Elektrostatik Kavram Testi’nin Elektriksel Alan İle İlgili Sekizinci Sorusunun Değerlendirilmesi ile İlgili Bulgular

Şekil 4.1.3.6.1’de görülmekte olan Elektrostatik Kavram Testi’nin sekizinci sorusu daha önce de belirtildiği gibi, dış kuvvetlerin olmadığı uzayın bir bölgesinde düzenli, sabit (değişmeyen) bir elektriksel alan içine yerleştirilen pozitif yüklü bir parçacığın hareketi ile ilgili olup, öğretmen adaylarının, elektriksel alanın sebep olduğu elektriksel kuvvetin parçacığa sabit ivmeli hareket kazandırması ile ilgili düşüncelerini belirlemek amacıyla kullanılmıştır.

Şekil 4.1.3.6.1: Elektrostatik Kavram Testi’nin Sekizinci Sorusu

Çizelge 4.1.3.6.1’de Elektrostatik Kavram Testi’nin sekizinci sorusu’nun çoktan seçmeli birinci aşamasında yer alan seçeneklerinin cevaplanma oranları görülmektedir. Buna göre, sekizinci sorunun çoktan seçmeli birinci aşamasını oluşturan seçeneklerin işaretlenme oranları ön testte birbirine yakın değerlerdedir. Son testte ise öğretmen adayları % 51,6 oranında doğru seçeneği işaretlemişlerdir. Bu seçeneği % 26,8 oranında parçacığın sabit hızla gideceğinin söylendiği B seçeneği takip etmektedir. Kalıcılık testinde de bu sorunun birinci aşamasındaki doğru seçenek % 38,2 oranında en çok işaretlenen seçenek olmuştur.

Çizelge 4.1.3.6.1: Elektrostatik Kavram Testi’nin Sekizinci Sorusu’nun

Seçeneklerine Verilen Cevap Yüzdeleri

Ön Test Son Test Kalıcılık Testi SORU 8 N % N % N % A 25 15,9 11 7,0 12 7,6 B 34 21,7 42 26,8 59 37,6 C 36 22,9 81 51,6 60 38,2 D 8 5,1 12 7,6 12 7,6 E 21 13,4 10 6,4 10 6,4 Boş 33 21,0 1 0,6 4 2,6

Her iki aşamanın birlikte değerlendirilmesi ile elde edilen Çizelge 4.1.3.6.2’deki bulgulara göz atıldığında ise tam doğru açıklama yapan öğretmen adaylarının sayısının düştüğü görülmektedir. Ön testte % 4,5, son testte % 14,7 olan tam doğru cevap oranı, kalıcılık testinde % 2,6 gibi ön testten de daha düşük bir değerdedir.

Çizelge 4.1.3.6.2: Elektrostatik Kavram Testi’nin Sekizinci Sorusu İle İlgili

Bulgular

SORU 8

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

A:

Doğru cevap Doğru Açıklama

Sabit elektriksel alanda F=q.E’den E=sbt, q=sbt, F’in de sabit olduğunu ve F=m.a eşitliğinden sabit ivme ile düzgün hızlanan hareket yaptığını (F=q.E=m.a) ifade edenler.

4,5 14,7 2,6 B:

Doğru cevap Kısmi Doğru Açıklama

F=q.E veya F=m.a eşitliklerinden sadece birini kullanarak kısmi açıklamada bulunanlar

Örn: “F=q.E. Bu parçacık serbest bırakılacağından dolayı mutlaka

da elektriksel alan olacağından sabit ivme ile hareket eder.”, “Çünkü bu yüke bir kuvvet etki eder F=m.a. (m=sbt, F=sbt).”

0,6 4,5 5,1

C:

Yanlış cevap Doğru Açıklama

Birici kısma yanlış cevap verdikten sonra ikinci kısımda Sabit elektriksel alanda F=q.E’den E=sbt, q=sbt, F’in de sabit olduğunu ve F=m.a eşitliğinden sabit ivme ile düzgün hızlanan hareket yaptığını (F=q.E=m.a) ifade ederek tam doğru açıklama yapanlar.

- - -

D:

Doğru cevap İlgisiz, yetersiz açıklama

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

Örn: “Elektriksel alan yönünde hareket edecektir.”

