A fizika tantárgy helyzete és fejlesztési feladatai

^[1]A tantárgy helyzete a tantárgyi modernizációs folyamatban

A tantárgy helyzetét vizsgálva kiindulópontként megállapíthatjuk, hogy sem a NAT, sem később a kerettanterv bevezetése nem kedvezett a fizika tantárgynak. Jelentős veszteség, hogy a 6. évfolyamról kiszorult a tantárgy. Ez nemcsak önmagában probléma, hanem azért is, mert ezáltal kimaradtak azok a feltétlenül szükséges ismeretek, amelyek a többi természettudományos tantárgy számára az alapozást biztosították volna.

A különböző hazai felmérések szerint sajnos a fizika egyike azoknak a tantárgyaknak, melyeket a diákok általában a legkevésbé szeretnek, ez a tárgy a kémiával együtt a természettudományos nevelés legproblematikusabb területe (Csapó 2000; Józsa-Lencsés- Papp 1996).

Az utóbbi időben nemzetközi szinten is számos kutatás, vizsgálat foglalkozott a fizika tanulása iránti beállítódásokkal. A fizika általában a sor végén található (a kémiával karöltve), amikor arra kérik a gyerekeket, hogy rangsorolják a tantárgyakat. A TIMSS (Third International Mathematics and Science Survey - Harmadik Nemzetközi Matematika- és Természettudományi Vizsgálat) rámutatott a problémákra. A felmérésben szereplő 39 ország között a nyolcadik évfolyamra járó magyar gyerekek adták az egyik legnagyobb arányban azt a választ, hogy nagyon szeretik vagy szeretik a biológiát és a földrajzot is, míg sokkal kisebb arányban választották ugyanezt a fizikával és a kémiával kapcsolatban. A 12. évfolyamosok esetében a helyzet már egyértelművé válik, a 21 felmért országból a mi 18 éveseink mondták a legkisebb arányban, hogy szeretik vagy nagyon szeretik a fizikát (28%), s ugyanez a helyzet a kémiával is (24%).Csapó Benő és munkatársai mutatták ki egy szegedi és Szeged környéki nagy mintán a fizika (nem) kedveltségében mutatkozó jelentős problémát (Csapó1998). Nahalka István és Wagner Éva (egyelőre még nem publikált) vizsgálataiban kecskeméti és Kecskemét környéki hatodikosok körében (egy éve tanultak fizikát) mutatták ki, hogy a rangsorban a fizika az utolsó.

A newtoni fizika alapelemeit a legtöbb diák valószínűleg soha nem érti meg, de a tanár kedvéért, no és a jó osztályzatokért sok-sok tankönyvi mondatot megtanulnak, sőt néhányan a mintafeladatok alapján még számolásos feladatokat is meg tudnak oldani. A legtöbb osztályban van néhány érdeklődő gyerek, aki felvételire, tanulmányi versenyekre készül. Sok tanár szerint csak nekik érdemes tanítani, ha ezt nem is mondják ki nyíltan. Feltehetjük a kérdést, hogy néhány tanulótól eltekintve, a túlzottan diszciplínaorientált tananyag tanulása közben a diákok megkapják-e azt a tudást a természettudományos tantárgyakból, amely a mai, bonyolult világban való eligazodáshoz szükséges. Lehet-e úgy tanítani ezeket a tantárgyakat, hogy az iskolázás eredményeképpen minden diák rendelkezzen olyan természettudományos műveltséggel, amely segít majd eligazodni a mindennapi életben? (Radnóti- Wagner 1999)

Szintén a fizikatanítás problémája, hogy a magyar oktatás általános módszertani kulturáltságához igazodva, a fizikaórán sincs differenciálás. A pedagógusok, a tankönyvek, a tantervek a magasabb szintű, tudományosabb tananyag elsajátításában érdekeltek, a leendő felvételizők, a fizikaversenyeken eredményesen szereplő gyerekek igényeinek alárendelten működnek. A tehetséggondozás széles körű támogatást kap. Nagyon sok helyi és országos szintű fizikaversenyt rendeznek hazánkban. Idesorolható a Középiskolai Matematikai Lapok Fizika rovatában a gyerekek számára rendezett pontverseny is. Az olimpiákon évek óta rendszeresen jól szereplő diákok kiválasztása és felkészítése rendkívül figyelemre méltó.

Mindenki egyoldalúan tudományközpontú oktatást kap, függetlenül attól, hogy erre van szüksége vagy nem. Nem azt mondjuk, hogy külön kell választani a "fizikából okosakat" a "fizikából gyengébbektől", bár magasabb évfolyamokon - ha kivitelezhető - ez is indokolt lenne. Nem egyszerűen többet kellene tanulniuk az első csoportba tartozóknak, hanem mást és másképpen egy differenciális pedagógiai eljárásrendszer keretei között. Ez ma nem történik meg.

Az oktatás számára komoly problémát jelent, hogy egyáltalán mit érdemes tanítani az iskolákban. Marx György (1993) szerint az ismeretlenben való tájékozódás az, ami minden fiatal számára fontos. Erre pedig a természettudományos kutatás munkamódszere a leghatékonyabb eljárás, "a fizika lehet az új idők latinja az iskolában".

A fizika és a többi természettudomány nem önállóan, hanem egy társadalmi közegbe beágyazottan létezik. Gondoljunk csak arra, hogy a Duna elterelése, a klónozás, az atomerőművek alkalmazása stb. nemcsak műszaki, tudományos kérdéseket, hanem nagy tömegeket, illetve az emberiséget érintő társadalmi és etikai problémákat is felvet.

