Proč má smysl učit přírodní vědy

Když byl Richard Feynman – někdejší ikona americké fyziky, nositel Nobelovy ceny za kvantovou elektrodynamiku a autor řady dalších geniálních vědeckých objevů – v roce 1950 pozván do Brazílie, aby zlepšil úroveň výuky fyziky na tamních univerzitách, rád souhlasil. Jednak miloval sambu a byl vášnivý bubeník, ale hlavně pokládal učení a výchovu mladé generace vědců za podstatnou součást své práce.

„Nevěřím, že bych se mohl obejít bez toho, abych také učil,“ napsal později ve svých pamětech. V Brazílii ovšem narazil na systém výuky, který ho šokoval. Studenti sice formálně znali mnoho věcí, nicméně byli úplně bezradní, kdykoliv je měli prakticky použít. Věděli například, že odražený světelný paprsek je polarizovaný, ale neuměli si to spojit se skutečným světlem odraženým od vodní hladiny.

„Po dlouhém zkoumání mi nakonec došlo,“ píše Feynman, „že studenti se všechno naučí nazpaměť, ale smysl ničeho z toho nechápou… nic z toho neměli přeloženo ve smysluplná slova. Takže kdybych se zeptal ´Co je to Brewsterův úhel?´, vstoupil bych do počítače se správnou instrukcí. Ale když řeknu ´Podívejte se na vodu´, neděje se nic – pod instrukcí ´podívat se na vodu´ nic není!“ Když měl Feynman své poznatky z desetiměsíčního pedagogického působení v Brazílii shrnout před posluchárnou zaplněnou studenty a univerzitními profesory, zkoprnělému publiku sdělil, že v Brazílii se ve skutečnosti vůbec žádná fyzika neučí.

Výuka přírodních věd v dnešním Česku určitě není tak špatná, jak ji kdysi popsal Feynman v Brazílii. Přesto článek Marka Švehly v Respektu 1/2016 odhaluje nepříjemnou zkušenost, kterou s fyzikou, chemií a biologií určitě udělala a dosud dělá spousta mladých lidí. Jsou nuceni vstřebávat velké množství teoretických a technických poznatků, memorovat krkolomné odborné termíny, probírat se složitými postupy, které jen mizivá část z nich někdy v životě použije.

To vše v kontrastu k oceánu nezpochybnitelně užitečných znalostí a dovedností, které jsou pro společnost životně důležité, ale v napěchovaných učebních osnovách na ně nezbývá dostatek času. Potřebujeme se více orientovat v naší nedávné minulosti, rozumět funkci současných demokratických institucí, musíme se naučit lépe pracovat s informacemi, rozeznávat důvěryhodné zdroje od propagandy a demagogie, naučit se adekvátně vyjadřovat svůj názor, diskutovat… Je toho opravdu dost, na co v dnešní škole zbývá jen málo času! Proč ho tedy nevzít nezáživným přírodním vědám?

Nerezignovat

Takový postoj je v mnohém pochopitelný. I když se naše školství od časů c. a k. mocnářství určitě změnilo, bazírování na pamětném učení a terminologii do značné míry zůstává. To, co se po studentech chce, jsou mnohdy jen jakási „vyjmenovaná slova“, která nevedou k hlubšímu pochopení a negenerují aktivní spoluúčast studentů na dobrodružství poznání. Podobně je to s letopočty v dějepise. Je mnohem snadnější učit vyjmenovaná slova a letopočty než trénovat samostatný úsudek – a pro některé studenty je biflování mnohem snadnější než myšlení.

Při průměrné turistické prohlídce některého z českých hradů či zámků budou převládat informace o rodech vlastníků a rocích dobytí či přestaveb. Když se na cestě českou krajinou začtete do informačních tabulí, dovíte se například to, že Novohradské hory „jsou téměř výhradně tvořeny pozdně variskými magmatity centrálního moldanubického plutonu“. Vzniká přirozená otázka, zda porozumění či neporozumění této hatmatilce je nějak důležité pro vaše fungování ve společnosti. A přirozenou odpovědí je razantní ne!

Přesto si myslím, že vyčlenění hlubší výuky přírodovědných předmětů ze společného základu na středních školách by mělo neblahé důsledky. Že stojí zato na široce pojatou výuku přírodních věd nerezignovat.  Jen je ji třeba změnit. Skvělí kantoři, jejichž výuka nebudí děs, ale zájem, zajisté existují, jenže je jich málo – a s tím je třeba něco dělat!

Pokusil jsem se dát dohromady několik jednoduchých argumentů pro zachování povinné fyziky, chemie a biologie. První argument je tak trochu nátlakový. Jde nám přece o výchovu inženýrů, techniků, národohospodářů, ekologů atd. Každá země včetně té naší by se ráda pyšnila znalostní ekonomikou. Té se bez přírodovědné a matematické gramotnosti dá dosáhnout stěží. A naučit se něco doopravdy spočítat nejde úplně bezbolestně; podobně jako se bez jistého sebezapření nedá naučit cizí jazyk.

Jistě, mnoho lidí se cizí jazyk nikdy dobře nenaučí, stejně jako se mnoho lidí nikdy nenaučí dobře počítat. To ale neznamená, že by se výuka jazyků a počítání měla soustřeďovat jen do zájmových kroužků a volitelných seminářů. Tak jako nás špatné zvládnutí cizích jazyků izoluje v mezinárodním společenství, ignorance v matematice a přírodních vědách v této konkurenci snižuje šance naší ekonomiky. Dnes navíc už dobře víme, že neporozumění základním přírodním zákonitostem ohrožuje budoucnost celé planety.

Proč nesušit kočku

Druhý argument se týká života praktického. Každý občan by měl vědět nejen co je úrok, ale také co je elektrické napětí. Mluvím o nebezpečné hlouposti – tento výstižný termín používá jeden můj kolega. Stačí připomenout všeobecně známý případ nebohé kočky, kterou se její majitelka pokusila vysušit v mikrovlnce. Fuj, to by se vzdělanci stát nemělo, pohoršujeme se. Ale kolik z deseti středoškolsky (nebo snad i vysokoškolsky?) vzdělaných lidí by dokázalo alespoň rámcově vysvětlit, co se v mikrovlnné troubě děje? A proč se tam vlastně nesmí sušit kočka? Nebo historku o pánovi, který věří, že v autě nemusí používat bezpečnostní pásy – prý stačí, že se oběma rukama drží volantu. Umíte odhadnout, jaké síle ty ruce budou muset vzdorovat v okamžiku nárazu?

Třetím argumentem se dovolávám všeobecného rozhledu, který by (i když dle představ možná již poněkud staromódních) měl být vlastní každému vzdělanému člověku. Západní civilizace je založena nejen na demokracii, ale také na technologii. Nechceme přece být v roli zcela nevědomých konzumentů technických vymožeností podobných slepicím v drůbežárně. Již dávno sice není možné, aby všichni rozuměli všemu, ale snad by měli mít alespoň jakýsi elementární přehled, proč to všechno může fungovat.

Představme si člověka, který si cestou z lékařského vyšetření metodou jaderné magnetické rezonance otevře noviny, ve kterých se píše o novém systému družicové navigace a o diskutovaných úskalích jaderné energetiky. Zmocní se ho pocit, že je na této planetě cizincem. K tomu zrovna pípne mobil – nějaký čert mu přinesl esemesku…

Obrovská škoda

Poslední, čtvrtý argument je spíše transcendentního charakteru - a přiznám se, že mě osobně oslovuje ze všech argumentů nejvíc. Nuže, věřte mi, že žijeme v úžasném světě! Jen málokdo doopravdy tuší, jak je ten náš Vesmír strašně velký. Jsou v něm horké hvězdy, ve kterých probíhá jaderná fúze, nepředstavitelně husté neutronové hvězdy, černé díry, které pohlcováním hmoty možná udržují čas v chodu… Když se podíváme na ty nejvzdálenější galaxie, vidíme projevy čehosi, o čem vůbec nevíme, co by to mohlo být – temné hmoty.

Teoretici si zvykli, že když se jim nějaká teorie líbí, tak platí. A zatím jim to vychází – naposledy když nechali postavit obrovský urychlovač, aby ověřili existenci jakési předpovězené částice. Byla tam. Pokud se podaří sjednotit popis všech interakcí, budeme čelit akutnímu podezření, že svět má nějaký plán. A to by byla obrovská škoda propást!

Změnit výuku přírodních věd tak, aby se i humanitně či prakticky orientovaným studentům zdála smysluplná, nebude snadné – je to běh na dlouhou trať. Zvykli jsme si péči o vzdělávání přenechávat jen pedagogickým odborníkům, ale ti na to sami evidentně nestačí. Definování základního obsahu výuky přírodních věd by měli věnovat soustavnou pozornost také lidé, kteří je sami aktivně rozvíjejí.

Jejich snaha by se však minula účinkem bez jasného vědomí, že každý konkrétní obor je jen nicotnou částí celku. A že důležitější než fakta je často zážitek pochopení – okamžik, kdy se věci spojí a začnou dávat smysl. Teprve tato přidaná hodnota totiž vede k „přepodstatnění“ učeného hlupáka na vzdělaného člověka.

Učitel Foustka ve známé cimrmanovské hře o výpravě k severnímu pólu předčítal svým kolegům článek o tom, že ve školách by se měla zvýšit kázeň. Měl pravdu, víc kázně by určitě neuškodilo. Ale já myslím, že ve školách by ze všeho nejvíc měla zvýšit radost. Radost z poznání, ke které je občas zapotřebí se protrpět.

Autor pracuje v Ústavu částicové a jaderné fyziky