Почему так происходит и что можно изменить, «Правмиру» рассказал Анатолий Шперх, руководитель Школы инженерного мышления лаборатории непрерывного математического образования, учитель физики и технологии 241-й школы Санкт-Петербурга.
— Почему школьная физика не помогает детям в реальной жизни?
— Как и химия, она — про работу с идеальными моделями, которые должны показать закономерности. Вообще главная задача школы — показать закономерность, выстроить модель. Все, что мешает это сделать — из школьного курса удаляется. Это огромная проблема — чтобы дать картину мира, нужно уметь строить модели этого мира, и чем понятнее модель, тем более она идеальна. Беда в том, что школа вообще не учит применять эти знания в жизни.
— Еще одна проблема — разделение знаний по предметам. Это химия, а это — физика. Но так не бывает: в жизни всегда все идет вместе.
— Разделение знаний ведет к созданию тех самых моделей, которые тем дальше отрываются от жизни, чем более дробно мы разделяем дисциплины. Физика не изучает реальные вещества. Она изучает идеальные тела, идеальный газ.
Является ли углекислота идеальным газом? Нет. Значит, к ней не применимо уравнение Менделеева — Клапейрона. И дело даже не в том, что, строго говоря, это верно. А в том, что школьникам никто не объясняет, как это связано с реальными газами.
Потому что реальные вещества изучает уже химия. Все разошлись по своим квартиркам и смотрят друг на друга недоверчивыми глазами.
Я не призываю смешать все в одну кучу — на каком-то этапе разделение необходимо. Проблема именно в оторванности учебного материала от жизни. В том, что между идеальным газом из задачи про закон Авогадро и реальным газом из баллона — пропасть.
— В школьной программе есть, кажется, лишь один предмет, который связан с жизнью. Это ОБЖ.
— Да. Но единственный предмет, который учит нас жизни, основан на войне. Это бывшая начальная военная подготовка (НВП). Поэтому «вспышка слева, вспышка справа» — единственные жизненные знания, которые школьники выносят из средней школы.
Анатолий Шперх
Все остальное — модели. Очень важные для построения теоретических конструкций. И никак не связанные с живой жизнью.
— Но вы же не призываете заниматься в школе только разбором бытовых ситуаций?
— Не призываю. Школа нужна именно для того, чтобы выстраивать картину мира. Для этого-то и требуются те самые модели, которые перекидывают мостик к настоящей науке. Именно в этом суть школы. Не подготовить к жизни, а дать картину мира, язык его описания.
Но часто мы забываем, что это не абстрактный язык, а именно язык описания реального мира. И нам нужно уметь показать связь научной модели с реальной картиной.
Школа как трамплин для университета
— Есть пример финской школы, которая нацелена именно на умение применить знания в жизни. Но при этом у них нет такой фундаментальной научной основы, которую, как традиционно считается, дает наша школа.
— Это сравнение напрашивается сразу. Но, проработав в ней четверть века, я понимаю, что школа — это про другое. И тут нужно понимать, чем наша школа принципиально отличается от финской и американской. Наша школьная система создавалась в ХIХ веке как трамплин для университета.
— И так до сих пор?
— Да. Конечно, логично предположить, что человек, который готов поступить в университет, способен применить свои знания на практике. Но это ее второстепенная роль.
Мы не можем сегодня говорить, что школа не должна готовить к университету. Наоборот, она должна давать такую систему знаний, картину мира, которая позволит в дальнейшем человеку ее расширять за счет высшего образования. Мы сейчас четко видим, что многие специальности требуют именно этой научной картины мира. Механическая работа штамповщика или мастера механосборочных работ сегодня почти уже не актуальна.
Нужны более серьезные знания. Недостаточно умения выполнять рутинные операции. Школа не должна быть только инструктажем по технике безопасности. Не должна быть заведением, которое учит исключительно считать деньги или заказывать билеты на самолет. Это очень важные и нужные вещи. Но этого недостаточно.
— А как совместить одно с другим? Есть ли пути?
— Пути есть, безусловно. Мне очень нравится определение Александра Лобка, который говорит, что знаниям учить не надо. Информации вокруг — ложкой черпай.