Nem szabad elhallgatnunk ugyanakkor azt sem, hogy a napjaink társadalmában élő embert gyakran keríti hatalmába a félelem. Félnek az emberek a terrorizmustól, a természeti csapásoktól, a különböző ipari katasztrófáktól és nem utolsósorban a tömegpusztító fegyverektől. Részben ennek következménye, hogy egyre több a meghasonlott vagy a máról holnapra élő, sodródó ember, és a fiatalokat sem kímélve terjednek a különböző áltudományok, komoly feladat elé állítva az iskolát, a pedagógusokat.

Az iskolai oktatásban nagyobb szerepet kell kapnia a kritikus gondolkodásmód fejlesztésének.Tanítványaink sok esetben otthonról, szüleiktől is hoznak magukkal áltudományos nézeteket. Ezért a kérdést óvatosan, kellő empátiával kell kezelni, de elhallgatni, figyelmen kívül hagyni semmiképpen sem lehet! Fontos, hogy a diákok megértsék, a tudomány változó rendszer, nincsenek örök igazságok. Vagyisreális tudományképet kell kialakítani.

A demokrácia nem lehet sikeres, ha polgárai tájékozatlanok a társadalom szempontjából olyan lényeges természettudományos kérdésekben, mint amilyen a globális felmelegedés, az energiaforrások elapadása, a géntechnika, az atomfegyverek, az ózonpusztulás stb. Ha az átlagember ismeretei nem megfelelőek ahhoz, hogy tudatosan szavazzon, tudatosan tevékenykedjen a fizikai ismereteket igénylő esetekben, akkor vagy technikai katasztrófa áldozatai leszünk, vagy pedig egy nem választott elit fog egyedül döntést hozni helyettünk. A nem természettudósnak készülő diákok számára (és ők vannak többen) is fontos, hogy értelmezni tudjanak különböző grafikonokat, tudjanak valószínűségekben gondolkozni, meg tudják becsülni a különböző tevékenységek kockázatát, tudjanak a tíz hatványaival bánni, értsék meg az exponenciális növekedés természetét. A társadalmi témák bemutatásához ajánlatos egy-egy cikket kiválasztani a napisajtóból. Ezek elolvasása sokat jelenthet diákjaink számára abból a szempontból, hogy megértsék, mit is jelent a tudomány a saját életükben.

A fizikatanítás Magyarországon még mindig kizárólagosan az induktív-empirista tudományszemlélet logikája szerint történik. Fizikatanárok és szakdidaktikai szakemberek szinte egyöntetűen vallják, hogy a fizikát a tapasztalatokból, vagyis a megfigyelésekből, a kísérletekből, a mérési adatokból kiindulva lehet megismerni. E kép szerint a kutató a tapasztalatokból kiindulva, azokat általánosítva, a fogalomalkotás induktív útját végigjárva, az absztrakció lépcsőfokain felfelé haladva alakítja ki a fizikai világra vonatkozó ismereteket. Elvárjuk az iskolában a tanulóktól, hogy így szemléljék a fizikát mint tudományt, mint a természet megismerésének egyik alapvető területét, fogadják el, hogy abban a megismerési folyamatok minden kétséget kizáróan így működnek. Közben nem vesszük észre, hogy a fizikai megismerési folyamatoknak ez a kétségtelenül lehetséges felfogása egyre inkább háttérbe szorul, viszont egyre erősebbé válik, s a fejlett fizikaoktatás keretei között uralkodónak tekinthető az a felfogás, mely szerint a folyamat éppen fordított, a fizikai megismerést, mint minden más megismerési folyamatot, az elmélet irányítja. (Kuhn 1984, Polányi 1962/1994)

A pedagógiában nemzetközi szinten ma már meghatározó szerepet játszik, s éppen a fizikaoktatás területén hozza a legtöbb izgalmas eredményt a tanulás folyamatának a megszokottól, a hosszú időn keresztül uralkodó felfogástól lényegesen eltérő szemlélete. Miközben mi még mindig úgy gondolkodunk, hogy a gyerekek is - hasonlóan a tudósokhoz - az elemi tapasztalatokból kiindulva, mintegy "alulról felfelé haladva" ismerik meg a fizikai világot, s eközben a külső ismeretforrásokból mintegy átveszik a megfelelő tudást, a törvényszerűségeket, addig a legmodernebb programok (s azok elméleti háttere) szerint a gyerekek a tudást konstruálják, aktívan építenek magukban világokat, amelyek ezáltal rendkívül személyesek lesznek. E folyamat meghatározó eleme és kiindulópontja nem a tapasztalat, hanem az előzetes tudás, az a világkép, amelyet a gyerek már birtokol az adott tanulnivalóval, jelenségvilággal kapcsolatban. (Carlton 2000, Alonso 1997, Driver 1983)

A gyerek aktív módon használja meglévő kognitív rendszereit a rá záporozó információk feldolgozásában, s ez a folyamat sokszor furcsaságokat produkál. A tanuló ragaszkodik eredeti elképzeléseihez, ha kell, megmásítja a tapasztalatot, kreatív módon olyan magyarázatokat konstruál, amelyek nem azonosak a tudomány magyarázataival, de megfelelnek az ő elvárásainak, s annak az igénynek, hogy fennmaradjanak korábbi elképzelései. A gyerekek elsajátíthatják a fizikai ismeretek nyelvi megformálásait, a tankönyvekben szereplő vastag betűs szövegeket, miközben valójában egészen mást gondolnak a "valós világról". Képesek arra is, hogy a minden életszagtól megfosztott feladatok megoldási algoritmusait megtanulják és jól begyakorolják, mert az iskolában ez az elvárás.

