Jurnal Newton Kapita.en.id.docx

FISIK

ULASAN

KHUSUS

TOPICS

-

FISIKA

PENDIDIKAN

PENELITIAN 4. 020.101 2008

Menerapkan kerangka sumber daya untuk analisis Angkatan dan Motion Evaluasi Konseptual

Trevor I. Smith dan Michael C. Wittmann Departemen Fisika dan Astronomi, Universitas Maine, Orono, Maine 04.469, USA diterima 8 November 2007; diterbitkan 10 September 2008

Kami menyarankan satu redefinisi dari kumpulan pertanyaan umum yang digunakan untuk menganalisis tanggapan siswa pada Force and Motion. Tujuan kami adalah untuk mengusulkan metodologi yang bergerak di luar analisis pembelajaran siswa yang ditentukan oleh tanggapan yang benar, baik pada tes keseluruhan atau pada kelompok pertanyaan yang ditentukan hanya oleh konten. Kami menggunakan teori kerangka kerja sumber daya untuk mendefinisikan kelompok dalam tes eksperimental yang dirancang tanpa kerangka kerja sumber daya dalam pikiran. Kami mencatat secara khusus ketergantungan pertanyaan kontekstual dan representasional dengan konten fisika yang tampaknya serupa. Kami menganalisis kluster dengan cara yang memungkinkan jawaban salah yang paling umum memberikan informasi sebanyak mungkin, atau lebih, sebagaimana benarnya respons dalam kluster itu. Kami menunjukkan bahwa positif palsu dapat ditemukan, terutama pada pertanyaan yang berhubungan dengan hukum ketiga Newton. Kami menerapkan pengelompokan kami ke sekumpulan kecil data untuk mengilustrasikan nilai membandingkan tanggapan siswa yang salah yang identik pada analisis yang benar atau salah. Pekerjaan kami menyediakan hubungan antara teori dan eksperimen di bidang desain survei dan kerangka kerja sumber daya.

I. PENDAHULUAN Siswa belum fisikawan. Mereka tidak memiliki pelatihan yang ekstensif bahwa kita, sebagai fisikawan, bergantung pada. Akibatnya, sering tidak pantas untuk mengkategorikan

dan siswa kelompok sponses kembali ke pertanyaan fisika semata-mata atas dasar setuju dengan prinsip Newton yang benar, seperti yang biasa dilakukan dengan tes standar seperti Angkatan Konsep Inventarisasi FCI dan Angkatan dan Motion Konseptual evaluasi FMCE 0,1-3 Sayangnya penilaian siswa menggunakan FMCE ini, termasuk pekerjaan yang sebelumnya dilakukan oleh salah satu Thors au- MCW, secara teratur tidak hanya that.4 The pertanyaan tes dikelompokkan ke dalam kelompok menurut pandangan seorang fisikawan dari bidang isi setara, dan tanggapan siswa dievaluasi berdasarkan kesepakatan mereka dengan sudut pandang fisika tanpa memperhatikan mengapa siswa dapat memilih jawaban yang salah. Dalam rangka untuk efek pengembangan konseptual yang lebih besar pada siswa kami, kita harus memahami tidak hanya di mana kami ingin mereka berakhir tetapi juga di mana mereka mulai dalam hal pemahaman mereka tentang dunia di sekitar mereka. Hanya dengan memiliki gambaran yang jelas tentang jawaban yang benar dan salah dalam appropricluster didefinisikan di dalamnya luar biasa, sedangkan akuntansi untuk konteks dan ketergantungan representasional pertanyaan, mungkin kita menyusun cara yang digunakan untuk membantu siswa kami benar-benar mendapatkan pemahaman seorang fisikawan dari lingkungan mereka. Makalah ini menjelaskan alat analisis yang lebih rinci untuk instruktur dan peneliti dan karena itu terutama metodologis. Kami menggambarkan nilai hasil kami dengan membandingkan data siswa tetapi tidak menyoroti analisis seperti dalam makalah ini. We menggambarkan cara di mana FMCE dapat diatur dan digunakan untuk mendapatkan informasi lebih rinci tentang siswa. Saat ini, banyak peneliti dan pendidik menggunakan FMCE mengikuti prosedur tertentu yang mencakup tiga langkah: 1 administrasi FMCE pra-instruksi dan pasca-instruksi, (2) membagi pertanyaan ke dalam kelompok berbasis konten, dan (3) mengevaluasi kebenaran tanggapan masing-masing siswa dalam setiap kluster serta atas seluruh tes. Beberapa tahun yang lalu template dikembangkan oleh salah satu penulis MCW untuk menganalisis respon siswa untuk FMCE dalam waktu lima cluster Kecepatan, Percepatan, Angkatan Newton pertama dan kedua undang-undang, hukum ketiga Newton, 5 dan Energi 0,4 Template otomatis skor setiap respon sebagai benar atau salah, kelompok pertanyaan ke dalam cluster tersebut, dan menghitung keuntungan normal kelas untuk setiap cluster serta atas seluruh tes. Template ini telah menjadi banyak digunakan karena ketersediaan dan analisis ringkas atas respon siswa. Penelitian terbaru menggunakan FMCE dan pemodelan menggunakan kerangka kerja sumber daya 6-8 telah meyakinkan kita bahwa analisis berdasarkan penggunaan template ini tidak memiliki kedalaman dan kekakuan kita telah datang ke harapkan dari studi tentang pemahaman siswa

tentang mekanika Newton. Kami mengusulkan beberapa kation modi fi untuk analisis dijelaskan termasuk redefinisi cluster dan analisis mendalam dari tanggapan yang salah siswa. Penelitian terbaru menggunakan FMCE dan pemodelan menggunakan kerangka kerja sumber daya 6-8 telah meyakinkan kita bahwa analisis berdasarkan penggunaan template ini tidak memiliki kedalaman dan kekakuan kita telah datang ke harapkan dari studi tentang pemahaman siswa tentang mekanika Newton. Kami mengusulkan beberapa kation modi fi untuk analisis dijelaskan termasuk redefinisi cluster dan analisis mendalam dari tanggapan yang salah siswa. Penelitian terbaru menggunakan FMCE dan pemodelan menggunakan kerangka kerja sumber daya 6-8 telah meyakinkan kita bahwa analisis berdasarkan penggunaan template ini tidak memiliki kedalaman dan kekakuan kita telah datang ke harapkan dari studi tentang pemahaman siswa tentang mekanika Newton. Kami mengusulkan beberapa kation modi fi untuk analisis dijelaskan termasuk redefinisi cluster dan analisis mendalam dari tanggapan yang salah siswa. Cluster disebutkan sebelumnya membagi FMCE sangat baik ke dalam kelompok pertanyaan, yang masing-masing meneliti aspek isi yang berbeda fisika. Namun banyak penelitian, termasuk yang dilakukan oleh Beichner9 dan Kohl dan Finkelstein, 10,11 menunjukkan bahwa cara di mana materi disajikan secara signifikan dapat mempengaruhi kemampuan siswa untuk menunjukkan pemahaman mereka. Misalnya, Beichner9 menunjukkan bahwa pemahaman penyok stu- atau kurangnya pemahaman grafik dapat memiliki dampak besar pada tanggapan mereka untuk tions fisika-pertanyaan yang melibatkan graphs.9 Selanjutnya, hasil oleh Dykstra12 dan lain-lain menunjukkan bahwa unsur-unsur dari situasi fisik sangat mempengaruhi pemikiran. Dykstra12 melaporkan masalah siswa dalam penalaran tentang gerak di mana sebuah objek memiliki titik balik; itu adalah, tujuan kami dalam makalah ini tidak baru. Beberapa peneliti terutama Thornton13,14 dan Dykstra12 telah menggunakan hasil dari FMCE untuk memberikan analisis halus dari sponses ulang siswa untuk FMCE tersebut. Sayangnya, metode mereka tidak banyak digunakan di kalangan pendidik fisika dan peneliti pendidikan. Juga, kami ingin jangkar analisis kami dalam kerangka sumber re-, membuat koneksi eksplisit untuk ketergantungan resentational dan kontekstual mewakili keadaan tanggapan. Selain itu, Bao16 diusulkan cluster baru pertanyaan untuk inves- penalaran tigate. Kami menanggapi work16 Bao secara lebih rinci dalam Sec. II. Dalam Sec. II kami berdua menanggapi metode pengelompokan yang ada termasuk salah satu kami sebelumnya dan mengusulkan satu set yang berbeda dari cluster. Dalam Sec.

