Univerzitet u Nišu

Prirodno – matematički fakultet

Departman za hemiju

Usvajanje i primena koncepta čestične

prirode materije kod učenika

osnovnoškolskog uzrasta

- Master rad -

Mentor: Kandidat:

Prof. dr Tatjana Anđelković Jelena Sazdanović

Niš, 2014.

Zahvaljujem se mentoru prof. dr Tatjani Anđelković, koja je prihvatila saradnju i

pomogla pri definisanju teme za izradu Master rada, na ličnom interesovanju, nizu

korisnih saveta i sugestija i formiranju konačne verzije master rada. Veliko Vam

hvala na ukazanom poverenju, strpljenju i razumevanju!

Takođe se zahvaljujem Osnovnoj školi “Kralj Petar I” u Nišu, a posebno nastavnici

Slađani Jović, koji su omogućili da eksperimentalni deo rada izvedem u njuhovoj

školi.

Srdačno se zahvaljujem svojim roditeljima, bratu, voljenoj osobi i prijateljima koji su

bili uz mene tokom studiranja, zahvaljujem se na neizmernoj ljubavi, pomoći, podršci

i razumevanju

ISKRENO VAM HVALA!

Редни број, РБР:

Идентификациони број, ИБР:

Тип документације, ТД: монографска

фска

Тип записа, ТЗ: текстуални/графички

Врста рада, ВР: мастер рад

Аутор, АУ: Јелена Саздановић

Ментор, МН: Татјана Анђелковић

Наслов рада, НР: Усвајање и примена концепта честичне природе материје код

ученика основношколског узраста

Језик публикације, ЈП: српски

Језик извода, ЈИ: енглески

Земља публиковања, ЗП: Република Србија

Уже географско подручје, УГП: Србија

Година, ГО: 2014.

Издавач, ИЗ: ауторски репринт

Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33

Физички опис рада, ФО: (поглавља,

страна, цитата, табела, слика, графика)

прилога)

43 странe / 6 поглавља / 16 слика и графика / 13 референци

Научна област, НО: Хемија

Научна дисциплина, НД: Методика наставе хемије

Предметна одредница/Кључне речи, ПО: концепт честичне природе материје, заблуде код ученика,

дијагностички тест

УДК: 371.212.5 : 573.3

Чува се, ЧУ: библиотека

Важна напомена, ВН:

Експериментални део рада рађен је у ОШ “Краљ Петар I“ у Нишу

Извод, ИЗ: Предмет истраживања овог мастер рада је уочавање ученичких

заблуда и прогрешно развијених концепата о честичној природи

материје. Тестирање ученика помоћу дијагностичког теста

изведено је у три одељења шестог, седмог и осмог разреда. Тест је

конципиран тако да садржи честе недоумице и заблуде ученика

које настају приликом савладавања концепта честичне природе

материје. Истраживање нам је потврдило да ученици немају

исправну концепцију о честицама и да појам честице није добро

усвојен и конципиран у њиховом знању.

Датум прихватања теме, ДП:

Датум одбране, ДО:

Чланови комисије,

КО:

Председник:

Члан:

Члан:

Члан, ментор:

Accession number, ANO:

Identification number, INO:

Document type, DT: monograph

Type of record, TR: Textual/graphic

Contents code, CC: Final work

Author, AU: Jelena Sazdanović

Mentor, MN: Tatjana Anđelković

Title, TI: Introduction and application of the concept of particulate nature of matter on primary

school students

Language of text, LT: Serbian

Language of abstract, LA: English

Country of publication, CP: Republic of Serbia

Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2014

Publisher, PB: author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33

Physical description, PD:

(chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/

appendixes)

43 pages / 6 chapters / 16 paintings and prints / 3 quotes / 13 references

Scientific field, SF: Chemistry

Scientific discipline, SD: Teaching methodology in chemistry

Subject/Key words, S/KW: particle concept of matter, student’s misconceptions, diagnostic test

UC 371.212.5 : 573.3

Holding data, HD: library

Note, N: The experimental part of the work was done in the elementary school "Kralj Petar I"

in Nis

Abstract, AB: The subject of this master thesis is the identification of students' misconceptions and

incorrectly developed concepts of the particulate nature of matter. Testing students

by diagnostic test was conducted in three classes of the sixth, seventh and eighth

grades. The test is designed to contain all the doubts and misconceptions that arise

druring learning the concept of particulate matter. The research has confirmed that

students do not have the correct conception of particles and particle concept is not

well conceived and adopted in their knowledge.

Accepted by the Scientific Board on, ASB:

Defended on, DE:

Defended Board, DB: President:

Member:

Member, Mentor:

SADRŽAJ

1. Uvod ...................................................................................................................................... 6

2. Teorijski deo ......................................................................................................................... 8

2.1. Usvajanje hemijskih koncepata i pojmova ................................................................. 9

2.1.1. Učenički predkoncepti ........................................................................................... 9

2.1.2. Česte zablude i pogrešno usvojeni koncepti u nastavi hemije ......................... 10

2.1.3. Učenički koncepti i naučni jezik ......................................................................... 12

2.1.4. Efektivne strategije za nastavu i učenje ............................................................. 13

2.2. Uvođenje pojma čestica materije u nastavi hemije i fizike u .................................. 15

2.2.1. Najmanje čestice materije i mentalni modeli ................................................... 16

2.2.2 Preoblikovane i nepreoblikovane čestice ............................................................ 16

2.2.3 Prenošenje svojsta materije na čestice ................................................................ 17

2.2.4. Usvajanje koncepta praznog prostora materije ................................................ 18

2.2.5. Čestica kao generički izraz za deo materije ili za atom/jon/molekul .............. 19

3. Cilj i hipoteza istraživanja ................................................................................................ 20

3.1. Nastavne jedinice koje uvode koncept čestične građe materije .............................. 21

3.2. Postavka dijagnostičkog testa o razumevanju koncepta čestične prirode

materije ............................................................................................................................... 22

3.3. Uzorak učenika na kome je izvršeno testiranje ....................................................... 26

3.4. Obrada rezultata dijagnostičkog testa ...................................................................... 28

4. Rezultati i diskusija............................................................................................................ 35

4.1. Preporuke za način uvođenja i interpretaciju koncepta čestične ........................... 37

5. Zaključak ............................................................................................................................ 40

6. Literatuta ............................................................................................................................ 42

6

1. Uvod

7

Kod većine učenika osnovnoškolskog uzrasta primećujemo da određene hemijske

pojmove i koncepte shvataju pogrešno ili da su ih usvojili i primenili na pogrešan način. Najčešće zablude i pogrešna shvatanja vezana su za koncept čestične prirode materije.

Učenici uglavnom pogrešno prihvataju koncept najmanje čestice i generalizuju ga i koriste kao

izraz za deo materije (čestice šećera, čestice sumpora...) ali i kao izraz za atom/jon/molekul.

Učenici često atom hlora u žargonu nazovu samo hlorom, ili ne shvataju razliku kada ih

upitamo od čega se sastoji HCl ili H2O?

Cilj ovog master rada je da ukažemo na te učeničke zablude i pogrešno usvojene koncepte

i da damo sugestije i preporuke za njihovo savlađivanje.

Metodičko istraživanje ovog master rada izvedeno je u tri odeljenja i to, u po jedno

odeljenje šestog, sedmog i osmog razreda. Želeli smo vidimo kakvu koncepciju o prirodi

čestica imaju učenici koji još uvek ne pohađaju nastavu hemije, ali koji su o česticama nešto

čuli iz drugih predmeta. Zatim, kakvu koncepciju imaju učenici koji počinju da izučavaju

hemiju i učenici koji su pojam čestice i ostale osnovne pojmove iz hemije već savladali.

Definisali smo dijagnostički test koji sadrži sve nedoumice i zablude učenika koje nastaju

prilikom savladavanja koncepta čestične prirode materije.

Istraživanje nam je potvrdilo da učenici nemaju ispravnu koncepciju o česticama i da

pojam čestice nije dobro usvojen i koncipiran u njihovom znanju.

8

2. Teorijski deo

9

2.1. Usvajanje hemijskih koncepata i pojmova

Pogrešna shvatanja i zablude se ne primećuju samo kod dece i učenika, nego su čak i

naučnici i filozofi kroz istoriju mnoge stvari shvatali pogrešno. Praćenje promene tj. sazrevanje

nekih teorija tokom razvoja nauke može biti od velike koristi u razmatranju načina na koji deca

mogu da usvoje neku ideju tj. koncept. Ideje koje deca razvijaju bez ikakvog prethodnog

predznanja o nekoj tematici nisu pogrešne i mogu se opisati kao alternativne i originalne,

odnosno da predstavljaju neku vrstu predkoncepata. Svaki nastavnik prirodnih nauka bi trebalo

da zna to, jer mu to može pomoći u prezentovanju i uvođenju novih pojmova kod dece.

Međutim, čak i danas mogu da postoje neka pogrešna shavatanja kod dece, upravo zbog

neodgovarajućih metoda nastave, odnosno pogrešno koncipirane logičko-metodičke strukture,

koje predstavljaju jednim imenom zablude u usvajanju koncepata u školskom, formalnom

obrazovanju. Neodgovarajuće metode nastave se mogu sprečiti usavršavanjem i ukazivanjem

na pojavu ovog problema.

Trebalo bi pronaći što više tih predkoncepata i zabluda načinjenih u školi i ukazati na

njihovu pojavu nastavnicima. Takođe je važno naći dobra rešenja i strategije za unapređenje

predavanja: alternativne strategije za tradicionalni pristup, rad sa očiglednim i jasnim

laboratorijskim ogledima, veće korišćenje strukturnih modela ili metoda baziranih na novim

tehnologijama itd.

2.1.1. Učenički predkoncepti

Samostalno razvijeni koncepti kod učenika često se ne poklapaju sa današnjim modernim

naučnim konceptima. Učenici do svojih sopstvenih ideja uglavnom dolaze posmatranjem -

recimo, kada učenici razgovaraju o sagorevanju, kažu da ''nešto'' nestaje i opažaju da je

preostali pepeo lakši od početnog materijala, tako su oni na osnovu posmatranja došli do

logičkih zaključaka.

