Але найбільшого розквіту українська фізика досягла у XX ст. В цей період в Україні працювали всесвітньовідомі науковці О. Ахієзер, М. Боголюбов, С. Брауде, Л. Верещагін, Б. Вєркін, О. Давидов, Г. Курдюмов, Б. Лазарєв, Л. Ландау, В. Лашкарьов, О. Лейпунський, Є. Лифшиць, І. Лифшиць, С. Пекар, А. Прихотько, К. Синельников, Л. Шубніков та багато інших. Створювалися нові фізичні наукові центри у Дніпропетровську, Донецьку, Києві, Львові, Харкові та інших регіонах України. Визначні результати були отримані у біофізиці, квантовій теорії поля, нелінійній оптиці, статистичній фізиці, фізиці твердого тіла та матеріалознавстві, фізиці елементарних частинок, фізичній електроніці, ядерній фізиці та інших розділах сучасної фізики.

Успіхи українських фізиків значною мірою були спричинені їх плідною співпрацею з наукоємними галузями промисловості – атомною енергетикою, авіа- та ракетобудуванням, виробництвом спеціальних сплавів та інших матеріалів, приладобудуванням, електронікою тощо. Важливого значення мала і роль цих досліджень для становлення і розвитку військово-промислового комплексу СРСР. Завдяки цьому, робота у сфері прикладної і теоретичної фізики була престижною. Добрі знання фізики цінувалися суспільством, заохочувалися державою і підтримувалися великими промисловими підприємствами. Закономірними наслідками були високі конкурси на фізичні спеціальності провідних вищих навчальних закладів, їх забезпечення більш-менш сучасним науковим та навчальним обладнанням, порівняно висока заробітна плата педагогів, науковців та випускників.

Ситуація істотно змінилася протягом останньої чверті сторіччя. Занепад, а в окремих випадках і повне зникнення наукоємних галузей промисловості, зміна громадської думки про престижність чи непрестижність певних професій та видів діяльності, структурні зміни у системі вищої освіти, відсутність належного фінансування призвели до катастрофічного зниження рівня фізичної освіти як у загальній середній, так і у вищій освіті. Провідні науковці, Українське фізичне товариство, портал "Освітня політика", інші громадські організації приділяють багато уваги проблемам і питанням розвитку фізичної освіти. Фахівці стурбовані незадовільним станом матеріально-технічної бази загальноосвітніх і вищих навчальних закладів, низькою якістю підручників та інших навчальних видань, недосконалістю змісту шкільної фізичної освіти, погіршенням кваліфікації викладачів, втратою зв’язків ВНЗ з роботодавцями та ринком праці. На державному рівні приймалися рішення, спрямовані на вирішення існуючих в цій сфері проблем. Але стан справ продовжує погіршуватися.

Тому прийшов час поставити незручне питання – чи потрібна взагалі фізична освіта в Україні. Чи, можливо, слід погодитися з існуючими пропозиціями і взагалі виключити фізику зі шкільної програми, запроваджуючи замість неї (та інших складних і коштовних дисциплін) загальний курс природознавства? І незалежно від того, якою буде відповідь, ми повинні будемо приймати дуже непопулярні рішення чи із закриття значної частини фізичних факультетів та кафедр в університетах і скорочення годин та ставок у загальноосвітніх навчальних закладах, чи з пошуку ресурсів (фінансових, кадрових, …) для підтримки й поступового відновлення якісної фізичної освіти.

Деякі показники першокурсників фізичних напрямів вищої освіти українських університетів

Для відповіді на поставлене у заголовку статті запитання важливим є розуміння того, хто буде надалі розвивати фізику і фізичну освіту в Україні. З цього погляду варто подивитися на результати вступних випробувань та інші показники вступу на фізичні напрями вищої освіти до українських університетів. Досі серед фахівців поширена думка, що проблеми стосуються масової фізичної освіти, але зберігається невелика частина провідних університетів, які відповідають світовим стандартам. Певною мірою це дійсно так, але головним чином стосовно окремих провідних викладачів цих університетів. Що ж до матеріальної бази, то ситуація набагато гірша. І ще гіршою вона є стосовно якості студентів, що вступають сьогодні до цих університетів і визначатимуть їх майбутнє.

На рис. 1 показано діаграми, що зображують розкид результатів ЗНО абітурієнтів, зарахованих (!) на фізичні напрями (фізика, прикладна фізика) до деяких провідних університетів України у 2014 р. Вихідні дані тут і далі взято з сайта vstup.info на 23-27.09.2014 (на жаль на цей час у системі не було результатів зарахування до Львівського національного університету ім. І. Франка).

