Situații în care sunt luați în considerare ambii parteneri de interacțiune

4.4 Rezultatele sondajului principal 127. Într-un capitol al cărții, locomotiva Emma este acționată în mod similar folosind pietre magnetice. Întrucât autorul nu face nicio afirmație în cartea pentru copii despre energia câmpului pietrelor misterioase, magnetul în cauză 9a a fost, de asemenea, conectat la un rezervor de energie inepuizabil, astfel încât legea energiei să nu interzică mișcarea. Cea mai ușoară cale către soluție constă în respectarea celei de-a doua legi de conservare relevante pentru mecanică, conservarea impulsului. Atunci când se ceartă cu forțe, este nevoie, așadar, de a treia lege a lui Newton. Întrebarea 9 Predicția dacă modurile de transport prezentate funcționează A fără răspuns χ² = 13,50 da χ² = 10,57 nu B fără răspuns χ² = 6,76 da χ² = 6,90 nu Grup L: N = 253 VPN P- Grup: N = 146 total VPN: N = 399 total VPN: N = 399 VPN Figura 4.4.25 Răspunsurile la întrebarea 9 în funcție de educația fizică.

considerare

4.4 Rezultatele sondajului principal 129 Întrebarea 2 Predicția punctului de întâlnire al ambarcațiunilor fără răspuns Altele N = 146 VPN P-grup: N = 399 VPN total: L-grup: total: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 fără răspuns/altele χ² = 11,79 χ² = 9,86 χ² = 26,71 Figura 4.4.26 Răspunsurile la întrebarea 2 în funcție de educația fizică.

4.4 Rezultatele sondajului principal 133 Întrebarea 8 Predicția poziției pentru magnet și bucată de fier de aceeași masă χ² = 38,47 N = 146 VPN N = 399 VPN χ² = 21,83 ²² = 7,20 fără răspuns Grup P: total: grup L: total: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 Figura 4.4.28 Răspunsurile la întrebarea 8 în funcție de educația fizică. Întrebările 2, 7, 8, 9a și 9b tratează situații din dinamică, în care sunt reprezentați ambii parteneri de interacțiune. Dacă VPN dezvoltă strategii de soluție similare pentru articolele menționate, acest lucru ar putea fi demonstrat de o asociere de răspunsuri corecte la 2 articole din acest grup de întrebări. De fapt, răspunsurile corecte de fapt la perechile de întrebări (nr. 2 și nr. 7), (nr. 2 și nr. 8), (nr. 7 și nr. 8), (nr. 7 și nr. 9a), ( 8 și 9b), precum și (9a și 9b) asociate unul cu celălalt în grupul L la nivelul de 5%. Tabelul cu patru câmpuri din Figura 4.4.29 arată relația dintre răspunsurile corecte pentru întrebarea 2 și 8.

136 4 Investigație empirică asupra terminologiei tehnice a mecanicii Întrebarea 13 Forțează săgețile pentru doi magneți cu masă diferită N = 146 VPN N = 399 VPN ²² = 12,76 ²² = 7,00 fără răspuns Grup L: grup P: total: total: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 altă combinație greșită Figura 4.4.31 Răspunsurile la întrebarea 13 în funcție de educația fizică. Tabelul cu mai multe câmpuri din Figura 4.4.33 din următoarea pagină compară răspunsurile eșantionului total cu întrebările 7 și 13, care aparțin aceleiași situații. Comparația rezultatelor arată clar că grupul acelor VPN-uri care prezic corect pozițiile și, astfel, viteza magneților cu greutăți diferite se împarte în trei grupuri. Și aici domină conceptul: forța proporțională cu mișcarea (32,1%), urmată de soluția asimetrică la fel: săgeata forței mai mari se află pe magnetul mai greu (17,0%). Tocmai această soluție, care a fost a treia cea mai frecventă variantă (7,4%) în pre-test în rândul studenților din anul I, s-ar putea baza pe ideea că forța mai mare provine de la magnetul mai mare (vezi întrebarea 14). Cu toate acestea, este dificil de testat, deoarece este adesea folosit atunci când puneți întrebări

