MIKOLA SÁNDOR A KÍSÉRLETI FIZIKATANÍTÁS ÚTTÖRŐJE ÉS MESTERE

Kovács László
Nagykanizsa

Az 1924. évi nagy tantervi reform eredményeként 1927-ben jelent meg az "Utasítások a középiskolák (gimnáziumok, reálgimnáziumok és reáliskolák) tantervéhez" c. kiadvány.

E nagy jelentőségű oktatástörténeti dokumentum elkészítésében Mikola is résztvett: ő írta a "Fizika" fejezetet és az "Általános utasítások" részben is ráismerhetünk gondolataira, közvetlen meleg hangú stílusára.

Az ötvenéves jubileum alkalmából Mikola ma is aktuális gondolatainak idézésével emlékezünk rá.

Mikola Sándor legfőbb tanári erénye a pontos fogalomalkotásra való törekvés

Mikola a genetikus tanítás híve volt, s így rendkívül nagy súlyt helyezett a fogalmak helyes kialakítására. A mai modern lélektani kutatások eredményeivel teljesen egyező módon megkülönböztette a fogalom kialakulásának szakaszát a fogalom tényleges definiálásától. Vallotta, hogy a tudomány az absztrakt fogalmaknál kezdődik, azonban ezek betanulását értéktelennek minősítette. "Úgy kell a tanulót vezetni, hogy a tények hatása alatt az absztrakciók benne önmaguktól kifejlődjenek. A jövő középiskolája tehát nem tanító, hanem dolgozó iskola".

A dialektikus materializmus tételeivel egyező módon állítja, hogy "... csak az hat képzőleg, ami az emberrel magával megtörtént, amit ó maga tapasztalt és átélt", hogy "... a külső hatások folytán kialakult érzékszervi adatok a szellemi élet alapját alkotják." A régi tanítási módszerrel oktatott diákot a színházi nézőhöz hasonlítja, aki lát, hall, de maga nem vesz részt az előadásban. Ezen rassz gyakorlat megváltoztatására a múzeumlátogatásokat, kirándulásokat, utazásokat, műhely és labbratóriumi gyakorlatokat; a mérést, a sportolást, az aktív zenélést és rajzolást, valamint a modellálást javasolja. "A tanulók munkásságán alapuló oktatás oly erényeket fejleszt ki, amilyenek a nagy kutatókat jellemzik. Önállóság, gondosság a munkában, a munka szeretete és megbecsülése, kitartás, igazságosság; ezek az ilyen tanításból eredő etikai nyereségek; a természettudományos gondolkodásmód elsajátítása pedig a kulturális eredmény" - írja "A középiskolai matematikai és természettudományi oktatás reformja" c. alapvető fontosságú tanulmányában.

Mikola elvi álláspontjának ismeretében vizsgáljuk meg közelebbről is nézeteit, és kövessük nyomon, hogyan valósította meg a fogalomalkotást tanítási gyakorlatában.

Egészen pontosan megtudhatjuk magától Mikolától azt, hogy mi volt módszerének lényege, hogy minek alapján válhatott ő tanár-példaképpé. "A physikai alapfogalmak kialakulása" című úttörő jelentőségű könyvében igen gazdag történeti anyaggal illusztrálva rögzíti felfogását. E könyv számos helyén találhatunk konkrét didaktikai megállapításokat, s így szinte tanári segédkönyvként is ajánlhatnánk. E műből idézünk a továbbiakban.

A tudományos fogalmak eredetéről így ír Mikola: "Úgy képzeljük, hogy az igazi, hasznos, célszerű és soha ki nem törülhető absztrakciókat a hosszú fejlődés hozta létre. Az emberiség értelme sohasem teremt absztrakciókat, amikor nincs rá szükség, sohasem ugrat ott, ahol nincs árok."

