STEM, czyli akronim, który powstał od anglojęzycznych słów określających naukę, technologię, inżynierię i matematykę, dla wielu Polaków wciąż brzmi egzotycznie. Nawet po rozszyfrowaniu tego skrótu potrafi u niektórych wzbudzić lęk przez skojarzenie z trudnymi, skomplikowanymi i zawiłymi zagadnieniami. Nie musi tak jednak być, a zgłębianie STEM, podobnie jak jego nauczanie, może być ekscytującym doświadczeniem. Przekonuje o tym fizyk dr hab. Dariusz Kajewski, prof. UŚ z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych UŚ, który poza prowadzeniem badań jest zaangażowany w popularyzację nauki i poszukuje nowych sposobów, by zachęcić innych do zainteresowania się naukami ścisłymi. Z tych pobudek zrodziła się idea paru projektów, które badacz obecnie realizuje na Uniwersytecie Śląskim, a które łączą aspekt pracy naukowej z dydaktyką. Wśród nich są „Advanced Functional Materials for Energy Conversion” ze ścieżki Erasmus Mundus koordynowany przez Uniwersytet Śląski, a także „Experiments for better teaching in higher education – expEDU” ze ścieżki Erasmus Partnerstwa Szkół Wyższych.

Dr hab. Dariusz Kajewski, prof. UŚ

Żeby zatrzymać studentów

Polskie i światowe uczelnie borykają się w ostatnich latach z odpływem studentów i coraz mniejszym zainteresowaniem potencjalnych kandydatów. Prof. Dariusz Kajewski zauważa, że młodzi ludzie mają obecnie bardzo pragmatyczne podejście do życia i zwracają dużą uwagę na to, czy po kilku latach wytężonej nauki rzeczywiście będą mieli szansę na rynku pracy. Nie zadowala ich raczej mglista perspektywa szerokich kompetencji przydatnych w wielu obszarach i dziedzinach, ale oczekują konkretów. Te mogłaby im zaoferować nowa ścieżka edukacyjna międzynarodowych studiów magisterskich w ramach Erasmus Mundus poświęcona nauczaniu o zaawansowanych materiałach funkcjonalnych służących do przetwarzania energii.

Obecnie trwają prace nad merytorycznym i formalnym przygotowaniem kierunku. W projekcie oprócz Uniwersytetu Śląskiego uczestniczą francuski CentraleSupelec – Uniwersytet Paris-Saclay, Uniwersytet Luksemburski, niemiecki Uniwersytet Ruhry w Bochum oraz University of Arkansas w Stanach Zjednoczonych. Przyszli absolwenci będą mogli otrzymać nawet do czterech dyplomów w zależności od tego, na jakie zajęcia będą uczęszczać i na których partnerskich uczelniach.

Magistranci będą zdobywać wiedzę na temat zaawansowanych materiałów funkcjonalnych, a także otrzymają możliwość rozwijania własnych badań w tym zakresie. To stworzy im też szansę do tego, by – jeśli nie zdecydują się pozostać w społeczności akademickiej – móc starać się o pracę w biznesie, który przejawia rosnące zainteresowanie tego rodzaju materiałami. Potrzeby wiodących na rynku przedsiębiorstw i firm wpływają przecież na to, jakie zawody i stanowiska pracy będą popularne w kolejnych latach, stąd nacisk na bliższą współpracę również z biznesem.

– Inspiracją do tego projektu był kierunek BIOPHAM, również prowadzony na naszym wydziale i także w ramach Erasmusa. Studenci są bardzo zainteresowani tamtym kierunkiem i podczas każdej rekrutacji odbywa się bitwa o miejsca. Na tym przykładzie doskonale widać, że robimy coś istotnego, co cieszy się zainteresowaniem młodych osób. Liczę zatem, że proponowana przeze mnie ścieżka także przyciągnie dużą liczbę kandydatów – mówi fizyk z UŚ.

W ramach planowanego kierunku przewidziano różne specjalizacje. Jedne mają być bardziej skupione na aspektach eksperymentalnych i studenci więcej czasu spędzą w laboratoriach, a inne na teoretycznych, uwzględniających w programie najnowocześniejsze narzędzia oparte na sztucznej inteligencji.

Podobne do BIOPHAM (o którym pisaliśmy w grudniowym wydaniu „Gazety Uniwersyteckiej UŚ”) były też same początki projektu „Advanced Functional Materials for Energy Conversion”. Pomysł zrodził się podczas kontaktów z naukowcami z innych zagranicznych ośrodków naukowo-badawczych.

– Okazuje się, że problemy są wszędzie podobne, czyli malejące zainteresowanie studentów. Podczas tych licznych rozmów w końcu zrodził się pomysł, żeby stworzyć wspólną ścieżkę studiów, na które w ubiegłym roku dostaliśmy finansowanie z Erasmus Mundus – tłumaczy prof. Dariusz Kajewski.

