Fen eğitiminde elektrostatik konusuyla ilgili yapılan az sayıda araştırma bulunduğu ve yapılan çalışmaların da daha çok orta öğretim ve yüksek öğretim düzeyindeki öğrencilere yönelik olduğu görülmektedir. Elektrostatik konusu ile öğrenciler ilk defa ilköğretim 7. sınıflarda karşılaşmaktadırlar. Öğrencilerin ilköğretim düzeyinde edindikleri kavram yanılgıları daha sonraki öğretim süreçlerini de olumsuz etkileyeceğinden öğrencilerin mevcut kavram yanılgılarının belirlenmesi çok önemlidir. Bu nedenle elektrostatikle ilgili ilköğretim düzeyinde yapılacak çalışmaların öğrenciler de ki kavram yanılgılarının belirlenmesi ve bu kavram yanılgılarını giderilmesi açısından önem taşıyacağı düşünülmektedir.
EK A. İlköğretim Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programında 7.sınıflarda Yer Alan Yaşamımızdaki Elektrik Ünitesinde Elektriklenme Konusuna Ait
Kazanımlar ve Açıklamalar K az an ım lar
1. Elektriklenme ve çeşitleri ile ilgili olarak öğrenciler;
1.1. Bazı maddelerin veya cisimlerin birbirlerine temas ettirildiğinde elektriklenebileceğini fark eder.
1.2. Aynı yolla elektriklendikten sonra aynı cins iki maddenin birbirlerini dokunmadan ittiğini, farklı cins iki maddenin ise birbirlerini dokunmadan çektiğini deneyerek keşfeder (BSB–8, 9, 30, 31).
1.3. Deneysel sonuçlara dayanarak iki cins elektrik yükü olduğu sonucuna varır (BSB–31). 1.4. Elektrik yüklerinin pozitif (+) ve negatif (-) olarak adlandırıldığını belirtir.
1.5. Aynı elektrik yüklerinin birbirini ittiğini, farklı elektrik yüklerinin ise birbirini çektiğini ifade eder.
1.6. Negatif ve pozitif yüklerin birbirine eşit olduğu cisimleri, nötr cisim olarak adlandırır. 1.7. Yüklü bir cismin başka bir cisme dokundurulunca onu aynı tür yükle yükleyebileceğini
ve bu cisimlerin daha sonra birbirini itebileceğini deneyerek keşfeder (BSB–8, 9, 30, 31).
1.8. Elektriklenme olaylarında cisimlerin negatif yük alış-verişi yaptığını ve cisimler üzerinde pozitif veya negatif yük fazlalığı (yük dengesizliği) oluştuğunu ifade eder. 1.9. Elektroskopun ne işe yaradığını, tasarladığı bir araç üzerinde gösterir (BSB–18, FTTÇ–
5).
1.10. Yüklü cisimlerden toprağa, topraktan yüklü cisimlere negatif yük akışını “topraklama” olarak adlandırır.
1.11. Cisimlerin birbirine dokundurulmadan etki ile elektriklenerek zıt yükle yüklenebileceğini deneyerek keşfeder (BSB–8, 9, 30, 31).
1.12. Elektriklenmenin teknolojideki ve bazı doğa olaylarındaki uygulamaları hakkında örnekler vererek tartışır (FTTÇ–5).
A çı k lam al ar
??? Sürtünme, elektriklenmeyi kolaylaştırıcı (etkileşme yüzeyini artıran) bir etkendir. Burada önemli olan temas yüzeyidir. Bu nedenle öğrenciler “Elektriklenme sürtünme ile oluşur.” kavram yanılgısına düşmemelidir.
[!] Elektriklenme ile ilgili etkinlikler nemli ortamlarda sonuç vermediğinden kuru bir ortam tercih edilmelidir.
[!] 1.8 Negatif yüklerin elektronlar, pozitif yüklerin ise protonlar olduğu 4. Ünite olan “Maddenin Yapısı ve Özellikleri” ünitesinde verilecektir.
[!] Elektriklenme konusundaki (+), (-) sembolleri matematikteki toplama ve çıkarma işlemleri ile karıştırılmamalıdır.
