A Furfangos Fizika mestere

Hogyan és mikor került kapcsolatba a fizika diákolimpia versennyel, ezzel a nagy nemzetközi "családdal"?
Gimnazista koromban, 2003-ban és 2004-ben versenyzőként volt alkalmam részt venni a Nemzetközi Fizikai Diákolimpián. Az meg sem fordult a fejemben, hogy évekkel később mint csapatvezető fogok az ,,olimpiára'' utazni. Azóta az akkori csapatvezetőim (Gnädig Péter, Honyek Gyula, Vankó Péter és Tasnádi Tamás) kollégájukká fogadtak.

Miként lett – úgy tudom, Honyek tanár úr nyomdokain haladva – felkészítő tanár a magyar csapat mellett?
Középiskolásként a fizikapéldák megoldása mellett szívesen töltöttem az időmet feladatok kitalálásával. Ez a hobbi az egyetem alatt is folytatódott, rendszeresen jelentek meg kitűzött példáim a Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapokban (KöMaL). Így hívott meg Gnädig Péter 2007-ben a KöMaL fizikai szerkesztőbizottságába,  ahol azóta is tag vagyok. Honyek Gyulával itt erősödött meg a kapcsolatom. 2010-ben úgy döntött, hogy a nyugdíjhoz közeledve leköszön a diákolimpiai csapatvezetői posztról és engem kért meg, hogy folytassam a munkáját. Ez volt életem egyik legnagyobb megtiszteltetése.

Hogyan születtek meg az Ön szépen alliteráló című furfangos fizikai fejtörői? Kiknek szólnak ezek a feladatok?
A gimnázium óta kezdve gyűjtője és rajongója vagyok a furfangos fizikafeladatoknak. Olyan zseniális feladatkitalálók csalafinta példáin nőttem fel, mint Károlyházy Frigyes, Varga István, Holics László vagy Gnädig Péter. Az ő feladataik ihlettek arra, hogy én is kitaláljak hasonló feladványokat. Ezeket elsősorban saját magam szórakoztatására találom ki, de gyakran okozok töprengést velük kollégáimnak is. A célközönség természetesen a középiskolás korosztály. A fizikából versenyzők gyakran találkozhatnak feladataimmal a KöMaL hasábjain vagy a hazai versenyeken.
Jelenleg épp egy feladatgyűjteményen dolgozunk Gnädig Péter és Honyek Gyula barátaimmal együtt. A könyv címe 333 Furfangos Feladat Fizikából lesz, és a TypoTeX kiadó gondozásában fog megjelenni 2014 végén.

Van olyan kedvenc és nem túl bonyolult feladványa, ami a laikusok számára is érthető és mint cseppben a tenger megmutatja e feladványok lényegét? Említene példát?
Egy fogaskerék tengelyét vízszintesen rögzítjük és ráhelyezünk egy kerékpárláncot az ábrán látható módon, majd a fogaskereket a tengelye körül óvatosan forgatni kezdjük. A kérdés: milyen alakot vesz fel a lánc, amikor a fogaskerék már állandó szögsebességgel sebesen forog? A megoldás első hallásra megdöbbentő. Azt várnánk, hogy a lánc a fogaskerék sebes forgása miatt kikerekedik. Néhány sor számolással azonban belátható, hogy ehelyett a lánc valójában végig megőrzi eredeti alakját!

Egy viszonylag friss (és egyben aktuális kedvenc) szerzemény a megjelenés előtt álló feladatgyűjteményünkből: Szigetelő szálra függesztett, alufóliával bevont csoki Mikulást elektromosan feltöltöttünk. A Mikulás a levegő csekély vezetőképessége miatt lassan elveszíti töltését. Milyen lesz kisülés közben a mikulás körül kialakuló mágneses mező? A válasz kitalálását az Olvasókra bízom.

A fizika diákolimpikon-csapat felkészítése milyen speciális tehetséggondozói munkát jelent? Létezik a versenyre való felkészítésnek speciális, tanítható és tanulható módszertana?
Módszertant, pedagógiát soha nem tanultam. A tanítási módszerem egyszerű: próbálom úgy magyarázni a legnehezebb témaköröket, feladatokat is, hogy lehetőleg bármelyik, jó képességű diák megértse. Nagyon fontos az alázat: a tanulóknak azt kell érezniük, hogy én is ugyanúgy megküzdök a feladattal, ahogy ők. Ez ráadásul igaz is.

Verseny közben a rendelkezésre álló kevés találkozás alkalmával hogyan lehet segíteni a diákoknak?
Segíteni nem tudunk, de arra nagyon kell figyelnünk, hogy ne akadályozzuk meg a diákokat a jó eredmény elérésében. Az olimpián a versenyzők az anyanyelvükön kapják meg a feladatokat. Ehhez nekünk, csapatvezetőknek le kell fordítanunk a példákat, ami általában hajnalig tartó munka. Ilyenkor le kell győznünk a fáradtságunkat és egymás munkáját folyamatosan ellenőrizve, hiba nélkül kell dolgoznunk. Elég egy szó félrefordítása, vagy nem elég világos fogalmazás, és a csapattagoknak a helyezése, érme múlhat rajta.

