Modeling Approach in Particle Physics

Yıl 2023, Cilt: 8 Sayı: 3, 400 - 433, 15.11.2023

Çağın Kamışcıoğlu

https://doi.org/10.29250/sead.1359657

Öz

Modeling is the heart of theory and the basis of the scientific approach. Modeling is an important tool in particle physics to represent, explain and introduce invisible entities to the scientific world. In the same vein, it contributes to the development of students' skills such as thinking, researching, understanding, questioning and predicting. Therefore, emphasis is placed on models and modeling in the field of physics. In the research, high school physics curriculums and textbooks were scrutinized to determine the status of the modeling approach in the field of particle physics in our country. At the end of the research, three learning outcomes related to modeling were identified, and in 30 learning outcomes, students were asked to give mathematical models and examine them. In only two learning outcomes related to particle physics, students were asked to explain models. In the examined MEB 12th grade high school and science high school physics textbooks, the modeling approach was not mentioned at all and very few activities were given. At the end of the research, it was suggested that in order to teach particle physics effectively, the modeling approach should be emphasized in high school physics curricula and textbooks, the number of modeling outcomes should be increased, methods that will improve students' scientific process skills should be applied, and the type and quantity of modeling activities should be increased.

Anahtar Kelimeler

Model, Modeling approach, Particle physics, Textbook, Curriculum

Parçacık Fiziğinde Modelleme Yaklaşımı

Öz

Modelleme teorinin kalbi, bilimsel yaklaşımın temelidir. Modelleme parçacık fiziğinde gözle görülmeyen varlıkları temsil etmek, açıklamak ve bilim dünyasına kazandırmak için önemli bir araç olmaktadır. Aynı zamanda öğrencilerin düşünme, araştırma, anlama, sorgulama, tahmin etme gibi becerilerini geliştirmeye katkı sağlamaktadır. Bu nedenle fizik alanında model ve modelleme üzerinde önemle durulmaktadır. Araştırmada ülkemizde parçacık fiziği alanında modelleme yaklaşımının durumunu belirlemek için lise fizik öğretim programları ile ders kitapları incelenmiştir. Araştırma sonunda fizik öğretim programlarında modelleme ile ilgili üç kazanım saptanmış, 30 kazanımın açıklamasında ise öğrencilere matematiksel modeller verilmesinin önerildiği görülmüştür. Parçacık fiziği ile ilgili sadece iki kazanımda öğrencilere model açıklaması verilmiştir. İncelenen MEB 12. sınıf lise ve fen lisesi fizik dersi kitaplarında ise modellemeden yeterince bahsedilmemiş ve çok az etkinlik verilmiştir. Araştırma sonunda parçacık fiziğinin etkili öğretilmesi için lise fizik öğretim programları ve ders kitaplarında modelleme yaklaşımına ağırlık verilmesi, modelleme ile ilgili kazanım sayısının artırılması, öğrencilerin bilimsel süreç becerilerinin geliştirilmesi için modelleme etkinliklerinin tür ve sayısının artırılması önerilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Model, Modelleme yaklaşımı, Parçacık fiziği, Ders kitabı, Program

