nedjelja, 28. veljače 2010.

nemo uči o tome kako fiziku podučavati neistinama

Svaka popularizacija znanosti je ujedno i vulgarizacija - ovo ste mogli čuti ovog petka (25.2.2010.), na web sučeljavanju "Prijeti li nam zaista ledeno doba?" između Vladimira Paara i Dejana Vinkovića. Snimku dotičnog predavanja, kao i nekakav pregled sučeljavanja možete naći na t portalu. Uvodnu rečenicu iz ovog posta izrekao je akademik Paar, vjerojatno medijski najeksponiraniji hrvatski znanstvenik, sveučilišni nastavnik te autor niza školskih udžbenika i osoba koja je radila na izradi Hrvatskog nacionalnog obrazovnog standarda. Dakle osoba koja se podosta bavi edukacijom i popularizacijom znanosti, te ujedno diktira obrazovnu obrazovnu politiku i predaje budućim nastavnicima fizike na PMF-u u Zagrebu.

S obzirom da se i ja bavim popularizacijom i edukacijom znanosti, ova izjava, a i niz drugih koje je akademik Paar izrekao u sučeljavanju, me osobito zabrinjava. U ovom članku neću se baviti analizom toga predstoji li nam ledeno doba, već ću sa stanovišta istraživanja u učenju fizike (engl. physics education research) pokušati objasniti što ne valja sa obrazovnim principima koje Paar iznosi.

Osnovno pitanje kojeg su se u sučeljavanju indirektno dotakli je: Možemo li podučavati fiziku, a bez da pritom iznosimo netočne informacije?

Stvar je išla otprilike ovako: akademik Paar je u više navrata objašnjavao model mijenjanja temperature na Zemlji kroz mijenjanje udaljenosti Zemlje od Sunca. Pritom se koristio analogijom sa peći - ako smo bliže peći onda nam je toplije, a ako smo dalje onda nam je hladnije. Isto tako ako je Zemlja bliže Suncu onda primamo više energije i obratno, ako smo dalje od Sunca onda primamo manje. Problem sa tim modelom je što je netočan, iako nam je intuitivno jasniji - Vinković je u raspravi pokušao iznijeti točan model, gdje udaljenost Zemlje od Sunca igra relativno malu ulogu u mijenjanju temperature na Zemlji. Npr. godišnja doba su posljedica nagnutosti Zemljine osi, a ne toga što smo recimo zimi dalje od Sunca.

Paar na to objašnjava da je on dobro upoznat sa tim  principima, ali da koristi analogiju sa peći zato jer je tako stvari lakše objasniti. Sve se to temelji na principu zornosti - fizikalne pojave moramo zorno prikazati kako bi ih netko koga poučavamo razumio. Također stvari moramo pojašnjavati jednostavno, a ne odmah uvoditi fizičarski rječnik i matematički formalizam (što je izrazio kroz jednu "anegdoticu" o pojašnjvanju služavki). Pritom moram navesti da Dejan u svojem objašnjenju nije koristio neki preteški rječnik ni matematički formalizam, ali je pokušao biti točan.

U raspravi više puta je navodio kako nije očekivao raspravu "na znanstvenoj razini", kako i u nastavi često moramo iznositi netočne ili nepotpuno informacije (pokazao na primjeru spina čestice), a kasnije je došao i do one izjave o tome kako je za popularizaciju znanosti potrebna vulgarizacija (ružnija riječ za pojednostavljivanje) znanstvenih činjenica.

Slika koja se gradi iz ovakve argumentacije je fizika sa dvije strane:

  1. Prava (čru :) fizika - zadnja verzija fizikalnih modela, najtočniji koji su nam trenutno poznati
  2. Fizika vulgaris - neka okljaštrena verzija prave fizike, sadrži dosta netočnosti
Prvu verziju vam ustvari ne možemo pojašnjavati, zato jer ju nećete shvatiti, prekomplicirana je i zahtjeva poznavanje složenog matematičkog alata. Zato vam predstavljamo fiziku vulgaris, već prožvakane ideje za vaš slabi mozak. Vi se nemojte brinuti što to ustvari nije točno, pa tome znanstvenici ionako služe, da razmišljaju umjesto vas. Inače jednom sam stvarno i dobio ovakvu rečenicu "u glavu", na radionici za osnovnoškolce koja se održavala prije dvije godine. Radili smo mini hidroelektranu, no nakon par sati mozganja jedan od mladića mi je rekao "Ali zašto moramo razmišljati, pa tome znanstvenici služe". Hvala hrvatskom obrazovnom sustavu na ovome, dobro ih trenirate :-S