138 4 Investigația empirică a jargonului tehnic al mecanicii există situații în care utilizarea aparent corectă a conceptului de forță nu permite să se tragă concluzii despre înțelegerea fizică a faptelor. N = 399 VPN Predicția situației observabile (poziția magneților) în cauză 7 altă combinație 5: 4: 3: 2: 1: fără răspuns 2,8 68,7 11,0 3,3 2,3 11,0 0, 8 %%%%%%% 32,1 0,5% 5,3% 2,3% 38,1% 23,1% 25,3% 5,5% Descrierea situației cunoscute cu săgețile de putere în cauză 13 Σ: = 37,1% Σ: = 19,3% fără răspuns Σ: = 6,5% săgeți de forță simetrică și predicție incorectă, simetrică a poziției 1 2 3 4 5 altă săgeată forță de combinație incorectă corespunde puterii mișcării * și este localizată pe forța obiectului mai rapid Puterea mișcării * și se află pe obiectul mai lent ** accelerație sau viteză ** sau în repaus Figura 4.4.33 Relația dintre predicția situației observabile în întrebarea 7 și descrierea formală a aceleiași situații cu săgețile de forță din întrebarea 13. Zonele circulare corespund celor care au avut loc Combinații de răspunsuri. Au fost normalizați la cea mai mare valoare care a apărut (întrebarea 7, (corect) răspunsul nr. 1 și întrebarea 13, (incorect) răspunsul nr. 5: 32,1%).

4.4 Rezultatele sondajului principal 139 Așa cum s-a indicat mai sus, cele două concepte de forță proporționale cu viteza și forța ca eficacitate potențială în situația arătată ar putea duce la descrieri exact opuse, asimetrice, cu săgeți de forță. Din acest motiv, este destul de concepibil că unele dintre soluțiile formal corecte rezultă din combinarea acestor două considerații și nu dintr-un concept de interacțiune. χ² = 46.29 Întrebarea 14 Forțează săgețile pentru magnet și bucată de fier cu aceeași masă N = 146 VPN N = 399 VPN ²² = 13,40 ²² = 10,57 Grup P: total: ²² = 4,50 N = 253 VPN 1 2 3 4 5 fără răspuns altă combinație greșită Grup L: N = 399 Total VPN: Figura 4.4.34 Răspunsurile la întrebarea 14 în funcție de educația fizică. Pentru situația în cauză 14, ideea predominantă de forță proporțională cu mișcarea duce la soluția formală corectă. Așa cum era de așteptat, descrierea formală corectă apare ca cea mai comună soluție individuală (Figura 4.4.34). În mod semnificativ mai des (χ² = 46,29) în grupul P (68,6%). Deși acest lucru se aplică și grupului L (33,3%),

142 4 Investigația empirică a terminologiei tehnice a mecanicii Când se compară răspunsurile corespunzătoare la întrebarea 5 (descriere asimetrică în formă liberă a situației), întrebarea 15 (atribuirea săgeților de putere câinelui care trage) sau întrebarea 16 (calul adormit, mașina parcată și linia de rufe tensionată au putere) Cu toate acestea, nu au existat asociații semnificative cu întrebarea 14 (săgeata forței pe magnet) care să confirme această teză. Doar cele două situații similare din întrebarea 13 și întrebarea 14 au fost rezolvate în mod similar de către VPN-urile. De exemplu. în grupul P, soluțiile formal corecte sunt asociate între ele la nivelul de 1% ((² = 8,55). Acest lucru devine și mai clar atunci când analizăm soluții greșite (grup L, N = 115 VPN, grup P, N = 33 VPN). Acolo, rolul pe care îl joacă magnetul mai mic în întrebarea 13 pare să fie jucat de piesa de fier din întrebarea 14. Tabelul de asociere (Figura 4.4.36) prezintă relația pentru grupul L. În cazul grupului P, aceeași relație (neprezentată) apare și la nivelul de 1% (=² = 8,70).