III kita membahas berbagai model mental yang salah bahwa sesuai dengan bidang isi dijelaskan oleh masing-masing kelompok kami. Dalam Sec. IV kita meneliti bagaimana model mental selaras dengan tanggapan khusus untuk pertanyaan di FMCE tersebut. Menggunakan definisi cluster konsisten dengan kerangka kerja sumber daya memungkinkan kita untuk masuk ke lebih detail tentang model mental yang salah siswa dan mengidentifikasi tanggapan yang sesuai dengan model ini. Pada bagian ini, kami menyertakan diskusi positif palsu, yang diukur dengan melihat respon pada beberapa pertanyaan dalam representasional dan set kontekstual konsisten pertanyaan. Akhirnya, di Sec. V, kami menunjukkan dua contoh bagaimana analisis kami memberikan wawasan tanggapan siswa dengan cara yang pengelompokan asli kita tidak mampu untuk ditampilkan. Kami mencatat lagi bahwa tujuan kita dalam makalah ini adalah metodologis, dalam bahwa kita menggunakan model mahasiswa penalaran kerangka sumber daya untuk merevisi implementasi kami dari alat eksperimental.

KELOMPOK PERTANYAAN REVISI UNTUK FMCE THE Lima cluster analisis, ditunjukkan pada Tabel I, dipilih oleh Wittmann4 sebagai analisis cepat dan kotor kinerja kelas pada FMCE. cluster tersebut ditentukan berdasarkan isi dari setiap pertanyaan di FMCE-cluster Velocity meminta siswa tentang kecepatan sebuah benda menjalani serangkaian gerakan dijelaskan, Angkatan Newton I dan II klaster meminta siswa tentang gaya s diberikan pada sebuah objek selama gerakan dijelaskan, dan sebagainya. Beberapa pertanyaan tidak termasuk dalam salah satu kelompok; Thornton dan Sokoloff3 dihilangkan ini dari analisis reguler FMCE karena mereka dimaksudkan untuk tujuan diagnostik seperti kemampuan membaca atau tidak memberikan indikasi definitif apakah atau tidak seorang siswa benar menggunakan penalaran Newtonian. rincian lebih lanjut dari kelalaian ini dapat ditemukan pada referensi. 14,15, Ada kelemahan yang jelas untuk pengelompokan lama pertanyaan, makhluk terbesar yang representasi dan konteks yang berbeda ditanya tentang di banyak cluster. Jika siswa tidak konsisten ARA. 1. Pertanyaan 1-7 dari FMCE 3: terkandung dalam asli Angkatan Newton I dan II cluster dan direvisi Angkatan Sled cluster.

dalam pemikiran mereka tentang fisika seperti yang diasumsikan dalam kerangka sumber daya, kemudian menghasilkan setiap cluster harus berisik dan tidak konsisten juga.

A. Mendefinisikan cluster direvisi To memahami alasan siswa yang lebih baik, kita menggunakan kerangka sumber kembali untuk membantu kami kelompok dan menganalisis pertanyaan. Kami menggunakan pertanyaan-pertanyaan dari Angkatan Newton I dan II cluster, yang ditunjukkan pada Gambar. 1-3, untuk menggambarkan. Dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan dalam Gambar. 1-3, siswa harus menentukan gaya pada sebuah kereta luncur objek, mobil mainan, koin bawah- akan gerakan dijelaskan. Dalam hal representasi, Gambar. 1 dan 3 penggunaan representasi bergambar, sementara Gambar. 2 menggunakan representasi kal graphi-. Dalam hal konteks, pertanyaanpertanyaan dalam Gambar. 1 dan 2 sekitar gerak dalam satu arah, sedangkan pertanyaan pada Gambar. 3 melibatkan obyek yang membalikkan arah. To mengukur ketergantungan penalaran siswa pada isyarat representasional dan kontekstual dalam Gambar. 1-3, kami telah de- cluster didenda yang menggantikan Angkatan Newton I tua dan klaster II: cluster Angkatan kereta luncur yang berisi pertanyaan-pertanyaan pada Gambar 1, cluster Angkatan Grafik yang berisi pertanyaanpertanyaan pada Gambar 2, dan Arah klaster Reversing.. yang berisi pertanyaan-pertanyaan pada Gambar. 3 serta yang lain. The Reversing ke arah yang tion klaster telah diperluas untuk mencakup pertanyaan tentang percepatan serta kekuatan; pertanyaan 27-29 pada FMCE menanyakan tentang percepatan koin melemparkan di udara ketika bergerak ke atas dan ke bawah, isomorfik untuk pertanyaan 11-13 tapi dalam konteks percepatan. Tmampu II menunjukkan definisi penuh dari cluster direvisi, diperintahkan oleh jumlah pertanyaan pada tes daripada kesulitan ARA. 2. Pertanyaan 14-21 dari FMCE 3: terkandung dalam origi- nal Angkatan Newton I dan II cluster dan direvisi Angkatan Grafik cluster.

dari bahan fisika. cluster ini konsisten dengan yang digunakan oleh Thornton.13 Perhatikan bahwa definisi dari cluster Newton III, Velocity, dan Energi asli telah langsung ditransfer ke cluster direvisi. Untuk menyesuaikan dengan kekhususan cluster Angkatan Grafik dan Percepatan Grafik, cluster Velocity telah berganti nama cluster Velocity Grafik. Sebagian besar Percepatan klaster asli telah dipindahkan ke Percepatan Grafik cluster pertanyaan Percepatan lain di cluster Arah Reversing. Ini cluster direvisi meningkatkan informasi yang dapat diambil dari analisis FMCE dengan menyorot dan mengisolasi daerah konten, jenis representasi, dan situasi tertentu dengan mana siswa mungkin perjuangan. Kami memberikan amples mantan di Sec. IV.

