Învăţămăntul ştiinţific

Leon Max Lederman, laureat al Premiului Nobel pentru Fizică şi director emerit al Fermilab, susţine, în exclusivitate pentru ZOOM, că studiul ştiinţelor este necesar pentru o societate sănătoasă şi prosperă: “Prăbuşirea standardelor educaţionale va afecta dezvoltarea economică”.

Aşa-numitul “şoc Sputnik” (legat de momentul în care URSS a lansat pe orbită, în 1957, satelitul Sputnik) a reuşit să convingă America şi Occidentul cât este de necesară o reformă radicală în educaţia ştiinţifică, în particular în ceea ce privea recrutarea, pregătirea şi menţinerea profesorilor în sistem.

REGULI. O reformă care trebuie făcută astăzi priveşte educaţia ştiinţifică în licee. Matematica, baza tuturor ştiinţelor, se axează pe un limbaj concis şi pe o ordine logică. Fizica, odată un domeniu foarte dependent de matematică, furnizează cunoştinţe despre structura atomilor şi, de aici, cu ajutorul matematicii se trece la alte domenii, precum chima şi biologia. În mod esenţial, toate fenomenele studiate în chimie îşi găsesc explicaţia în micuţul atom, iar chimia şi fizica sunt fundamentale pentru biologia moleculară, care, o dată cu descoperirea ADN în anii ’50, a dominat biologia modernă. Toate celelalte ştiinţe – geologia, astronomia, neuroştiinţele, oceanografia şi alte ştiinţe care rezultă din acestea – depind de combinaţiile dintre biologie, chimie şi fizică.

Cu toate acestea, în zilele noastre, în majoritatea liceelor studiul ştiinţelor începe cu biologia. În SUA, majoritatea elevilor învaţă ştiinţele în următoarea ordine: biologie, chimie, fizică. Cele trei domenii se studiau separat din 1893. Cred că este un sistem învechit, dezastruos din punct de vedere pedagogic şi face abstracţie de avântul incontestabil al ştiinţei din secolul al XX-lea.

ORDINE. Studierea ştiinţei ar trebui să înceapă cu fizica, nu cu biologia. Prin fizică, elevii se pot familiariza şi cu algebra, oferindu-li-se astfel posibilitatea de a intra în contact cu matematica. În plus, fizica începe cu câţiva termeni (comparativ cu biologia de clasa a IX-a) – mişcare, viteză, accelerare, obiecte căzătoare, forţa gravitaţională – şi cu câteva concepte – masă, moment mecanic şi energie.

Fizica de clasa a IX-a analizează legile naturii, precum şi “ecuaţiile” care descriu un număr mare de fenomene. Nu la fel se întâmplă cu biologia de clasa a IX-a. Experimentele efectuate la şcoală folosesc simple dispozitive de laborator: planuri înclinate, arcuri, pendule simple, dar legile pe care le dezvăluie aceste instrumente se aplică în lumea reală. Căderea unei greutăţi (sau a unui măr!) poate fi conexată cu orbitarea Lunii în jurul Pământului şi chiar cu structura galaxiilor în care se află miliarde de sisteme solare.

Putem studia forţele care pun în mişcare atomii şi planetele. Din această perspectivă, fizica te introduce în noţiuni de distanţă – de la atomi la galaxii, în noţiuni de timp – de la nanosecunde la secole, în noţiuni de energie – de la electron volţi la megajuli. Aceste concepte sunt cruciale pentru lumea noastră, mai ales pentru cosmologie şi pentru biologia evoluţionistă.

În clasa a X-a, când se studiază chimia, se folosesc noţiunile de clasa a IX-a, aprofundând şi îmbogăţind volumul informaţional al elevilor, iar pentru asta nu este nevoie ca în clasa a IX-a să se studieze principii din chimie sau biologie. Este însă nevoie de aplicaţii calitative ale fizicii în chimie şi biologie şi de înţelegere a acestor legături.

PIONIERI. Întrebările necesare trebuie puse la toate nivelurile ştiinţifice. Cum funcţionează un lucru? Care sunt legile pe baza cărora funcţionează acest lucru? Nu un fizician, ci un biolog – Julius Meyer – a fost cel care a propus, pentru prima dată, legea conservării energiei prin studiul proceselor energiei biologice. Chimistul Dalton a fost primul care a oferit o dovadă pentru existenţa atomilor, iar inginerul Sadi Carnot a fost cel dintâi om care a demonstrat a doua lege a termodinamicii. Secvenţa Fizică-Chimie-Biologie (SCB) implică dezvoltarea profesională continuă, esenţială pentru profesori. Profesorii (inclusiv cei de matematică) ar trebui să se întâlnească în mod regulat pentru a discuta despre evoluţia materiei pe care o predau, în mod esenţial pentru a discuta despre coerenţa acestei materii şi pentru introducerea unor lecţii privind felul în care funcţionează ştiinţa. Profesorii au nevoie de timp pentru a discuta unii cu alţii.

Ştiu că peste o mie de licee au implementat secvenţa SCB. Elevii sunt mulţumiţi, pentru că au început să înţeleagă despre ce este vorba. Cursurile facultative de ştiinţă au început să fie tot mai populare. Nu există nici o profesie, nici un loc de muncă, nici o activitate civică să nu profite de pe urma acestui sistem.

Dar, pentru a restabili vitalitatea ştiinţei, trebuie să privim la întregul sistem educaţional: la profesorii de gimnaziu şi la cei de liceu, la standardele învăţământului privat şi la cele ale învăţământului public, la dimensiunea productivă şi la cea educaţională, la manualele şi materialele folosite la cursuri, precum şi la tehnologia uzitată în învăţământ, la progresul neuroştiiţelor, la psihologia cognitivă, la biologia dezvoltării şi la nutriţie. Iar cei care se vor angaja la acest efort uriaş revoluţionar probabil că vor proveni din rândurile executivilor vizionari din lumea afacerilor, ale căror profituri depinde de educaţie şi raţiune.

 
Copyright: Project Syndicate, 2008. www.project-syndicate.org
Traducere: Anca Aldea