144 4 Investigația empirică a terminologiei tehnice a mecanicii podelelor ignorată. Când un obiect dintr-un sistem este sub tensiune, dar capetele acestuia nu sunt accelerate, există cel puțin un al doilea obiect care se află sub tensiune de compresie. Cel mai simplu sistem nontrivial static constă de ex. dintr-o bandă de cauciuc întinsă de-a lungul unei tije. Pentru a o descrie sunt necesare cel puțin patru forțe. În limbajul cursului de fizică Karlsruhe, aceste aspecte sunt tematizate de modelul ciclurilor de impulsuri închise (cf. Capitolul 5, Secțiunea 5.3.2.2) (deși este relativ dificil pentru aplicații multidimensionale). Dat: În acest experiment firul se rupe la m> 150 kg Întrebarea 3 Predicția dacă un fir exact identic se va sparge în experimentele A, B sau C 0 fără răspuns/altul χ² = 9,65 1 fir se rupe în toate cele 3 cazuri 2 Firul nu se rupe niciodată 3 firul nu se rupe la A, se rupe la C și se rupe la B 4 fire nu se rup la A, se rupe la C și nu se rupe la B Grupul L: N = 253 VPN Grupul P: N = 146 VPN total: N = 399 VPN total: N = 399 VPN ABC fiecare m = 50 kg fiecare m = 100 kg fiecare m = 200 kg Figura 4.4.37 Răspunsurile la întrebarea 3 în funcție de educația fizică.

150 4 Investigația empirică a terminologiei tehnice a mecanicii Întrebarea 5 Care este motivul pentru care linia este tensionată? Cele 21 de cauze menționate cel mai frecvent (de cel puțin 4 ori în eșantionul total). Eșantion total: 1 câine trage. N = 511 VPN 5% 10% 2 câine vrea. (Intenția câinelui.) 3 Cat 4 1 și lesa este atașată 5 Forța și contra forța 6 Forța câinelui. 7 Câinele face ceva (cu excepția *) vezi mai jos) 8 1 și 2 9 Câinele exercită forță. 10 7 și lesa este atașată 11 9 și 5 12 1 și 3 13 forța de întindere 14 9 și lesa este atașată 15 curent de impuls incl. Etajul 16 2 și 3 17 3 și 5 18 2 și lesa este atașat 19 3 și 6 20 câine activ, d.f. Impuls/curent de tensiune 21 *) Trage câinele, pompează impulsul, exercită forță Figura 4.4.41 Cele 21 de răspunsuri la întrebarea 5 cel mai frecvent (cel puțin de 4 ori) date în eșantionul total (N = 511 VPN). Sunt afișate doar răspunsurile din 342 VPN. Pentru codificarea claselor de răspuns cf. Tabelul 4.4.3 din pagina anterioară.

4.4 Rezultatele sondajului principal 151 Întrebarea 5 Care este cauza liniei întinse? Cele 14 cauze menționate cel mai frecvent (de cel puțin 7 ori în eșantionul total). 0 fara raspuns 1 caine trage. 2 câini vor. (Intenția lui H.) 3 pisică 4 1 și lesa este atașată 5 forță și contra forță 6 forță a câinelui. 7 Câinele face ceva (cu excepția 1, 9) 8 1 și 2 9 Câinele exercită forță. 10 7 și linia este atașată 11 9 și 5 12 1 și 3 13 forța de tracțiune 14 9 și linia este atașată Grupul L: N = 253 VPN P grup: N = 146 Total VPN: N = 399 Total VPN: N = 399 VPN Figura 4.4.42 Cele 14 răspunsuri la întrebarea 5 care au fost menționate cel mai frecvent (de cel puțin 7 ori) în eșantionul total (N = 511 VPN), în funcție de educația fizică. Sub-eșantionul, format din grupuri P și L (N = 399 VPN) este luat în considerare. Sunt afișate doar răspunsurile de la 284 VPN. Pentru codificarea claselor de răspuns cf. Tabelul 4.4.3.

