Артур Григорьевич Погосов – доктор физико-математических наук, профессор и заведующий кафедрой общей физики Физического факультета Новосибирского государственного университета. А еще это человек, который по-настоящему увлечен физикой и преподаванием. Мы с удовольствием поговорили с Артуром Григорьевичем о физическом мышлении, школьной физике и особых физических задачах, которые обучают, а не просто проверяют знания.

Наш проект полностью некоммерческий и живет только за счет донатов неравнодушных людей. Мы будем рады и вашей поддержке: на Дзене (разовым донатом или премиум-подпиской) и другими способами. Каждый донат помогает нам выпускать контент и выкладывать его в открытом доступе.

«Олимпиада должна обучать»

— Артур Григорьевич, мы на канале GetAClass разбираем ваши задачи-демонстрации с олимпиады «Твой путь в настоящую науку». Расскажите, в чем их особенность?

— Это особый жанр задач со своей историей. В 1980-х, когда я сам поступал в НГУ, абитуриентам давали так называемые задачи-демонстрации. Показывали физический эксперимент – а дальше человек должен был объяснить, что он увидел и почему все происходит именно так, а не иначе.

Пример задачи-демонстрации из группы ВК Олимпиада по физике для школьников 8-11 классов:

Задача-демонстрация. Твой путь в настоящую науку 2019 — Видео от Олимпиада по физике для школьников 8-11 классов

Многолетний опыт показал: кто хорошо справлялся с такими задачами, без проблем решал и остальные. Поэтому задачи-демонстрации всегда считались очень показательными.

Когда вступительные экзамены в вузы исчезли и все перешли на ЕГЭ, мне стало жалко, что этот жанр задач пропадает, в ЕГЭ же нет ничего подобного. Поэтому, когда появилась олимпиада (она сначала называлась «Будущее Сибири», а потом уже «Твой путь в настоящую науку»), я решил, что задачи-демонстрации обязательно должны стать ее частью.

— Почему вы перевели их в видеоформат?

— Изначально формат задумывался, исходя из технических ограничений: олимпиада расширялась, появлялись площадки в разных городах, и нужно было как-то показывать один и тот же опыт всем участникам.

Но потом стало понятно, что видео дает возможности, которых нет у живой демонстрации. Например, можно использовать замедленную съемку. Можно показать процессы, которые в обычной аудитории просто невозможно увидеть. И тогда видеоформат становится ее преимуществом.

И кстати, то, что делает команда GetAClass – это тоже очень полезно. В наших видео – сама задача-демонстрация, а у GetAClass — ее глубокий разбор.

Отдельная ценность в том, что задачу показывают разные люди. Это не только моя мысль, еще мои учителя говорили, что важно услышать одно и то же от разных людей. Устная речь богата. Фейнман писал в предисловии к своим лекциям: мол, те, кто записывал мои лекции, сгладили их – местами сильно, местами не очень. Но сам факт остается: вся наша культура письменная сглаживает устную речь, а в обучении важно живое общение.

— Чем такие задачи-демонстрации лучше обычных?

— Они очень хорошо проверяют способность человека к физическому мышлению. Мы на своих видео специально стараемся не использовать терминологию: не говорим про колебания, резонансы или силы. Мы говорим простыми словами: что-то насыпали, что-то дернули, что-то зашаталось. А уже школьник должен сам понять физическую суть увиденного и перевести происходящее на научный язык.

Мне вообще кажется, что любая хорошая физическая задача, не только задача-демонстрация, должна не знания проверять – честно говоря, нам это совершенно неинтересно.

Хорошая задача должна проверять способность к физическому мышлению. А еще хорошая задача должна обучать – я вообще считаю, что и олимпиада, и экзамены должны быть в первую очередь инструментом обучения.

Именно поэтому мы так много внимания уделяем написанию решений. Мы стараемся писать их не для членов жюри, чтобы им было проще оценивать работы олимпиадников. Мы пишем решения так, чтобы школьник, глядя на них, научился думать как физик и грамотно строить свои собственные решения.

«Аргумент должен быть один — и правильный»

— Вы сказали, что хорошая задача должна проверять физическое мышление. Что вы вкладываете в это понятие?