Zbog ovoga ne možemo opisati njihove zaključke kao netačne već kao:

izvorne prednaučne ideje;

ili alternativne ideje.

Uobičajeno je da se prođe kroz nekoliko predkoncepata u početnim fazama učenja

osnovnog, srednjeg i višeg nivoa hemije. Dva opšta primera učeničkih predkoncepata su:

“Sunce se okreće oko Zemlje” i “bara je isušena uz pomoć sunčevih zraka”.

Sunce i Zemlja. Najčešće dečije prvo iskustvo sa Suncem praćeno je komentarima

njihove porodice i suseda: ''Pogledaj, Sunce će izaći ujutru, u podne će biti na svojoj najvišoj

tački i uveče će zaći.'' Posmatranja vezana za izlazak i zalazak Sunca, kao i za njegov sopstveni

ciklus dovode učenike do ideje da ''Sunce kruži oko Zemlje''. Grčki filozofi razvijali su svoje

ideje pre 2000 godina. Ptolomej je mislio da je Zemlja centar svega i smatao je da se ''Sunce

okreće oko Zemlje''. Krajem 16.veka Nikola Kopernik je nakon posmatranja kretanja planeta,

10

došao do svoje heliocentrične teorije: „Zemlja je jedna od mnogih Sunčevih planeta, kao i te

planete, Zemlja se okreće određenom putanjom oko Sunca i takođe se okreće oko svoje ose.''[1]

S obzirom na tadašnju crkvu i postojanje inkvizicije, može se zamisliti kako su ljudi shvatili tu

Ptolomejevu teorija. Crkva je želela da drže ljude u neznanju da je Zemlja centar univerzuma.

Deca i adolescenti često, preko svojih sopstvenih posmatranja, dolaze do sličnih ideja

kao što je i Ptolomej, a onda nastavnici koriste adekvatne metode i nastavna sredstva, kao što

je recimo planetarijum, da bi ubedili decu da zaborave na svoje originalne ideje i prihvate da

se Zemlja okreće oko Sunca.

Vrlo je važno da mladi ljudi imaju priliku da iskažu i upoređuju svoje ideje. Tek nakon

što dete shvati da njegova ideja nije dobra, treba mu se pružiti novi pogled na dati problem.

Deca treba da znaju da je njihova teorija sasvim uobičajena i da su čak i naučnici u prošlosti

verovali da se ''Sunce okreće oko Zemlje''. Predavanja korišćenjem modela kao što je

planetarijum bi trebalo da pokažu deci pravu istinu o rotaciji Zemlje.

Bare i sunčevi zraci. U razgovoru sa osnovcima u pogledu nestajanja bara po sunčanom

danu, očigledno je da oni veruju da sunčevi zraci ''upijaju vodu'', da ''voda nestaje''. Mnogi

nastavnici priznaju da su im takva objašnjenja ''simpatična'' i često se ne zamaraju da ih

ispravljaju ili razgovaraju o tome: oni dozvoljavaju deci da zadrže svoje ''teorije o sunčevim

zracima'' i njihovu ideju o ''nestajanje vode''.

Ako, sa druge strane, nastavnici sprovedu oglede koji pokazuju isparavanje vode i

kondenzaciju vodene pare u tečnu vodu, može se započeti naučni pogled na ovu temu. Ako

takođe uvedemo ideju o česticama kao i o povećanju kretanja čestica vode usled toplote, deca

će mnogo bolje shvatiti da se čestice vode mešaju sa česticama vazduha i stoga ostaju u

vazduhu.

Ona će, dalje, razumeti da su kretanje čestica i difuzija energetski bogatih čestica

odgovorni za isparavanje vode. To će takođe voditi decu ka logičkom shvatanju o konzervaciji

mase za kasnije lekcije i shvatanje hemijskih reakcija, naročito u pogledu sagorevanja.

Neophodno je, međutim, da učenici mogu izraziti svoje sopstvene ideje o ''nestajanju vode''

pre nego što usvoje naučne koncepte. Da bi bili ubeđeni u naučne koncepte trebali bi

demonstrirati ili samostalno uraditi oglede i uporediti ih sa svojim viđenjima. Sledeći ovu

diskusiju, nakon više iskustva sa isparavanjem i kondenzacijom vode, učenici mogu shvatiti

konceptualnu promenu.

2.1.2. Česte zablude i pogrešno usvojeni koncepti u nastavi hemije

Kada se učenici suoče sa temom koja je mnogo teža, pojavljuju se različiti tipovi

problema: zablude nastale pri usvajanju pojma u okviru školskog obrazovanja. Uprkos

kompetentnim i kvalifikovanim nastavnicima, uglavnom pitanja ostaju otvorena i problemi

nisu zaista rešeni i u potpunosti razumljivi. Nekoliko primera bi trebalo ovo da ilustruju.

Sastav soli. Čuveni primer zabluda učenika nastalih u školi nastaje iz Arenijusove teorije

disocijacije. 1884. godine, on je rekao da se ''molekuli soli nalaze u čvrstim solima kao

najmanje čestice i razlažu se na jone rastvaranjem u vodi''. Kasnije, sa stvaranjem koncepta

elektrona, nastaju zablude da ''atomi molekula soli formiraju jone putem razmene elektrona''.

11

Danas, se zna da ne postoje molekuli soli, postoje samo joni - čak i kada je so u čvrstom stanju.

Rastvaranjem čvrstih soli, molekuli vode okružuju jone, a hidratizovani joni nisu povezani, već

se kreću neometano u rastvoru soli.

Neverovatno je da se čak i danas u literatiri može naći sledeća konstatacija: ''natrijum

hlorid se sastoji od atoma natrijuma i hlora. Svaki atom hlora uzima po jedan elektron iz atoma

natrijuma tako da atom hlora postaje negativno naelektrisan, a atom natrijuma postaje pozitivno

naelektrisan''.

Takođe u nastavnim temama o hemijskim vezama, uglavnom se obrađuju veze

elektronskih parova i samo ukratko jonske veze. Rezultat toga je da učenici nemaju naučno

korektne i precizne ideje o jonima u jonskoj rešetci. Vezano za pitanje o tome koje se čestice

nalaze u mineralnoj vodi koja sadrži kalcijum hlorid, mnogi učenici odgovaraju „Cl-Ca-Cl

molekuli“. U ovom slučaju, zablude su nastale tokom predavanja. Ovakve zablude čak nastaju

ako se o jonima, prilikom učenja teme elektrolize soli, nije učilo na pravi način.

Hemijske reakcije. U hemiji se uglavnom odvajaju hemijske reakcije od fizičkih

procesa. Stvaranje sulfida metala iz elemenata oslobađanjem energije je opisano u svakom

slučaju kao hemijska reakcija. Nasuprot tome, rastvaranje supstance u vodi se često vezuje za

''fizički proces'' zbog toga što se materija ''u stvari ne menja'', rastvorena supstanca može se

povratiti u svoje prvobitno stanje putem procesa ''fizičkog'' razdvajanja. Ako uzmemo natrijum

hidroksid i rastvorimo ga u malo vode, nastaje bezbojni rastvor i oslobađa se toplota; rastvor

provodi elektricitet i visoke je pH vrednosti. Neki učenici posmatraju ovaj rastvor kao novi

materijal, a stvaranje toplote pokazuje da je reakcija egzotermna. Iz ovog primera možemo

videti da nema nikakvog smisla razdvajati transformaciju materije na ''hemijske'' i "fizičke''

procese. Ako rutinski nastavimo da primenjujemo koncept hemijske/fizičke promene materije,

automatski će se javljati školski načinjene zablude bazirane na tim tradicionalnim konceptima

u školi.

Sastav vode. ''Voda se sastoji od vodonika i kiseonika“ - ova i slične tvrdnje se često

čuju o jedinjenjima, koja očigledno ''sadrže'' određene elemente. Ovakvi izrazi su nastali iz

vremena kada je bilo uobičajeno analiziranje i pronalaženje elemenata koji ulaze u sastav

određenih jedinjenja. Oni sa iskustvom znaju na šta se ovde misli, dok oni koji tek uče mogu

doći do zablude, tačnije do školski načinjenih zabluda. Nakon toga, ako smo svesni predstave

o ''atomima'' i ''jonima'' kao najmanjim česticama materije, mogu se proširiti ove tvrdnje, da

jedinjenja ''sadrže'' posebne atome ili jone, da jedan molekul vode sadrži dva H atoma i jedan

O atom koji su povezani i raspoređeni u određenu prostornu strukturu. Ali sama rečenica ''voda

sadrži vodonik i kiseonik'' će razviti školski načinjene zablude.

12

2.1.3. Učenički koncepti i naučni jezik

Nastavnici treba da budu svesni da novostečene ideje nisu održive zauvek i da se mogu

izmeniti. Takođe bi trebali da znaju da su učenici pomalo nesigurni kada sa nekim diskutuju o

novostečenim naučnim konceptima - oni će uglavnom koristiti reči iz svakodnevnog govora.

Zbog toga je dobro da učenici razgovaraju o svojim idejama i razmišljanjima sa ljudima iz svog

okruženja i da pri tome što više koriste odgovarajuće stručne termine i izraze jer će im to

pomoći da razviju svoje jezičke sposobnosti, postanu kompetentniji i razviju svoje kritičko

razmišljanje.

Mnoge školski načinjene zablude nastaju zbog postojanja problema sa određenom

terminologijom i naučnim jezikom, naročito uključujući susptance, čestice i hemijske simbole

koji nisu jasno definisani i razgraničeni. Ako je neutralizacija opisana jednačinom, HCl +

NaOH → NaCl + H2O, onda učenici teško prihvataju model koji podrazumeva jone kao

najmanje čestice.

