A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

egyik formából a másikba való átalakulása nem szerepel ezekben a leírásokban, a
tanulók teljes nyugalommal hihetik azt, hogy az energiát valóban előállítják, pl. szénből,
vagy uránból. Ez esetben hivatkozás nélkül idézünk egy alsó tagozatosok számára
készített tankönyvből:
Kérdés: „Mi keletkezik a gyors égéskor?” Válasz: „Meleg lesz, mert
hőenergia termelődik a gyors égéskor.”
A biztonságosan működő atomerőművek nem környezetszennyezők. A
bennük keletkezett energia felhasználható elektromos áram termelésére.
Magasabb évfolyamokon az energiával való ismerkedés a fizika tantárgyban szintén
számos buktatót, a kívánttól eltérő gyermeki elképzelések erősödésének veszélyét rejti
magában. Az energiának a mechanikai munka segítségével történő bevezetése az egyik
ilyen pont. Zavaró a munka szó hétköznapi jelentése miatti „áthallás”, illetve a
hétköznapi fogalomnak az időhöz és nem az úthoz való kötődése, a test energiájának
változásához és nem a test energiájához kapcsolható elsődlegesen, csak a mechanikai
kölcsönhatások elemzésére alkalmas „eszköz”).
További zavart okoz a potenciális energiák bevezetése, amely során a
szubsztanciális jellegűnek képzelt energia hozzárendelése a testhez problematikus a
gyerekek számára. Pl. az összenyomott rugó előtt álló golyóhoz rendelni a potenciális
energiát (rugalmas energiát) szakmailag ugyan lehetséges, nem hiba, de a tanulótól
olyan elvont fogalomalkotást igényel, amelynek kétséges a kimenetele. A tanuló
számára sokkal természetesebb az energiát a rugóhoz rendelni. Különösen gond van
akkor, ha a tankönyv szövege, vagy a tanár magyarázatai nem következetesek, s hol a
rugóhoz, hol a golyóhoz történik a potenciális energia hozzárendelése.
A törekvés egyébként érthető: a tankönyvszerzők, illetve az ilyen szakdidaktikai
megoldások követői nem kívánják értelmezni még ilyen idős gyerekek (13-14 évesek,
vagy középiskolában 16 évesek) számára az erőterek (mezők) energiáját. Ugyanis ha pl.
egy pozitív elektromos töltésű testtől eltávolítunk egy negatív töltésű testet, akkor
fizikailag ugyanolyan értékű magyarázat az energiaváltozásokra, hogy megnőtt az
elektromos tér energiája, mint ha azt mondom, hogy megnőtt a töltött testek elektromos
potenciális energiája. A potenciális energia fogalma legalább olyan problematikus a
gyerekek számára - meggyőződésünk szerint - mint a mező, elektromos erőtér fogalom.
A test állapotában semmilyen tény nem utal arra, hogy a testnek lenne valamilyen
energiája, csak a másik testtel való kölcsönhatásában van olyan jelenség, ami lehetővé
teszi, hogy elvont módon energiát rendeljünk a testekhez (és ne a mezőhöz).
A potenciális energiákra alapozott és a mezőfogalmat használó megközelítések
különbözőségét egy egyszerű példával szemléltetjük (6.2. ábra). Milyen
energiaváltozások következnek be, ha egy m tömegű követ a föld felszínéről h
magasságba felemelünk?
Potenciális energia fogalommal magyarázva a kő felemelésekor
bekövetkező energiaváltozást:
158