uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Introductory physics students' conceptions of algebraic signs used in kinematics problem solving
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Physics, Department of Physics and Astronomy, Physics Didactics.
2014 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The ways that physics students’ conceptualize – the way they experience – the use of algebraic signs in vector-kinematics has not been extensively studied. The most comprehensive of these few studies was carried out in South Africa 15 years ago. This study found that the variation in the ways that students experience the use of algebraic signs could be characterized by five qualitatively different categories. The consistency of the nature of this experience across either the same or different educational settings has never given further consideration. This project sets out to do this using two educational settings; one similar to the original South African one, and one at the natural science preparatory programme known as basåret at Uppsala University in Sweden.

The study was carried out under the auspices of the Division of Physics Education Research at the Department of Physics and Astronomy at Uppsala University in collaboration with Nadaraj Govender, University of KwaZulu-Natal, who performed the original study while completing his PhD at the University of the Western Cape, South Africa.

This study is situated in the kinematics section of introductory physics with participants drawn from the natural science preparatory programme at Uppsala University and physical science preservice teachers’ programme at the University of KwaZulu-Natal, South Africa. The participating students completed a specially designed questionnaire on the use of signs in kinematics problem solving. A sub-group of these students was also purposefully selected to take part in semi-structured interviews that aimed at further exploring their experiences of algebraic signs. The students’ descriptions and answers were categorized using Nadaraj Govender’s set of categories, which had been constructed using the phenomenographic research approach. This approach is designed to enable finding the variation of ways people experience a phenomenon. The process of sorting the data was grounded in this phenomenographic perspective. From this categorization it was possible to identify four of the original five categories amongst the participating students.

The results suggest that these four categories remain educationally relevant today even if the context is not the same as the one for the original findings. Although one of the original five categories was not found, the analysis cannot be taken to definitely eliminate this from the original outcome space of results. A more extensive study would be needed for this and thus a proposal is made that further studies be undertaken around this issue.

The study ends by suggesting that physics teachers at the introductory level need to obtain a broader understanding of their students’ difficulties and develop their teaching to better deal with the challenges that become more visible in this broader understanding. 

Abstract [sv]

På vilka sätt fysikstudenter föreställer sig och förstår användandet av algebraiska tecken i vektorkinematik har endast studerats i mindre utsträckning. Den mest omfattande av dessa få studier genomfördes i Sydafrika för 15 år sedan. Denna studie upptäckte att variationen av de sätt studenter upplever användandet av algebraiska tecken på kunde karaktäriseras genom fem kvalitativt olika kategorier. Hur solida dessa upplevelser är i en liknande eller helt annan utbildningsmiljö har däremot inte studerats vidare. Detta projekt ämnar till att göra detta genom att använda två olika studentgrupper; en liknande den ursprungliga gruppen i Sydafrika, samt det tekniskt-naturvetenskapliga basåret vid Uppsala universitet, Sverige.

Studien har genomförts med stöd från avdelningen för fysikens didaktik vid institutionen för fysik och astronomi vid Uppsala universitet i samarbete med Nadaraj Govender, University of KwaZulu-Natal, Sydafrika, som genomförde den ursprungliga studien under sin doktorandutbildning vid University of the Westen Cape, Sydafrika.

Denna studie är begränsad till den del av den grundläggande fysiken som behandlar kinematik och innefattade deltagare från det tekniskt-naturvetenskapliga basåret vid Uppsala universitet samt tredje års studenter vid physical science preservice teachers’ programme, University of KwaZulu-Natal, Sydafrika. De deltagande studenterna genomförde ett specialdesignat frågeformulär kring användandet av algebraiska tecken för att lösa kinematiska problem. En del av dessa studenter valdes sedan ut för att delta i semi-strukturerade intervjuer som syftade till att vidare utforska deras upplevelser kring algebraiska tecken. Studenternas beskrivningar och svar kategoriserades med hjälp av Nadaraj Govenders fem kategorier som tagits fram genom ett fenomenografiskt tillvägagångssätt. Detta tillvägagångssätt är framtaget för att kunna hitta variationen av hur människor upplever ett fenomen. Sorteringsprocessen grundades i detta fenomenografiska perspektiv. Från denna kategorisering var det möjligt att identifiera fyra av de fem ursprungliga kategorierna bland de deltagande studenterna.

Fyra av de fem ursprungliga kategorierna som föreslagits av Govender återfanns genom denna studie varför dessa kategorier föreslås förbli relevanta idag även om utbildningsmiljön skiljer sig från den ursprungliga. Trots att den femte kategorin inte hittades kan denna inte definitivt exkluderas från det outcome space som beskriver studenters upplevelser för algebraiska tecken. Det föreslås att vidare studier undersöker förekomsten av denna kategori.

Studien avslutas med att föreslå att fysik lärare på grundnivå behöver få en bättre förståelse för sina studenters svårigheter samt att de behöver utveckla sin undervisning för att bättre kunna hantera dessa svårigheter och på så sätt göra undervisningen mer anpassad för mångfalden av studenterna. 

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 23 p.
Series
FYSAST, FYSKAND1011
Keyword [en]
Algebraic signs, conceptions, introductory kinematics, phenomenography
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-226936OAI: oai:DiVA.org:uu-226936DiVA: diva2:727797
Educational program
Bachelor Programme in Physics
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-06-24 Created: 2014-06-23 Last updated: 2014-06-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

MoaEriksson_IntroductoryPhysicsStudentsConceptionsofAlgebraicSigns(1077 kB)466 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1077 kBChecksum SHA-512
39dd0e22ba3b6ee2c4ed87290e52b01d9b775dce69f2b2e21dc87065980f3b19a4b9d8f4ebe3fc479ca477fe457587fb3d6f316beded27002b9adf145927b6e6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Physics Didactics
Physical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 466 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 526 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf