Matematik Öğretmen Adaylarının Serbest Cisim Diyagramı Gösterimine İlişkin Performans Değerlendirmesi

Abstract

Bu araştırma matematik öğretmen adaylarının çeşitli mekanik problemlerinde Newton hareket yasalarını uygularken, serbest cisim diyagramını çizme becerilerini tespit etmek amacı ile gerçekleştirilmiştir. Araştırmada, nitel araştırma desenlerinden durum çalışması yöntemi kullanılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu, Kırıkkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Matematik Öğretmenliği programında öğrenim gören 33 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmada veri toplama aracı olarak yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır. Araştırmada öğrencilerden, Newton hareket yasaları uygulamasını içeren açık uçlu sorular üzerinde cisimlere etki eden kuvvetleri serbest cisim diyagramı yardımıyla göstermeleri istenmiştir. Bu amaçla veri toplamak için iki bölümden oluşan açık uçlu sorular hazırlanmıştır. Birinci bölümde, farklı yüzeyler (sürtünmeli düzlem yüzey, sürtünmeli masa düzlemi ve sürtünmesiz eğik düzlem yüzey) üzerinde verilen cisimlerin hareketini incelerken serbest cisim diyagramını çizmeleri istenmiştir. İkinci bölümde ise düzgün dairesel hareket ve basit harmonik hareket yapan cisimler için serbest cisim diyagramını çizmeleri istenmiştir. Verilerin analizi kontrol listesine göre değerlendirilmiştir. Araştırma bulgularına göre cisimlerin sürtünmeli düzlem yüzeylerde hareketi incelendiğinde, öğrencilerin büyük çoğunluğunun serbest cisim diyagramı gösteriminde daha başarılı oldukları belirlenmiştir. Düzgün dairesel ve basit harmonik hareket yapan cisimlere ilişkin serbest cisim diyagramı gösteriminde ise öğrencilerin başarı oranlarının çok düşük olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Serbest cisim diyagramı
• Performans değerlendirmesi
• Matematik öğretmen adayları

Performance Evaluation of Mathematics Teacher Candidates for the Presentation of the Free-Body Diagram

Abstract

This research was carried out with the aim of determining the skills of pre-service mathematics teachers to draw a free body diagram while applying Newton's laws of motion in various mechanical problems. In the study, the method of case study, which is one of the qualitative research motifs, was used. The study group of the research consists of 33 students studying at Kırıkkale University Faculty of Education Mathematics Teaching Program. As the data collection tool of the study, the semi-structured interview form composed of open-ended questions, which was prepared by the author of the study, was employed. In the study, the students were asked to show the forces acting on objects on open-ended questions involving the application of Newton's laws of motion with the help of a free body diagram. For this purpose, two-part open-ended questions were prepared to collect data. In the first part, they were asked to draw the free body diagram while examining the motion of the given objects on different surfaces (friction plane surface, friction table plane and frictionless inclined plane surface). In the second part, they were asked to draw a free body diagram for objects with uniform circular motion and simple harmonic motion. The analysis of the data was evaluated according to the checklist. According to the research findings, when the movement of objects on frictional plane surfaces was examined, it was determined that the majority of the students were more successful in showing free body diagrams. It has been determined that the success rates of the students are very low in the display of the free body diagram related to the objects making uniform circular and simple harmonic motion.

