike. To boli také dych vyrážajúce veci, napr. že čas plynie rôzne rýchlo pre rôznych pozorovateľov, alebo že auto môže prejsť cez stenu bez toho, aby ju zbúralo, či to, že častica sa môže nachádzať naraz na viacerých miestach. Navyše, mal som vynikajúcich učiteľov matematiky a fyziky, ktorí ma dokázali prebudiť a mohol som u nich zažiť úspech. Ak študent zistí, že mu niečo ide, tak má motiváciu zaoberať sa tým ďalej. To bol aj môj prípad. 

Majú aj vaši žiaci radi fyziku?

V priemere asi veľmi nie. Skúsim vysvetliť prečo. Pri vzniku fyziky boli fyzici úspešní hlavne preto, že veľmi starostlivo uvažovali a svoje úsudky si medzi sebou kritizovali a kontrolovali. A rovnako starostlivé uvažovanie a sebakontrola sú potrebné, keď má študent pomocou malého počtu základných fyzikálnych zákonov predpovedať a vysvetľovať čo najviac javov. Toto je pre študentov náročné. Oni sa radšej na-učia všetko naspamäť ako hŕbu potenciálne užitočných faktov. Ak potrebujú niečo vysvetliť alebo predpovedať, prehľadávajú v mysli túto hŕbu faktov a keď narazia na prvý, ktorý sa im pozdáva, nekriticky ho použijú. A to nie je to, čo od nich na fyzike očakávam. Našťastie, existuje istá skupina žiakov, ktorí u mňa fyzike prišli na chuť. Zažili svoje prvé úspechy, ktoré ich motivujú a ženú dopredu. 

Môže pochopiť fyziku každý?

Verím tvrdeniu, že ak, po prvé, sa študent fyziku chce naučiť, po druhé, má dostatočne veľa času, a po tretie, má k dispozícii rozumné vedenie, podporu a spätnú väzbu, tak sa tú fyziku naučiť dokáže. Presviedčajú ma o tom skúsenosti so žiakmi, ktorí rozhodne nie sú riešiteľmi fyzikálnej olympiády, ale dobre sa im u mňa darí.

S kolegom Hančom ste napísali, že v knihe Fyzika priestoročasu je teória relativity vysvetlená tak jednoducho, že vyzerá ľahšia ako pravidlá cestnej premávky. Tak mi ju skúste vysvetliť.

Edwin Taylor a John A. Wheeler na to potrebovali okolo 300 strán, no pokúsiť sa môžem. V srdci špeciálnej teórie relativity je tvrdenie, že všetci pozorovatelia vo všetkých beztiažových vzťažných sústavách musia na základe meraní vo svojich vzťažných sústavách objaviť rovnaké zákony fyziky. Toto tvrdenie sa nazýva princíp relativity. Ak vyvodíte všetky jeho dôsledky, tak pochopíte špeciálnu teóriu relativity. Ale na to musíte najprv správne interpretovať každý pojem. Musíte si vedieť odpovedať na otázky: Čo je to pozorovateľ? Čo je to vzťažná sústava? Čo je to beztiažová vzťažná sústava? Je každá vzťažná sústava beztiažová? Sú aj nejaké iné? Čo znamená, že platia rovnaké zákony fyziky? A tak ďalej. Nádherne to ilustruje, prečo je fyzika náročná. Nestačí odrecitovať princíp relativity. To je nanič. Ak ho chcete použiť, musíte vedieť tým slovám v ňom dobre rozumieť. A to vyžaduje omnoho viac intelektuálneho úsilia.

Čo máte na učení rád?