A Diákolimpián túl milyen versenyekkel áll kapcsolatban?
Szerencsés vagyok, hogy versenybizottsági tagja lehetek az ország legpatinásabb, legnívósabb fizikaversenyének, az Eötvös-versenynek. Ezt a versenyt minden ősszel az Eötvös Loránd Fizikai Társulat szervezi, és hosszú története során olyan fizikus-tanár egyéniségek vettek részt a szervezésében, mint Vermes Miklós, Károlyházy Frigyes, Radnai Gyula és Gnädig Péter.

Ezen kívül részt veszek a Kunfalvi Rezső Olimpiai Válogatóverseny és a Román-Magyar Előolimpia szervezésében, feladatkitűzője vagyok a Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaversenynek. Tavaly óta bekapcsolódtunk egy új, nemzetközi becslési versenybe is, amely a Seagull névre hallgat, a jövőben szeretném ezt minél több diákkal megismertetni.

A versenyeztetések során szerzett tapasztalatokból mi és hogyan emelhető át az egyetemi oktatásba az Ön számára?
Az egyetemen szerencsére méltányolják a tehetséggondozásban végzett munkámat, ezért ritkán kell órát tartanom. A kutatás és a tehetséggondozás teljesen kitölti az életemet: a munkanapjaimat délelőtt kezdem, és a napi teendőkkel ritkán végzek éjfél előtt. Gyakran megesik, hogy a hétvégék is munkával telnek.

Kutató fizikusként milyen témával foglalkozik?

Kondenzált anyagok fizikájával foglalkozom, konkrétabban mezoszkopikus rendszerek elektromos vezetési tulajdonságaival. Az egyik legismertebb ilyen rendszer a grafén, ami a grafit kristályrácsának egyetlen síkja, előállításáért 2010-ben Nobel-díjat adtak.  A doktorimban a grafénhoz hasonló, kétdimenziós kristályok elektromos viselkedését vizsgálom elméleti (numerikus és analitikus) módszerekkel.

Néhány évvel ezelőtt még az MTA elnöke is megkongatta a vészharangot, hogy nincs elegendő természettudományos diák-utánpótlás, főként a tanár szakosok között. Mára javult egy kissé a helyzet? Ön miként látja?
Szerintem csak látszat-javulás tapasztalható. A természettudományos utánpótláshoz a fizika-kémia-biológia iránt érdeklődő középiskolás tanulókra van szükség, az ilyen diákok pedig a jelenlegi közoktatási rendszerben csak elvétve fordulnak elő.  Az alacsony óraszámok miatt meg sem adjuk a gyerekeknek azt a lehetőséget, hogy meglássák a szépséget ezekben a tárgyakban.

Az egyensúly helyreállítását az alapoknál kell kezdeni. Manapság a diákok 7. osztálytól 11. osztályig, azaz csak 5 évig tanulják a fizikát, alacsony heti óraszámban.  Ennyi idő alatt képtelenség a tárgyat olyan részletességgel tárgyalni, ami a tanulók számára valódi motivációt jelentene. Kísérletekre alig van idő és eszköz, a tanult törvények begyakorlása pedig csak a legunalmasabb, behelyettesítős feladatokon keresztül történik, ha egyáltalán.  A közoktatás átalakítása miatt a tanárok már nem érdekeltek a szakkörök, délutáni foglalkozások tartásában, ezért a helyzet további romlása várható.

A folyamat megfordításához sok pénzt (és szakértelmet) kellene belepumpálni a közoktatásba, de erre sem az állam, sem pedig a társadalom részéről nem mutatkozik hajlandóság.

Végül egy nehéz záró kérdés: Ön hogyan fogalmazná meg, hogy ki a tehetség? Melyek az ismérvei?
Pszichológiai szaklapokban ennek a kérdésnek többtízezer oldalas szakirodalma van. Az én laikus véleményem szerint a tehetség legfontosabb ismérve egyfajta belülről jövő, mindenen áthatoló érdeklődés egy terület iránt. Ez részben velünk született tulajdonság, részben pedig szocializálódásunk közben alakul ki. Valószínűleg sok olyan 3 éves kisgyerek van, aki felmászik szülei zongoraszékére, és nyomkodni kezdi a billentyűket. De ahhoz, hogy másnap is felmásszon, meg harmadnap is, hogy végül Keith Jarrettként a világ egyik legnagyobb zongoristájává váljon, nagyon erős érdeklődés és kitartás kell. Ez a fajta belső hajtóerő a legfontosabb szerintem ahhoz, hogy valaki kiemelkedő legyen egy adott területen.

