کاوش تاثیر آموزش مفهومی بر کاهش کج‌فهمی مفاهیم فیزیک نیوتنی: رویکردی مبتنی بر دانش محتوایی-آموزشی (pck) در بین دانشجومعلّمان فیزیک

این پژوهش با هدف بررسی تاثیر آموزش مفهومی مبتنی بر دانش محتوایی-آموزشی (pck) بر کاهش کج‌فهمی‌های فیزیک نیوتنی در میان دانشجومعلّمان فیزیک انجام شد. روش پژوهش از نوع شبه‌آزمایشی با طرح پیش‌آزمون و پس‌آزمون بدون گروه کنترل بود. جامعه آماری شامل دانشجومعلّمان فیزیک دانشگاه فرهنگیان در سال تحصیلی 1403–1404 بود که از میان آن‌ها 100 نفر با روش نمونه‌گیری در دسترس انتخاب شدند. ابزار گردآوری داده‌ها، پرسشنامه‌ای مبتنی بر force concept inventory (fci) با 16 گویه بود که پیش‌آزمون و پس‌آزمون به‌صورت همتا ولی با عبارت‌بندی متفاوت تهیه شد. داده‌ها با استفاده از تحلیل درصدی و مقایسه‌ای مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد که آموزش مفهومی تاثیر معناداری در کاهش کج‌فهمی‌های دانشجویان در حوزه‌های نیوتن اول (23 درصد بهبود)، نیوتن دوم (26 درصد)، نیوتن سوم (34 درصد)، تکانه (28.5 درصد) و نسبیت چارچوب‌های مرجع (26.5 درصد) داشته است. بیشترین بهبود در درک مفهوم نیوتن سوم (مربوط به جفت نیروها) و کمترین آن در مفهوم نسبیت حرکت مشاهده شد. نتایج همچنین بر اثربخشی ادغام pck در طراحی مداخلات آموزشی برای رفع کج‌فهمی‌های پایدار دانش‌آموزان آینده تاکید دارد.

exploring the impact of conceptual teaching on reducing newtonian misconceptions: a pedagogical content knowledge (pck)-based approach among pre-service physics teachers

this study investigates the impact of conceptual teaching grounded in pedagogical content knowledge (pck) on reducing newtonian misconceptions among pre-service physics teachers. using a quasi-experimental pretest-posttest design, 100 undergraduate students from farhangian university participated in the research. two parallel versions of a concept inventory—adapted from the force concept inventory (fci)—were administered before and after a six-session pck-based instructional intervention. quantitative analysis of responses revealed significant improvements across all assessed domains: understanding of relative motion increased by 26.5%, momentum by 26%, newton’s first law by 24.5%, newton’s second law (f=ma) by 34%, and newton’s third law by 29%. the greatest gains were observed in newton’s second law, while relative motion remained the most persistent misconception. these findings underscore the effectiveness of pck-informed instruction in addressing deeply rooted conceptual misunderstandings and suggest its potential for integration into pre-service teacher education programs to enhance future physics instruction.