Mám rád vysvetľovanie, ale dobre si uvedomujem, že to nie je pri učení tým podstatným. Skôr je to niečo, čo veľmi uspokojuje ego učiteľa, dáva mu pocit dôležitosti a múdrosti. Platí to aj o mne. Podstatné, ak nie najpodstatnejšie, je neustále viesť študentov, podporovať ich pri samostatnej práci a poskytovať spätnú väzbu. Študent nevie, čo vlastne nevie a čo by sa mal učiť. Učiteľ to vie a je tu na to, aby mu to povedal. Ak sa študent začne učiť, môže naraziť na problém. Vtedy ho musí učiteľ podporiť a pomôcť mu otázkou alebo vysvetlením. Napokon, študent nevie, či to, čo urobil, urobil dobre, a tak mu učiteľ musí dávať neustálu spätnú väzbu. To vyžaduje osobný kontakt živého inteligentného učiteľa s každým študentom, čo je počas bežnej školskej výučby skoro nerealizovateľné a možno to uskutočniť len pri doučovaní. Práve preto niektorí učitelia využívajú formu obrátenej výučby. Aby na hodine získali na to všetko viac času.

Vy ste sa o to najprv pokúsili metódou just-in-time teaching. Žiaci si mali pred hodinou samostatne naštudovať látku, aby ostalo viac času na praktické činnosti.

Fungovalo to len u malého počtu žiakov, ktorí boli schopní čítať text učebnice s porozumením. Bolo potrebné, aby som učivo na hodine tak či tak znovu vysvetlil. Možno že by to fungovalo lepšie, keby som najprv učil žiakov čítať, klásť si otázky. Učebný text nestačí, ale treba aj sady otázok na samostatné preskúšanie žiakov, sady vzorovo riešených úloh a úloh na samostatné riešenie s výsledkami prípadne krátkymi návodmi. Toto som nemal, a preto to fungovalo neuspokojivo. Nedá sa predpokladať, že žiak zvládne len tak sám od seba prácu s textom.

Darí sa vám aktivizovať žiakov?

Existuje názor, že žiakov možno k fyzike dotiahnuť robením jednoduchých experimentov. Dá sa krátkodobo upútať experimentom a urobiť šou. Žiaci na chvíľu ožijú. Otázne je, či je to taký druh ožitia, aký chceme na fyzike dosiahnuť. Ako som už spomínal, hlavným cieľom fyziky by malo byť vybudovanie schopnosti predpovedať, čo sa stane, a vysvetľovať, čo sa stalo, pomocou malého počtu fyzikálnych zákonov. Iba ak sa experimenty spoja s týmto cieľom, vznikne niečo zmysluplné. 

Aké odozvy od žiakov máte na model obrátenej výučby?

Celkovo pozitívne. Mám dojem, že dobrým aj slabším žiakom to vyhovuje. Učím takto už tretí rok a pekne to funguje. Samozrejme, nájdu sa žiaci, ktorí si výklady nepozerajú alebo si ich pozerajú, ale sa pri tom dostatočne nesústredia. Ale títo žiaci by si zrejme ani pri bežnej výučbe nerobili domáce úlohy alebo by na hodine nedávali pozor. Mám pocit, že tento spôsob je pre žiakov humánnejší, lebo to, čo majú robiť doma, teda pozerať video a napísať si k nemu poznámky, je ľahšie ako to, čo by robili pri klasickej výučbe, preštudovali by si látku z knihy a vyriešili by sadu úloh. Na hodine riešime úlohy, snažím sa byť s každým z nich v osobnom kontakte a robíme rôzne aktivity, ako hlasovanie, peer instruction, experimenty a podobne.

Máte nejaké reakcie na svoju stránku od učiteľov? 

Dostali sa ku mne informácie, že tie videá používa aj niekoľko učiteľov a ich žiakov z iných škôl. Tak mám radosť. Niektorí mi aj napísali e-mail.

Učitelia sa sťažujú, že nič nestíhajú. Ako sa vám darí vytvárať také množstvo materiálov?

Mal som veľkú motiváciu niečo zmeniť k lepšiemu a nepáčili sa mi zmeny, ktoré prichádzali zhora, keď sa prakticky zo dňa na deň nepremyslene narušil zabehnutý systém výučby fyziky, matematiky a iných predmetov. Mal som možnosť pracovať s Edwinom F. Taylorom a zažiť, ako vyzerá efektívna a profesionálna spolupráca. Chcel som byť podobným profesionálom. Dozvedel som sa o možnosti vyrábať videá a učiť pomocou nich. Tak som sa do toho pustil, pričom som si uvedomoval, že to vyžaduje veľmi veľa práce. Chcel som ju mať čo najskôr hotovú a potom už len využívať a vylepšovať hotový systém. Preto som skoro všetky videá vyrobil za rok v špeciálnom režime, keď som chodil skôr spávať a ráno som skoro vstával. Druhý rok som niekoľko videí prerobil a zopár ich doplnil. Ďalšie roky som robil na súboroch úloh. Posledný rok vytváram otázky pre študentov, aby sa sami vyskúšali po pozretí videa. Samozrejme, výroba týchto materiálov vyžaduje čas a tolerantnú rodinu, ktorou som bol obdarený.

