Ситуації, в яких розглядаються обидва партнери по взаємодії

4.4 Результати основного опитування 127. В одному розділі книги локомотив "Емма" експлуатується подібним чином за допомогою магнітних каменів. Оскільки в дитячій книжці автор не робить жодного твердження про енергію поля таємничих каменів, магніт, про який йде мова 9а, також був підключений до невичерпного резервуару енергії, так що закон енергії не забороняє руху. Найпростіший спосіб вирішення проблеми полягає у дотриманні другого закону збереження, що стосується механіки, збереження імпульсу. Тому, сперечаючись із силами, потрібен 3-й закон Ньютона. Запитання 9 Прогнозування того, чи працюватимуть показані види транспорту A немає відповіді χ² = 13,50 так χ² = 10,57 ні B немає відповіді χ² = 6,76 так χ² = 6,90 ні L-група: N = 253 VPN P- Група: N = 146 VPN загалом: N = 399 VPN загалом: N = 399 VPN Рисунок 4.4.25 Відповіді на питання 9 залежно від фізичного виховання.

яких

4.4 Результати основного опитування 129 Питання 2 Прогнозування місця зустрічі човнів немає відповіді Інше N = 146 VPN P-група: N = 399 VPN загалом: L-група: всього: 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 немає відповіді/інше χ² = 11,79 χ² = 9,86 χ² = 26,71 Рисунок 4.4.26 Відповіді на питання 2 залежно від фізичного виховання.

4.4 Результати основного опитування 133 Питання 8 Прогнозування положення магніту та заліза однакової маси χ² = 38,47 N = 146 VPN N = 399 VPN χ² = 21,83 χ² = 7,20 немає відповіді P-група: загальна: L-група: загальна: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 Рисунок 4.4.28 Відповіді на питання 8 залежно від фізичного виховання. Питання 2, 7, 8, 9a та 9b стосуються ситуацій із динаміки, в яких представлені обидва партнери по взаємодії. Якщо VPN розробить подібні стратегії вирішення згаданих пунктів, це може бути продемонстровано асоціацією правильних відповідей на 2 пункти цієї групи запитань. Насправді фактично правильні відповіді на пари питань (No2 та No7), (No2 та No8), (No7 та No8), (No7 та No9а), ( 8 і 9b), а також (9a і 9b), пов’язані між собою в групі L на рівні 5%. Таблиця з чотирьох полів на малюнку 4.4.29 показує взаємозв'язок між правильними відповідями на питання 2 та 8.

136 4 Емпіричне дослідження технічної термінології механіки Питання 13 Силові стрілки для двох магнітів з різною масою N = 146 VPN N = 399 VPN χ² = 12,76 χ² = 7,00 немає відповіді L-група: P-група: загальна: загальна: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 інша неправильна комбінація Рисунок 4.4.31 Відповіді на запитання 13 залежно від фізичного виховання. Таблиця з декількома полями на малюнку 4.4.33 на наступній, але одній сторінці, порівнює відповіді загальної вибірки із запитаннями 7 та 13, які належать до тієї самої ситуації. Порівняння результатів наочно показує, що група тих мереж VPN, які правильно прогнозують положення і, отже, швидкості магнітів різної ваги поділяється на три групи. Тут також домінує поняття: сила, пропорційна руху (32,1%), за якою слідує також несиметричне рішення: більша стрілка сили знаходиться на важчому магніті (17,0%). Саме це рішення, яке було третім найпоширенішим варіантом (7,4%) у попередньому тесті серед студентів першого курсу, могло б базуватися на ідеї, що більша сила походить від більшого магніту (див. Питання 14). Однак це складно перевірити, оскільки воно часто використовується при запитуванні

138 4 Емпіричне дослідження Технічного жаргону механіки, бувають ситуації, коли з фізичного розуміння фактів не можна зробити висновок із очевидно правильного використання терміна сила. N = 399 VPN Прогнозування спостережуваної ситуації (положення магнітів) у питанні 7 інша комбінація 5: 4: 3: 2: 1: немає відповіді 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% Опис відомої ситуації із силовими стрілками на запитання 13 Σ: = 37,1% Σ: = 19,3% відсутність відповіді Σ: = 6,5% симетрична стрілка сили та неправильне, симетричне прогнозування положення 1 2 3 4 5 інша неправильна комбінація сили стрілки відповідає силі руху * і розташована на швидшому об'єкті Сила руху * і розташована на повільнішому ** об'єкті * прискорення або швидкість ** або в стані спокою Рисунок 4.4.33 Кореляція між передбаченням спостережуваної ситуації з питання 7 та офіційним описом тієї ж ситуації із силовими стрілками на питанні 13. Кругові області відповідають тим, що мали місце Комбінації відповідей. Вони були стандартизовані до найвищого значення (запитання 7, (правильна) відповідь № 1 та питання 13, (неправильна) відповідь № 5: 32,1%).

