Przyspieszający samochód

Poprawna odpowiedź

Nie, Nie, Nie, Nie

Wymaganie ogólne

1 Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych.

Wymaganie szczegółowe

1.1. Ruch prostoliniowy i siły. Uczeń posługuje się pojęciem prędkości do opisu ruchu/ przelicza jednostki prędkości
1.5. Ruch prostoliniowy i siły. Uczeń odróżnia prędkość średnią od chwilowej w ruchu niejednostajnym
1.6. Ruch prostoliniowy i siły. Uczeń posługuje się pojęciem przyspieszenia do opisu ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego

Komentarz

Zadanie sprawdza umiejętność wnioskowania na podstawie podanych informacji i zostało wykorzystane w badaniu, w którym wzięli udział uczniowie klas trzecich gimnazjum. W tekście podano informację na temat prędkości samochodu przy wyjeździe z parkingu oraz  jego prędkości przy wjeździe na autostradę. Podano również czas, jaki zajęło przejechanie tego dystansu. Aby rozwiązać zadanie, uczeń powinien rozstrzygnąć, czy dane te są wystarczające do sformułowania przytoczonych wniosków.

Przede wszystkim z tekstu nie wynika, czy kierowca cały czas jechał (mógł po drodze na chwilę się zatrzymać lub utknąć w korku), mógł też na zmianę przyspieszać i zwalniać. Bez dodatkowych informacji (np. w postaci wykresu zależności prędkości od czasu) trudno cokolwiek wnioskować na temat prędkości średniej samochodu, potrzebnej do obliczenia odległości pomiędzy parkingiem a autostradą. Najwyraźniej jednak nie wszyscy uczniowie dostrzegli ten problem. Pierwsze stwierdzenie prawidłowo oceniło 52% uczniów, uznając je za nieprawdziwe. Być może część uczniów udzielających nieprawidłowej odpowiedzi posłużyła się w swoim rozumowaniu schematem „droga równa się prędkość razy czas”, nie zastanawiając się nad tym, że pasuje on jedynie do przypadku ruchu jednostajnego.

Podobna była rozwiązywalność kolejnej części zadania.  Prawidłowej odpowiedzi udzieliło w tym przypadku 46% uczniów, zaznaczając, że drugie stwierdzenie nie jest prawdziwe. Podana wartość 45 km/h nie jest prędkością średnią na dystansie jaki przebył samochód. Prędkość średnia jest bowiem zdefiniowana jako stosunek przebytej drogi do czasu, w jakim droga ta została pokonana. Tymczasem część uczniów najwyraźniej uznała, że średnia arytmetyczna z dwóch wyników pomiaru prędkości jest tożsama z prędkością średnią.   

Najbardziej problematyczne okazało się dla uczniów trzecie stwierdzenie – prawidłowo oceniło je zaledwie 31% uczniów, zauważając, że nie jest prawdziwe. Jak już wspomniano powyżej, nie posiadamy żadnych informacji na temat zależności chwilowej prędkości samochodu od czasu na trasie pomiędzy parkingiem a autostradą. Fakt, że prędkość samochodu przy wjeździe na autostradę była większa niż przy wyjeździe z parkingu nie jest jednoznaczny z tym, że samochód przyspieszał przez cały czas. Równie dobrze mógł on pokonać większość trasy ze stałą prędkością lub też prędkość mogła rosnąć i maleć, stosownie do panujących na drodze warunków.  

Ostatnia część zadania okazała się najmniej kłopotliwa. Na podstawie podanych danych nie da się stwierdzić, że przyspieszenie miało stałą wartość i aż 77% uczniów oceniło czwarte stwierdzenie jako fałszywe, udzielając tym samym prawidłowej odpowiedzi. Paradoksalnie, dostrzeżenie i zrozumienie tego faktu powinno było pomóc uczniom rozwiązać przynajmniej niektóre z wcześniejszych etapów zadania, uświadamiając im, że nie dysponujemy kompletem informacji, na podstawie których moglibyśmy sformułować poprzednie wnioski.

Całość zadania prawidłowo rozwiązało zaledwie 5% uczniów i w większości byli to uczniowie osiągający najwyższe wyniki z całości testu, którego częścią było prezentowane zadanie. Słaba rozwiązywalność zapewne w dużej mierze wynikła ze słabego zrozumienia zagadnień związanych z ruchem jednostajnym i zmiennym. Również konstrukcja zadania i konieczność udzielenia cztery razy odpowiedzi przeczącej mogły mieć wpływ na wynik. Z dotychczasowych badań przeprowadzonych przez Pracownię Przedmiotów Przyrodniczych wynika, że w przypadku tak skonstruowanych zadań odsetek uczniów prawidłowo rozwiązujących wszystkie części jest wyraźnie mniejszy niż w przypadku zadań, w część podanych stwierdzeń jest prawdziwa, a część – fałszywa.

Słowa kluczowe