Létezik egy "iskolafizika", és van egy "életfizika". Az "iskolafizika" addig tart, amíg tartania kell, amíg megírjuk a dolgozatot, amíg felelünk belőle. Utána elfelejthető, mert ennek a tudásnak nincs semmilyen pedagógiai szituációkon kívüli adaptivitása.

A szakmai problémák közt kell megemlítenünk azt is - bár ez nem szakmai hibákkal kapcsolatos -, hogy afizika tanításának tananyaga a közoktatásban nem elég korszerű. Könnyen megállapíthatjuk, hogy még a gimnáziumok számára készített tantervekben sem kellően reprezentált a huszadik századi fizika. (Nahalka 2002), noha a hétköznapokban való eligazodás és az "állampolgári lét" leginkább ezt követelné meg.

A tankönyvek és a taneszközök helyzete

Az iskolatípusonként egységes tankönyvcsaládok helyébe a tankönyvek bő választéka lépett a fizika tantárgy esetében is. Ezek színvonala azonban változó.

A tankönyvekben feldolgozott tananyag általában szükséges és elegendő mennyiségű. Sok esetben tanári segédletek, kiegészítők, munkafüzetek is készülnek hozzájuk. Többnyire a maximum- és a minimumkövetelmények is jól elkülönülnek. A lényeget általában kiemelik vastag betűvel, bekeretezéssel stb. A legtöbb esetben tankönyvsorozatok jelennek meg a piacon.

A didaktikai, szakdidaktikai kimunkáltság azonban általában nem felel meg a kor kívánalmainak. Szemléltetik ugyan a tananyagot, elmagyarázzák az új fogalmakat, de a tanulói aktivitást biztosító tevékenységek vonatkozásában komoly hiányosságok vannak. Valódi aktivitást csak az esetleg otthon is elvégezhető kísérletek kívánnak, de ezek is csak néhány tankönyvben találhatók meg. Ellenben sok a preparált feladat, amelyek szövege unalmas. Sok képletgyakorló, kitöltendő táblázat is található a tankönyvekben és a különböző példatárakban. Kevés a valódi problémahelyzet, az érdekes, életszerű kontextusban megfogalmazott, netán csoportmunka keretében feldolgozható probléma. Kevés a fizikai alapismeretek más tudományterületen való alkalmazhatóságát bemutató szövegrész is.

A tankönyvek a fizikai tudományok szempontjából vizsgálva magas színvonalúak, de a pedagógiai szempontok figyelembevétele nem kielégítő.

Népszerű tankönyvsorozat, különösen hazánk déli területein a Halász Tibor alkotószerkesztő nevével fémjelezhető, a MOZAIK Oktatási Stúdió gondozásában megjelent általános iskolai tankönyvcsalád, melynek napjainkban készülnek a középiskolás kiterjesztései. Szakmailag jók, elsősorban rövid, tömör fogalmazásukról híresek. Szép nyomdai kivitelben látnak napvilágot, ezért több díjat is kaptak már.

Országszerte sokan használják a Károlyházy-Csákányné nevével fémjelzett, a Nemzeti Tankönyvkiadó gondozásában évek óta megjelenő általános iskolai tankönyvcsaládot. Kötetei nem annyira színes kivitelűek, mint a MOZAIK Oktatási Stúdió könyvei, ellenben humoros ábráikkal, igényes magyarázószövegeikkel a legjobbak közé tartoznak. Több tetszésdíjas alkotás született az évek során.

A Nemzeti Tankönyvkiadó a Zátonyi Sándor és ifj. Zátonyi Sándor általános iskolában is alkalmazható tankönyvcsaládjának gazdája. A hat kötetből álló sorozat a fizikaoktatás teljes időtartamát lefedi, ezért népszerű a hat és nyolc évfolyamos gimnáziumokban.

Népszerű a középiskolák körében a Nemzeti Tankönyvkiadó kétféle sorozata is, melyek közül az egyik a reál, a másik a humán érdeklődésű diákok számára készült, speciális megközelítéseket alkalmazva. Érdekessége miatt különösen a humán sorozat emelhető ki.

Az emelt szintű fizikaoktatást megvalósító osztályok tanárai körében népszerű a Műszaki Könyvkiadó gondozásában megjelent tankönyvsorozat, melyet az ELTE Radnóti Miklós Gyakorlógimnáziumának fizikai munkaközössége készített.

Az iskolák körében a viszonylag alacsony árakkal dolgozó Apáczai Kiadó általános iskolások részére kiadott tankönyvcsaládja is népszerű, amely azonban évek óta nem kerül fel a tankönyvlistára.

A fizika oktatásában mind a tanári, mind a tanulói kísérletezéshez elengedhetetlenül szükségesek bizonyos laboratóriumi eszközök. Ezek mennyisége és minősége az iskoláktól függ. A legkorszerűbb angol, francia, német eszközök is elérhetők, beszerezhetők, de ezek megvásárlása az iskola anyagi lehetőségeitől függ.

Nem kielégítő a fizikatanításban az informatikai segédeszközök használata sem, bár ennek valódi mértékéről csak a készülő felmérés eredményeinek birtokában lehet majd megalapozott kijelentéseket tenni. A tanárok jelentős része idegenkedik a számítástechnikai eszközök használatától; nincsenek meg hozzá a szükséges feltételek. Hiányoznak a látványos, a tanórára bevihető multimédiás fejlesztések. Kevés a jól használható természettudományos témájú CD. De probléma az is, hogy több iskolában a számítástechnikai teremben összpontosulnak a számítógépek és az azt kiszolgáló eszközök (például a projektor), óraszervezési okokra hivatkozva más tantárgy képviselői csak ritkán tudnak ide bejutni.