Но именно школа дает язык, которым эта информация может соединяться в единую культурную ткань. С другими людьми, с наукой. Она дает научную картину мира. Если мы пойдем только по пути обучения применению знаний, мы превратимся в набор инструкций. И скатимся в ту самую прусскую систему, из которой наша школа и родилась.
Ведь современная массовая школа зародилась в Пруссии в XIX веке. А там одним из главных принципов был принцип дозирования информации — Пруссии нужны были солдаты, исполнители, а не думающие люди.
В школе необходимо давать только то, что идейно выгодно правящим группам, а также — необходимо для практики производства, как писал Борис Бим-Бад. Принцип дозирования отсекает от школьной премудрости все, выходящее за рамки исполнительной деятельности. А это приводит к катастрофе, как только мы выходим за пределы, описанные изученным алгоритмом.
Современная школа, конечно, далеко ушла от тогдашней прусской. Но она, тем не менее, все равно ведет к катастрофе. Это неприятные, страшные слова. Но они, увы, применимы и сейчас.
— Объясните на каком-то примере.
— Давайте вспомним историю о трагедии — на празднике люди кинули в бассейн сухой лед и спустились в воду. Лед начал испаряться, в воздух поднимался углекислый газ, и его вдыхали те, кто был в бассейне. Три человека погибли.
Изучали ли они в школе закон Авогадро? Да, безусловно. Наверняка, спроси у них, они вспомнили бы и про моль, и про 22,4 литра. И даже вспомнили, как рассчитать объем газа по массе. Они решали такие задачи на уроках в школе. Но в реальной жизни — кому из нас придет в голову подсчитать объем газа по тому самому закону Авогадро? Фамилия автора этого закона была наверняка последней, которая пришла на ум.
Авогадро — это просто ничего не значащая строчка из учебника. Нужная только для ЕГЭ. Сдали — забыли.
Между тем история обретения закона Авогадро полна драматизма. Начать с того, что статья, в которой он сформулировал свои идеи, была попыткой примирить атомную теорию Дантона и закон кратных отношений Гей-Люссака (да, да, того самого, из школьного учебника, который волей-неволей не оставил камня на камне от атомной теории).
Это была прекрасная мужественная попытка спасти атомную теорию, которая, как мы знаем, верна, при помощи своего закона — он тоже верен. Но беда в том, что эксперименты не только не доказывали его правоту, но давали абсолютно иные результаты. Сегодня мы знаем, что это случилось из-за того, что ученые не могли додуматься, что частицы простых веществ, таких как водород и кислород, могут быть не одноатомными, а двухатомными молекулами.
Вы чувствуете, какая борьба идей? Какое напряжение и драма? Поражения и победы. Споры и поиски.
И ведь это не конец. Итог этой борьбе подвел французский физик Жан-Батист Перрен через сто лет, в 1926 году, когда сумел сделать то, что казалось совершенно невозможным,— взвесить молекулы и атомы. И нужен ему для этого был именно Амедео Авогадро с его законом.
Кстати, в своей Нобелевской лекции Перрен очень простыми словами описал то, каким образом физики XIX века пытались понять атомную структуру вещества. Вы знаете, у меня дух захватывает от рассказа о том, как при разработке кинетической теории газов ученые пытались измерить массу частицы по длине ее свободного пробега, связать давление, которое оказывает газ на стенки, с массой этой одной микроскопической частицы и ее скоростью…
Перрен ставил свои эксперименты со взвесью гуммиарабика. Это — просто «раствор» латекса. Но ведь то же самое можно сделать просто с молоком. Вот, скажите — многие ли из нас в самом деле наблюдали броуновское движение? А исследуя через микроскоп поведение шариков жира в воде и фотографируя их хоть на смартфон (спросите меня, как из смартфона сделать микроскоп — и я легко отвечу), хотя все же лучше на нормальную камеру, можно произвести необходимые вычисления и повторить исследования Перрена. Нобелевские исследования.
— Но в школе же этого нет.
— Должно быть. Я ведь только что рассказал вам содержание параграфа из школьного учебника — вывод основного уравнения МКТ. В учебнике все это — скука страшная… Потому что там все коротко. Только цифры и факты. Только модели. Нам говорят, что нет времени. Но это не так!
В старшей школе предусмотрено 350 часов внеурочной деятельности. Их можно потратить на что угодно.
