Društvo za promociju i popularizaciju nauke je u poslednjih pet godina organizovao Turnir mladih fizičara (TMF), takmičenje namenjeno srednjoškolcima u Srbiji, u kojem učenici razvijaju istraživački duh i eksperimentalni pristup na primerima iz različitih oblasti u fizici.

Iako je velika zainteresovanost za naučno-popularne sadržaje među srednjoškolskom populacijom, sudeći posećenosti događaja poput Festivala nauke i Noći istraživača, to interesovanje se ne preslikava na situaciju u učionicama. Razlozi za to su raznoliki, ali svakako deo njih jeste i činjenica da se srednjoškolska fizika uglavnom zadržava u okvirima A4 papira i olovaka. Turnir mladih fizičara je povezao materijale pređene u školskom gradivu sa eksperimentalnim proverama i to u timskim radu, čime se izdvojio među sadržajima promocije i popularizacije fizike. Turnir je takmičenje timskog karaktera organizovano u debatnom formatu, u kojem timovi predstavljaju i diskutuju sa drugim timovima svoja rešenja izabranih problema. Napravljen po ugledu na International Young Physicists’ Tournament (IYPT), Turnir je služio i za selekciju tima koji bi predstavljao Srbiju na upravo ovom internacionalnom takmičenju koje postoji preko 30 godina i godišnje okuplja preko 40 timova iz svih delova sveta.

Format Turnira

Turnir mladih fizičara je konceptualno drugačiji od standardnih takmičenja zastupljenih u srpskom obrazovnom sistemu. Zaštitni znak Turnira su fizičarski troboji, format naučne debate u kojima učestvuju tri tima u ulogama prezentera, kritičara i recenzenta.Prezenter predstavlja istraživačko rešenje svog tima, koncizno ističući fizičku fenomenologiju problema, eksperimentalne tehnike, rezultate i zaključke do kojih je tim došao. Kritičar potom postavlja pitanja i analizira izveštaj prezentera, dajući svoj osvrt na prednosti i mane kako rešenja zadatka tako i izlaganja prezentera kroz diskusiju. Potom, recenzent ima priliku da postavi pitanja i prezenterima i kritičarima i da objektivni sažetak dotadašnje diskusije. Kako su i kritičari i recenzenti istraživali isti fenomen, oni imaju adekvatna znanja da postave suštinska pitanja i pokrenu naučno-zasnovnu diskusiju ne bi li se kolektivno došlo do što kompletnijih saznanja o fenomenu iz zadatka. Na kraju diskusije sva tri predstavnika timova odgovaraju na pitanja stučnog žirija.

Lista zadataka, koju čine 17 istraživačkih problema, za svaki ciklus Turnira se objavljuje godinu dana pre takmičenja. Svi zadaci su otvorenog tipa, bez koncepta “tačnog-netačnog” rešenja. Na taj način se motivišu takmičari da sami osmišljavaju istraživački pristup, analiziraju fenomene, postavljaju svoje hipoteze i realizuju eksperimentalnu postavku za proveru tih hipoteza. Na Slici 1 su predstavljena tri takve eksperimentalne postavke, dok se lista svih zadataka u poslednjih par godina, na srpskom jeziku, može naći ovde. Zajednička osobina ovih zadataka jeste da su aktuelni - podjednako su zanimljivi i intrigantni kako za učenike, tako i za studente, nastavnike fizike, ali i naučnike (neretko IYPT istraživanja vode novim naučnim publikacijama).

Slika 1. Neki od eksperimenta koje smo radili tokom Turnira. S leva na desno: Upetljano klatno (TMF 2019), Padajuća kula (TMF 2020), Slatki miraž (TMF 2020)

Godišnji ciklusi Turnira mladih fizičara

TMF ciklus prati školsku godinu, pred početak nove školske godine se pojavljuju zadaci na srpskom jeziku i počinje Dopisno takmičenje, koje je individualnog karaktera; praćeno Kvalifikacionim takmičenjem i Finalnim takmičenjem, koja su timskog karaktera.

