Proste i tanie eksperymentowanie

Z ziemniakow, gwoździ i drucikow można zrobic ogniwo elektryczne. Autor zdjęcia Marek Pawłowski.

Najdroższy eksperyment świata, akcelerator LHC, zbudowany pod Genewą, kosztował ok. 10 miliardów franków szwajcarskich. Czy w dobie tak wyrafinowanej nauki warto jeszcze bawić się w szkolne eksperymentowanie? Przecież nie odkryjemy nowych cząstek, a czarną dziurę najwyżej wypalimy na podłodze.

Gdy na stole przed 7-letnią Anią znalazły się ziemniaki, gwoździe i druciki, już wiedziała, że zapowiada się ciekawe popołudnie. Po kilku chwilach gwoździe — parami, jeden srebrny (ocynkowany) i jeden żółty (miedziany) — zostały wbite w cztery połówki ziemniaków. Dokładnie w chwili, w której druciki połączyły je na przemian ze sobą — zapalił się na niebiesko tajemniczy malutki przedmiot wlutowany w środek ostatniego drucika — dioda LED. „Tatusiu, czy możemy zrobić z tego oświetlenie do domku dla lalek?”. „Oczywiście, a może zamiast ziemniaków użyjemy jakieś owoce albo kubki z sokiem?”. „A coca-colę?”. „Nie ma sprawy”. „Tato, a nie można po prostu kupić baterii?”. „Oczywiście, że tak, nawet będzie dłużej działała. Ale teraz przynajmniej wiesz, jak działa bateria.”

Fizyczna piaskownica

Tata Ani, współautor tego artykułu i projektu „Fizyczna piaskownica”, od lat pokazuje dzieciom, jak wyczarować fizykę z przedmiotów, których nawet nie podejrzewamy o takie możliwości. Pomysłów jest mnóstwo. Ziemniak, wykałaczka, plastelina, słomka do napoju i kawałek folii aluminiowej pozwalają w 3 minuty zbudować „zdalnie sterowanego” elektrycznego żurawia. Wygięta słomka obciążona plasteliną i wypełniona wodą, zakręcana butelka. To wystarczy, by skonstruować nurka Kartezjusza. Z jednej strony zabawkę, z drugiej pretekst do rzucenia kilku zaklęć jak „ściskanie powietrza” i „siła wyporu”. Przykładów jest mnóstwo. Czyżby całe „przerażające” rozdziały podręczników fizyki dało się przybliżyć za pomocą przedmiotów znanych z życia codziennego?

Najważniejsze, by pomysł był prosty i dał się szybko zrealizować tanim kosztem. Gwoździe, ziemniaki, druciki i dioda to wydatek kilku złotych. Za przysłowiową złotówkę niemal w każdym markecie można kupić płytę CD wymyśloną chyba tylko po to, by budować z niej domowe spektroskopy i delektować się wszystkimi kolorami tęczy. Za podobną cenę kupimy paczkę toreb na śmieci — tych najtańszych — by budować balony cieplne. Jeszcze tańszy jest „materiał” do budowy pistoletu pneumatycznego, nie wiadomo dlaczego sprzedawany jako długopis. A te chemikalia — do mycia naczyń, udrażniania rur, pieczenia ciasta — a te słomki, wykałaczki, puszki, plastikowe butelki... Skarbnica pomysłów!

Za mało czasu

Powszechna dostępność tanich materiałów do eksperymentowania to prawdziwa rewolucja. Wystarczy wyciągnąć po nie rękę. Skoro mogłoby być tak pięknie, dlaczego w szkole jest tak, jak każdy widzi? Odpowiedzi jest kilka. Brakuje czasu, a to oznacza, że nauczyciel musi pędzić z materiałem i nie dba o jakość lekcji. Zwiększenie dawki fizyki dopiero w wieku 14 lat niczego nie da. 14-letni gimnazjalista najprawdopodobniej nie zafascynuje się bateryjkami, żarówkami czy układami dźwigni — niezależnie od liczby poświęconych na to godzin. Edukację ścisłą i techniczną trzeba zaczynać wcześniej, najlepiej od zabawy. Są kraje, gdzie elementy fizyki, chemii i praktycznej techniki wprowadzane są już do nauczania początkowego i przedszkolnego. I to nie jako fakultatywny ozdobnik, ale jako wymagany (od nauczyciela) i egzekwowany (od nauczyciela) element przemyślanego, długofalowego edukacyjnego zamysłu.