"Kettős alapja van tehát mai fizikai fogalmainknak: az egyik az egyénenként megszerzendő tapasztalás, a másik pedig az ősöktől átöröklött sémák rendszere, amelyet módosítani lehet, de megszabadulni tőlük lehetetlen."

Mikola tehát nem azt vallja és tanítja egy-egy fogalomról, hogy van, hanem azt, hogy születik. Emlékezzünk csak vissza, milyen szemléletváltozást jelentett számunkra, amikor megtudtuk, hogy a kisbabát nem a gólya hozza, hanem a gyerek születése egy bonyolult folyamat eredménye. Ehhez fogható az a szemléletváltozás, amelyhez Mikola juttatja tanulóit. A meglevők puszta tudomásulvételénél sokkal izgalmasabb és a figyelmet jobban leköti annak tudata, hogy minden keletkezik, még a tudományos fogalmak is. Más élmény egy virág szemlélése, szépségének megcsodálása, és más kifejlődésének megfigyelése. Ha figyelemmel kísérem fejlődését, akkor irányítani is tudom azt. Ugyanígy válik teljesítőképes tudássá az az ismeret, amelynek végig követtük fejlődését, hisz eközben váltak teljesen világossá összetevői. Ma úgy tanítjuk a fogalmakat, hogy azok létét eleve adottnak vesszük, és ezért fordulhat elő, hogy egyes fogalmak a tanulók előtt misztifikálódnak / sokszor teljesen elvesztik kapcsolatukat az adott jelenséggel, és ekkor vonnak le a tanulók rossz következtetéseket, és használnak egy-egy modellt messze érvényességi határán túl.

Mikola megmutatja, hogy a testek viselkedésének bizonyos jelenségek leírásának csupán egy lehetséges módja az, amelyet éppen mi alkalmazunk. "Képzeljük azt, hogy valahol kint a világűrben van egy bolygó, amelyen olyan természeti viszonyok uralkodnak, mint itt e Földön. Képzeljük továbbá, hogy ott ugyanolyan emberiség alakult ki, mint itt, és hogy ugyanolyan szellemi fokon is áll. Semmi sincs, ami azt bizonyítaná, vagy ami annak feltevésére kényszerítene, hogy ott a természettudományok ugyanazokkal az alapfogalmakkal dolgoznak, mint nálunk. főt el tudunk képzelni olyan természettudományt, amely a mienktől telesen elütő alapfogalmakkal bír. Minthogy az alapfogalmak a történeti fejlődés esetlegességeinek következményei (ez az, amit Poincaré conventiónak nevez), azért más történeti esetlegességek más alapfogalmakat is hozhatnak létre.

Viszont minden természettudós meg van győződve arról, hogy a természeti jelenségek ott sem lehetnek mások, mint nálunk, és hogy éppen azért a kétféle természettudomány között a fogalmak vonatkozása és a kölcsönös megértés megállapítható lenne."

Mikola fogalomkialakítási módszere három pilléren nyugszik: a fejlődés elvén, az analógiák használatán és a modellalkotás fontosságának és korlátainak megmutatásán. Mikola stílusának gazdagságát is érzékeltetni kívánjuk, ezért ismét őt idézzük: "Mert a létező dolgokat csak keletkezésük folyamatában lehet megismerni. A tünemények valódi megértését csakis fejlődésük története adhatja meg. ..." "Ezeken az utakon röviden végig fogunk tekinteni, hogy az energia absztrakt fogalmának kigomolyodását és tápláló forrásait megismerjük.

