Je úterní pozdní odpoledne a někteří fyzikáři vyrazili místo odpočinku za kolegou do pražských Vysočan. V učebně na Gymnáziu Špitálská teď z brčka, špendlíků, sponky do vlasů a kancelářských spon sestrojují drobné vahadlo se závažím. „Důležité je, aby bylo všechno barevné, pak se to žákům líbí,“ říkají s úsměvem. Místní fyzikář Stanislav Gottwald tato setkání pořádá už od roku 2013, každý měsíc a s pomocí neziskové společnosti Elixír do škol.

„Hodně efektní jsou tyhle korálky, z toho bývají studenti nadšení,“ přináší další experiment. Protřepe naplněnou lahev, a když ji postaví na stůl, slaná voda a propylalkohol se uvnitř od sebe oddělí. Vsypané korálky skončí srovnané ve dvou vrstvách uprostřed nádoby. Gottwald tak ukazuje princip Archimédova zákona i to, jak se chovají různě husté kapaliny a různě hustá tělesa.

Fyzikář Stanislav Gottwald stál u zrodu Elixíru do škol v roce 2013. Od té doby vede na Gymnáziu Špitálská v Praze jedno z center, kde se ukazuje, jak předmět učit zábavně.Foto: Zuzana Hronová

Stejným způsobem může děti zaujmout optika. „To bylo radosti, když svítily baterkami s filtry na strop a míchaly si na něm barvičky!“ připomíná Milan Ševčík, fyzikář a zástupce ředitele Základní školy Kladská v Praze. Červená a zelená daly dohromady žlutou, modrá a zelená zase azurovou. „A to překvapení, když červená, zelená a modrá dají bílou!“ směje se další z učitelů, jak lze zábavně vysvětlit přenos RGB signálu (red, green, blue) u videotechniky.

A Gottwald předvádí další pokus. „Tyhle vypálené čáry udělali moji studenti. Jeden si jimi dokonce vyzdobil kytaru,“ ukazuje malou dřevěnou desku. Jde o Lichtenbergovy obrazce, typické pro úraz bleskem nebo elektrickým proudem. Desku stačí potřít vodivou kapalinou a položit na ni elektrody vysokého napětí. Proud pak do dřeva vypálí obrazce podobné blesku.

Během setkání učitelé vystřihují z lepenky písmena, nalepí je na zalaminovaný papír, který nastříkají lakem odpuzujícím vodu. Když pak písmeno odlepí a na jeho místo nalijí obarvenou vodu, vykreslí tekutina znovu dané písmeno. Chování kapaliny ve styku s povrchem odpuzujícím vodu ukazuje lektor i na obyčejném papírovém tácku pokrytém lakem. Kapičky vody po něm poskakují jako gumové balonky a nevsáknou se. „To je nádhera!“ oceňují experiment účastníci.

Ať dělají pokusy žáci, nejlépe v každé hodině

Jak učit fyziku zábavně, radí i Jana Česáková, vědecká pracovnice z Univerzity Hradec Králové. Říká, že pokud se vykládá jen od tabule bez pokusů či měření, nemají žáci velkou šanci zákonitosti pochopit. „Kvůli tomu je jedním z nejvíce nenáviděných předmětů. Přestože už ji dnes mnoho učitelů vyučuje jinak, neobliba trvá,“ prohlašuje.

Více než jinde tu podle ní platí čínské přísloví: „Řekni mi a já zapomenu, ukaž mi a já si zapamatuji, nech mě to dělat a já pochopím.“ Důležité je, aby pokusy prováděli přímo žáci, nejlépe v každé hodině. „Jedině tak nebude fyzika jen abstrakcí s nutností složitého memorování,“ upozorňuje.

Učitelé fyziky chválí, že kromě nápadů na zajímavé pokusy v Elixíru načerpají i zkušenosti od svých kolegů. Na svých školách k tomu nemívají možnost, fyzikář bývá na základce často jen jeden.Foto: Zuzana Hronová

Už v roce 2006 konstatoval popularizátor fyziky, středoškolský profesor Jaroslav Kusala, že předmět „patří k nejméně oblíbeným na základních i na středních školách“. Na stránkách Národního pedagogického institutu jmenoval také příčiny – náročnost, široký záběr a upřednostňování faktů před tvořením, objevováním a hledáním souvislostí. Učebnice označil za nesrozumitelné, spojení výuky se současnou technikou a životem za zcela nedostatečné.

Od té doby se ale věci přece jen posunuly. Učitelé se mohou zdarma obrátit na 30 stálých a desítku nestálých regionálních center organizace Elixír do škol, která od roku 2013 výuku fyziky a digitálních technologií podporuje.

Výuka musí bavit i samotné učitele

Jedno z prvních center sídlí právě v Gymnáziu Špitálská. Dříve tu byly sluneční lázně či cvičná střelnice, bydleli tu také váleční zajatci. Teď sem chodí studenti čtyřletého i osmiletého „gymplu“ a zdejší učitel Stanislav Gottwald tu vede workshopy pro fyzikáře. Sám je i matematikář a externí pracovník katedry didaktiky fyziky Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy.

Elixír do škol byl do roku 2018 projektem Nadace Depositum Bonum, pak ho jako samostatnou neziskovku podpořila Nadace České spořitelny. Ředitelka Elixíru do škol Petra Prošková říká, že to pomohlo k rozvoji sítě i k rozšíření záběru. Center je nyní 40 a fungují v polovině někdejších okresů. Cílí i na pedagogy mateřských škol a prvních stupňů základních škol, kde se fyzika samostatně neučí, děti si ji ale mohou oblíbit už tady. K fyzice navíc Elixír přidal digitální technologie a jejich využívání napříč předměty.

