Mezi nejmatematičtější předměty, samozřejmě kromě matematiky a statistiky, patří fyzika. Mnoho studentů považuje fyziku za obtížnou ve srovnání například s chemií nebo biologií. Obecně panuje názor, že tento předmět je obtížnější pro dívky než pro chlapce. Je to překvapivé, protože na akademické půdě vyučuje fyziku téměř stejný počet žen i mužů. Co tedy dělá z fyziky „obtížný“ předmět?“
Na základě svých učitelských zkušeností předkládám následující myšlenky. Předmět jako biologie vyžaduje zapamatování mnoha faktů. Jistě, je toho hodně, co je třeba vysvětlit a pochopit, ale obecně studenti zjišťují, že díky memorování mohou v biologii dosáhnout dobrých výsledků. Neexistují téměř žádné výpočty, grafy, žádné numerické úlohy, které by bylo třeba řešit, alespoň ve vyšších sekundárních kurzech. V chemii hraje zapamatování opět důležitou roli, i když ve srovnání s biologií menší. Je třeba porozumět chemickým rovnicím, elektronové struktuře atd., ale pro mnoho studentů je i chemie „zvládnutelná“. I matematika může být jednodušší, protože memorování většinou nepomáhá, a pokud znáte způsob řešení určitého typu úloh, dostatečné procvičování („dril“) vám zaručí, že si povedete dobře i v matematice.
Takže jak je to s fyzikou? Zde je několik důvodů, proč fyziku příliš nemilujeme:
- Koncepčně náročnější.
- Každý pojem/téma vyžaduje přemýšlení na mnoha úrovních
- Je třeba provádět experimenty, a výsledky korelovat s teoretickými hodnotami
- Vypočítat chyby ve výsledcích
- Pracovat s mnoha jednotkami fyzikálních veličin
- Prezentovat výsledky číselně a graficky
- Interpretace grafů
- Tabulky čísel, jako jsou trigonometrické a logaritmické tabulky
- Obsluha zařízení ve fyzikální laboratoři a znalost pojmů jako nejmenší počet, nulová chyba, přesnost, citlivost atd
- Uvádět důvody, které se shodují s fyzikálními, reálnými pozorováními
- Zapamatovat si definice a zákony
- Příliš mnoho vzorců k naučení
- Příliš mnoho teorie – zákony, ruční pravidla, zacházení s veličinami jako s vektory nebo skaláry, zacházení s pojmy, které nejsou „zřejmé“.
- Přechod z grafického na matematické zobrazení a naopak
- Fyzika není jen o fyzice; musíte používat také algebru, geometrii, počítání, a proto musíte být přiměřeně dobří i v těchto dalších předmětech
- Některá témata ve fyzice jsou abstraktní a student se s nimi možná nedokáže okamžitě ztotožnit, jako například kvantová mechanika a atomová fyzika
- Fyzika se učí rychleji než jazyky a společenské vědy.
- Fyzika může vyžadovat, abyste začali s konkrétním výsledkem a vytvořili obecná pravidla
- Nečtení textu a neřešení cvičení téměř znemožňuje porozumění
- Často jsou řešenými numerickými úlohami úlohy substitučního typu, například F = ma, vzhledem k F a M najděte a. Studenti jsou vedeni k tomu, že fyzika zahrnuje takové výpočty. Víme, že to není pravda. Obtížnějšími úlohami se nikdy nezabývají a obtížnější témata si nechávají jako „volitelná“, a to jsou témata, která jsou pro další studium vyžadována.
- Základy kreslení a interpretace grafů jsou často velmi slabé, stejně jako základy počtů. Takže zatímco student může vědět, jak najít derivaci, nemusí mu být řečena souvislost mezi derivací -> sklonem -> rychlostí, plochou pod křivkou-integrálem atd. Tato potíž vzniká proto, že učitel vyučující matematiku nemusí probírat aplikace počtů na jiné předměty a učitel fyziky očekává, že (někdy) učitel matematiky tyto vzájemné souvislosti probere.
- Je docela možné, že se fyzika neučí tak, jak by se učit měla. Nyní by to nebyla chyba studentů. Ale student tím stejně trpí. Četné studie ukázaly, že studenti mají mnoho mylných představ, které se bohužel neřeší.
Fyzika je kumulativní. Pokud jste nepochopili základní pojmy, a přesto se vám podařilo složit zkoušky, tento nedostatek brzy doženete, když budete studovat více fyziky. Proto nesmíte základy ignorovat. Soutěžní zkoušky netestují pouze znalosti z učebnic, ale zkoušejí vás z aplikací. Problémy zaměřené na aplikace lze řešit pouze v případě, že jsou vám jasné základy a že se zdokonalujete v práci s matematikou, grafy, výkladem a logikou. Jakmile víte, proč se vám daný předmět zdá být obtížný, můžete pracovat na tom, aby byl snadný, zajímavý a užitečný.