Kada bismo postavili pitanje učenicima, na kojoj reakciji nautralizacije je ovo bazirano,

kao odgovor bismo mogli očekivati mentalni model H-Cl molekula i Na-OH molekula. Ako

diskutujemo o vrsti jona kod hlorovodonične kiseline i rastvora natrijum hidroksida, i ako ih

jasno skiciramo na papir, učenici bi verovatno razvili pravilno razmišljanje o tim modelima,

što će im omogućiti da prethodnu reakciju predstave jednačinom uz pomoć simbola jona.

Naučnik Johnstone [2] je razjasnio ovu povezanost (slika 1.): ''Postoje tri vrste

razmišljanja: makro - opipljivo, submikro - atomsko i molekularno, i reprezentativno -

korišćenje simbola i matematike. Pogrešno je uvođenje ideje učenicima preko sve tri vrste

istovremeno. Ovde leži poreklo mnogih zabluda. Iskusni hemičar može održati balans između

ove tri vrste, ali ne i učenik ''.

„ Makro“: ono što možeš videti,

osetiti, dotaći

„Submikro“: atomi, joni, „ Reprezentativno“: simboli, formule,

molekuli, hemijske strukture jednačine, molaritet, tabele i grafici

Slika 1. „Hemijski trougao“ konstruisan od strane Johnstona [2]

Teško je čak i u srednjim školama napraviti prelaz sa mikroskopskog nivoa direktno na

reprezentativni nivo. Ovo, ponovo, vodi do školski načinjenih zabluda, učenici mešaju

supstance na mikroskopskom nivou sa česticama na submikroskopskom nivou:

''hlorovodonična kiselina daje jedan proton“, umesto da ''jedan H3O+

(aq) jon daje jedan proton'',

''kiseonik uzima dva elektrona'', umesto da ''jedan atom O uzima dva elektrona''. Sa jedne

strane, učenici ne vide bilo kakvu povezanost između ova dva načina prikaza, dok im je sa

druge strane ostavljeno da sami shvate koji mentalni model mogu odabrati u pogledu

razmišljanja na submikroskopskom nivou.

13

2.1.4. Efektivne strategije za nastavu i učenje

''Svaka nastava bi trebala otpočeti sa iskustvima učenika - svako novo iskustvo učenika

je potpomognuto uz pomoć postojećih koncepata''. ''Bez ukidanja zabluda nije moguće doći do

naučno održivih koncepata''. ''Lekcije se ne bi trebale predavati da neznanje zamene znanjem

već bi trebalo da postoji jedan set znanja koji zamenjuje drugi. Hemijsko obrazovanje bi trebalo

biti most između učeničkih predkoncepata i današnjih modernih naučnih koncepata''.[3]

Ovo nam potvrđuje da nastavnici ne bi trebali da pretpostavljaju da učenici ulaze u

učionice bez znanja ili bilo kakvih ideja. Čas na kome učenici nemaju mogućnost da se uključe

i iskažu svoje ideje i koncepte, dovodi do toga da učenici jedva prate gradivo koje se obrađuje

na času. Novostečene informacije će postepeno biti zaboravljene, jer učenici teže da povrate

njihove stare i proverene koncepte.

Danas, nastavnici i pedagozi se slažu da treba biti svestan postojanja neke ideje kod

učenika pre nego što mu se ''uspešno povežu njegovi predkoncepti sa novim naučnim

konceptima''. Zato je jedan od značajnih ciljeva dozvoliti učenicima da izraze njihove

sopstvene ideje u toku časa ili kao pokušaj uvođenja nove materije u lekciji, dozvoliti im da

budu svesni sa nesaglasnostima vezanim za njihove ideje i nova naučna objašnjenja. Samo

kada učenik shvati da njegova ideja nije dobra i sam shvati da ne čini nikakav napredak sa

svojim trenutnim znanjem, prihvatiće nove informacije dobijene od nastavnika i time izgraditi

svoju novu kognitivnu strukturu.

Za nastavni proces je važno uzeti u obzir učeničke razvojne faze prema:

učeničkim postojećim odstupanjima unutar sopstvenih objašnjenja;

nedoslednosti između predkoncepata i naučnih koncepata;

odstupanjima između preliminarnih i ispravnih objašnjenja eksperimantalnih

fenomena; mogućnostima uklanjanja zabluda;

mogućnostima konstruisanja prihvatljivih i veštih objašnjenja.

Naročito treba uzeti u razmatranje da, u pogledu konstruktivnih teorija, jedino je moguća

promena sa predkoncepata na naučne koncepte ako:

je pojedincima data šansa da konstruišu sopstvene metoda za učenje,

svaki učenik može da dobije šansu da aktivno uči samostalno,

''konceptualni razvoj'' može da se podudara sa Piagetovom asimilacijom, ili čak

''konceptualne promene'' mogu da se podudaraju sa Piagetovom akomodacijom.[4]

Ako učenik ne veruje da ''sunčevi zraci apsorbuju baru'', on tada može, koristeći model

čestične materije sa idejom kretanja čestica, uspešno razviti naučni koncept o isparavanju vode.

To je konceptualni razvoj. Treba i dalje drugog učenika uveriti da ''sunčevi zraci isušuju baru'',

jer možda zbog učenja o tome u osnovnoj školi, on neće želeti da se odrekne svoje ideje. Čak

iako su lekcije o modelu čestice materije verodostojne i logične, neizvesno je da li će ih učenik

usvojiti ili menjati ga naspram predhodne ideje tj. ''sposobnosti sunčeve apsorbcije''. Ako

nastavnik pomogne u razumevanju naučnih koncepata kroz uvođenje pokretnih čestica, onda

učenik mora da napravi ogroman korak ka prevazilaženju svojih starih ideja: konceptualna

promena traba da razvije njegovu kognitivnu strukturu. Da bi došlo do ovog napretka, od

14

presudnog značaja je da učenici izvedu svoje sopstvene eksperimente i nacrtaju skice prema

modelu čestične materije i pokretljivih čestica.

Barker i Oetken [5] se u svom projektu slažu da se trebaju ispitati predkoncepti i školski

načinjene zablude, ali i da ih treba uvesti u predavanja da bi učenje i razumevanje hemije bilo

mnogo bolje i lakše. U toku poslednjih 20-30 godina nastavnici i dalje primećuju skoro iste

zablude učenika i pretpostavljaju da se te lekcije u školi ne menjaju i ne unapređuju mnogo.

Ako mislimo da se o predkonceptima i školski načinjenim zabludama treba razmatrati na

časovima hemije, onda treba reći da postoje dve hipoteze koje na to utiču:

1. Trebalo bi diskutovati o zabludama i zatim preći na naučna objašnjenja,

2. Ili se najpre daje naučni koncept pa ih zatim učenici upoređuju sa sopstvenim

zabludama.

Oetken i Petermann [6] koristili su prvu hipotezu za svoje istraživanje u pogledu

predkoncepata za sagorevanje: ''Nešto odlazi u vazduh, neke stvari nestaju''. U njihovim

predavanjima oni su pokazali sagorevanje ćumura i diskutovali o konceptima kao što je: ''ćumur

nestaje, ostaje malo pepela''. Zatim su koristili jednu uobičajnu zabludu učenika: mali komadići

ćumura su sipani u veliki okrugli balon, vazduh je zamenjen kiseonikom, balon je čvrsto

zatvoren i izmerena je ukupna masa na analitičkoj vagi. Zagrevanjem uglja, delići sagorevaju

i to se dešava sve dok ima još uglja u balonu. Celokupni sadržaj se ponovo meri, pri čemu vaga

pokazuje istu masu kao i pre sagorevanja.

Radeći na ovim zabludama učenik vidi da mora da postoji reakcija ugljenika sa

kiseonikom da bi se formirao drugi nevidljiv gas. Nakon testiranja gasa testom sa krečnom

vodom može se zaključiti da je taj gas ugljen-dioksid. Predstavljajući najpre zablude i zatim

predstavljanjem naučnog koncepta učenicima se omogućuje da sami uporede i istraže šta je

pogrešno u tvrdnjama kao što su ''nešto nestaje'' ili ''sagorevanje uništava materiju, masa je

manja nego pre''. Uvođenje predkoncepata u predavanjima dovodi do unapređenja učenje i

razumevanje hemije; poređenjem zabluda sa naučnim konceptima učenici će moći da shvate

koncept sagorevanja.

Barke, Doerfler i Knoop [7] su planirali predavanja prema drugoj hipotezi za starije

učenike koji bi trebali da razumeju kiseline, baze i neutralizaciju. Umesto korišćenja

uobičajene jednačine ''HCl + NaOH → NaCl + H2O'', uvode se H+

(aq) joni za rastvor kiseline i

OH-(aq) joni za rastvore baze, pa je jonska jednačina formiranja molekula vode objašnjena:

''H+(aq) joni + OH-(aq) joni → H2O molekuli''. Kasnije se videlo da, ukoliko se govori o procesu

neutralizacije, neki drugi učenici misle na ''formiranje soli'' zbog toga što je ''NaCl proizvod te

neutralizacije''. Učenici su diskutovali o ovoj ideji i došli do rezultata da se ne formiraju bilo

kakve čvrste soli ovom neutralizacijom i da Na+(aq) joni i Cl-(aq) joni ne reguju međusobno nego

ostaju slobodni u rastvoru.

Dakle, učenicima su najpre uvedene naučne ideje neke nove teme i zatim su suočeni sa

poznatim zabludama. Upoređivanjem naučne ideje i zabluda učenici mogu bolje razumeti

nedavno stečene naučne koncepte.