„Když se chce o výuce poradit učitelka z prvního stupně, má ve sborovně 15 kolegyň. Ale fyzikář? Ten je často na základce jediný. Tady je mezi svými,“ říkají o Elixíru učitelé.Foto: Zuzana Hronová

Neziskovku podporuje 15 partnerů z řad firem i nadací, workshopy jsou proto zdarma, stejně jako půjčování pomůcek. „Do budoucna tak získáme lidi, kteří budou mít chuť něco rozvíjet a posouvat nebo tomu budou aspoň rozumět,“ říká Dana Mašlová z personálního oddělení chomutovské pobočky firmy Puls. Výrobce adaptérů a nabíječek podporuje místní centrum Elixíru.

Lektoři se snaží, aby výuka bavila i samotné kantory. „Mohou sdílet nápady, poradit se, pochlubit a probrat, co nefunguje,“ uvádí Prošková. Potvrzuje to například Pavla Tejklová, která učí matematiku, chemii a fyziku na Střední zdravotnické škole v Berouně a navštěvuje centrum v nedaleké Loděnici. „Víc mě pak baví učit a myslím, že nadšení třeba z vlastnoručně připájené UV diody přejde i na žáky,“ říká.

Prošková odhaduje, že Elixír dnes ovlivňuje vzdělávání desítek tisíc žáků. Navazuje na projekt Heuréka, založený už v roce 1991. Vytvořilo ho několik fyzikářů, které nebavilo učit jen s křídou u tabule. Společně s žáky chtěli zkoumat, bádat a objevovat. Heuréka dodnes pořádá své vlastní semináře a workshopy a je propojena s Elixírem. Vede ji Irena Dvořáková z katedry didaktiky fyziky Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy, která je zároveň vedoucí metodičkou Elixíru pro fyziku.

Od letošního září vzniknou navíc pod Elixírem první centra pro chemikáře, tentokrát ve spolupráci s Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze.

Načerpat inspiraci, jaké pokusy studenti milují

Když se na setkání ve Špitálské zeptáte, proč se učitelé po práci místo odpočinku věnují zase fyzice, dostanete jasnou odpověď. Čerpají tu inspiraci, jak učit zajímavě, jaké pokusy studenti milují, jaké pomůcky použít a jaké jevy na tom vysvětlit. „Když se chce o výuce poradit učitelka z prvního stupně, má ve sborovně 15 kolegyň. Ale fyzikář? Ten je často na základce jediný. Tady je mezi svými,“ říká Lenka Podzimková, která učí matematiku, fyziku a pracovní činnosti na pražské Základní škole Bílá.

Gottwald připomíná, že učitelů s vystudovanou didaktikou fyziky je málo a školy na ni často přeučují tělocvikáře. Ti jsou „do fyziky hozeni jako neplavci a musí plavat“. Workshopy Elixíru jim proto mohou pomoci.

Učitelé se v centru Elixíru shodují, že si jejich žáci oblíbili hlavně barevné pokusy. Když chystají experiment s povrchy odpuzujícími vodu, obarví proto kapalinu barvivem.Foto: Zuzana Hronová

Podzimková na každém setkání načerpá deset věcí, při výuce použije jednu nebo dvě, u nichž tuší, že by žáky mohly oslovit. „Už to je ale super. Použijete to třeba v deseti třídách a řeknete to kolegům z jiných škol,“ vypráví, jak se nápady dostávají dál.

Ne vždy učitelé uspějí. „Někdy si přinesu nápad do třídy a žáci mi řeknou: ‚A co jako?‘ Většinou ale dokážu odhadnout, který z pokusů je bude zajímat,“ říká další z fyzikářek. „Jsou třídy, na které nefunguje nic. Nebo se jim pokus líbí, ale nepochopí, co přesně ukazuje,“ konstatuje Milan Ševčík. Gottwald říká, že to nevadí. Důležité je, že žáci v hodině vidí, jak může být fyzika krásná.

Od zábavné fyziky až na matfyz

Ohlasy jeho studentů ze Špitálské ukazují, že metoda funguje. „Na pokusech vidím fyziku v realitě. Věci si zapamatuju lépe, než kdybych je jen opisoval z prezentace,“ říká student druhého ročníku Tomáš Kamarád, podle nějž experimenty upoutají pozornost a zůstanou déle v paměti.

Podobně to vidí i studenti Gottwaldova semináře pro třetí ročník. „Po dlouhé době jsem ve fyzice zkoušel něco sám vymyslet,“ říká jeden z nich. „Seminář bych popsal jako skupinové přemýšlení nad fyzikálními problémy a dělání zajímavých pokusů. Pak se všechno lépe pamatuje,“ rozvádí to další.

Všechny pokusy si fyzikáři v centrech Elixíru rovnou vyzkouší a připraví si pomůcky, jako třeba malé vahadlo se závažíčky.Foto: Zuzana Hronová

„Je fajn zkusit si pokusy samostatně, ukáže se, že nejsou tak jednoduché, jak to vypadá na internetu. Přijde se při tom i na věci, které by mě ani nenapadly,” líčí další z účastníků semináře. Láká ho i to, že učitel se studenty debatuje a zajímá se o jejich názory.

David Kománek maturoval na Gymnáziu Špitálská před dvěma lety, Gottwaldova výuka ho zaujala natolik, že se na vysokou školu vydal studovat právě fyziku. „Velmi oblíbené bylo jednou za rok několikahodinové předvádění pokusů pro celý nižší gympl,“ dává příklad. Důležité pro něj byly i soutěže, které se studenty učitel absolvoval a na něž je připravoval. „Pestrá výuka je skvělá motivace dělat něco navíc,“ říká o věcech, které ho dovedly až na pražský matfyz.