Рис. 1 – Результати абітурієнтів, зарахованих у 2014 р. на фізичні напрями до провідних університетів України: КНУ – Київський національний університет ім. Т. Шевченка, КПІ – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", ХНУ – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, ДНУ – Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара, ОНУ – Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова

Про структуру подібних діаграм (їх називають "ящик з вусами") можна докладно прочитати у статті [1]. Тут я лише зазначу, що положення нижньої та верхньої сторін прямокутників відповідають значенням першого і третього квартилів розподілу, які відмежовують, відповідно 25% та 75% найгірших результатів; положення середньої лінії характеризує медіану розподілу, яка поділяє вибірку навпіл; довжини вертикальних ліній характеризують межі статистично значущого діапазону розкиду даних, розраховані в межах певних статистичних припущень, а окремі точки є викидами, тобто значеннями, що не потрапили до цих меж.

Якщо користуватися звичною підсумковою шкалою ЗНО 100 – 200 балів, результати у цілому виглядають не дуже добрими, але більш-менш пристойними. Втім показники окремих абітурієнтів, які є у кожному університеті за кожною дисципліною, ледве перевищують прохідні 124 та 140 (для профільного сертифікату) бали. Але треба розуміти, що саме стоїть за цими "пристойними" балами. Для цього на рисунку додано горизонтальні штрихові лінії, які відмежовують (зверху вниз) відмінні, добрі та задовільні результати, оцінені за більш звичною для вищої освіти п’ятибальною шкалою. При їх побудові передбачалось, що відмінному результату відповідає понад 90% від максимально можливої кількості первинних балів, доброму – від 75 до 90%, задовільному – від 50 до 75%. Далі отримані величини було перераховано у підсумкову шкалу ЗНО від 100 до 200 балів за таблицями відповідності, наведеними на сайті www.testportal.gov.ua.

Тож бачимо, що частка абітурієнтів з добрими та відмінними знаннями фізики є більш-менш помітною (близько чверті) лише у КНУ та НТУУ "КПІ". В інших університетах таких першокурсників одиниці. Незадовільні (за п’ятибальною шкалою) знання фізики виявили понад 35% зарахованих на фізичні напрями першокурсників КНУ та НТУУ "КПІ", близько 70% першокурсників ХНУ і практично всі першокурсники ДНУ та ОНУ. Дещо кращими є результати з математики. Тут близько половини першокурсників КНУ та НТУУ "КПІ" мають добрі та відмінні знання шкільного курсу. Але майже чверть першокурсників цих університетів, понад половину першокурсників ХНУ і 70 – 75% першокурсників ДНУ та ОНУ виявили незадовільні знання. Як не дивно, але найкращими за п’ятибальною шкалою є результати з української мови та літератури. Тут, навіть в найгірших (з найкращих) університетах, близько половини першокурсників мають задовільні, добрі чи відмінні знання. А в КНУ та НТУУ "КПІ" лише одиниці отримали незадовільні оцінки.

На рис. 2 наведено аналогічні діаграми для зарахованих абітурієнтів фізичних напрямів Київського національного університету ім. Тараса Шевченка у розрізі факультетів (інститутів).

Рис. 2 – Результати абітурієнтів, зарахованих у 2014 р. на фізичні напрями до КНУ ім. Т. Шевченка: ФФ – фізичний факультет, ФРЕКС – факультет радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем, ІВТ – інститут високих технологій

Бачимо, що тут теж є істотні відмінності між підрозділами, але у цілому результати є невтішними. Найкращими з усіх дисциплін виявилися першокурсники фізичного факультету, а найгіршими – інституту високих технологій. Лише 34% першокурсників на фізичному факультеті, 24% на факультеті радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем і 13% в інституті високих технологій виявили добрі та відмінні знання фізики. Незадовільними ці знання є, відповідно, у 22, 45 та 57% першокурсників зазначених підрозділів. Ще більш відчутним є розмежування показників першокурсників напрямів "Фізика" та "Прикладна фізика" в НТУУ "КПІ". Для першої з них частка зарахованих абітурієнтів, що мають добрі та відмінні знання фізики дорівнювала 15%, а для другої – 39%. Частки ж першокурсників з незадовільними знаннями фізики є рівними, відповідно, 71 та 5%.

 На рис. 3, 4 наведено результати зарахованих (!) абітурієнтів фізичних напрямів педагогічних університетів України (без Донбаського державного педагогічного університету). Бачимо, що навіть задовільних (за п’ятибальною шкалою) результатів з фізики тут практично немає.

