Εναλλακτικές ιδέες των παιδιών για την ύλη
Οι ερευνητές μελετώντας τις αντιλήψεις των παιδιών για την ύλη κατέληξαν στα εξής συμπεράσματα (Κόκκοτας, 1999):
1. Παιδιά ηλικίας 9-11 ετών αντιλαμβάνονται την ύλη ως κάτι το συμπαγές, ως ένα στερεό αντικείμενο. Παιδιά κάτω των δέκα ετών δεν αναγνωρίζουν τα υγρά και τα αέρια ως ύλη.
2. Τα παιδιά ηλικίας 10-12 ετών θεωρούν ότι η ύλη αποτελείται από έναν υλικό πυρήνα και από μη υλικό μέρος, όπως χρώμα, οσμή, βάρος, ευφλεκτικότητα κτλ.
3. Πιστεύουν ότι η ύλη υπάρχει όταν υπάρχουν αποδείξεις για την ύπαρξή της, όταν δηλαδή γίνεται αντιληπτή με τις αισθήσεις και κυρίως με την όραση. Παραδείγματος χάρη, [οι χρωματιστοί ατμοί που παρατηρούνται κατά την εξάχνωση του ιωδίου αποτελούν ύλη, ενώ δεν είναι ύλη οι ατμοί του ασετόν που δε φαίνονται. Συνεπώς παιδιά ηλικίας 9-12 ετών δέχονται την ύπαρξη της ύλης όταν την ανιχνεύουν με τις αισθήσεις και κυρίως με την όραση.
4. Το βάρος δεν αντιμετωπίζεται ως αναπόσπαστη ιδιότητα της ύλης. Μπορεί η ύλη να μην έχει βάρος, ή με την αλλαγή της κατάστασης να αλλάζει το βάρος της. Τα παιδιά οικοδομούν μια σειρά από διαισθητικούς κανόνες όσον αφορά στη συσχέτιση μεταξύ του βάρους της ύλης και της κατάστασης στην οποία ευρίσκεται.
5. Η ύλη αποτελείται από σωματίδια και η κατάστασή της ερμηνεύεται σύμφωνα με τη διάταξη των σωματιδίων.
Η στερεή κατάσταση
Αρκετοί ερευνητές έχουν μελετήσει τις ιδέες των παιδιών για τα στερεά.
Τα μικρότερα παιδιά τείνουν να θεωρούν κάθε άκαμπτο υλικό ως στερεό, κάθε σκόνη ως υγρό και κάθε εύκαμπτο υλικό ως ενδιάμεσο μεταξύ στερεού και υγρού (π.χ. η πλαστελίνη, το σφουγγάρι, τα ρούχα). Οι μαθητές δίνουν εξηγήσεις όπως ότι οι πούδρες / σκόνες είναι υγρά γιατί “μπορούν να χυθούν” και ότι τα εύκαμπτα υλικά δεν είναι στερεά μα ούτε και υγρά γιατί είναι “μαλακά” ή “θρυμματίζονται” ή “μπορεί να σχιστούν”. Τα παιδιά αποφασίζουν την κατάσταση ενός υλικού σύμφωνα με την εμφάνισή του και τη συμπεριφορά του, με αποτέλεσμα να συσχετίζουν τη στερεή κατάσταση με τη σκληρότητα, την αντοχή και τη μη πλαστικότητα (R.Driver et al, 1998).
Μέχρι και την ηλικία των 11 ετών, οι μαθητές θεωρούν ότι μια πούδρα/ σκόνη βρίσκεται περισσότερο σε μια ενδιάμεση κατάσταση παρά σε μια υγρή κατάσταση.
Σύμφωνα με την άποψη μερικών μαθητών, η μετατροπή ενός μεγάλου σε μέγεθος στερεού κατά το θρυμματισμό του σε πούδρα /σκόνη ή σε υγρό είναι πιθανό να οδηγεί σε μείωση της μάζας του.
