چالش‌های مفهومی در نیرو و شتاب: پیامدهایی برای آموزش

هدف این پژوهش، تحلیل علمی و نظام‌مند درک مفهومی دانشجو-معلمان از نیرو و شتاب با تکیه بر مدل سلسله ‌مراتبی گراهام و بری (1997)، شواهد تطبیقی بین‌المللی آزمون تیمز (باومرت، جی و همکاران 1998) است. با استفاده از یک مورد ارزیابی‌ تکوینی مبتنی بر حرکت توپ جهنده روی زمین با صرف نظر از مقاومت هوا ، پاسخ‌های 20 دانشجو-معلم ورودی جدید آموزش فیزیک دانشگاه فرهنگیان در سه سطح شامل سطح تفکر ارسطویی (نیروی محرک هم‌جهت با حرکت و شتاب هم‌جهت با سرعت؛ 35%)، سطح گذار (شناخت نیروی گرانش اما تداوم هم‌جهتی شتاب با سرعت؛ 55%) و سطح نیوتنی (درک درست رابطه نیروی خالص و شتاب؛ 15%) طبقه‌بندی شد. تحلیل نتایج نشان می‌دهد که الگوهای غالب دقیقاً با مسیرهای پیشنهادی مدل گراهام و بری هم‌راستا است و پایداری کج‌فهمی‌ها با شواهد گزارش‌های آزمون تیمز سازگار است. پیامد های آموزشی شامل تدریس نظام مند و متوالی برای پشتیبانی از انتقال سطوح، تاکید بر تحلیل نیروی خالص و ارزیابی تشخیصی چندوجهی برای نظارت بر تغییر مفهومی است.

conceptual challenges in force and acceleration: implications for instruction

this study examines preservice physics teachers’ conceptual reasoning about force and acceleration within a hierarchical framework. drawing on graham and berry’s hierarchical model and descriptive evidence from timss/iii, a formative vector-based item involving a bouncing ball (air resistance neglected) elicited drawings and brief explanations at three trajectory points. responses from twenty preservice teachers were classified into three levels: aristotelian (a motion-aligned driving force and acceleration conflated with velocity; 30%), transitional (gravity identified but acceleration often aligned with velocity; 55%), and newtonian (net force equals gravity and acceleration treated as the response to net force; 15%). findings align with the hierarchical progression and with timss/iii reports of persistent conceptual difficulties. instructional implications include sequenced teaching to support level transitions, emphasis on net-force analysis, and multi-modal diagnostic assessment to monitor conceptual change.