Často sa hovorí o nutnosti posilniť vyučovanie prírodovedných predmetov. Pomohlo by viac hodín? 

Myslím si, že počet hodín treba opätovne zvýšiť minimálne na úroveň pred reformou, ale zároveň sa treba zaoberať aj efektívnosťou ich využitia. Trápi ma to, že jednotlivé prírodovedné predmety nie sú dobre prepojené navzájom a s výučbou matematiky. Tieto veci by bolo potrebné premyslieť a optimalizovať. Tiež sa mi nepáči dnešný prílišný dôraz kladený na využívanie IKT. Ľudia, ktorí to nasilu presadzujú, asi nechápu, že IKT je len prostriedok na dosiahnutie našich skutočných cieľov a nie náš cieľ. Ak je napríklad mojím cieľom naučiť žiaka správne reprezentovať, textom, grafmi, obrázkom, nejakú fyzikálnu situáciu v úlohe, ktorej text je zadaný, tak by si to mal každý žiak naozaj napísať či nakresliť do zošita. Nestačí, keď s celou triedou z ponúkaných možností v interaktívnom soft-véri vyberieme tú správnu, na ktorú klikneme, a považujeme to za vybavené. Niekedy vedia IKT dosť deformovať základné návyky žiakov, ktoré bez adekvátneho precvičovania samy od seba nevzniknú.

Vy zrejme nie ste prívržencom katastrofických scenárov, ako počítače nahradia učiteľov. 

Podobná revolúcia ako v súčasnosti prebehla v stredoveku, keď bola vynájdená kníhtlač. Kniha ako médium dokáže podávať informácie veľkému počtu ľudí. Mnohí si možno vtedy mysleli, že už nebude treba učiteľov, veď máme knihy. Stačí dať žiakom knihy a oni sa už budú učiť sami. Nestalo sa tak. Počítače dokážu dobre podávať informácie a dokonca zabezpečiť aj istú interakciu s používateľom. Isto však učiteľov v dohľadnej dobe nenahradia. Ako som už spomínal, na to, aby žiak dostal adekvátne vedenie, podporu a spätnú väzbu, musí mať inteligentného živého učiteľa. Počítače zatiaľ nie sú inteligentné. Nevedia rozoznať, či žiak učivo chápe správne a či nie. Potrvá ešte dlho, pokým toto budú vedieť, ak vôbec niekedy. Okrem toho, učenie si vyžaduje dobrý vzťah medzi učiteľom a žiakom. Žiak má často v učiteľovi svoj vzor. Teší sa na jeho pochvalu, keď mu ukáže svoje riešenie úlohy. Teší sa, že pri tom vynikne pred rovesníkmi. Môže mať žiak takýto vzťah osamote s počítačom? Asi nie.

Učíte na gymnáziu v malom mestečku Humenné svetovým spôsobom. Oceňuje to niekto?

Neviem isto, či učím svetovým spôsobom. Moje vedenie o tom, že učím obrátene, vie a vychádza mi v ústrety. Mám neustále k dispozícii učebňu s desiatimi počítačmi pripojenými na internet, s dataprojektorom a interaktívnou tabuľou. Mám aj svoju klasickú tabuľu a kriedy. Mám všetko, čo potrebujem. Čo sa týka školských inštitúcií, tie o tom, našťastie, asi nevedia. Neviem, ako by napríklad moja výučba obstála pred školskou inšpekciou. Pravdupovediac, najradšej by som bol, keby som to nikdy nemusel zistiť.

O fyzike a ľuďoch

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Scroll to top