VAI FIZIKU VAR IEMĀCĪTIES AR KARTUPELI?

Vara monētu, diviem vadiem un cinka naglu?* Vai tomēr ir nepieciešams nopietnāks aprīkojums?

Fizika ir mācība par dabu, zinātne, kas pēta, kā mijiedarbojas vielas, ķermeņi un enerģijas, citiem vārdiem sakot, tā ir zinātne par to, kas notiek mums apkārt. Iespējams, ka daži skolotāji šo teikumu skolēniem liek ierakstīt savās pierakstu kladēs pirmajā fizikas stundā, jo tā ir realitāte. Mēs fizikas zināšanas pielietojam nepārtraukti (piemēram, skaidrojot, kādēļ ziemas riepas ir ar dziļāku un izteiktāku protektoru). Teiksiet, ka skolā fizika bija grūta, garlaicīga vai “man nepadevās, jo eksaktie priekšmeti nav domāti man”?

Jāatzīst, ka fiziku starp trīs mīļākajiem mācību priekšmetiem ierindo tikai daži procenti skolēnu. Līdzīgi kā matemātika, dabaszinības vai ķīmija, fiziku kā mīļāko mācību priekšmetu atzīmē tikai daži procenti studentu (vadoties pēc AS “Latvenergo” veiktajiem pētījumiem no 2013.-2018.gadam), bet sports, angļu valoda un līdzīgi mācību priekšmeti tiek atzīti kā interesantākie. Patiesībā tas nav nekas pārsteidzošs, jo kopumā STEM (science, technology, engineering and mathematics) mācību priekšmetus jaunieši novērtē kā sarežģītus, to mācīšanās prasa ilgstoša darba ieguldījumu, kā arī apkārtējā vide nāk ar ziņu “eksakts - tātad sarežģīts”. Ja šādu ziņu nostiprina arī mājās esošie līdzcilvēki, tad reizēm maldīgais priekštats ir izveidots “no malas” nevis ar paša galvu.

Kas fiziku var padarīt saistošu? Pirmkārt, izšķiroši (un primāri) liela loma ir skolotājam. Talantīgs un mācīšanās metodes pārzinošs skolotājs ar augstu empātiju un cieņu pret skolēniem spēs ieinteresēt kā lasīt Zaļo zemi, tā saprast elektromagnētisko viļņu difrakciju vai interferenci. Un gluži tāpat kā jebkurā darba vietā ir talantīgāki un augstākus rezultātus sasniedzoši darbinieki, tā ir skolotāji, pie kuriem daļai bērnu mācību priekšmets patiks, neskatoties uz tā sarežģītību. Spēcīgi skolotāji pārzina savu mācību jomu, spēj izskaidrot precīzus darbības soļus, veidot labvēlīgu mācīšanās klimatu klasē, pārzina jēgpilna grupu darba īstenošanu, veicina efektīvu sadarbību ar kolēģiem, vecākiem un citām iesaistītām pusēm. Respektīvi, izcils skolotājs spēs arī ar kartupeli, diviem vadiem, vara monētu un cinka naglu iemācīt pamatideju par baterijas darbību, tomēr būs nepieciešams arī indikators (piemēram, gaismas diode vai multimetrs), kas pasaka, ka izveidotajā kartupeļa baterijā vispār kaut kas notiek. 

Jautājums, kas šo kartupeli, vadus, gaismas diodi, naglu un vara monētu skolotājam iedos? Un vai tie atradīsies tikai skolotāja rokās demonstrācijas laikā, vai tomēr arī skolēni varēs praktiski darboties un izmēģināt fizisku ‘ar savām rokām’? Te mēs  nonākam pie ‘otrkārt’ jautājumā par to, kas fiziku var padarītu saistošu. Normālā mācību procesā šādām lietām ir jābūt uz katra mācību galda jeb vienam komplektam uz diviem skolēniem. Ja klasē ir 24 skolēni, tad tie ir 12 komplekti. Tātad 12 kartupeļi, 24 vadi, 12 gaismas diodes, 12 vara monētas, 12 cinka naglas. Centīgs skolotājs materiālus sagādās aptuveni šādi (balstos uz savu un savu paziņu-skolotāju pieredzi): kartupeli paņems no mājām, vadi būs skolā no 40 gadus senas pagātnes, vara monētu skolēni aizņemsies no saviem makiem, cinka naglu sagādās skolas saimnieks, bet gaismas diode gan būs jāpērk pašvaldībai. Patiesībā visām šīm lietām būtu jābūt viegli pieejamām visās skolās, bet ne vienmēr tā ir realitāte. 

Ar AS “Latvenergo” atbalstu nodibinājums Iespējamā misija 2021. un arī 2022. gadā īstenoja fizikas kabinetu uzlabošanas projektu konkursu, kur nopietnu fizikas kabineta aprīkojumu saņēmušas jau 22 skolas. Tie ir sensori, interaktīvie ekrāni, elektrisko ķēžu komplekti un citi nepieciešamie mācību resursi.

