Americký nositel Nobelovy ceny za fyziku Carl Wieman slaví velké úspěchy se svou metodou „aktivního učení“. Jak funguje? Článek pro Spiegel+, kde vyšel již v r. 2018, připravil Hilmar Schmundt.
Na rozsáhlém kampusu kalifornské Stanfordovy univerzity v blízkosti San Francisca je slunečné ráno. Studenti se uvolněně učí pod palmami. Pouze v jedné malé seminární místnosti v přízemí je ještě živo: dvanáct mladých lidí spolu v malých hloučcích diskutuje a směje se.
Vítejte v semináři nositele Nobelovy ceny za fyziku Carla Wiemana. Svou neobvyklou metodou dnes těmto studentům geologie, matematiky nebo medicíny názorně předvede, jak mohou své pozdější studenty sami efektivněji učit.
„Mnozí věří, že nejsou pro přírodní vědy dost nadaní“, říká Wieman, náruživý učitel v pohorkách, košili s krátkým rukávem a prastarými quartzovými hodinkami na zápěstí. „To je ale nesmysl. Správnou metodou dokáže každý v libovolném předmětu dosáhnout obrovských pokroků.“
Wieman je přesvědčený, že se nikdo jako génius nenarodí – dokonce ani Wolfgang Amadeus Mozart. Geniální byl především jeho otec Leopold, průměrný houslista, ale šikovný hudební pedagog, který napsal jednu z prvních pedagogických knih o výuce hry na housle. Už jako malého kluka nechal Wolfiho komponovat – a díval se mu při tom neustále přes rameno, aby vylepšil jeho sebemenší chybu. Voilà!
Tato metoda se dnes nazývá „aktivní učení“: nechat studenty tvořit, korigovat je, nechat je pokračovat, znovu korigovat – jakýsi druh autodidaktiky, ale pod vedením mentora – tedy vlastně podle vzoru Mozartova otce.
Aktuální studie opravdu ukazují, že (téměř) každý a každá se může naučit (téměř) vše. Rozšířený pedagogický názor například hlásal, že absolutní sluch je vrozené nadání. Pouze jedna z 1.000 osob má schopnost přesně určit výšku tónu.
V r. 2014 ale jedna japonská vědkyně experimentálně prokázala, že si absolutní sluch mohou osvojit i všichni ostatní. Vybrala 24 „normálních“ dětí ve věku od dvou do šesti let. Učitelé hudební výchovy s nimi pak každý den po několik minut trénovali rozpoznávání výšek tónů. Některým dětem stačilo několik měsíců, jiným to trvalo přes rok. Na konci ale měly všechny, které program absolvovaly, absolutní hudební sluch.
Takových fascinujících příběhů dnes už existuje mnoho. Vývojový psycholog Anders Ericsson z Floridské státní univerzity například vyvolal rozruch experimentem, pomocí kterého zbořil mýtus ohledně osob s údajnými fenomenálními paměťovými schopnostmi. Většina lidí dokáže v krátkodobé poměti udržet pouze kolem sedmi libovolných čísel. Oproti tomu dokázal Ericsson studenta intenzivním tréninkem naučit, aby si zapamatoval 82 čísel.
U metody aktivního učení je důležité správné zacházení s chybami nebo falešnými představami. „Mnoho lidí věří, že léto a zima vzniknou tak, že se Země nachází jednou blíže a jednou dále od Slunce“, sděluje student geologie během dnešního semináře.
Wieman je nadšený, takové omyly miluje. Je přesvědčený, že chyby jsou důležité – čím výstřednější jsou, tím lépe. Nepovažuje totiž chyby za porážky, ale za šance k růstu.
V jeho semináři musí každý student neustále samostatně plnit nové úkoly. Řešení jsou následně diskutována ve skupině se všemi ostatními studenty – pod vedením Wiemana, který funguje jako nejvyšší hledač chyb a korektor. Dokonce i naprosté nesmysly slaví jako úspěch. U něj se z ďábla chyb stává anděl chyb.
Největší chybu identifikoval v hlavách profesorů – protože se drží tak zpátečnické výukové metody, jakou jsou přednášky.
Poukazuje na aktuální porovnávací studii amerického edukačního výzkumníka Scotta Freemana. Vyplývá z ní, že průměrní studenti, kteří doposud naslouchali přednáškám, dosáhnou pomocí aktivního učení lepších výsledků než 68 % jejich spolužáků. Kromě toho o třetinu klesne kvóta studentů, kteří propadnou.
„Kdyby se jednalo o lékařskou studii, museli bychom tradiční přednášky okamžitě přerušit, neboť by bylo nezodpovědné vystavovat pacienty takto nevhodné terapii“, zlobí se Wieman. „Přednášky jsou staletou tradicí, pocházející ze středověku – ale tehdy se také věřilo, že léčí pouštění žilou a magická zaříkávadla. Ukázalo se, že obojí je poměrně neúčinné.“
Že slavný fyzik tolik sází na aktivní učení, není náhoda. Okolnosti ho donutily, že už jako malé dítě byl svéhlavým self made manem. Wieman vyrůstal v lesích Oregonu. Jeho otec pracoval na pile, v domě nebyla televize, Carl tak po stozích konzumoval knihy vypůjčené z místní knihovny.