Ova slika dakako nije u potpunosti točna. Istina je da se za obrazovanje u fizici često koriste stariji fizikalni modeli, za koje se kasnije pokazalo da nisu u potpunosti točni, naslijedile su ih neke modernije teorije. Primjer takvih modela su Newtonova teorija gravitacije (Einsteinova opća teorija relativnosti se pokazala točnijom) ili model širenja struje u vodiču kao elektrona koji se gibaju kao kuglice (elektroni su ispali puno kompliciraniji kao i sve ostalo vezano uz kvantnu fiziku). Zapravo praktički sve što se uči danas u školi je pomalo zastarjelo, dakle dijelom netočno.

No stvar sa tim modelima je što su netočni samo za određene pojave, Newtonova gravitacija nas sasvim dobro služi u većini slučajeva. I u nastavi se obično vrlo često navode određene pretpostavke pod kojima radimo, te su ti modeli potpuno ispravni pod tim pretpostavkama. Općenito u fizici radimo sa sfernim pilićima u vakuumu (stvarima koje djeluju jako nerealno :), tj. gradimo modele koji samo opisuju svijet, no oni nisu potpuno istovjetni sa tim svijetom koji opisujemo, samo ga dobro oponašaju.

Primjer Sunca i Zemlje kao čovjeka koji je bliže ili dalje od peći nije takav model. Radi se o apsolutno netočnom modelu koji predstavlja jako lošu asocijaciju za pojavu koju bi trebao pojasniti zato što se direktno veže na jednu predkoncepciju ili miskoncepciju koju mnogi ljudi imaju (što su miskoncepcije ću pojasniti malo kasnije). Iz tog razloga za ovaj model se ne može koristiti argument "ali ionako vam govorimo netočne stvari".

Druga i možda važnija stvar - fiziku ne čine samo modeli. Kao i bilo koju drugu znanost čine ju i metode kojima se dolazi do tih modela, tj. način razmišljanja. A razvijanje stava "neka znanstvenici misle za nas" je vrlo nefizikalan način razmišljanja. Akademik Paar misli da laganim zornim prikazima čini ljudima uslugu, te da ih vodi na daljnje samostalno proučavanje - to je dijelom točno zato jer pojednostavljivanje do određene mjere pomaže, ali ne pojednostavljivanje do netočnosti. Ako samostalno istražujete sa pogrešnim pretpostavkama to će vam samo odmoći. Uz to, prejednostavni modeli mogu vas tjerati na konformizam, a ne na daljnje istraživanje (u ovom slučaju osoba bi mogla pomisliti da je Zemlja vrlo jednostavan sustav, dok je ustvari vrlo složen). Također promoviranje stava "ok je govoriti neistinu" od strane poznatog znanstvenika samo može negativno utjecati na korištenje kritičkog razmišljanja, što je vrlo loše za društvo.

I sad što nam je alternativa, ako ne "vulgariziramo"? Natovariti sve ljude sa kompliciranom matematikom prije nego što im damo da primirišu fizici? Ne nužno. Pojednostavimo stvari, ali na pametniji način i podučavajmo na drugačiji način.

Svaki fizikalni model ima neke svoje osnovne koncepte koji obično možete predstaviti na jednostaviji način, a da pri tome objasnite osnove funkcioniranja bez da stvorite krivu sliku. Npr. u ovom slučaju sa Zemljom i Suncem mogla se odabrati neka bolja asocijacija od peći - npr. mislim da je većini ljudi intuitivno jasno da se intenzitet sunčevog zračenja mijenja kroz dan, što je posljedica rotacije Zemlje oko svoje osi ,što se direktno može povezati sa nagibom pod kojim svjetlost dolazi na Zemlju.