A tantárgyak közötti összehangoltság

A természetet egységes egészként szemlélő emberek hiányára Vida Gábor mutat rá meglehetősen szkeptikus soraiban. "Az egész nem azonos a részek összességével." Hiányolja az olyan karmestereket, akik képesek az összehangolásra. "Jó példa erre a környezetvédelem kakofóniája, melynek kiváló szakspecialistái vannak, mégis baj van, ha egy komplex környezeti probléma, például a Bős-Nagymaros-ügy megoldásáról van szó." (Vida 1998)

Nemzetközi viszonylatban egyre általánosabb a társadalmi megközelítésű programok kidolgozásának igénye. Ennek egyik legfontosabb kiváltó oka a társadalom és a technika kapcsolatának alapvető megváltozása, amely a hetvenes években következett be. Ekkor kezdett tudatosulni az emberekben a már egyre súlyosabbá váló ökológiai válság, a környezetszennyezés globális hatásainak felfedezése. Az addigi gyakorlathoz képest más módon felkészült szakemberekre lett szükség. A természet és a társadalom kapcsolatrendszerének gyökeres megváltozása új állampolgári magatartásmódot követel meg az átlagembertől. A mereven egyoldalú tudománycentrikus felkészítés helyébe az általános felkészítésnek kell lépnie.

Anglia és Japán közoktatásában az integrált tanítási forma a jellemző. A nemzetközi felmérésekben a japán diákok igen jó eredményeket érnek el, ezt a pedagógiával foglalkozó szakemberek az ilyen szemléletű oktatás érdemének is tulajdonítják.

A természettudományos nevelés legújabb tendenciája a nyolcvanas években bontakozott ki. Egyfajta humanisztikus orientáció jelent meg, amely magára vállalja az ember társadalommal és természettel szembeni felelős magatartásának kialakítását is.

A legfontosabb módszertani alapelvek: a természet egységes egészként szemlélése, a változás és alkalmazkodás stratégiájának kialakítása, a személyes és társadalmi szükségletek felismerése és azok összhangba hozása, a természettudományos megismerési módszer, a modellalkotás gyakorlása példák sorozatán keresztül. Meg kell értetni azt, hogy a tudomány társadalmi felhasználása hasznos, de káros következményekhez is vezethet, ki kell alakítani azt a tudatot, hogy a Föld erőforrásai végesek, elfogadtatni, hogy egy döntési folyamatban minden kényszert számításba kell venni és szerepet kell biztosítani az etikai megfontolásoknak.

Az új szemléletű természettudományos oktatásban, amely a leendő átlagpolgárnak és nem a természettudományok területén tovább tanuló diáknak szól, a fő cél az egyén élete során felmerülő döntéshelyzetek mérlegeléséhez szükséges, társadalmi összefüggéseiben értelmezett tudomány, az alkalmazási lehetőségek széles köre, valamint a helyi érdekeltségek bemutatása. A tanulók tanulásának tervezése során fontos szerepet kell szánni a tapasztalatszerzésnek, a kutató eljárások gyakorlásának, ami nemcsak önálló kísérletezést, elméleti munkát, de társadalmi tevékenységet, gondolkodásmódot is jelent. Ezen oktatási forma lényeges eleme a tanulók kommunikációs képességének fejlesztése. Ez minden tantárgy feladata ebben az életkorban, amely felkészíti a tanulókat a különböző természettudományos vonatkozású társadalmi aktivitásokra.

Az olyan típusú oktatásban, amely a tudományok fejlődésére, változására épül, egyre fontosabbá válik a közös fogalomkészlet, mint a kölcsönhatás, az energia, az anyag, az információ, az anyagszerkezet, a fejlődés, az evolúció, az entrópia stb. Közösek az olyan elemi eljárások, mint a megfigyelés, mérés, kísérlet, modellek megalkotása, elméletek felállítása, matematikai leírás.

Az új programok kidolgozásának lényeges eleme a tanárok továbbképzése, felkészítése. Rendszeres továbbképzéseket szükséges szervezni számukra, sokféle segédanyaggal kell ellátni el őket, konkrét óravázlatokat, feladatlapokat, példatárakat biztosítani számukra.

Hazánkban a hetvenes évek elején a Magyar Tudományos Akadémia támogatásával kezdődtek kísérletek az integrált tantárgy bevezetésére a középiskolákban. Ez a terv az első lépés lett volna az integráció felé, tapasztalatai alapján ki lehetett volna alakítani a távolabbi jövő esetleg magasabb fokú integrációját. Már ekkor felvetődött azonban a mindmáig megoldatlan kérdés: a tanári szakpárosítások rendszerének gyökeres átalakítása.

1981-ben végül nem vezették be az integrált tantárgyak egyikét sem. A kapcsolatteremtés kiépítése szaktanári feladat - a tantervi útmutatók szerint.

A Nemzeti alaptanterv az emberiség történetében eddig felhalmozott ismeretanyagot műveltségi területekre osztja. A tantárgyakat ezek figyelembevételével az iskolák saját maguk alakíthatták ki, hiszen az oktatás csak tantárgyakra bontva történhet. Hogy egy iskola milyen tantárgystruktúrát alakít ki, abban - megfelelő feltételek (személyi, anyagi) esetén - rendkívül nagy szabadsága lehetett volna. Vagyis a kerettanterv bevezetése előtt dönthettek úgy is, hogy a természettudományokat egységesen egy tantárgyba tömörítik. Ennek a lehetőségei ma is megvannak, de az ilyen jellegű programokat akkreditáltatni kell.

