KUANTUM FİZİĞİNDE BELİRSİZLİK İLKESİ: HİBRİT ÖĞRETİMİN AKADEMİK BAŞARIYA VE KALICILIĞA ETKİSİ

Yıl 2011, Sayı: 29, 20 - 35, 01.12.2011

Erdoğan Özdemir Mustafa Erol

Öz

Belirsizlik ilkesi konusunun öğretimi için %44’ akran öğretimi, %26 grup ve sınıf tartışması, %26 grupla problem çözme etkinliği, %4 gösteri tekniği ile birlikte problem çözme ve problem oluşturma etkinliğinin yer aldığı ev ödevi çalışmalarını içeren hibrit yaklaşımla öğretim modeli geliştirilmiştir. Bu modelin akademik başarıya ve kalıcılığa etkisini belirlemek amaçlanmıştır. Araştırmada, “eşitlenmemiş kontrol gruplu yarı deneysel desen” kullanılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu toplam 36 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmanın verileri 5 sorudan oluşan “Belirsizlik İlkesi Klasik Sınavı (BİKS)” ile toplanmıştır. Verilerin değerlendirilmesi “Klasik Sınav Dereceleme Ölçeği (KSDÖ)” (r= 0,86)  ile yapılmıştır. Deney grubu son test ortalaması x=51,33, kontrol grubu son test ortalaması x=23,16 olarak hesaplanmış ve puan ortalamaları arasındaki fark anlamlı bulunmuştur (p=,00). Deney grubunda uygulanan öğretimin etki ölçüsünün (Cohen’s d=2,48), kontrol grubunda uygulanan öğretimin etki ölçüsünden (Cohen’s d=1,85) daha yüksek olduğu belirlenmiştir.  Deney grubu gecikmiş test ortalaması x=40,72, kontrol grubu gecikmiş test ortalaması x=22,11 hesaplanmış ve puan ortalamaları arasındaki fark anlamlı bulunmuştur (p=,00).

Anahtar Kelimeler

Fizik Eğitimi, Kuantum Fiziği, Belirsizlik İlkesi, Hibrit Modelle Öğretim.

UNCERTAINTY PRINCIPLE OF QUANTUM PHYSICS: EFFECTS OF HYBRID TEACHING ON ACADEMIC ACHIEVEMENT AND RETENTION

Öz

A hybrid teaching model, which contains %44 peer tutoring, % 26 group and class discussion, % 26 problem solving within group, % 4 demonstration and finally some homework activities that contain problem construction and problem solving activities, is developed. The hybrid teaching model is employed in order to investigate its effects on students’ academic achievement and retention relating Uncertainty Principle of Quantum Physics. The study is administered by a quasi-experimental research design. Sample of the research consisted of 36 undergraduate students. Data of the research was collected by means of “Uncertainty Principle Classical Exam” which is made up of 5 questions. A Rating Scale of Classical Exam (r=0,86), developed by the researchers and is used for the analysis of the data. Post test mean value for the experimental group is 51,33 and post test mean value for the control group is found to be 23,16 so the difference between these two mean values is meaningful (p=,00). Also, size affects of experimental group (Cohen’s d= 2,48) higher than size affects of control group (Cohen’s d= 1,85). Retention test mean value of experimental group is 40,72 and retention test mean value of control group is 22,11 so the difference between these two mean values is meaningful (p=,00).

Anahtar Kelimeler

Physics Education, Quantum Physics, Uncertainty Principle, Modeling Hybrid Teaching