B. Membandingkan ke cluster lain cara lain untuk pertanyaan pengelompokan pada FMCE ada. Dalam gelar Ph.D. disertasi, Bao16 mengklaim bahwa campuran negara model yang lebih mudah dideteksi dengan menggunakan sampel dari pertanyaan yang span beberapa konteks fisik. Karena itu ia mendefinisikan cluster pertanyaan pada Tabel III untuk membandingkan penggunaan siswa dari dua model tertentu memaksa sebanding dengan percepatan dan memaksa sebanding dengan kecepatan 0,31 klaster-Nya berisi pertanyaan dari kedua Angkatan kereta luncur pertanyaan 2 dan Reversing ke arah yang tion pertanyaan 11 dan 12 cluster, serta pertanyaan 5, yang Thornton dan Sokoloff15 menyarankan seharusnya hanya digunakan sebagai ukuran kemampuan membaca daripada berpikir Newtonian. Menggunakan kerangka kerja sumber daya, kita bisa menjelaskan kehadiran campuran negara Model sebagai hasil dari isyarat kontekstual atau isyarat representasional. Dengan demikian, dengan menciptakan cluster yang mencampur isyarat, ia telah prima data-nya untuk menunjukkan negara model campuran sementara tidak mampu menjelaskan sumber model pencampuran, baik itu kontekstual, representasional, atau karena masalah yang lebih dalam dengan fisika. Tentu saja kami berharap siswa kami untuk memahami konsep-konsep dalam semua konteks, tetapi pencampuran isyarat membuat analisis kami penalaran mahasiswa jauh lebih sulit dan gagal untuk memberikan resolusi yang kita, sebagai peneliti dan instruktur, keinginan. Sebuah kelemahan lebih lanjut dari cluster konteks campuran adalah penggunaan pertanyaan 5, yang menggambarkan dua macam gerak akselerograf timbangkan diikuti oleh kecepatan konstan, dan harus diperiksa terhadap pertanyaan 2 di FMCE untuk konsistensi. Biasanya, siswa skor yang sangat baik pada pertanyaan ini kecuali mereka telah membaca masalah dalam memahami pertanyaan. Dengan demikian, menambahkan pertanyaan ini tentu skews data ke arah penggunaan model yang benar. We percaya bahwa itu jauh lebih bermanfaat bagi instruktur untuk pertanyaan kelompok pertama yang berhubungan dengan satu fisik konteks misalnya, gaya konstan diterapkan untuk memindahkan objek secara horizontal sebelum menggabungkan pertanyaan di konteks yang beragam. Pendekatan kami adalah lebih konsisten dengan asumsi kerangka sumber daya dan memberikan wawasan tambahan seperti yang dijelaskan di bawah ini di Sec. IV B 2. Kami masih mengamati penggunaan siswa model campuran tetapi dalam konteks fisik tunggal. model campuran tersebut menunjukkan semacam inkonsistensi dalam berpikir tentang fisika yang cluster campuran konteks tidak bisa.

AKU AKU AKU. Aspek, RESOURCES, DAN MODEL MENTAL SISWA PENALARAN ON THE FMCE

Seperti yang telah kita menyatakan dari awal, kita menggunakan kerangka kerja sumber daya untuk cluster tanggapan pada FMCE tersebut. Kami tidak menggunakan pendekatan konsepsi14.17.18karena kita sedang mencari resolusi yang lebih tinggi untuk memahami apa yang siswa telah menguasai dalam pembelajaran fisika mereka dan cara terbaik untuk membantu mereka yang belum menguasai materi. Sumber daya kerja framedapat dianggap sebagai teori skema yang menekankan pengetahuan dalam potongan, seperti primitif fenomenologis p-prims,19aspek,7 dan sumber daya.8.20 Perbedaan dan hubungan antara analisis berbasis sumber daya konsep berbasis dan penalaran siswa dan mengajar dibahas secara lebih rinci oleh Scherr.21 berpikir siswa jarang dijelaskan dalam hal ide kecil pengunungan tertentu puncakseperti “berarti lebih dekat lebih kuat,” yang aplikasi yang tepat duduk api menjadi lebih hangat atau bergerak dari speaker di konser untuk menyelamatkan pendengaran seseorang, dan aplikasi palsu termasuk menghubungkan perubahan musim untuk perbedaan dalam jarak dari bumi ke matahari. Sebaliknya, deskripsi singkat berpikir siswa sering membutuhkan kita untuk mengenali penggunaan beberapa sumber daya sehubungan. Kami mewakili ini sebagai jenis jaringan ruang mental yang nodal, grafik sumber daya.8 Koneksi, atau link, antara sumber daya ini sangat bervariasi baik dalam kekuatan dan durasi. Assum- ing bahwa siswa menggunakan seperangkat sumber daya yang terkait dengan saya-mekanika dan kinematika, tidak semua diaktifkan dalam setiap pertanyaan, kita dapat meneliti bagaimana berbagai sumber daya bisa menggabungkan untuk membuat model atau konsep mental yang kuat dan sering salah yang menggunakan siswa ketika penalaran tentang fisika. Kami memberikan beberapa contoh di bawah ini. Pada bagian ini, kami menggambarkan sumber bahwa siswa sering menggunakan saat menjawab pertanyaan pada FMCE tersebut. Dalam beberapa kasus, kita menggambar grafik sumber daya. Dalam Sec. VI, kita menghubungkan deskripsi tersebut dari sumber daya untuk pertanyaan-pertanyaan pada FMCE tersebut.

A. Dinamika

1. hukum pertama dan kedua Newton

Gagasan bahwa gaya yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan kecepatannya telah dilaporkan oleh banyak peneliti dan sangat umum di kalangan mahasiswa fisika.14.22.23 F Model v telah digambarkan sebagai mirip dengan tampilan Im petus fisika23tetapi dapat dijelaskan secara lebih rinci oleh beberapa sumber daya Hammer6termasuk “mengaktifkan badan” dan khususnya “mempertahankan lembaga” yang “mati pergi.”32Sumber daya lembaga pengaktif adalah gagasan bahwa setiap peristiwa harus memiliki penyebab, yaitu, setiap objek yang bergerak pasti punya sesuatu untuk memulainya. The mempertahankan sumber daya lembaga mewujudkan gagasan bahwa objek dalam gerak harus memiliki sesuatu yang beberapa “agen” untuk menjaga mereka dalam gerakan. Sementara tak satu pun dari sumber daya ini tidak benar dalam dan dari dirinya sendiri, model v F jelas ketika agen yang diperlukan untuk masing-masing dipandang sebagai kekuatan diterapkan ke objek.33Badan ini mempertahankan bila digunakan dalam konteks ini bertentangan dengan hukum pertama Newton, namun ide-ide intuitif siswa yang tidak masuk akal. Mereka adalah, sebaliknya, konsisten dengan pengalaman bertahun-tahun di dunia gesekan penuh kami di mana aplikasi terus menerus kekuatan hampir selalu diperlukan untuk mempertahankan gerak obyek.

