Elektrostatik Kavram Testi’nin Elektriksel Kuvvet İle İlgili On Beşinci Sorusunun Değerlendirilmesi İle İlgili Bulgular

Elektrostatik Kavram Testi’nin on beşinci sorusu da Şekil 4.1.3.11.1’de görüldüğü gibi bir protonun eş potansiyel çizgileri belirtilmiş I ve II noktalarına ayrı ayrı serbest bırakılması ile bu noktalarda protona etki eden elektriksel kuvvetin büyüklüğü ile ilgilidir.

Şekil 4.1.3.11.1: Elektrostatik Kavram Testi’nin On Beşinci Sorusu

Çizelge 4.1.3.11.1’de bu sorunun çoktan seçmeli birinci aşamasını oluşturan seçeneklere verilen cevap oranları görülmektedir. Çizelgeden elde edilen bulgulara göre ön teste 106 öğretmen adayı cevap vermemiştir. Son testte ise en çok cevaplanan seçenek C seçeneğidir. Kalıcılık testinde ise en çok B seçeneği işaretlenmiştir. Doğru seçeneğin işaretlenme oranı bu soruda oldukça düşüktür.

Çizelge 4.1.3.11.1: Elektrostatik Kavram Testi’nin On Beşinci Sorusu’nun

Seçeneklerine Verilen Cevap Yüzdeleri

Ön Test Son Test Kalıcılık Testi SORU 15 N % N % N % A 10 6,4 36 22,9 37 23,6 B 15 9,6 19 12,1 40 25,5 C 10 6,4 53 33,8 29 18,5 D 9 5,7 38 24,2 18 11,5 E 7 4,5 4 2,6 5 3,2 BOŞ 106 67,5 5 3,2 28 17,8

Yukarıda belirtilen durum her iki aşamanın birlikte değerlendirildiği Çizelge 4.1.3.11.2’de de görülmektedir. Açık uçlu ikinci kısma tam doğru açıklama yapan aday sayısı ön testte sıfırken, son ve kalıcılık testlerinde birer aday tam doğru açıklamada bulunmuştur.

Çizelge 4.1.3.11.2: Elektrostatik Kavram Testi’nin On Beşinci Sorusu İle İlgili

Bulgular

SORU 15

Düzey Açıklamalar Ön T. _% Son T. _% Kalıcılık _%

A:

Doğru cevap Doğru Açıklama

Elektriksel alanın yüksek potansiyelden düşük potansiyele gittikçe arttığını (Eş potansiyel çizgileri sıklaştığı için), bu yüzden E1>E2 olduğunu ve buna göre F=q.E olduğundan F1>F2 olduğunu ifade edenler. Veya: dV=-E.dS => Ex=- dV/dx Yani E, bir koordinata göre potansiyelin türevinin negatifine eşit olduğunu E1=-2/dx, E2= -4/dx => E1>E2 olur => F1>F2 (F.∆x=q.E. ∆x => F=q.E denklemini ifade edenler. - 0,6 0,6 B: Doğru cevap Kısmi Doğru Açıklama

Eş potansiyel aralıklarının daraldığı yerde kuvvetin daha fazla olacağını belirtip detaylı olarak bunun sebebini ifade etmeyenler.

Örn: “Eş potansiyel aralıklarının daraldığı yerde kuvvet daha

fazladır.”

- 1,9 -

C:

Yanlış cevap Doğru Açıklama

Birici kısma yanlış cevap verdikten sonra ikinci kısımda Elektriksel alanın yüksek potansiyelden düşük potansiyele gittikçe arttığını (Eş potansiyel çizgileri sıklaştığı için), bu yüzden E1>E2 olduğunu ve buna göre F=q.E olduğundan F1>F2 olduğunu ifade edip tam doğru açıklama yapanlar.

- - -

D:

Doğru cevap İlgisiz, yetersiz

Birinci kısmı doğru cevaplayıp ikinci kısma yanlış olmayan ancak yetersiz veya ilgisiz cevap verenler.

Örn: “Elektrik alan çizgileri uzaklaştıkça yaptığı etki azalır”,

açıklama “Elektriksel alan da +’dan –‘ye doğru olduğu için.”

E:

Doğru Cevap Yanlış Açıklama

Birinci kısma doğru cevap verip ikinci kısma yanlış açıklamada veya yanlış formüllendirmede bulunanlar.

Örn: “Potansiyeli fazla olanın yükü daha büyüktür diye

düşünürüz. Yani II. vektör daha büyük olmalı. Yönü de şeklinde olmalı.”, “F=k.q/d2_.”

0,6 11,5 -

F:

Doğru Cevap Açıklama yok

Birinci kısma doğru cevap verip ikinci kısma hiçbir

açıklamada bulunmayanlar. 5,1 8,3 9,6

G:

Yanlış cevap İlgisiz, yetersiz açıklama

Birinci kısmı yanlış cevaplayıp ikinci kısma yanlış olmayan ancak yetersiz veya ilgisiz cevap verenler.

Örn: “E.alana yakın yerde daha fazla kuvvet vardır.”

- 7,6 9,6

H:

Yanlış cevap Yanlış Açıklama

Birinci kısmı yanlış cevaplayıp ikinci kısma yanlış açıklamada bulunanlar.

