A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

félreértelmezések aránya, hanem némely esetben az még jobban megerősödött (pl. a hő,
mint önálló szubsztancia).
Hasonló stratégiát ajánl Carlton (2000) is, aki kifejezett párhuzamot is von a
tudománytörténet során létezett hőanyagelmélet és a gyermeki gondolkodás között. Az
előzetes elképzelések feltérképezéséhez azt ajánlja, hogy a gyerekek csoportokat
alkotva vitassák meg, hogy mit jelentenek szerintük a hő és a hőmérséklet kifejezések.
A válaszok közös megbeszélésekor derült ki, hogy a gyerekek jelentős része azonosnak
gondolja a két fogalom jelentését. Ezt követik a portugál példához hasonló kérdések
elemzései, amelyek során világossá válik a tanulók előtt a különbség.
Lényeges elem a mindkét elképzelés szerinti tanítási stratégia esetében, hogy a
gyerekek nem kezdenek el azonnal tényleges kísérleteket végezni, hanem előbb
összegyűjtik az előzetes elképzeléseket, gondolatkísérleteket elemeznek.
Az energia fogalmának bevezetése sem könnyű feladat a tanár számára. A legtöbb
tanterv és tankönyv azt az eljárást követi, hogy többféle energiafajtát mutat be a tanulók
számára. Az angol Nuffield Alapítvány egyik tankönyve a következőket említi: kémiai
energia, forgási energia, mozgási energia, mechanikai energia, fényenergia, elektromos
energia, az atom energiája stb. Mclldowie (1995) tréfásan meg is jegyzi, hogy szerepel a
reggeli energiája is, mint a kémiai energia egy fajtája. Kritizálja ellenben, hogy például
az infravörös sugárzás energiája hol mint fényenergia, hol, mint sugárzási energia, hol
mint az elektromágneses tér energiája, és hol mint napenergia jelenik meg.
A különböző könyvek az I. főtétel bevezetése kapcsán (melyet alsóbb osztályokban
nem mondanak ki) előszeretettel használják a belső energia fogalmát. Gondot jelent
azonban, hogy valójában mi is számít belsőnek. Alonso (1997) cikkében a belső energiát
három tag összegeként írja fel, melyek a következők:
A rendszer energiája = a részecskék mozgási energiája + a részecskék kölcsönhatási
energiája + a részecskék energiája.
E = E (mozgási) + E (kölcsönhatási) + E (részecske)
Ez az értelmezés szerintünk problematikus. Az első taggal még nincs gond. A
második, a kölcsönhatási energia azonban már nehezen, vagy egyáltalán nem
értelmezhető, mint a rendszer energiájának alkotó része. Amikor a rendszer elemei
között kötések alakulnak ki (pl. különálló atomok molekulákat alkotnak), akkor a
rendszer energiát bocsát ki. Köcsönhatási energiának általában ezt az energiát nevezzük,
amely természetesen abszolút értékben megegyezik azzal az energiával, amit be kell
fektetni ha a kötést meg akarjuk szüntetni. Nem véletlen, hogy a kölcsönhatási energiát
negatív előjellel látjuk el. Nem tekinthetjük a rendszer összenergiája részének.
Problematikus azonban a fenti összeg harmadik tagjának értelmezése is. Mit jelent a
részecske energiája? Mozgási energiáját már az első tag tartalmazza. Véleményünk
szerint egy anyagi rendszer energiája teljes egészében az E = mc 2 Einstein féle
összefüggéssel adható meg. Ebben benne van a mozgási energia is, s ha a rendszer
részének tekintjük, akkor az elektromágneses mező energiája is. Ezek azonban nem
merítik ki a teljes energiát, ma még nem tudjuk, milyen további összetevői vannak.
Az I. főtétel tanítása során felmerül egy meglehetősen mély értelmezést igénylő
probléma. A középiskolai fizika és kémia oktatás során körülbelül azonos időben
288