2. Hukum ketiga Newton

Penelitian telah menunjukkan bahwa siswa menggunakan berbagai gies strate- ketika penalaran tentang kekuatan yang diberikan antara dua benda berinteraksi.24-26Bao et al.24 mengidentifikasi empat “fitur tual contex-” yang menggunakan siswa ketika menanggapi pertanyaan tentang Newton III: kecepatan, massa, mendorong, dan percepatan. Sebagai contoh, sebuah objek dengan kecepatan awal yang lebih besar akan mengerahkan kekuatan lebih dari sebuah benda dengan kecepatan awal yang lebih kecil selama tabrakan, dan lebih objek besar mengerahkan kekuatan lebih dari yang kurang besar. Fitur kecepatan dan massa bekerja sama dengan baik untuk menerangi kebingungan implisit siswa antara momentum dan gaya. Berdasarkan ide-ide mereka tentang kinematika, siswa sering

memiliki keinginan untuk mewakili berlaku F = mv Ref.23 ; Selanjutnya, siswa dapat menggunakan momentum persyaratan dan memaksa bergantian.24Fitur mendorong terkandung dalam gagasan bahwa, ketika salah satu objek mendorong an- lainnya, objek yang mendorong harus mengerahkan kekuatan lebih dari objek yang sedang didorong. Ide ini biasanya accom- dengan didampingi oleh penalaran bahwa jika kedua objek diberikan kekuatan yang sama satu sama lain, tidak akan bergerak. We sebelumnya telah dilaporkan pada penggunaan siswa dari tiga aspek ketika mempertimbangkan hukum ketiga Newton: segi massa ketergantungan, segi tindakan ketergantungan, dan segi kecepatan ketergantungan.25 Model-model mental yang sesuai dengan aspek Minstrell ini pengetahuan,7di aspek tertentu 62 objek bergerak atau objek bergerak cepat memberikan gaya yang lebih besar, 63 objek yang lebih aktif atau energik diberikannya kekuatan lebih, dan 64 yang lebih besar atau lebih berat objek diberikannya kekuatan lebih.34Ketergantungan facet massa memiliki korelasi langsung dengan fitur kontekstual massa dijelaskan oleh Bao et al.24 Tindakan ketergantungan facet menggabungkan kecepatan dan mendorong fitur kontekstual dijelaskan di atas untuk membuat model mental yang berlaku untuk kedua mendorong dan tabrakan situasi. Kecepatan ketergantungan facet menjelaskan penggunaan siswa kekuatan sebagai properti intrinsik dari objek, mirip dengan momentum, setuju dengan fitur kontekstual kecepatan dijelaskan oleh Bao et al.24.25Maloney26digunakan banyak ide yang sama untuk menggambarkan penggunaan siswa dari ‘prinsip dominasi’ untuk alasan tentang interaksi antara dua benda. Prinsip dominasi Maloney26juga sangat erat kaitannya dengan diSessa ini “Ohm p-formal”19serta “lebih lebih” sumber daya Hammer.6 Semakin lebih sumber daya mungkin memanifestasikan dirinya dalam pemikiran siswa hukum ketiga Newton sebagai serangkaian hubungan: semakin banyak massa atau mempercepat sebuah objek memiliki,35semakin kerusakan yang dapat dilakukan; kerusakan lebih objek dapat melakukan, semakin memaksa harus mengerahkan pada objek lain. sambungan listrik lain yang bisa dibuat di sepanjang garis-garis ini adalah gagasan bahwa semakin banyak obyek bereaksi setelah tabrakan, semakin kekuatan harus telah diterapkan untuk itu.27 Dalam hal ini, semakin lebih sumber daya digunakan secara tidak langsung untuk menggambarkan objek yang mengerahkan gaya pada objek tersebut. We menggambar grafik sumber daya penalaran siswa tentang hukum ketiga Newton untuk meringkas komentar ini. Pada Gambar.4kami menunjukkan bagaimana empat

sumber dapat menggabungkan dalam kelompok tiga untuk membuat dua massa yang diamati dan tindakan depen- dencies. Perhatikan bahwa kombinasi dari “lebih berarti lebih” dan “kompetisi tidak seimbang” dapat diartikan sebagai diSes- sa ini Ohm p-formal,19di mana lebih banyak perlawanan mengatakan, massa dengan cara ini membutuhkan kekuatan lebih untuk efek yang sama.

B. Energi

Semakin lebih sumber daya yang dibahas di atas juga dapat diterapkan ketika membahas pandangan siswa dari transfer energi. Untuk diskusi khusus ini kita akan menggunakan skenario kereta luncur mulai dari sisa di atas bukit es dan geser semua jalan ke bawah seperti yang terlihat dalam FMCE tersebut. Dalam hal ini, semakin lebih sumber daya dapat digunakan cukup baik dan cor- rectly dalam menyatakan bahwa semakin tinggi bukit, semakin banyak energi kinetik dan dengan demikian mempercepat kereta luncur akan memiliki setelah telah mencapai bagian bawah. Siswa dapat menghubungkan lebih lebih ke unsur-unsur lain dari masalah, sebaliknya, termasuk lebih kecuraman atau lebih panjang. Siswa mungkin, misalnya, mengambil pendekatan yang lebih curam bukit, semakin cepat atau lebih energik kereta luncur akan ketika sampai ke bagian bawah. penyok Stukemungkinan besar mengambil ide ini dari pengalaman mereka sendiri meluncur ke bawah bukit; bukit curam selalu lebih menyenangkan dan membuat mereka untuk kecepatan tinggi lebih cepat. Mereka melampirkan lebih lebih sumber daya untuk percepatan kereta luncur, yaitu, laju perubahan kecepatan bervariasi dengan kemiringan bukit tapi bukan perubahan total dalam kecepatan.

IV. MODEL MENTAL jelas dalam CLUSTER SETIAP

We kembali ke cluster direvisi didefinisikan dalam Sec. II, apply- ing sumber daya yang disajikan dalam Sec. AKU AKU AKU. Untuk setiap cluster pertanyaan, kita meneliti kemungkinan respon terhadap pertanyaan individu dan menentukan sesuai dengan penggunaan penalaran Newtonian yang benar dan yang menunjukkan penggunaan salah satu model mental yang dibahas dalam Sec. AKU AKU AKU. Kami juga akan membandingkan tanggapan ini dengan tanggapan siswa yang paling umum dilaporkan oleh

Thornton,13menunjukkan bahwa FMCE dapat diartikan dengan cara yang konsisten dengan sumber daya kerja frame-. Selanjutnya, kami akan menunjukkan bahwa penggunaan kerangka sumber daya memungkinkan kita menyimpulkan bahwa beberapa tanggapan siswa yang benar-benar positif palsu yaitu, respon yang benar diberikan untuk alasan di- benar.

A. Angkatan Sled klaster

Angkatan Sled klaster lihat Gambar.1 mengajukan pertanyaan-pertanyaan dalam yaitu bahasa sederhana, tidak grafis, tidak memiliki pertanyaan Arah Reversing, dan penawaran dengan gaya yang tunggal yang sana kedepan juga gaya total pada kereta luncur. tanggapan ditawarkan pada klaster ini termasuk gagasan yang benar yang bersih dan diterapkan kekuatan sebanding dengan percepatan atau laju perubahan kecepatan, serta gagasan bahwa gaya total pada kereta luncur sebanding dengan kecepatannya. MejaIVmenunjukkan respon yang sesuai dengan masing-masing model ini serta tanggapan siswa yang paling umum. respon siswa yang paling umum ditemukan oleh Thornton13adalah sama dengan yang indicat- ing digunakan siswa dari model v F. Kesamaan ini memberikan bukti kuat bahwa banyak siswa percaya bahwa gaya total pada sebuah benda sebanding dengan kecepatannya daripada Jawaban yang paling umum untuk pertanyaan 27-29 dapat ditemukan di Ref.28.percepatannya. Kita menafsirkan hasil ini dalam hal aktivasi sumber re-, meskipun interpretasi ini, dalam hal ini, tidak perlu.