3,2 21,7 9,6

E:

Doğru Cevap Yanlış Açıklama

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

Örn: “İvmeyle alanın + kutuplu yönüne hareket eder çünkü

yaklaştıkça o alanın çekim şiddeti artar.”, E=k.q/d2_{.”, “Yük sabit} ve elektriksel alan – yüklü olduğu için sabit ivme ile gider.”

1,3 5,7 1,3

F:

Doğru Cevap Açıklama yok

Birinci kısma doğru cevap verip ikinci kısma hiçbir

açıklamada bulunmayanlar. 13,4 5,7 19,8

G:

Yanlış cevap İlgisiz, yetersiz açıklama

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

Örn: “Çünkü sabit(değişmeyen) bir elektriksel alan vardır.”

- 5,1 -

H:

Yanlış cevap Yanlış Açıklama

Birinci kısmı yanlış cevaplayıp ikinci kısma yanlış açıklamada ve yanlış formüllendirmede bulunanlar.

Örn: “Ortamda dış kuvvet olmadığı için ve sabit bir E olduğu için

hareketsiz kalır.”, “Elektrik alan sabit olduğu için sabit hızla hareket eder.”, “E=F.q”

26,8 34,4 30,6

I:

Yanlış cevap Açıklama yok

Birinci kısma yanlış cevap verip ikinci kısma hiçbir

açıklamada bulunmayanlar. 29,3 8,3 28,7

J:

Cevap yok Açıklama yok

Hem birinci kısmı hem de ikinci kısmı boş bırakanlar. 21,0 - 2,6

Öğretmen adaylarının yanlış ifadelerinin açıklandığı aşağıdaki Çizelge 4.1.3.6.3 incelendiğinde, öğretmen adaylarının en çok yanıldıkları noktanın sabit elektriksel alanın sabit bir kuvvet oluşturacağını ve bu sabit elektriksel kuvvetinde sabit bir ivme oluşturacağını bilmemeleri olduğu bulunmuştur. Tüm örneklemi

oluşturan öğretmen adayları ivmeli hareketini sebebinin net kuvvetin sıfıra eşit olmaması olduğu konusunda yetersiz bilgiye sahiptirler.

Bir başka dikkat çekici bulgu ise sabit olduğu belirtilmesine rağmen elektriksel alanın şiddetinin değişken olduğunu belirtmeleridir. Öğretmen adaylarının sabit elektriksel alan ile noktasal yükün elektriksel alanını karıştırdıkları görülmektedir. Yukarıdaki Çizelge 4.1.3.6.3’de bazı adayların sabit elektriksel alan olarak noktasal yükün elektriksel alanını çizdikleri açıkça görülmekte ve sabit elektriksel alan formülü yerine noktasal yükün elektriksel alan formülünü kullanarak açıklamalar yaptıkları dikkati çekmektedir.

Yukarıdaki açıklamalardan başka doğrudan sabit elektriksel alan olduğu için hızlanarak gitmek yerine sabit hızla gitmesi gerektiği açıklamasını yapan öğretmen adayı sayısı ön testte 8 iken daha az iken son testte 13’e çıkmış hatta kalıcılık testinde ise 22 olmuştur. Öğretmen adaylarının sekizinci soru ile ilgili yaptıkları diğer yanlış açıklamalar Çizelge 4.1.3.6.3’te ayrıntılı olarak incelenebilir.

Çizelge 4.1.3.6.3: Sekizinci Sorunun Analizinden Elde Edilen Yanlış İfadeler SORU 8 Ön test Son test Kalıcılık Yanlış İfadeler Den Kon Den Kon Den Kon Cisme sabit bir manyetik kuvvet etki ettiği için ivmesi sabit olur. 1 - - - - - Cisim kendi yükünden dolayı sabit ivme ile hareket eder. - 1 - - - -

Çünkü (q) yerçekimi ivmesi yok. - - - 1 - -

Elektriksel alana ters yönde sabit ivmeli hareket yapar. - - - 1 - - Alanın + kutuplu yönüne ivmeli hareket eder çünkü yaklaştıkça

o alanın çekim şiddeti artar. - - 1 - 1 -

Çünkü etkiyen bir kuvvet yoktur. - - - 1 - -

Parçacığa alan içinde herhangi bir hız verilmediği için sabit ivme

ile hareket eder. - - - 1 - -

Yük sabit ve elek. alan – olduğu için sabit ivme ile gider. - - - 1 Dış kuvvet olmadığı ve sabit bir E olduğu için hareketsiz kalır. 3 2 3 2 1 2 Ortamda bir elektriksel alan oluşmadığından hareketsiz kalır. 1 - - -