Łatwo powiedzieć, ale jak to zrobić? Potrzebne jest odpowiednie przygotowanie nauczyciela. On sam, najpewniej, na swej własnej drodze edukacyjnej nie spotkał się z tym, czego byśmy od niego wymagali. Z drugiej strony wielką pomocą może być Internet. Powstają całe witryny pełne oryginalnych rozwiązań, takich jak np. „Zabawki ze śmietnika” indyjskiego edukatora Arwinda Gupty, opracowującego na zlecenie swego rządu coraz to nowe propozycje niskokosztowych eksperymentów dla szkół. To tylko wymowny przykład.

Trzeba też zrozumieć, że nikt odpowiedzialny nie podejmie w grupie 20, a czasami ponad 30 dzieci próby jakiegokolwiek eksperymentowania z gwoździami, wykałaczkami czy butelkami. W takich warunkach rzeczywiście można najwyżej czytać podręcznik. Może zmniejszyć grupy, a może wprowadzić do szkół stanowisko asystenta (w wielu krajach jest taka funkcja, a spełniają ją zarówno pracownicy etatowi, jak i wolontariusze)? Nie oczekujmy też, że nauczyciel sam kupi potrzebne ziemniaki na każdą lekcję, nawet jeśli to koszt zaledwie kilku złotych!

I po co to wszystko?

No właśnie! Po co? Po co męczyć dzieci doświadczeniami z gwoździami, ziemniakami, puszkami czy wykałaczkami? Każdy, kto odwiedził niedawno zakończony Festiwal Nauki Małego Człowieka na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej, mógł się przekonać, że dzieci bawiąc się, nie tylko nie sprawiają wrażenia zmęczonych, ale wprost przeciwnie, nie można ich od tych zabawek oderwać! Co więcej, często oderwać nie sposób także ich rodziców (płci obojga!). Ci ostatni, odchodząc od stanowisk — przygotowanych przez nas i przez kolegów z kilkunastu innych naukowych instytucji — zadawali często na pożegnanie proste pytania: Dlaczego tego wszystkiego nie robiliśmy w szkole? Dlaczego nasze dzieci nie uczą się w szkole poprzez taką zabawę?

W większości polskich szkół (a także szkół w wielu innych krajach wysoko rozwiniętych) na lekcjach przedmiotów przyrodniczych wykładana jest czysta teoria. Gdy 11-latek słyszy od nauczyciela przyrody, że „elektryczności nie można zobaczyć, więc dziś na lekcji będziemy czytać o niej z podręcznika” to jest właśnie na najlepszej drodze do znienawidzenia fizyki. Gdy pod koniec lekcji nauczyciel każe mu zanotować: „elektryczność to ogół zjawisk elektrycznych...”, to można mieć niemal pewność, że drogę do znienawidzenia fizyki właśnie z powodzeniem przeszedł. I trudno mu się dziwić, bo wpajana mu właśnie „wiedza” jest kompletnie bezużyteczna. Tymczasem eksperymentowanie „własnymi rękami” pozwala nauczyć się stosowania zdobytej wiedzy, konfrontowania jej z rzeczywistością i doświadczania subtelnej relacji pomiędzy mądrym i starannym wysiłkiem a osiągniętymi rezultatami. Mówiąc prościej, pozwala na odczucie na własnej skórze, co to znaczy zrozumieć.

opr. mg/mg