[!] 1.10 Toprağın yani yerkürenin aslında çok büyük bir nötr cisim olduğu hatırlatılmalıdır. [!] 1.11 Cisimleri etki ile yüklemek için topraklama yapılması gerektiği vurgulanmalıdır. Ara disiplinlerle ilişkilendirme
Afetten Korunma ve Güvenli Yaşam
EK B. Elektrostatik Kavram Testi
Ad: Soyadı:
SORULAR
1. Aşağıda yük dağılımları farklı olan 4 balon verilmiştir. Buna göre;
……….. ………. ……… ……….
a)Yukarıda verilen balonların hangi yükle yüklü olduğunu balonların altındaki boşluklara yazınız.
b) Verilen balonlardan hangileri birbirine yaklaştırıldığında birbirini iter? Nedenini açıklayınız
……… ……..……… c) Verilen balonlardan hangileri birbirine yaklaştırıldığında birbirini çeker?
Nedenini açıklayınız
………... ………
Sevgili öğrenciler bu test “Yaşamımızdaki Elektrik” ünitesindeki Elektriklenme konusunda geçen kavramları ölçmek için hazırlanmıştır. 7 sorudan oluşan testte bazı soruların yanında işaretlemeniz gereken seçenekler verilmiştir. Bunlardan size uygun olanı işaretleyiniz ve cevabınızın nedenini bırakılan boşluklara cevaplayınız. Seçenek verilmeyen sorularda ise cevabınızı yazdıktan sonra cevabınızı açıklamanız isteniyorsa bırakılan boşluklara cevaplarınızın nedenlerini yazınız. Soruları boş bırakmamaya özen göstererek, cevaplarınızın mümkün olduğunca açıklayıcı ve anlaşılır olmasına dikkat ediniz. Katkılarınızdan dolayı teşekkür ederim.
I II III IV - + - + + - + - - + - + - + ++ - + + - + + + - + - - - - + - - + - - - + + - + + + + - ++
2. Aşağıda yük fazlalıkları belirtilen özdeş iletken küreler verilmiştir. Bu küreler birbirlerine bir süre dokundurulup bir süre sonra birbirlerinden ayrılıyor. Her bir kürenin dokunduktan sonra ne kadar yük fazlalığı olacağını boş olarak gösterilen kürelerin içine yazınız.
a) b) c) 3.
a) Nötr bir plastik çubuk nötr yün kumaşa sürtüldüğünde plastik çubuğun (-) yüklendiği görülüyor. Bu olayı nasıl açıklarsınız
………..……….. ………. b) Plastik çubuğu sürttüğümüz yün kumaş sizce yüklenmiş midir?
□
Evet□
Hayır□
BilmiyorumEğer cevabınız evet ise yani kumaş yüklenmişse kumaşın net yükü
□
Negatiftir□
Pozitiftir Cevabınızı açıklayınız:……….. ……… c) Yüklenmiş olan plastik çubuk yüksüz küçük kağıt parçalarına yaklaştırılmaktadır. Plastik çubuk kağıt parçalarına yaklaştırıldığında kağıt parçalarını
□
Çeker□
İter□
Değişiklik olmaz□
Bilmiyorum Nedenini Açıklayınız:……… ……… d) Yün kazağa plastik çubuk yerine elle tutulan metal çubuk sürtülerek, metal çubuk yüksüz kağıt parçalarına yaklaştırıldığında kağıt parçalarını
□
Çeker□
İter□
Değişiklik olmaz□
Bilmiyorum Nedenini açıklayınız:……… ………
Dokundurulmadan önce Dokundurulduktan sonra
- + + - + - + - + + + + +4 Nötr Nötr - 4 +8 - 4 I II I II III IV III IV V VI V VI
4.
Nötr L elektroskobu
Şekilde görüldüğü gibi, pozitif yüklü K çubuğu nötr L elektroskobuna dokundurulup uzaklaştırılıyor. Buna göre;
a) K çubuğu L elektroskobuna dokundurulup uzaklaştırıldıktan sonra K çubuğunun son yükü;
□
Negatiftir□
Pozitiftir□
Nötrdür□
Bilmiyorum Cevabınızı açıklayınız:………... ……… b) K çubuğu L elektroskobuna dokundurulup uzaklaştırıldıktan sonra L elektroskobu,
□
Negatif yüklenmiştir□
Pozitif yüklenmiştir□
Nötrdür□
BilmiyorumCevabınızı açıklayınız:
………...…….. ……… c) K çubuğu L elektroskobuna dokundurulmadan önce elektroskobun yaprakları
kapalıdır. K çubuğu dokundurulduğunda L elektroskobunun yaprakları
□
Açılır□
Önce açılır sonra kapanır□
Değişiklik olmaz□
BilmiyorumCevabınızı açıklayınız:
………... ………
5.
