Elektrostatik Kavram Testi’nin Gauss Yasası İle İlgili On Yedinci Sorusunun Değerlendirilmesi İle İlgili Bulgular

EKT’nin on yedinci sorusunda, farklı üç kapalı yüzeydeki elektriksel akının sırası ile 1, 2 ve -3 Nm2/C olarak ölçüldüğü belirtilmekte ve öğretmen adaylarının, bu ölçümlere göre verilen durumlarla ilgili yorum yapmaları istenmektedir. Şekil 4.1.4.2.1’de on yedinci soru görülmektedir.

Şekil 4.1.4.2.1: Elektrostatik Kavram Testi’nin On Yedinci Sorusu

Bu soruda da ön testte büyük oranda işaretleme yapılmamıştır. Bu durum bir önceki soruda da belirtildiği gibi Gauss Yasası’nın ilk olarak üniversitede öğretilmesi ile açıklanabilir. Ancak son test ve kalıcılık testlerinin çoktan seçmeli birinci aşamalarına verilen cevap oranları incelendiğinde Çizelge 4.1.4.2.1’de görüldüğü gibi son testte % 19,8, kalıcılık testinde de %12,7 doğru seçenek işaretlenmiştir. Konunun öğretiminden sonra da Gauss Yasası ile ilgili bu soruya verilen doğru cevap oranı düşük bulunmuştur.

Çizelge 4.1.4.2.1: Elektrostatik Kavram Testi’nin On Yedinci Sorusu’nun

Seçeneklerine Verilen Cevap Yüzdeleri

Ön Test Son Test Kalıcılık Testi SORU 17 N % N % N % A 7 4,5 7 4,5 16 10,2 B 1 0,6 31 19,8 20 12,7 C 10 6,4 7 4,5 13 8,3 D 13 8,3 39 24,8 39 24,8 E 15 9,6 69 44,0 47 29,9 BOŞ 111 70,7 3 1,9 22 14,0

Çizelge 4.1.4.2.2’ye göre ön test ve kalıcılık testinde açık uçlu ikinci aşamaya tam doğru cevap veren öğretmen adayı bulunmamaktadır. Son testte ise sadece 11 aday tam doğru açıklamada bulunmuştur.

Çizelge 4.1.4.2.2: Elektrostatik Kavram Testi’nin On Yedinci Sorusu İle İlgili

Bulgular

SORU 17

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

A:

Doğru cevap Doğru Açıklama

Φ= ∫E.dA=qiç/ε0. Φ1=1 Φ2=2 Φ3= -3 N.m2/C olduğundan Φ=q/ε0 dan q3>q2>q1 sonucunun çıkacağını ifade edenler

- 7,0 - B:

Doğru cevap Kısmi Doğru Açıklama

Akının yükle doğru orantılı olduğunu belirtip detaylı olarak bunun sebebini ifade etmeyenler.

Örn: “Toplam yük miktarıyla akı doğru orantılıdır.”

0,6 5,1 1,3

C:

Yanlış cevap Doğru Açıklama

Birici kısma yanlış cevap verdikten sonra ikinci kısımda Φ= ∫E.dA=qiç/ε0. Φ1=1 Φ2=2 Φ3= -3 N.m2/C olduğundan Φ=q/ε0 dan q3>q2>q1 sonucunun çıkacağını ifade edip tam doğru açıklama yapanlar.

- 10,2 -

D:

Doğru cevap İlgisiz, yetersiz açıklama

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

Örn: “3. yüzeyin alanı konusunda hiçbir veri yoktur. Yüzeyler eşit

yükler fazla da olabilir”

- 1,9 0,6

E:

Doğru Cevap Yanlış Açıklama

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

Örn: “Φ= E.A.cosα Yüzeyler birbirinden farklı olduğu için

alanları ve açıları bilemeyiz. Bu yüzden E’leri karşılaştıramayız.”

- 1,9 0,6

F:

Doğru Cevap Açıklama yok

Birinci kısma doğru cevap verip ikinci kısma hiçbir açıklamada bulunmayanlar. - 3,8 10,2 G: Yanlış cevap İlgisiz, yetersiz açıklama

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

Örn: “Akı, yükle doğru orantılıdır.”

2,6 4,5 7,6

H:

Yanlış cevap Yanlış Açıklama

Birinci kısmı yanlış cevaplayıp ikinci kısma yanlış açıklamada bulunanlar.

Örn: “Elektriksel akı yüzey genişleyince azalabilir.”, “Φ uzaklığa

ve yüke bağlıdır”, “Φ= E.A.cosα .”

7,6 42,0 8,9

I:

Yanlış cevap Açıklama yok

Birinci kısma yanlış cevap verip ikinci kısma hiçbir

açıklamada bulunmayanlar. 18,5 21,7 56,7 J:

Cevap yok Açıklama yok

Hem birinci kısmı hem de ikinci kısmı boş bırakanlar. 70,7 1,9 14,0

Hem çoktan seçmeli birinci aşamaya göre hem de her iki aşamanın birlikte değerlendirilmesi ile elde edilen bulgulara göre on yedinci sorunun öğretmen adaylarının zorlandığı sorulardan biri olduğu açıkça görülmektedir.