4.4 Результати основного опитування 139 Як уже зазначалося вище, два поняття сили, пропорційні швидкості та силі, як потенційна ефективність у показаній ситуації можуть призвести до прямо протилежних, асиметричних описів із силовими стрілками. З цієї причини цілком можливо, що деякі формально правильні рішення є результатом поєднання цих двох міркувань, а не концепції взаємодії. χ² = 46,29 Питання 14 Силові стрілки для магніту та залізної деталі з однаковою масою N = 146 VPN N = 399 VPN χ² = 13,40 χ² = 10,57 P-група: загальна: χ² = 4,50 N = 253 VPN 1 2 3 4 5 немає відповіді інша неправильна комбінація L-група: N = 399 загальна VPN: Рисунок 4.4.34 Відповіді на запитання 14 залежно від фізичного виховання. У ситуації, про яку йдеться у питанні 14, переважаюча ідея сили, пропорційної руху, веде до формально правильного рішення. Як і слід було очікувати, формально правильний опис виглядає як найбільш поширене індивідуальне рішення (рис. 4.4.34). Значно частіше (χ² = 46,29) у групі Р (68,6%). Хоча це стосується і групи L (33,3%),

142 4 Емпіричне дослідження технічної термінології механіки При порівнянні відповідних відповідей на запитання 5 (асиметричний опис ситуації у вільній формі), запитання 15 (призначення силових стрілок для собаки, що тягне) або запитання 16 (потужність має сплячий кінь, припаркований автомобіль та мотузка) Однак не було значущих асоціацій із питанням 14 (сила стрілки на магніті), які підтверджують цю тезу. Лише дві подібні ситуації з питання 13 та питання 14 були вирішені подібним чином VPN. Наприклад у групі Р формально правильні рішення пов'язані між собою на рівні 1% (χ² = 8,55). Це стає ще зрозумілішим, коли дивляться на неправильні рішення (група L, N = 115 VPN, група P, N = 33 VPN). Там роль, яку відіграє менший магніт у питанні 13, схоже, відіграє залізний виріб у питанні 14. Таблиця асоціацій (рис. 4.4.36) показує взаємозв'язок для групи L. У випадку з групою Р те саме співвідношення (не показано) також відбувається на рівні 1% (χ² = 8,70).

144 4 Емпіричне дослідження технічної термінології механіки підлог ігнорується. Коли об'єкт в системі перебуває під напругою, але його кінці не прискорюються, існує принаймні один другий об'єкт, який зазнає стискаючого напруження. Найпростіша, нетривіальна статична система складається, наприклад, від гумки, натягнутої вздовж стрижня. Для його опису потрібно щонайменше чотири сили. Мовою курсу фізики Карлсруе ці аспекти тематизуються за допомогою моделі замкнутих імпульсних циклів (пор. Розділ 5, розділ 5.3.2.2) (що, проте, є досить громіздким для багатовимірних застосувань). Дано: У цьому експерименті нитка обривається при m> 150 кг Запитання 3 Прогнозування того, чи точно ідентична нитка порветься в експериментах A, B або C 0 відсутність відповіді/інше χ² = 9,65 1 обрив нитки у всіх 3 випадках 2 Потік ніколи не обривається 3 нитки не обривається при A, обривається при C і обривається при B 4 нитки не обриваються при A, обривається при C і не обривається при B L-група: N = 253 VPN P-група: N = 146 VPN усього: N = 399 VPN загалом: N = 399 VPN ABC кожен m = 50 кг кожен m = 100 кг кожен m = 200 кг Рисунок 4.4.37 Відповіді на питання 3 залежно від фізичного виховання.