Мы не понимаем, что протягивать мостики в живую жизнь нужно обязательно. И нужно понимать, что эти мостики должны сопровождать тот самый стержень, о котором я сейчас сказал. Эти мостики не могут стать основой школы. Основой школы является та самая картина мира. Но из нее обязательно должны идти эти связи.
Мостики могут быть совсем разные. Вовсе не обязательно такие сложные, как в примере с Авогадро и Перреном. Разбирая кейс с «сухим льдом», можно привести школьникам простой пример: в Италии есть «собачья пещера», в которой скапливается углекислота на высоте 30 сантиметров. Собаки там умирают, а люди могут спокойно гулять.
Это образ, который ребенку сразу запомнится. И, возможно, именно он придет в голову, когда кто-то захочет устроить «сюрприз» с сухим льдом.
Учитель обладает огромной свободой
— Все это возможно в рамках школьного предмета или дополнительного образования?
— Это невозможно и бессмысленно прописывать в учебном плане. Там записана конкретная тема. Она из научной картины мира.
Но у учителя внутри этой темы есть огромная свобода. Она должна быть направлена не на механическое воспроизведение картины из учебника Перышкина образца 1950 года, а на то, чтобы придумать какие-то действительно красивые примеры, которые разбудят ребенка. Их миллион. Но для того, чтобы это делать, нужно творчески подходить к уроку.
Анатолий Шперх с учениками
Есть такой автор задачника по географии — Иван Колечкин. Он создатель цикла «Уроки географии», шоумен, московский учитель-методист. Но я знаю многих учителей, которые используют его задачник на других предметах. Так виртуозно в нем сделан подбор материала. Я, например, использую его на информатике, в качестве инструмента для анализа информации. На самом деле таких задачников много. Их просто нужно искать или делать самим. Ну, не заканчивается педагогическая наука на Перельмане.
Я тоже встроен в систему, и с каждым годом от педагогов требуют все больше и все глупее. Но, как говорится, «меньше взвода не дадут, дальше фронта не пошлют».
Когда я пришел в школу, мне сказали важную фразу, которую я 25 лет помню: «Ты сейчас заходишь в класс, закрываешь дверь, и всё! И к тебе туда не может войти даже министр». Учитель обладает огромной свободой.
Другое дело, что войдут и не постучатся. Это ужасно. Но часто эта боязнь — выдуманная. Мы сами рисуем себе барьеры. Их нет. Никто не сказал, что можно пользоваться только тем учебником, который одобрило министерство.
— Только в том смысле, что он для школьников — бесплатный.
— Мы не имеем права указать в планировании учебник, который не одобрен. Но никто не мешает дать второй учебник и предлагать задачки по нему. Дополнительная литература может быть любой.
Почему возникают такие ситуации, как с тем сухим льдом? Мы приучили наших детей к жизни в абсолютно безопасном мире, где все продумано за нас. Дети в школе должны быть в безопасном месте, работать с безопасными инструментами. Вопрос: как они поступят, когда попадут в опасную ситуацию, остается открытым.
— А как изменить это все?
— Во-первых, надо понимать, что никаких безопасных ситуаций не бывает никогда.
Если мы не будем готовить детей и взрослых к реальным проблемам, то даже безопасная ситуация станет опасной.
Важно помещать детей в условия, где есть ограниченная опасность. Мне нравится, как работает с малышами в Альметьевске Сергей Плахотников. Он там ведет в детском саду студию, где ребята мастерят настоящими столярными инструментами.
Я, как человек, который много работает с опасными инструментами и много занимается с малышами, смотрю на него со смешанным чувством страха и восхищения. Он говорит: никаких проблем нет. Потому что, если вводить все это постепенно, если дети четко понимают, что можно, а что нельзя, все получается. При этом, конечно, есть контроль.
Мои пятиклассники тоже работают с канцелярским ножом, и мне жутко страшно. Они и ножницами толком не умеют работать. Но они понимают, что это опасно. Есть технология, есть техника безопасности и есть вещи, которые, в случае чего, ты должен сделать.
За четыре года работы у меня было два несчастных случая. И то, ребенок говорил: «Анатолий Альбертович, я сам виноват. Извините, пожалуйста». Но без введения элементов опасности мы никогда не добьемся безопасности.