***

Nem feltétlenül a legokosabbak a legjobb versenyzők!

Hogyan zajlik a fizikus csapat kiválasztása, és aztán a "tréningezés"?
Éppen fordított a sorrend: a felkészülés legfontosabb része megelőzi a fizikai diákolimpiai csapat kiválasztását. Magyarországon 4 városban működik diákolimpiai előkészítő szakkör: Budapesten, Miskolcon, Pécsen és Szegeden. A tanév során a négy régió fizikában tehetséges, érdeklődő diákjai heti rendszerességgel járhatnak ezekre a mindenki számára nyitott foglalkozásokra.  A szakkörök mellett elengedhetetlen a rendszeres otthoni munka: a diákolimpiai csapatba vágyó diákok délutánonként sokat foglalkoznak önállóan a fizikával, feladatmegoldással, bekapcsolódnak a KöMaL fizika elméleti és mérési pontversenyeibe stb.
A csapat kiválasztását a három budapesti szakkörvezető (Vankó Péter, Tasnádi Tamás és jómagam) végzi. Ennek alapja a Kunfalvi Rezső Olimpiai Válogatóversenyen megszerzett pontszám, de beszámítjuk a színvonalas hazai fizika-, illetve matematikaversenyeken (OKTV, Eötvös-verseny stb.) korábban elért eredményeket is. A Kunfalvi-verseny meghívásos rendszerű: a négy olimpiai szakkörön kora tavasszal rendezett előválogató versenyeken nyújtott teljesítmények alapján általában 20-25 diák vehet részt rajta. A három napos Kunfalvi-versenyen az olimpiaival megegyező körülmények között kell a diákoknak elméleti és kísérleti feladatokat megoldaniuk, melyek tematikája azonos a Nemzetközi Fizika Diákolimpia, az IPhO hivatalos tematikájával, tehát nem szorítkozik csupán a magyar gimnáziumi fizika tananyagra.
Az ötfős csapat megalakulása után következik a felkészülés végső szakasza: az olimpiai tematikában szereplő, „rázósabb” témakörök megtanulása, a hosszú számolást igénylő, olimpiai stílusú feladatok gyakorlása és a mérési fordulóra készülés. Ez részben otthoni munkát jelent, de mindig szervezünk legalább két, néhány napos összejövetelt, ahol elmélyítjük a csapattagok tudását. A felkészülés részét képezi minden évben a (csapat számára az olimpia „főpróbájának” tekinthető) Román-Magyar Előolimpia is.
A csapattal minden évben két csapatvezető utazik az olimpia helyszínére, akik a 3 budapesti szakkörvezető közül kerülnek ki közös megegyezés alapján. Én például 2012-ben és 2013-ban is csapatvezető voltam, ezért idén Vankó Péter és Tasnádi Tamás utazik Kazahsztánba, a 45. IPhO-ra.

A csapat felkészítése során mire helyezi a hangsúlyt inkább: a fizika mint tényanyag átadására vagy arra, hogy versenyezni tanuljanak meg a csapattagok?
Mindkettő nagyon fontos. Azt szoktuk mondani, hogy a diákolimpiai csapatba nem a legokosabb diákokat kell beválasztani, hanem azokat, akik a legjobb eredményt érik el a diákolimpián. A két dolog persze erősen korrelál: nagyon ritkán fordul elő olyan eset, hogy valaki nagyon jó és tehetséges fizikából, az olimpiai stílusú (gyakran hosszú, „rágós”) fizikafeladatokkal viszont a szűk időkeret és a vizsgadrukk miatt nem tud megbirkózni.
A legjobb diákok a tényanyagot többé-kevésbé már tudják: kiváló középiskolai tanáraiktól (akik erőn felül teljesítve a csekély számú fizikaórán túl is foglalkoznak a tanulókkal), illetve szakkönyvekből. Az olimpiai előkészítő szakkörökön a tanév során a nehéz elméleti feladatok megoldását gyakoroljuk, ezért az olimpiát megelőző 1-2 hónapban a mérési feladatok gyakorlására kell áthelyeznünk a hangsúlyt; a sikeres szerepléshez a magabiztos kísérletezést is tanulni kell.

Verseny közben a rendelkezésre álló kevés találkozás alkalmával hogyan lehet segíteni a diákoknak?
Segíteni nem tudunk, de arra nagyon kell figyelnünk, hogy ne akadályozzuk meg diákokat a jó eredmény elérésében. Az olimpián a versenyzők az anyanyelvükön kapják meg a feladatokat. Ehhez nekünk, csapatvezetőknek le kell fordítanunk a példákat, ami általában hajnalig tartó munka. Ilyenkor le kell győznünk a fáradtságunkat és egymás munkáját folyamatosan ellenőrizve, hiba nélkül kell dolgoznunk. Elég egy szó félrefordítása, vagy nem elég világos fogalmazás, és a csapattagoknak a helyezése, érme múlhat rajta.