S bratrem vymýšlel komplikované hračky. Než nastoupil do 8. třídy, rodina se přestěhovala, skamarádil se se synem profesora matematiky, který odpoledne s dětmi formou hry řešil geometrické problémy. Kromě toho se Weiman naučil hrát šachy a neustálým tréninkem se zlepšil natolik, že začal nastupovat na turnajích. „Ale ve zralém věku 16 let jsem se této kariéry vzdal“, dodává.
Nakonec se na MIT v Bostonu přihlásil na fyziku, jeho skutečná vášeň však v tu dobu patřila tenisu a squashi: „Prohrál jsem tehdy s několika nejlepšími hráči země, dokonce s budoucím mistrem USA.“
Na přednáškách z optiky nebo atomové fyziky však často chyběl. Raději se vzdělával v laboratoři: zkoušením, selháváním a pokračováním. Touto náruživou metodou se dostal až na samotný Olymp ve svém oboru.
V r. 1995 se mu s jeho týmem podařilo dokázat 70 let starou Einsteinovu prognózu: že silně ochlazená hmota určitého typu přejde do nového skupenství, které není ani pevné, ani tekuté, ani plynné – legendární Boseho-Einsteinův kondenzát.
Wieman ale zůstal hladový a zvědavý. Po uctění Nobelovou cenou upozadil kariéru fyzika a začal se věnovat svému oblíbenému tématu: učení jak učit. Z finanční odměny za Nobelovu cenu založil vzdělávací iniciativu, přestavěl osnovy 235 univerzitních kurzů a začal testovat učební úspěchy nezávislých vzdělávacích výzkumníků.
Vedle toho přezkoumal i mnoho dalších reformních pedagogických nápadů, které byly považovány za slibné: charismatičtí profesoři? Studenti je dobře přijímají, je s nimi zábava, mnoho učebních úspěchů ale nepřináší. Malé skupiny? Žádná měřitelná přednost. Výuka pomocí smartboardů a mobilních telefonů? Odhalil, že digitální vychytávky spíš odpoutávají pozornost: „Během aktivního spolupřemýšlení ruší i ruční zápisky, zapisování na notebook je ale ještě rušivější.“
V tomto porovnání ale dobře obstojí hravé techniky, například interaktivní hlasování (nazývané též „clicker“), kdy studenti odpovídají na jednoduché otázky ano-ne, jak je známe z televizních kvízových pořadů. Častá zpětná vazba dovoluje profesorům lépe odhadnout pokrok v učení.
Nejlepší ale jsou, jak se ukazuje, výsledky aktivního učení. Wiemanem propagovaná metoda mezitím zasáhla i německé univerzity. „Německo je ale v otázkách vzdělání spíš konzervativní“, stěžuje si fyzička Cynthia Heinerová, které pod Wiemanem pracovala a dnes vyučuje na Technické univerzitě v Berlíně. „U nás jsou považovány chyby za tabu a nedostatek, ne jako podnět ke zlepšení.“
„Ale v posledních letech se toho na německých univerzitách hodně zlepšilo, především na odborných vysokých školách“, dodává Peter Riegler, docent na vysoké škole Ostfalia ve Wolfenbüttelu, který byl kvůli svým pedagogickým schopnostem vyhlášen za profesora roku 2011. „Hrubých odhadem je dnes u nás aktivní učení aplikováno na jednom ze sta seminářů“.
A jaká byla největší chyba, na kterou skočil sám Wieman? Jeho víra v lidský rozum, odpovídá: „Myslel jsem si, že jednoznačné vědecké výsledky většinu mých kolegů přesvědčí.“
To se ale nestalo. K jeho překvapení se s největším odporem setkal právě z řad mistrů s čísly: matematikové se často ke zřeknutí se přednášek stavěli nejzdrženlivěji.
Carl Wieman se narodil se v Corvallisu v Oregonu a vystudoval Corvallis High School. V roce 1973 získal titul bakalář věd, na MIT a na Stanfordově univerzitě v roce 1977 doktor fyziky, v roce 1997 získal titul doktor věd honoris causa od University of Chicago. V posledních několika letech se aktivně snaží zlepšovat výuku vědních oborů (Wiki). V roce 1995 skupina Erica Cornella a Carla Wiemana (JILA Boulder, USA) vyrobila první kondenzát z řídkého plynu izotopu rubidia 87Rb. Význam těchto průkopnických experimentů je ilustrován i tím, že Boseho-Einsteinův kondenzát byl časopisem Science zvolen Molekulou roku 1995 a že Cornell, Ketterle a Wieman obdrželi Nobelovu cenu za fyziku v roce 2001 (Pavel Soldán, Boseho-Einsteinova kondenzace v atomových plynech).