B. Reversing Direction klaster

The Reversing Arah klaster lihat Gambar.3

meminta-pertanyaan tions di mana

sebuah objek telah melemparkan di udara atau digulung bukit. Siswa harus berpikir tentang gaya total dan percepatan seluruh up-dan-down gerak jatuh bebas nya.36Within cluster Arah Reversing, pertanyaan-pertanyaan yang bro- ken menjadi tiga subclusters 8-10, 11-13, dan 27-29, yang masing-masing melibatkan satu objek menjalani gerakan naik-turun. Dalam setiap subclusters ini siswa ditanya tentang gaya yang diberikan pada objek pertanyaan 8-13 atau percepatan obyek pertanyaan 27-29 karena naik(Pertanyaan 8, 11, dan 27), pada titik tertinggi di perjalanannya (pertanyaan 9, 12, dan 28), dan karena dilengkapi kembali turun

(pertanyaan 10, 13, dan 29). Menurut Thornton dan Sokoloff, respon siswa hanya dianggap benar ketika semua tiga pertanyaan dalam subcluster diberikan dijawab dengan benar. Kami memperluas titik di bawah ini. 1. Generalized kekuatan-in-arah-of-gerak Model

Seperti cluster Angkatan kereta luncur, Direction klaster Reversing memberikan tanggapan mungkin bahwa sesuai langsung dengan model v F atau model av untuk pertanyaan 27-29. Untuk pertanyaan di cluster Arah Reversing, bagaimanapun, itu bermanfaat untuk mempertimbangkan generalisasi dari model v F: yang force- / percepatanin-the-arah-of-gerak Model. Model yang lebih umum ini mengabaikan besarnya gaya atau percepatan seluruh setiap bagian dari gerak dan hanya menggambarkan arah. Pertimbangkan pertanyaan 11-13 pertanyaan koin kekuatan lemparan. Seorang siswa menggunakan model v F akan menunjukkan bahwa gaya pada koin adalah ke atas dan menurun karena koin naik, nol di bagian atas gerakannya, dan ke bawah dan meningkatkan sebagai koin kembali turun. Namun, bagaimana jika seorang mahasiswa kedua berpikir bahwa gaya adalah ke atas dan konstan sementara koin perjalanan naik tapi setuju dengan siswa pertama pada dua pertanyaan lain? Siswa ini tidak dapat dianggap sebagai menggunakan model v F namun dapat diklasifikasikan dalam model arah-of-gerak. Bahkan, kami mahasiswa F v juga dapat dikategorikan sebagai menggunakan model arah-of-gerak. Dengan cara ini model arah-ofgerak memungkinkan klasifikasi yang lebih luas dari siswa yang memiliki ide yang sama tetapi tidak harus identik. Keputusan kami untuk menggunakan model arah-of-gerak umum adalah data didorong. Penelitian yang dilakukan oleh salah satu au Thors TIS menunjukkan bahwa mengingat model gerak arah-of-untuk cluster Direction Reversing memungkinkan lebih banyak siswa harus diklasifikasikan ke dalam model umum dari model v F.28Memasukkan arah-of-gerak model menjadi hasil dari Angkatan kereta luncur atau Angkatan Grafik cluster, bagaimanapun, tidak menambahkan informasi apapun yang signifikan. Kami menduga bahwa ini adalah karena fakta bahwa hanya Direction klaster Reversing termasuk skenario di mana sebuah benda bergerak di lebih dari satu arah selama gerakan dijelaskan tunggal. Selain itu, skenario Arah Reversing tidak memberikan informasi bagaimana kecepatan obyek perubahan seluruh gerakannya. Meja V menunjukkan respon yang sesuai dengan masing-masing model yang dijelaskan di atas serta tanggapan siswa yang paling umum. Respon siswa yang paling

umum berhubungan langsung dengan tanggapan yang menunjukkan penggunaan salah satu model yang dijelaskan. Kami mencatat bahwa Thornton hanya memberikan jawaban yang menunjukkan arah gaya, tidak besarannya. Dengan demikian, tidak ada cara untuk mengatakan dari data-nya kemungkinan bahwa seorang siswa menggunakan model F_v. Juga, karya Thornton hanya melihat pertanyaan yang berkaitan dengan gaya pada objek. Hasil-Nya, bagaimanapun, direplikasi oleh salah satu penulis _T.IS_ untuk pertanyaan 27-29 bertanya tentang percepatan objek.

2. Salah positif dalam situasi pelemparan vertikal

We kembali ke titik yang membutuhkan bahwa siswa menjawab ketiga pertanyaan dengan benar tanggapan aaa dalam setiap-pertanyaan tion triplet. Mempertimbangkan pola ADA tanggapan pada triplet pertanyaan yang diberikan.28 Siswa ini mungkin percaya bahwa gaya ke bawah konstan yang diberikan pada objek ketika sedang bergerak baik atas dan ke bawah tapi itu tidak ada gaya yang diberikan saat objek tersebut “berhenti” di puncak gerakannya. baris ini penalaran dapat berasal dari kesulitan pembeda guishing antara kecepatan sesaat dan perubahan kecepatan yang berkaitan dengan percepatan.29 Siswa dapat menggunakan penalaran bahwa karena bola memiliki kecepatan nol, tidak bergerak; Oleh karena itu, percepatan adalah nol dan gaya yang diberikan pada objek juga harus nol oleh hukum kedua Newton. Untuk semua alasan ini diterima secara luas bahwa sponses kembali ke pertanyaan di cluster Arah Reversing harus diperiksa dalam hubungannya dengan satu sama lain daripada individual, jika seorang siswa dengan masalah serius memahami arah pembalikan akan mendapatkan 2/3 yang benar tentang hal ini pertanyaan triplet. Selanjutnya, mempertimbangkan dua siswa yang memberikan tanggapan yang salah sangat mirip: Mahasiswa 1 jawaban gdb konsisten dengan F v, sedangkan mahasiswa 2 jawaban GDA. The diberikan oleh mahasiswa 2 dalam menanggapi pertanyaan ketiga menunjukkan gaya ke bawah konstan atau percepatan.37 account Model arah-of-gerak yang lebih umum untuk kedua set tanggapan, meskipun. Sekali lagi, itu tidak pantas untuk memberikan siswa 2 nilai yang benar 1/3, meskipun jawabannya adalah benar. Respon yang benar juga membedakan model v F dari model arah-of-gerak. Kami tidak percaya, meskipun, bahwa model arah-of-gerak adalah 1/3 lebih benar dari model v F. Untuk alasan

ini, kami setuju dengan Thornton dan Sokoloff3bahwa mahasiswa tidak harus dianggap benar untuk setiap bagian dari subcluster kecuali bahwa siswa menjawab benar pada semua tiga pertanyaan. Kami dengan demikian menghindari mengukur positif palsu di cluster Arah Reversing.