A hagyományos iskolai tantárgyi szerkezetben - néhány kivételtől eltekintve - ma is a szétválás tendenciája folytatódik tovább, annak ellenére, hogy egyszerre vagyunk tanúi a tudományok differenciálódásának és integrálódásának. Ebből a kettős tendenciából azonban az oktatás csak a specializálódást ragadja meg, bár már régóta képtelen követni az ismeretek mennyiségének rohamos növekedését.

Nemzetközi összehasonlítás

Az elmúlt 20-25 évben a fizika tanításában "forradalmi" folyamatok mentek végbe. A világban radikálisan átalakult a tantárgy tanítása funkciójának a szemlélete, s ennek nyomán maga a tanítás is. A fizika tanításának társadalmi funkciói kerültek előtérbe, kialakult a társadalom-központú természettudományos nevelés, lényegesen kitágítva a fizikatanítás funkciórendszerét is. E tendencia nyomán a fizikatanítást is áthatja a "természettudományt mindenkinek" elve, az STS- (Science-Technology-Society: tudomány, technika, társadalom) irányultság, a környezeti, a technikai és az egészségnevelés szelleme.

Megújult, alapjaiban átalakult a fizikatanítás tanterveihez, oktatási programjaihoz és a tanári tervezéshez való viszony. Előtérbe kerültek a tanári munkát közvetlenül segítő formák (Wagner 2002).

Az újabban fejlesztett fizikatanítási programokban megjelent egy minden korábbitól radikálisan különböző tanulásszemlélet és a tanítás új felfogása és gyakorlata. Ez a szemléletmód a konstruktivizmus, amely a gyerekek fizikai világképének alakulása folyamataival kapcsolatos nézeteket teljes mértékben átformálta. Legfontosabb jellemzői a következők.

1. A tanuló a tudást aktívan létrehozza, nem csupán passzívan elfogadja.
2. A tanulók az új tudományos ismeretet a már általuk birtokolt tudásra reflektálva s abba integrálva hozzák létre.
3. Az egyének tanulási folyamataiban a világ egyéni interpretációi születnek meg, amelyek "jóságát"adaptivitásuk dönti el.
4. A tanulás egyéni konstrukciós folyamat, amely azonban nagyon gyakran társas folyamatok során zajlik, melyekben döntő jelentőségű a gondolatok megmagyarázása és megvitatása.
5. A tanulók magukkal hozzák a világról alkotott saját elképzeléseiket az osztályterembe, s meg kell kapniuk minden lehetőséget arra, hogy azokat kifejezhessék.

A fejlődési tendenciák, az átalakulások a hazai oktatási gyakorlatot csak kevéssé érintették. Úgy véljük, hogy minden tanításnak s így a fizikatanításnak is kulcskérdése ma az, hogyan koncentrál a gyerekre, az ő sajátos világlátására, kételyeire, kérdéseire és tevékenységeire. Az elmúlt egy-két évtizedben a természettudományos nevelés módszertanában éppen ezen a területen volt talán a legnagyobb az előrelépés. Ma sokkal többet tudunk arról, hogyan látják a gyerekek az egyes természeti folyamatokat, mint akár húsz évvel ezelőtt. Ennek eredményeként átformálódott a gyermeki világlátás elemeihez való pedagógiai viszony is. A gyerekeknek a kérdéseinkre adott sajátos válaszaiban, a tanítottakkal nem egyező magyarázataiban ma már nem hibákat, téveszméket, "dühítő" nemtörődömséget, tanulni nem akarást látunk, hanem egy belső világ logikus következményeit. S ennek megfelelően a pedagógusi munka is egyre inkább e belső világ felé fordult. A módszerek kiválasztása attól vált függővé, hogy milyen módon lehet "megszólalásra bírni" ezt a belső világot, s ha már "megszólalt", hogyan lehet segíteni az átalakítását, alternatív gondolkodásmódok kifejlesztését (konstrukcióját), napjaink tudományos szemléletmódjának elfogadását.

Mást és másképpen kellene tanítani a diákok egyes csoportjainak, világosan felmérve, hogy ki mi iránt érdeklődik, milyenek az ambíciói, s mi ragadja meg a leginkább a figyelmét. Ez a differenciált pedagógiaeszközrendszerének alkalmazását igényli.

Ugyanakkor azt is látni kell, hogy módszertani megújulás, új tanulási környezetek alkalmazása nem lehetséges hagyományos szemlélettel. Vagyis a fizikatanítás korszerűsítésének feladata mindenekelőtt az alapvető pedagógusi gondolkodási struktúrák átalakítása. Ez az igazán nehéz feladat, komoly kihívás mindenkivel szemben, aki pedagógusképzéssel, továbbképzéssel, tanterv- és tankönyvírással foglalkozik. A nemzetközi tapasztalatok azt mutatják, hogy alapvetően átalakítandó a fizikatanárok viszonya saját tantárgyukhoz, annak funkciójához, meg kell változtatni a tanulás folyamatáról alkotott hagyományos elképzeléseket, felül kell vizsgálni azt a tudományszemléletet, amely szinte megrögződött az elmúlt évtizedekben, s ma már szinte anakronisztikusnak mondható. Nem csak egyszerűen az a dolgunk, hogy új módszereket sajátítsunk el, valójában egész gondolkodási rendszerünket meg kell változtatni. (Nahalka 2002).

Vegyünk szemügyre néhány példát más országok tapasztalataiból!

Az Amerikai Egyesült Államok több tagállamában a már említett STS megjelölésű oktatási programok keretén belül szervezett oktatás célkitűzései nem a tudományos élet igényei alapján fogalmazódnak meg, hanem annál sokkal tágabban, az embernek a társadalommal és a természettel szembeni felelős magatartásával összefüggésben. Sok olyan kis oktatási programot, 2-6 óra alatt feldolgozható modult készítettek, amelyek egyszerűen beilleszthetők a már meglévő természettudományi tantervek közé.