— Мне кажется, что людей все-таки можно разделить на гуманитариев и физиков. Или гуманитариев и технарей. Конечно, это разделение условное, граница между ними размытая, но различие все-таки существует.

Как устроено физическое мышление? Человек старается выделить главное и отсечь все лишнее. Гуманитарное мышление работает иначе, оно предполагает взгляд с разных сторон, поиск контекстов, разных точек зрения. Например, для физика выглядит довольно смешно требование на ЕГЭ: приведите не менее трех аргументов в пользу своей точки зрения. Ну зачем три? У физика аргумент должен быть один — и правильный.

Я считаю, тип мышления во многом зависит от физиологии. Современная наука уже довольно много знает о том, как устроен мозг человека. Такие методы исследования, как функциональная или диффузионная МРТ, позволяют заглянуть в голову и оценить, как работают нейроны. Например, существуют исследования, позволяющие по особенностям мозговой активности определить, есть ли у человека склонность к занятию музыкой или нет. Почти как распределяющая шляпа из Гарри Поттера, только вместо шляпы – МРТ.

— Как вы считаете, нужно ли учитывать это при обучении?

— Да, я думаю, что обучение должно быть физиологичным. Одному человеку ближе физическое, техническое мышление, другому – гуманитарное. Не стоит бороться с собой, лучше извлечь максимум пользы из своей физиологии.

Однако здесь важно сделать одну оговорку. Я часто сталкиваюсь с этим у студентов: они настолько привыкли мыслить как физики и выделять самое главное, что зачастую упускают общую картину. Поэтому я говорю: понимаю, вы технари, но попробуйте хоть немного побыть гуманитариями.

Посмотрите на физику с разных сторон. Я обычно привожу довольно простой пример. Представьте, что вы познакомились с девушкой и знаете только номер ее зачетки. Да, номер уникальный и он однозначно соответствует только этой девушке. Но этого же явно недостаточно, чтобы составить о ней полное представление. Неплохо было бы запомнить и что-то еще: цвет глаз, например.

«Математика – недостающий навык студентов»

— Как бы вы оценили уровень физики у современных студентов и школьников? Сейчас часто говорят, что «ютубы» и «тиктоки» мешают детям учиться, а ИИ дает выполнять задания, даже не задумываясь над ними.

— Во-первых, я лично убежден, что вред этих «тиктоков» сильно преувеличен. Не вижу в этом большой проблемы. Единственное, человек просто тратит на это свое время. Не более того.

Что касается ИИ, на этот счет есть разные точки зрения. Моя такая: безусловно, ИИ должен участвовать в образовании. Как когда-то жизнь сильно изменили смартфоны, так и ИИ совершенно точно войдет в нашу жизнь. Он умеет делать ровно то, чем не стоило бы загружать вашу светлую голову – скучной рутиной и ненужной суетой. Пусть ими занимается ИИ, а светлая голова освободится для чего-то более стоящего.

Например, у вас есть мысль. Если вы поэт, то вам, конечно, важно, в какие именно слова эту мысль облекать. Но если вы физик, то вам нужно просто донести мысль до другого человека. Ну и пусть ИИ облечет ее в понятные слова. Да еще и, к примеру, на испанском языке, которого вы вообще не знаете.

А вот какого навыка нынешним школьникам, абитуриентам и студентам действительно не хватает, так это навыков в математике.

Решение любой физической задачи можно условно разделить на три этапа. Сначала необходимо понять физическую сущность явления: выделить главное, определить, какие законы и формулы к нему относятся, и на их основе построить математическую модель. Второй этап — математические преобразования, когда нужно поработать с уравнениями и получить результат. Наконец, самый важный и самый интересный этап – интерпретировать полученные цифры с физической точки зрения.

На практике многие ученики сталкиваются с трудностями именно на втором этапе. Из-за недостаточного владения математическим аппаратом они застревают на преобразовании формул и не доходят до самого интересного — физического анализа своих вычислений. В итоге человек борется с алгеброй вместо того, чтобы заниматься физикой.

— Получается, для поступления на физфак в школе надо налегать на математику?