S druge strane mislim da su istraživanja u učenju fizike pokazala da zornost nije osnovna i najvažnija stvar. Povezivanje na neka vaša prošla iskustva (kako bi mogao opisati zornost) može biti loša stvar, ako su ta vaša prošla iskustva pogrešna i ako ih se kroz obrazovanje pogrešno tretira. To su miskoncepcije - neke stvari koje intuitivno znamo i koje smo naučili kroz interakciju sa svijetom, no koje u stvari nisu potpuno dobar opis fizikalnih pojava, te su u koliziji sa fizikalnim zakonima. Dobar primjer miskoncepcije je upravo vjerovanje da je temperatura na Zemlji povezana sa promjenom udaljenosti Zemlje od Sunca. U našem normalnom životu iz raznih drugih primjera smo naučili "bliže je jače", te taj koncept primjenjujemo na nešto što ne možemo direktno iskusiti. Što se u ovom primjeru pokazalo lošim (no za neki drugi primjer bi moglo biti dobro), zato jer promjena temperature na Zemlji ne ovisi primarno o promjeni udaljenosti Zemlje od Sunca, već o nagibu Zemljine osi rotacije.

Miskoncepcije su se pokazale kao jedna od ključnih stvari oko učenja fizike, te je o njima dosta istraživano. Danas poprilično znamo o miskoncepcijama koje se pojavljuju, postoje i određena istraživanja o tome kako ih mijenjati, tj. kako postaviti učenje fizike tako da osoba svoje koncepte pretvori iz miskoncepcija u nešto što je točniji fizikalni model. Zorna i jasna izlaganja tu uglavnom ne pomažu zato jer se ustvari radi o procesu gdje učitelj obavlja većinu razmišljanja (kako jasno izložiti stvar učenicima), a ne učenik. To bi bilo otprilike kao da očekujete da ćete postati izvrsni nogometaš time što ste se odgledali jako mnogo utakmica, a bez da ga i sami pokušate igrati. Tako da većina novijih metoda počiva na načinu poučavanja gdje učitelj igra manje direktnu ulogu pomagača, a učenici više rade sami. Isti koncept se može koristiti i u popularizaciji znanosti.

Ako vas kojim slučajem više interesiraju istraživanja u učenju fizike možete pogledati jedan moj seminarski rad koji može poslužiti kao uvod u temu.

Inače ovaj tekst nalazi se i na www.cumez.org, stranicama Kluba studenata PMF-a Ćumez, gdje ponekad pišem kolumnu Drvlje&Kamenje - kritičke osvrte na razne stvari. Do sada bilo:

četvrtak, 11. veljače 2010.

nemo uči o tome kako znanost dolazi na eter

U nekim prošlim vremenima ljudi su mislili da se svjetlosni valovi šire kroz medij zvan eter. Kako je svjetlost ustvari elektro-magnetski val, tako se i za radio valove koji su također elektro-magnetske prirode moglo reći da se šire eterom, pa pretpostavljam da je tako nastao i izraz "na eteru". U međuvremenu se pokazalo da eter ne postoji, ali izraz "na eteru" koristi se i danas. E sad kakva se to znanost onda širi na eteru kako je rečeno u naslovu?

Danas vam predstavljam rezultat neobičnog interviewa koji sam vodio sa dvojcom svojih dobrih prijatelja, Bojanom Markičevićem i Jakovom Ivkovićem, o radijskoj emisiji koju vode na Radiu SC. Emisija se zove "Znanost na eteru" ili "Znanost na CH3OCH3", a bavi se širenjem znanstvenih ideja među općim pukom. Interview je neobičan zato jer je dijelom vođen preko google wavea, a dijelom uživo, a dodat ću i nekih općih informacija koje se u razgovoru nisu pojavile. Inače o ovoj emisiji sam pisao u vrijeme samog nastanka, u sklopu kolumne Drvlje&Kamenje na Ćumez.orgu, tako da možete malo uspoređivati stanje tada i sada. Hint: momci su se popravili ;)

nemo: Za početak, recite nešto malo o sebi...