Keywords

• Free Body Diagram
• Newton’s Laws of Motion
• Mathematics Teacher Candidates

References

1. Aviani, I., Erceg, N., & Mešić, V (2015). Drawing and using free body diagrams: Why it may be better not to decompose forces, Physical Review Special Topics-Physics Education Research. 11 , 020137.
2. Bolton, J., & Ross, S. (1997). Developing students’ physics problem-solving skills. Physics Education, 32, 176.
3. Bekiroğlu, F. O. (2004). Ne kadar başarılı? Klasik ve alternatif ölçme ve değerlendirme yöntemleri ve Fizikte uygulamalar. Ankara, Nobel Yayın Dağıtım.
4. Çepni,S. (2012). Araştırma ve Proje Çalışmalarına Giriş, Geliştirilmiş (6.Baskı), Trabzon, Cepler Matbaacılık.
5. Dumas-Carré, A., & Goffard, M. (1997). Rénover les activités de résolution de problémes en physique. Paris: Armand Colin/Masson.
6. Heller, P., Keith, R., & Anderson, S. (1992). Teaching problem solving through cooperative grouping. Part 1.Group versus individual problem solving. Am. J. Phys., 60, 627-636.
7. Heller, P. (1992). Teaching problem solving through cooperative grouping. Part 2: Designing problems and structuring groups. Am. J. Phys., 60, 637–644.
8. Henderson, T. (2006). The physics classroom tutorial: Force and its representation http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/CLass/newtlaws/u2l2c.html

9. Hobden, P. (1998). The role of routine problem tasks in science teaching. International handbook of science education, 1, 219.
10. Jones, A. Z. (2007). Free-body diagrams: An Introduction, http://physics.about.com/od/to olsofthetrade/qt/freebodydiagram.htm
11. Ling, S.,J.,Sanny, J., & Moebs, W., (2016). University physics, Volume 1, Houston, Texas.
12. Miles, M.B. & Huberman, A.M. (1994). Qualitative data analysis (Second Edition), Sage Publications, Thousand Oaks, London.
13. Osborne, R. J., & Gilbert, J. K. (1980). A technique for exploring students’ views of the world. Physics Education, 15, 376.
14. Patton, M. Q. (2014). Nitel çalışma ve değerlendirme yöntemleri [Qualitative study and assessment methods] (3. baskı) [3rd ed.]. (M. Bütün ve S. B. Demir, Çev./Trans.). Ankara: Pegem Yayıncılık. (Orijinal kitabın yayın tarihi 1990) [The publication year of the original book is 1990]
15. Peters, P. C., (1982). Even Honors Students Have Conceptual Difficulties with Physics, American Journal of Physics, 50(6), 501-508.
16. Reif, F. (1995). Understanding and teaching important scientific thought processes, American Journal of Physics. 63, 17-32.
17. Rosengrant, D. (2007). Multiple representatıons and free-body diagrams: Do students benefit from using them?, Doctoral Thesis. Rutgers The State University of New Jersey - New Brunswick.
18. Rosengrant, D., Heuvelen, A.V., & Etkina, E., (2009). Do students use and understand free-body diagrams?, Phys. Rev. St Phys. Educ. Res.5., 010108.
19. Senemoğlu, N., (2007). Gelişim Öğrenme ve Öğretim (Kuramdan Uygulamaya), Ankara, Ertem Matbaacılık.
20. Serway R. A., & Beichner, R. J. (2002). (Çeviri Editörü: K. Çolakoğlu), Fen ve mühendislik için fizik. Üçüncü Baskıdan Çeviri. Ankara: Palme Yayıncılık.
21. Stiggins, R. J. (1994). Student-Centered Classroom Assessment. New York: Macmillan Publishing Company.
22. Tekin, H. (1996). Eğitimde Ölçme ve Değerlendirme. Ankara: Yargı Yayınları. 286-290.
23. Temiz, B.K., & Kızılcık, H.Ş. (2016). Sürtünmeli eğik düzlemde hareketin dinamiğine ilişkin öğrenci görüşleri, Eğitim ve Toplum Araştırmaları Dergisi, 3(2), 15-30.
24. Yavuz, A. & Özdemir, G. (2009). Öğretim Elemanlarının Atwood Aleti Problemi Çözüm Stratejilerinin Prakseolojik Analizi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi 22(2), 357-377.
25. Yıldırım, A. & Şimşek, H.(2011). Sosyal Bilimlerde Nitel araştırma Yöntemleri (10. Baskı) Ankara, Seçkin Yayıncılık.
26. Young, H.D., Freedman, R.A.(2009). Üniversite Fiziği, Pearson.