C. Angkatan Grafik klaster Angkatan Grafik klaster lihat Gambar.2 menanyakan pertanyaan tentang gerakan kadang-kadang identik dalam konten fisika dengan yang ditemukan di cluster Angkatan kereta luncur, tetapi berbeda dalam presentasi. Siswa dilengkapi dengan deskripsi gerak mobil mainan dan diminta untuk memilih grafik yang menggambarkan gaya yang diberikan pada mobil. Semua jawaban yang benar menunjukkan bahwa gaya yang diterapkan adalah baik nol atau tidak nol dan konstan. MejaVImenunjukkan bagaimana tanggapan terhadap pertanyaan-pertanyaan di cluster Angkatan Grafik sesuai dengan berbagai model mental serta respon siswa yang paling umum. Seperti cluster Angkatan kereta luncur, respon siswa yang paling umum untuk cluster Angkatan Grafik sesuai hampir persis dengan tanggapan yang menunjukkan penggunaan siswa dari model v F. Kami memisahkan kelompok untuk mengamati jika siswa menguasai isi dari satu cluster sebelum yang lain. Saran penelitian9-11bahwa siswa tidak menampilkan banyak pengetahuan ketika bekerja dengan grafik seperti ketika menggunakan gauge deskriptif LAN-, dan data dari FMCE mendukung pemisahan pertanyaan menjadi dua kelompok.14Jawaban atas fisika de- pend pada konteks dan format pertanyaan. Secara filosofis, ini mendukung penggunaan kerangka sumber daya, yang dapat menjelaskan perbedaan dalam penalaran berdasarkan perbedaan kontekstual dan representasional dalam aktivasi sumber daya. Perhatikan bahwa pada TabelVIkita menunjuk beberapa tanggapan untuk model tunggal pada pertanyaan 21. Siswa ditanya tentang gaya pada mobil setelah telah dibebaskan setelah didorong. Di satu sisi, respon tampaknya cocok dengan sempurna dengan F

Model v lihat Gambar. 2 ; mobil bergerak dengan kecepatan konstan sehingga

gaya konstan harus diterapkan. Di sisi lain, bagaimana jika mahasiswa tidak mengabaikan gesekan meskipun mereka explic- Itly diberitahu untuk melakukan atau menggunakan “dorongan / kekuatan meninggal pergi” model? Dalam setiap kasus ini, mobil akan melambat pada tingkat yang mungkin stabil, menunjukkan belum menurun respon kekuatan

h positif. Kedua respon ini dapat dianggap sebagai F Model v dalam arti perlunya lembaga memelihara, dengan respon h termasuk penggunaan sumber daya sekarat pergi. Juga mempertimbangkan pertanyaan 17, di mana penelitian oleh salah satu penulis TIS telah menunjukkan bahwa beberapa siswa yang terutama menggunakan model v F akan memilih respon bukannya b respon F v. Respon tidak sepenuhnya berbeda dari b karena kongruen dengan model v F besarnya tetapi tidak arah. Hal ini mungkin sesuai dengan kebingungan antara kiri dan kanan sebagai negatif dan positif, menunjukkan kesulitan dengan sistem koordinat bukan dengan kekuatan. Dengan demikian kami telah memutuskan untuk mengkategorikan respon untuk pertanyaan 17 sebagai indikasi dari model v F jika menampilkan siswa menggunakan model yang di tanggapan lain untuk klaster ini.

D. Percepatan Grafik klaster

Percepatan Grafik cluster mirip dengan cluster Angkatan Grafik. Siswa ditanya tentang percepatan mobil mainan menjalani berbagai jenis gerak. Sekali lagi, siswa harus memilih grafik mereka percaya paling mewakili percepatan mobil untuk setiap skenario. Perlu dicatat bahwa pengingat kurung dari “percepatan konstan” yang ditemukan dalam pertanyaan-pertanyaan dari kelompok Angkatan Grafik dan Angkatan Sled dihilangkan dari pertanyaan-pertanyaan ini. Kami memeriksa Akselerasi Grafik klaster dari perspektif kesulitan penyok stu- membedakan antara konsep percepatan dan kecepatan yang dilaporkan oleh Trowbridge dan McDermott29untuk membentuk jenis model kecepatan av percepatanproporsional-to. respon siswa yang paling umum ditunjukkan pada TabelVIIberhubungan erat dengan model av. We perhatikan perbedaan antara model av dan respon yang paling umum untuk pertanyaan 23. Pertanyaan ini meminta siswa untuk memilih grafik yang sesuai percepatan vs waktu untuk sebuah mobil yang “bergerak menuju arah yang positif yang tepat, memperlambat pada tingkat yang stabil.”3 Angka5menunjukkan respon f dan g yang sesuai dengan respon siswa yang paling umum dan respon av, masing-masing. Secara visual, sponses ulang f dan g adalah sangat mirip, dengan identik lereng tude magni-. Mereka juga disajikan di atas satu sama lain lihat Gambar.5 . Meskipun respon f hanya akan akurat sesuai dengan model av untuk mobil yang bergerak ke kiri dan mempercepat seperti dalam pertanyaan 25, tidak mengherankan bahwa siswa akan memilih f untuk pertanyaan 23.

Sekali lagi, seperti dengan pertanyaan 17, masalahnya mungkin mengindikasikan masalah dengan sistem koordinat lebih dari hubungan antara percepatan dan kecepatan.

E. Newton III klaster

Cluster hukum ketiga Newton adalah satu-satunya kelompok yang biasanya memunculkan dua model yang salah siswa yang berbeda: model ketergantungan massa dan model tindakan ketergantungan yang dijelaskan di atas. MejaVIIImenunjukkan bagaimana tanggapan terhadap pertanyaan dalam cluster Newton III memisahkan ke dalam model ini. respon siswa yang paling umum ditunjukkan pada TabelVIII menggabungkan aspek kedua ketergantungan massa dan model tindakan ketergantungan.38We melihat bahwa set yang paling umum dari respon menunjukkan lebih perjanjian dengan aksi model yang ketergantungan pertanyaan 32, 34, 36, dan 38 dari ketergantungan massal Model pertanyaan 30. Respon b sebagai respon paling umum untuk pertanyaan 38 mungkin tampak sedikit ambigu karena dapat diklasifikasikan sebagai massa atau tindakan ketergantungan, tapi satu dapat menggunakan respon c untuk pertanyaan 36 untuk kemudian mengkategorikan baik sebagai penggunaan model tindakan ketergantungan. Seperti banyak dari analisis kami, ini memerlukan asumsi bahwa ARA. 6. Pertanyaan yang melibatkan tabrakan dalam cluster Newton III dari FMCE tersebut. Harap dicatat bahwa pertanyaan 33 tidak termasuk dalam analisis FMCE tersebut. 14 siswa penalaran relatif konsisten dari pertanyaan mempertanyakan.

1. Salah positif dalam situasi tabrakan Asumsi penalaran konsisten memiliki konsekuensi serius bila kita menganggap pertanyaan 31. Banyak siswa yang menjawab e pada pertanyaan 31 (jawaban yang benar) menjawab salah pada pertanyaan 30, 32, dan 34 (Ref. 39) (Lihat Gambar. 6). Kita dapat menyimpulkan dengan tingkat kepastian yang mengapa sebagian besar siswa merespon dengan cara yang mereka lakukan untuk pertanyaan 30 dan 32. Dalam pertanyaan 30, kedua kendaraan bergerak pada kecepatan yang sama sebelum tumbukan (membuat tindakan ketergantungan titik diperdebatkan), tetapi truk jauh lebih berat dari mobil, menyebabkan siswa untuk bersandar berat ke arah penalaran ketergantungan massal. Dalam pertanyaan 32, truk masih jauh lebih berat dari mobil, tetapi tidak awalnya bergerak. Dengan demikian,

semakin besar “keaktifan” dari mobil menang dan siswa menggunakan tindakan ketergantungan. Namun, apa yang terjadi antara situasi ini? Jika dua benda yang sama dapat berinteraksi dalam dua cara yang berbeda untuk mendapatkan hasil yang berlawanan, harus ada situasi di mana efek ketergantungan dan aksi massa ketergantungan akan berkompromi atau membatalkan. Dalam pertanyaan 31 yang lebih kecil, mobil lebih ringan pada awalnya bergerak jauh lebih cepat daripada yang lebih besar, truk berat, tapi truk bergerak. Dalam hal ini kami “mahasiswa paling umum” harus memutuskan bagaimana menghadapi ide-ide ketergantungan massa dari pertanyaan 30 dan tindakan ketergantungan ide-ide dari pertanyaan 32. Respon e adalah salah satu kesimpulan logis. keduaefek membatalkan satu sama lain untuk menghasilkan mobil dan truk mengerahkan pasukan satu sama lain yang sama besarnya tetapi berlawanan arah. Seorang mahasiswa lebih cerdas, bagaimanapun, mungkin merasa bahwa efek akan membatalkan satu sama lain untuk beberapa gree de- tetapi tidak harus benar-benar, yang mengarah ke respon f, yang menunjukkan bahwa informasi lebih lanjut diperlukan. Angka7 menunjukkan bagaimana ketergantungan massa dan sumber tindakan ketergantungan mungkin “keseimbangan” untuk menghasilkan kesimpulan yang benar. To menghindari pengukuran positif palsu, kami sarankan tanggapan pengelompokan 30-32 menjadi “triplet” subcluster seperti yang dilakukan pada subclusters pertanyaan triplet dalam Arah klaster Reversing. Jika tidak, salah satu salah penghargaan siswa untuk situasi di mana dua kesalahan yang berbeda lakukan, pada kenyataannya, membuat hak.

2. Salah positif dalam situasi mendorong

Situasi ada di mana dua kesalahan yang identik membuat hak juga. Seperti yang ditunjukkan pada TabelVIIIjawaban yang paling umum untuk pertanyaan 36 dan 38 adalah c dan b, masing-masing pertanyaan-pertanyaan yang diberikan pada Gambar.8 . Banyak siswa, namun, memilih tanggapan c dan untuk dua pertanyaan ini.40 Ulang sponse untuk pertanyaan 38 menunjukkan jawaban yang benar dari kekuatan yang sama dan berlawanan yang diberikan oleh dua kendaraan di satu sama lain. Respon c untuk pertanyaan 36, di sisi lain, puncak-Cates penggunaan siswa dari garis aksi ketergantungan penalaran. We lagi menganggap beberapa konsistensi penalaran mahasiswa dalam cluster pertanyaan yang kontekstual dan repesentationally serupa. Dalam pertanyaan 36 mobil yang

lebih kecil mendorong truk berat dan keduanya mempercepat. Penggunaan sumber daya tindakan ketergantungan menunjukkan bahwa mobil ini mengerahkan kekuatan yang lebih besar daripada respon truk c. Hasil ini setuju dengan fitur kontekstual yang mendorong dilaporkan oleh Bao et al.24Dalam pertanyaan 38, namun, dua kendaraan pada kecepatan jelajah konstan, dan truk mulai menerapkan rem, menyebabkan kedua kendaraan melambat. Respon b untuk pertanyaan 38 truk diberikannya kekuatan lebih mungkin menjadi indikasi tindakan ketergantungan penalaran. Ketika truk mulai menerapkan rem-nya, mungkin menjadi obyek lebih aktif dalam pikiran siswa, menyebabkan kendaraan untuk memperlambat. Sekali lagi, kita memiliki kemungkinan dua efek dari penalaran yang salah bertindak terhadap satu sama lain. Mobil adalah agen aktif, mendorong truk maju. Truk itu adalah agen aktif kedua, mendorong kembali terhadap mobil. Seorang siswa mungkin percaya bahwa dua efek sempurna akan menyeimbangkan satu sama lain dan mungkin tiba di sponse yang benar sebuah re- di mana dua kendaraan mengerahkan jumlah yang sama berlaku pada satu sama lain. Hasil ini sangat mirip dengan yang ditemukan untuk respon e pada pertanyaan 31 dengan pengecualian bahwa mempertanyakan 38 menyajikan kesempatan bagi siswa untuk menggunakan dua versi yang saling bertentangan aksi ketergantungan dan menghilangkan kebutuhan untuk ketergantungan massal.

F. Velocity Grafik klaster The Velocity Grafik cluster sangat mirip dengan previ- menerus dijelaskan “grafik” cluster. Siswa disajikan dengan berbagai deskripsi gerak mobil, dan mereka harus memilih kecepatan yang benar vs waktu representasi grafis gerak. Seperti dengan pertanyaan Grafik Percepatan,

model

yang

salah

kita

meneliti

berasal

dari

studi

Trowbridge-

McDermott30pemahaman siswa tentang kinematika dan kesulitan membedakan posisi mereka dari kecepatan. Model kebingungan kecepatan / posisi ini juga berkaitan erat dengan proposisi Beichner ini9bahwa siswa melihat grafik sebagai gambaran situasi tidak peduli apa sumbu

menunjukkan.9TsanggupIXmenunjukkan bagaimana tanggapan dalam cluster ini sesuai dengan berbagai model siswa.

Sekali lagi, lebih dari satu respon terhadap satu pertanyaan mungkin menunjukkan penggunaan model yang salah kami. Pada pertanyaan 42, mobil mainan dikatakan “bergerak ke arah kiri menuju asal pada kecepatan konstan stabil.” Tanggapan c dan h ditunjukkan pada Gambar.9

keduanya menunjukkan grafik yang mendapat terus lebih dekat dengan

sumbu horisontal sebagai waktu berjalan. Untuk respon siswa ca bisa membayangkan mobil mulai dari kanan dan bergerak menuju “0”, dan siswa memilih h bisa trig- bergilir oleh kata “kiri” untuk memilih grafik yang menggambarkan kecepatan negatif. Sebagai samping, kami mencatat bahwa pertanyaan 17, 23, dan 42 bentuk cluster, yang memungkinkan satu melihat apakah siswa memiliki masalah memahami sistem koordinat, memungkinkan untuk analisis lebih halus berbutir pemahaman siswa tentang gaya dan gerak. The FMCE hanya mengukur topik ini secara implisit, meskipun, dan cluster karena itu didefinisikan relatif buruk.

klaster G. Energi Energi cluster pada FMCE berisi pertanyaan yang meminta siswa untuk alasan tentang kecepatan dan energi kinetik dari sebuah kereta luncur setelah meluncur menuruni bukit. Model yang salah untuk pertanyaan di cluster Energi, seperti yang dijelaskan dalam Sec. III, cor- merespon dengan gagasan bahwa bukit curam akan menyebabkan perubahan besar dalam kecepatan dan energi kinetik sebagai kereta luncur yang meluncur ke bawah. MejaXmenunjukkan bagaimana mungkin tanggapan terhadap pertanyaan dalam cluster ini dibagi di antara yang benar dan model yang salah ini. Jawaban yang salah yang paling umum diberikan corre- akhir dengan tanggapan yang menunjukkan penggunaan siswa dari model tergantung kemiringan.