"Azzal végre is tisztában van mindenki, hogy egy szó kimondásával nem lehet tudományt csinálni. De ha ahhoz a szóhoz tíz vagy száz más szót fűzünk, akkor sem keletkezik belőle tudomány. A tudomány a jelenségekkel való hosszas, lelkiismeretes, őszinte, kitartó foglalkozás révén fejlődik ki, és ezt a munkát semmiféle szóval sem lehet helyettesíteni. De szavakra vagy jelekre is szükség van, hogy ugyanazzal a jelenségkörrel foglalkozó egyének egymást megérthessék. Maxwell (Nature 1876.) így ír: Nagy jótétemény az emberiségre, hogy a tudomány előrehaladása következtében a közönséges beszédmódba olyan szavak és phrasisok csúsztak be, amelyek az igazi tudományos eszmékkel egyeznek és így kiszorítottak olyanokat, amelyek a természetről hamis fogalmat keltettek. Lényege a tudománynak, hogy a dolgokra oly szavakat használjunk, amilyenek azok valójában."

Mikola tehát nem adta a fogalmakat azonnal abban a formában, amibe évszázadok alatt a tudósok finomításai által került. Valóban egy-egy mai definíció csak úgy érthető meg igazán, ha fejlődésének legalább néhány lépcsőfokát érintjük. Ahogy a magzat végigjárja a törzsfejlődés lépcsőit újszülötté válásáig, ugyanúgy járatja végig Mikola a fogalom kialakulásának útját és így a diák agyában életképes fogalom születik. Mikola ezen lépése igazi pedagógiai-pszichológiai magatartás, hisz a pedagógus legfőbb feladata, hogy az ismeretek átadásának útját kiművelje, az absztrakt fogalmakhoz vezető utat járhatóvá tegye.

A tanuló még pallérozatlan elméjének képzetei igen hasonlóak a századok előtti felnőtt tudósok elképzeléseihez. Megnyugtató tehát számukra, hogy az általuk nagy tudósként tisztelt ősök őhozzá hasonlóan gondolkodtak. Ha biztonságérzetet adtunk a tanulóknak, akkor már több apró lépcsőfok kihagyásával is ki lehet mutatni a fogalom fejlődését és rögzíteni lehet mai helyes formáját. Szemléletessé válik pl. a hő és a munka egyenértékűségének tárgyalása, ha tanítási órán megemlítjük az alábbi tényeket: "Miután Rumford 1798-ban ágyufúrással vizet forralt és Davy 1799-ben két jégdarabot a légszivattyú burája alatt dörzsöléssel megolvasztott: határozottabban kezdett kialakulni az a képzet, hogy a hő lényegében a mozgástól nem különbözhetik."

Az alapfogalmak tanításáról Mikola így ír: "A következőkben a fizikus álláspontjára helyezkedünk, tehát a tér- és idő-fogalomnak ilyszerű meghatározásával nem fogunk foglalkozni. Az a véleményünk, hogy sem a túlzottan absztrakt jelentésű szavakkal, sem pedig költői metaforákkal nem vagyunk képesek a térre és időre vonatkozó - különben egészen élénk és jól megalapozott - ismereteinket mélyíteni vagy bővíteni."

A fogalomalkotás szubjektív nehézségeire is felhívja a figyelmet: "Viszont azt látjuk, hogy amily nehezen ment ennek az elvnek a kialakulása, olyan könnyűnek, magától értetődőnek tartják sokan ma; ... könnyű nekik, mert most már nem nekik kell azokat megteremteniök." A tanulónak viszont saját maga számára neki magának kell a kérdéses fogalmakat megteremtenie. Érdemes idemásolni erről a kérdésről egy mai pszichológus véleményét is: "A fogalmakat tehát nem lehet 'tanítani', olyan értelemben, ahogy például tényeket taníthatunk. ... A tanár, akiben ezek a fogalmak már kialakultak, nehezen tudja elképzelni, hogy a diákban nem alakultak ki, mihelyt ugyanis valakiben kialakul egy fogalom, az a számára már egészen nyilvánvalónak látszik."