Nötr L elektroskobu
Şekilde görüldüğü gibi, negatif yüklü K çubuğu nötr elektroskoba değmeyecek şekilde yaklaştırılmaktadır. Buna göre;
a) K çubuğu L elektroskobuna yaklaştırıldığında K çubuğunun yükünde değişiklik olmuş mudur?
□
Evet□
Hayır□
Bilmiyorum Cevabınızı açıklayınız:………... ……… b) K çubuğu L elektroskobuna yaklaştırıldığında L elektroskobunun topuzu,
□
Negatif yüklenmiştir□
Pozitif yüklenmiştir□
Nötrdür□
BilmiyorumCevabınızı açıklayınız:
………... ……….. c) K çubuğu L elektroskobuna yaklaştırıldığında L elektroskobunun yaprakları,
□
Negatif yüklenmiştir□
Pozitif yüklenmiştir□
Nötrdür□
BilmiyorumCevabınızı açıklayınız:
………... ……… d)K çubuğu L elektroskobuna yaklaştırıldığında L elektroskobunun yaprakları,
□
Açılır□
Önce açılır sonra kapanır□
Değişiklik olmaz□
Bilmiyorum Cevabınızı açıklayınız: ………... ………6. Şekilde görüldüğü gibi, yalıtkan destek üstündeki negatif yüklü K iletkeni bir süre topraklandıktan sonra toprak bağlantısı kesilirse, K cismi,
□
Negatif yüklenmiştir□
Pozitif yüklenmiştir□
Nötrdür□
BilmiyorumCevabınızı açıklayınız:
………... ………
7. Şekilde görüldüğü gibi, yalıtkan destek üstündeki
pozitif yüklü K iletkeni bir süre topraklandıktan sonra toprak bağlantısı kesilirse, K cismi,
□
Negatif yüklenmiştir□
Pozitif yüklenmiştir□
Nötrdür□
BilmiyorumCevabınızı açıklayınız:
………... ………
7 . KAYNAKLAR
[1] Efe, S., Üç aşamalı soru tipi geliştirilerek ilköğretim 5. sınıf öğrencilerinin ses konusundaki kavram yanılgılarının belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İlköğretim Anabilim Dalı, Balıkesir, (2007).
[2] Milli Eğitim B, İlkögretim Fen ve Teknoloji Dersi; 6, 7, 8. Sınıflar Öğretim Programı, Devlet Kitapları Müdürlüğü Basımevi, Ankara, (2006).
[3] Seçer, S., 6.sınıf öğrencilerinin kuvvet ve hareket konusundaki alternatif kavramlarının belirlemesi ve kavramsal gelişimin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İlköğretim Anabilim Dalı, Balıkesir, (2008).
[4 ] Gürdal, A., Şahin, E., Çağlar, A., Fen Eğitimi; İlkeler, Stratejiler ve Yöntemler, Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Yayınları, İstanbul, (2001)
[5] Kaptan, F., Fen Bilgisi Öğretimi, Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları, Milli Eğitim Basımevi, İstanbul, (1999).
[6] Çepni, S., Ayas, A., Özmen, H., Yiğit, N., Akdeniz, A., Ayvacı, H. “Fen ve Teknoloji Öğretimi” PegemA Yayıncılık, (2005).
[7] Senemoğlu, N., Gelişim ve Öğrenme ve Öğretim, Gazi Kitabevi, Ankara, (2003).
[8] Driver, R., Guesne, E. ve Tiberghien, A., Children’s ideas in science (6th Ed.), Open University Press: Milton Keynes, (1985).
[9] Gabel, D.L., Samuel, K.V.ve Hunn, D. (1987). Understanding the particulate nature of matter. Journal of Chemical Education, 64, 695–697.
[10] Taber, K. S., “Students’ understanding of ionic bonding: Molecular versus electrostatic framework.” School Science Review, 78, (1997), 85–95.