Pozitif yükler hareket etmez. 2 - - 2 1 -

Yük dengesi sağlanır ve itme-çekmeden dolayı hareketsiz kalır. 1 1 - - - - Alanda yük dağılımı eşit olduğundan (+) yük hareketsiz kalır. 1 - - - Başka kuvvet etki etmediği için parçacık hareketsiz kalır. 2 - - 1 1 2 Her yandan eşit elektriksel yük uygulanmaktadır. - 1 - - - - Elektriksel alanın çekimine göre hareket edemez. - - - 1 - -

Üzerine etkiyen herhangi bir yük yoktur. 1 - - -

Zıt yönde sabit hızla hareket eder. - 1 - - - -

Elektriksel enerji değişmeyeceğinden ilk hızla gider. - 1 - - - - Dışarıdan herhangi bir kuvvet etki etmediği için elektriksel

alanın yönünde sabit hızlı hareket eder. 2 - 3 1 - - Elektrik alan yönünde sabit hızla hareket eder. 1 - 5 - 1 - + yük - yükler tarafından çekileceği için sabit hızla gider. - - - 1 - - Elektrik alan etkisinde sabit hızla hareket eder. - - 2 2 - - Fe=d.E d=sbt, E=sbt => sabit hızla devam eder. - - - 1 - - Uzayda (+) ve (-) yükler eşit etki edeceğinden sabit hızlı gider. - - 2 - - -

İvme sıfır olduğu için. - - - 1

Elektriksel alan –‘den +’ya olduğu için. - - - - 1 -

Herhangi bir kuvvet olmadığı için sabit hızla gider. - - - - 1 - Elektriksel itme-çekmeden dolayı değişen ivme ile hareket eder. 1 - - - Bir cisim bir elektriksel alana maruz kaldığında değişen ivmeyle

hızlanır ya da yavaşlar. 1 - - -

Çünkü elektriksel alanın etkisi giderek azalır. 1 - - - Cisim +y yönünde hızlanan bir hareket yapar çünkü cisim

yaklaştıkça etkiyen kuvvet artar. - 1 - - - -

(+) yüklü parçacık elektrik alanı yönünde değişen ivme ile hareket eder.

- - 1 1 - 1 Serbest bırakıldığı için lineer değişen ivme ile hareket eder. - - 1 - - -

E Parçacık lineer değişen ivme ile hareket eder.

F - - 1 - - -

Elektriksel alan şiddeti her yerde aynı olmadığı için değişen

ivme ile hareket eder. - - 1 - 1 -

Elek alan d2 _{ile ters orantılı olduğu için değişen ivme ile gider - - - 1 - -} (+) yük (-) yüklere yaklaştıkça hızlandığı için ivmesi de artar. - - - 2 Hareket ettikçe potansiyeli, kuvveti ve hızı değişir. F ve a

değişkendir. - - - 1

Elektriksel alanın yönü belli değil. - 2 - - - -

Elek. alan varsa türü bilinmeli ve alan varsa dış etken vardır. 1 - - - Elek. alanı sabit olan bir bölgeye bırakıldığı için hareket etmez. 1 - - - Elektriksel alanın yük işaretini bilmediğimizden (Elektriksel

alan hakkında bilgimiz olmadığından) bir şey söyleyemeyiz.

- 4 - 1 - 1 Hangi yönde gittiği bilmediği için bir şey söyleyemeyiz - - - 1 - - Ortamdaki yük durumunu bilmiyoruz. - - - 1 - - Elektrik alan sağa (+) tarafa iterken, diğer taraftaki (-)ler kendine

çektiği için hareketi hakkında bir şey söylenemez. - - - 1 Kütlesi belli olmadığı için bir şey söylenemez. - - - 1 İlk hızı belli olmadığı için hareketi için bir şey söyleyemeyiz. - - - - 1 - Yanlış Formüllendirme ve Yanlış Gösterim:

E=k.q/d2 _{F=m.a=q.E, m sabit sadece a değişir. (Sabit E}

alanın yanlış gösterilmesi) - - 2 4 - -

υ=E.q/m’dir. - - - 1 - -

E=F.q - - - 1 - -

4.1.3.7 Elektrostatik Kavram Testi’nin Elektriksel Kuvvet ve Alan İle İlgili