A fogalomkialakítási módszerének másik két pilléréről Mikola így ír: "Az adatok tömege lehetővé teszi a legősibb - s talán végső elemzésében egyetlen - tudományos módszernek, az analógiának korlátlan alkalmazását." "Minden magyarázat valójában semmi egyéb, mint az ismeretlen tüneménynek a lélekben meglevő egyszerű tapasztalati adatokkal való összekapcsolása. Mi valamit akkor értünk, ha a tünemény főbb részletei egyszerű tapasztalati dolgokkal analógok. ... Minden tanítás feladata: ily tapasztalati elemeknek a lélekben való kifejlesztése és a tüneményeknek (az analógia révén) velük való összekapcsolása." "... az igazi fizikai hipotézisek a jelenségekről egyszerű és szemléletes képet adnak, összefoglalásukat, fejbentartásukat megkönnyítik és a jóslást lehetővé teszik."

"Aristotelés a világrendszerek szerkezetére vonatkozó felfogásokat nem tekintette egyebeknek, mint a természet "modelljeinek", úgy értve ezt a szót, ahogy azt W. Thomson és Maxwell értette."

Az erő és tehetetlenség fogalmának kialakulásáról több művében írt Mikola. Szemléltetésként egy - közelítőleg 1944-ből származó kéziratának részletét közöljük. (L. 1. ábra).

Mikola tanár úr félévszázados "Utasítása"

Sajnálhatjuk, hogy Mikola Sándor módszertani elveit könyv formájában nem jelentette meg. Úgy érezzük azonban, hogy a minden fizikatanár kezébe eljutó "utasítása" a fizika középiskolai tanítását hosszú időre iránymutatóan meghatározta.

M. Zemplén Jolán fizikatörténész Mikola "utasításának" tudta be azt a jelenséget, hogy őt a húszas évek végén egy viszonylag szerény képességű és ambíciójú fizikatanár egészen jól és eredményesen tanította fizikára. Ott volt ugyanis támaszul a remek mankó: Mikola írása.

A fogalmak kialakításáról az 1927. évi Utasításban ez áll: "A tanulók előtt egészen vagy részben ismeretlen jelenségeket mindig qualitatív kísérletekkel vezetjük be. Így a légnyomás tanítását a magdeburgi féltekékkel, hólyagrepesztéssel, víznek csövekben való felszivattyúzásával vezetjük be, és ha ezekből a kísérletekből a légnyomás fogalma, hatásának mibenléte és hozzávetőleges nagysága a tanuló előtt világossá vált, csak akkor térünk át a mérésre, vagyis a légnyomás nagyságának meghatározására. ... De nemcsak qualitatív, hanem látszólagos és gondolati kísérletekkel kell kísérni a fizika tanítását, különösen azon részeit, melyekben absztrakt fizikai mennyiségek szemléltetéséről van szó. Így pl. a munkafogalom bevezetésénél célszerű látszólagos kísérletekkel szemléltetni a munkafogalmat (rugós mérleggel testeket vonszolni vízszintes síkon és lejtőn, rugókat nyomni össze, stb.). ... Miként látható, a qualitatív kísérletek a fogalomalkotásnak legfontosabb segédeszközei és azért ezeknek rendszerint meg kell előzniök a quantitatív kísérleteket, amelyek a fizikai törvények legnagyobb részét szolgáltatják. A qualitatív kísérletekkel a tanuló lelkében először ki kell fejleszteni a különböző fizikai mennyiségek fogalmát/és ki kell fejleszteni azt a meggyőződést, hogy a fizikai mennyiségek között funkcionális összefüggés van és csak azután lehet áttérni a mérésre, mert ha a tanuló nem tudja, hogy mit mérünk, mi célból mérünk és hogyan mérünk, akkor a legprecízebben végrehajtott mérő kísérlet is értéktelenné válik. Ha azonban a mérő kísérleteket a közölt módon előkészítjük, akkor úgy tudományos, mint pedagógiai szempontból megtettünk mindent a fizikai igazság kellő megértésére és értékelésére."