Bojan: Mali čovjek velike glave ...
a gle...volim sve što vole mladi...nova znanstvena otkrića, znanstvene članke i znanost općenito...volim pričati o njoj, maštati o njoj...razmišljati o njoj...i super mi je što ništa ne znam...u svakom razgovoru s vama otkrivam kako sam tuka neobrazovana... i to mi je cool.
volim muziku...nekad sam skupljao kazete, sada skupljam mp3 ce za koje se trudim da ih preslušam prije nego ih arhiviram na CD. Volim nositi diskman...zato jer jedino tako mogu svoju arhiviranu glazbu slušati...volim plesati...ne na glazbu koju slušam, nego neku ...malo drugačiju, zapravo totalno drugačiju...
(nemo: bojan je osim ovog poznat po tome što je osnovao Ćumez, što završava studij geofizike i predaje fiziku u OŠ Matije Gupca u Zagrebu)
Jakov: Radni čovjek, donedavno študenat. Marljiv dok ga netko dobro tjera da radi, ili ako su pare u pitanju, a ponekad i sam nešto dobro napravi, ali kad ga baš zaigra njegova vlastita mašta ili interes. Jednako kao Boki, voli pratiti razvoj znanosti i tehnologije, a pogotovo istraživati one stvari koje se u svakodnevnici uzimaju zdravo za gotovo, a plod su povijesnog razvoja znanosti i tehnologije. Čitaj: "Mlad, zgodan, ambiciozan, sve zna, ima arijevske gene i laže u prvih 8 riječi svoje rečenice". Slobodno vrijeme trenutno iskorištava u treningu sporta u kojem uživa, a ponekad napravi i poneku radio emisiju ili drugi komadić intelektualnog vlasništva kojeg želi podijeliti s širom javnosti. Voli muziku, koncerte, druženje, pijančenje, isto kao i drugi zdravi primjerci ljudske vrste.
(nemo: studij o kojem priča je onaj kemije, a rad je na plivi, što nije trenutačno ime za R&D lab u kojem jest no tko će to pamtit. ah i geni su prije kameni nego arijevski ;)

nemo: Kako ste nadošli na ideju toga da radite tu emisiju?

Bojan: ja se stvarno ne sjećam sada kako je došlo do toga. Znam da sam u to doba učio u SCu redovito, i viđao ekipu na radiu, i nemam pojma niti kako sam došao do određene ekipe i zapravo im predlozio da radimo emisiju o popularizaciji znanosti. S druge strane, Netko s faxa, čije ime asistenta s kojim imam dubok i profinjen odnos, necemo spominjati...khm... je isto tako rekao nekome na radiu da bi nas bilo dobro kontaktirati... Manjanu (nemo: također znan i kao Jakov), sam pitao...hmph...il je on mene pitao...
Jakov: Boki (nemo: također znan i kao Bojan) je došo na ideju, meni se svidjela, ja je podržo i krenusmo. Privuklo me više stvari: kreativno druženje s Bokijem, ubijanje treme i mogućnost treniranja za bolju izvedbu javnog nastupa (poput sudjelovanja u radio emisiji koja ide uživo) i, što je najvažnije, trkeljanje, zafrkancija i ozbiljan trud u istraživanju popularnih znanstvenih tema i pokušaju da ih se na što zanimljiviji i probavljiviji način prikaže običnom, prosječnom puku.

nemo: Kako radi Radio SC?

Bojan: Radio SC je radio u nastanku. I kao takav nastaje. Što je super. Mi smo uletili negdje na samom početku i rastemo zajedno s njim. Nekako mi se čini da je čitava stvar pokrenuta od nekoliko entuzijasta, najosnovnija oprema je skupljena i neki prostor je, vjerujem privremeno, preuređen u radijsku prostoriju. Ili kako god da se to već zove...studio...
Onako...treba i ima puuno mjesta za napredovanje i poboljšanje... od početka je priča prodavana nama kako će radio uskoro zatraziti FM koncesiju. Ali, mislim da je to jedan dobar predizborni lobijski trik. Organizacijski to stvarno dobro funkcionira. Samo nekoliko puta se desilo kako smo trebali doći i održati emisiju, pa nije bilo ključa od studija i da smo zbog toga kasnili. u zadnje vrijeme, stvari su se popravile.
Jakov: "Pa preko radiovalova" reko bi čovjek. Ali očito da nije to samo tako :) Eto, reče već Bojan neke osnovne stvari. Radio SC pokazuje neki vid napretka u nekom sporijem tempu. Imali smo prilike vidjeti neke zahvate viših odgovornih lica u dizanju ozbiljnosti organizacije (Silvija, Adriana, tehničari, web, nove emisije, poboljšanje kvalitete emisija). Što je više dobrih emisija i entuzijazma, kreativnosti i dovoljnog nivoa ozbiljnosti u ljudima koji rade emisije, organizacijske poslove i tehničke poslove, to je dojam koji se stječe prema vani sve bolji i sve privlačniji prije svega publici,pa ljudima koji rade nove emisije i na kraju svima nama koji smo već tamo i koji nastojimo poboljšati emisije do nekog sve boljeg i kvalitetnijeg nivoa. Mislim da će se jednog dana, već kroz koju godinu, Radio SC osloboditi iz utp kablova, switcheva, routera i servera, negdje prema radiovalnim horizontima, na kojem će putu donositi ubrojne nevine radioprijemnike tople zvukove "Znanosti na eteru" i drugih dobrih emisija i muzike u uši sveopće radiopublike :nedovoljanjebilokakavsmajlićdasedočaravlastitaimpresijanaovajproser:

nemo: inače za one koji možda nisu pohvatali Radio SC funkcionira u sklopu Studentskog Centra u Zagrebu i to zasad samo kao internetski radio, te ga se ponekad čuje sa zvučnika dok čekate za red u menzi u savskoj ;) No kao što oni kažu to je FM radio samo zapeo u statusu web radija, da ih citiram u njihovom nastojanju traženja frekvencije:
"Radio SC je neprofitni, eksperimentalni, studentski community web radio koji je početkom 2009. stupio u javnu, političku akciju podizanja zahtjeva za dodjelom frekvencije, odnosno traženja promjene zakona o audio-vizualnim medijima koji u ovom trenutku, suprotno preporuci Europske unije i legislativi država članica EU nema treći, medijski sektor čije nužno otvaranje bi omogućilo neprofitnim, community i free radijskim postajama uspostavljanje održivog razvoja i FM statusa koji su ključni za dobrobit i podizanje kvalitete civilnog društva."

Njihov kulturni imperij broji popriličan broj emisija, a u zadnje vrijeme dostupan je poveći broj emisija za skidanje u arhivi. Uz znanost na eteru postoji još jedna emisija znanstvene tematike, specifično astronomije, a zove se Zvjezdoznanci. A otvoreni su i za nove emisije tako da javite se ako ste gladni publike ;) Inače program radija nije uopće loš, zadnjih tjedana ih slušam po par sati dnevno i nađe se svačega. U svakom slučaju neobičan radio kakvog nema na standardnim frekvencijama + nema reklama!

nemo: Kako vi radite svoju emisiju, koji je proces od početne ideje do konačne emisije?

