Eligazodni a természet világában

– Interjú Pálinkás József akadémikussal –

Pálinkás József akadémikus, fizikus professzor, az Oktatási Minisztérium politikai államtitkára szerint a természettudományi nevelés alapvető célja a világban való eligazodás segítése, a természet jelenségeinek megértetése. Pálinkás József szerint a természettudományi tantárgyak tanulása során a diákok nagy hányadának azért vannak megértési problémái, mert a megtanulandó ismeretek egy jó részére vonatkozóan nincs lehetősége közvetlen tapasztalatok megszerzésére. A professzor úgy látja, hogy a természettudományi ismereteknek egy viszonylag szűk körét kellene tanítani, azokat amelyeknek megértéséhez nincs szükség bonyolult matematikai apparátusra, amelyek a mindennapi valóságban megtapasztalhatók.

– A természettudományi nevelés szakértői és az e tárgyakat tanító tanárok körében jó ideje viták zajlanak arról, hogy mi is valójában a természettudományok tanításának az igazi célja, funkciója. Ha nagyon sarkítjuk a véleményeket, akkor az egyik póluson azok találhatók, akik szerint e tárgyak oktatásának az alapvető célja a természettudományok által eddig felhalmozott ismeretek megfelelően szelektált és rendszerezett halmazának a megtanítása, egy jól definiálható természettudományi műveltség átadása. Ez az úgynevezett kognitív, tradicionális természettudományi nevelési iskola. A másik póluson helyezkedik el az az irányzat, amelynek képviselői szerint a természettudományi nevelés során nem elsősorban a természettudomány által felhalmozott ismeretek megtanítását kell célnak tekinteni, hanem a gyermeket körülvevő természeti világ jelenségeinek megértetését. Ez az irányzat a természetből szerezhető tapasztalatok minél szélesebb körére alapozva valósítja meg a tanítást, csak olyan jellegű természettudományi ismeretek közvetítését tartja lehetségesnek, amelyekről empirikus tapasztalatok szerezhetők. Fizikusként, tanárként az Ön természettudományi neveléssel kapcsolatos felfogása melyik irányzathoz áll közelebb?

– Alapvetően a második felfogást érzem magamhoz közelebbinek. A természettudományos nevelésnek, mint minden nevelésnek és tanításnak, nézetem szerint az az alapvető célja, hogy segítsen eligazodni a világban. Ezt kulcsgondolatnak tartom. Mert mit is ad a jó természettudományi nevelés a gyermekeknek? Elsősorban világképet, gondolkodásmódot. Ha ebből a szempontból szemléljük az Ön által is felvillantott két lehetséges nézetet, akkor valójában a két szemlélet között igazán nincs ellentét. A természettudományokból ugyanis bizonyos tényeket, jelenségeket meghatározott fogalmi kategóriák segítségével meg kell tanítani. S amint arról kezdünk el gondolkodni, hogy milyen fogalmakon keresztül tanítsuk meg a természettudományok kiválasztott ismeretanyagát, elérkezünk ahhoz a kérdéshez, hogy mely jelenségeket milyen mélységű és részletezettségű fogalmakkal tanítsunk meg. A kérdés megválaszolásánál nem lehet elvonatkoztatni a gyermeki gondolkodás fejlődésének folyamatától, az általánosítás szintjének életkoronként jelentős eltéréseitől. E fejlődési folyamatok sajátosságait figyelembe véve a természettudományi tárgyak ismeretanyagát a közoktatásban több ciklusban kellene megtanítani. Hogy hány ciklusban, az elsősorban az iskolarendszer szerkezetének függvénye.

– A természettudományos ismeretek szempontjából hogyan lehetne szakaszolni az oktatást?

– Azt hiszem, abban mindenki egyetért, hogy a képzés első ciklusa az első osztálytól a negyedikig tartó szakasz, amelyben a közvetlen természeti környezet jelenségeinek megismerése, egyszerű osztályozása a feladat. Ebben a korban nem érdemes elvont fogalmakkal leírni a jelenségeket, mivel a gyermekek absztrakciós készsége nem éri el az ehhez szükséges szintet. A második ciklusban, az ötödiktől nyolcadikig terjedő időszakban már lehet diszciplináris tagolásban oktatni a természettudományokat, el lehet különíteni a különböző tudományok által vizsgált jelenségköröket. Ekkor már be lehet vezetni néhány olyan alapvető fogalmat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a jelenségeket egységes alapelvek szerint leírhassuk. A természettudományos oktatás harmadik szakasza a középiskolai oktatás, amikor a jelenségeket már szabatos fogalmakkal lehet leírni, de ezen fogalmak közül elsősorban azokat szabad tanítani, amelyek közvetlen tapasztalatszerzéssel alakíthatók ki. Nem tartom jónak azt az oktatást, amely nagyon sok absztrakt fogalommal próbálja leírni a természettudományok által vizsgált valóságot.