15

2.2. Uvođenje pojma čestica materije u nastavi hemije i fizike u

osnovnoškolskim razredima

Ciljevi i zadaci nastave hemije

U Službenom glasniku RS – Prosvetni glasnik br. 9 od 21. jula 2006. god. tačno su definisani

ciljevi i zadaci nastave hemije za osnovnu školu. [8]

Ciljevi nastave hemije za osnovnu školu su:

razvijanje funkcionalne hemijske pismenosti;

razumevanje promena i pojava u prirodi na osnovu znanja hemijskih pojmova, teorija,

modela i zakona;

razumevanje sposobnosti komuniciranja korišćenjem hemijskih termina, hemijskih

simbola, formula i jednačina;

razvijanje sposobnosti za izvođenje jednostavnih hemijskih istraživanja;

razvijanje sposobnosti za rešavanje teorijskih i eksperimentalnih problema;

razvijanje logičkog i apstraktnog mišljenja i kritičkog stava u mišljenju;

razvijanje sposobnosti za traženje i korišćenje relevantnih informacija u različitim

izvorima (udžbenik, naučno popularni članci, internet);

razvijanje svesti o važnosti odgovornog odnosa prema životnoj sredini, odgovarajućeg

i racionalnog korišćenja i odlaganja različitih supstanci u svakodnevnom životu;

razvijanje radoznalosti, potrebe za saznanjem o svojstvima supstanci u okruženju i

pozitivnog stava prema učenju hemije;

razvijanje svesti o sopstvenim znanjima i sposobnostima i daljoj profesionalnoj

orijentaciji.

Zadaci nastave hemije za osnovnu školu su:

omogućavanje učenicima da razumeju predmet izučavanja hemije i naučni metod

kojim se u hemiji dolazi do saznanja;

omogućavanje učenicima da sagledaju značaj hemije u svakodnevnom životu, za

razvoj različitih tehnologija i razvoj društva uopšte;

osposobljavanje učenika da se koriste hemijskim jezikom: da znaju hemijsku

terminologiju i da razumeju kvalitativno i kvantitativno značenje hemijskih simbola, formula

i jednačina;

stvaranje nastavnih situacija u kojima će učenici do saznanja o svojstvima supstanci i

njihovim promenama dolaziti na osnovu demonstracionih ogleda ili ogleda koje samostalno

izvode, razvijajući pri tome analitičko mišljenje i kritički stav u mišljenju;

stvaranje nastavnih situacija u kojima će učenici razvijati eksperimentalne veštine,

pravilno i bezbedno, po sebe i druge, rukovati laboratorijskim priborom, posuđem i

supstancama;

osposobljavanje učenika za izvođenje jednostavnih istraživanja;

stvaranje situacija u kojima će učenici primenjivati teorijsko znanje i eksperimentalno

iskustvo za rešavanje teorijskih i eksperimentalnih problema;

stvaranje situacija u kojima će učenici primenjivati znanje hemije za tumačenje pojava

i promena u realnom okruženju;

omogućavanje učenicima da kroz jednostavna istraživanja razumeju kvantitativni

aspekt hemijskih promena i njegovu praktičnu primenu.

16

2.2.1. Najmanje čestice materije i mentalni modeli

''Voda nema čestice; čestice magnezijuma nestaju sagorevanjem i preostaje samo pepeo;

čestice šećera nestaju kada se šećer rastvori u vodi - voda samo dobija sladak ukus''.

Ove tvrdnje su donete od strane učenika nakon nekoliko sati proučavanja lekcija koje su

svakog profesora terale da se zapita šta je pošlo naopako u njegovom predavanju o najmanjim

česticama. Uvođenje koncepta čestice jeste i uvek će biti teško i ne može biti savladano za

nekoliko školskih časova. Početnici kreću polako i sa mnogim pitanjima, koja nastaju pri

formiranju njihovih prvih koncepata o česticama i njihovom uređenja.

Čak i ako je model čestice materije uveden i dobro razvijen u lekcijama hemije, nikada

ne treba pretpostaviti da deca prihvataju ovaj koncept i primenjuju ga na bilo koju vrstu

materije. Učenici imaju problem sa razmišljanjem, jer, u jednom kontekstu čestice postoje dok

u drugom ne.

2.2.2 Preoblikovane i nepreoblikovane čestice

''U kristalima leda postoje čestice, kada se led otopi, te čestice nestaju; čestice šećera

postoje u kristalu šećera, ali ne i u rastvoru šećera; čestice benzina postoje u tečnom benzinu,

kada benzin ispari, one su uništene''.

Čak iako deca prihvate čestice materije tokom diskusije, uvek se javljaju poteškoće:

koncept čestice nije konstantno korišćen. Helga Pfundt [9] je demonstrirala rastvaranje kristala

plavog bakarnog sulfata u vodi i nakon predavanja učenicima o konceptima čestice u lekcijama

iz hemije, dovela je u pitanje njihove ideje (videti sliku 2.).

Pfundt je napravila razliku između postojećih odgovora u pogledu neprekidnog i

isprekidanog koncepta. Kada su čestice najpre stvorene u procesu rastvaranja a zatim se tokom

procesa kristalizacije, te čestice ponovo spajaju čineći neisprekidani materijal, one se nazivaju

''nepreoblikovane čestice'': mogu da se pojavljuju i da nestaju. U drugim slučajevima one

postoje sve vreme i nazivaju se ''preoblikovane čestice''.

Pfundt dovodi u pitanje dva modela za kristale soli (videti sliku 2.): gornji model gleda

ka neisprekidano građenom kristalu; donji model gleda ka isprekidanom kristalu načinjenom

od čestica. Ponuđeno je tri modela i upoređeni su sa analogijom za proces rastvaranja (od vrha

ka dnu): 1. bez bilo kakvih čestica (''kao što se kap mastila razlije po vodi''). 2. putem

rastvaranja čestica u rastvoru. 3. putem razdvajanja postojećih čestica.

Rezultat pokazuje da učenici u 7. i 8. razredu uglavnom odabiraju odgovore prema

neisprekidanom konceptu ili razmišljanjem da čestice mogu biti stvorene rastvaranjem kristala.

Samo nekolicina studenata dosledno odabira modele metala za preoblikovane čestice i

dosledno raspravlja o konceptu čestice materije.

17

Slika 2. Pitanja bazirana na konceptu čestica za proces rastvaranja

2.2.3 Prenošenje svojsta materije na čestice

''Čestice sumpora su žute; čestice šećera su slatke; voda je tečna i sadrži tečne čestice;

čestice leda su čvrste; čestice ugljenika sagorevaju prilikom roštiljanja, isparavaju u vidu dima

i pretvaraju se u pepeo; najmanje čestice bakra su najmanji mogući delovi bakra''.

Ovakve i slične tvrdnje se mogu očekivati od dece nakon što najpre nauče o konceptima

čestica ali im fale jezičke veštine za adekvatno opisivanje. Oni mešaju pojmove iz

makroskopskog područija materije kao što su boja, gustina, tačka topljenja ili rastvorljivosti, i

iz mikroskopskog područija najmanjih čestica kao što su veličina ili masa čestice.

Teško je izbeći mešanje terminologije takvog nivoa kada postoji problem o najmanjoj

čestici koji je proizašao iz pitanja o podeli delova materije: ''da li je moguća beskrajna podela

delova bakra''? Ako je odgovor na kraju ove diskusije da postoje ograničenja, onda rezultat

uglavnom pokazuje najmanji mogući delić materije.

Poznato je da su dijamant i grafit različite supstance sa dramatično različitim osobinama

(videti sliku 3.), ali su sastavljene od istih tipova čestica, čestica ugljenika. Trebalo bi prestati

sa prenošenjem karakteristika materijala na najmanje čestice. Čestice ugljenika ne mogu biti

istovremeno ''crne'' i ''bezbojne''; nemaju istovremeno dve ''različite gustine''!

18

Slika 3. Dijamant i grafit: osobine i hemijska struktura

Prirodno ne mogu se kriviti učenici ako, nakon njihovog prvog suočavanja sa modelom

čestice materije, vezuju određene boje sa određenim česticama - naročito ako koriste strukture

molekula u kome su zelene sfere korišćene za atom hlora, žute sfere za atome sumpora i crne

sfere za atome ugljenika. Ne bismo trebali biti iznenađeni njihovim idejama, takve zablude su

uglavnom stvorene u školi!

2.2.4. Usvajanje koncepta praznog prostora materije

''Prostor između čestica ne može biti prazan, nešto se tu mora nalaziti; ne mogu zamisliti

da ne postoji ništa; ako ne postoji vazduh, mora postojati vakuum, i ja stvarno ne mogu zamisliti

to; nešto mora postojati, ne postoji mesto u kome ne postoji apsolutno ništa; svemir ne može

biti izgrađen ni iz čega; nešto tu mora postojati” (Barke, H.2001).

U iscrtanom modelu koji pokazuje strukturu materije, Pfundt [9] (videti odeljak 2.2.2) je

odredila da deca imaju tendenciju da biraju kvadrat ili kocku kao model za čestice umesto

uobičajene sfere. Kada su upitana za razlog tome odgovor je bio da modeli ''moraju da se

uklapaju na takav način da budu povezani jedni s drugima bez međuprostora''. [10] Ako

uzmemo za primer sfere one imaju praznine koje, po mišljenu dece, ne bi trebale biti tu. ''Prazan

prostor'' u zamislima učenika vodi ka prednosti kocke u odnosu na sfere!

Novick i Nussbaum [11] su izvršili testiranje u vezi sa shvatanjem čestica i uvideli da

kada je reč o gasovima, većina učenika u SAD-u smatra da se vazduh i druge materije mogu

naći između čestica gasa (videti sliku 4.).

Slika 4. Empirijski podaci o “praznini užasa” od strane Novick-a i Nussbaum-a [10]

19

Drugi empirijski podaci su ustanovljeni korišćenjem kratkih eksperimenata - jedan

eksperiment je izveden korišćenjem butan gasa. Vršena su ispitivanja u vezi sa prostorom

između čestica butana. Samo 50 % učenika stikliraju opciju ''prazno'' ili ''ništa''. To znači da

druga polovina učenika pretpostavlja da su prostori između čestica ispunjeni butanom,

vazduhom ili drugom materijom.

