Burak KARABEY, Sezgin Gamze SELÇUK, Serap ÇALIŞKAN

How much do pre-service physics teachers know about some of the key operations in vector analysis?

Bu çalışmanın ana amaa, öğretmen adaylarının vektör analizinde anahtar operatörler olan gradyan, diverjans ve rotasyoneli ne derece doğru kullandıklarını ve aynı zamanda bu operatörlerin doğru anlamlarını ne kadar iyi bildiklerini ortaya çıkarmaktır. Çalışmada ayrıca, sözü edilen diferansiyel işlemcilerin kullanımı için bir temel oluşturan ve anahtar cebirsel işlemler olan skaler ve vektörel çarpımları da ne derece kullanabildiklerim belirlemek amaçlanmıştır. Araştırma "Fizikte Matematiksel Yöntemler I-II" derslerinde başarılı olmuş 90 fizik öğretmeni adayı ile gerçekleştirilmiştir. Öğrencilerin söz edilen operatörleri anlayışları ve kullanım düzeyleri Kâğıt-Kalem Testi (sekiz akademik iş) kullanılarak ölçülmüştür. Toplanan verilerirfc analizi nicel ve nitel tekniklere dayalıdır. Araştırmanın sonuçları, fizik öğretmeni adaylarının vektör diferansiyel operatörlerin fiziksel anlamları ile ilgili dikkate değer ve çeşitli anlama zorluklarına sahip olduklarını göstermektedir. Makalede, çalışmarun sonuçlan ve fiziksel matematik öğretimine yönelik uygulamalar tartışılmı

Fizik öğretmeni adayları vektör analizindeki bazı önemli operatörleri ne derece biliyorlar?

The primary purpose of this study is to find out how accurately pre-service teachers use gradient, divergence and curl, which are key operations in vector analysis, and also how well they know the correct meanings of those operations. The secondary purpose of the research is to determine at what level they use scalar product and vector product, which are key algebraic operations that form a basis for the use of the aforementioned differential operations. The research was conducted with 90 pre-service physics teachers who have all passed the "Mathematical Methods in Physics I-EL Courses". Students' understanding and usage level of the operations mentioned above were tested using a paper-and-pencil test (including eight tasks). The analyses of the collected data were based on quantitative and qualitative techniques. Results indicate that pre-service physics teachers have specific and considerable comprehension difficulties with the physical meanings of vector differential operations. In the paper, the conclusions of the study and implications for physical mathematics teaching are discussed.

PDF

___

Albe, V., Venturini, P., & Lascours, J. (2001). Electromagnetic concepts in mathematical representation of physics. Journal of Science and Education Technology, 10,197-203.
Arslan, A. S., & Arslan, S. (2010). Mathematical models in physics: A study with prospective physics teacher. Scientific Research and Essays, 5(7), 634-640.
Chaachoua, H., & Saglam, A. (2006). Modelling by differential equations. Teaching Mathematics and its Applications, 25(1), 15-22.
De Mul, F. F. M., Batlle, C. M., De Bruijn, I., & Rinzema, K. (2004). How to encourage university students to solve physics problems requiring mathematical skills: The 'adventurous problem solving' approach. European Journal of Physics, 25, 51-61.
Dunn, W. J., & Barbanel, J. (2000). One model for an integrated math/physics course focusing on electricity and magnetism and related calculus topics. American Journal of Physics, 68, 749-757.
Edwards, C. H., & Penney, D. E. (2001). Fen-Miihendislik Fakülteleri ve Yüksekokul Öğrencileri İçin Matematik Analiz ve Analitik Geometri (Cilt II). Ankara: Palme.
Halilov, H., Hasanoğlu, A., & Can, M. (2008). Yüksek Matematik: Tek Değişkenli Fonksiyonlar Analizi (Cilt II). İstanbul: Literatür.
Nguyen, N-L., & Meltzer, D. E. (2003). Initial understanding of vector concepts among students in introductory physics courses. American Journal of Physics, 71, 630-638.
Saarelainen, M., Laaksonen, A., & Hirvonen, P. E. (2006). Students' initial knowledge of electric and magnetic fields—more profound explanations and reasoning models for undesired conceptions. European Journal of Physics, 28, 51-60.
Tzanakis, C. (2002). On the relation between mathematics and physics in undergraduate teaching. Paper presented at the 2nd International Conference on the Teaching of Mathematics July 1-6, Greece.