Hipotez – 5: Ankara ili ilköğretim öğrencilerini temsil eden evrenin fiziksel ve kimyasal değişme kavramları ile ilgili düşünceleri bu kavramların bilimsel tanımlarına uygun değildir.
Fiziksel değişmeyi içeren 10. soruyu yanıtlayan öğrencilerden % 55’i doğru yanıtlarken, % 45’i yanlış cevaplamıştır. Okul bazında bakıldığında ise tüm okullarda doğru ve yanlış cevapların yüzdeleri toplamda olduğu gibi birbirine oldukça yakındır. Soruya verilen doğru cevapların yüzdesinin yanlışlardan büyük çıkması yapılan mülakatlarla da desteklenmiştir. Bu görüşmelerde öğrencilere bakır bir teli bükersek ve ya bakır tele çekiçle vurursak atomlarında ne gibi bir değişiklik olduğu sorulduğunda şöyle cevap vermişlerdir;
(Bir teli ortadan ikiye bölsek bakır atomlarına ne olurdu? Peki teli çekiçle ezersek ne olur?) Özge: “Atomlarında herhangi bir değişiklik yoktur. Fiziksel değişmedir galiba. Cismin sadece dış görünüşü değişmiştir. İçindeki asıl yapısı aynı kalır. Yani atomlarında bir değişiklik olmaz. Çekiçle vurduğumuzda da fiziksel değişimdir. Bu nedenle atomlarına bir şey olmaz”. Ayşe: “Atomları durur bir değişiklik olmaz. Ezsek çekiçle atomlarında bir değişiklik olmaz.” Pelin: “Atomları sıkışır. Çekiçle vurduğumuzda ise ezilmez. Katıların şekil olarak gösterildiğinde sıkışmadığını öğrenmiştik. Sıkışır. Atomların kendisine bir şey olur mu atoma bir şey olmaz.” Arda: “Atomlarda bir değişme olmaz. Atomlar sadece aşağı doğru hareket etmiş, birbirine yaklaşmışlardır. Ama atomların büyüklüğünde bir değişme olmaz. Tele çekiçle vursam ezilmezler. Çekiçte de atom var. Ezemezler zaten. Çünkü atomların elektronları hızlı döndüğü için merkez kaç var. Merkez kaç da onların çekirdeğe yapışmasını engelliyor. Bu nedenle ezilmezler.” Ece: “Kimyasal özelliklerini korurlar. Fiziksel olarak da aynı kalırlar ama bir değişiklik olmaz tam olarak. Büyüklüklerinde bir değişlik olmaz. Çekiçle vurulduğunda ise ezilir. Bakırda vurduğumuz anda bir ezilme görülür. Demek
ki buradaki atomlarda ezilmiş olur.” Tuna: “Teli bükersek hiç bir şey olmaz. Tele çekiçle vursak atomları ezilmez.”
Kimyasal değişmeyi içeren 11. soruyu yanıtlayan öğrencilerden doğru yanıt verenlerin yüzdesi % 45, yanlış yanıt verenlerin yüzdesi ise % 55 dir. Okul bazında bakıldığında ise yine dershanede bulunan öğrencilerin bu soruya verdiği yanıt toplamdan oldukça farklıdır; bu sonuca göre doğru cevap verenlerin yüzdesi % 81 iken yanlış cevap verenlerin yüzdesi ise % 19 bulunmuştur. Diğer okullarda ise tam tersi bir durum söz konusudur. Testte bulunan aynı soru öğrencilere mülakatta tekrar sorulduğunda cevaplarını işaretlemelerinin nedenlerini şöyle ifade etmektedirler;
