Fizik öğretmen adaylarının elektrik alan ve manyetik alan ile ilgili zihinsel modelleri
Pre-service physics teachers' mental models of electric and magnetic field
Yazar: TUĞBANUR DİNÇER
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGÜR ÖZCAN
Hacettepe Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Aday öğretmenler = Candidate teachers ; Elektrik alanları = Electric fields ; Fizik eğitimi = Physics education ; Fizik öğretimi = Physics teaching ; Kalıcılık = Permanence ; Manyetik alanlar = Magnetic fields ; Zihinsel modeller = Mental models

Özet:
Araştırma kapsamında maksimum çeşitlilik örnekleme yöntemine uygun olarak belirlenen 22 Fizik öğretmen adayının, elektrik ve manyetik alan kavramları ile ilgili sahip oldukları zihinsel modeller tespit edilmiştir. Bu modellerin belirlenmesinde, beş tane elektrik alanla ilgili, beş tane de manyetik alanla ilgili olmak üzere toplamda 10 bağlam oluşturulmuştur. Bu bağlamların tamamı deney setleri yardımıyla desteklenmiş ve öğretmen adaylarının uygulama öncesi ve uygulama sonrasındaki zihinsel modelleri belirlenmiştir. Belirlenen bu modellerin ortaya çıkarılabilmesi için, yarı yapılandırılmış görüşme sorularından yararlanılmıştır. Görüşmelerden elde edilen veriler içerik analizi uygulanarak analiz edilmiştir. Bu analiz sonucunda elektrik alan ile ilgili altı zihinsel model (Bilimsel Model (BM), Manyetik Temelli Alan Modeli (MTAM), Mekanik Dalga Modeli (MDM), Maddeden Bağımsız Alan Modeli (MBAM), Kuvvet Etkisiz Alan Modeli (KEAM), Kuvvet Temelli Alan Modeli (KTAM)) ve manyetik alan ile ilgili yedi zihinsel model (Bilimsel Model (BM), Elektrik Temelli Alan Modeli (ETAM), Mekanik Dalga Modeli (MDM), Açık Eğri Alan Modeli (AEAM), Sözde Denge Modeli (SDM), Öz-etki Alan Modeli (ÖAM), Kuvvet Temelli Alan Modeli (KTAM)) elde edilmiştir. Aynı zamanda bu zihinsel modellerin olası kaynaklarının belirlenebilmesi için öğrencilerin kullandıkları kitapların doküman analizi yapılmıştır. Bu analiz sonucunda, belirlenen pek çok bilimsel olmayan zihinsel modelin kitaplarda da yer aldığı görülmüştür. Ayrıca belirlenen bu zihinsel modellerin kalıcı olup olmadıklarını tespit etmek amacıyla, uygulamalardan yaklaşık bir buçuk yıl sonra, ulaşılabilen Fizik öğretmen adayları ile tüm bağlamlara ilişkin tekrar bir görüşme gerçekleştirilmiştir. Görüşmelerin sonucunda katılımcıların uygulama sonrasında sahip oldukları zihinsel modellerin oldukça kalıcı olduğu ve zihinsel modellerin zamandan bağımsız olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar sözcükler: elektrik alan, fizik öğretmen adayları, kalıcılık, manyetik alan, zihinsel model

Abstract:
Within the scope of this study, 22 pre-service physics teachers were selected using maximum variation sampling method and then mental models of these students were determined about electric and magnetic field concepts. In order to identify these models, 10 contexts were formed in total, with five of them being related to electric field and another five contexts being related to magnetic field. All of these contexts were supported with experiment sets and mental models of pre-service teachers were determined before and after the implementation. Semi-structured interviews were then conducted to identify these models. The interview data were analysed by using content analysis method. After data analysis the following six mental models related to electric field were determined such as Scientific Model of Electric Field (SMEF), Magnetic-Based Field Model (MBFM), Mechanical Wave Model (MWM), Material Independent Field Model (MIFM), Zero Impact Force Field Model (ZIFFM) and Force-Based Field Model (FBFM) and seven mental models related to magnetic field were determined such as Scientific Model of Magnetic Field (SMMF), Electric-Based Field Model (EBFM), Mechanical Wave Model (MWM), Open Curve Field Model (OCFM), Pseudo Equilibrium Model (PEM), Self-Impact Field Model (SIFM) and Force-Based Field Model (FBFM). Also, pre-service teachers' core books were analyzed by using document analysis to identify possible sources of mental models. The findings indicate that these core books also include many of these unscientific mental models that were identified in this study. Approximately one and a half years after implementations via experiment sets, pre-service physics teachers that are available were interviewed once again over all the contexts to find out whether permanent these identified mental models. Based on interview results, mental models that the participants had following the intervention were found to be permanence enough and time-independent. 

Keywords: electric field, magnetic field, mental model, permanence, pre-service physics teachers