A matematika és a statisztika mellett természetesen a fizika a legmatematikusabb tantárgy. Sok diáknak nehézséget okoz a fizika, mondjuk a kémiához vagy a biológiához képest. Az általános vélekedés szerint több lány találja nehéznek ezt a tantárgyat a fiúkhoz képest. Ez azért meglepő, mert a felsőoktatásban majdnem ugyanannyi női és férfi fizikatanár van. Mi az tehát, ami a fizikát “nehéz” tantárggyá teszi?

A következő gondolatokat fogalmazom meg tanári tapasztalataim alapján. Egy olyan tantárgy, mint a biológia, sok tény memorizálását igényli. Persze, sok mindent meg kell magyarázni és meg kell érteni, de általában a diákok úgy találják, hogy memorizálással jól tudnak teljesíteni biológiából. Szinte egyáltalán nem kell számításokat, grafikonokat, numerikus feladatokat megoldani, legalábbis a középiskolai felsőbb évfolyamokon. A kémiában a memorizálás ismét fontos szerepet játszik, bár a biológiához képest kevésbé. Meg kell érteni a kémiai egyenleteket, az elektronszerkezetet stb. de sok diák a kémiát is “kezelhetőnek” találja. Még a matematika is könnyebb lehet, mivel a memorizálás többnyire nem segít, és ha ismered egy feladattípus megoldási módját, a bőséges gyakorlás (“drill”) biztosítja, hogy a matematikában is jól fogsz teljesíteni.

Hát mi történik a fizikával? Íme néhány ok, amiért a fizikát nem szeretik túlságosan:

• Koncepcionálisan igényesebb.
• Minden fogalom/téma több szinten való gondolkodást igényel
• Kísérleteket kell végezni, és az eredményeket összefüggésbe kell hozni az elméleti értékekkel
• Az eredmények hibáinak kiszámítása
• Fizikai mennyiségek számos egységével kell foglalkozni
• Az eredmények numerikus ábrázolása és grafikusan
• Grafikonok értelmezése
• Számtáblázatok, például trigonometrikus és logaritmikus táblázatok
• Fizikai laboratóriumi berendezések kezelése és az olyan fogalmak ismerete, mint a legkisebb számolás, nulla hiba, pontosság, érzékenység, stb
• Az okok megadása, amelyek egyeznek a fizikai, valós megfigyelésekkel
• Meghatározások és törvények megjegyzése
• Túl sok képletet kell megtanulni
• Túl sok elmélet – törvények, kéziszabályok, mennyiségek vektorként vagy skalárként való kezelése, nem “nyilvánvaló” fogalmak kezelése.
• Transzfer a grafikus ábrázolásról a matematikai ábrázolásra és fordítva
• A fizika nem csak a fizikáról szól; az algebrát, a geometriát és a számítást is használni kell, így ezekből a többi tantárgyból is elég jónak kell lenni
• A fizika egyes témái absztraktak, és talán a diák nem tud azonnal kapcsolódni hozzájuk, mint például a kvantummechanika és az atomfizika
• A fizikát gyorsabb ütemben tanítják, mint a nyelveket és a társadalomtudományokat.
• A fizika megkövetelheti, hogy egy konkrét eredményből induljunk ki, és általános szabályokat alkossunk
• A szöveg el nem olvasása és a feladatok megoldása szinte lehetetlenné teszi a megértést
• A megoldott numerikus feladatok gyakran helyettesítési típusúak, például F = ma, adott F és M, találd meg a-t. A diákokat elhitetik, hogy a fizika ilyen számításokat tartalmaz. Tudjuk, hogy ez nem igaz. A nehezebb problémákat soha nem veszik fel, és a nehezebb témákat “opcióként” tartják meg, és ezek azok a témák, amelyek a továbbtanuláshoz szükségesek.
• A grafikonok rajzolásának és értelmezésének alapjai gyakran nagyon gyengék, ahogy a számtan alapjai is. Tehát míg egy diák tudja, hogyan kell deriváltat találni, lehet, hogy nem mondták el neki a derivált -> meredekség -> sebesség, görbe alatti terület-integrál stb. közötti összefüggést. Ez a nehézség abból adódik, hogy a matematikát tanító tanárnak nem biztos, hogy meg kell beszélnie a számtan alkalmazását más tantárgyakra, a fizikatanár pedig elvárja (néha), hogy a matematikatanár beszéljen ezekről az összefüggésekről.
• Ez nagyon is lehetséges, hogy a fizikát nem úgy tanítják, ahogyan azt tanítani kellene. Na ez nem a diákok hibája lenne. De a diák akkor is szenved. Számos tanulmány kimutatta, hogy a tanulóknak számos téves elképzelésük van, és sajnos ezekkel a téves elképzelésekkel nem foglalkoznak.

A fizika kumulatív. Ha nem értetted meg az alapfogalmakat, és mégis sikerült átmenned a vizsgáidon, ez a hiányosság hamarosan utolér, ahogy egyre többet tanulsz a fizikából. Nem szabad tehát figyelmen kívül hagynod az alapokat. A versenyvizsgák nem csak a tankönyvi tudást tesztelik, hanem az alkalmazásokat is. Az alkalmazásorientált problémákat csak akkor tudod megoldani, ha az alapok tisztázottak, és fejleszted a matematikával, grafikonokkal, értelmezéssel és logikával kapcsolatos készségeidet. Ha már tudod, miért tűnik nehéznek egy tantárgy, akkor dolgozhatsz azon, hogy könnyűvé, érdekessé és hasznossá tedd.”