Η υγρή κατάσταση
Τα παιδιά φαίνεται να προσδιορίζουν την ταυτότητα ενός υγρού σαν ένα υλικό το οποίο είναι “ρευστό ή μπορεί να χυθεί”. Συνεπώς, η αντίληψη για τα υγρά περιλαμβάνει και υλικά (π.χ. οι πούδρες /σκόνες) που δεν εντάσσονται σε καμία επιστημονικά αποδεκτή ταξινόμηση. Επιπλέον επειδή σύμφωνα με τις ιδέες των παιδιών, το νερό είναι το “υποδειγματικό υγρό”, όλα τα υγρά μπορεί να θεωρηθούν ως “νερουλά” ή “φτιαγμένα από νερό” ή “ότι περιέχουν νερό”. Επίσης ερευνητές διαπίστωσαν ότι μερικά παιδιά αντιμετώπιζαν μεγαλύτερη δυσκολία στην ταξινόμηση πιο παχύρευστων υγρών, π.χ. ο πολτός, το μέλι ή η σάλτσα ντομάτας παρά στην αντίστοιχη ταξινόμηση πιο “ρευστών” υγρών (R. Driver et al, 1998).
Τα παιδιά είναι δυνατό να θεωρούν ότι ένα υλικό σε υγρή μορφή έχει λιγότερο βάρος (ή ττεριστασιακά περισσότερο) απ’ ότι η ίδια μάζα του υλικού σε στερεή κατάσταση. Παρομοίως, τα παιδιά είναι δυνατό να θεωρούν ότι ένα υλικό που βρίσκεται σε υγρή μορφή είναι βαρύτερο από την ίδια μάζα του υλικού σε αέρια κατάσταση.
Η αέρια κατάσταση
Αρκετοί ερευνητές, μελετώντας τις αντιλήψεις των παιδιών για τα αέρια, έχουν βρει ότι αρχικόί τα παιδιά δεν αναγνωρίζουν στον αέρα και τα άλλα αέρια μια υλική υπόσταση. Για παράδειγμα, αν και τα μικρότερα παιδιά μπορεί να δέχονται ότι ο αέρας και ο καπνός υπάρχουν, εντούτοις θεωρούν ότι τέτοια υλικά έχουν χαρακτήρα προσωρινό, όμοιο με αυτό των “σκέψεων”. Στη σκέψη των παιδιών ο αέρας και το αέριο φαίνεται να προκαλούν αντίθετα συναισθήματα. Ο αέρας είναι “καλός”, χρήσιμος στην αναπνοή και τη ζωή, ενώ το αέριο είναι “κακό” γιατί μπορεί να είναι δηλητηριώδες, επικίνδυνο και εύφλεκτο (R. Driver et al, 1998).
Τα μικρότερα παιδιά όπως προαναφέρθηκε θεωρούν τον αέρα και γενικώς τα αέρια ως άυλες οντότητες. Τα μεγαλύτερα παιδιά δέχονται ότι ο αέρας και τα αέρια είναι υλικά σώματα. Καταλήγουν να αναγνωρίζουν ότι τα αέρια είναι υλικά σώματα τα οποία διασκορπίζονται, καθώς και ότι μερικά από αυτά είναι ορατά, αν και τα περισσότερα είναι άχρωμα, άοσμα και διαφανή. Ωστόσο δεν αντιλαμβάνονται ότι έχουν μάζα ή βάρος. Οι ερευνητές υποθέτουν ότι αυτό οφείλεται στην πιο κοινή εμπειρία των παιδιών σύμφωνα με την οποία τα αέρια τείνουν να υψώνονται ή να επιπλέουν.
Αυτή η άποψη υποστηρίζεται και από μελέτες που δείχνουν ότι τα παιδιά, ηλικίας 9-13 ετών, τείνουν να προβλέπουν ότι τα αέρια έχουν την ιδιότητα του “αρνητικού βάρους” και γι’ αυτό το λόγο όσο περισσότερο αέριο προστίθεται σε ένα δοχείο τόσο πιο ελαφρύ γίνεται αυτό.
Μέχρι τη στιγμή όπου τα παιδιά οικοδομήσουν την ιδέα ότι τα αέρια έχουν βάρος, είναι απίθανο να δεχτούν τη διατήρηση της μάζας.