Bojan: he he he... stihijski... Manjana, hocemo ozbiljno ili iskreno??
nemo: publika će procjenit ko je više lagao :)
Jakov: Priprema za emisiju još uvijek nije ono što bi htjeli da bude. Bilo je idealnih tjedana kad smo u tjednu prije sjetili što se radi i čak i najavili što se radi.
nemo: Najave dođu kada?
Jakov: S najavama smo počeli prije kojih 6 emisija i obično dođu na sam dan kad i emisija.
nemo: nazad na razradu...
Bojan: Proces pripremanja emisije je izuzetno kompliciran i vremenski zahtjevan. Određene teme se zadaju, i u sklopu vrlo produktivnog i argumentiranog razgovora na nekoj kavi, nakon iznošenja prvih istraživanja u vezi teme i slicno odredjene teme bivaju odbacene i/ili prihvacene.Nakon toga nastupa trenutak intenzivnog istrazivanja i detaljnog upoznavanja s temom. Pisanja zabiljeski, surfanja po netu, znanstvenim publikacijama. Taj proces traje i po nekoliko tjedana...dobro, ne doduše kontinuiranog rada... i nakon dovoljno skupljenog materijala, svatko od nas napiše prvi prijedlog teksta za emisiju, te se taj prijedlog šalje drugom uredniku. Nakon toga oba urednika u svoju prvu verziju nadodaju dijelove verzije drugog urednika...i dobijamo dvije verzije drugog teksta. Na sljedećem sastanku (koji je isti radni sastanak na kojem se teme odbacuju ili prihvaćaju) okvirno izaberemo najvažnije dijelove teksta, i dobivamo draft treće verzije teksta.
Nakon toga se izvlace slamke, i onaj koji izvuče najdužu, placa cugu, a onaj koji izvuce najkraću, taj tekst uređuje u nešto konkretno...tj. samo iz drafta pravi četvrtu verziju, koja se nakon toga šalje ovom drugom uredniku na korekturu, lomljenje teksta, lekturu i osmišljavanje humorističnih upadica...
Taj tekst, je više manje tekst koji nas vodi kroz emisiju i koji slobodnije interpretiramo u samoj emisiji.
Jakov: Idealno bi bilo da se spremimo tjedan dana prije, da skupimo materijala iz više izvora, dogovorimo se koje materijale izdvajamo van i od toga sastavimo neku pričicu. To složimo u neki komad teksta i onda je poželjno da unutra vudu zastupljeni dijelovi materije koju obrađujemo, za koju Bojan i ja imamo solidno znanje i o kojem možemo naklapat po nekoliko minuta u toku emisije bez gledanja u tekst. Ovi materijali bi trebali biti tekstovi, audio i video zapisi (podcasti, jubito). Npr. u emisiji kad smo radili zvuk puštali smo audio klipove glasanja kitova i dupina. Uz to još tražimo popularne novosti iz svijeta znanosti i tehnologije koje su zanimljive javnosti.
nemo: Jeste li lijeni?
Jakov: Jesmo :) Uspjeli smo na željeni način organizirat emisiju u možda 5-10% slučajeva, u optimističnoj procjeni.

nemo: Kako ste zadovoljni sa emisijom, što bi mijenjali, što smjerate u budućnosti?

Bojan: Zadovoljni smo...više manje...sad smo zadovoljniji jer velik broj zadnjih emisija nismo uopće nakon emisije preslušali, pa ni ne znamo što nije bilo loše... zapravo, sve je bilo supar...i totalno smo zakon.
Na početku, dok smo jos bili mladi (što ne znači da više nismo) i nadobudni i zgodni (što ne znači da više nismo) smo redovito po nekoliko puta preslušavali sve naše emisije, analizirali, editirali...komentirali greške i razmišljali što možemo popraviti...no sada smo totalno cool i samouvjereni pa se uopće ne slušamo više...
Budućnost:
Ima tu dosta ideja...
kao recimo...
interaktivni radijski prijenos eksperimenta iz prostorija SCa...
Jakov: Što dalje? Ostvarivanje zanimljivog i zabavnijeg tona za publiku koja nije znanstveno potkovana (studenti, jeca, kumice sa placa i sl.). Za to treba uozbiljiti pripremu, da bude bar tjedan dana prije emisije. A druge ideje su umjereno mjenjati koncept emisije, kako bi bolje ubili monotoniju. Npr. svaki put imati sekciju Što se u znanosti desilo na današnji dan. I barem u svaku drugu emisiju dovest gosta koji je kompetentniji u temi od nas.

nemo: S obzirom da je Radio SC primarno internet radio, kako vam se sviđaju stranice radio SC-a?

Bojan: Ah...stranice ko stranice...dobre su, ali mislimo da bi mogle biti i bolje. Mi planiramo u sklopu znanosti na eteru produbiti naše djelovanje u popularizaciji znanosti sa kulturom SCa. Pa je tako bilo priče da će znanost dobiti poseban dio na web stranicama SCa gdje ćemo mi imati dovoljno slobode da na nama svojstven način osmislimo i vizualni identitet.


To je kraj priče, što još reći ... slušajte ih svake druge srijede u 17h na http://www.sczg.hr:8000/stream.m3u (i slušajte Radio SC općenito), zadnja emisija je bila ove srijede o stalno aktualnoj temi globalnog zatopljenja. Skinite stare emisije iz arhive (još nisu sve tamo) i posjetite ih na liceknjizi (tamo ćete najprije vidit najavu ako ćete ju vidit ;)

Što se mene tiče ovo je zadnji u nizu članaka vezanih uz medije i njihovo funkcioniranje, ostaje možda još jedan zadnji u kojem bi stvari rekapitulirao, otom potom.