[11] Kabapınar, F., “Öğrencilerin kimyasal bağ konusunda ki kavram yanılgılarına ilişkin literatüre bir bakış I: molekül içi bağlar”, Millî Eğitim Dergisi, 176, (2007), 18-35
[12] Osborne, R.J., Bell, B.F., Gilbert, J.K., “Science teaching and children’s views of the world”, European Journal of Science Education, 5, (1983), 1–14.
[13] Burbules, N.C., Linn, M.C. “Response to contradiction: Scientific reasoning during adolescence”, Journal of Educational Psychology, 80, (1988), 67–75.
[14] Viennot, L., “Spontaneous reasoning in elementary dynamics.”, European
Journal of Science Education, 1, 2, (1979), 205-221.
[15] Driver, R., Easley, J., “Pupils and paradigms: a review of literature related to concept Development in adolescent science students”, Studies in Science Education,
5, (1978), 61-84.
[16] Nakhleh, M.B., “Why some students do not learn chemistry? Chemical misconceptions”, Journal of Chemical Education, 69, (1992), 191–196.
[17] Nussbaum, J., Novak, J.D., “An assessment of children’s concepts of the earth utilizing structured interviews”, Science Education, 63, (1976), 83–93.
[18] Wessel, W., “Knowledge Construction in High School Physics: A Study Student Teacher İnteraction.” Saskatchewan School Trustees Association Research Centre Report, (1999).
[19] Gülçiçek, Ç., Yağbasan, R., “Fen Eğitiminde Kavram Yanılgılarının Karakteristiklerinin Tanımlanması”, Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi
Dergisi, 1, 13, (2003), 102-120.
[20] Çiğdemtekin, B., Fizik eğitiminde elektrostatik konusu ile ilgili kavram yanılgılarının giderilmesine yönelik bir karikatüristik yaklaşım, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ortaöğretim Fen Ve Matematik Alanları Eğitimi Anabilim Dalı, Ankara, (2007)
[21] Alptekin, T., Lise 2.sınıf öğrencilerinin Newton’un hareket kanunları ile ilgili kavram yanılgıları, Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Eğitimi Anabilim Dalı, Erzurum, (2006)
[22] Cohen, R., Eylon, B., Ganiel, U., ‘‘Potential Difference and Current in Simple Electric Circuits: A Study of Students’ Concepts,’’ American Journal of Physics, 51, (1983), 407–412.
[23] Shipstone, D. M., ‘‘A Study of Children’s Understanding of Electricity in Simple dc Circuits,’’ Eur. J. Sci. Educ. 6, (1984), 185–198
[24] Kärrqvist, C., “The development of concepts by means of dialogues centered on experiments.”, Aspects of Understanding Electricity, (1985), 215–226.
[25] Shipstone, D. M., Rhöneck, C.v., Kärrqvist, C., Dupin, J., Johsua, S., Licht, P. “A study of student’s understanding of electricity in five european countries”
International journal of science education, 10, 3, (1988), 303-316.
[26] Lieht, P., “Teaching electrical energy, voltage ve current: An alternative approach” Physics Education, 26, (1991), 272-277.
27] Heller, P. M., Finley, F.N., “Variable uses of alternative conceptions: A case study in current electricity.”, Journal of Research in Science Teaching, 29, 3, (1992), 259-275.
[28] McDermott, L. C., Shaffer, P. S., ‘‘Research as a Guide for Curriculum Development: An Example from Introductory Electricity. I. Investigation of Student Understanding,’’ Am. J. Phys, 60, (1992), 994–1003
[29] Borges, A. T., Gilbert, J. K. “Mental models of electricity”. International
Journal of Science Education, 21, (1999), 95–117.
[30] Thacker, B. A., Ganiel, U. ve Boys, D., “Macroscopic phenomena and microscopic processes: student understanding of transients in direct current electric circuits”, American Journal of Physics, 67, (1999), 25–31.
[31] Asomi, N., King, J. ve Monk, M., “Tuition and memory: mental mode1sand congnitive processing in japanese children'swork on DC. electrical circuits.”
Research in Science and Technological Education, 18, 2, (2000), 141–155.
[32] Sencar, S., Yılmaz, E.E. ve Eryılmaz, A., “High school students’ misconceptions about simple electric circuits.”, Hacettepe Üniversitesi Eğitim
Fakültesi Dergisi, 21, (2001), 113–120.