Рис. 3 – Розподіл результатів зарахованих абітурієнтів фізичних напрямів педагогічних університетів за шкалою 100 – 200 балів

Рис. 4 – Розподіл результатів зарахованих абітурієнтів фізичних напрямів педагогічних університетів за п’ятибальною шкалою

Як і під час декількох попередніх вступних кампаній, частка абітурієнтів фізичних напрямів скористалася визначеною правилами прийому багатьох ВНЗ можливістю надавати замість сертифікатів з математики (а в окремих випадках і замість сертифікатів з фізики) результати складання тестів ЗНО з інших дисциплін. Зазвичай замінниками були хімія, біологія або англійська мова. Така ситуація є неприйнятною. І вона потребує особливої уваги через те, що у цьому році правила прийому вже непотрібно затверджувати в МОН. До того ж, за новим законом України "Про вищу освіту" університети отримали право самостійно визначати сертифікати ЗНО, необхідні для вступу на ту чи іншу спеціальність. Вивчення університетського курсу фізики неможливо без ґрунтовного знання шкільної програми з фізики та математики. Тож складання цих тестів ЗНО для абітурієнтів фізичних спеціальностей має бути обов’язковим.

 Причина, яка змушує університети йти на такі заміни, добре зрозуміла – реальний конкурс на фізичні напрями практично відсутній, і університети при всіх хитруваннях і послабленнях насилу заповнюють місця державного замовлення. Деякі дані про ліцензійний обсяг (ЛО), кількість місць державного замовлення (ДМ) та кількість зарахованих абітурієнтів (З) для напрямів "Фізика" і "Прикладна фізика" окремих національних університетів наведено у таблиці.

		ДНУ	ЗНУ	КНУ	КПІ	ОНУ	УНУ	ХНУ	ЧНУ
2014	ЛО	150	90	325	120	140	145	355	120
	ДБ	70	50	245	80	39	82	206	66
	З	73	55	238	82	39	82	208	66
2013	ЛО	165	96	325	120	140	145	355	120
	ДБ	62	45	224	80	41	79	218	66
	З	64	55	233	84	42	80	219	68

Примітка: ЗНУ – Запорізький національний університет, УНУ – Ужгородський національний університет, ЧНУ – Черновецький національний університет (інші позначення відповідають рис. 1)

Тож керівники університетів змушені вигадувати будь-які способи для виконання планів прийому. Найпростішим з них виявилося заплющення очей на низький рівень підготовки. Жодний з університетів не скористався наданим їм правом встановлювати підвищені прохідні бали ЗНО для абітурієнтів фізичних напрямів. Іншим поширеним способом стало надання абітурієнтам дозволу подавати замість сертифікатів з фізики та математики результати тестів з інших дисциплін. І якщо заміну сертифікату з математики 200-бальним сертифікатом з хімії в одного з абітурієнтів фізичного факультету КНУ ще можна вважати прийнятною, то заміна сертифікату з фізики сертифікатом з англійської мови з оцінкою 126,5 в одному з провідних університетів свідчить про те, що у відповідного абітурієнта проблеми існують не тільки з фізикою, яку він, скоріше за все знає лише за назвою напряму освіти, на котрий був зарахований.

Загалом, за даними сайту vstup.info, заміна сертифікатів з фізики або математики сертифікатами з інших дисциплін при вступі на напрями "Фізика" та "Прикладна фізика" допускалася у 2014 р. практично всіма університетами. Чи не єдиними ВНЗ, де сертифікати з фізики та математики при вступі були обов’язковими виявилися НТУУ "КПІ" та Дрогобицький державний педагогічний університет. До того ж в НТУУ "КПІ" обидва сертифікати мали статус профільних, тобто абітурієнти повинні були отримати не менше 140 балів з обох дисциплін. У більшості університетів допускалося подання сертифікату з хімії заміть математики. Крім цього використовували такі варіанти замін (деякі університети висували різні вимоги для різних напрямів або факультетів):

• фізика або іноземна мова (ЛНУ ім. І. Франка; СНУ ім. В. Даля, ХНУ ім. В.О. Каразіна);
• фізика або біологія (СНУ ім. В. Даля, ХНУ ім. В.О. Каразіна);
• фізика або хімія (ХНУ ім. В.О. Каразіна)
• іноземна мова, математика або хімія (НТУУ "ХПІ").

До того ж слід додати, що сертифікати з фізики при вступі на фізичні напрями не мали статусу профільних (тобто допускався мінімальний бал 124) у Львівському, Східноукраїнському (прикладна фізика), Харківському, Черновецькому (прикладна фізика) національних, Південноукраїнському національному педагогічному, Дрогобицькому державному педагогічному університетах.