2.2.5. Čestica kao generički izraz za deo materije ili za atom/jon/molekul

Često se mogu čuti sledeće konstatacije: “Čestice jona formiraju određene strukture

preko magneta na staklenim pločama'', ''najmanje čestice vode su atomi vodonika i atomi

kiseonika'', ''čestice hlorovodonika sadrže hlor i vodonik''. [12]

Izraz za čestice je suviše neadekvatan za većinu ljudi. U svakodnevnom govoru, on

predstavlja ime za mali deo materije: opiljci gvožđa mogu takođe biti nazvani kao čestice

gvožđa, kristali šećera u prahu su takođe poznati kao čestice šećera, mali kristali sumpora kao

čestice sumpora: tako da se ne može zameriti učenicima za korišćenje sinonima u terminologiji

čestica.

Sa druge strane, raznolikost termina se povećava vrlo malo u odnosu na česticu nakon

što je uveden pojam atoma. Neočekivano su atomi H i O postali ''najmanje čestice vode'', a u

realnosti su atomi čak i manje jedinice od povezanih molekula. Zbog ovoga učenici dolaze do

pogrešnih zaključka da “vodonik i kiseonik nestaju kada voda isparava”.

Ukoliko je poznat termin ''atom'' i ako se termin ''atom hlora'' skrati terminom ''hlor'' što

se često dešava među ljudima koji koriste laboratorijski žargon, moguće je da se tada donesu

tvrdnje kao što su ''hlor i vodonik su sadržani u česticama hlorovodonika''.

20

3. Cilj i hipoteza istraživanja

21

3.1. Nastavne jedinice koje uvode koncept čestične građe materije

Gradivo hemije u osnovnoj školi organizovano je tako da se u sedmom razredu uče osnovni

pojmovi iz opšte hemije, a sadržaj u ovom razredu je organizovan u okviru pet nastavnih celina:

Prva nastavna celina: Hemija i njen značaj

Druga nastavna celina: Osnovni hemijski pojmovi

Treća nastavna celina: Struktura supstance

Četvrta nastavna celina: Homogene smeše-rastvori

Peta nastavna celina: Hemijske reakcije i izračunavanje

Koncept čestične građe materije uvodi se u trećoj nastavoj celini: Struktura supstance,

pri obradi nastavih tema: Atom i struktura atoma.

Nastavne jedinice u kojima se prvi put sreće pojam čestice su: Atom i građa atoma. Jezgro

atoma. Atomski i maseni broj. Elektornski omotač.

U okviru ove teme učenici bi trebalo da razumeju koje čestice izgrađuju atom, svojstva

tih čestica (naelektrisanje, masa, veličina) i svojstva atoma u celini.

Učenici sada mogu da definišu hemijski element sa aspekta gradivnih čestica – svi atomi

hemijskog element imaju isti broj protona.

Pojam čestice obrađuje se i u sledećoj nastavoj temi: Osnovne čestice koje izgrađuju

supstance: atomi, molekuli i joni.

Nastavne jedinice koje obrađuju ovaj pojam su: Molekul. Građenje molekula elemenata

i jedninjenja. Atomske, molekulske i jonske kristalne rešetke.

U okviru ove teme od učenika se očekuje da nauče koje tri osnovne vrste čestica izgrađuju

elemente i jedinjenja. Trebalo bi povezati čestičnu strukturu supstance i agregatno stanje koje

ona ima pod normalnim uslovima sa svojstvima supstance u određenom agregatnom stanju.

Čestice gasova su molekuli (H2, N2, Cl2, CO2, SO2), osim plemenitih gasova čije su

izgrađivačke čestice atomi. Čestice tečnosti su uvek molekuli (H2O, Br2, etanol, heksan,

aceton), a čvrstih supstanci mogu biti atomi (grafit, gvožđe), molekuli (šećer, jod) i joni

(natrijum-hlorid). Kada su u pitanju čvrste supstance učenicima bi trebalo objasniti da se

kristalne i amorfne supstance razlikuju po uređenosti čestica koje ih izgrađuju.

Analizirajući udžbenike hemije za sedmi razred osnovne škole, od autora dr Ljiljane

Mandić, dr Jasmine Korolije, Dejana Danilovića, koje izdanje zavod da udžbenike Beograd,

2009. i hemije za sedmi razred osnovne škole, od autora Miomira Ranđelovića i Mirjane

Marković, BIGZ-ovo izdanje (Beogradski izdavačko-grafički zavod), 2013., nismo uočili

rečenice koje su lose formulisane ili su dvosmislene i dovode do zabune učenika. To su, recimo,

rečenice u kojima se atom hlora u žargonu nazove samo hlorom; ili kada za najmanje čestice

vode kazemo da su to atomi vodonika i atomi kiseonika; ili da čestice hlorovodonika sadrže

hlor i vodonik itd.

Gradivo hemije za osmi razred organizovano je u devet nastavnih celina tako da se u prve

četiri obrađuje neorganska hemija a u ostale pet organska hemija. S obzirom da se osnovni

hemijski pojmovi a među njima i koncept čestične materije obrađuje u sedmom razredu, u

osmom razredu ne nalazimo mesta na kojima se uvodi pojam čestice.

U nastavi fizike za šesti razred, uočavamo sledeće: u udžbeniku koji izdaje BIGZ

(Beogradski izdavačko-grafički zavod) postoji dodatni sadržaj o čestičnom sastavu tela.

22

U ovom sadržaju govori se o česticama tela, molekulima, međučestičnom prostoru,

agregatnim stanjima kao i o sitnijim česticama od onih od kojih su izgrađeni molekuli – o

atomima. Analizirajući udžbenik koji izdaje Zavod za udžbenike, primećujemo da ovog

dodatnog sadržaja nema i da se u 6.razredu, koncept čestice ne obrađuje.

U sedmom razredu se koncept čestične materije obrađuje u okviru redovne nastave i to u

lekciji Čestični sastav supstancije: molekuli i njihovo haotično kretanje. Unutrašnja energija i

temperatura. U ovoj lekciji učenici se posdećaju o čestičnom sastavu tela, o tome da se tela

sastoje od molekula i atoma; da su molekuli najsitnije čestice koje zadržavaju osobine tela i da

se molekuli i atomu nalaze u stalnom kretanju i uče o Braunovom ili haotičnom kretanju

čestica. BIGZ-ovo izdanje udžbenika za sedmi razred daje dodatni sadržaj o agregatnom stanju.

U osmom razredu pojam čestice sreće se pri obradi nastavne jedinice Oscilatorno

kretanje, kada se ono definiše kao proces prenošenja oscilacija od jedne na druge čestice date

sredine. Zatim se u nastavnoj temi Električno polje, u nastavnoj jedinici Naelektrisanje tela i

uzajamno delovanje naelektrisanih tela govori o naelektrisanju tela i proširuje znanje učenika

o građi supstance i proučavaju se čestice od kojih su izgrađeni atomi – elektroni, protoni i

neutroni, i kakvu ulogu oni imaju u naelektrisanju tela. Pojam čestica spominje se i u nastavoj

temi Električna struja, gde su upravo čestice slobodni nosioci naelektrisanja tj. električne struje.

Kod metala su to elektroni, u gasu su elektroni i joni, a kod elektrolita su joni – katjoni i anjoni.

Na kraju se, u poslednjoj nastavnoj temi Elementi atomske i nuklearno fizike, obrađuje

Struktura atoma, elementarne čestice, građa atoma, atomsko jezgro i radioaktivnost kao i

radioaktivne čestice.

3.2. Postavka dijagnostičkog testa o razumevanju koncepta čestične

prirode materije

U cilju potpunijeg sagledavanja učeničkih koncepata o čestičnoj prirodi materije,

definisan je dijagnostički test, koncipiran tako da fokusira i prati česte nedoumice i zablude

učenika u usvajanju koncepata čestične materije. Testiranje je izvedeno u Osnovnoj školi

“Kralj Petar I” u Nišu, u tri odeljenja šestog, sedmog i osmog razreda. Izbor odeljenja je vršen

metodom slučajnog uzorka.

U cilju uočavanja i shvatanja koncepta vakuuma, tj. odsustva čestica kod učenika

osnovnoškolskog uzrasta definisali smo prva dva pitanja koja će nam pokazati da li su učenici

na pravi način usvojili pojam vakuuma i koje su njihove nedoumice u vezi sa ovim pojmom.

Da li se zagrevanjem broj čestica povećava ili se zagrevanjem one šire, uvećavaju,

pokazaće nam četvrto pitanje. Na osnovu toga, uočićemo kakvu koncepciju o kretanju čestica

imaju učenici.

U pogledu neisprekidanog i isprekidanog koncepta tj. “nepreoblikovanih čestica” koje

mogu da se pojavljuju i da nestaju, i u pogledu “preoblikovanih čestica” koje postoje sve

vreme, definisali smo peto pitanje koje će nam otkriti kakvu koncepciju imaju učenici po

pitanju postojanja čestica.

23

Da bi uočili da li učenici na pravi način povezuju pojmove iz mikroskopskog područija

materije sa pojmovima iz makroskopskog područija najmanjih čestica i kakvu koncepciju

imaju o strukturi supstance i njenom agregatnom stanju, definisali smo poslednja dva pitanja.

Analiziranjem rezultata ovog testa, uvidećemo koliko učenici razumeju koncept čestične

prirode materije.

Dijagnostički test ''Čestice materije''

Dragi učenici, ovaj test nije namenjen ocenjivanju, potpuno je anoniman

i njegova svrha je naučno istraživanje. Iz ovih razloga nadamo se da će vaši

odgovori biti iskreni i opušteni, baš onako kako vi zamišljate ovaj pojam.

Unapred hvala!

1. Zaokružite jedno od ponuđenih slova da bi dovršili rečenicu:

Na slici, u posudi, prikazane su čestice vazduha. Prostor između čestica ispunjen je:

(a) vazduhom.

(b) zagađivačima.

(c) kiseonikom.

(d) ničim, nema nikakve materije.

(e) vodenom parom.

(i) prašinom.

(g) drugom nevidljivom supstancom.

2. Epruveta za testiranje je ispunjena butan gasom i zatvorena zapušačem. Na slici, čestice

butana su obeležene tačkama (slika ispod). Objasnite zašto su čestice podjednako

raspoređene? Zaokružite svoj odgovor:

(a) Zbog toga što postoje druge čestice u prostoru između čestica butana.