150 4 Емпіричне дослідження технічної термінології механіки Питання 5 У чому причина, що лінія натягнута? Найчастіше згадується 21 причина (принаймні 4 рази у загальній вибірці). Загальна вибірка: 1 собака тягне. N = 511 VPN 5% 10% 2 собака хоче. (Намір собаки.) 3 Кішка 4 1 і повідець прикріплені 5 Сила та протидія 6 Сила собаки. 7 Собака щось робить (крім *), див. Нижче) 8 1 і 2 9 Собака вправляє силу. 10 7 і прикріплений повідець 11 9 і 5 12 1 і 3 13 сила розтягування 14 9 і повідець прикріплений 15 імпульсним струмом, включаючи поверх 16 2 і 3 17 3 і 5 18 2 і повідець прикріплений 19 3 і 6 20 собака активна, d.f. Імпульс/струм 21 напруження при розтягуванні *) Собака тягне, накачує імпульс, чинить силу Рисунок 4.4.41 Найчастіше (принаймні 4 рази) 21 відповідь на питання 5 подається у загальній вибірці (N = 511 VPN). Показані лише відповіді від 342 VPN. Кодування класів відповідей див. У таблиці 4.4.3 на попередній сторінці.

4.4 Основні результати опитування 151 Питання 5 Яка причина натягування лінії? 14 причин, які згадуються найчастіше (принаймні 7 разів у загальній вибірці). 0 відповіді немає. 1 собака тягне. 2 собаки хоче. (Намір Х.) 3 кішка 4 1 і повідець прикріплюється 5 зусиллям і протисилою 6 зусилля собаки. 7 Собака щось робить (крім 1, 9) 8 1 і 2 9 Собака вправляє силу. 10 7 і лінія кріпиться 11 9 і 5 12 1 і 3 13 сила розтягу 14 9 і лінія кріпиться L група: N = 253 VPN P група: N = 146 VPN всього: N = 399 VPN всього: N = 399 VPN Рисунок 4.4.42 14 відповідей на запитання 5, які згадувались найчастіше (принаймні 7 разів) у загальній вибірці (N = 511 VPN), залежно від попереднього фізичного виховання. Розглянуто підвибірку, що складається з груп P і L (N = 399 VPN). Показані лише відповіді з 284 VPN. Кодування класів відповідей наведено в таблиці 4.4.3.

4.4 Результати основного опитування 155 Питання 15 Силові стрілки з прив'язаним собакою відсутність відповіді 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 Резюме рішення: L -Група: N = 253 VPN P-Група: N = 146 VPN всього: N = 399 VPN загалом: N = 399 VPN немає відповіді/інше (рішення No 0 та 12) формально правильні силові стрілки (рішення No 1, 6, 7 і 9) χ² = 36,04 лише силові стрілки вліво (рішення No 2, 3 і 4) χ² = 17,03 більші силові стрілки вліво (рішення No 5, 10 і 11) та рішення No 8 χ² = 6, 00 Рисунок 4.4.44 Відповіді на питання 15 залежно від фізичного виховання.

156 4 Емпіричне дослідження технічної термінології механіки Порівняння L-група: N = 253 VPN Питання 15 Силові стрілки з прив'язаним собакою формально неправильні силові стрілки і формально не відповіли правильні силові стрілки Питання 5: Яка причина, що повідець натягнутий? 14 причин, які згадуються найчастіше (принаймні 7 разів у загальній вибірці). 0 відповіді немає. 1 собака тягне. 2 собаки хоче. (Намір Х.) 3 кішка 4 1 і повідець прикріплюється 5 зусиллям і протисилою 6 зусилля собаки. 7 Собака щось робить (крім 1, 9) 8 1 і 2 9 Собака вправляє силу. 10 7 і прикріплена лінія 11 9 і 5 12 1 і 3 13 сила розтягу 14 9 і прикріплена лінія Зазначений відсоток масштабування відноситься до розмірів зразків, показаних тут N = 157 VPN N = 253 VPN N = 96 VPN N = 253 VPN Рисунок 4.4.45 Порівняння найбільш частих (у загальній вибірці N = 511 VPN, згаданих принаймні 7 разів) відповідей на запитання 5 з результатами запитання 15 для групи L (N = 253 VPN). Показані лише відповіді з 184 VPN. Кодування класів відповідей наведено в таблиці 4.4.3.

