Tork (Kuvvet Momenti) Kavramına İlişkin Çalışmalar

Aşağıda tork kavramına ilişkin fikirleri ortaya çıkarmaya yönelik ve bu kavramın öğretime ilişkin alanyazında karşılaşılan çalışmalara kısaca değinilmiştir.

Klammer (1998) yaptığı çalışmada alternatif kavramların ne olduğundan ve bu alternatif kavramların nasıl giderebileceğinden bahsetmiştir. Bu çalışmanın sonuna fizik eğitiminde sık karşılaşılan alternatif kavramları da eklemiştir. Klammer (1998) fizik kavramlarına ilişkin yaptığı alternatif kavram taramasında tork kavramına ilişkin aşağıdaki alternatif kavramlar ile karşılaşmıştır:

 Bir cisme etki eden her kuvvet bir tork üretecektir.

 Tork kuvvet ile aynıdır ve aynı yönlüdür.

Lising ve Elby (2005) çalışmalarında fiziğe giriş dersinde öğrenme üzerinde epistemolojinin etkilerini araştıran bir durum çalışması yapmıştır. Üniversite öğrencilerinin fikirlerini ‘günlük/başlangıç’ düşünceleri, ‘günlük başlangıç’, ‘formal düşünceler’ ve ‘formal’ olarak sınıflandırmıştır. Bu amaçla sınıftaki öğrencilerden biri seçilerek tork kavramına ilişkin fikirlerini belirlemek için görüşme yapılmıştır. Öğrenci görüşme esnasında tork kavramını yanlış bir formül olan ile açıklamaya çalışmıştır ve formülü anlamamış ya da onu nasıl kullanacağını hatırlamamış gibi görünmektedir. Özellikle, günlük deneyimleri ile sınıf ortamına gelmiştir ve bu deneyimleri kapı problemini çözmede ona yardımcı olmuştur. Bu öğrencinin daha sık olarak günlük düşünceleri kullanmasına rağmen epistemolojik engel olarak formal ve günlük düşünceler arasında kaldığı görülmüştür. Bu

öğrencinin informal düşüncelerine güvenmesinin verdiği cevaplarüzerinde etkisi olmuştur.

Pol, Harskamp, Suhre ve Goedhart (2008) çalışmalarında Physhint isimli öğrenci kontrollü bilgisayar programını kullanarak ondört saatlik bir öğretim düzenlemişlerdir. Bu program öğrencilere problem çözmelerine yardım etmek amacı ile konu ile ilgili ipuçları vermektedir. Öğretim süresince birçok farklı konu ile tork, tork için farklı durumların ölçülmesi ve hesaplanması, dönen bir cisim etrafındaki kuvvetlerin hesaplanması konuları ele alınmıştır. Çalışmanın örneklemini onaltı yaş grubundaki öğrenciler oluşturmaktadır ve onbir öğrenci deney grubunda, yirmialtı öğrenci kontrol grubunda yer almıştır. Her iki grupta aynı kitap kullanılarak aynı sınıf ortamında ‘kuvvet’ konusuna ilişkin birlikte öğretim almıştır. Ancak bağımsız çalışmalarında deney grubu bilgisayar laboratuarında Physhint isimli program ile çalışırken, kontrol grubu sınıfta çalışmaya devam etmiştir. Deney ve kontrol grubunun ikisine de problem çözme yeteneklerini belirlemek için öğretim öncesi ve öğretim sonrası test uygulanmıştır. Programın genel kullanımında kontrol grubu öğrencileri içerikte yer alan görevleri deney grubuna göre daha iyi yerine getirmiştir ve iki grup arasında istatiksel olarak anlamlı fark vardır. Problem çözme yeteneklerinde öğretim öncesi deney ve kontrol grubu arasında fark yokken, öğretim sonrasında deney grubunun problem çözme yetenekleri önemli ölçüde gelişmiştir. Deney grubunda yer alan onbir öğrencinin problem çözme yetenekleri detaylı bir şekilde ele alınmış ve öğretim sonrasında bu öğrencilerin problem çözme yeteneklerinin arttığı belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, kuvvet ve tork kavramlarının öğretiminde Physhint isimli bilgisayar programını kullanmak klasik öğretime nazaran daha etkili olmuştur. Ancak bu çalışmada öğrencilerin kuvvet ve tork kavramlarına ilişkin ön test ve son testte verdikleri cevaplara yer verilmemiş sadece bu kavramlara ilişkin deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin problem çözme yeteneklerindeki gelişim üzerinde durulmuştur. Bu nedenleöğrencilerin tork kavramına ilişkin öğretim öncesi ve sonrası sahip olduğu fikirlerine yer verilmemiştir.

Pol, Harskamp ve Suhre (2008) çalışmalarında bir önceki çalışmalarına benzer bir çalışma yapmıştır. Physhint isimli bilgisayar programını kullanarak öğrencilerin birçok farklı konu ile tork, tork için farklı durumların ölçülmesi ve

hesaplanması, dönen bir nokta etrafındaki kuvvetlerin hesaplanması konuları ele alınmıştır. Örneklem onbeş-onaltı yaş grubunda ellidokuz öğrenciden oluşmaktadır. Bu çalışmanın bulguları da bir önceki çalışmalarının bulgularına benzemektedir ve öğrenci kontrollü program kullanmanın öğrencilerin problem çözme yeteneklerini arttırdığı belirlenmiştir. Bu çalışmada da tork kavramına ilişkin örneklemde yer alan öğrencilerin fikirlerini ortaya koyan bulgulara değinilmemiştir.