(b) Zato što postoji vazduh u prostoru između čestica.

(c) Zato što se nalazi butan gas u prostoru između čestica.

(d) Zato što postoji odbojna sila koja ih održava odvojenim.

(e) Zato što se čestice kreću nasumično, bez ikakvog reda.

3. Kristal leda je izgrađen od čestica vode. Nacrtajte model koji prikazuje kako su

raspoređene čestice vode u kristalu leda.

24

4. Balon je prikačen za posudu koja je ispunjena vazduhom ( slika 1 ).

Posuda se zagreva. Balon se naduvao ( slika 2 ).

4.1 Zašto se naduvao balon? Koji efekat ima zagrevanje na čestice vazduha u posudi? Označite

svoj odgovor:

(a) Čestice vazduha se šire i postaju veće.

(b) Zagrevanjem, povećava se broj čestica.

(c) Rastojanje između čestica se uvećava i čestice se kreću brže.

(d) Čestice vazduha se kreću iz posude u balon kako bi pobegle od toplote.

4.2 Nacrtajte, na slici 2., kako vi zamišljate da su se čestice vazduha rasporedile nakon

zagrevanja.

5. Koja slika prikazuje mali kristal šećera rasvoren u vodi? Označite svoj odgovor.

(a) Kristal šećera se rastvara sve više i više, i šećer se meša sa vodom.

(b) Kristal šećera se deli na veliki broj malenih čestica šećera. Te čestice se mešaju sa vodom.

25

(c) Kristal šećera je izgrađen od bezbroj malenih čestica šećera. U vodi, kristali šećera se dele

na te čestice. Čestice šećera i čestice vode se ravnomerno mešaju.

Objasnite svoj odgovor:

6. Ako stavimo kocku leda na zagrejanu površinu, možemo videti da voda može imati

tri agregatna stanja: čvrsto, tečno i gasovito.

Koji od sledećih crteža kocke leda na zagrejanoj površini se najviše poklapa sa tvojom

slikom?

Napisati razlog svog izbora:

26

7. Obeležite sve odgovore koji su tačni po vašem mišljenu:

(a) U kocki leda čestice vode su čvrste, u vodi su tečne, u pari su gasovite.

(b) U vodi, čestice vode su plave - u pari,one su nevidljive.

(c) Čestice vode su bezbojne.

(d) Čestice vode se kreću. U pari one se kreću brzo, u vodi polako, u ledu veoma sporo.

(e) Čestice vode se kreću u vodi i pari, ali ne kreću se u kocki leda.

3.3. Uzorak učenika koji su učestvovali u testiranju

U testiranju je učestvovalo ukupno 73 učenika i to 27 učenika šetog razreda, 24 učenika

sedmog i 22 učenika osmog razreda. Od toga, 34 učenika bilo je ženskog pola, dok je ostalih

39 učenika bilo muškog.

Opšti uspeh učenika šestog razreda bio je sledeći: od ukupno 27 učenika odeljenja VI3,

sedam njih bilo je odličnih; šest vrlodobrih; jedan učenik bio je dovoljan; dok su ostala trinaest

učenika bila nedovoljna. Opšti uspeh učenika iz predmeta fizike bio je 3,26, dok uspeh iz

hemije ovde izostaje jer se radi o šestom razredu u kome se ne uči hemija.

Lekcije koje su iz predmeta fizike do trenutka puštanja testa obrađivane jesu:

Upoznavanje učenika sa programom fizike. Prirodne nauke. Materija; Fizika kao prirodna

nauka i metode kojima se ona služi (posmatranje, merenje, ogled...); Kretanje u svakodnevnom

životu. Relativnost kretanja; Pojmovi i veličine kojima se opisuje kretanje. (putanja, put,

vreme, brzina...); Ravnomerno pravolinijsko kretanje. Brzina ravnomernog kretanja;

Zavisnost pređenog puta od vremena kod ravnomerno pravolinijskog kretanja; Uzajamno

delovanje tela u neposrednom dodiru i posledice takvog delovanja. Sila; Elastično delovanje;

Delovanje pri trenju; Otpor sredine; Električno delovanje. Magnetno delovanje; Sila zemljine

teže. (težina tela); Merenje sile dinamometrom; Fizičke veličine i njihove jedinice.

Međunarodni sistem jedinica; Merenje dužine; Određivanje površine; Merenje i određivanje

zapremine; Merenje vremena; Pojam srednje vrednosti merene veličine i greške pri merenju;

Merenje, merila i instrumenti; Inertnost tela. Zakon inercije ( I. Njutnov zakon mehanike);

Masa tela na osnovu pojma o inertnosti i uzajamnom delovanju tela; Masa i težina kao različiti

pojmovi; Merenje mase. Jedinica mase; Gustina tela; Određivanje gustine čvrstih tela;

Određivanje gustine tečnosti merenjem njene mase i zapremine.

Opšti uspeh učenika sedmog razreda bio je: od 24 učenika VII3 razreda, osam učenika je

odličnih, devet je vrlodobrih, tri učenika su dobra, jedan je dovoljan, jedan učenik je sa jednom

negativnom ocenom i dva učenika su ostala neocenjena. Opšti uspeh učenika sedmog razreda

iz predmeta fizike je 3,43, a iz predmeta hemije je 3,73.

Lekcije koje su obrađivane do trenutka puštanja testa iz predmeta fizike su: Sila kao uzrok

promene brzine tela. Pojam ubrzanja; Uspostavljanje veze između sile,mase tela i ubrzanja.

Drugi Njutnov zakon; Ravnomerno promenljivo pravolinijsko kretanje. Intezitet, pravac i smer

brzine i ubrzanja; Trenutna i srednja brzina; Zavisnost brzine i puta od vremena pri

27

ravnomerno promenljivom pravolinijskom kretanju; Grafičko predstavljanje zavisnosti brzine

od vremena pri ravnomerno pravolinijskom kretanju; Grafičko predstavljanje zavisnosti brzine

od vremena pri ravnomerno promenljivom pravolinijskom kretanju; Međusobno delovanje dva

tela- sile akcije i reakcije. Treći Njutnov zakon. Primeri; Ubrzanje pri kretanju tela pod

dejstvom sile teže. Galilejev ogled; Slobodno padanje tela, bestežinsko stanje; Hitac naviše i

hitac naniže; Sile trenja (trenje mirovanja, klizanja i kotrljanja). Kretanje tela pod uticajem

sile trenja; Sila otpora sredine; Delovanje dve sile na telo duž istog pravca; Pojam i vrste

ravnoteže; Poluga, moment sile. Ravnoteža poluge i njena primena; Sila potiska u tečnosti i

gasu. Arhimedov zakon i njegova primena; Plivanje i tonjenje tela; Mehanički rad. Rad sile

teže i sile trenja; Kvalitativno uvođenje pojma mehaničke energije; Kinetička i potencijalna

energija tela. Gravitaciona potencijalna energija tela; Veza između mehaničke energije i

izvršenog rada. Zakon održanja mehaničke energije.

A iz predmeta hemije su: Predmet izučavanja hemije. Hemija u sklopu prirodnih nauka

i njena primena; Materija i supstanca; Osnovna fizička i hemijska svojstva supstanci; Fizičke

i hemijske promene supstanci; Čiste supstance: elementi i jedinjenja; Smeše; Razdvajanje

sastojaka smeše (dekantovanje, ce-đenje, destilacija); Atom; Hemijski simboli; Građa atoma;

Atomski i maseni broj; Izotopi; Relativna atomska masa; Elektronski omotač; Periodni sistem

elemenata; Hemijska veza; Molekul. Hemijske formule; Kovalentna veza; Građenje molekula

elemenata i jedinjenja; Valenca elemenata sa kovalentnom vezom; Jonska veza; Valenca

elemenata sa jonskom vezom; Atomske, molekulske i jonske kristalne rešetke; Relativna

molekulska masa; Rastvori. Rastvorljivost; Procentni sadržaj rastvora; Voda. Značaj vode za

živi svet; Vodeni rastvori u prirodi.

Opšti uspeh učenika osmog razreda je: od 22 učenika VIII1 razreda, devet učenika bilo

je odličnih, dvanaest je vrlodobrih i samo jedan učenik je nedovoljan. Opšti uspeh učenika

osmog razreda iz predmeta fizike je 3,77, a iz predmeta hemije je 3,73.

Lekcije koje su do trenutka pustanja testa obrađivanje iz predmeta fizike su: Oscilatorno

kretanje. Amplituda, period i frekvencija; Oscilovanje kuglice klatna. Zakon održanja

mehaničke energije pri oscilovanju tela; Talasno kretanje. Osnovni parametri kojima se

opisuje talasno kretanje; Zvuk. Karakteristike zvuka. Zvučna rezonancija; Svetlost.

Pravolinijsko prostiranje svetlosti. Senka i polusenka. Pomračenje Sunca i Meseca; Zakon

odbijanja svetlosti. Ravna ogledala. Osobine lika kod ravnih ogledala; Sferna ogledala i

geometrijska konstrukcija likova kod sfernih ogledala; Brzina svetlosti u različitim prozračnim

sredinama. Indeks prelamanja svetlosti. Zakon prelamanja svetlosti; Totalna refleksija.

Prelamanje svetlosti kroz prizmu; Prelamanje svetlosti kroz sočiva. Geometrijska konstrukcija

likova kod sočiva; Optička jačina sočiva i uvećanje. Optički instrumenti; Naelektrisanje tela.

Količina naelektrisanja. Zakon održavanja naelektrisanja. Provodnici i izolatori; Električna

sila. Kulonov zakon; Električno polje. Elektrostatička indukcija; Električni potencijal i napon,

rad u električnom polju ; Električne pojave u atmosferi; Električna struja. Provodnici,

poluprovodnici i izolatori; Električna struja u tečnostima i gasovima; Jačina električne struje.