Çizelge 4.1.4.2.3 incelendiğinde öğretmen adaylarının Gauss Yasası ile ilgili en büyük yanılgılarının bir yüzey içindeki yükün oluşturduğu akı ile bir yüzeyden geçen

akıyı birbirine karıştırmaları olduğu görülmektedir. Öğretmen adayları Φ=q/ε0

ifadesini kullanarak açıklama yapmak yerine bir yüzeyden geçen akıyı gösteren Φ=E.A.Cosα formülünü kullanarak açıklama yapmaktadırlar. Bu en büyük yanılgı dışındaki yanlış açıklamalar Çizelge 4.1.4.2.3’de ayrıntılı olarak görülmektedir.

Çizelge 4.1.4.2.3: On Yedinci Sorunun Analizinden Elde Edilen Yanlış İfadeler SORU 17 Ön test Son Test Kalıcılık

Yanlış İfadeler Den Kon Den Kon Den Kon

Çünkü sadece akı ölçülerek diğer bilgilere ulaşamayız. 1 - - - Yükle yüzey alanı ters orantılıdır. - - - 1 - - Elektriksel akı arttıkça yüzey alanı da artar. - - 2 1 - - Gauss formülünden dolayı sadece (I). Doğrudur. - - - 1 Elektriksel akı yüzey alanı ile ters orantılıdır. 1 1 - 3 1 1 Elektriksel akı yüzey alanı ve net yük miktarıyla ters orantılıdır. 1 - - - Φ uzaklığa ve yüke bağlıdır. - - 1 1 - - Yüzey alanı ile akı doğru orantılıdır. - - - 1 - - Elektriksel alan ile akı ters orantılıdır. - - - 1 - - Akı elektriksel alanla doğru orantılıdır. - 2 - 5 - - Kaplar küçüldükçe yüzey içerisindeki net yük miktarı en fazladır. 1 - - - Yüzey alanı artarken birim yük azdır. Önemli olan q yükünün fazla

olmasıdır. Cevap ii, iii’tür. 1 - - -

E alan q’yla doğru orantılı ve -3q miktarı büyük olduğundan. - 1 - - - - Akı ile yüzey alanı ve yük miktarı ile doğru orantılıdır. 1 - - - Akısı büyük olanın alanı en küçük ve net yük miktarı en fazladır. - - 2 - - - Yük miktarı en fazla olan yüzeyin alanı daha küçüktür. - - 1 - - - Akı ve yük miktarı elek. alanla doğru orantılı A ile ters orantılıdır. - - - 1 - - Elektriksel alan akıyla doğru orantılı, akı negatif olduğuna göre

geliş açısı ve yüzeyi büyüktür - - - 1 - -

Yüzeyden geçen ışın demeti olarak düşünürsek (+) veya (-) olması

önem taşımıyor. 1 - - -

Yük büyüklüğüne bakılır. Alan için + veya – olması alandaki yük çizgilerinin yönünü belirler.

- 1 - - - - Elektriksel akı içinde bulunduğu konuma, bu konumdaki yüzeyin

alanının büyüklüğüne ve magnetik alanın büyüklüğüne bağlıdır. - - 1 - - - Yüzey alanı akıyla ters, elektrik alanla doğru orantılıdır.Yük miktar

akı ters orantılıdır. - - 1 - 1 -

Elektriksel akı birim alanda oluşan elektrik şiddetle ilgilidir. - - - 1 - - Akı levhadan geçen yük miktarıdır ve lev.alanı ile doğru orantılıdır - - 2 - - - Kuvvet ve alanla akı doğru orantılı, yük miktarıyla ters orantılıdır. - - - 1 - - Elektriksel akı ile yüzeyin alanı, yükün miktarı ve elek alan doğru

orantılıdır.

- - - 1 - - 3. yüzeyin elektriksel alanı en büyüktür, çünkü yükü en büyüktür.

(-) olması yükün negatif olduğunu gösterir. E=k.q/d2 - - 3 2 - - Akı bir noktadan geçen elektrik alan çizgilerinin sayısıdır. - - - 1 Yük fazlaysa akı fazladır. Akı fazlaysa yüzey alanı geniştir. - - - - 1 -

Yanlış Formüllendirme: Φ= E.A.cosα - - 22 7 - - Φ= q/A - - - - 1 - Φ= I.A.sinα - - - - 1 - Φ=E.d - - - - 1 - F=k.q2_/d2_=Q.Φ/d2 _Q.Φ/d2 _Φ=F.d2_{/Q => k.Q - - - 1 - -} Φ=E.∫d=q1.q2/ε0 d= q1.q2/ε0.E - - - 1 - -

I=F.d2_{/q, Φ=k.A/q} T , Φ=F.d/C - - - 1 - 2 F=kq/d - - - 1 Φ=∑Q/∑A - - - 1 Φ=C.E=C.q/d - - - - 1 - F/(A.q) - - - 1 - - E=k.Q/ε0 - - - 1 - -

Φ= E.A E=k.q/d Φ=k.q/d.A - - 1 - - -

Φ= E.A.sinα. 1, 2’den zayıf. -3 alan fazla ve yük miktarı fazla. - - 1 - - -

Φ=E.A/d - - - - 1 -

4.1.4.3 Elektrostatik Kavram Testi’nin Gauss Yasası İle İlgili On Sekizinci