– A természettudományok újabb eredményei leírhatóak-e ilyen konkrét, ha úgy tetszik, empirikus tapasztalatokon alapuló fogalmakkal, vagy erre csak az úgynevezett klasszikus ismeretek alkalmasak?

– Ez nagyon messzire vezető kérdés. Alapvetőnek tartom, hogy a természettudományi nevelés során elsősorban azokat a klasszikus ismereteket kell megtanítani, amelyekre vonatkozóan a gyerek elé tárhatóak olyan empirikus tapasztalatok, amelyekből elvonatkoztathatóak a valóságot leíró fogalmak. A tudomány is mindig a tapasztalatokból vonatkoztatja el a törvényszerűségeket. Ezt az elvonatkoztatási folyamatot, ezt a tudomány által követett gondolkodásmódot kell megtanítani a természettudományi nevelés során. Ehhez olyan tényeket, jelenségeket kell bemutatni, amelyekkel az emberek a mindennapi életük során szembesülnek. Ugyanis ha olyan természettudományi jelenségeket tárunk a tanulók elé, amelyeket közvetlen tapasztalás útján nem érzékelnek, akkor ezeket csak absztrakt fogalmakkal tudjuk megmagyarázni. Természetesen az absztrakt fogalmak nem iktathatóak ki teljesen, de ezeket mindig konkrét jelenségekből kell kialakítani. Mondok erre példát: a fizika egyik alapfogalma a gravitációs kölcsönhatás, a gravitációs erő. Az egyik test azért vonzza a másikat, mert tömege van. Ezt érezzük, sőt érzékletesen be tudjuk mutatni, a nehéz súlyos tárgyak felfüggesztés nélkül a föld felé zuhannak. Az elektromos erőt is érzékletessé lehet tenni, mivel a megdörzsölt műanyag rúd vonzza a papírszeletkéket, s a mágneses erőt is meg lehet mutatni. Ezek azok a testek közötti kölcsönhatások, amelyek tapasztalati úton megragadhatók. Létezik a fizikában még két másik kölcsönhatás is, az egyiket gyenge, a másikat erős kölcsönhatásnak nevezik, pontosan azért, mert a mindennapi élet, a közvetlen gyakorlat ezekre vonatkozóan nem adott elnevezést. Ezek már olyan absztrakt jelenségek, amelyek mögött részletes matematikai magyarázat áll, amely már nem kellene, hogy beletartozzék a középiskolai oktatásba sem. Esetleg meg lehet ezeket említeni, de részletesen semmiképp nem lehet tanítani, mivel megértésükhöz olyan szintű matematikai ismeretekre lenne szükség, amelyekkel a gyerekek igen nagy hányada nem rendelkezik. Sajnos nagyon sok olyan ismeretet, fogalmat tanítunk ma, amely túl bonyolult a gyerekek számára, illetve lehet, hogy ezeknek az anyagrészeknek bizonyos hányadát lehetne tanítani, de nem matematikai háttér alapján, hanem csak verbálisan, elbeszélően, úgy, ahogyan azt a mindennapi életben megtapasztalhatjuk.

– Milyen szempontok szerint lehet eldönteni, hogy egy-egy természettudományi fogalom bekerülhet-e az oktatásba, s azon belül is melyik tanítási ciklusba?