(Yukarıdakilerden hangisi kimyasal bir değişmeyi anlatır?) Özge: “A seçeneği fiziksel değişimdir. Çünkü kimyasal yapısında bir değişim olmamış, sadece bir araya getirilerek karışımı oluşturmuşlardır. B seçeneği kimyasal değişimdir. İki farklı maddeden yeni bileşik molekülü oluşturulmuştur. C seçeneği yukarıdaki gibi (A seçeneğindeki gibi) karışımı oluşturmuştur. D seçeneği hal değişimi galiba. Fiziksel değişim.” Ayşe: “A seçeneği molekülerde bir değişme olmadığı için fiziksel değişme. B seçeneği yine fiziksel değişme. Moleküller aynı bir değişme olmamış. C seçeneği yine fiziksel değişme moleküller aynı bir değişme olmamış. D seçeneği kimyasal. Isıtılmış başka bir madde olmuş. Atomlar değişmemiş. Kimyasal değişmede atomlar değişir. Bu yüzden bu da fiziksel değişmedir.” Pelin: “A seçeneği fiziksel bir değişme. Çünkü buradaki moleküller farklı bir molekül haline gelmemiş. Karışım olmuş. B seçeneği kimyasal değişim. Birleşerek yeni bir madde oluşturmuşlar. C de fiziksel değişme. Yine burada da karışım oluşmuş ama yeni bir madde değil. D seçeneği fiziksel değişme çünkü yeni bir madde değil. Sadece atomlar arasındaki boşluk artmış.” Arda: “A seçeneği ….. bu bir karışım, moleküllerinde herhangi bir değişim olmamış. Fiziksel değişim. B seçeneği, burada bir kimyasal bağ oluşmuş. Atomlar değişmiş. Su molekülü
oluşmuş. Kimyasal değişmedir. C seçeneği, fiziksel değişim. Karışım olmuş. D seçeneği, hal değişimi. Isıtırsak …… ısı …sıvı ısıtılarak katı olmuş nasıl olmuş? …….anlamadım ters olmuş bu?” Ece: “A seçeneği fiziksel değişimdir. Çünkü karışım. Karışımlarda her iki madde de özelliklerini korur. C de karışım aynısı. B seçeneğinde iki madde birbirleri ile elektron alış verişi ya da ortaklaşa kullanarak yeni bir madde oluşturmuştur. İki madde de kendi özelliklerini göstermez. Kimyasal değişim. D seçeneği hal değiştirmedir. Hal değiştirmeler fiziksel değişmedir.” Tuna: “A seçeneğinde fiziksel değişme oluyor. Çünkü nasıl desem ….. o elementler birbirleriyle yer değiştirmiş olsaydı farklı bir cisim elimizde oluşmuş olacaktı. Farklı özellikler gösterebilirdi. Bunun sonucunda ise karışım oluşmuş. C de yine karışım. Çünkü birbirleriyle etkileşime girmemiş, ayrı ayrı kalmış. Fiziksel değişme. B seçeneğinde bileşik oluşmuş. Kimyasal değişme. Farklı şeyler oluşmuş. D seçeneğinde ise. katı bir cismi ısıtmışız ve büyük bir ihtimalle sıvı hale getirmişiz. Büyük ihtimalle diyorum ısı bazen kimyasal değişime neden olabiliyor. Ama burada hal değişimi o yüzden fiziksel değişimdir.”
Öğrencilerin fiziksel ve kimyasal değişme örneklerini gruplarken bilimsel bilgilere yakın olan, yeni bir madde oluşup oluşmadığı bilgisine göre ayırt etmişlerdir. Bu nedenle Hipotez – 5 reddedilmiştir.
KKT’ye katılan çoğu öğrencinin cevap yüzdeleri ve görüşmeye katılan öğrencilerin cevapları doğrultusunda fiziksel ve kimyasal değişme örnekleri gruplandırılırken, ısıtma işlemi her örnek için kimyasal bir yöntem olarak algılanmaktadır. Bu nedenle öğrenciler verilen örnekleri ısıtma işlemi sonucunda yeni bir madde oluşmuştur diyerek anlatmış ve ya örneği doğru gruplandırsa da kendi içinde ikileme düşmüştür. Öğrencilerin sahip olduğu fiziksel ve kimyasal değişim kavramları ile ilgili yanlış kavramalarının araştırıldığı diğer çalışmalarla ile “ısınan maddeler sadece kimyasal değişime uğrar.”veya “ısıtılma sonucunda her maddenin arasındaki kimyasal bağlar kırılır” bilgisine sahip öğrencilerin olduğu bulunmuştur. (Boo, 1997; Ayvacı ve Çoruhlu, 2009)