Néhány téma:

• a kiégett nukleáris üzemanyag raktározásával kapcsolatos szerepjáték,
• a világméretű felmelegedés,
• tudomány és technika az újságokban,
• tíz találmány, amely megváltoztatta az életünket,
• energiatermelés és népesedés,
• a tudományos forradalmak szerkezete.

Az elvégzendő tevékenységek között gyakran kell az adott kérdésben levelet, petíciót, kiáltványt fogalmazni, társadalmi kérdésekre is kiterjedő esettanulmányt kell készíteni, politikai cselekvés lehetőségeit vizsgálni. A kérdésfeltevések az esetek jelentős részében problémacentrikusak, ellentmondásokat hordozók. Fontos szerepe van a döntési folyamatok gyakorlásának is.

A célok jellege azért is érdekes, tanulságos, mert képességek és különösen attitűdök, értékek fogalmazódnak meg bennük, illetve a magatartás és a viselkedés kategóriái fontosak. Ugyanakkor az ismeretek sem kerülnek háttérbe, de inkább eszközjellegük dominál.

Angliában az 1-7. évfolyamokon a mi természetismeretünkhöz hasonló Science nevű tantárgy szerepel. Ezt követi a 8-10. évfolyamokon a fizika, heti kétszer egy vagy egyszer két órában. Egy óra 35 perces. A dupla órákon tanulókísérleteket, méréseket, projektfeladatokat oldanak meg a gyerekek. A felvételire készülők a 11-12. osztályban heti nyolc órában tanulnak fizikát. Itt is sok a labormunka, a kísérletezés, mérések elvégzése, projektfeladatok, de megjelenik a számunkra ismerős feladatmegoldás is.

Érdekesség, hogy a 10. osztályban már kötelezően feldolgoznak nukleáris témákat is, és a modern fizika más témái is helyet kapnak a tananyagban. Évente tartanak vizsgaszerű értékelést, amelynek gyakorlati elemei is vannak.

Franciaországban a fizikaoktatás nem egységes, mind az általános, mind a középiskolák között nagy különbségek vannak. Időben is gyakori változások jellemzik a fizikaoktatást, 5-6 évenként átírják a tankönyveket, amelyek kifejezetten szépek, kedvet ébresztenek a tanuláshoz.

A fizika mint különálló tantárgy oktatása a 9. évfolyamon kezdődik, de egy egységes természetismeret tantárgyon belül az alsóbb évfolyamokon is vannak fizikai jellegű témák. Ennek keretében nem annyira diszciplínaorientált, hanem kifejezetten gyakorlatias ismeretátadás történik, sok-sok iskolai és otthoni kísérlet elvégeztetése, amelyekről jegyzőkönyvet is kell készíteni.

A középiskolák 9. évfolyamán is inkább természetismeret jellegű az oktatás. Hőmérsékletmérés, térfogatmérés, halmazállapot-változások tanulmányozása a fő témák, melyeket hazánkban sokan "konyhafizikának" neveznek. A gyerekeknek sok iskolai és otthoni kísérletet kell elvégezniük. Ezek mellett minden hónapban egy-két alkalommal laboratóriumi méréseket végeznek, amelyekről meghatározott szempontok szerint komoly jegyzőkönyvet is kell készíteniük.

A 10. évfolyamon elektrosztatikával, majd az egyenárammal kezdenek el foglalkozni. Ezt követi az ismerkedés a mechanika alapfogalmaival, ami a 11. évfolyamon folytatódik. Majd a mechanikai energia, ezt követően az elektromosságtan feszültségfogalmának megalkotása a tananyag. A laboratóriumi gyakorlatokon integrált áramköröket kell készíteniük a tanulóknak. Végül a rezgések és hullámok feldolgozása következik.

Azok, akik nem szándékoznak fizikából tovább tanulni, a 12. évfolyamon a modern fizika legfontosabb alapfogalmait dolgozzák fel, melyekben jelentős szerepet kapnak a nukleáris technika elemei. Ez azért is fontos, mivel Franciaország azon kevés országok egyike, ahol a villamosenergia-termelés majdnem 80 százaléka atomerőművekből származik. A fizikából tovább tanulni szándékozók emellett ismét végigvesznek minden, már addig feldolgozott témakört. Ennek a kurzusnak kifejezetten magas a szakmai színvonala. A feladatmegoldások esetében követelmény már az integrál- és differenciálszámítás elemeinek az alkalmazása. A jelentkezők közel 80 százaléka tudja teljesíteni a követelményeket, ez egyben egyetemi felvételinek is megfelel.

Németország egyes tartományaiban különböző oktatási koncepciók érvényesülnek, de ezek nem térnek el jelentősen egymástól. Az utóbbi években itt is óraszámcsökkentést hajtottak végre, melynek értelmében a fizikát választható tantárggyá tették a magasabb évfolyamokon.

Három természettudományos tantárgyból (biológia, kémia, fizika) kell a diákoknak kötelezően választaniuk. A 11. évfolyamon két tantárgyat kell választaniuk, melyeket heti 3-3 órában tanulnak, a 12. és a 13. évfolyamon csak egyet kell továbbra is tanulniuk az előző évben tanult kettő közül.

A fizikaoktatás nagy szélsőségeket mutat. Azok a diákok, akik nem választják a fizikát, szinte csak a legfontosabb alapfogalmakat tanulják meg. A legmagasabb óraszámban tanulók viszont, akik több éven át a fizikát választják, igen színvonalas képzést kapnak.

