Atom ve molekül kavramlarına ilişkin öğrenci düşünce biçimleri üzerine yapılan literatür araştırmalarının sonuçlarının incelenmesi, öğrencilerin yaşadıkları zorlukların giderilmesine yönelik eğitim materyalleri hazırlanması için çok önemlidir.
Nurcan Pideci Özcan / Özel Sezin Lisesi Fen Bilimleri Zümre Başkanı – Kimya Öğretmeni
Merhaba, “Eğitim ve Ötesi” okuyucuları. Bu yazı ve sonraki birkaç yazımızda, atom ve molekül kavramlarına ilişkin öğrenci düşünce biçimleri üzerine yapılan literatür araştırmalarına değineceğim. Bu konuda yapılan araştırmaların sonuçlarının incelenmesi, öğrencilerin hangi kavramları öğrenmekte nasıl zorluklar yaşadıklarının anlaşılması ve bunların giderilmesine yönelik eğitim materyalleri hazırlanması için çok önemlidir. Siz bir konuyu ne kadar iyi anlattığınız düşünürseniz düşünün, algılayıcının yani öğrencinin ne anladığı nasıl anladığı esastır. Mevlana’nın bir sözü vardır: “Bildikleriniz, anlatabildiklerinizle sınırlıdır”.
İlk yazımızın konusu; öğrencilerin katı, sıvı ve gazı oluşturan atom ve moleküllerin yapısına ilişkin düşünce biçimlerine yönelik araştırmalar olacak.
Katı, sıvı ve gazı oluşturan atom ve moleküllerin yapısına ilişkin düşünce biçimleri
Yapılan araştırmalar öğrencilerin atom ve molekül kavramlarına ilişkin bazı yanılgılar olduğunu ortaya koymaktadır. Griffiths ve Preston (1992) farklı yeteneklerde, fen eğitim geçmişleri farklı, rastgele seçilmiş 30 öğrenci üzerinde yaptığı araştırmada öğrencilere katı, sıvı ve gaz hallerinde atom ve moleküllerin yapısınailişkin düşünce biçimlerini ölçmek amaçlı sorular yöneltmiştir. Araştırma sonuçları, öğrencilerin su molekülünün katı halde (buz) iken atomların birbirlerine daha yakın durmaları sebebiyle daha fazla atom içerdiğini düşündüklerini göstermektedir. Bu düşünce biçimine göre buzdan buhara geçişte molekül atomlarını kaybetmekte ve atomlar azalmaktadır. Yine araştırma sonuçları, öğrencilerin atomlar arasında hava, gaz, oksijen gibi maddeler olduğunu düşündüklerini ve atomlar arasındaki boşluğu kavramada güçlük çektiklerini ortaya koymaktadır.
Aynı araştırmanın sonuçları göstermektedir ki, öğrenciler su molekülünün yapısının molekülün büyüklüğüne, sıcaklığa ya da fiziksel haline bağlı bir özellik olduğunu ve su molekülünün oksijen ve hidrojen dışında hava, klor ve mineraller gibi başka bileşenlere de sahip olduğunu düşünmektedirler. Araştırma sonuçları örneğin, öğrencilerin suyun ısıtıldığında daha fazla oksijen almış olabileceğini bu nedenle de yapısının farklılık gösterebileceğini düşündüklerini ortaya koyar niteliktedir.
Öğrencilerin atom ve molekül kavramlarına ilişkin düşünce biçimlerini araştıran çalışmalardan biri de Dow ve ark. (1978) tarafından gerçekleştirilmiştir. Araştırmacılar öğrencilerin atomu sıvı halde iken sürekli yapıda (tanecikli yapıda değil) ve statik olduğunu düşündüklerini bulmuşlardır. Benzer öğrenci düşünce biçimleri Novick ve Nussbaum (1978) tarafından da belirlenmiştir. Yine araştırma sonuçları öğrencilerin sıvıların sıkıştırılabilir olduğunu düşündüklerini, sabit hacimlerinin olmadığını bildikleri fakat buharlaşma olayını açıklayamadıklarını ve moleküllerin hızının zamanla yavaşlayacağını düşündüklerini ortaya koymaktadır. Araştırmacılar, öğrencilerin sıvılardaki tanecikler arası boşluğun katılardakinden fazla, gazlardaki tanecikler arası boşluktan ise az olduğunu düşündüklerini ve bu düşünce biçiminin sonucu olarak sıvı hali katı ve gaz arası bir hal olarak algıladıklarını öne sürmektedir (Driver ve ark., 1995; Johnston, 1998b).
Yine aynı araştırma sonuçlarına göre, öğrenciler katı halde moleküllerin düzenli yapıda olduğunu bildikleri halde, neden sıkıştırılamadıklarını ve moleküllerin titreşim haraketlerini açıklayamamaktadır. Öğrencilerin tek tek taneciklerin özelliklerini anladıkları fakat tüm özellikleri moleküllerin davranışları adıyla tek bir kavram altında toplayamadıkları, bu özellikleri bütünleştiremedikleri de ortaya çıkmıştır.
Bu alandaki çalışmalar ayrıca, öğrencilerin tanecikler arasında boşlukta hiçbir şey olmadığı fikrini kabul etmekte güçlük çektiklerini, tanecikler arası boşluklarda atom ya da moleküllerin bir arada durabilmesini sağlayacak birşey olması gerektiğini ve bu tanecikler arasındaki şeyin de genellikle de hava olacağını düşündüklerini göstermektedir (Novick ve Nussbaum, 1978, 1981; Nussbaum ve Novick, 1982; Brook ve ark., 1984; Wightman ve ark., 1986; Johnston, 1998a).
Bu ve benzeri araştırma sonuçlarına göre, öğrenciler özellikle katı ve sıvı hallerde taneciklerin sabit hareketini tam olarak anlayamamaktadırlar (Wightman ve ark., 1986; Lee ve ark., 1993; Johnston, 1998a). Bazı öğrenciler ısı etkisiyle taneciklerin hareket ettiğini (Wightman ve ark., 1986) bu nedenle de sıcaklığın 0 0C olması durumunda taneciklerin hareket etmeyeceğini (Novick ve Nussbaum, 1981; Brook ve ark., 1983) düşünmektedirler.
Gördüğünüz gibi yapılan çalışmalar katı, sıvı ve gazı oluşturan atom ve moleküllerin yapısına ilişkin öğrenci düşünce biçimlerindeki farklı anlayışları ortaya koymuştur. Bunların farkında olmak, bunları giderecek eğitim yollarının bulunmasının ilk adımıdır.
Gelecek yazımda, “Atom ve Moleküllerin Şekline İlişkin Düşünce Biçimleri” “Atom ve Molekül Büyüklüğüne İlişkin Düşünce Biçimleri” konularına değineceğim.