Одним з результатів вступної кампанії цього року буде малий розмір студентських груп першого курсу. Найбільшою мірою ця проблема стосується педагогічних університетів. Лише в чотирьох з них кількість зарахованих на першій курс студентів перевищує 20 осіб, в шості університетах вона перебуває у межах 15 – 19 осіб, а ще у трьох – в межах від 10 до 13 осіб. При цьому, слід зазначити, що маленькі обсяги груп у значній мірі запрограмовані такими ж малими обсягами державного замовлення. Тому є питання, чи доцільно розпорошувати державне фінансування між малими групами нездатних до вивчення фізики студентів. Чи є якісь сенс, наприклад, готувати за бюджетні кошти у Глухівському національному педагогічному університеті групу з 12 студентів-фізиків, з яких 9 мають оцінки з фізики та математики нижчі, ніж 150 балів? Чи є сенс готувати за бюджетні кошти у Чернігівському національному педагогічному університетів групу з 10 студентів-фізиків, з яких сім мають оцінки нижче 150 балів з фізики та нижче 140 балів з математики? До того ж у розташованому поруч Ніжинському державному університеті на першій курс зараховано ще 7 студентів на напрям "Фізика" і 8 на напрям "Прикладна фізика", які мають приблизно такий самий рівень підготовки з фізики та математики.

Кого і чому можуть навчити вчителі, які самі не володіють елементарними основами тих дисциплін, які вони після закінчення університетів мають викладати у школах? Тож не випадково директор УЦОЯО І. Лікарчук робить висновок, що в Україні "неабиякими темпами відбуваються процеси професійної деформації вчителя … зруйновано систему підготовки кваліфікованих педагогічних кадрів" [2].

Чи є якісь перспективи?

Втім не все в українській фізичній освіті так погано. Зокрема, наші школярі щорічно успішно виступають на міжнародних учнівських олімпіадах з фізики. У 2014 р. срібні медалі на черговій олімпіаді вибороли п’ятеро учнів 10-11 класів з Вінниці, Києва та Одеси [3]. Достатньо успішним був і виступ української команди на попередній олімпіаді, де наші школярі отримали одну срібну та чотири бронзові медалі [4]. Тож певний потенціал ще є, і його потрібно зберегти. До найбільш успішних у цьому напрямі навчальних закладів належать Український фізико-математичний ліцей Київського національного університету імені Тараса Шевченка (за останні 5 років 8 його учнів були призерами міжнародних учнівських олімпіад з фізики [5], Вінницька фізико-математична гімназія № 17, Київський природничо-науковий ліцей № 145, Краматорська загальноосвітня школа №25, Львівський фізико-математичний ліцей при ЛНУ ім. Івана Франка, Одеській «Рішельєвський ліцей», Херсонський фізико-технічний ліцей при ХНТУ та ДНУ ім. Олеся Гончара і деякі інші.

Наукові праці окремих українських фізиків і сьогодні викликають інтерес у світі і мають високі показники цитування. Зокрема, це стосується науковців академічних інститутів магнетизму, металофізики, монокристалів, сцинтиляційних матеріалів, теоретичної фізики, фізики, фізики конденсованих систем, фізики напівпровідників, фізико-технічного інституту низьких температур, ННЦ "Харківський фізико-технічний інститут", Київського і Чернівецького національних університетів та деяких інших наукових і освітніх організацій. Щоправда, навіть і для них це стосується зазвичай лише окремих науковців та підрозділів Переважно тих, хто бере участь у виконанні великих міжнародних проектів або сумісних досліджень з західноєвропейськими чи американськими партнерами.

За словами академіка Л. Яценка [6], із загальної кількості наукових публікацій з Україні, зареєстрованих Міжнародним інститутом наукової інформації, близько 40% складають результати фізичних досліджень. Лише Інститут фізики НАН України має за останні роки близько ста публікацій в одному з найбільш авторитетних серед фізиків наукових журналів "Physical Rewiew", який є одним із основних фізичних журналів у світі. Для порівняння, за часів СРСР таких публікацій було не більше 1 – 2 на рік.

Президент Українського фізичного товариства М. Стріха стверджує, що незважаючи на всі існуючи складності, українські фізики продовжують отримувати першорядні наукові результати [7]. Майже у всіх роботах, відзначених в останні роки Нобелівською премією з фізики є істотний український внесок. Зокрема, теоретичні результати В. Гусиніна та інших співробітників Інституту теоретичної фізики НАН України надали змогу встановити основні властивості графену ще до того, як цей матеріал вперше було отримано А. Геймом і К. Новоселовим. Науковці декількох харківських науково-дослідних центрів брали участь у створенні системи детектування високоенергетичних частинок великого адронного колайдера, завдяки якої вдалося зареєструвати бозон Хіггса. І сьогодні велика група українських фізиків продовжує учать в міжнародних дослідженнях на ВАК.