– A választ magában a tudományban érdemes keresni. A tudomány fejlődése során nagyon fontos szempont, hogy akkor vezetnek be új fogalmat, ha arra feltétlenül szükség van, azaz ha a jelenségek az addig kidolgozott és alkalmazott fogalmakkal már nem írhatóak le, nem magyarázhatóak meg. Az elektromos töltés fogalmát akkor vezették be, amikor a testek vonzásának és taszításának bizonyos jelenségeit a mágnesség fogalmával már nem lehetett megmagyarázni. A pozitív és negatív töltés fogalmával nagyon összetett jelenségeket le lehetett írni. A természettudomány valójában mindig arra törekszik, hogy a jelenségeket egységes rendszerben, lehetőleg minél szűkebb fogalomkörrel írja le. A természettudományi ismeretek oktatásában is hasonló módszert kell követni. A tanítás egyik legfontosabb eleme, hogy a gyerekek megértsék azt, hogy mi egy-egy törvénynek, szabálynak a hatóköre, s hogy a tudománynak mikor és miért kellett ezeket a szabályokat, törvényeket módosítania. Erre szinte minden esetben akkor és azért volt szükség, mert azok a modellek, amelyek a törvényszerűségben kifejeződtek, már nem voltak összhangban a gyakorlattal, illetve bizonyos területeken már nem lehetett velük megmagyarázni a jelenségeket. A tudomány ilyenkor felállított egy olyan új modellt, amely egyrészt meg tudta magyarázni az addig feltárt jelenségeket, másrészt azt az újat is, amelyet a korábbi modellekkel már nem tudtak megmagyarázni. Érdekes módon a természettudományokban a jelenségeket leíró modellek valamilyen módon egymásra épültek, azaz a jelenségek szélesebb körét leíró, megmagyarázó modellek tartalmazzák a jelenségek szűkebb körét magyarázó modelleket. A természettudományi nevelésnek ezt a tudománytörténeti fejlődési sajátosságot kell egyrészt rendező elvként alkalmaznia, másrészt bemutatnia. Az alapvető jelenségek megismertetése mellett nagyon fontos, hogy az egyes természettudományi tárgyakban a gyerekek megismerjék azt, hogy miként szélesedett, bővült az a fogalomrendszer, amellyel egységes rendszerben le lehetett írni a jelenségeket, s miként változtak, alakultak azok a modellek, amelyekkel megmagyarázhatóak voltak a jelenségek. A tények, jelenségek bemutatása és a magyarázó modellek, a tudományban érvényesülő gondolkodásmód egyaránt fontos eleme kell legyen az oktatásnak. Hogy a természettudományok által felhalmozott ismeretekből mi kerüljön az oktatásba, illetve annak különböző ciklusaiba, azt alapvetően az határozza meg, hogy mi szükséges a világban való eligazodáshoz. A természettudományok esetében ez nemcsak a természeti környezetben, hanem a technikai környezetben való eligazodáshoz szükséges ismereteket is kell hogy jelentse. A technika rohamos fejlődésének következményeként ez azt eredményezi, hogy valamelyest növekszik a környezet megértéséhez szükséges ismeretek köre, bár ez a növekedés nem feltétlenül jelent robbanásszerűséget, hiszen a bennünket körülvevő technikai eszközök a természet jelenségein, az azok közötti törvényszerűségeken alapulnak. Az oktatásnak épp az a feladata, hogy megmutassa: a bennünket körülvevő technikában miként alkalmazza az ember a természeti világ törvényszerűségeit.

– A természettudományi tantárgyak keretében tanítandó ismeretek körének egyre nagyobb mértékű növelését hangsúlyozó szakértők épp arra hivatkoznak, hogy a tudomány és a technika fejlődése mintegy kikényszeríti a természeti és technikai környezet megértését segítő ismeretek megsokszorozódását.

– Szerintem nincs ilyen kényszer. A tudomány világában végbement fejlődés – amelynek sajátosságára később még ki szeretnék térni – nem indokolja a tananyag olyan mértékű bővítését, amely az elmúlt évtizedekben nálunk végbement. Sokkal inkább létezik a világban való eligazodás kényszere, amelyből azonban egyáltalán nem következik az, hogy a közoktatásban ilyen hihetetlen mértékben növekedjék a természettudományi ismeretek mennyisége. Sokkal inkább az, hogy el kell dönteni: melyek azok az alapvető, természetre vonatkozó ismeretek, amelyek feltétlenül szükségesek ahhoz, hogy egy ma felnövő ember értse az őt körülvevő természeti és technikai környezetet. Szükség van arra, hogy szelektáljunk, s meghatározzuk, hogy melyek azok a legalapvetőbb ismeretek, törvények, amelyek a természet legfontosabb jelenségeit érthetővé teszik. Nagyon fontos szempont a közvetlen tapasztalás lehetősége. Ilyen ismereteknek lehet tekinteni a mechanika legalapvetőbb jelenségeit, a testek mozgását, egymásra hatását. Meg kell tanítani a magyarázó elvek, modellek terén bekövetkezett nagy paradigmaváltásokat, például ahogyan a Föld-centrikus világkép átvált a Nap-centrikusba. Nagyon érdekes megmutatni, hogy a tudományban mit jelentett ez a váltás, hogyan alakította át a mozgásra, például éppen a bolygók mozgására vonatkozó elképzeléseket. Mint ahogy nagyon izgalmas folyamatként lehet bemutatni azt is, hogy mit jelentett a gravitáció elméletének megjelenése, hogy hogyan magyarázta meg az addig egészen másként szemlélt jelenségeket. Ezeknek a problémáknak a tanítása esetében azért könnyű a helyzet, mert itt még igen széles közvetlen tapasztalati bázisra lehet építeni. Jóval nehezebb a helyzet az anyag fogalmának átalakulásával kapcsolatos paradigmaváltás megtanításakor.