Stworzyć zaplecze dydaktyczne

Przyczyn zmniejszającego się zainteresowania zgłębianiem nauki i studiowaniem można przynajmniej częściowo upatrywać w tym, w jaki sposób na wcześniejszych etapach edukacji mówi się o pewnych rzeczach. Prof. Dariusz Kajewski, który sporo uwagi poświęca popularyzacji nauki, podkreśla, że wywoływanie zaciekawienia u odbiorców jest nieustannym wyzwaniem. Zwłaszcza gdy mowa o czymś, co wykracza poza powszechnie przyjętą wiedzę podstawową, a do tego zaliczają się właśnie zaawansowane materiały funkcjonalne służące do przetwarzania energii. Wystarczy jednak odnieść się do jakiegoś codziennego aspektu rzeczywistości i na jego przykładzie wytłumaczyć dany problem.

Spotkanie inicjujące projekt expEDU

– Materiały, o których rozmawiamy i które badam, możemy znaleźć choćby w głowicy urządzenia wykorzystywanego do USG. Służą do tego, żeby wytworzyć falę ultradźwiękową, czyli energię elektryczną przekształcamy na energię mechaniczną fali dźwiękowej, a następnie jesteśmy w stanie tę energię fal przetworzyć z powrotem na energię elektryczną, aby można ten impuls przeanalizować i stworzyć obraz na podstawie sygnału elektrycznego – wyjaśnia fizyk z UŚ.

Już taka ciekawostka ma szansę pobudzić wyobraźnię, zainteresować i zachęcić do tego, by analizować, sprawdzać, jak funkcjonuje rzeczywistość wokół nas. Suche wzory i definicje bywają dla uczniów często zbyt abstrakcyjne, by rzeczywiście zakorzeniły się w głowie na dłużej niż do następnego egzaminu. I ta potrzeba uatrakcyjnienia, ale też „zbliżenia” nauki do człowieka – pokazania, że chemia, fizyka, biologia, inżyniera są wśród nas – stoi za wieloma nowoczesnymi sposobami edukacji i popularyzacji.

Jakiś czas temu prof. Dariusz Kajewski uczestniczył w realizacji projektu Films4edu, we współpracy z Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie, austriackim Uniwersytetem w Innsbrucku, hiszpańskim Uniwersytetem w Maladze, słowackim Uniwersytetem w Żylinie oraz Fundacją „Małopolski Uniwersytet Dziecięcy”. Projekt który miał na celu opracowanie materiałów dydaktycznych dla szkół podstawowych i średnich, które z jednej strony w atrakcyjny sposób prezentują naukę, a z drugiej stanowią przydatną pomoc dla nauczycieli. Inicjatywa spotkała się z tak dużym zainteresowaniem i pozytywnymi reakcjami, że skłoniła badacza do poszerzenia tych działań również o szkolnictwo wyższe. I tak udało się pozyskać w ramach Erasmusa finansowanie na „Experiments for better teaching in higher education – expEDU”. Będzie on realizowany przez Uniwersytet Śląski wspólnie ze wspomnianym Uniwersytetem Żylińskim, a także czeskim Uniwersytetem Ostrawskim i ukraińskim Uniwersytetem Lwowskim.

– Naszym celem w projekcie jest opracowanie materiałów edukacyjnych do kształcenia studentów z kierunków fizycznych i chemicznych. To będą różnego rodzaju treści, w tym filmy, a także scenariusze przeznaczone do wykorzystania przez akademików w trakcie prowadzonych przez nich zajęć. Niektórzy nie mają bogatego zaplecza dydaktycznego i nie wszystkie miejsca są wyposażone w dobrze zaopatrzone pracownie, dlatego nasza inicjatywa mogłaby być wsparciem dla takich osób – dodaje naukowiec.

Materiały filmowe pokazywałyby m.in. różnego rodzaju eksperymenty, ich przebieg oraz sposób przygotowania, a także to, w jaki sposób można złożyć aparaturę czy inne urządzenia. Platforma z takimi treściami będzie ogólnodostępna i przeznaczona do powszechnego użytku, nawet przez osoby spoza społeczności akademickiej, ale zwyczajnie zainteresowane poszerzaniem swojej wiedzy.

Prof. Dariusz Kajewski zauważa, że od dawna edukatorzy mierzą się z wyzwaniem, jakim jest właściwe nauczanie przedmiotów STEM. Sam poszukuje najlepszych rozwiązań i włącza się w różne działania, m.in. biorąc udział w pisaniu podręczników szkolnych, starając się jednak ujmować w nich temat nieco inaczej, niż przez lata się utarło.

Badacz z UŚ podkreśla, że rozbudzenie ciekawości przedmiotami ścisłymi od najmłodszych lat będzie służyć nam wszystkim jako społeczeństwu:

– Wiedza wyniesiona z tych przedmiotów pomaga nam rozumieć, jak funkcjonuje świat, a w dodatku pokazuje, że to nie jest żadna wiedza tajemna, magia, tylko coś, co opiera się mocno na logice. To uczy analitycznego i syntetycznego myślenia. Rola uniwersytetu jest w tym wszystkich również bardzo duża. Trzeba pamiętać, że uczelnie stoją niejako na trzech nogach: dydaktyce, prowadzeniu badań i popularyzacji – kończy prof. Dariusz Kajewski. Naukowiec przez swoją codzienną pracę i realizowane projekty udowadnia, że te trzy funkcje można z powodzeniem łączyć i się w nich spełniać.