Лауреат Нобелевской премии рассказал, как нужно изменить преподавание и отбор студентов

Карл Виман, получивший Нобелевскую премию по физике в 2001 году, высказался в интервью для EdSurge о проблемах в преподавании STEM-дисциплин в целом и физики в частности.

Какое отношение учёный имеет к педагогике

Получив Нобелевскую премию, Виман решил сместить фокус в своих исследованиях — большую часть своего времени (и денег, которые он получил как лауреат премии) он посвятил изучению того, как можно улучшить преподавание естественно-научных дисциплин. Причём исследования в этой сфере он проводил и раньше, но только в дополнение к основной работе. Кроме того, Виман постоянно преподавал в университетах — например, сейчас работает в Стэнфордском.

В 2017 году учёный выпустил книгу «Совершенствование методов преподавания естественных наук в университетах» (англ. Improving How Universities Teach Science: Lessons from the Science Education Initiative). А в 2020-м он получил престижную награду, которая присуждается за исследования и разработки в области образования, — премию Идана (англ. Yidan Prize).

Что, по мнению Вимана, не так с преподаванием точных наук

В течение многих лет учёный принимал в свою исследовательскую лабораторию аспирантов. Он заметил странную тенденцию: молодые исследователи будто бы не понимали, как заниматься физикой, хотя демонстрировали успехи по итогам академических курсов. Более того, по его мнению, студенты c лучшими оценками никогда не оказывались лучшими учёными-физиками.

Чтобы разобраться, почему академические результаты так слабо отражают понимание физики, Виман изучил существующие исследования о том, как люди учатся и как осваивают точные науки. И пришёл к выводу, что обычно в университетах используют неподходящие подходы к преподаванию.

Виман считает, что в университетах даже отбор абитуриентов проводят неправильно — при этом исходят из предпосылки, что способности человека неизменны и что нужно выбрать из всех поступающих тех, у кого «лучше мозги», как будто результат обучения определяется только исходными качествами учащегося.

Однако доказано, что мозг пластичен и способен меняться. Поэтому, считает учёный, образовательные организации должны в первую очередь заботиться о том, как подготовить умы студентов к преобразованию за счёт образовательного опыта, а также какие компетенции и как они смогут развить.

Учёный утверждает, что вместо традиционного лекционного метода в физике и других STEM-дисциплинах необходимо широко распространить более активные методы обучения. То есть нужно не просто пытаться передать знания, а сделать так, чтобы студенты сами обдумывали теории, решали задачи и получали обратную связь о проделанной работе. Говоря о собственных студенческих годах, он признался, что с первого курса был сосредоточен именно на исследованиях, а обычные занятия отошли на второй план.

Виман рассказал, что даже провёл эксперимент на своих студентах. Сначала он провёл лекцию о некоем важном, но неочевидном явлении (каком именно — не уточняется), а затем полчаса спустя протестировал студентов. По его словам, только 10% учащихся запомнили то, что он объяснял. Затем учёный провёл занятие на ту же тему, но вместо участия в обычной лекции учащиеся должны были сами понять суть изучаемого явления. А дальнейшая проверка знаний показала, что подавляющее большинство из них освоило материал.

Как обстоят дела с изучением физики в России

Напомним, в России с изучением физики дела тоже обстоят сложно. В последнее время вырос запрос на специалистов «с инженерным мышлением». А физика — важный предмет для будущих инженеров, и если человек не освоил её на школьном уровне, то постигать такую специальность ему будет тяжело.

Но известно, что число выпускников школ, сдающих ЕГЭ по этому предмету, с каждым годом снижается. Падает и средний балл участников госэкзамена по физике. В результате инженерно-технические направления в вузах с трудом набирают первокурсников.

Причину некоторые эксперты видят в ухудшении школьной подготовки по этому предмету. Так, ректор МФТИ Дмитрий Ливанов заявил, что существенно уменьшились время, запланированное на изучение физики в школе, и число физико-математических классов. А директор научно-исследовательского центра систем оценки и управления качеством образования ФИРО РАНХиГС Борис Илюхин считает, что физика в последние годы стала элитарным предметом. Дело в том, что, по его данным, её чаще всего сдают дети из социально и экономически более благополучных семей. Это может быть связано с тем, что для успешной сдачи ЕГЭ по физике приходится прибегать к помощи репетиторов. Известно, что на занятия для ребят, готовящихся к ЕГЭ, родители тратят в неделю в среднем по 5 тысяч рублей.

Чтобы решить существующие трудности, Минобрнауки и Минпросвещения разработали план мероприятий по развитию инженерного образования. Он касается широкого спектра вопросов: это обновление программ для подготовки новых учителей физики, профессиональное развитие действующих педагогов, подготовка предложений по совершенствованию государственной итоговой аттестации по физике и создание в университетах ресурсных центров в помощь школам.