Nodibinājums Iespējamā misija 2022. gada maijā aptaujāja vispārējās izglītības iestādes par mācību materiālu pieejamību fizikas mācīšanai, un atbildes tika gūtas gan no mazām skolām lauku reģionos, gan valsts ģimnāzijām. Teju visām skolām ir atsevišķs fizikas kabinets, palīgtelpa, kā arī vidējs nodrošinājums ar demonstrēšanai nepieciešamo aprīkojumu (vidēji 3 punkti no 5), savukārt mācību materiālu pieejamība pāru vai nelielu grupu darbam tiek vērtēta zemāk (2.8 punkti no 5), bet sensori pāru darbiem ir reti sastopami (2,5 punkti no 5). Sanāk, ka īstenot tādu mācību procesu, kur skolēni praktiski pēta, atklāj, sadarbojas un analizē iegūtos datus, ir praktiski neiespējami. Tomēr to pieprasa mācību standarts un kvalitatīvas izglītības uzstādījums. Paši fizikas skolotāji atzīst, ka fiziku mācīt var arī ar ierobežotiem resursiem, bet tad tā kļūst ļoti teorētiska. Skolotājam nav pašam jāpērk ne vads, ne kartupelis.

Ko mēs varam secināt?

Skolas atzīst, ka viņu aprīkojumā ir pieejami tādi resursi, ar kuriem ir iespējams mērīt spēkus, masu, saslēgt elektriskās shēmas, mērīt strāvas stiprumu utml., kas būtu atbilstoši pamatskolas kursam. Ļoti daudzas skolas informē, ka trūkst sensoru, tātad ir ierobežotas iespējas analizēt temperatūras, skaņas, gaismas un daudzus citus fizikālos lielumus, lai analizētu datus. Skolās pakāpeniski būs pieejami mācību darbam lietojami datori, bet moderna datu analīze Excel programmā nebūs īsti iespējama, jo trūkst sensoru, kurus ar šiem datoriem saslēgt. Ja pamatskolā tas ir mazāk būtiski, tad vidusskolā šādas prasmes ir ļoti svarīgas, ne tikai fizikā. 

Ja nav pieejami resursi pāru vai grupu darbam, tad skolēns negūst tik svarīgo personīgo pieredzi pētījuma laikā, iztrūkst sadarbība, ir ierobežotas datu iegūšanas un analītikas prasmes, pastāv iespējamība, ka darbs notiks vairāk frontāli un abstrakti (caur video vai animāciju palīdzību). Attiecīgi tas paģēr, ka mācību process būs vienveidīgs, samazināsies praktiski taustāmā pieredze, kas no pedagoģijas viedokļa ir izšķiroša, nostiprinot iegūtās zināšanas ilgtermiņa atmiņā un radot patiesu izpratni par tēmu. Respektīvi, rodas konflikts starp mūsdienīgas izglītības pieprasījumu un skolotāju iespēju to piedāvāt, vienlaikus pieaug iespēja, ka fizikas kā sarežģītas mācību jomas stāsts turpināsies nebeidzami ilgi.

Sinerģijā starp augsti kvalificētu skolotāju un klasē pieejamiem moderniem fizikas pētniecības rīkiem slēpjas nereti apspriestā skolēna motivācija. Ja ir pieejami dažādi risinājumi fizikas mācīšanai un skolēni gūst šīs atšķirīgās pieredzes, tad interese piedzīvot šo procesu pieaugs. Svarīgi, ka skolotājs pieejamos resursus prot izmantot, tāpēc AS “Latvenergo” atbalstītajā fizikas kabinetu pilnveides konkursā** tiek paredzētas mācības kā šos resursu izmantot. 2021. un 2022. gada konkursu ietvaros, aprīkojumu ir saņēmušas 22 skolas un aptuveni 2000-2500 skolēni iegūst iespēju apgūt fiziku ar atbilstošiem resursiem. Ņemot vērā, ka divu gadu laikā konkursā ir saņemti 115 skolu pieteikumi, tad skolu vajadzība šādu konkursu turpināt ir ļoti liela un ietekme nozīmīga.

Kārlis Kravis

Iespējamās misijas absolvents un dabas zinātņu skolotājs

*Eksperiments, kurā ar kartupeļa vai cita dārzeņa/augļa palīdzību var demonstrēt baterijas darbības pamatprincipus.

** Ar AS “Latvenergo” atbalstu un nodibinājuma Iespējamā misija pieredzi īstenots fizikas kabinetu konkurss, kā rezultātā 2021.un 2022. gadā 22 skolas saņem fizikas kabineta aprīkojumu mācību satura īstenošanai.