استدلال دانش آموزان هنگام رويارويي با مفاهيم ميدان و پتانسيل الكتريكي در توجيه مدارهاي شامل مقاومت

Students’ reasoning when tackling electric field and potential in explanation of dc resistive circuits

يكي از مباحث مهم در برنامه درسي فيزيك دبيرستان در ايران الكتريسيته جاري و موضوع بهم بستن مقاومت ها است.اين پژوهش توصيفي، باهدف بررسي استدلال هاي گام به گام دانش آموزان در مبحث الكتريسيته جاري و بهم بستن مقاومت ها انجام گرفته و با رويكردي كاربردي، قصد تشريح و تبيين استدلال هاي دانش آموزان در موضوعالكتريسيته جاري و بهم بستن مقاومت هارا دارد، همچنين اين موضوع كه دانش آموزان چگونه مفهوم هاي ميدان الكتريكي و اختلاف پتانسيل را در نمونه هاي توضيحي جريان هاي مستقيم استفاده مي كنند، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است.جامعه آماري اين پژوهش دانش آموزان سال سوم رياضي هستند كه در فصل سوم كتاب فيزيك با موضوع الكتريسيته جاري و مقاومت ها آشنا مي شوند.براي بررسي توضيحات پرسشنامه اي با تاكيد بر تحليل استدلال دانش آموزان مورد استفاده قرار گرفت. از طريق نمونه گيري تصادفي، 141 دانش آموز براي پاسخ به سوالات پرسشنامه و بررسي استدلال¬ها انتخاب شدند.نتايج حاكي از آن بود كه توضيحات دانش آموزان به سه دسته¬ي اصلي استدلال تقسيم مي شود. اكثريت قريب به اتفاق دانش آموزان، يك مدل توضيحي را استفاده مي كنند كه روي عليت خطي يا ساده و استدلال ارتباطي بنا شده است. علاوه بر اين در حدود يك سوم دانش آموزان يك استدلال ارتباطي بين دو مقدار جريان و مقاومت يا قابليت رسانايي ماده راكه يك مدل توضيحي ماكروسكوپي بر پايه ي قانون اهم و حفاظت جريان است، استفاده مي كنند.

One of the important issues in Iran high school physics curriculum is current electricity and interconnecting resistancestogether. This study is a survey research with applicable approach want to examine the causal reasoning that students use to explain how DCcircuits work. We analyze how students use the concepts of electric field and potential difference in their explanatory models of dc circuits with a special questionery that can evaluate student reasoning and learning about current electricity concepts. This knowledge is essential to help instructors design and implement new teaching. A questionnaire with an emphasis on explanations was used to analyze students’ reasoning.We conclude that the student explanations fall into three main categories of reasoning. The vast majority of students employ an explanatory model based on simple or linear causality and on relational reasoning. Moreover, around a third of students use a relational reasoning that relates two magnitudes current and resistance or conductivity of the material, which is included in a macroscopic explanatory model based on Ohm’s law and the conservation of the current.