Koulun fysiikka jumiutui sadan vuoden taakse

Olihan tuossa aika paljon asiaakin, mutta jotenkin jäi sellainen kuva, että tutkimuskopeissaan oman maailmankuvansa rakentaneet arvon professorimme ovat hieman etääntyneet opetuksen todellisuudesta.Mielestäni opetuksen ei pidäkään olla tieteen uusien saavutusten mainosväylä.

Oppikirjojen mollaaminen on tarpeetonta, koska oppikirjat rakentuvat sen varaan, mitä opetussuunnitelma sanoo. Kirjan tekijät toki lisäilevät kirjaan täytemateriaaliksi opetussuunnitelman ulkopuolisia asioita, mutta näitä tosiaan harvoin ehditään kursseilla läpi käymään. Mahdollisen muutoksen on alettava siis opetussuunnitelmasta.

Pelkän kirjan tuijottaminen ei myöskään kerro juuri mitään siitä, millaista opetus todellisuudessa on. Fysiikan opetuksessa käytetään paljon kirjan ulkopuolista oppimateriaalia ja kirja nykyään opetuksessa pelkässä taustaroolissa tukemassa heikompia oppijoita ja auttamassa opitun asian kertauksessa. Kaikki riippuu toki opettajasta. Ei koulumaailma tarvitse parempia oppikirjoja. Koulumaailma tarvitsee intohimoisesti omaan aineeseensa suhtautuvia opettajia joilla on myös pedagogiset taidot hanskassa.

Enqvist ei artikkelista päätellen ole myöskään lainkaan ymmärtänyt kokeellisuuden tarkoitusta fysiikan opetuksessa. Fysiikan hankaluus muodostuu käsitteistöstä. Käsitteet tyypillisesti vieläpä rakentuvat aiempien käsitteiden varaan. Pohtikaapa vaikkapa kuinka monta käsitettä on osattava, ennen kuin voidaan määrittää sellainen uusi käsite kuin pyörimismäärä..

Demonstraatioilla ja oppilastöillä ei "tylsän arkipäiväisesti todenneta fysiikan lakeja" kuten Enqvist virheellisesti luulee vaan ne toimivat apuna käsitteen opetuksessa. Kun tunnin uutena aiheena on vaikkapa tuo pyörimismäärä, laitetaan perinteisesti oppilas istumaan toimistotuolille punnukset kädessä. Sitten tuoli pyörimään ja kun oppilas vetää punnukset lähelle pyörimisakselia, kasvaa kulmanopeus. Tämä siis tehdään opetuksessa ennen kuin oppilailla on mitään käsitystä pyörimismäärästä. Näin johdatellaan uuteen käsitteeseen, luodaan kognitiivinen konflikti: "Miten noin voi muka tapahtua?!" oppilas ihmettelee. Tunnilla ei todellakaan lätkäistä pyörimismäärän säilymislain laskukaava taululle ja todeta pyörivällä tuolilla, että kyllä se pitää paikkaansa. Laskennallinen käsittely tulee opetusprosessissa vasta aivan lopuksi kun käsitteen opetus on valmis.

Jos kouluopetusta haluaisi modernisoida, niin mielestäni muutoksen pitäisi lähteä ihan toisesta päästä liikkeelle. Nimittäin korkeakouluista. Myöskin yliopisto-opetus rakentuu vahvasti tuon klassisen fysiikan varaan. Surkein tilanne on sivuaineopintoina fysiikan opettajan pätevyyden (60op) suorittavilla. Kvanttimekaniikasta ei ole puhuttukaan, aaltohiukkasdualismi on ihan outo juttu, kosmologiasta ei ole mainittu mitään eikä kukaan ole kertonut, ettei protoni olekaan alkeishiukkanen vaan koostuu vielä pienemmistä hiukkasista. Ei oppilailta voi vaatia sellaista, mitä ei vaadita edes opetushenkilökunnalta.

Minulle jäi tuosta artikkelista päälimmäisenä mieleen se, ettei Enqvist oikein tykkää voimavektoreista koska se ei itse niitä oppinut. Ei ehkä mikään paras perustelu sille, että opsia ruvettaisiin muuttamaan niin, että aloitetaan alkeishiukkasista.

Klassisen fysiikan mekaniikan laskut nyt vain sattuvat olemaan jotain, jolla fysiikan matemaattisen käsittelyn voi helposti aloittaa. Yrittäkää vain työntää Schrödingerin yhtälöä lukion ykkösille, tulee yhtä hyvää jälkeä kuin aikoinaan matematiikan aloittamisella joukko-opilla.

Voisi vielä sanoa, että koulun matematiikka on 200 vuoden takaa. Siis ajalta, jolloin derivointi, integrointi ja vektorit vasta keksittiin.

Opeta siinä sitten fysiikkaa, kun matematiikka laahaa vielä sata vuotta perässä sitä fysiikkakin.