A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

A fizikai világra vonatkozó gyermektudományi jelenségek megismerése során
rendkívül fontosnak bizonyult az a felismerés, hogy a fizikai (és más
természettudományi) fogalmak a gyerekekben lényegében két „fogalommasszából”, két
differenciálatlan „ősfogalomból” alakulnak ki. Az összefüggés felfedezői, Chi és
munkatársai (1994) „anyag-alapú” és „folyamat-alapú” fogalomrendszereknek nevezték
el ezeket a gondolkodási elemeket. A fizikához talán közelebb áll, ha mi most
„statikus” és „dinamikus” fogalomrendszerekről írunk, de ezzel egyáltalán nem
másítjuk meg az eredeti értelmezéseket.
Mi felnőttek - ha ráadásul fizikát is tanultunk egy kicsit intenzívebben - viszonylag
jól meg tudunk különböztetni egymástól statikus és dinamikus fogalmakat. A
gyermekek statikus fogalomrendszerében differenciálatlanul szereplő fizikai fogalmak
elsősorban a következők: hossz, súly, terület, sűrűség, térfogat, viszkozitás, tömeg,
szilárdság. A statikus fogalmakat általában ellentétpárokba tudjuk rendezni, ilyenek a
sok - kevés, a kicsi - nagy, a nehéz - könnyű, a rövid - hosszú, a sűrű - ritka, a puha -
kemény, viszkózusabb - kevésbé viszkózus ellentétek. A gyermek gondolkodásában
ezek a fogalmak még jelentős mértékben átfedők. Jól szemléltethető ez azzal a
jelenséggel, amit a felnőttek többsége is produkál, ha megkérdezik tőlük, hogy az étolaj
sűrűbb vagy ritkább, mint a víz. Sokan válaszolnak úgy, hogy sűrűbb, még azok is, akik
esetleg már többször tapasztalták, hogy az olaj úszik a víz felszínén. A sűrűségre
vonatkozó ítéletüket sokkal inkább a viszkozitás alapján hozzák meg, mert az sokkal
többször megerősödött tudásuk, hogy az olaj „sűrűbb folyású” folyadék.
A kisebb gyermekek számára az itt felvázolt fogalomegyüttes még kevésbé
differenciált, a „mennyi?” vagy „melyik több?” kérdésre adott válaszok még jelentős
mértékben eltérhetnek attól, ahogyan a felnőttek válaszolnak az ilyen kérdésekre. A
„több folyadék” adott esetben a gyermek számára azt jelentheti, hogy az egyik pohárban
magasabban áll a vízszint, ahogyan ezt már egy korábbi példán is bemutattuk (ld. a
konstruktivista pedagógiát bemutató fejezetet). Néhány érdekes gyermeki elképzelés a
statikus fogalomrendszer alkalmazásával kapcsolatban:
1. Ha megkérdezünk akár még 15 éveseket is arról, hogy minek van nagyobb belső
energiája, 1 kg 0 C-os víznek, vagy 1 kg 0°C-os jégnek, akkor a gyerekek egy része
a jeget választja. A feltételezhető magyarázat: a jég a keménysége miatt jut ilyen
szerephez, holott a 0°C-os víz belső energiája a nagyobb.
2. Figyeljünk fel arra, hogy a súly is ebben a fogalomrendszerben kapott helyet, pedig
tudományos használata szerint inkább dinamikus fogalom lenne, hiszen erő.
3. Ismert, hogy a testeknek a vízen való úszásával, vagy a levegőben való lebegéssel
kapcsolatban a gyerekek (és sokszor a felnőttek is) a könnyű - nehéz ellentétpárt
használják. Világos, hogy itt a statikus fogalomrendszerben a sűrűség fogalmának
kidolgozatlanságáról, differenciálatlanságáról van szó. A gyermek az úszás jelenségét
még nem kapcsolja össze a sűrűség fogalmával, ami benne erősebben kötött a
viszkozitás fogalmához.
A másik nagy, differenciálatlan fogalomkör a dinamikus jelenségekkel kapcsolatos.
A nyelvi megformálásban általában nincsenek ellentétpárok, vagy vannak, de magától a
fogalomtól kicsit távolabb állnak, pl. az erő esetében az erős – gyenge fogalompár.
Olyan fogalmak tartoznak ide, mint az erő, a mozgás, a gyorsaság (később a sebesség, a
gyorsulás), a nyomás, az energia, a hő, a hőmérséklet, a savasság. A fizika számára
154