Відомий український педагог та організатор освіти В. Огнев'юк зазначає, що без вдосконалення вивчення предметів природничо-математичного і технологічного спрямувань неможливо забезпечити інноваційний розвиток країни [8]. Останнім часом в Україні домінують низькотехнологічні галузі промисловості, виробництво з низькою доданою вартістю. Але і для такого виробництва, для обслуговування сучасних техніки та технологій (навіть якщо вони імпортовані з інших країн) потрібні кадри з певним рівнем розуміння фізичних основ відповідних об’єктів і процесів. Якщо ж в нас є бажання посісти достойне місце у світовому розподілі праці, ми маємо розвивати і сучасні наукоємні технології, виконувати потрібні для цього наукові дослідження і мати фахівців, здатних це робити. Крім того, треба мати і педагогічні кадри, спроможні виховувати таких фахівців.

Підбиваючи підсумки, зазначу, що сьогодні українська фізична освіта має три основні сценарії розвитку. Перший – це продовжити йти тим шляхом, яким вона йде сьогодні. Це тупиковий шлях. Він веде лише до розпорошення ресурсів та відтворення безграмотності за бюджетні кошти. Другий сценарій – це вилучення фізики з програм загальної середньої освіти і закриття фізичних факультетів і кафедр університетів. Такі пропозиції лунають все гучніше. Але цей шлях придатний лише за умови, що ми бачимо майбутню Україну чимось на кшалт сучасних Сомалі чи Судану. Чи дійсно ми прагнемо до цього? Третій сценарій передбачає концентрування ресурсів, що виділяє держава на фізичну освіту і фундаментальні фізичні дослідження у невеликій кількості провідних освітніх та наукових центрів, а також концентрування ресурсів, призначених для підготовки педагогів-фізиків, у декількох провідних регіональних класичних або педагогічних університетах. Все інше, якщо є попит, має фінансуватися юридичними та фізичними особами. Якщо ж попиту немає, то навіщо витрачати бюджетні кошти на підготовку непотрібних фахівців з безграмотних абітурієнтів? Новий закон України "Про вищу освіту" значно покращує можливості взаємодії вищих навчальних закладів з реальним сектором економіки. Тож, там, де є зацікавленість виробництва у кваліфікованих фізиках, університетам треба домовлятися з промисловцями про підтримку і, зокрема, фінансування на певних умовах потрібних їм освітніх програм.

Також є сенс дуже уважно обговорити питання, де і за якими спеціальностями готувати вчителів фізики для загальноосвітніх шкіл. Чинні переліки напрямів вищої освіти та спеціальностей передбачають їх підготовку на базі загальнонаукових напрямів вищої освіти – фізика, математика, біологія тощо. Раніше був інший підхід. Вчителів готували за педагогічними спеціальностями з відповідною спеціалізацією за шкільними дисциплінами. Як показує практика, відмова від цього не призвела до покращення фундаментальної підготовки вчителів, але призвела до істотного погіршення їх підготовки з педагогіки, психології та методики навчання. До того ж більшості університетів сьогодні просто немає кого вчити за наявними загальнонауковими напрямами. Тому, на мою думку, сьогодні оптимальним було б поєднання двох підходів, що забезпечило б можливість навчання майбутніх викладачів фізики як за спеціальністю "Фізика", так і за спеціальністю "Підготовка викладачів з предметною спеціалізацією", яка може бути запроваджена у випадку прийняття пропозиції про створення нового переліку спеціальностей на базі МСКО-13.

2. І. Лікарчук. Учителів багато, а вчити нікому.
3. http://mon.gov.ua/ua/news/35421-na-migenarodniy-uchnivskiy-olimpiadi-z-fiziki-ukrayintsi-znovu-z-medalyami
4. http://science.univ.kiev.ua/news/official/1096
6. http://www.bbc.co.uk/ukrainian/news/2011/08/110811_independence_physics_dt.shtml
7. М. Стріха. Реформа Академії наук може обернутися катастрофою.
8. В. Огнев'юк. Як звільнитися від кріпосного права в освіті. http://gazeta.dt.ua/EDUCATION/yak-zvilnitisya-vid-kriposnogo-prava-v-osviti-_.html

Володимир Бахрушин, д.ф.-м.н., професор, академік АН вищої школи України