4.4 Rezultatele sondajului principal 155 Întrebarea 15 Săgeți de putere cu câine legat fără răspuns 0 1 2 3 4 χ² = 9,03 χ² = 14,05 5 6 χ² = 14,59 7 8 9 χ² = 8,73 10 11 12 Soluții rezumate: L -Grup: N = 253 VPN P-Group: N = 146 Total VPN: N = 399 Total VPN: N = 399 VPN fără răspuns/altele (soluțiile nr. 0 și 12) săgeți de forță corect corecte (soluțiile nr. 1, 6, 7 și 9) χ² = 36,04 forțează doar săgețile spre stânga (soluțiile nr. 2, 3 și 4) χ² = 17,03 săgețile de forță mai mari spre stânga (soluțiile nr. 5, 10 și 11) și soluția nr. 8 χ² = 6, 00 Figura 4.4.44 Răspunsurile la întrebarea 15 în funcție de educația fizică.

156 4 Investigație empirică în terminologia tehnică a mecanicii Comparație L-grup: N = 253 VPN Întrebarea 15 Forțează săgețile cu câine legat săgeți de forță formal incorecte și nu au răspuns săgeți de forță corect corecte Întrebare 5: Care este motivul pentru care lesa este tensionată? Cele 14 cauze menționate cel mai frecvent (de cel puțin 7 ori în eșantionul total). 0 fara raspuns 1 caine trage. 2 câini vor. (Intenția lui H.) 3 pisică 4 1 și lesa este atașată 5 forță și contra forță 6 forță a câinelui. 7 Câinele face ceva (cu excepția 1, 9) 8 1 și 2 9 Câinele exercită forță. 10 7 și linia este atașată 11 9 și 5 12 1 și 3 13 forța de tracțiune 14 9 și linia este atașată Scalarea procentuală specificată se referă la dimensiunile eșantionului prezentate aici N = 157 VPN N = 253 VPN N = 96 VPN N = 253 VPN Figura 4.4.45 Compararea celor mai frecvente (în cadrul eșantionului total N = 511 VPN menționat de cel puțin 7 ori) răspunsuri la întrebarea 5 cu rezultatele întrebării 15 pentru grupul L (N = 253 VPN). Sunt afișate doar răspunsurile de la 184 VPN. Pentru codificarea claselor de răspuns cf. Tabelul 4.4.3.

4.4 Rezultate ale sondajului principal 157 Comparația grupului P: N = 146 VPN Întrebarea 15 Săgețile de alimentare cu câinele legat săgețile de alimentare în mod formal greșite și săgețile de putere în mod formal nu au răspuns Întrebarea 5: Care este motivul pentru care lesa este tensionată? Cele 14 cauze menționate cel mai frecvent (de cel puțin 7 ori în eșantionul total). 0 fara raspuns 1 caine trage. 2 câini vor. (Intenția lui H.) 3 pisică 4 1 și lesa este atașată 5 forță și contra forță 6 forță a câinelui. 7 Câinele face ceva (cu excepția 1, 9) 8 1 și 2 9 Câinele exercită forță. 10 7 și linia este atașată 11 9 și 5 12 1 și 3 13 forța de tracțiune 14 9 și linia este atașată Scalarea procentuală specificată se referă la dimensiunile eșantionului prezentate aici N = 45 VPN N = 146 VPN N = 101 VPN N = 146 VPN Figura 4.4.46 Compararea celor mai frecvente (în eșantionul total N = 511 VPN menționat de cel puțin 7 ori) răspunsuri la întrebarea 5 cu rezultatele întrebării 15 pentru grupul P (N = 146 VPN). Sunt afișate doar răspunsurile de la 100 VPN. Pentru codificarea claselor de răspuns cf. Tabelul 4.4.3.