Ortiz (1999; akt. Redish, 2004) çalışmasında öğrencilerin tork kavramını ve geniş cisimlerin statiğini anlamada güçlük çektiğini belirtmiştir. Kütle merkezinden dengeye getirilen düzensiz bir şekle sahip beyzbol sopasının sağ tarafının mı yoksa sol tarafının mı daha ağır olduğu sorusuna öğretim sonrası öğrencilerin büyük çoğunluğu doğru cevap vermiştir ve her iki yanında eşit ağırlıkta olduğunu belirtmiştir. Bu öğrenciler cevaplarını açıklarken çoğu denge kavramını kullanırken, az bir kısmı ise tork kavramını kullanmıştır. Öğrencilerin tork kavramına ilişkin fikirleri kullanmakta yeterli olmadığı ve bu problemi daha basit fizik ilkeleri ile açıkladıkları belirtilmiştir. Bu cevaplara dayanarak araştırmacı öğrencilerin tork kavramını anlamakta zorlandığını belirtmiş ve tork kavramının kavramsal değişimineyöneliköğretim tasarlanması gerekliliğine değinmiştir.

Rimoldini ve Singh (2005) yaptıkları çalışmada üniversitede fizik dersine giriş yapan altıyüzaltmışdokuz öğrencinin (beşyüzellidokuz genel fizik öğrencisi, doksanüç fizik dersine giriş öğrencisi ve onyedi mekanik kursu alan fizik öğrencisi) dönme ve dönme hareketi kavramları ile ilgili fikirlerini ortaya çıkarmayı amaçlamıştır. Araştırmacılar bu amaçla çoktan seçmeli ve açık uçlu sorulardan oluşan bir kavram testi kullanmış ve öğrenciler ile gösteri temelli görüşmeler yapmışlardır. Bu çalışmada, öğrencilerin tork kavramını anlamada benzer güçlükler yaşadığı tespit edilmiş ve genellikle öğrencilerin kuvvet kavramı ile karıştırarak tork kavramının tanımını ve anlamını anlamada güçlük yaşadıkları tespit edilmiştir. Görüşmelerde ise, öğrencilerin bütün noktalar merkez ekseninde olmasa dahi çubuğun üzerine farklı noktalardan etki eden farklı kuvvetlere bağlı torku hesaplamaya çalışmışlardır. Görüşmelerin ilerleyen bölümlerinde, sadece bazı öğrenciler dengede bir cisim üzerine herhangi bir noktadan etki eden net torkun sıfır olduğunu belirtmiş ve aralarından yalnızca bir öğrenci aynı düzlem üzerinde olmayan noktalardan etki eden farklı büyüklükteki kuvvetlerin cisim üzerinde

oluşturduğu net torku hesaplayabilmiştir. Öğrencilerde karşılaşılan alternatif kavramlar ise, ‘tork kuvvetin açısal halidir’ ve ‘sabit tork sabit açısal hız üretir’. İkinci alternatif kavrama sahip öğrenciler ‘eğer sabit tork varsa, hız sabit olmalıdır çünkü tork hızı etkilemektedir’ şeklinde açıklamalar yapmıştır. Bazı öğrenciler ise torkun hız ya da ivme değişimini etkilemedeki rolünü karıştırmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, öğrencilerin sorulara verdikleri cevaplardan tork kavramını anlamakta güçlük çektikleri belirlenmiş ve öğrencilerde çeşitli alternatif kavramlar ile karşılaşılmıştır.

Tork kavramına ilişkin Ortiz (1999; akt. Redish, 2004) ve Lising ve Elby (2005) yaptıkları çalışmalarda sadece öğrencilerin fikirleri üzerinde yoğunlaşmıştır. Öğrencilerin tork kavramına ilişkin fikirlerini ortaya çıkarmayı amaçlamışlar ancak ortaya çıkardıkları fikirlere yönelik öğretim yapmamışlardır. Pol, Harskamp, Suhre ve Goedhart (2008) ve Pol, Harskamp ve Suhre (2008) çalışmalarında öğretimde bilgisayar programı kullanımının tork kavramına ilişkin öğrencilerin problem çözme yetenekleri üzerindeki etkisini araştırmıştır. Ancak öğrencilerin öğretim öncesi ya da öğretim sonrası tork kavramına ilişkin ne türden fikirlere sahip olduğu belirtilmemiştir. Klammer (1998) çeşitli fizik kavramlarına ilişkin alanyazında karşılaştığı alternatif kavramları derlemiştir ve bu alternatif kavramlar arasında tork kavramına ilişkin alternatif kavramlar da mevcuttur. Bu çalışmalar, öğrencilerin sadece tork kavramına ilişkin fikirlerini belirlemeye yönelik yapılmamış ayrıca kuvvet konusunda yer alan çeşitli kavramları da çalışmaya dahil etmişlerdir. Bu nedenle tork kavramına ilişkin tespit edilen bulgular sınırlı kalmıştır. Ayrıca öğrencilerin tork kavramına ilişkin fikirlerinin belirlenip bu fikirler arasında alternatif kavram niteliğindeki fikirlerin bilimsel fikirlere doğru değişimine yönelik çalışmalara rastlanmamıştır. Oysaki Ortiz (1999; akt. Redish, 2004) çalışmasında tork kavramının anlaşılmasının güç olduğuna ve bu kavramın öğretimine yönelik derslerin düzenlenmesinin gerekliliğine değinmiştir. Alanyazında araştırmacının bilgisi dahilinde tork kavramının öğretimine yönelik çalışmaya rastlanmamıştır.