V. APLIKASI CLUSTERING REVISI UNTUK JAWABAN SISWA

Setelah menunjukkan bahwa pengelompokan berdasarkan pada sumber daya kerja frame- akurat account untuk jawaban yang salah yang paling umum, kita sekarang menunjukkan penerapan metode kami dengan membahas beberapa tanggapan siswa sampel.41sis analisi ini relatif singkat dan terlihat hanya pada siswa individu daripada set lengkap data kelas. Untuk menampilkan lution reso- tambahan pendekatan kami, kami menunjukkan bahwa hasil yang identik menggunakan pengelompokan benar atau salah

lama berbasis konten tidak lagi dilihat sebagai identik ketika menggunakan pengelompokan direvisi kami. Pertimbangkan tanggapan siswa terhadap pertanyaan-pertanyaan yang terkandung dalam cluster Angkatan kereta luncur dan Angkatan Grafik disajikan pada TabelXI. Kedua siswa menjawab 5 dari 12 pertanyaan ini dengan benar. Dengan menggunakan metode yang lebih tua dari analisis, para siswa ini akan dilihat sebagai identik dalam pemahaman mereka pertama dan kedua hukum New- ton ini baik menjadi 42% benar.42 Menggunakan pengelompokan direvisi, kami menemukan informasi tambahan yang berharga. Mahasiswa 1 menjawab semua pertanyaan Angkatan kereta luncur dengan benar dan semua pertanyaan Angkatan Grafik incor- rectly. Mungkin mahasiswa 1 memiliki pemahaman yang kuat tentang hukum New- ton, tetapi pemahaman yang buruk dari grafik. Mahasiswa 2, di sisi lain, menjawab dua dari lima pertanyaan Angkatan Sled benar dan tiga dari tujuh pertanyaan Angkatan Grafik dengan benar. Hal ini mungkin menunjukkan bahwa siswa 2 memiliki pemahaman yang umumnya lemah hukum Newton tetapi tidak terhalang oleh representasi grafis. Sebuah kelas dihuni terutama oleh siswa seperti siswa 1 harus menerima instruksi yang sangat berbeda dari kelas dihuni oleh mahasiswa seperti mahasiswa 2. Salah satu kebutuhan kelas membantu belajar grafik, kebutuhan lain membantu pada fisika. Contoh lain menggambarkan informasi lain yang dapat dikumpulkan dengan memperhatikan pola respon yang berbeda dalam kelompok direvisi kami. Pertimbangkan tanggapan sampel untuk pertanyaan-pertanyaan Angkatan Sled disajikan pada TabelXII. Dengan metode lama, semua siswa ini akan dianggap identik karena tidak satupun dari mereka menjawab salah satu pertanyaan dengan benar. Melihat pola respon menunjukkan bahwa ada yang jauh lebih besar rinci dapat ditemukan. Respon yang diberikan oleh siswa 3 menyelaraskan persis dengan yang sesuai dengan model v F. Mahasiswa 4 memberikan tiga tanggapan yang sesuai dengan model yang v F, tapi dua tidak. Penelitian yang dilakukan oleh salah satu penulis TIS menunjukkan bahwa kedua outlier respon d untuk-pertanyaan tions 3 dan 7 mungkin menunjukkan penggunaan siswa dari sumber daya sekarat jauh dalam hubungannya dengan model v F. Mahasiswa 5 hanya memberikan satu tanggapan yang sesuai dengan model v F dan empat tanggapan yang tidak sejajar dengan konsisten dan baik-model penalaran didefinisikan. Respon siswa yang salah dapat menunjukkan cara yang sangat berbeda dari berpikir tentang kekuatan dan menyarankan strategi pengajaran yang berbeda untuk

mendapatkan masing-masing untuk memahami hukum Newton. Dengan demikian, siswa ini harus sama sekali tidak dianggap identik. Untuk alasan ini sangat penting bahwa kita mempertimbangkan bagaimana siswa kami menjawab pertanyaan, bukan hanya kebenaran tanggapan mereka.

VI. RINGKASAN

Tujuan kami dalam makalah ini adalah untuk meningkatkan resolusi tional observadari alat analisis umum diterima dalam penelitian pendidikan fisika PER. Kami telah menggambarkan metode teori-didorong untuk mengelompokkan pertanyaan pada FMCE tersebut. Kami menggunakan kerangka kerja sumber daya untuk menjelaskan respon siswa mon paling com- seperti dilansir baik Thornton13atau dalam karya salah satu penulis.28pengelompokan kami memungkinkan kita untuk mengkategorikan respon yang benar dan yang salah menggunakan salah satu bahasa tunggal aktivasi sumber daya. cluster kami Angkatan Sled, Reversing Direction, Angkatan Grafik, Grafik Percepatan, Newton III, Velocity Grafik, dan Energi memperhitungkan konten fisika, aspek kontekstual, dan representasi yang digunakan untuk mengajukan pertanyaan. Kami menunjukkan bahwa tanggapan yang salah siswa untuk pertanyaan pada FMCE mungkin menunjukkan

berbagai

model

mental

yang

sesuai

dengan

hasil

penelitian

didokumentasikan dengan baik. Menggunakan kerangka sumber daya, kita dapat menganalisis set pertanyaan dalam beberapa cluster Reversing Arah dan Newton III untuk menggambarkan beberapa tanggapan siswa benar sebagai positif palsu. We telah disajikan interpretasi untuk tanggapan yang salah yang paling umum untuk setiap pertanyaan, tapi ini sama sekali tidak daftar lengkap dari model mental yang mungkin digunakan oleh siswa saat menjawab pertanyaan pada FMCE tersebut. pola tambahan tanggapan harus diperiksa untuk prevalensi tanggapan siswa dan dianalisis dari segi

model

mental

yang

dapat

diindikasikan

oleh

masing-masing.

Misalnya,

mempertanyakan 17, 23, dan 42 adalah “sistem koordinat” klaster yang belum dievaluasi tetapi dapat mempengaruhi respon siswa pada cluster lainnya. Juga, tingkat kedua cluster konteks multiguna pertanyaan seperti itu dari Bao16 dapat dibuat bahwa “slice” data dalam berbagai cara. To menunjukkan nilai analisis kami, kami telah menunjukkan bagaimana pola respon siswa pada set pertanyaan dapat dianalisa secara lebih rinci daripada yang diizinkan oleh

analisis benar atau salah sebelumnya. analisis tersebut memiliki implikasi untuk structors di- mencari untuk menargetkan instruksi dalam kelas mereka ke daerah-daerah di mana siswa memiliki kebutuhan terbesar mereka. alat-alat penelitian seperti FMCE yang paling efektif untuk pendidik dan peneliti hanya ketika tanggapan diperiksa untuk menentukan tidak hanya apakah atau tidak siswa memiliki ide-ide yang benar tetapi juga ide-ide apa yang harus mereka benar atau sebaliknya dan seberapa konsisten mereka menggunakan ide-ide ini di pertanyaan serupa. pengelompokan kami memungkinkan analisis tersebut, memberikan wawasan baik bagaimana kita model berpikir siswa dan bagaimana kita bisa lebih baik mahasiswa alamat kebutuhan di dalam kelas.