Dopisno takmičenje je otvoreno za učenike svih razreda srednjih škola u republici Srbiji. Učenici sami biraju koji zadatak od 17 ponuđenih će analizirati, i svoje rešenje šalju u formi izveštaja. Po pregledanju pristiglih prijava, stručni žiri pravi selekciju učenika koji su pozvani da učestvuju u organizovanim pripremama u Istraživačkoj stanici Petnica (Slika 2). Tokom priprema, učenici slušaju predavanja o metodologiji naučnog istraživanja, i timski izvode eksperimente u okviru zadatka izabranih od strane komisije takmičenja. Cilj priprema je da se učenici međusobno upoznaju, zajednički rešavajući probleme, kako bi na kraju priprema sami formirali takmičarske timove. Nakon priprema, na Kvalifikacionom takmičenju, učenici u formi fizičarskih troboja timski prezentuju zadatke koje su obrađivali na pripremama i posle njih.

Slika 2. Pripreme koje su se održavale u Istraživačkoj stanici Petnica, tokom kojih su se takmicari međusobno upoznavali i učili o metodologiji istraživanja u fizici

Tri pobednička tima Kvalifikacionog takmičenja učestvuju na Finalnom takmičenju (Slika 3), na engleskom jeziku, kako bi se budući pobednički tim ujedno spremao i za Internacionalno takmičenje. Finalna takmičenja su se održavala na Institutu za Fiziku u Zemunu, a tokom pandemije koronavirusa su bila u online formatu na Zoom ili Discord platformi.

Slika 3. Finalna takmičenja Turnira (pre i tokom pandemije koronavirusa) na kojima se birao tim koji će predstavljati Srbiju na Internacionalnim Turnirima Mladih Fizičara

Tokom godina funkcionisanja i TMF stadijumi su se menjali i inovirali. U poslednje dve godine, takmičari su slali video snimke svojih demonstracija fizičkih fenomena. Preko 80 učeničkih demonstracija se mogu pogledati na društvenim mrežama Turnira (Facebook i Instagram). Takođe, učenici su radili specijalno osmišljene laboratorijske vežbe, prilagođene kućnim uslovima i učili kako sistematično da sprovode naučne eksperimente i analiziraju dobijene podatke.

Tim Srbije je učestvovao na IYPT-u koji se održavao u Singapuru 2017. godine, Kini 2018. godine, kao i u Poljskoj 2019. godine. Takođe, drugoplasirani timlovi Finalnog takmičenja Turnira su imali  priliku da učestvuju u regionalnim takmičenjima napravljenim po ugledu na IYPT, koja se održavali u Rumuniji 2017. godine i Bugarskoj 2018. godine.

Takmičari i mentori su učili iz godine u godinu, i sa svakim novim međunarodnim takmičenjem tim Srbije je ostvarivao bolji finalni plasman, što je kulminiralo osvajanjem bronzane medalje na takmičenju u Varšavi, o čemu su pisali i domaći mediji.

Organizacija lokalnih takmičenja i mentorstvo učenika Društvo za promociju i popularizaciju nauke je sprovelo zahvaljujući ogromnom entuzijazmu istraživača i nastavnika koji su se nalazili u ulogama mentora, članova stručnog žirija, autora zadataka i vođa timova. Odlaske na međunarodna takmičenja podržala su brojna sponzorstva domaćih kompanija, Društvo fizičara Srbije i Ministarstvo za trgovinu turizam i telekomunikacije republike Srbije.

Slika 4. Fizičarski troboji na IYPT

Umesto zaključka

Cilj organizovanja Turnira mladih fizičara je dvojak. Ovim putem se omogućava učenicima drugačiji vid učenja fizike u poređenju sa formalnim obrazovnim sistemom, ali i direktan uvid u metodologiju naučnog istraživanja. S druge strane, kroz zajedničku diskusiju, učenici razvijaju kritičko mišljenje i uče kako da strukturišu svoja izlaganja. Dalje, ukazivanjem na činjenicu da se i bez izuzetnih sredstava može razvijati istraživački duh i naučna komunikacija, ove ideje mogu se proširiti na sve učenike, a ne samo one koji su pokazali izuzetno interesovanje za fiziku. Stoga je dalekosežna posledica ovog takmičenja ukazivanje na moguća unapređenja nastave implementiranjem metoda korišćenih u okviru priprema za ovo takmičenje – rad u timu, eksperimentalno istraživanje korišćenjem opreme dostupne kod kuće i argumentovana diskusija rezultata. Time se ne očekuje samo povećanje interesovanja za bavljenje naukom, već i povećanje naučne pismenosti koja je od neizmerne vrednosti za naše društvo u celini.

Slika 5. Detalji sa IYPT takmičenja na kojima je učestvovao tim Srbije