Kaynakça

• Abhang, R. Y. (2005). Making Introductory Quantum Physics Understandable and Interesting, Classroom-Resonance Journal of Science Education, 10, 63-73.
• Açıkgöz, K. Ü. (2003). Aktif öğrenme (3. Baskı). İzmir: Eğitim Dünyası Yayınları.
• Akarsu, B. (2007). Students’ Misconceptual Understanding of Quantum Physics in College Level Classroom Environments. Unpublished doctoral dissertation, Indiana Universty, USA.
• Ambrose, B.S., Heron, P.R.L., Vokos, S. & McDermott, L.C. (1999). Student Understanding of Light as an EM Wave: Relating the Formalism to Physical Phenomena. American Journal of Physics, 67, 891-898.
• Bergström, L., Johanson, K.E. & Nilson, C.H. (2001). The Physics of Copenhagen for Students and the General Public. Physics Education, Special Feature: Nuclear Physics, 388-393.
• Bethge, T. & Niedderer, H. (1996). Students’ Conceptions in Quantum Physics. 12.05.2008 tarihinde http://www.idn.uni-bremen.de/pubs/Niedderer/1995-AJP- TBHN.pdf. adresinden alınmıştır.
• Bilal, E. (2005). Lisans Düzeyinde Elektrostatik Konusunun Hibrit Yaklaşımla Öğretimi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Bilal, E. & Erol, M. (2007). Student Understanding of Some Quantum Physical Concepts: Wave Function, Schrödinger’s Wave Equation and Wave-Particle Duality. American Institute of Physics, C.P.899. 499.
• Charles, L. H., Abegg, G. & Garik, P. (1999). How Computer Simulations Affect High School Students’ Reasoning in Quantum Chemistry. 12.05.2008 tarihinde http://www.bu.edu/smec/qsad/ed/narst.clh.htm adresinden alınmıştır.
• Çepni, S., Ayas, A., Johnson, D. ve Turgut, F. (1997). Fizik Öğretimi. Ankara: YÖK/ Dünya Bankası Milli Eğitimi Geliştirme Projesi Hizmet Öncesi Öğretmen Eğitimi.
• Eggen P. & Kauchak D. (1998). Learning and Teaching: Research Based Methods. Boston: Allyn and Bacon.
• Euler, M., Hanselmann, M., Müller, A. & Zollmann, D. (1999). Students’ Views of Models and Concepts in Modern Physics. 12.05.2008 tarihinde http://www.physics.umd.edu/perg/qm/qmcourse/NewModel/research/qm_narst_full.pd f adresinden alınmıştır.
• Fischler, H. & Lichtfeldt, M. (1992). Modern Physics and Students’ Concepts. International Journal of Science Education, 14, 181-190.
• Gilbert, J.K., Boulter, C. J., & Emler, R. (1995). Stretching Models too Far. Paper Presented at the Annual Meeting of the American Education Research Association, San Francisco, C. A.
• Ireson, G. (1999). A Multivariate Analysis of Undergraduate Physics Students’ Conceptions of Quantum Phenomena. European Journal of Physics. 20, 193-199.
• Johanson, K.E. & Milstead, D. (2008). Uncertainty in the Classroom-Teaching Quantum Physics. Physics Education. 43, 173-179.
• Masshadi, A. & Woolnough, B. (1999). Insights into Students’ Understanding of Quantum Physics: Visualizing quantum entities. European Journal of Physics. 20, 511-516.
• Müller, R. & Wiesner, H (1999). Students’ Conceptions of Quantum Physics. Papers presented at the annual meeting National Association for Research in Science Teaching.
• Müller, R. & Wiesner, H. (2002). Teaching Quantum Mechanics on an Introductory Level. American Journal of Physics. 70(3), 200-209.
• Niedderer, H., Deylitz, S. & Zollmann, D. (1999). Evaluation of a New Approach in Quantum Atomic Physics in High School. 12.05.2008 tarihinde http//www.phys.ksu.edu/perg/papers/narst/QM_papers.pdf. adresinden alınmıştır.
• Olsen, R. V. (2001). A study of Norwegian Upper Secondary Physics Specialist Conception of Atomic Models and Wave Particle Duality. 03.08.2007 tarihinde http://folk.uio.no/rolfvo/Publications/Tessaloniki_paper.pdf. adresinden alınmıştır.
• Olsen, R. V. (2002). Introducing Quantum Mechanics in the Upper Secondary School: A Study in Norway. International Journal of Science Education. 24 (6), 565- 574.
• Özdemir, E. (2008). Kuantum Fiziğinde Belirsizlik İlkesi: Hibrit Yaklaşımla Öğretimin Akademik Başarıya Etkisi. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Özdemir, E. & Erol, M. (2008). Student Misconceptions Relating Wave Packet and Uncertainty Principle in Quantum Physics. Balkan Physics Letter. Special Issue. 641-635.
• Pospiech, G. (2000). Uncertainty and Complementarity: The Heart of Quantum Physics. Physics Education. 35(6), 393-399.
• Ramsier, R. D. (2001). A Hybrid Approach to Active Learning. Physics Education. 36, 124-128.
• Rebello, N.S. & Zollman, D. (1999). Conceptual Understanding of Quantum Mechanics After Using Hands-on and Visualization Instruction Materials. 12. 08. 2006 tarihinde http://didaktik.physik.unibremen.de/niedderer/download/181999na.PDF#page=4 adresinden alınmıştır.
• Redish, E.F., Steinberg, R. N. & Wittmann, M.C. (2008). A New Model Course in Applied Quantum Physics. 12.05.2006 tarihinde http://www.physics.umd.edu/perg/qm/qmcourse/NewModel/index.html. adresinden alınmıştır.
• Robblee, K. M., Garik, P., Abegg, G. & Zollman, D. (1999). Using Computer Visualization Software to Teach Quantum Science: The Impact on Pedagogical Content Knowledge. 12. 05. 2008 tarihinde http://www.doocu.com/pdf/view/21054 adresinden alınmıştır.
• Shunk, D. (2000). Learning Theories, an Educational Perspective. Ohio: An Imprint Prentice Hall.
• Singh, C., Belloni, M. & Christian, W. (2006). Improving Students’ Understanding of Quantum Mechanics. Physics Today, 59(8), 43–49.
• Steinberg R, Wittman, M. C., Bao, L. & Redish, E. F. (1999). The Influence of Student Understanding of Classical Physics when Learning Quantum Mechanics.12.05.2008tarihinde http://perlnet.umephy.maine.edu/research/qm_narst.pdf adresinden alınmıştır.
• Yücel, A., S., (2004). Ortaöğretim Düzeyindeki Öğrencilerin Kimya Derslerinde Verilen Ev Ödevlerine Karşı Tutumlarının İncelenmesi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi 24, 147-159.
• Zollman, D., Rebello, N.S. & Hogg, K. (2001). Quantum Mechanics for Everyone:
• Hands-on Activities Integrated with Technology. American Journal of Physics, 70(3), 252-260.