Istraživanje studentskog razumijevanja mjerenja i usporedbe izmjerenih podataka

master's thesis

• Author: Petra Martinjak
• Mentor: Ana Sušac (mentor)
• Committee member: Ana Sušac (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Emil Tafra (član povjerenstva)
• Committee member: Željka Milin-Šipuš (član povjerenstva)
• Committee member: Ljiljana Arambašić (član povjerenstva)
• Committee member: Nikola Poljak (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Mathematics); Zagreb
• Defense date and country: 2015-09-23, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Mathematics

Abstract

Istraživanje studentskog razumijevanja mjerenja i nesigurnosti kod mjerenja provedeno je na 131 studentu nastavničkih studija fizike s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu. 101 student testiran je pismeno, a preostalih 30 rješavali su test na računalu gdje su im ujedno mjereni i pokreti očiju. Test konstruiran za ovo istraživanje sadržavao je 8 zadataka. U prvom dijelu zadatka studenti su trebali odabrati jedan od ponuđenih odgovora, a u drugom dijelu zadatka svoj su odabir trebali obrazložiti. Zadatci su provjeravali razumijevanje mjerenja i usporedbe izmjerenih podataka, te razumiju li studenti što su točnost i preciznost mjerenja i kako se zapisuje konačan rezultat mjerenja. Rezultati istraživanja su pokazali da studenti imaju poteškoća u tom području fizike. Najlošije je riješen zadatak u kojem je trebalo odrediti broj koji najbolje predstavlja skup mjerenja s time da je jedan od rezultata mjerenja bio netipična vrijednost. Nadalje, jedan dio studenata imao je poteškoća u razumijevanju i razlikovanju pojmova točnosti i preciznosti mjerenja te s uspoređivanjem rezultata mjerenja. Najbolje je riješen zadatak u kojem se tražio ispravan zapis konačnog rezultata mjerenja. Primjenom statističkih testova potvrđeno je da grafički prikaz podataka pomaže u rješavanju zadataka, te da su studenti viših godina postigli bolje rezultate od studenata prve godine. Mjerenjem pokreta očiju određeni su dijelovi zadatka na kojima su se studenti najduže zadržali, dobivene su informacije o broju fiksacija po pojedinim područjima interesa, napravljene su toplinske karte itd. Iz dobivenih podataka moglo se vidjeti kako su se studenti koji su imali grafički prikaz podataka znatno kraće zadržali na području koje je obuhvaćalo popis izmjerenih vrijednosti. Rezultati dobiveni ovakvim načinom testiranja, ponovno su potvrdili da grafički prikaz pomaže u boljem razumijevanju rezultata mjerenja. Kako bi se poboljšalo učeničko i studentsko razumijevanje mjerenja, nastavnici bi sa studentima trebali više raspravljati o samom postupku mjerenja i analizi dobivenih podataka. Dakle, tijekom nastave fizike s učenicima treba raspravljati o broju koji najbolje opisuje skup mjerenja, o tome kako postupati s netipičnom vrijednosti, na što treba obratiti pažnju prilikom usporedbe rezultata nekoliko skupina mjerenja te što je konačan rezultat mjerenja.

Abstract (english)

The study of student understanding of measurement and uncertainty was carried out on 131 prospective physics teachers at Faculty of Science in Zagreb. 101 students were assessed by a paper-and-pencil test and the remaining 30 students solved a computerized test including the eye tracking. The test designed for this study consisted of 8 questions. In the first part of the question, students were asked to select one answer from a list of choices, and in the second part of the question they had to explain their choice. Questions referred to understanding of measurement and comparison of measurement results, as well as students’ understanding of the terms of accuracy and precision of measurement and how to write the final result of the measurement. The results showed that students have difficulties in this part of physics. The worst solved question was the one which was designed in order to determine the number that best represents a set of measurements, taking into consideration the fact that one of the measurements was an outlier. One part of the students had difficulties in understanding and distinguishing the terms of accuracy and precision of measurement as well as with comparison of measurement results. The best solved question was the one where students needed to correctly write the final result of the measurement. Statistical tests confirmed that the graphic representation of data helps to solve the question as well as the fact that the senior students achieved better results than the first-year students. The eye tracking method was used in order to determine the parts of the question that kept students’ attention, to provide information about the number of fixations on particular areas of interest, to make heat maps, etc. The obtained data showed that students who had graphical representation of data kept their attention less in the area which included a list of measured values. The obtained results confirm that graphical representation helps in better understanding of the measurement results. In order to improve pupils’ and students’ understanding of measurement, teachers should discuss more about the measurement procedure and data analysis. So, during physics classes the following issues should be discussed with students’: the number that best describes a set of measurements, how to deal with outliers, what to look for during the comparison of the results of several groups of measurement, and what is the final result of measurement and how to write it.

• Keywords: istraživanje studentskog razumijevanja mjerenja; istraživanje studentske nesigurnosti kod mjerenja; mjerenje pokreta očiju
• Keywords (english): study of student understanding of measurement; study of student uncertainty; eye tracking method
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:878237
• Study programme: Title: Mathematics and Physics Education; specializations in: Mathematics and Physics Education; Course: Mathematics and Physics Education; Study programme type: university; Study level: integrated undergraduate and graduate; Academic / professional title: magistar/magistra edukacije matematike i fizike (magistar/magistra edukacije matematike i fizike)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-01-23 11:27:54