– Mi az oka annak, hogy hosszú évtizedek óta a felnövő nemzedékek döntő hányada az anyag szerkezetére vonatkozó elméleteknél veszíti el úgymond a természet megértésének fonalát?

– A modern fizika gyökeresen átalakította az anyagra vonatkozó elképzeléseket, az így kialakult anyagfogalom meglehetősen távol került a hétköznapi értelemben vett anyagfogalomtól. Elsősorban azért, mert a modern fizika kimondta, hogy az anyag többsége üres tér, szemben a köznapi felfogással, amely az anyagot súlyhoz, tömeghez kötötte s köti ma is. Az anyag elemi részekből való felépülésének gondolata meglehetősen régi, ezt már a görögök is megfogalmazták. Az 1600-as évektől kezdődően elképzelték azt, hogy az anyag atomokból épül fel. A modern fizika által kidolgozott atommodell nemcsak azért jelentett forradalmian új paradigmát, mert kimutatta, hogy az atom továbboszlik újabb elemi részekre, atommagra és elektronokra, hanem azzal is, hogy kimutatta, hogy az atom szilárd magja és az elektronok által kitöltött rész méretei között négy nagyságrendnyi különbség van. Ez a modell az atomot egyfajta „üres” valamiként jelenítette meg, amelyben az elektronok ahhoz hasonlóan keringenek az atommag körül, mint ahogyan a bolygók egy-egy naprendszerben, bár ennek a mozgásnak a törvényei alapvetően mások, mint például a földi gravitáció viszonyai közötti mozgás törvényei. Az ebben az értelemben vett mozgás más, mint az általunk érzékelhető nagyméretű testek esetében nyomon követhető mozgások. Ezt a paradigmaváltást szinte máig nem tudta a fizika, még inkább a fizikaoktatás közvetíteni. Ennek alapvető oka abban keresendő, hogy erre vonatkozóan nincsenek közvetlen tapasztalataink, nincsenek képeink, amelyek alapján megérthetővé tehetnénk ezeket a jelenségeket.

– Ez azt jelenti, hogy a természettudományokban is azokat az ismereteket lehet jól megtanítani, amelyekhez konkrét képek társíthatóak?

– Igen. Példa erre a hullámmozgás, hiszen mindenki ismeri, hogyan hullámzik a víz. Ennek a mintáján meg tudjuk magyarázni, hogy mit jelentenek az elektromágneses hullámok. Azt mondjuk, hogy ott az elektromágneses tér nagyon erős. Ha odatennénk egy elektront, akkor azt az elektromágneses tér nagyon gyorsítaná, nagyon nagy erővel hatna rá. Ez azt jelenti, hogy ott a hullámzás nagyon nagy. Mi a nagy? Az elektronra ható erő. Ez még úgy-ahogy elmagyarázható, szemben az elektronnak az atomban végbemenő mozgásával, amely egészen más, mint az általunk ismert, megtapasztalható mozgás. Mindebből következik, hogy nem célszerű olyan témáknak a tanítását erőltetni, amelyeket nem tudunk fogalmilag tisztázni. Az olyan jelenségeket, amelyekre vonatkozóan nincsenek a fogalmi leíráshoz szükséges képek, analógiák segítségével kell megpróbálni elmesélni. Ezen a területen a magyar természettudományi nevelésnek fejlődnie kell. A fizikában, a kémiában nehezen tudjuk elmondani egyszerű, világos magyar nyelven a jelenségeket. Nagyon sok speciális fogalmat használunk. S mennél több ilyen speciális fogalmat alkalmazunk, annál rosszabb a diákok teljesítménye, mivel az energiáik java része a speciális fogalmak, szakszavak megértésére, megjegyzésére fordítódik. Az oktatási nyelvünk túltechnicizált. Túl sok – a mindennapi beszélt nyelvben nem szereplő – fogalmat követelünk meg a gyerektől. Ennek is szerepe van abban, hogy a természettudományok által tárgyalt témák jelentős hányada idegen marad a számukra. Az általuk használt nyelvtől idegen fogalmak alkalmazása gátolja a jelenségek megértését, a természet világának mindennapi fogalmakkal való leírására való képességük fejlesztését.

– Milyen esélyei vannak annak, hogy a sok szempontból túlméretezett magyar természettudományi tananyag változzon, közelebb kerüljön a valóságos igényekhez?

