A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

már általánosnak tekinthető, s egyre nagyobb arányban tudják a gyerekek, hogy a
belégzett és a kilégzett levegő más összetételű. 16 éves korra a gyerekek fele már tudja
a levegő összetételével kapcsolatos alapvető ismereteket, harmaduk az oxigénnek az
élők energiaellátásában játszott szerepével is tisztában van.
Azzal a tudással, hogy a levegő teret foglal el, az 5 éveseknek a harmada
rendelkezik. Ez az arány fokozatosan nő természetesen, később már az
összenyomhatóság is része lesz a tudásnak (12 évesek kétharmada elfogadja).
Az erők egyenletes terjedésével kapcsolatos tudással kapcsolatban a gázok által
kifejtett erő lehetőségének tudata már viszonylag korán kialakul. Érdekes módon a
levegő mozgást akadályozó hatásával kapcsolatos tudás lassabban fejlődik. Az, hogy a
levegő minden irányban kifejthet erőt, s a nyomás minden irányban ugyanannyi, csak
jóval később kialakuló ismeret, a 16 éveseknek is csak egyharmada tudja.
A levegő tömegével, illetve súlyával kapcsolatban a fejlődés lassúnak tekinthető. A
levegő súlyát sokáig a térfogatával arányosnak tekintik a gyerekek, továbbá
háromnegyedük még 12 éves korában is negatív súlyúnak vagy súlytalannak képzeli a
levegőt.
A nyomáskülönbségekkel összefüggésben még a 16 éves korban is nagy arányban
találhatók gyerekek, akik a vákuum szívó hatásában hisznek. A külső légnyomás
hatásának figyelembe vétele lassan alakul ki, 16 éves korukra is csak harmadukban.
Ezek után térjünk át a részecskeszemlélet kialakulásának kérdéseire. Az anyaggal
való ismerkedés talán legfontosabb kérdéséről van szó, a gyerekeknek egy hosszú
folyamat eredményeként meg kell tanulniuk, hogy a kémiai anyagok molekuláknak és
atomoknak nevezett részecskékből épülnek fel, azok struktúrába rendeződésével, s még
ezek a részecskék is belső struktúrával rendelkeznek. Itt ráadásul csupa olyan ismeretet
kell elsajátítania a tanulónak, amit közvetlenül ellenőrizni az érzékszerveivel soha nem
tud.
E témában is fogalmi váltásról, sőt több ilyen váltásról van szó. Gondoljuk meg, mi
minden múlik a részecskeszemlélet megkonstruálásán! E kép segítségével építhetünk ki
korszerű elképzelést a gázokról, az energiaátadás legkülönbözőbb folyamatairól, a
termikus kölcsönhatásokról, az anyagmegmaradásról, a nyomásról, az anyagszerkezeti
kép teszi lehetővé, hogy a fizikában a hő, belső energia, hőmérséklet fogalmak
megfelelő módon differenciálódjanak.
Joseph Nussbaum (1985) elemezte átfogóan a gyerekek részecskeképének
alakulásával kapcsolatos ismereteinket. Mit is jelent az, hogy egy részecskeképet kell
elsajátítanunk? Nussbaum szerint a következő elemek a legfontosabbak:
a gázok részecskékből állnak;
a gázok részecskéi egyformán oszlanak szét bármilyen zárt térben;
a részecskék között üres tér van;
a gáz részecskéi mozognak, ehhez a mozgáshoz nem szükséges valamifajta külső
forrás;
két gáz keveredésekor különböző részecskékből álló gáz jön létre.
Van egy feladat (Novick és Nussbaum 1978), amelynek segítségével viszonylag
egyszerűen elég sokat megtudhatunk a gyerekek anyagfelfogásáról. A gyerekeknek el
kell képzelniük, hogy egy lombikból a benne lévő levegő felét kiszivattyúztuk. Meg kell
mondaniuk, hogyan helyezkedik el a lombikban a megmaradt gáz. Azt is el kell
168