Delovanje električne struje; Izvori električne struje.; Elektromotorna sila. Merenje jačine

električne struje i napona; Eletrična otpornost provodnika; Omov zakon za deo strujnog kola

i za celo strujno kolo; Otpornici. Vezivanje otpornika; Rad i snaga električne struje. Džulov

zakon; Stalni magneti. Magnetno polje Zemlje; Magnetno polje strujnog provodnika;

Delovanje magnetnog polja na provodnik sa strujom.

28

A iz predmeta hemije su: Zastupljenost nemetala u prirodi i njihova osnovna fizička svojstva;

Vodonik, njegova svojstva i primena; Kiseonik, njegova svojstva i primena; Sumpor, njegova

svojstva, primena i najvažnija jedinjenja; Azot, njegova svojstva, primena i najvažnija

jedinjenja; Ugljenik, njegova svojstva, primena i najvažnija jedinjenja; Zastupljenost metala u

prirodi i njihova osnovna fizička svojstva; Kalcijum. Kalcijum-oksid i kalcijum-hidroksid,

svojstva i primena; Gvožđe, aluminijum, bakar – svojstva na kojima se zasniva primena ovih

metala; Korozija metala. Gvožđe(III)-oksid, aluminijum-oksid. Legure koje se najčešće

primenjuju (bronza, mesing, čelik, duraluminijum, silumini); Soli. Formule i nazivi soli.

Dobijanje soli; Fizička svojstva soli (agregatno stanje, rastvorljivost). Hemijske reakcije soli

(reakcije sa kiselinama, bazama i solima); Primena soli; Elektrolitička disocijacija kiselina,

hidroksida i soli; Mera kiselosti rastvora – pH skala; Svojstva atoma ugljenika. Mnogobrojnost

organskih jedinjenja. Opšta svojstva organskih jedinjenja, razlike u odnosu na neorganska

jedinjenja; Elementarni sastav, podela i fizička svojstva ugljovodonika; Zasićeni ugljovodonici

(alkani ); Nezasićeni ugljovodonici (alkeni i alkini); Hemijska svojstva ugljovodonika

(sagorevanje, supstitucija, adicija); Nafta, zemni gas–izvori ugljenikovih jedinjenja i energije;

Polimeri; Alkoholi; Karboksilne kiseline; Više masne kiseline; Estri; Masti i ulja.

3.4. Obrada rezultata dijagnostičkog testa

Rezultati testiranja učenika, koje je obavljeno 08.04.2014.godine u Osnovnoj školi "Kralj

Petar I" u Nišu, prikazani su na slikama 5 – 13:

1. pitanje - Na postavljeno pitanje '' šta se nalazi između čestica''. Odgovor pod D je tačan,

28% učenika osmog razreda, 15% sedmog razreda i 8,7% šestog razreda je odabralo taj

odgovor.

( a ) ( b )

0

10

20

30

40

A B C D E I G

40

5

30

1510

5 5

A B C D E I G

vazduh zagađivači kiseonik ništa vodena para prašina nevidljiva supstanca

0

10

20

30

40

A B C D E F G

36

4

28 28

0 04

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

29

0

10

20

30

40

A B C D E

16

24 24

32

4

bro

j uče

nik

a (

% )

0

10

20

30

A B C D E

15

3025 25

5

0

10

20

30

40

A B C D E

17.4 17.4

30.4426.09

13.04

( c )

Slika 5. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika osmog (a), sedmog (b) i

šestog razreda (c)

2. pitanje - Na postavljeno pitanje ''zašto su čestice butana raspoređene podjednako?'' Tačan

odgovor je pod E : ''čestice se kreću nasumično, bez ikakvog reda'', 4% učenika osmog

razreda, 5% učenika sedmog i 13,4 učenika šestog razreda je odabralo taj odgovor.

( a ) ( b )

( c )

Slika 6. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika osmog (a), sedmog (b)

i šestog razreda (c)

0

10

20

30

40

50

A B C D E I G

47.8

17.4

4.358.7

21.7

8.74.35

A B C D E

čestice vazduh butan odbojna sila kretanje

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

30

0

10

20

30

40

50

A B C D

4440

124

0

10

20

30

40

A B C D E

20

40

20

10 10

3. pitanje - Na postavljeno pitanje da nacrtaju model koji prikazuje kako su raspoređene čestice

vode u kristalu leda, učenici su ovako odgovarali:

( a )

Slika 7. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika osmog razreda

( b )

Slika 8. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika sedmog razreda

A B C D

Ništa nisu nacrtali

A B C D E

Ništa nisu nacrtali

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

31

0

20

40

60

80

A B C

13.04

26.09

60.87

0

5

10

15

20

A B C D

6.48 8

20

0

10

20

30

40

50

A B C D

25

1015

50

0

10

20

30

40

50

A B C D

13.04

30.44

8.7

47.8

A B C

Ništa nisu nacrtali

( c )

Slika 9. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika šestog razreda

4. pitanje - pokazuje da balon postaje veći ako se zagreva zatvorena posuda sa vazduhom.

Pitanje se tiče tumačenja uvećanja zapremine čestica vazduha, tačan odovor je C: '' rastojanja

između čestica se uvećavaju i čestice se brže kreću'', 8% osmog, 15% učenika sedmog I 8,7%

učenika šestog razreda je to odabralo.

( a ) ( b )

( c )

Slika 10. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika osmog (a), sedmog (b) i

šestog razreda (c)

A B C D E

čestice se šire povečava se broj čestica

čestice se brže kreću

ništa čestice izlaze iz boce

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

32

5. pitanje - prikazuje tri vrste mentalnih modela koji objašnjavaju proces rastvaranja šećera u

vodi: 40% učenika osmog, 55% učenika sedmog i 34,78% učenika šestog razreda je

odgovorilo tačno pod C.

( a ) ( b )

( c )

Slika 11. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika osmog (a), sedmog (b) i

šestog razreda (c)

A B C

Kristal šećera se rastvara sve više i više, i meša se sa vodom.

Kristal šećera se deli na manje čestice šećera koje se mešaju sa vodom.

Kristal šećera se je izgrađen od bezbroj malih čestica šećera, u vodi, kristal se deli na te čestice koje se mešaju sa česticama vode.

0

10

20

30

40

A B C

40

28

40

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

0

10

20

30

40

50

60

A B C

35

10

55

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

0

10

20

30

40

50

60

A B C

8.7

56.52

34.78

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

33

0

10

20

30

40

50

60

A B C D

25

60

5

15

6. pitanje - daje četiri nacrtana modela prema agregatnom stanju materije - čvrstom, tečnom i

gasovitom: 32% učenika osmog razreda, 15% učenika sedmog i 26,09% učenika šestog razreda

je označilo tačan odgovor pod D.

( a ) ( b )

( c )

Slika 12. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika osmog (a), sedmog (b) i

šestog razreda (c)

0

10

20

30

40

50

A B C D

13.0417.4

43.48

26.09

A B C D

Sva stanja materije su prikazana bez ikakvih čestica.

Jedino para sadrži čestice vode.

Vode i para sadrže čestice vode.

Led, voda i para sadrže člestice vode.

0

10

20

30

40

A B C D

40

24

8

32

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

34

7. pitanje - pokazuje pet odgovora vezanih za osobine čestica vode: tačne odgovore pod C i D

je označilo 84% i 40% učenika osmog razreda, 85% i 25% učenika sedmog i 43,48 i 17,4%

učenika šestog razreda.

( a ) ( b )

( c )

Slika 13. Histogramski prikaz dobijenih rezultata testiranja učenika osmog (a), sedmog (b) i

šestog razreda (c)

A B C D E

U kocki leda čestice su čvrste, u vodi su tečne.

U vodi, čestice vode su plave boje.

Čestice vode su bezbojene.

Čestice vode se kreću u sva tri agregatna stanja.

Čestice vode se ne kreću u kocki leda.

0

20

40

60

80

100

A B C D E

48

12

84

4048

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

0

20

40

60

80

100

A B C D E

75

15

85

25

55

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

0

10

20

30

40

50

60

A B C D E

52.17

21.7

43.48

17.4

52.17

bro

j uče

nik

a (

% )

ponuđeni odgovori

35

4. Rezultati i diskusija

36

Analizirajući odgovore koje su učenici dali prilikom rešavanja testa "čestice materije",

mogu se uočiti koncepcije koje učenici imaju o česticama:

Većina učenika šestog, sedmog i osmog razreda smatra da je prostor između čestica

ispunjen vazduhom odnosno pojam “vakuuma” nije dobro usvojen i koncipiran u njihovom

znanju. Ovde postoji koleracija sa literaturnim podacima – izvedeni zaključci u ovom master

radu su slični zaključcima do kojih su došli i autori Novick i Nussbaum [11] koji su takođe

vršili testiranje u vezi sa shvatanjem čestica. Testirani učenici u istraživanju Novick-a i

Nussbaum-a takođe smatraju da se vazduh ili neke druge materije mogu naći između čestica.

Na drugo postovljeno pitanje zasto su čestice butana raspoređene podjednako u nacrtanoj

epruveti, učenici smatraju da postoji neka odbojna sila koja ih drži odvojenim, ili da opet

postoji vazduh ili neki drugi gasovi u prostoru između tih čestica.

Kada je od učenika zatraženo da nactraju model koji pokazuje kako su raspoređene

čestice vode u kristalu leda, niko od učenika nije nacrtao odgovarajuću kristalnu strukturu.

Uglavnom su učenici crtali običnu kocku u kojoj su ucrtavali neke tačkice koje su po njima

oslikavale čestice vode; ili su nactrali metalnu atomsku kristalnu rešetku sa atomima, katjonima

i elektronima koji grade kristalnu rešetku metala u obliku kocke. Ovakav odgovor bio je

zastupljen u sedmom razredu kada se i uče atomske, molekulske i jonske kristalne rešetke.

Na četvrto postavljeno pitanje kakav efekat ima zagrevanje na čestice vazduha koje se

nalaze u posudi prikazanoj na slici, i učenici šestog, sednom i osmog razreda smatraju da

čestice izlaze iz boce kako bi pobegle od toplote.