[33] Sönmez, G., Geban, Ö. ve Ertepınar, H., “Altıncı sınıf öğrencilerinin elektrik konusundaki kavramları anlamalarında kavramsal değişimin etkisi.” Fen Bilimleri Eğitimi Sempozyumu Bildirileri, Maltepe Üniversitesi, İstanbul, (2001), 35–38.
[34] Pardhon, H. ve Bano, Y., “Science teachers' alternative conceptions about direct currrents”, International Journal of Science Education, 23, 3, (2001), 301-318.
[35] Örgün, E., Lise öğrencilerinin elektrik akımı konusundaki kavram yanılgılarında yapıcı öğretim yaklaşımının etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2002).
[36] Dilber, R. ve Düzgün B., “Lise öğrencilerinin basit elektrik devreleri hakkındaki kavram yanılgıları üzerine bir çalışma”, Türkiye F. Ü. Fen ve Mühendislik Bilimleri
Dergisi, 15, 3, (2003), 349–358.
[37] Küçüközer, H., “Lise 1 öğrencilerinin basit elektrik devreleri konusuyla ilgili kavram yanılgıları” Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25, (2003), 142-148.
[38] Eylon, B. S., Ganiel, U.,” Macro-micro relationships: the missing link between electrostatics and electrodynamics in students’ reasoning”, International Journal of
Science Education, 12, (1990), 79–94.
[39] McMillan, C., Swadner, M., “Novice use of qualitative versus quantitative problem solving in electrostatics”, Journal of Research in Science Teaching, 28, (1991), 661–670.
[40] Törnkovist, S., Petterrson, K. A., Tranströmer, G. “Confusion by representation: on student’s comprehension of the electric field concept”, American Journal of
Physics, 61, (1993), 335–338.
[41] Rainson, S., Transtromer, G., Viennot, L. “Students’ understanding of superposition of electric fields”, American Journal of Physics, 62, (1994), 1026– 1032.
[42] Harrington R. R., An investigation of student understanding of electric concepts in the introductory university physics course, PhD Dissertation University of Washington, Seattle, WA (1995)
[43] Guruswamy, C., Somars, M. D., Hussey, R. G., “Students’ understanding of the transfer of charge between conductors”, Physics Education, 32, (1997), 91–96.
[44] Furio, C., Guisasola, J., “Difficulties in learning the concept of electric field”,
Science Education, 82, (1998), 511–526.
[45] Park, J., Kim, K. I., Kim M., Lee M., “Analysis of students’ processes of confirmation and falsification of their prior ideas about electrostatics”, İnternational
Journal of Science Education, 23, 12, (2001), 1219- 1236
[46] Savelsbergh, E., R, Jong, T., Ferguson-Hessler, M. G. M., “Situational knowledge in physics: the case of electrodynamics”, Journal of Research in Science
Teaching, 29, (2002), 928–951.
[47] Başer, M., Effect of instruction based on conceptual change activities on students’ understanding of electrostatics concepts, Doktora Tezi, The Middle East Technical University, The Department Of Secondary Science And Mathematics Education, Ankara, (2003)
[48] Saarelainen, M., Hirvonen, P. E., “Designing a teaching sequence for electrostatics at undergraduate level by using educational reconstruction” American.
Journa lof. Phyic. Education, 3, 3, (2009), 518–526.
[49] Galili, I., “Perplexity of the field concept in teaching-learning aspect, The Proceedings of the Third International Seminar on Misconceptions and Educational Strategies in Science and Mathematics Ithaca, NY, (1993)
[50] Caillot, M., Xuan, A. N., Adults’ misconceptions in electricity, in: The Proceedings of the Third International Seminar on Misconceptions and Educational Strategies in Science and Mathematics, Ithaca, NY, (1993)
[51] Siegel, A. M., Lee, J. A. C. “ ‘But electricity isn’t static’: science discussion, identification of learning issues, and use of resources in a problem-based learning education course”, Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching, St. Louis, MO., (2001)
[52] Sanger, M. J., Greenbowe, T. J. An analysis of college of chemistry textbooks as sources of misconception and errors in electrochemistry, Journal of Chemistry
Education, 76, 6, (1999), 853–860.
[53] Yıldırım A., H. Şimşek “Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri”, Seçkin Yayınevi, Ankara, (2005), 227.