A fizika oktatását áthatja a környezetvédő "szellem", az ehhez tartozó ismeretek a fizikatankönyvekben szakmailag helyesen szerepelnek. A könyvekben sok a problémamegoldásra ösztönző kérdés, ellenben kevesebb a mi fizikaoktatásunkat jellemző számításos feladat.

Németország tanulói az OECD PISA 2000-ben lebonyolított vizsgálata alapján a természettudományos tesztekben szignifikánsan gyengébben teljesítettek az átlagnál. A helyi oktatási szakemberek, iskolaigazgatók véleménye szerint nem csak a választhatóság, illetve az alacsony óraszám okolható a gyenge teljesítményért. Az egyik legfőbb oknak azt tartják, hogy a "Zöldek" és az őket képviselő párt mindent megtesznek a modern fizika eredményeinek aláaknázásáért. Tévképzeteik mélyen beivódnak a középiskolás korú tanulóifjúság gondolkodásmódjába, és sajnos az oktatáspolitikai irányítók gondolkodását is befolyásolják.

A követelmények és az értékelés

Az utóbbi időben sok tanulmány figyelmeztet arra, hogy hazánkban a természettudományos nevelés eredményességével kapcsolatban súlyos problémák tapasztalhatók. Ez azért meglepő és különösen fájdalmas jelenség, mert Magyarország az 1970-es, 1980-as években a nemzetközi felmérések tanúsága szerint "természettudományi nevelési nagyhatalom" volt, az országok rangsorában az első helyek egyikén állt. Az 1995-ben elvégzett vizsgálat már jóval gyengébb eredményeket mutatott. Nyolcadikos tanulóink az 1983-as természettudományi tesztben 25 ország közt kimagaslóan az első helyen végeztek, most ugyancsak 25 országból (ezek maximálisan teljesítették a mintavételi követelményeket) fizikából már csak hatodikok voltunk (Beaton és mts. 1996). Abszolút értékben ez nem rossz eredmény, csak az első helyhez képest jelent visszaesést.

A 12. évfolyamos magyar tanulók 24 ország között a 19. helyet érték el, eredményük szignifikánsan gyengébb, mint a nemzetközi átlag. (Gecső1998)

Legutóbb az OECD-országok körében végzett PISA-felmérés nyújtott összehasonlítási lehetőséget a magyar természettudományos nevelés eredményességével kapcsolatban (Vári és mts. 2001). A 15 éves tanulók teljesítménye nem tért el szignifikánsan az átlagtól, ami korábbi nemzetközi összehasonlító vizsgálatokban (beleértve az 1995-ös TIMSS-vizsgálatot is) elért eredményeinkhez képest további romlást jelent. Ma már nem tekinthetjük kiemelkedőnek a hazai természettudományos nevelést és azon belül a fizikaoktatást sem. Bár az általános iskolások még viszonylag előkelő helyen szerepeltek, a középfokú képzést éppen elhagyókra ez már nem érvényes, s különösen a változások tendenciája aggasztó.

Fizikatanításunk túlságosan koncentrál a feladatmegoldásra. Az érdekek világosan felismerhetők: amennyiben a fizikafelvételin döntő szerepe van hat feladat megoldásának, akkor minden fizikát tanító tanár elemi érdeke az ezekre való felkészítés. Pedig lenne választási lehetőség, s elvileg lehetséges lenne az "igazi" problémamegoldó képesség fejlesztése a fizika tudásterületein, a jó fizikai világkép, a kritikus gondolkodás kialakítása annak érdekében, hogy a tanulók a felvételi feladatokat is meg tudják oldani, és ennél sokkal szélesebb körű fizikai műveltséget is szerezzenek. Ennek a nehezebb útnak a végigjárására azonban kevesen vállalkoznak. Kevésbé kockázatos, ha túlbiztosítással begyakoroltatják a lehetséges típusfeladatok megoldását, azokat a mechanikus algoritmusokat, amelyek elégségesek a hat felvételi feladat "leküzdéséhez". Ez a fajta szemlélet pedig torzítja a fizika tantárgy tényleges szerepét a magyar közoktatásban. Ezen változtatni kell.

Fejlesztési igények

A természettudományos nevelés és azon belül a fizikaoktatás megújulásának lehetőségét a hazai és a nemzetközi elemzések, kutatási eredmények és saját tapasztalataink alapján a következőkben látjuk.

1. A gyermeki előismeretek, a fejlődéslélektan elemeinek minél szélesebb körű figyelembevétele a tanulási folyamat megtervezésekor.
2. Az új ismeretek feldolgozásakor minden esetben a diákok életének valóságos viszonyaihoz köthetőkontextusba kell helyezni a jelenségeket, amelyhez szükségesnek tartjuk, hogy a környezeti problémák mellett történeti elemek is megjelenjenek.
3. A gyerekek megfelelően választott kísérletek alapján történő tapasztalatszerzésének megszervezése az elmélet irányító szerepének figyelembevétele mellett.
4. A gyermekek tanulási folyamatának megtervezésekor annak figyelembevétele, hogy a természettudományos ismeretszerzés során az egyéni tudások megkonstruálása társas folyamatokban zajlik, ezért különböző jellegű kollektív munkaformák alkalmazása is szükséges.
5. A különböző természettudományos tantárgyakban szereplő ismeretanyag összehangolása, közös szaknyelv alkalmazása annak érdekében, hogy a diákok a természetet egységes egészként tudják felfogni, s így az iskolában megszerzett tudásuk hatékony segítség legyen felnőttkori döntéseikben és mindennapi életükben.

Tekintettel kell lennünk az oktatás nemzetközi tendenciáira is, amelyek előnyben részesítik a természettudományok társadalmi vonatkozásait, beleértve a környezeti vonatkozásokat, és jelentős mértékben foglalkoznak a problémamegoldó gondolkodás fejlesztésével a konstruktivizmus ismeretelméletére épülő pedagógiai elvek alapján.