160 4 Investigație empirică asupra terminologiei tehnice a mecanicii Întrebarea 10 (Partea 1) Ce ne vine în minte spontan despre Kraft? 1.), 2.), 3.) Cele 50 de idei menționate cel mai frecvent (în eșantionul total de cel puțin 5 ori). Eșantion total: N = 511 VPN 5% 10% 15% rezistență energetică, puternic F = ma mușchi Newton produse de lucru/companie KRAFT forța musculară forța mișcării este masă ori accelerație Persoană fizică puternică Forță Lorentz vector gravitație masă putere greutate greutate forță F = mg litera F forță centripetă Atracție sport forță centrifugă dimensiune fizică greutate centrală electrică forță magnetică motor F = m v²/r, F = m ω² r forță de tracțiune cale de forțare Există diferite tipuri. Curent de impuls. are o direcție efort paralelogram de culturism de forțe F = p/t unitate mecanică Newton accelerare fizică putere F = mv forță gravitațională diferite forțe de lucru = forță ori distanță Figura 4.4.48 Cele 50 din eșantionul total (N = 511 VPN) cel mai frecvent (cel puțin 5 ori) asociațiile menționate la întrebarea 10 (partea 1). Au fost numite în total 431 de asociații diferite. Afișează 530 de mențiuni dintr-un total de 1246.

4.4 Principalele rezultate ale sondajului 171 predicțiile lor. Potrivit unui studiu realizat de Jung, elevii (până la clasa a 11-a) nu înțeleg cuvântul inerție ca fiind termenul fizic [JUNG81a]. Întrebarea 16 (Partea 1) Evaluarea următoarelor afirmații A: Dacă o forță a funcționat o vreme, ea este epuizată. niciun răspuns nu este corect χ² = 27.93 nu este de acord Nu pot face nimic cu asta χ² = 26.94 B: Nicio mișcare fără forță. fără răspuns adevărat =² = 17,57 adevărat χ² = 18,29 Nu pot face nimic cu acel C: Un corp se mișcă doar atâta timp cât o forță acționează asupra lui. niciun răspuns corect incorect χ² = 31,47 ²² = 53,26 Nu pot face nimic cu acel χ² = 10,22 Grup L: N = 253 Grup VPN P: N = 146 Total VPN: N = 399 Total VPN: N = 399 VPN Figura 4.4.54 Răspunsurile la întrebarea 16 (partea 1) în funcție de educația fizică.

4.4 Rezultatele sondajului principal 173 Întrebarea 16 (partea 2) Utilizarea anumitor verbe în legătură cu cuvântul Kraft. bilă de biliard în repaus. alergând bilă de biliard. poate: fără răspuns χ² = 4,17 χ² = 5,19 χ² = 4,90 χ² = 7,83 să nu aibă puterea exercițiului de forță nici/nici. mașină parcată. apropiindu-se de mașină. poate: χ² = 4,83 niciun răspuns nu are putere exercițiu putere nici/nici. cal adormit. Vagon care trage de cai. poate: χ² = 6,52 χ² = 5,39 niciun răspuns nu are forță de exercițiu de putere nici/nici. coarda de rufe întinsă. Cârlige între care sp. Lesa atârnă. poate: χ² = 7.44 χ² = 7.37 37² = 4.80 niciun răspuns nu are putere de exercițiu de putere atât nici/nici χ² = 4.85 ² ² = 4.85 L-grup: N = 253 VPN P-grup: N = 146 VPN total: N = 399 VPN total: N = 399 VPN Figura 4.4.55 Răspunsurile la întrebarea 16 (partea 2) în funcție de educația fizică.