– Azzal kell kezdenem, hogy nem egyértelmű, hogy melyik természettudományi nevelési szemlélet a jobb, a hatékonyabb: a sok részletet megtanító, a sok absztrakt fogalmat is beemelő, avagy a nagyon gyakorlatias, csak a nagy összefüggésekre koncentráló. Mindegyik szemlélet mögött sajátos hagyományok, sajátos történet húzódik. Ezeket a hagyományokat nem lehet gyorsan átalakítani, nem is lenne jó, ha ezzel valaki megpróbálkozna. A magyar, illetve általában az európai természettudományi nevelés az oktatási rendszer lefelé építkező jellege következtében lett akadémikus jellegűvé. Európában hosszú történeti folyamat során alakultak ki az egyetemek, az ott folyó oktatás jellege határozta meg a középiskola szemléletét, tananyagát s ez pedig az alapfokú oktatás tartalmát. Ez a magyarázata a sokféle részletre koncentráló, meglehetősen filozofikus kiindulású, sok absztrakt fogalommal operáló természettudományi nevelési hagyományrendszernek. A gyakorlatias kiindulású, a nagy összefüggésekre összpontosító amerikai oktatás elsősorban az amerikai történelem kezdeteire, a telepesek megérkezésére vezethető vissza. Ott nem volt lehetőség arra, hogy létrejöjjenek a klasszikus egyetemek, ahol elméleti kérdések tömegével foglalkozhattak a tudósok. Az amerikai felsőoktatás a kezdetektől fogva sokkal gyakorlatorientáltabb volt. Olyan dolgokat kellett megtanítani, amelyek az élethez szükségesek, olyan természettudományi képzést kellett kialakítani, amely a praktikus dolgokhoz, például a repülőgép-tervezéshez vagy a villanyszereléshez kellett. Ezzel magyarázható, hogy jó ideig – talán mind a mai napig – az amerikai felsőoktatástól s persze a középiskolázástól is meglehetősen távol állt a teoretikus szemlélet, a részletekre törekvés. Ebből következik, hogy a science jellegű természettudományi képzésben elmosódnak az egyes természettudományi diszciplínák határai, ezért nincsenek külön természettudományi tantárgyak.

– Nem lenne célszerű ebbe az irányba elmozdítani a magyar természettudományi nevelést?

– Nem lennék híve egy gyors amerikanizálásnak, hiszen utaltam rá, a mi tradícióink mások. Ami nem jelenti azt, hogy a mi képzésünket nem lehet kicsit gyakorlatiasabb irányba elvinni, s hogy nem kellene egy kicsit oldani ezt a sokszor túlzottan a részletekre összpontosító oktatást. Ugyanakkor azt is látni kell, hogy a magyar természettudományi oktatásnak számos előnye van, melyek közül talán a legfontosabb, hogy az oktatás során módjuk van a gyerekeknek a képességeiket próbára tevő feladatok megoldására. Nálunk még léteznek kemény követelmények, amelyek teljesítése erőfeszítést követel a gyerekektől. Ennek később megvan az előnye, nevezetesen az, hogy a magyar oktatásból kikerülők jól megállják a helyüket.

– Ennek némiképp ellentmondanak a magyar tanulók természettudományi teljesítményeire vonatkozó adatok, amelyek nemzetközi összehasonlításban azt mutatják, hogy a magyar gyerekek nagyon jól oldanak meg részfeladatokat, nagyon jó a tényismeretük, ugyanakkor az átfogó feladatok megoldásában rosszabbul teljesítenek a nemzetközi átlagnál. Olyan feladatokban rosszabbak, amelyekben a jelenségek magyarázatát kell megadni, illetve amikor a részismereteket összetetten kell alkalmazni. Ön szerint mi ennek a kedvezőtlen eredménynek a magyarázata?

– Nyilvánvalóan a filozofikus kiindulású, a teljességre törekvő, a sok tényt megtanító oktatás leszűkíti a problémaérzékenységet, kevésbé segíti a nagyobb összefüggések felismerését, mint a kevésbé részletes, gyakorlatias szemléletmód. Az ilyen szemlélettel tanított gyerekek nyilván rosszabbul oldanak meg fizika- vagy kémiapéldákat, mert az oktatásban erre kevésbé koncentrálnak. Ott a tananyagban kevésbé vannak olyan részletek, amelyekben absztrakt matematikai képletekkel írják le a megismerendő jelenségeket. Több a mindennapi életből, a gyereket körülvevő valóságból kiinduló megközelítés. Amint utaltam rá, nem mindig van szükség arra, hogy a jelenségek teljes mélységét feltárjuk az oktatás során, különösen ott nem, ahol a jelenségek megértéséhez absztrakt fogalmak sorára, matematikai bizonyítások tömegére van szükség. Ez ugyanis nem teszi lehetővé azt, hogy a jelenségekről átfogó kép alakuljon ki, s a gyerek így tényleg elvész a sokféle részletben. Ugyanakkor meg kell találni a részletek és az átfogó, képszerű magyarázatok közötti arányt. Meg kell találni, hogy mennyi részletet kell ismerni a jelenségek világából ahhoz, hogy ne üres fecsegés legyen az a sokat emlegetett átfogó kép. Nem hiszem ugyanis, hogy valaki tud esszét írni a Föld globális problémáiról anélkül, hogy bizonyos alapvető fizikai, kémiai és biológiai jelenségeket ne ismerne alaposan. Ezek nélkül ugyanis nincs igazán tartalma egy verbálisan szépen megfogalmazott esszének.

