Curiozitatea, povestea şi ecuaţiile

Primesc des întrebarea „Cum să predăm fizica?”. De obicei evit să răspund, deoarece nu sunt profesor (ca să predai cu succes trebuie în primul rând să îţi cunoşti elevii). Prefer întrebarea „Cum să comunicăm științele exacte?”. Aici, răspunsul meu nu diferă de cel folosit de cercetători, cum ar fi Einstein sau Newton: stârnește curiozitatea, imaginează povestea şi construiește ecuaţiile. Iar primele două etape fac parte natural din structura copiilor.

Curiozitatea este scânteia care, odată ce pătrunde în creier, declanşează o reacţie în lanţ. Să ne aducem aminte de vorbele lui Plutarh: „mintea unui copil nu este un vas ce trebuie umplut, ci un lemn care trebuie aprins cu o scânteie”. Curiozitatea lui Einstein a fost trezită când avea doar 12 ani, citind despre cum ar fi să circule „nu cu viteza căruţei sau a minunatelor trenuri, ci cu viteza telegrafului”. De aici a dezvoltat peste ani teoria relativităţii, imaginându-și că merge cu viteza luminii, care este viteza telegrafului. La fel s-a întâmplat cu Newton care, privind mărul în cădere, a fost curios să afle de ce Luna nu cade şi ea. A descoperit apoi teoria universală a gravitaţiei și faptul că Luna “cade” încontinuu pe Pământ, ajungând să orbiteze în jurul ei.

FIZICIENII WOLFGANG PAULI ŞI NIELS BOHR, STUDIIND CURIOŞI MIŞCAREA UNUI TITIREZ (1954). SURSA: WIKIMEDIA COMMONS.

Acelaşi mecanism al curiozităţii funcţionează pentru oricare dintre noi. Priviţi copiii mici: de îndată ce pun mâna pe un aparat de fotografiat, fotografiază tot ce este în jur, din unghiuri la care noi nu ne-am fi gândit. Ca ei, să privim şi noi cu alţi ochi lumea din jur: o scânteie sau o adiere pot fi indicii ale unor secrete bine ascunse. Acesta este, în esenţă, rolul laboratoarelor de fizică: de a ne trezi curiozitatea, de a scoate în evidenţă acele procese rare care ascund fenomene noi. De multe ori, experimente simple, cum este cel cu pieptenele frecat care atrage apoi hârtiuţe, sunt suficiente. Fenomenele electrice care apar în pieptene sunt datorate faptului că atomii se sparg în componentele sale, atunci când pieptenele este frecat. De aceea, nu este nevoie neapărat de laboratoare de milioane de euro pentru a pune în evidenţă noi legi ale naturii.

Aşa cum ştim de la copii, curiozitatea este satisfăcută prin poveşti. Acesta este al doilea pas în comunicarea ştiinţelor exacte. Înainte de a ne arunca în explicaţii complexe sau ecuații, trebuie să spunem o poveste simplă a curiozităţii observate. Succesul comunicării ştiinţei depinde în primul rând de povestea spusă. O poveste cât mai simplă dacă se poate, cu cuvinte obişnuite, imagini şi exemple din imediata apropiere a cititorului sau elevului. Părinţii se plâng de multe ori că, în loc să înveţe din manual, copiii stau pe internet urmărind înregistrări pe youtube. Adevărul este că acestea sunt populare tocmai pentru că spun poveşti atractive şi pe înţelesul lor.

Din păcate, legile naturii nu au fost scrise în limba română, altfel le-am fi aflat din poveștile bunicii sau din romanele lui Sadoveanu. Limbajul naturii este matematica, iar aceasta este o limbă nouă pentru oricare dintre noi. Cine nu o învaţă, nu va putea avansa în înţelegerea ştiinţei. Este cazul pseudoştiinţei, care continuă cu poveştile dincolo de cadrul natural al ştiinţei. De aceea, al treilea pas şi cel mai dificil, care nu este prezent mereu în comunicarea ştiinţelor exacte (dar nici nu trebuie neapărat evitat), îl reprezintă ecuaţiile matematicii.

Metoda de a introduce ecuațiile poate urmări firul poveștii. Astfel, “personajele” poveștii devin litere si cifre, iar ecuațiile se reconstruiesc folosind “acțiunea” poveștii. Cu cât “personajele” și “acțiunea” sunt mai clare, cu atât povestea este mai inteligibilă, fenomenul mai bine descris, iar ecuaţiile se reconstruiesc în mod natural. Nu este, desigur, o metodă așa de simplă cum este prezentată aici, însă, în linii mari, ea conține esența. Procedând așa, înainte de a ne arunca în rezolvarea ecuaţiilor, vom şti nu numai ce înseamnă fiecare literă, dar mai ales ce reprezintă ea. A spune, de exemplu, că forţa este un vector, nu este suficient. Trebuie să înţelegem că are o mărime şi o direcţie.

Pasul final (dacă vrem să ajungem acolo) este rezolvarea setului de ecuații. Și aici, însă, este un secret, pe care îl ştie oricine iubeşte matematica: ea trebuie privită ca un puzzle sau ca un rebus, nu ca pe o serie de metode “oarbe” de rezolvare. Elevii se pierd la matematică atunci când învaţă un set de metode pe care le aplică orbeşte, fără a înţelege de ce se folosesc sau la ce ajută. Dacă vi se întâmplă asta, daţi-le elevilor un sistem de ecuaţii, fără o metodă de rezolvare. Spuneţi-le că pot face ce vor ei, rămânând în cadrul legilor matematicii. Pot înmulți cu termeni în ambele părţi ale ecuaţiilor, pot aduna ecuaţiile între ele, le pot scădea, pot face cu adevărat orice vor. Scopul este să le rezolve. După multe încercări, vor reuşi. Pentru că au ajuns la rezultat singuri, se vor bucura, ca atunci când rezolvi un puzzle sau rebus. Cu atenţie, vor recunoaşte în demonstraţia lor şi o „metodă”. Pe viitor, vor şti foarte bine să rezolve ecuaţii, pentru că au descoperit „metoda” ei înşişi, iar bucuria descoperirii li se întipăreşte în memorie.

Între poveşti şi ecuaţii există aproape mereu o tensiune, care se remarcă cel mai bine în structura manualelor de fizică. Obligate să se supună unei liste de cerinţe prea lungi din partea ministerului, manualele au puţine “poveşti”, abia reuşind să introducă termenii de specialitate, pentru ca apoi să sară direct la ecuaţii, din lipsă de spaţiu. De aceea, un număr ridicat de elevi se îndepărtează de fizică de îndată ce sunt forţaţi să rezolve probleme pe care nici nu le înţeleg.

Citeste intreg articolul si comenteaza peContributors.ro