Na postavljeno pitanje da objasne kako se rastvara kristal šećera u vodi učenici šestog

razreda smartaju da se kristal šećera deli na manje čestice šećera koje se mešaju sa vodom, dok

učenici sedmog i osmog razreda su tačno odogovorili da je kristal šećera izgrađen od bezbroj

malih čestica šećera i da se u vodi, kristal deli na te čestice koje se mešaju sa česticama vode.

Šesto pitanje daje četiri nacrtana modela prema agregatnom stanju materije - čvrstom,

tečnom i gasovitom. Učenici osmog razreda su uglavom odgovarali kako se zagrevanjem kocka

leda topi, pretvara u vodu koja isparava i ne ostaje nista, dok učenici sedmog razreda smatraju

da nakon topljenja leda i isparavanja vode, u vazduhu ostaju čestice. Učenici šestog razreda

misle da se led topi i nastaju čestice vode koje isparavaju i ostaju u vazduhu.. Samo mali

procenat učenika je dalo isparavan odgovor.

Sedmo pitanje koje je bilo vezano za osobine čestica vode, učenici osmog i sedmog

razreda su uglavom tačno odgovorili da su čestice vode bezbojne i da se čestice vode ne kreću

u kocki leda, dok učenici šestog razreda smartaju da u kocki leda čestice su čvrste, u vodi su

tečne, da u vodi, čestice vode su plave boje ili da se čestice vode kreću u sva tri agregatna

stanja.

37

4.1. Preporuke za način uvođenja i interpretaciju koncepta čestične

prirode materije

Proučavanje nauke, a naročito hemije, uključuje mnoštvo apstraktnih objašnjenja kako

bi se razumeli principi i fenomeni u pogledu termina atomske ili molekulske strukture i

dinamike. Međutim, većina učenika tokom osnovne i srednje škole pa čak i na početku fakulteta

i dalje prave prelaz sa konkretno-operativnog na formalno-operativni način razmišljanja.

Učenik sa konkretno-operativnim načinom razmišljanja razmišlja u pravcu konkretnog

uočavanja i direktnog iskustva. Učenik sa formalno-operativnim načinom razmišljanja može

razumno shvatiti apstraktne koncepte i mogućnosti o stvarima koje se ne mogu direktno uočiti

niti direktno iskusiti.

Na primer, učenik može napraviti razliku u osobinama između tečnosti, gasova i čvrstih

materija. Čvrste materije imaju strogo definisane oblike i zapreminu. Tečnosti imaju definisanu

zapreminu ali su tečne i mogu uzeti oblik posude u kojoj se nalaze. Uzorak gasa ne samo što

može uzeti oblik svoje posude već se takođe može proširiti ili skupiti u posude različitih

veličina. Ovo je uočljivo i može biti proučeno direktnim eksperimentom. Ali objašnjenje

razlike u pogledu strukture i kretanja pojedinačnih molekula čvrstih supstanci, tečnosti i

gasova, međutim, zahteva od učenika da zamisle nešto što ne može videti. Učenicima se može

pomoći da razviju ove neuočljive slike ukoliko ih mogu uporediti sa nečim uočljivim sa čime

su upoznati.

Takođe je tačno da '' slika vredi hiljadu reči '' i gledanje slike će stvoriti dugotrajniji

utisak od jednostavnog slušanja i čitanja reči. Slika ili aktivnost će dati učeniku nešto što će

zapamtiti mnogo lakše i što će moći da poveže sa konceptom za kasnije podsećanje.

Može se napraviti analogija između podmikroskopske strukture materije u čvrstom stanju

i vojne formacije u kojoj svaki vojnik ima tačno određenu poziciju i tačno određeno rastojanje

između svakog para vojnika kao što je prikazano na slici 14.

Slika 14. Analogija molekula u čvrstom stanju i vojne formacije

Ovo je uporedivo sa pozicijama i tačno definisanom prostoru između čestica, kao što su

molekuli, kod materije u čvrstom stanju.

38

Tečnosti se mogu uporediti sa gužvom tokom proslave mature prikazane na slici 15.

Slika 15. Analogija molekula u tečnom stanju sa maturskom proslavom

Pojedinci su i dalje blizu jedan drugom, ali postoji nasumično kretanje i orijentacije i

pozicije se konstantno menjaju. Analogija je napravljena za molekul koji se konstantno

nasumično kreće ali i dalje sa relativno bliskim rastojanjem koje postoji između molekula

tečnosti.

Na kraju, može se napraviti analogija između molekula gasova, sa svojim bržim

kretanjem i mnogo većim i promenljivijim rastojanjima između njih, i grupe fudbalera tokom

utakmice kao što se vidi na slici 16.

Slika 16. Analogija molekula u gasovitom stanju sa fudbalskom utakmicom

Kao kod svih analogija i ovde postoje ograničenja. Za analogije u vezi tečnog i čvrstog

stanja materije, potrebno je istaći da se osnovne čestice ustvari dodiruju i da ne postoji prostor

između njih, što se može zaključiti sa slike. Takođe se treba naglasiti da slike ilustruju uzorke

tri različite supstance, sa tri različite količine. Na primer, uzorak čvrstog gvožđa; neznatno veći

uzorak tečnosti vode; i mnogo manji uzorak gasa hlora. Ako učenik zaključi da slike

predstavljaju uzorke istih veličina i iste supstance ( kao što su na primer led, voda, i vodena

para ), onda će ih činjenica da postoje različiti brojevi ljudi na ove tri slike dovesti do netačnih

zaključaka i narušavanju zakona o održanju mase.

Sposobnost predstavljanja materije na nivou čestica je značajno kod objašnjavanja

fizičkih ili hemijskih reakcija, promene stanja materije, osnovnih gasnih zakona,

stehiometrijskih odnosa i hemije rastvora.

39

Starosni nivo pri kome se učenicima treba uvesti koncept prirode čestične materije je

donekle pod znakom pitanja. Ako se prouče osnovni naučni tekstovi, atomi i molekuli su

prikazani čak i u nižim razredima. Tekst Uvođenje Fizičke Nauke ( IPS ), kurs u osmom razredu

osmišljen kasnih 60-tih godina, uveo je koncept čestične prirode materije na kraju godine sa

eksperimentalne tačke gledišta nakon što su učenici razumeli masu, zapreminu, gustinu, i druge

makroskopske osobine materije [13]. Ovakav pristup se čini odgovarajućim pošto učenik u

osnovnoj školi ne može napraviti razliku između otapanja i rastvaranja, mase i zapremine,

hemijskih i fizičkih promena, litra i metara, itd. Čini se da ako učenici znaju više o tome ''šta''

su hemijski pojave, imaće osnovu za shvatanje ''zašto'' se to dešava kada se predstavi na višem

nivou.

40

5. Zaključak

41

Na osnovu izloženih i prodiskutovanih rezultata dijagnostičkog testa, mogu se izvesti

sledeći zaključci:

pojam vakuuma kod učenika osnovnoškolskog uzrasta nije na zadovoljavajući način usvojen. Često se javlja zamena pojmova vazduh – vakuum. Potrebno je dodatno

pojasniti učenicima postojanje/odsustvo čestica materije.

učenici ne razumeju kako su raspoređene čestice u kristalnim rešetkama; oni nemaju dovoljno znanja o kristalnoj strukturi supstance i privlačnim silama između čestica

koje obrazuju te strukture, iz čega proizilazi i njihovo nerazumevanje fizičkih i

hemijskih svojstava supstanci.

proces rastvaranja i proces kristalizacije čestica takođe nije na pravi način usvojen.

42

6. Literatuta

1. Taber, K.: Chemical Misconceptions – Prevention, Diagnosis and Cure. Volume 1.

London 2002.

2. Johnstone, A.H.: Teaching of chemistry – logical or psychological? Cerapie 1 (2000),

9.

3. Pfundt, H.: Urspruengliche Erklaerungen der Schueler fur chemische Vorgaenge.

MNU 28 (1975), 157

4. Duit, R.: Lernen als Konzeptwechsel im naturwissenschaftlichen Unterricht. Kiel

1996 (IPN)

5. Petermann, K.: Das an Schuelervorstellungen orientierte Unterrichtsverfahren.

Chemkon 15 (2008), 110

6. Petermann,K., Oetken, M.: Chemistry misconseptions, Muenster 2007

7. Barke, H.-D., Doerfler,T.: Das an Schuelervorstellungen oriientierte

Unterrichtsverfahren: das Beispiel Neutralisation. Chemkon 15 (2008)

8. Službeni Glasnik RS – Prosvetni glasnik br. 68/2006 i 66/2003

9. Pfundt, H.: Das Atom – Letztes Teilungsstueck oder Erster Aufbaustein. Chimdid 7

(1981), 7

10. Barke, H.: Der “Horror vacui” in den Vorstellungen zum Teilchenkonzept.

Heidelberg 2001

11. Novick, S. Nussbaum, J.: Pupil’s understanding of the particulate nature of matter: A

cross-age-studz. Science Education 85 (1981), 199

12. Thurstone, L.L.: Primarz mental abilities. Psychometric Monographs 1 (1938)

13. Thiele. R. B.: Treagust, D. E Austral. Sci. Teach. J 1981.37, No. 2, pp. 10-14.

43

Biografija kandidata

Jelena Sazdanović rođena je 17.05.1988. godine u Zaječaru. Osnovnu školu “Ljubica

Radosavljević Nada” u Zaječaru završila je 2003. godine. Iste godine upisuje srednju

Medicinsku školu, smer farmaceutski tehničar.

Godine 2007. započinje osnovne akademske studije na Prirodno – matematičkom

fakultetu, Univerziteta u Nišu, na departmanu za hemiju, koje završava 2012. godine sa

zvanjem – hemičar. Iste godine upisuje master akademske studije na departmanu za hemiju,

smer opšta hemija, modul: profesor hemije, koje završava 2014. godine.