– A természettudományi nevelés által közvetített tudásanyag növekedését sokan a természettudományok XX. századi fejlődésének exponenciális gyorsulásával is magyarázzák. A világban eligazodni képes, a környezetéért felelős ember neveléséhez a klasszikus ismeretek mellett egyre nagyobb szükség van a tudományok újabb eredményeinek oktatásba történő beépítésére, pedagógiai transzformációjára. Sokan azonban nem tartják lehetségesnek a tudomány legújabb eredményeinek ilyen jellegű gyors átvitelét a közoktatásba, hiszen ezeknek az ismereteknek a megtanítása – éppen a már említett fogalmi korlátok miatt – még nagyobb nehézségeket jelent. Hogyan látja ezt a problémát?

– Ismerem az ezzel kapcsolatos vitákat, dilemmákat. Szerintem erős túlzás van a kérdés ilyen jellegű felvetésében. A természettudomány ma születő eredményei között nemigen látok olyanokat, amelyeket azonnal le kellene fordítani a közoktatás szintjére, amelyek nélkül nem érthető meg a természet. Ma még nem lehet tudni, hogy ezen eredmények között van-e olyan, amelyik oly mértékben átalakítja a természet jelenségeire vonatkozó magyarázó elveinket, modelljeinket, hogy azonnal meg kell tanítanunk. Úgy látom, valójában nagyon kevés ilyen eredmény születik. Tudom, hogy ez konzervatívnak minősülő nézet. Sokan nem értenek egyet ezzel, s azt képzelik, hogy a fizikai, kémiai kutatásokban ma nagyon fontos dolgok zajlanak, s az éppen születő eredményeket be kell vinni az oktatásba – nemcsak az egyetemi képzésbe, hanem a közoktatásba is. Meggyőződésem, hogy ezt nem lehet megtenni. Gondoljuk el: ma annyi tudós él és munkálkodik a világon, mint amennyi a tudomány kezdetétől századunk közepéig összesen élt és dolgozott. A mai tudósok munkájának eredményei korántsem kezelhetőek úgy, mint a megelőző korok mára klasszikussá vált magyarázó elvei. Mit lehet akkor kezdeni ezzel a hallatlan tömegű, alapvetően a részletekre irányuló információval. Eltesszük őket az egyre korszerűbb mágneslemezeinkre, s ha valamelyik részletre szükségünk lesz, akkor majd egy keresőprogrammal megkeressük ezt a részletet. Azt, hogy egy-egy anyagnak valamely tulajdonsága milyen, azt nem hiszem, hogy az iskolában tanítani kellene. Nem igaz az az egyébként ma sokat hangoztatott állítás, hogy a természettudományok új eredményei néhány éven belül megváltoztatnák a világról alkotott képünket. Mint ahogy az sem igaz, hogy a természettudományos tantárgyak ismeretanyagát húszévenként meg kellene újítani.

– Pedig az Interneten a Science Education szavakat keresve publikációk százait olvashatjuk arról, hogy milyen fontos lenne az új tudományos eredményekkel kiegészíteni, megújítani a természettudományos nevelést. Lehet persze, hogy ez túlzás, de valami oka mégis van annak, hogy komoly szakértők ezt fontosnak ítélik.