Véleményünk szerint a közoktatás fejlesztését a tanárképzésnél, de legfőképpen az alapokat tanító tanárok képzésénél kell kezdeni. A tanárképzés egyik legfontosabb feladata a fizika szak szakdidaktikai vonatkozású képzési programjának korszerűsítése. A munka során a legkritikusabb területre, a szaktantárgy bevezetésének, megszerettetésének szakmódszertani problémáira kell elsősorban koncentrálni. Ha ezen a ponton hiányosságok vannak, és a tanulók részéről idegenkedést váltanak ki, akkor a teljes általános és középiskolai fizikaoktatás sikere veszélybe kerül. A fizika tantárgy sikeres bevezetése ellenben jó alapot teremt a többi természettudományos tantárgy eredményes tanulásához is. Ez a leginkább elhanyagolt (lenézett) terület a tanárképzés folyamatában.

Nagyon fontosnak tartjuk, hogy a tanárjelöltek ne csak az elitiskolák kiválogatott tanulóival végrehajtható tevékenységeket ismerjék meg, hanem heterogén összetételű gyerekcsoportokban is képesek legyenek a differenciált oktatás megvalósítására. Hiszen az ország iskoláinak többségébe ilyen gyerekcsoportok járnak.

Az eddiginél jóval nagyobb szerepet kell kapniuk a határozott elméleti alapokon nyugvó gyakorlati vonatkozásoknak.

Szükségesnek tartjuk felmérni, majd folyamatosan nyomon követni azt is, hogy a fizikát tanító tanárok jelenleg milyen tanári és tanulói munkaformákat alkalmaznak, mit vár el a társadalom tőlük, hiszen célzottan ilyen vizsgálatot még nem végeztek.

Feltétlenül fontosnak tartjuk, hogy kiemelten foglalkozzunk a fizika tanításának javításával, a tantárgy ugyanis meghatározza a többi természettudományos tantárgy eredményes tanulását is. Fontos szerepe van a racionális természettudományos gondolkodás kialakításában, a napjainkban egyre jobban elburjánzó, sok kárt okozó áltudományos nézetek elleni küzdelemben. Fel kell tárni annak az okait, miért ez az egyik legkevésbé kedvelt tantárgy a diákok körében. Nem lehet egyszerűen csak attól várni jobb eredményt, mint ahogy azt többen gondolják, hogy még több érdekes kísérletet kell bemutatni, jobb esetben a tanulókkal elvégeztetni. A megértéshez sokkal többet kell foglalkozni a tanulók előzetes tudásával, amelybe beépítik az új információt, vagyis a tanulás alapvető folyamatainak jobb megismerése adhat kulcsot a tanárok számára az eredményesebb tanításhoz.

Irodalom

Alonso, M.: On the notion of internal energy. Physics Education, 1997. 4. sz. 256-264.

Carlton, K.: Teaching about heat and temperature. Physics Education, 2000. 2.

Csapó Benő: A tantárgyakkal kapcsolatos attitűdök összefüggései. Magyar Pedagógia, 2000, 100. évfolyam 3. sz. 343-366.

Driver, R.: The Pupil as Scientist? Philadelphia, 1983, Open University Press, Milton Keynes.

Józsa Krisztián-Lencsés Gyula-Papp Katalin: Merre tovább iskolai természettudomány? Vizsgálatok a
természettudomány iskolai helyzetéről, a középiskolások pályaválasztási szándékairól. Fizikai Szemle,
1996. XLVI. 5. sz. 167-170.

Kuhn, Thomas S.: A tudományos forradalmak szerkezete. Budapest, 1984, Gondolat Kiadó.
Eredetileg: Kuhn, T. S. 1962. The Structure of Scientific Revolution. Princeton, Princeton University Press.

Marx György: Napfény, üvegház, éghajlat. Fizikai Szemle, 1993. 4. sz.132-140.

Nahalka István-Poór István-Radnóti Katalin-Wagner Éva: A fizikatanítás pedagógiája. Budapest, 2002, (Megjelenés alatt.) Nemzeti Tankönyvkiadó.

Polányi Mihály: Személyes tudás I-II. Budapest, 1962/1994, Atlantisz Kiadó.

Radnóti Katalin: Az atomenergia megítélése és a természettudományos tanárképzés. Iskolakultúra, 1996. 4. sz. 65-76.

Radnóti Katalin-Wagner Éva: A természettudományos nevelés gyakorlati problémái. Magyar Pedagógia,1999. 3. sz. 323-343.

Vida Gábor: Sötét gondolatok a "rész"-ről és "egész"-ről s a tudományról. EZREDFORDULÓ, Stratégiai kutatások a Magyar Tudományos Akadémián. 6. 18-20.

Wagner Éva: A fizika tanításának tervezése. In: A fizikatanítás pedagógiája. (Szerk.: Radnóti Katalin-Nahalka István) Budapest, 2002. (Megjelenés alatt) Nemzeti Tankönyvkiadó.

Vári Péter-Bánfi Ilona-Felvégi Emese-Krolopp Judit-Rózsa Csaba-Szalay Balázs: A PISA 2000 vizsgálatról.Új Pedagógiai Szemle, 2001. 12. sz.

Footnotes

1. ^ A tanulmány elkészítésében segítségemre voltak: Juhász András, Kerber Zoltán, Kiss Csilla, Lelik Lászlóné, Martinás Katalin, Nahalka István, Papp Katalin, Poór István, Schuszter Ferenc, Sümegh László és Wagner Éva, akiknek ezúton mondok köszönetet.