Kísérletező fizika az oktatásban

Fizikát tanítani kísérletek nélkül fájdalmas mind a diáknak, mind a tanárnak. Ugyanis a fizika alapvető módszere a kísérletezés. A kísérletezés teszi hitelessé és a diákok számára érdekessé a fizikát. Ezért a bemutatás sikere elengedhetetlen – mondja Härtlein Károly, a Budapesti Műszaki Egyetem Fizikai Intézetének tanszéki-mérnöke, aki úgy véli: nem csak drága, bonyolult eszközökkel lehet szemléltetni a jelenségeket, egy bonyolult eszköz működésének bemutatására nincs idő. Meg kell találni azt az eszközt, amely könnyen átlátható működésű, és látványosan lehet bizonyítani vele a különböző fizikai törvényszerűségeket, ezek általában kevesebbe is kerülnek.

Tapasztalatom szerint a fizikaszertárak gyalázatos állapotban vannak, márpedig ha a kísérletezés kudarccal jár, akkor hiteltelenné válhat a tanár és a tantárgya, a fizika is. Olyan megbízhatóaknak kellene lenniük a demonstrációs eszközöknek, mint a gépjárműveink fékei.

A sikeres tanításhoz idő szükséges, az általános iskolában nemrég bevezetett heti egy fizikaóra, az a pedagógiai szempontok arcul csapása, pedagógiához értő ember ilyet nem írna le. A nem tagozatos középiskolai osztályokban hetente két fizikaóra „jár”, ez az óraszám is hatalmas kompromisszumhoz vezetett, alapvető témaköröket nincs idő középiskolában még csak érintőlegesen sem tárgyalni, amelyek nélkül a természettudományos világkép hiányos marad.

De nemcsak a tanítási órán kell időt szorítani a kísérletekre. A legbiztosabb működésű eszközök előkészítéséhez is idő kell. Fontos, hogy a tanárnak legyen lehetősége előkészíteni a kísérleteket, ne kutyafuttában, két óra között kelljen az eszközöket kapkodva előhalásznia, ami a jelenlegi kötelező óraszámok esetén sajnos jellemző.

Visszatérve az óraszámokhoz, a hetvenes évek végén érettségiztem, akkor még hetente háromszor volt fizikaóránk, mindig jutott idő a kísérletezésre, és persze három fizika leckét kellett írni hetenként, ennek a lapnak a hasábjain ezt nem kell magyaráznom. Elgondolkodtató, hogy a fiam, aki most nyolcadikos, amíg eljut az érettségi vizsgáig, kevesebb mint fele annyi fizikaórán fog részt venni, és ennek arányában kevesebbet is fog a fizikaórára készülni.

Marad helyette a nyílt nap, vagy a Kutatók Éjszakája. Ezek a külső helyszínek helyettesítik ma a tartalmas fizikaórát? Igaz, korábban is voltak minták a tanároknak és a diákoknak, gondoljunk csak Öveges professzorra…

Általános iskolás koromban nagy izgalommal vártam Öveges József kísérleteit, amelyet a televízióban nézhettem meg, velem együtt egy ország várta a műsor kezdetét. Ő volt az, aki észrevétlenül oltotta belénk a fizika szeretetét. Más szinten, komolyabban beszélt a fizikáról Sas Elemér tanár úr, a Mindenki Iskolájában Antal Imrével. Ő mutatta meg hosszú éveken keresztül a fizika érettségi feladatok megoldását is. Akkor csak állami televízió működött, és nem volt senki számára kérdés, hogy kell-e oktatási műsor. Ma akár száz csatornához is lehet hozzáférésünk, sőt megtanultuk, hogy mit jelent a köztévé, de itt oktatási műsort hosszú évek óta kár keresnünk. A nyílt nap és a Kutatók Éjszakája az összesen két esemény, ahova csak kevesen férnek be, jutnak be, így ezekre alapozni a fizikatanítást nem lehet.

Hogyan készül fel? Mi alapján találja ki a kísérleteket?

Mivel a fizika tanítása nemcsak a foglalkozásom, hanem a hobbim is egyben, amikor csak tehetem, új eszközökön töröm a fejem, eszközöket építek. Fizikai oldalakat böngészek, filmeket nézegetek. Megvan otthon minden „alapmű”, így Öveges József kísérletei, a Mindenki iskolája című sorozat DVD-n. Ezekből a felvételekből még ma is nagyon sokat lehet tanulni. Megemlíteném, és egyen ajánlom a VIDEOTORIUM-ot, amely egy hazai – sajnos kevesek által ismert – tudományos videó megosztó portál. (www.videotorium.hu)

Mennyire kell törekedni a látványra, a hatalmas, hangos eszközökre?

A pici is lehet érdekes. Minden a közönségtől függ. Bizonyos tekintetben ezt is meg kell koreografálni, mint egy művészeti alkotást. Ha emlékszik, az egyetemi hallgatóknak tartott órámon oda volt készítve az utolsó eszköz, nem voltam benne biztos, hogy lesz idő rá, de készenlétben volt. Ahogy közelebb húztam a hatalmas asztalt, és elmondtam, mire készülök, rögtön megvolt a hatás. Azok is felfigyeltek rám, akik addig mással voltak elfoglalva.

A nyílt napokon, ahol nagyon vegyes a korosztály, sok esetben már az is elég, ha gyönyörködhet az eszközökben a gyerek. Majd arra fog emlékezni, ha hazamegy, hogy ezt egy fizikus mutatta be neki, a fizikához köthető dolgot látott. Lényeges kérdések, hogy kit akarunk megszólítani, mit lehet neki mondani, mi érdekli őket?

Mivel szólítható meg, mivel fogható meg egy kamasz?

Olyan kísérletet, olyan témát kell keresni, amely a mindennapi dolgaikban ad segítséget. Meg vagyok győződve, ha középiskolás lányoknak a sminkelés fizikájáról beszélnék, az érdekelné őket. Persze nem képleteket írnék fel a táblára, hanem megmutatnám nekik, hogy ha valaki fénycső fényében sminkeli magát, akkor hogyan néz majd ki, ha kimegy a természetes napfényre. Ezt fordítva is érdemes megmutatni, napfényben sminkelt arc hogyan mutat fénycső fényében! Ezután akár arról is lehet beszélni, hogy mi a különbség a fénycső fénye és a napfény között, amúgy fizikus módra.

Ott van egy másik példa, a főzés fizikája. Hogyan működik az indukciós főzőlap? Megtudhatjuk a kísérletből, hogy az elektromágneses indukció hatására csak az edény alja fog melegedni. Ennek köszönhetően kevesebb lesz a hőveszteség, kevesebbet kell fizetni a működtetésért!

Ha fiúknak beszélnék, akkor a sportról, a közlekedésről és elektronikai eszközök fizikájáról beszélnék. A mindennapok kérdéseire kell választ adni. De ne feledjük, hogy most nem fizikaóráról beszélek!

Mi a tapasztalata a diákokról?

Tapasztalatom szerint a középiskolából érkezőkre jellemző, hogy ha kérdeznek tőle valamit, kényszere van arra, hogy azonnal válaszoljon, gondolkodás nélkül. Ez nekem nem tetszik. El kell érnünk, hogy belső kényszert érezzen: a válaszadás előtt gondolkodni kell!