– Az oktatás ilyen mértékű megújítására vonatkozó vélekedések mögött a tankönyvgyártók üzleti törekvéseit érzem. Ezzel lehet piacot teremteni az újabb és újabb tankönyvek, taneszközök számára. Azt, hogy a világ milyen, nem lehet évtizedenként újraírni. Arra az ősi kérdésre, hogy a világ hogyan épül fel, a fizika keresi a legtisztábban a választ. Azt keresi, hogy miből épül föl a világ, s mi tartja egyben az építőköveket. Az évszázadok során a fizika erre különböző mélységű válaszokat adott. Először azt, hogy az anyagot az atomok építik föl. Aztán világossá vált, hogy az atomot az atommag és az elektronok építik, majd kiderült, hogy az atommag protonokból és neutronokból áll. Most azt gondoljuk, hogy a protonokat és a neutronokat a kvarkok építik föl. Ennyi a világ, valójában ennyi a lényeges ismeret. Természetesen ezekben a magyarázó elvekben milliónyi részlet van, ahogy egyre mélyebbre megyünk, egyre több a részlet. Viszonylag egyszerű megérteni azt, hogy az elektront az tartja az atomban, hogy a negatív töltésű elektront vonzza a pozitív töltésű atommag. A részletek már ezen a szinten is kicsit bonyolultak, de ezt még könnyű megérteni. Az, hogy az atommagban a protont és a neutront mi és hogyan tartja össze, már olyan bonyolult, hogy annak a közoktatás keretei közötti tanítását semmi nem indokolja. Még akkor sem, ha erről a tudomány berkeiben esetleg valaki azt gondolja, hogy e nélkül nem lehet művelt ember valaki a XXI. században. A proton és a neutron szerkezetével kapcsolatban naponta születnek újabb és újabb felfedezések, de ezeket nem kell, nem lehet a felnövő gyerekek tömegeinek tanítani. Az általános iskolában és a középiskolában, a fizikában az alapvető, a hosszabb távon is klasszikusnak minősülő ismereteket szabad oktatni. Ezek lényege egyszerűen és röviden összefoglalható: a Nap körül keringenek a bolygók, amelyeket a gravitáció tart a pályájukon, az atomban az elektronok ott vannak az atommag körül, és az elektromos vonzerő ott tartja őket. Tíz év múlva sem hiszem, hogy alapvetően mást kell s mást lehet 10-14 éves vagy éppen 16-18 éves gyerekeknek megtanítani. Már csak azért sem, mert az imént említett, az atommag belső szerkezetére vonatkozó magyarázatokhoz nincsenek meg a szükséges képek. Egyszerűen gondolni sem szabad arra, hogy az ezzel kapcsolatos matematikai rendszert tanítsuk a gyerekeknek.

– Milyen újításra van egyáltalán lehetőség?

– Nem csak a tananyagot kell megújítani, hanem a számítógépek, az informatika, a multimédia kínálta lehetőségekkel kell jobban megérthetővé tenni azokat a jelenségeket, amelyekről – tapasztalatok híján – a gyerekeknek nincsenek képeik. Az előzőekben már utaltam rá, hogy egy-egy jelenség megismertetésénél milyen nagy jelentősége van annak, hogy a tanár egyszerű szavakkal el tudja mondani azt, amiről nincsenek, nem lehetnek a gyereknek képei. Ezen a téren óriási fejlődés várható, mivel egyre inkább adottak a nagy részletességű digitális képek készítésének technikai feltételei. Eljött az idő, amikor a tanárnak nem kell hosszú időt töltenie azzal, hogy a gyerekeknek verbálisan elmondja, hogyan néz ki a bizmutatom, hanem képet tud mutatni nekik a komputer képernyőjén arról, hogy az elektronok hogyan rendeződnek el egy bizmutatomban, éppen úgy, mint ahogyan biológiaórán eddig meg tudott mutatni képről egy egzotikus virágot. Ugyanígy megmutathatóvá válnak a hosszú évszázadok alatt kidolgozott természettudományi ismeretek. Meg lehet mutatni, hogyan mozognak a bolygók a pályájukon, meg lehet mutatni, hogyan történik az elektromágneses hullám terjedése. Megmutatható különböző mélységben az anyag szerkezete. Ennél sokkal több még ezzel az új képi technikával sem tanítható meg a fizikában. Hasonló a helyzet a kémiában is. Meg lehet majd mutatni, hogy egy-egy fontos kémiai kötés, egy-egy nagy szerves molekula hogyan jön létre, mint ahogyan azt is láthatóvá lehet majd tenni, hogy egy odahelyezett atomcsoport hogyan változtatja meg ezt a molekulát. Ezek nem a tudomány új eredményei, ezek a komputertechnika alkalmazásai. A digitális képek alkotják majd a tananyag lényegét.

– Nem állhat elő majd az a helyzet, hogy ezzel a technikával esetleg az atomfizika olyan területei is taníthatóvá válnak, amelyekről pontosan a hagyományos módon zajló tanítás lehetetlensége miatt ma azt gondoljuk, hogy nem lehet megtanítani? Nem lehetséges az, hogy egyszer meg tudjuk mutatni az atommagot alkotó protonok kvarkszerkezetét a középiskolás diákoknak, s esetleg meg is értik?

