Fizikai Szemle 2001/11. 365.o.

MECHANIKA A KÖZÉPISKOLAI TEHETSÉGGONDOZÁSBAN

A 18. század végére kialakultak a klasszikus mechanika alapvető matematikai módszerei. Hazánkban tehát két és fél évszázada tanítanak newtoni mechanikát.

A mechanika szerepét hazánk fizikaoktatásában egy széles körben használt, gimnáziumok számára készült tankönyvsorozat tanmenete alapján vizsgálom. Ezen sorozatban a fizika területeinek súlypontozása jól jellemzi a parallel felépítésű tanmenetek és tankönyvcsaládok felépítését is. Vermes Miklós: "Fizika I., II., III., IV." kötetei reprezentálják a középiskolás tananyagot. A fizika fejezeteinek százalékos arányát mutatja az 1. táblázat.

A mechanika körébe tartozó fejezetek döntően a második osztályban fordulnak elő, ami a teljes kurzus 27,4%-át jelenti. A legnagyobb fejezet ez. A következő az elektromosságtan, a kurzus 18,8%-a. Utánuk szinte holtversenyben a hőtan (12,5%) és a modern fizika (11,6%) a statisztikus fizika, az atom- és magfizika témaköréből.

Az oktatás egyik visszajelző mozzanata a felvételi vizsga. Fizikából felvételiznek diákjaink a tudományegyetemek szakirányú szakjaira, a műszaki felsőoktatási intézményekbe, és az orvosi egyetemekre. A felvételi vizsga napjainkban átalakulóban lévő formájának - egyik hagyományos, legfontosabb eleme a közös érettségi-felvételi írásbeli dolgozat.

Az elmúlt másfél évtized 660 feladatát Szabó Erzsébet, Romvári Roland: "Fizika feladattár" fizikából munkája alapján sorolhatjuk a már használt fejezetekbe (2. táblázat).

A gyakoriság szempontjából élen áll a mechanika, az összes feladat 28,3%-át jelenti. Ezt követi az elektromosságtan (26,2%), ami jellemzően az áramkörök témakörét öleli fel (20,1%). Ezután következik a hőtan (14,5%), majd az optika (13,6%).

Az adatsorok közötti korreláció közepes kapcsolatot jelez. A mechanika és a hőtan előfordulása jó közelítéssel

1. táblázat A fizika fejezeteinek százalékos aránya Kinematika 3,3% Pontmechanika 13,2% Merev testek 2,3% Rugalmasságtan és hangtan 4% Folyadékok és gázok mechanikája 4,6% Optika 5,6% Hőtan 12,5% Csillagászat 6% Statisztikus fizika 1% Elektro- és magnetosztatika 4,6% Elektrodinamika 9,6% Hálózatok 4,6% Atom- és magfizika 10,6% Egyéb 4%

2. táblázat 660 felvételi feladat megoszlása témakörök szerint Mechanika 28,3% Optika 13,6% Hőtan 14,5% Csillagászat 0°/o Statisztikus fizika 0% Elektro- és magnetosztatika 3,5% Elektrodinamika 2,6% Hálózatok 20,2% Atom- és magfizika 3,5% Egyéb 0,2%

megegyezik az oktatási és a számonkérési fázisban. A tanítási folyamatban ráfordított munkánál nagyobb arányban találkozhatunk a felvételi vizsgán az optika kérdéseivel, valamint a hálózatokkal. A felvételin mintegy elhanyagolva, jóval kisebb súllyal rendelkezik három fejezet. Modern fizika oktatására 11,5%-ot fordítunk, míg a felvételi feladatok mindössze 3,5%-a kerül ki ebből a témakörből. Az elektrodinamikai ismereteket a tanórák 9,6%-ában tanítjuk, míg a felvételi feladatok között csak 2,6%-ban oldunk meg ilyen problémákat. A csillagászatra fordított idő (6%) mellett meg kell jegyeznünk, hogy ez a témakör a földrajz tantárgynak erőteljes fejezete, és a fizika felvételin nem szerepelt feladat ebből a tudományágból.

A másik kontextus a fizika középiskolai tanulmányi verseny. A közismert fizikusainkról elnevezett, valamint a nívós Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny (OKTV) fordulói között régi, közkedvelt színfolt a Középiskolai Matematikai Lapok (KöMaL) Fizika rovatának feladatmegoldó versenye.

A feladatok a lehetséges kérdéstípusok szélesebb skáláját ölelik fel: a hagyományos feladatok mellett becslések, problémák, mérések is szerepelnek. A diákok szívesen fejlesztik tudásukat ebben a formában (3. táblázat).

Kiemelkedik a mechanika jellegű fejezetek elsöprő aránya: a teljes repertoárnak több mint fele, 53,5%-a. Az

elektromosságtan alaposan "lemaradva", mindössze 17%-ot képvisel. Említhető még a hőtan 10,8%-a.

Szembeötlő és napjaink pedagógiai kutatásainak e területen mutatkozó szükségességét bizonyító reláció a mechanika túlsúlya a versenyfeladatokban. A mechanika oktatására fordított 27,4% idő mellett sokkoló, hogy a tehetséggondozás versenyfeladatainak 53,5%-a ebből a fejezetből kerül ki. Tasnádi Péter felmérései az Eötvös Loránd Tudományegyetem fizika tanár és fizikus elsőéves hallgatói körében alátámasztják azt, hogy középiskolásaink elitjének mechanika tudása nem a kívánt színvonalú. Csapó Benő "Az iskolai tudás" című munkájában a fizikával különösebben nem foglalkozó fiatal felnőttek peripatetikus mechanikára emlékeztető szemléletét mutatja ki.

Az elektrodinamika kis aránya a tanmeneti előforduláshoz képest szembeötlő (9,6%-ban tanítjuk és 2,9%-ban használjuk a versenyben). Ellentétes jelenség figyelhető meg az elektromos hálózatok alfejezet esetében (4,6% tanítás mellett 9,5%-a).

A csillagászatra fordított tanári munka csak 5,9% a fizika tantárgyban. A KöMaL feladatok 2,6%-a hasznosítja, fejleszti ezt a tudást. A modern fizika helyzete sem jobb. Atomfizikát 10,6%-ban tanítunk, de a KöMaL verseny feladatai között mindössze 5,8%-ban fordul elő. A statisztikus fizika megismertetését 1% jellemzi, míg két feladatban (0,34%) fordul elő.

A mechanikán belül az alfejezetek előfordulását vizsgálva megállapíthatjuk, hogy a mechanikára fordított energiának szinte a felét a pontmechanika tanítására fordítjuk (48,2%). A merev testek mechanikájára 8,4% jut.

A KöMaL versenyben viszont sokszor kérdezünk rá a merev testek mechanikájára (19,6%), míg a pontmechanikára viszonylag "kevésszer" (29,2%).

E vizsgálat alapján messzemenő következtetéseket levonni vakmerőség lenne, de örömmel üdvözölhetjük azt a tényt, hogy a közelmúltban a csillagászat jellegű kérdések köre nőtt, és a statisztikus fizika is felbukkant.

Az adatokat figyelve nem kapunk megfelelő információt a mechanika KöMaL-ban játszott igen erős vezető (mintegy elsöprően uralkodó) szerepének indoklására.