Kaynakça

• Aktan, M.B., Kaynak, S., Abdüsselam, Z. & Ardoğan, E. (2019). Güncel fen öğretim programları ve ders kitaplarında model ve modelleme kavramlarının analizi. Cumhuriyet International Journal of Education, 8(1), 44-69. http://dx.doi.org/10.30703/cije.450242
• Aytekin, A. (2018). Fizik eğitiminde elektrik ve manyetizma konularının öğretiminde kullanılan model ve benzetmelerin tespiti üzerine bir değerlendirme. ASOS Journal, 86, 444-451. http://dx.doi.org/10.16992/ASOS.14613
• Bachelard, S. (1979). Quelques aspects historiques des notions de modèle et de justification des modèles. Dans P. Delattre et M. Thellier (dir.), Élaboration et justification des modèles (pp. 3-19). Maloine S.A.
• Bunge, M. (1974-1989). Treatise on basic philosophy (Vols. 1–8). Dordrecht. Reidel.
• Chemin, N. (2004). Les apports de la modélisation dans l'acquisition des connaissances en astronomie, Mémoire professionnel, IUFM Orléans-Tours.
• Combes, M. (2010). La modélisation en Physique: un outil trop performant? Les modèles en Physique, Centre Européen de Réalité Virtuelle (CERV),www.enib.fr.
• Dubois, A-L. (2017). La notion de modèle en classe de seconde. Application au modèle de l’atome. Education. 2017. https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-01747963.
• Dülger, Z. & Ogan-Bekiroğlu, F. (2023). Lise fizik ders kitaplarının etkinliğinin incelenmesi: öğretmen adaylarının değerlendirmesi. Erciyes Akademi, 37(2), 455-481. https://doi.org/10.48070/erciyesakademi.1211874
• Gière, R. N. (2004). How models are used to represent reality. Philosophy of Science, 71, 742-752.
• Gilbert, J. K., Boulter, C.& Elmer, R. (2000). Positioning models in science education and in design and technology education. Dans J. Gilbert et C. Boulter (dir.), Developing models in science education. Kluwer.
• Halloun, I. A. (2007). Mediated modeling in science education. Science & Education, 16, 653-697.
• Halloun, I. A. (2006). Modeling theory in science education. Kluwer Academic.
• Harrison, G. A. (2001). How do teachers and textbook writers model scientific ideas for student. Research in Science Education, 31, 401-435.
• Hasni, A. (2010). Modèles et modélisation en enseignement scientifique: Quelques aspec prioritaires à considérer. Spectre, 40(1), 10-13.
• Justi, R. & Gilbert, J. (2000). History and philosophy of science through models : Some challenges in the case of the atom. International Journal of Science Education, 22(9), 993-1009.
• Justi, R. S. & Gilbert, J. K. (2002). Science teachers’ knowledge about and attitudes towards the use ofmodels and modelling in learning science. International Journal of Science Education, 24(12), 1273-1292.
• Martinand, J.-L. (1992). Enseignement et apprentissage de la modélisation en sciences. INRP.
• Martinand, J.-L. (1994). Nouveaux regards sur l’enseignement et l’apprentissage de la modélisation en sciences. INRP.
• Martinand, J.-L. (1996). Introduction à la modélisation. Dans Actes du séminaire de didactique desdisciplines technologiques, Paris: Liaison interuniversitaire pour la recherche en éducation scientifique et technologique.
• MEB. (2018a). Ortaöğretim Fizik Dersi (9,10,11 ve 12.Sınıflar) Öğretim Programı. Ankara.
• MEB. (2018b). Fen Lisesi Fizik Dersi (9,10,11 ve 12. Sınıflar) Öğretim Programı. Ankara.
• Robardet, G.& Guillaud, J.-C. (1997). Éléments de didactique des sciences physiques. Presses Universitaires de France.
• Roy, P & Hasni, A. (2014).Les modèles et la modélisation vus par des enseignants de sciences et technologies du secondaire au Québec, McGILL Journal of Education, 49 (2), 349-372
• Süzer, M. A. (2017). Fizik lise öğretim programının ve ders kitaplarının Almanya ve İngiltere örnekleriyle karşılaştırılması ve öğretmen görüşleriyle değerlendirilmesi [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Necmettin Erbakan Üniversitesi.
• Tiberghien, A. (1994). Modeling as a basis for analyzing teaching, learning situations. Learning & Instruction, 4(1), 71-87.
• TDK. (2023). Güncel Türkçe Sözlük, https:// tdk.gov.tr adresinden erişilmiştir.
• Wach, E. & Ward, R. (2013). Learning about qualitative document analysis. https://opendocs. ids.ac.uk/opendocs/bitstream/handle/20.500.12413/2989/PP%20InBrief%20%2013%20QDA%20FINAL2.pdf?sequence=4.
• Walliser, B. (1977). Système et modèles. Paris: Seuil.
• Willet, G. (1996). Paradigme, théorie, modèle, schéma : qu'est-ce donc? Communication & Organisation, 10, 1-20.
• Vince, J. (2021). La modélisation, Une démarche essentielle pour l’apprentissage de la physique-chimie, Journées de l’Inspection, Academie de Lyon, http://pegase.ens-lyon.fr
• Von Bertalanffy, L. (1973). Théorie générale des systèmes. Dunod.