A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

11.2.3. Az anyagszerkezet tanításának első lépései
Az anyagszerkezet tanítása a természettudományos tantárgyak tanulása
szempontjából az egyik kulcsfontosságú témakör. Különös jelentőségének több oka is
van. Azt talán nem is kellene mondani, annyira triviális, hogy mai világunkban már
aligha lehet ellentmondásmentesen eligazodni folytonos anyagképpel. Nem lehet
sikeresen értelmezni az iskolában tanultakat, az időjárás alakulását, a kémiai kötéseket,
az egészségünkkel, a biológiai “működésünkkel” kapcsolatos folyamamtokat, de nem
lehet megérteni a földtörténeti-, és a régészeti kutatások során alkalmazott jó néhány
eljárás alapjait sem.
Különös a jelentősége a téma tanításának azért is, mert jószerével az anyag
részecskékből való felépítettségének elve, és a gázok számos tulajdonságát hatékonyan
magyarázni tudó golyó-modell az első a tanítás során, amelyről a gyerekeknek be is
valljuk, hogy modell. Így aztán e téma tanításánál a tananyagon túl, deklaráltan is
foglalkozunk a természet megismerése során alkalmazott eljárással, a modellezéssel.
A legtöbb tanterv szerint az anyag részecskemodelljét már a fizikatanulmányok
legelején ki kell alakítani a gyerekekben. Ez a bevezetés gyakran szervesen illeszkedik a
hőtan ismereteinek tárgyalásába, s a részecskemodellt a hőmérséklet és a belső energia
értelmezésénél, a gázok nyomása, a halmazállapot-változások, a hőtágulás
magyarázatánál alkalmazzuk. Később, Magyarországon a középfokú oktatásban a hőtan
elmélyültebb tárgyalásánál, illetve a fizikatanulmányok végén a modern fizikai
ismeretek tanításánál talákozunk újra a részecskeszemlélettel. Könyvünk e fejezetében
elsősorban a részecskekép kialakításának folyamatát mutatjuk be, illetve itt kap helyet a
hőmérséklet értelmezésében való felhasználás is. A további hőtani alkalmazások,
valamint a modern fizikai fejezetek tanításának kérdései könyvünk további részeiben
találhatók.
A helyzetet a tanítás szempontjából megkönnyíti, hogy a leggyakrabban alkalmazott
modell, amit gyakran „golyó modell”-nek is nevezünk, viszonylag egyszerű. Az
elsajátítást pedig az teszi különlegessé, hogy a gázok golyómodelljének alkalmazásával
rendkívül sok egyszerű, látványos kísérlet értelmezhető, és rengeteg hétköznapi jelenség
magyarázható meg eredményesen. Ez arra ad jó lehetőséget, hogy a modell
alkalmazhatóságáról a gyerekeket a saját tevékenységeik győzhetik meg. E téma
tanulása során az elmélet alkalmazása, és néhány részlettel való bővítése a diákok
többsége számára izgalmas szellemi kihívást jelenthet. A téma eredményes tanulásához
a kezdeti szakaszban (a számszerű összefüggések megfogalmazása előtt) nagyon kevés
előismeret szükséges, így különösen az általános iskolában megfigyelhető, hogy
gyakran olyan diákok teljesítenek kiemelkedően e témában, akik korábban nem
mutattak a tantárgy iránt különös érdeklődést.
Természetesen csakúgy, mint a fizika más témaköreinél, itt is fontos tisztában
lennünk azzal, hogy milyen előzetes elképzelésekkel kezdenek hozzá tanítványaink a
munkához. Az ezzel kapcsolatos legfontosabb ismeretekről a gyermektudományokkal
foglalkozó fejezetben olvashatunk. Most csak azt szeretnénk kiemelni, hogy a diákok
közül viszonylag sokaknál tapasztalhatjuk a téma tanítása során, hogy az anyag
korpuszkuláris felépítettségéről alkotott elmélet és a folytonos anyagkép egyidejűleg,
egymással versengve határozza meg a kérdésekre adott válaszaikat. Az egyes
magyarázatokban gyakorta felfedezhető e két elmélet elemeinek „összefésülése” is.
275