– Fizikusként ezt a szerkezeti szintet nagyon fontosnak tartom, de nem tudom, hogy erre szüksége lenne-e a jövő évezred középiskolásának ahhoz, hogy jobban értse a körülötte lévő természetet. Nagyon kicsi annak a valószínűsége, hogy ezért mostanában újra kellene írni a fizikatankönyveket. A biológiában kicsit más a helyzet. Ebben a tudományban a XX. század második felében, még inkább az utolsó harmadában olyan változások következtek be, amelyek tényleg szükségessé tehetik a tananyag gyökeres újragondolását. Minden valószínűség szerint a genetika új eredményei bevonulnának a tankönyvek lapjaira. A természettudományok többi ágában azonban nem érzékelek ilyen nagy horderejű változásokat. Nem szabad azzal riogatni a diákokat, de a tanárokat sem, hogy amit most tanulnak/tanítanak, azt a tudósok éppen megcáfolják. Ez egyszerűen nem igaz. Amit ugyanis ma megtanulnak az iskolában, az jó, igaz, használható ismeret. Persze lehet, hogy némileg finomítani fogják a tudósok, akik most éppen ezzel az ismerettel kapcsolatban álló kutatási témán dolgoznak. Erre való a népszerű tudományos sajtó, a szakkönyv, a média s újabban az Internet. Ha az ismeretek elavulásának a gyorsasága olyan gyors lenne, mint ahogyan arról a különböző erre vonatkozó „jövendölések” szólnak, akkor az egyetem elvégzése után három évvel egy tanár már semmire sem menne a tudásával. Ez nyilvánvalóan szamárság. Az alapvető ismeretek öt-tíz év múlva is érvényesek, ezekhez az esetleg bekövetkező módosulások könnyen hozzátanulhatóak.

– A természettudományi nevelés egyik fontos funkciója a felnövő nemzedék világképének kialakítása. Mennyire segíti ezt a természettudományi tárgyak iskolai tanítása?

– A természettudományi oktatás elsősorban azzal tudja segíteni a világkép kialakulását, hogy felhívja a figyelmet a természettudomány fontosságára, a mindennapi életben történő alkalmazására. A magyar természettudományi tananyag elvben tartalmazza azokat az ismereteket, amelyek ezt jól segíthetik. Az oktatott ismeretek jó alapot adhatnak ahhoz, hogy kialakuljon a természet racionális szemlélete. A gondot abban látom, hogy a természettudományi ismeretek mégsem épülnek be a gondolkodásba, nem képeznek olyan sajátos prizmát, amelyen keresztül szemlélhető a világ. Ez elsősorban azzal magyarázható, hogy a természettudományi tárgyak keretében oktatott ismeretek nem alkotnak szerves kapcsolatot a mindennapi élettel. A gyerekek, de a felnőttek jelentős része számára sem világos az, hogy a fizikában, kémiában, biológiában megtanult sokféle ismeret milyen módon kötődik az élet legkülönbözőbb jelenségeihez, milyen módon segítheti az életben tapasztalható jelenségek értelmezését. Ez is szerepet játszhat abban, hogy igen nagy tere van az áltudományoknak, a sarlatánságnak. Döbbenetes az, hogy középiskolát végzett emberek hisznek a sebek vizelettel való gyógyításában, a kézrátétel műtéteket kiváltó hatásaiban, és sorolhatnánk tovább ezeket a sokszor tragédiákhoz vezető tévhiteket.

– Mi lehet az oka annak, hogy a természettudományi nevelésben közvetített ismeretek nem mennek át a közgondolkodásba, nem válnak az emberek mindennapi kultúrájának részévé?

– Abban látom az alapvető problémát, amire ebben a beszélgetésben már többször utaltam, hogy túlzottan bonyolult formában tanítjuk a természettudományos tananyagot. A természet világának törvényeit egyszerű, közérthető formában kellene tanítani, ugyanis e nélkül ezek nem épülnek be a felnövő nemzedék gondolkodásába, életidegen, sokszor megemészthetetlen ismeretek maradnak. S ez nemcsak azért veszélyes, mert így az emberek jelentős hányada a XXI. század küszöbén is elfogad mágikus, tudománytalan magyarázatokat, s ezzel veszélybe sodorja önmagát. Másról, többről is szó van. A jól argumentált természettudományos gondolkodás hiánya is szerepet játszik abban, hogy az emberek jó része számára úgy tűnik, a világban szinte korlátlan szabadság uralkodik, szinte bármit meg lehet tenni a természettel. A természettudományos ismeretek, a természet törvényei szembesítenek bennünket a korlátokkal, azzal, hogy nem lehet büntetlenül áthágni ezeket a törvényeket. Szembesítenek bennünket azzal, hogy szabadságunk korántsem korlátlan. Amennyiben az ember ugyanis nincs tisztában ezekkel a korlátokkal, visszafordíthatatlan változásokat, károkat okoz. A globális problémák megoldásához, a globális gondolkodáshoz szükség van természettudományos gondolkodásra is. A felelősséget nemcsak a humán értékek közvetítésével, hanem a természettudományi kultúra, a koherens racionális világkép átadásával lehet felébreszteni, fenntartani.

Az interjút készítette és szerkesztette: Schüttler Tamás