Atom ve molekül kavramlarına ilişkin öğrenci düşünme biçimlerine üzerine yapılan literatür çalışmaları yazı dizimize devam ediyoruz.
Nurcan Pideci Özcan / Özel Sezin Lisesi Fen Bilimleri Zümre Başkanı – Kimya Öğretmeni
Değerli edebiyatçımız Cenap Şehabettin “Doğruyu söylemek değil, anlatmak güçtür.” Sözünü belki bizim gibi pozitif bilimlerle uğraşan öğretmenler için söylemedi ama farklı bir bakış açısıyla bizim durumumuzu da istemeden özetlemiş oldu. Kimya ne kadar gerçeklere dayalı bir bilim dalı olursa olsun anlatımındaki güçlükleri öğrenci düşünme biçimlerini kavradıktan sonra daha iyi anlıyoruz.
Atom ve molekül kavramlarına ilişkin öğrenci düşünme biçimlerine üzerine yapılan literatür çalışmaları yazı dizimize bu yazımızda üç başlıkla devam ediyoruz. Bu yazımızda öğrencilerin atom ve moleküllerin şekillerine, büyüklüklerine ve kütlelerine ilişkin düşünce biçimlerine değineceğiz.
Atom ve Moleküllerin Şekline İlişkin Düşünce Biçimleri
Atom ve moleküllerin şekline ilişkin düşünce biçimlerini inceleyen Griffiths ve Preston (1992) öğrencilerin su molekülünün şeklinin fiziksel duruma, kabın şekline, basınca bağlı olarak değişeceğini düşündüklerini ortaya koymaktadır. Atomları tek boyutlu molekülleri ise 2 boyutlu hayal etmekte ayrıca katı halde (buz) moleküllerin kare şeklinde olacağını düşünmektedirler.
Bu alandaki bir başka araştırmada (Haidar ve Abraham, 1991) lise öğrencilerine farklı fiziksel hallerde maddedeki taneciklerin resimleri çizdirilmiş ve bu öğrencilerin gaz halde yuvarlak, katı halde küp şekli, sıvı halde ise düzgün olmayan bir şekil çizdikleri gözlenmiştir.
Atom ve Molekül Büyüklüğüne İlişkin Düşünce Biçimleri
Griffiths ve Preston (1992) tarafından öğrencilere “su molekülünün büyüklüğü ne kadardır?” sorusu yöneltilmiş ve büyüklüğün bildikleri bir şeylerle karşılaştırılması istenmiştir. Bu araştırma, öğrencilerin atomun mikrop, toz ya da nokta kadar olabileceğini düşündüklerini ortaya koymaktadır. Yine araştırma sonuçlarına göre, öğrenciler su molekülünün büyüklüğünün fiziksel haline bağlı olduğunu düşünmektedir. Bu düşünce biçimine göre katı hal molekülün en küçük olduğu durumdur. Gaz halde ise molekülün ısı alıp genleştiği ve bu nedenle de gaz halin molekülün en büyük olduğu hal olduğu düşünülmektedir.
Araştırmaları sırasında Griffiths ve Preston (1992), atomların mikroskopta görülebilecek büyüklükte (toz parçası ya da iğne ucunun 1/100 ü) olduğu, atomun büyüklüğünün ısı ile değişebileceği, ısı etkisiyle atomda genleşme olacağı, atomlar arasındaki çarpışmaların atomun büyüklüğünü değiştirebileceği, bütün atomların aynı büyüklükte olabileceği ya da atomun moleküllerden daha büyük olduğu düşünce biçimleriyle de karşılaşmışlardır.
Öğrencilerdeki atom ve moleküllerin büyüklüğüne ilişkin düşünce biçimlerini araştıran çalışmalardan biri de, Harrison ve Treaust (1996)’a aittir. Yapılan araştırmalar sonucu, öğrencilerin atomun çok küçük olduğunu söyledikleri halde bir çok öğrencinin atomun güçlü bir mikroskop ile görülebileceği fikrinde oldukları ortaya çıkmıştır.
Atomun mikroskopta görülebileceği ve atomun toz tanesi, bakteri ya da hücre büyüklüğünde olduğu şeklindeki düşünceler bu alandaki diğer araştırma sonuçları ile de desteklenmektedir (Holding, 1987; Johnston ve Driver, 1991; Lee ve ark., 1993). Öğrenciler atomu toz tanesi, bakteri ya da hücre gibi bildikleri başka küçük maddeler kadar olduğunu hayal etmektedirler.
Atom ve Molekül Kütlesine İlişkin Düşünce Biçimleri
Griffiths ve Preston (1992), atom ve molekül kütlesine ilişkin düşünce biçimlerini ölçmek amaçlı yaptığı araştırmada, öğrencilerden su molekülünün kütlesini 3 farklı fiziksel halde karşılaştırmalarını istemiştir. Öğrencilerden bazılarının atom ve moleküllerin tartabileceğimiz ağırlıkta (sineğin bacağı, toz parçası, tüy vb kadar) olduğunu düşündükleri saptanmıştır. Molekül kütlesinin fiziksel hale göre değişen bir özellik olduğunun düşünüldüğü de görülmüştür. Öğrenciler katı halde kütlenin en fazla, gaz halde ise en az olduğunu düşünmektedirler. Moleküllerin gaz halde birbirlerine uzak durmasını da, bu duruma sebep olarak göstermişlerdir. Bunun tam tersi olarak su buharının havaya karışmasıyla havadan bazı parçacıkları topladığını bu sebeple de gaz halde molekülün kütlesinin en ağır olduğu şeklindeki öğrenci düşünce biçimleriyle de karşılaşılmıştır. Yapılan başka araştırmalar da öğrencilerin atomun ihmal edilebilecek bir kütleye sahip olduğunu düşündüklerini ortaya çıkarmaktadır (Holding, 1987; Driver ve ark., 1995).
Bir dahaki yazımızda; öğrencilerin atom ve molekülleri bir arada tutan kuvvetlere, atom ve moleküllerde canlılık özelliğine, atomda gözlenebilir özelliklere ilişkin düşünce biçimlerini inceleyeceğiz.