— Естественно, ключевой навык – способность мыслить как физик и понимать суть физических явлений. Но без хорошего владения математикой реализовать это понимание очень сложно. Математический навык должен быть настолько устойчивым, чтобы человеку даже не хотелось обращать на него внимание. Это как если спросить скрипача, о чем его музыка, а он начнет перечислять вам ноты: соль, ре, до. Ну наверное, вы ждете от музыканта не такого ответа. Вот и физик должен думать о физике, а не застревать на формулах.

Здесь я бы привел аналогию с биологией. Мои коллеги-биологи из НГУ часто говорят, что школьная биология важна прежде всего тем, что она помогает заинтересовать человека предметом, показать, что эта область знаний интересна и значима. Но для дальнейшего профессионального изучения биологии гораздо важнее хорошее знание химии, а биологии, как они говорят, мы получим сами.

Так и с математикой для физики. Конечно, школьный курс физики нужен – хотя бы для того, чтобы заинтересовать человека предметом, дать базовые представления о физике и научить решать задачи. Но, как отмечал Ландау, физикам прежде всего нужна вычислительная математика: важно не только рассуждать, но и уметь быстро получать ответ.

Раньше в школе этому уделялось больше внимания: ученики регулярно упрощали алгебраические, арифметические и тригонометрические выражения, благодаря чему развивали необходимые навыки. Сегодня подготовка часто ориентирована на формат ЕГЭ, где задачи имеют свою специфику, поэтому навыки быстрых и уверенных преобразований оказываются развиты слабее.

«Школьная физика сегодня в тяжелом положении»

— Вы коснулись школьных проблем с математикой. А как обстоят дела с физикой?

— На мой взгляд, физику очень сложно преподавать в школе, потому что сама физика — сложный предмет. Ее изучение устроено по спирали: фактически человек проходит несколько кругов освоения физики: два круга приходятся на школу и еще два — на университет. Каждый из них по сути начинается с механики: в школе механика, потом механика и релятивизм, потом аналитическая механика, и так далее, круг за кругом. Материал постепенно усложняется, и нередко бывает так, что школьник задает вопрос, полноценный ответ на который требует знаний следующего круга. Поэтому преподавать физику непросто даже опытному учителю.

А опытных учителей физики катастрофически не хватает. Да и неопытных тоже. Если сравнить, сколько педагогические вузы выпускали учителей физики раньше и сколько выпускают сейчас, разница окажется катастрофической. Это напрямую влияет на качество физического образования в школах.

Еще одна проблема связана с ЕГЭ по физике. Причем дело даже не в том, что школьники плохо сдают физику. Гораздо важнее то, что они все реже выбирают этот предмет для сдачи. Количество выпускников, которые готовы сдавать ЕГЭ по физике, продолжает снижаться, и это, на мой взгляд, серьезный сигнал.

Нехватка учителей и снижение интереса к физике – две главные причины, почему школьная физика сегодня находится в плачевном состоянии. При этом есть вещи, которые в школах реализованы лучше и которые вузам стоит перенять у школ.

— Например, какие?

— Школы, конечно, очень разные бывают. Но я вот что выделил бы. Кто обычно преподает в вузах? Конкретно у нас в НГУ на физфаке преподают действующие научные сотрудники, которые, как правило, сами когда-то учились на физическом факультете. И у многих из них такое видение: главное в преподавании это знание предмета. Знаешь прекрасно предмет – значит, хороший преподаватель.

А это большое заблуждение, что одних знаний достаточно. Я бы даже не говорил о самих знаниях, они попросту должны быть, причем глубокие – иначе как преподавать? Но вместе с знаниями должна быть методика преподавания. И это как раз то, что есть в школах и часто отсутствует в университетах.

— В чем именно суть этой методики?

— Человека, который закончил педагогический институт, все годы обучения доставали этой методикой. Где поурочный план? Где учебная программа? Где повторения тем? Где интерактивная работа с учениками? Понятно, что у учителей голова кругом от всех этих обязанностей и наверняка многие из них считают это все маразмом, но по факту это все важные вещи для обучения.

Если научный сотрудник НИИ начнет читать лекцию на интересную для себя тему, то его легко может понести в сторону. А четкая методика помогает преподавателю последовательно выстраивать обучающий процесс. Как думаете, кто лучше подготовит школьника к ЕГЭ: работник Института ядерной физики СО РАН или опытный репетитор? То-то и оно, тут даже вопросов нет.