4.4 Результати основного опитування 157 Порівняння P-групи: N = 146 VPN Питання 15 Силові стрілки із прив'язаним собакою, формально неправильні стрілки потужності та формально не відповідені правильні стрілки потужності Питання 5: Яка причина, що повідець натягнутий? 14 причин, які згадуються найчастіше (принаймні 7 разів у загальній вибірці). 0 відповіді немає. 1 собака тягне. 2 собаки хоче. (Намір Х.) 3 кішка 4 1 і повідець прикріплюється 5 зусиллям і протисилою 6 зусилля собаки. 7 Собака щось робить (крім 1, 9) 8 1 і 2 9 Собака вправляє силу. 10 7 і прикріплена лінія 11 9 і 5 12 1 і 3 13 сила розтягу 14 9 і прикріплена лінія Зазначений відсоток масштабування відноситься до розмірів зразків, показаних тут N = 45 VPN N = 146 VPN N = 101 VPN N = 146 VPN Рисунок 4.4.46 Порівняння найбільш частих (у загальній вибірці N = 511 VPN, згаданих принаймні 7 разів) відповідей на запитання 5 з результатами запитання 15 для групи Р (N = 146 VPN). Показані лише відповіді від 100 VPN. Кодування класів відповідей наведено в таблиці 4.4.3.

160 4 Емпіричне дослідження технічної термінології механіки Питання 10 (Частина 1) Що спонтанно спадає на думку про Крафта? 1.), 2.), 3.) 50 найбільш часто згаданих ідей (у загальній вибірці принаймні 5 разів). Загальна вибірка: N = 511 VPN 5% 10% 15% енергетична сила, сильна F = ma М'язи Ньютона продукти роботи/компанія KRAFT сила руху м'язової сили - це маса, примножена в прискорення Фізично сильна людина, сила сили Лоренца Привабливість спорт відцентрова сила фізичний розмір сила електростанції вага магнітна сила двигун F = m v²/r, F = m ω² r сила тягової сили зустрічна сила Є різні типи. Імпульсний струм. має один напрямок зусиль бодібілдинг сил F = p/t механіка одиниця Ньютон прискорення потужність фізика F = mv сила тяжіння різні сили робота = сила разів відстань Рисунок 4.4.48 50 у загальній вибірці (N = 511 VPN) найчастіше (принаймні 5 разів) асоціації, згадані у питанні 10 (частина 1). Всього було названо 431 різну асоціацію. У ньому показано 530 згадувань із загальної кількості 1246.

4.4 Основні результати опитування 171 їх прогнози. Згідно з дослідженням Юнга, учні (до 11 класу) не розуміють слово інерція як фізичний термін [JUNG81a]. Запитання 16 (Частина 1) Оцінка таких тверджень A: Якщо сила деякий час працювала, вона використовується. жодна відповідь не правильна χ² = 27,93 не згоден Я не можу з цим нічого зробити χ² = 26,94 B: Немає руху без сили. немає відповіді true χ² = 17,57 true χ² = 18,29 Я нічого не можу зробити з цим C: Тіло рухається лише до тих пір, поки на нього діє сила. немає відповіді true false χ² = 31,47 χ² = 53,26 Я не можу нічого вдіяти з цим χ² = 10,22 L група: N = 253 VPN P група: N = 146 VPN всього: N = 399 VPN всього: N = 399 VPN Рисунок 4.4.54 Відповіді на запитання 16 (частина 1) залежно від фізичного виховання.

4.4 Основні результати опитування 173 Питання 16 (Частина 2) Використання певних дієслів у зв’язку зі словом Kraft. відпочиваючий більярдний м'яч. біг більярдний м'яч. може: немає відповіді χ² = 4,17 χ² = 5,19 χ² = 4,90 χ² = 7,83 не мають сили вправу сили ні/ні. припаркований автомобіль. наближається машина. може: χ² = 4,83 жодна відповідь не має сили вправу сили ні/ні. сплячий кінь. Кінь тягне візок. може: χ² = 6,52 χ² = 5,39 жодної відповіді не мають сили вправи сили ні/ні. натягнута мотузка. Гачки, між якими sp. Повідець висить. може: χ² = 7,44 χ² = 7,37 χ² = 4,80 жодної відповіді не має сили силових вправ як ні, ні χ² = 4,85 χ² = 4,85 L-група: N = 253 VPN P-група: N = 146 VPN загалом: N = 399 VPN загалом: N = 399 VPN Рисунок 4.4.55 Відповіді на запитання 16 (частина 2) залежно від фізичного виховання.