A helyes szóhasználatra is gondosan ügyel Mikola: "Ne kövessük a matematikusokat szólásmódjukban sem Azt mondani, hogy 'sebességnek nevezem' az útnak és az időnek hányadosát helytelen, mert a sebességet ugyan az útnak és időnek hányadosával mérjük, azonban a sebesség fogalmilag nem hányados, hanem a testeknek érdekes és fontos fizikai állapota."

A tanítás módszere c. részben a következőket írja Mikola: "Az alapigazságok tanításánál tehát nem tehetünk mást, mint azt, hogy az általános tapasztalatra hivatkozva lehetőleg sok jelenséget idézünk fel a tanulók emlékezetében, azonfelül sok qualitatív, esetleg ha lehet, félig quantitatív kísérletet végzünk, azután a jelenségkört analizáljuk, a lényeges elemeket a lényegtelentől elválasztjuk, a mindegyikben előforduló alapvonásokból az alapfogalmat összerakjuk, és segítségével az alapigazságot kimondjuk. ... Az alapigazságokhoz hasonlóan tárgyaljuk a hipotéziseket. A kettő között különben sincs lényegbevágó különbség: minden alapigazság keletkezésének első időszakában hipotézis, és minden hipotézis idővel alapigazsággá válhat. ... Az igazi induktív kutatási módszerekben mindig igen lényeges szerepet játszott az analógia, amelynek a tanításban is igen lényeges szerep jut. A hipotézisek is részben mechanikai analógiák."

Az ismeretszerzés módszerét: a modell-módszer alkalmazását is megtanítja Mikola: "A mechanikai analógiák fogalmát jól kihasználjuk. A két párhuzamba állított jelenséget analizáljuk, a lényeges és egyező vonásokat egymás mellé állítjuk, a szükséges fogalmakat megalkotjuk és segítségükkel a törvényt kimondjuk. Ez az igazi induktív módszer, itt a tanulók a tanításból csakugyan fogalmat szerezhetnek arról, mi vezeti az igazság kutatóit munkájukban:"

Mikola legfontosabb tanári hagyatékában, az Utasításokban gondosan leírja "heurisztikus" tanítási módszerét: "Különösen egy módszer olyan, mintha speciálisan a fizika számára gondoltatott volna ki. Ez az úgynevezett "heurisztikus" tanítási módszer. A tanár megfelelő kérdések feltevése által igyekszik a tanulók gondolkodását a tárgyra irányítani, a tudat küszöbe alatt levő tapasztalataiknak és ösztönös mechanikai érzeteiknek tudatossá válását elősegíteni, gondolkodási irányukat a lényegesnek kiválasztása felé fordítani megfigyelő és analizáló képességeiket fejleszteni, az absztrakt fizikai fogalmak kialakulását megkönnyíteni, és kellő ingerek fejlesztésével érdeklődésüket a tárgy iránt folyton ébren tartani.

A heurisztikus tanítási módszer gondos előkészülést kíván, miközben jól meg kell gondolni az óra alatt megoldandó probléma kitűzését, azokat a tapasztalatokat, melyeknek tudását a tanulóknál föl lehet tételezni, a kísérleteket és azok sorrendjét, a teendő kérdéseket, a végzendő számítási feladatokat. A tanítás alatt folyton a problémára kell a figyelmet terelni és nem szabad megengedni, hogy a tanulók feleletei és kérdései által a tárgyalás mellékvágányra jusson. A tanulók feleleteit nem szabad ismételni, sőt nem is célszerű mindjárt az első feleletnél elárulni, hogy a felelet helyes-e. A hibás feleleteket is jó türelemmel végighallgatni, mert ezeknek elintézése és a hibás gondolkodás forrásaira való rámutatás által sokszor sokkal élesebben domborodik ki a helyes út, mint anélkül."

A tanulók rossz válaszának meghallgatása és belőle következtetések levonása, a tanár kérdései, a tanulók visszajelzései a mai modern pszichológiának és pedagógiának is a fentiekkel azonos módon megválaszolt sarkalatos kérdései.