Преподавание не сводится просто к хорошему знанию предмета, это важно понимать. Поэтому, кстати говоря, у нас на Физическом факультете НГУ есть отдельный курс «Искусство преподавания физики», где мы учим наших студентов быть не только учеными, но и учителями.

Как ФФ НГУ помогает школьникам

— А какие активности у вас есть для школьников?

— Во-первых, у нас есть занятия для школьников. Они проходят в разных форматах: очном, заочном и очно-заочном. Можно подобрать удобный вариант под свой график. Еще у нас есть подготовка к олимпиадам и ЕГЭ по физике.

Во-вторых, мы проводим в НГУ мероприятие к Всероссийскому дню физики. Есть День физика, который отмечается еще с 50-60-х годов. А вот День физики – это новое явление. Видимо, правительство осознало, что интерес к физике падает, и решило вот так подстегнуть школьников к изучению этой науки.

Мы уже не раз проводили День физики в НГУ, и он оказался на удивление популярным. Причем оказалось, что приходят не только десятиклассники и одиннадцатиклассники, на которых мы изначально ориентировались, но и ребята помладше.

Этой осенью мы снова будем отмечать этот день – я даже планирую прочитать вводную лекцию с рабочим названием «Взгляд на звук». Понятно, что будет не только лекция, мы готовим большую программу: стенды, соревнования, различные активности для детей и взрослых. Приглашаю следить за новостями Физического факультета НГУ и приходить на наш День физики всей семьей.

Ну и в-третьих, важный инструмент работы со школьниками — это собственно олимпиада «Твой путь в настоящую науку». Я считаю, что она сама по себе очень хорошо обучает и увлекает. Даже если просто разбирать задания прошлых лет, это уже приносит большую пользу. Особенно я рекомендую смотреть не только сами задачи, но и их решения. Повторюсь, они построены очень интересно: там сделаны акценты на понимании и методике решения, причем во многом не так, как это обычно бывает в других олимпиадах.

— Вот так мы и закольцевали наше интервью олимпиадой. Артур Григорьевич, спасибо за интересную беседу! Напоследок – личный вопрос. Что лично вам дает работа с детьми?

— У меня сын не так давно закончил вуз. Когда он учился в школе, я с ним общался, в том числе о математике и физике. Мне всегда было интересно отвечать на детские вопросы. И чем проще вопрос, тем лучше. Это же широко известно: объяснить ребенку – значит понять.

Что касается общения с детьми в рамках моей работы, то мне это очень нравится: хоть со старшеклассниками, хоть с детьми помладше. Ученики 10-11 классов уже такие прагматичные. Это не плохо и не хорошо, они просто вот такие, вокруг них непростой мир, который вынуждает быть прагматичными. Ребята помоложе более открытые, искренние. И с теми, и с другими очень интересно. И не только по работе: интересно общаться и с детьми родственников и даже уже с детьми моих учеников.

Блиц

— Если бы была возможность изменить только одну вещь в российском образовании, что бы это было?

— Зарплата преподавателям. Все, кто с этим не согласен, лукавят.

— Есть ли книга, которую вы бы рекомендовали каждому школьнику?

— Гарри Поттер. Образование как отдельный мир – это волшебство.

— Кто из ваших учителей оказал на вас наибольшее влияние?

— Трудно сказать. Все. Даже школьные учителя. Причем я переходил из одной школы в другую и помню всех учителей. Даже когда я учился где-то в восьмом классе, у меня была учительница – я до сих пор помню некоторые уроки, прямо помню, что там было. Уже в университете большое влияние оказал Меледин Генри Викторович. Он, кстати, тогда курировал все это направление с задачами, в том числе задачами-демонстрациями. И когда я ему рассказал, что хочу спасти задачи-демонстрации, он был очень доволен.

— Что сложнее: решить хорошую олимпиадную задачу или придумать её?

— Придумать, тут даже вопросов нет.

— Продолжите фразу: «Настоящая наука начинается тогда, когда...»

— Когда человек начинает думать над сутью.

— Когда человек начинает думать над сутью.