Örn: “Kuvvet, potansiyel ile doğru orantılı olduğundan

potansiyelin fazla olduğu yerde büyük kuvvet olur.”, “Potansiyel arttıkça kuvvet artar”, “F=k.q/d2_{, F=V/d.”}

5,1 47,8 14,7

I:

Yanlış cevap Açıklama yok

Birinci kısma yanlış cevap verip ikinci kısma hiçbir

açıklamada bulunmayanlar. 21,7 17,2 46,5 J:

Cevap yok Açıklama yok

Hem birinci kısmı hem de ikinci kısmı boş bırakanlar. 67,5 3,2 17,8

On beşinci madde yukarıdaki Çizelge 4.1.3.11.2’de de görüldüğü gibi EKT’nin en az doğru cevap oranına sahip sorularından biridir. Çoktan seçmeli birinci kısma bile verilen doğru cevap oranları oldukça düşük bulunmuştur.

Çizelge 4.1.3.11.3 incelendiğinde öğretmen adaylarının çok büyük oranda yüksek potansiyelde elektriksel alanın büyüklüğünün düşük potansiyele göre büyük olması, dolayısıyla elektriksel kuvvetinde daha büyük olacağı yanılgısının mevcut olduğu tespit edilmiştir. Yani öğretmen adayları (+)’dan (-)’ye doğru giderken (-) tarafta da elektriksel alan şiddetinin artma ihtimali olabileceğini bilmemektedirler.

Ayrıca yine elektriksel kuvvet formülünün elektriksel alan ve elektriksel potansiyel ile karıştırıldığı ifadelere rastlanmaya devam edilmektedir.

Öğretmen adaylarının bu soruya verdikleri yanlış açıklamalar ayrıntılı olarak Çizelge 4.1.3.10.3’de görülmektedir.

Çizelge 4.1.3.11.3: On Beşinci Sorunun Analizinden Elde Edilen Yanlış İfadeler

SORU 15 Ön test Son test Kalıcılık Yanlış İfadeler Den Kon Den Kon Den Kon I F=k.q1.q2/d2= k.q1.q2/(2d)2=1/4=F1 II F= k.q1.q2/d2=

k.q1.q2/(4d)2=1/16=F2

1 - - - Elektriksel potansiyel (+)’dan (–)‘ye azalır. Sol taraf (–)sağ taraf

(+), bu yüzden I. protona (–)‘ye yakın olduğu için daha çok çekim kuvveti uygulanır.

- - 2 - - - Potansiyeli fazla olanın yükü daha büyüktür diye düşünürüz. Yani

II. vektör daha büyük olmalı. Yönü de şeklinde olmalı. - - 1 - - - Elektriksel alan şiddeti (+)’dan (-)’ye doğru azalır. F=q.E old.dan

E.alanın fazla old. Yerde Fe’de fazladır.

- - 3 - - - E.alanda (+) yük içerdiğinden e.alanla aynı yönde kuvvet kazanır. 1 - - - Mesafe azaldıkça elektriksel kuvvetin büyüklüğü artar. 1 - 3 5 - 1

II.’de daha çok kuvvet etki eder. - - - - 1 2

Aradaki mesafe uzadıkça hız kaybeder o da kuvveti etkiler. - 1 - - - - Elektriksel alandan uzaklaştıkça etki eden kuvvet azalır. 2 voltluk

yerin elektriksel alanı daha büyük olduğu için. - - 2 - - - Potansiyeli küçük olan yerde daha fazla kuvvet uygulanır. - - 2 3 1 - Mesafe azalacağından dolayı yüke etkiyen kuvvet miktarı da

azalacaktır. - - 3 1 2 -

(+) yük elektriksel alana ters gider. - - - - 1 -

3 V ve 5 V arasındaki uzaklık 3V ile 1V arasındaki uzaklık farklı

olduğu için I’de daha az. - 1 - - - -

Potansiyelin büyük olduğu yerde elektriksel alan daha büyük olur,

kuvvet de büyük olur. - 2 30 30 7 5

Kuvvet mesafe ile doğru, yük ile ters orantılıdır. - - - 1 - - I. Nokta 2 V ile itilirken II. Nokta 4 V ile itilir. - - - - 1 -

Elektriksel kuvvetler eşit. 1 - - -

Proton + yüklüdür. Dolayısıyla üzerine etki eden F kuvveti ile

sabit hızlı hareket eder. 1 - - -

Elektriksel kuvvet değişmez. - - - 1 - -

Normalde yaptığı açı 90° dir. E=0 dır. E=V/d. - - 1 - - - Yanlış Formüllendirme:

F=+q.q/d - - - 1 - -

F=k.q/d2_{’den F=>d ile ters orantılıdır. - - 2 - - -}

F=k.q/d2_{, F=V/d - - - 1 - -}

F=q1.q2/d2. Elek.alan (0-5V)’a doğru olur. Bu yüzden I. deki

kuvvet daha büyüktür. - - - 1 - -

V=E/d oranı I noktasında daha büyüktür - - - - 1 -

4.1.3.12 Elektriksel Kuvvet ve Elektriksel Alan ile İlgili Yarı Yapılandırılmış