ÇÛ Ã Å> Hz ºÑ ÷ ± n ÉU õ u § T “ Ó Þ” X ¢  ¹ Œ ½ 4 G › È ì Å× D w ‹• ¤ ] K ¡ ø p © z »8 ý 4 ® oÊ Ý X ì Ä “ Ó Þ

° ‚

ÇÛ Ã Å> Hz ºÑ ÷ ± n ÉU õ u § T “ Ó Þ” X ¢  ¹ Œ ½ 4 G › È
ì Å× D w ‹• ¤ ] K ¡ ø p ©  z »8 ý 4 ®  oÊ Ý X ì Ä “ Ó Þ

T

+ ä \ 8 ; · # lQ # Ü  ·  ™ »€ Ða : @ · =  * > ·  ™ »^ ï B õ i ;

ô

 Dz D G “ §" é ¶ @ /† < Ɠ § Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ õ , Ø  æ· ¡ ¤ 363-791

(2009¸   6 Z 4 17{ 9  ~ à Î6 £ §, þ j7 á x à º& ñ ‘ : r 2009¸   7 Z 4 13{ 9  ~ à Î6 £ §)

\ P

 2 ; r– Ðü < ] X t   ) a  r– Ð\  ¦ : Ÿ x # Œ  € Œ •  ) a š ¸> h¥ Æ `  ¦ õ † < Æ& h  > h¥ Æ Ü ¼– Ð    or v l  0 Aô  Ç “ §Ã º † < Æ_ þ v



« Ñ\  ¦ > hµ 1 Ï # Œ È Ò{ 9  % i  . † < ÆÒ q t[ þ t“ É r \ P  2 ; r– Ðü < { Œ —˜ 2 ³ r– Ð_  s & h `  ¦ & ñ S X ‰ >  ½ ¨ì  r t  3 l w “ ¦ e ”

# Q \ P  2 ; r– Ð\ " f• ¸ 6 Ÿ § _  Z O g Ë :`  ¦  6   x   H  ⠆ ¾ Ós  y © œ > 
 
“ ¦ e ”  . ¢ ¸ô  Ç, ] X t  r– Ð\ " f  H & ñ

„

 l   © œ S ! õ  ™ D ¥Ž 7 H # Œ Á º› ¸|  ] X t  A á ¤ Ü ¼– Ð „  À Ó â ì É r    H  ⠆ ¾ Ós  y © œ > 
 z Œ ¤ . \ P  2 ; r– Ѝ  H „  

[ þ t _  s 1 l x s  \ O   H  © œI s Ù ¼– Ð & ñ „  l   © œ S ! s  “ ¦ ½ + É Ã º e ”   H X <, & ñ „  l \ " f C î  r > h¥ Æ `  ¦ ] j@ /– Ð & h  6

x t  3 l w “ ¦ e ” Ü ¼ 9, ì ø Í@ /– Ð ] X t   ) a  r– Ð\ " f  H „  À Ó â ìØ Ô  H  © œ S ! `  ¦ & ñ „  l   © œ S ! Ü ¼– Ð ¸ ú ˜3 l w “  d ” 

# Œ ² ú š`  ¦ “ ¦ e ” # Q & ñ „  l ü < „  À Ó â ìØ Ô  H  © œ S ! \  @ /ô  Ç " î S X ‰ ô  Ç  © œ S ! “  d ” `  ¦ ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ “ §Ã º † < Æ _

þ

v  « Ñ\  ¦ > hµ 1 Ï # Œ È Ò{ 9 ô  Ç   õ  † < ÆÒ q t[ þ t“ É r õ † < Æ& h  > h¥ Æ `  ¦ t >  H † d`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

PACS numbers: 01.40.Ej, 01.40.Jp

Keywords:>h¥Æo, „ÀÓ, \P2;r–Ð, ]Xt, “§Ãº †<Æ_þv«Ñ

I. " e  ] Ø

„

 l  r– Ð\  ¦ ì  r$ 3    H  כ \  e ” ¸ n q ô  Ç “ ¦1 p x † < ÆÒ q ts 
 @ /† < Æ Ò q

t[ þ t s  à º† < Æ& h Ü ¼– Ð ë  H ] j\  ¦ K      H “ §¹ ¢ ¤“ É r ´ ú §s  ~ à ΀ Œ ¤ 6

£

§ \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ „  l  r– Ð\  @ /ô  Ç  Å Ò l œ í& h “   > h¥ Æ 

›

¸  — ¸Ø ԍ  H  â Ä º\  ¦ ´ ú §s  µ 1 Ï| ô  Ç  [1]. Ó ü t o “ § ü < † < Æ Ò q

t[ þ t`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð „  l  r– Ð   à º(„  · ú š, „  À Ó, $ † ½ Ó 1 p x)[ þ t



s _  l 0 p x& h “   › ' aº  $ í \  @ /ô  Ç s K • ¸\  ¦ › ¸ ô  Ç   õ 

†

< ÆÒ q t[ þ t“ É r „  · ú š`  ¦ „  À Ó_  " é ¶ “  Ü ¼– Ð ˜ Ðt  · ú §“ ¦ „  · ú š“ É r „   À

Ó\  _ K  µ 1 ÏÒ q tô  Ç “ ¦ Ò q ty Œ •  9 „  À Ó\  ¦  r– Ð K $ 3 _  Å Ò

>

h¥ Æ Ü ¼– Ð ˜ Г ¦ e ”   [2]. Ä ºo 
  † < ÆÒ q t[ þ t“ É r œ í1 p x † < Ɠ § M

: „  t ü < „  ½ ¨ „  ‚  Ü ¼– Ð ƒ     ) a { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f „  ½ ¨ _

 Ô  ¦ s  & t   H  כ `  ¦ z  ´+ « > “ ¦ „  t _  f ” § > =ƒ    õ  # î § > =

ƒ

   \ " f „  ½ ¨_  µ 1 ßl \  ¦ q “ §   H X <, z  ´+ « >`  ¦ : Ÿ x K  „  t  _

 ƒ      © œI \    É r „  ½ ¨_  µ 1 ßl \  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º  H e ” t  ë

ß – Õ ª s Ä »\  @ /K " f  H [ O " î t  · ú §l  M :ë  H \  † < ÆÒ q t[ þ t s  z 

´+ « >   õ \  ¦ € Œ ™l K     H  © œ S ! s   [3]. Ê ê5 Å q † < Ƹ  \ 

"

f „  l  é ß –" é ¶`  ¦ : Ÿ x K  „  · ú šõ  „  À Ó_  › ' a > \  ¦ > 5 Å q † < Æ_ þ v 

€

 " f „  t   H = å Se ” \ O s  1 p x  © œ t ë ß – „  0 Aü < „  0 A \  @ / ô

 Ç > h¥ Æ “ É r d ”  o ‚  × þ ˜ õ 3 l q \ " f  À Ò# Qt l  M :ë  H \  † < ÆÒ q t [

þ

t s  „  · ú š\  @ /ô  Ç > h¥ Æ `  ¦ & ñ w n  l  # Q 9î  r z  ´& ñ s  . ¢ ¸ ô

 Ç ] j7  õ † < Æõ  “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ " f œ í1 p x † < Ɠ § 4† < Ƹ   s Ê êÂ Ò '

 { Œ —˜ 2 ³ r– Ð_   © œ S ! \  e ” ¸ n q l  M :ë  H \  d ”  o ‚  × þ ˜ õ 3 l q

∗E-mail: [email protected]

“

  Ó ü t o  a\ " f » ¡ ¤„  l _  " é ¶ o \  ¦ ] X  t  · ú §  H  €   „  l 

› '

aº   é ß –" é ¶`  ¦ : Ÿ x K  † < ÆÒ q t[ þ t s  \ P  2 ; r– Ð  © œ S ! `  ¦ ] X  l   H

~ 1

t  · ú § .

] X

t \  › ' a ô  Ç ? /6   x Ü ¼– Ѝ  H „  l l _  î ß –„  ô  Ç  6   x \  @ / ô

 Ç ? /6   x \ " f ] X t  € 9 כ ¹ô  Ç „  l l   H ì ø Í× ¼r  ] X t K 

"

f  6   x ô  Ç “ ¦ ƒ  / å L €  " f ] X t ê ø Í „  l  l l _  ü @† < Êõ 

@

/t  ç ß –`  ¦ „  ‚  Ü ¼– Ð ƒ     # Œ, „  l  l l _  ü @† < Ê`  ¦ @ /t  ü

< ° ú  “ É r 0 V  ÷ &• ¸2 Ÿ ¤   H  כ s  “ ¦ ‚ à Г ¦– Ð ] jr  “ ¦ e ”

  [4]. õ † < Ɠ §õ " f_   â Ä º ] X t    H ´ ú ˜“ É r \ O “ ¦ & ñ „  l 

 Á º% Á s  9 # Qb  G>  µ 1 ÏÒ q t   H t , µ 1 ÏÒ q t ) a & ñ „  l \  ¦ ˆ ½ ÓÜ ¼

–

Ð f  Ë  Q• ¸2 Ÿ ¤   H \ Vr  & ñ • ¸– Ðë ß – ƒ  / å L ÷ &# Q e ”  
 [5]

„

 l \  ¦ î ß –„   >   6   x l  0 AK " f  H # Qb  G>  K   ½ + É t 

\

 ¦ ƒ  / å L €  " f ] X t ‚  _   Œ •1 l x " é ¶ o  Á º% Á “  t \  ¦ ¶ n s  H

?

/6   x s 
ü < e ”  .

“

¦1 p x † < ÆÒ q tõ  @ /† < ÆÒ q t`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð „  0 A x 9  ] X t \  @ /ô  Ç s

K  & ñ • ¸\  ¦ › ¸ ô  Ç   õ  [6] „  0 Aü < ] X t \  @ /ô  Ç š ¸> h

¥ Æ

s  B Ä º ´ ú §€ Œ ¤  H X < { Œ —˜ 2 ³ r– И Ð  \ P  2 ; r– Ð\ " f š ¸² ú šÖ  ¦ s

  Z 41 p x y  Z  } € Œ ¤ . ´ ú §“ É r † < ÆÒ q t[ þ t s  & ñ „  l ü < „  À Ó\  ¦ ½ ¨ì  r

# Œ Ò q ty Œ • t  3 l w % i Ü ¼ 9 „  À Ó â ìØ Ô  H • ¸‚  “ É r „  À Ó

 â ìØ Ôl  „  õ  ° ú  s  > 5 Å q ×  æ$ í  © œI    H  כ `  ¦ “  d ”  t  3

l

w % i “ ¦, „  0 A\  @ /ô  Ç > h¥ Æ s   Ò7 á ¤ ô  Ç  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ .

:

£

¤ y  ] X t \  › ' a ô  Ç Â Òì  r“ É r † < ÆÒ q t[ þ t _  š ¸> h¥ Æ s  ´ ú §€ Œ ¤  H X <

†

< ÆÒ q t[ þ t“ É r „  À Ó â ìØ Ô  H • ¸‚  \  ] X t \  ¦ €   â ìØ Ô~   „   À

Ó ˆ ½ Ó 5 Å q Ü ¼– Ð — ¸¿ º f  Ë  Q! Qo Ù ¼– Ð  8 s  © œ • ¸‚  \ " f  H

„

 À Ó â ìØ Ôt  · ú §>   ) a    H Ò q ty Œ •`  ¦ ´ ú §s  t “ ¦ e ” % 3 “ ¦,

-240-

] X

t  €   • ¸‚  s  = å S # Q”   \ P  2 ; r– Г    כ % ƒ! 3  Ò q ty Œ • l • ¸

% i  . † < ÆÒ q t[ þ t s  & ñ „  l ü < „  À Ó s  ¿ º > h¥ Æ `  ¦ Z > > h– Ð “   d ”

† < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ l @ /   H > h¥ Æ † < Æ_ þ v \  • ¸² ú ˜ t  3 l w   H ë  H ] j

&

h  [7], s  ë  H ] j& h `  ¦ K    l  0 AK  „   _  s 1 l x`  ¦ „   

|

¾ Ó 8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K  ˜ Ð# Œï  r ƒ  ½ ¨   õ  [8]  H — ¸¿ º & ñ „  l \ " f

„

 À Ӗ Ð  Å # Q  H õ & ñ `  ¦ Ø Ôu l  0 AK  “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ _  > h

‚

 `  ¦ ] jî ß –   H r • ¸[ þ t s   ½ + É Ã º e ”  ’ x .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H \ P  2 ; r– Ðü < ] X t   ) a  r– Ð\  ¦ : Ÿ x # Œ  

€

Œ

•  ) a š ¸> h¥ Æ `  ¦ ì  r$ 3  # Œ “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ\  ¦ > hµ 1 Ï “ ¦ Õ ª

´

òõ  # Q* ‹ô  Çt \  ¦ · ú ˜ ˜ Г ¦  % i  . \ P  2 ; r– Ðü < ] X  t

  ) a  r– Ð\  ¦ : Ÿ x # Œ & ñ „  l ü < „  À Ó â ìØ Ô  H  © œ S ! \  @ / ô

 Ç " î S X ‰ ô  Ç “  d ” `  ¦ ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ „  l  > h¥ Æ  “ §

¹

¢

¤ \ " f „  · ú šõ  ] X t \  @ /ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t _  õ † < Æ& h  > h¥ Æ Ü ¼– Ð _

    o\  ¦ [  v “ ¦  % i  .

II. Ž ì ŏ ŒU ê s0 n É

1. Ž ì ŏ Œ6 V ê s

 â

l • ¸ ™ èF _  z Œ ™ ./ B N † < Æ “ ¦1 p x † < Ɠ § 1† < Ƹ   6> h † < Æ/ å L † < Æ Ò q

t`  ¦ ƒ  ½ ¨@ / © œÜ ¼– Ð % i Ü ¼ 9 z Œ ™  85" î # Œ  75" î 8 ú x 160" î `  ¦ ‚  & ñ % i  .  8 ´ ú §“ É r † < ÆÒ q t[ þ t s  ƒ  ½ ¨\  ‚ à Ð# Œ % i  Ü

¼
 [ O ë  H _  ´ ú §“ É r ë  H † ½ Ó\  ² ú š`  ¦ t  · ú §“ É r † < ÆÒ q t[ þ t“ É r ì  r$ 3 

\

" f ] jü @ % i  .

2. Ž ì ŏ Œ ± n Ç 

„

 · ú šõ  ] X t \  @ /ô  Ç ‚  ' Ÿ ƒ  ½ ¨\  ¦ › ¸  “ ¦ ì  r$ 3  % i Ü ¼ 9 õ † < Æ, l Õ ü t & ñ õ  “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ 5 Å q _  „  l ? /6   x`  ¦ › ¸  

%

i  . „  · ú šõ  ] X t \  @ /ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t _   „   > h¥ Æ `  ¦  € Œ •½ + É Ã

º e ”   H  „    Ž   ë  H † ½ Ó`  ¦ ] j Œ • # Œ z  ´r ô  Ç Ê ê,  „    Ž 



   õ 
 è ß – † < ÆÒ q t[ þ t _  š ¸> h¥ Æ `  ¦ ž Ð@ /– Ð  © œ l œ í& h 

“

  ? /6   x  Ò'  é ß –> & h Ü ¼– Ð > h¥ Æ `  ¦ · ú ˜ ° ú ˜ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤   H

“

§Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ\  ¦ > hµ 1 Ï % i  . > hµ 1 Ï  ) a “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ

\

 ¦ “ ¦1 p x † < Ɠ § 1† < Ƹ   õ † < Æ Ã º\ O  r ç ß –\  „  l  \  -t  é ß –" é ¶

`

 ¦ C î  r Ê ê 4r ç ß –\    5 g & h 6   x % i  . & h 6   x Ê ê  Ê ê Ž  

\

 ¦ z  ´r  # Œ  „   Ž  ü < ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð † < ÆÒ q t[ þ t _  ² ú š   õ

 s Ä »\  ¦ ë  H † ½ ÓZ > – Ð & ñ o  % i “ ¦ 6 £ x ² ú šÒ  ¦`  ¦ ½ ¨ % i  . Õ ª o

“ ¦  „  ,  Ê ê & ñ ² ú šÒ  ¦`  ¦ ½ ¨ # Œ \ O  
 † ¾ Ó © œs  e ” % 3   H t

 q “ § % i  . s M :  „   Ž  \  q K  è ß –s • ¸ Z  }“ É r ë  H

†

½ ÓÜ ¼– Ð  Ê ê Ž  ë  H † ½ Ó`  ¦ ½ ¨$ í # Œ z  ´] j `  ¦   É r õ † < Æ> h¥ Æ 

`

 ¦ ”   † < ÆÒ q t[ þ t s  \ O  
 7 £ x  % i   H t \  ¦ ¹ 1 ԍ  H X < Å Ò§ 4 

% i  .

3.   ¹ Å ß e È Ñ ÷  œ Ä ß e È  à U Ø]  § 4 ®  o



„    Ž  ü <  Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó`  ¦ { Œ —˜ 2 ³ r– Ð ë  H † ½ Ó, \ P  2 ; r

–

Ð ë  H † ½ Ó, ] X t  r– Ð ë  H † ½ Ó_  [ j Õ ªÒ  ¨ Ü ¼– Ð
¾ º# Q ½ ¨$ í % i 



.  „    Ž    H { Œ —˜ 2 ³ r– Ð 1ë  H † ½ Ó, \ P  2 ; r– Ðü < ] X t  r– Ð



 H y Œ • 2ë  H † ½ Óm ”  5ë  H † ½ ÓÜ ¼– Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3 “ ¦  Ê ê ë  H † ½ ӓ É r [ j Õ ª Ò

 ¨ _  y Œ • 2ë  H † ½ Óm ”  8 ú x 6ë  H † ½ ÓÜ ¼– Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3  . ] j Œ •  ) a ë  H † ½ Ó

“ É

r  í  H% ò (2002)_   Ž  ë  H † ½ Ó`  ¦ à º& ñ ô  Ç ë  H † ½ Óõ  f ” ] X  > hµ 1 Ï ô

 Ç ë  H † ½ Ó`  ¦ Ÿ í† < Ê % i  .  „  · Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó_  ½ ¨^ ‰& h “  

?

/6   x“ É r Table 1 õ  Table 2ü < ° ú   .

4.  ¹ Å°  qÊ Ý ± n ÉU  w ‹• ¤ ] K ¡ ø p ©  z » 4 ®  o



„    Ž     õ 
 è ß – † < ÆÒ q t[ þ t _  „  · ú šõ  ] X t \  @ /ô  Ç

>

h¥ Æ `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç   õ  „  · ú šs  „  À Ó\  ¦ â ìØ Ô>    H " é ¶ “  s  9 { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f_  $ † ½ Ó € ª œé ß –“ É r „  · ú šs  8 £ ¤& ñ ÷ &t ë ß – \ P 



2 ; r– Ð\ " f_  $ † ½ ӓ É r „  ‚  õ  ° ú  “ É r % i ½ + É`  ¦ † < Ê`  ¦ · ú ˜>  



 H „  · ú š “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ_  > hµ 1 Ïs  € 9 כ ¹† < Ê`  ¦ · ú ˜>  ÷ &% 3  .

] X

t \  @ /K " f  H & ñ „  l \ " f_  ] X t ü < „  À Ó\ " f_  ] X t 

\

 ¦ ½ ¨ì  r ½ + É € 9 כ ¹ e ” % 3  . õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ „  ë  H  2“  õ  ‰ & ³ © œ

“

§  6" î _  # Œ Q Y V\    • 2 ; [ jp 
\  ¦ : Ÿ x K  „  · ú šõ  ] X  t

 “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ_  ½ ¨$ í ? /6   x`  ¦ ‚  & ñ % i  . “ §Ã º † < Æ _

þ

v  « Ñ_   { © œ$ í `  ¦ Z  } s l  0 AK  ‰ & ³ © œ“ §  3" î _   Ž ž Ð Ê

ê à º& ñ ˜ Ð ¢ - a % i “ ¦, “ ¦1 p x † < Ɠ § 1† < Ƹ   † < ÆÒ q t`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð

\

Vq È Ò{ 9 `  ¦  5 g “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ\  ¦ ¢ - a$ í % i  .

III. Ž ì ŏ Œ+ s ÇÊ Ý

1.   ¹ Å ß e È õ u § —  ޔ X ¢ ] K ¡t  ô p §8 ý  ¹ Å°  qÊ Ý ± n ÉU ; c 6 

” X

¢ 4 G › È



„    Ž   ë  H † ½ Ó 1“ É r „  · ú š\  @ /K  " î S X ‰ y  · ú ˜“ ¦ e ”   H t 

\

 ¦ › ¸  l  0 Aô  Ç ë  H † ½ ÓÜ ¼– Ð" f $ † ½ Óõ  | „  t  € ª œé ß –\ " f

„

 · ú šs  10 V   H  כ õ  • ¸‚  \ " f_  „  · ú š“ É r  _  0 V“  t 

\

 ¦ · ú ˜“ ¦ e ”   H t  ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  .

õ

† < Æ& h  > h¥ Æ `  ¦ ”   † < ÆÒ q t“ É r ƒ  ½ ¨\  ‚ à Ð# Œô  Ç 8 ú x † < ÆÒ q t ×  æ Ô

 ¦ õ  3" î s % 3 Ü ¼ 9 @ / Òì  r _  † < ÆÒ q t[ þ t s  $ † ½ Óõ  › ' a > \ O s 

„

 · ú š“ É r † ½ Ó © œ { 9 & ñ Ù ¼– Ð ¢ ¸  H = å S # Q”    Òì  r s  \ O Ü ¼Ù ¼– Ð

„

 ‚  , $ † ½ Ӏ ª œé ß – — ¸¿ º „  t „  · ú šõ  ° ú  s  10 V “ ¦ ² ú šK   r

–

Ð\ " f „  · ú š\  @ /ô  Ç & ñ S X ‰ ô  Ç > h¥ Æ `  ¦ ° ú “ ¦ e ” t  · ú §“ É r  כ Ü ¼

–

Ð › ¸ ÷ &% 3  . ¢ ¸ô  Ç „  t _  € ª œF G A á ¤ „  ‚  € ª œé ß –˜ Ð   H „   t

_  6 £ §F G A á ¤ $ † ½ Ӏ ª œé ß –_  „  · ú š`  ¦ ± ú  “ ¦ Ò q ty Œ •  
 $ 

†

½ Ó ° ú כs  Å Ò# Qt t  · ú §€ Œ ¤Ü ¼Ù ¼– Ð $ † ½ Ó € ª œé ß –_  „  · ú š`  ¦ — ¸ É r

Table 1. Questionaries in Pre-test.

Question numbers Categories Contents of questions

1 Closed circuit a complete circuit consisting of a bulb and a battery (Potential difference between each points)

2 Open circuit 1 an incomplete circuit that one side of the battery is not connected to the other by electric wire (Potential difference between each points)

3 Open circuit 2 an incomplete circuit that one side of the battery(+) is not connected to the other in Question 1 (Potential difference between each points)

4 Earth 1 an incomplete circuit that one side of the battery(–) is connected to the ground in Question 1 (Potential difference between each points)

5 Earth 2 a real circuit that one side of the battery(+) is connected to the ground in Question 4 (Potential difference between each points)

Table 2. Questionaries in Pre-test.

Question numbers Categories Contents of questions

1 Closed circuit 1 a circuit with three resistors in series (Potential difference between each points) 2 Closed circuit 2 a circuit with two resistors in parallel

(Potential difference between each points)

3 Open circuit 1 a circuit that not connect one side of the resistor in Question 2 (Potential difference between each points)

4 Open circuit 2 a circuit that not connect one side of the battery(–) to the other side in Question 2 (Potential difference between each points)

5 Earth 1 a circuit that connect one side of the battery(+) to the ground in Pre-test Question 3 6 Earth 2 Operation of electric home appliances when they are grounded

Fig. 1. Voltages in a closed circuit (Pre-test Problem 1).



“ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t s  ´ ú §€ Œ ¤ . z  ´] j– Ð † < Ɠ §‰ & ³ © œ\ " f Å Ò

–

Ð  À ҍ  H ë  H ] j  H $ † ½ Ӏ ª œé ß –_  „  · ú šs  \ O  “  \  ¦ ¶ n s  H ë

 H † ½ Ós  @ / Òì  r s l  M :ë  H \  $ † ½ Ó € ª œé ß –_  „  · ú š`  ¦ ´ ú >  6 £ x

² ú

šô  Ç † < ÆÒ q t“ É r ´ ú §€ Œ ¤t ë ß – s   H { 9  Òì  r ë ß –`  ¦    H  כ s “ ¦  r

–

Ð „  ^ ‰\  @ /K   Ø Ô>  6 £ x ² ú šô  Ç  כ s   m Ù ¼– Ð & ñ ² ú šÜ ¼– Ð

“

 & ñ t  · ú §€ Œ ¤ .   " f  r– Ð y Œ •  Òì  r _  „  · ú š t  — ¸¿ º

&

ñ S X ‰ >  6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t“ É r F G y  & h “ É r  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ .



„    Ž   ë  H † ½ Ó 2  H \ P  2 ; r– Ð\ " f „  ‚  _  ? / Ò$ † ½ Ó`  ¦ Á

ºr ½ + É M : ƒ    ÷ &# Q e ”   H „  ‚    ^ ‰ € ª œé ß –_  „  · ú šs  0 s  Ù

¼– Ð „  t ü < ƒ     ) a „  ‚  “ É r „  t _  F G`  ¦ ƒ   © œr & Z  ~“ É r

 כ

õ  ° ú     H  כ `  ¦ · ú ˜“ ¦ e ”   H t \  ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  . s   H  r

Fig. 2. Voltage in open circuit (Pre-test Problem 2).

–

Ð\  „  À Ó â ìØ Ôt  · ú §`  ¦ M : • ¸‚  s  • ¸^ ‰s “ ¦   " f | 

„

 t \  ƒ     ) a y Œ • „  ‚  “ É r „  t ü < 1 p x„  0 A  ) a    H > h¥ Æ  s

 .

ë

 H † ½ Ó 3“ É r $ † ½ Ós  ƒ    ÷ &% 3 # Q• ¸ „  À Ó â ìØ Ôt  · ú §Ü ¼€  

$

† ½ ӓ É r „  ‚  õ  ° ú    ƒ     ) a „  t _  F G õ  ° ú  “ É r „  0 A  ) a



  H  כ `  ¦ · ú ˜“ ¦ e ”   H t \  ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  .

41 % _  † < ÆÒ q t[ þ t s  „  t _  € ª œF G \ " f Ò'  = å S # Q”   / B M  t  _

 „  ‚  \   H „  À Ó â ì É r  “ ¦ Ò q ty Œ • # Œ „  t „  · ú šõ  ° ú  

“

É r 10 V  “ ¦ 6 £ x ² ú š % i “ ¦ = å S # Q”   s Ê ê Ò'  „  t _  6 £ §F G



t   H „  À Ó â ìØ Ôt  · ú §  H  “ ¦ Ò q ty Œ • # Œ 0 V “ ¦ ² ú š 

%

i  . ¢ ¸  r– Ð = å S # Q& ’ l  M :ë  H \   r– Ð „  ^ ‰\  „  À Ó â ì

Table 3. Responses for Pre-test Problem 1.

Types Reasonings No

all 10 V in battery, wires, and resistor

voltages are equal in serial connection 28

resistor does not reduce voltage 3

no disconnected part 15

volatge is alwayes constant 39

etc 5

all 10 V except resistor all 10 V except resistor because of unknown resistance about resistor 13 resistor 5 V, wire and battery 10 V voltage is reduced to half in resistance 9 battery 0 V, resistor and wire 10 V all 10 V is consumed because all votage flow 2 resistor and wire of negative side to battery 0 V, voltage become lower when current flows from positive to negative 19 battery and wire of positive side to battery 10 V

resistor and battery 10 V, wire 0 V wire voltage is zero if resistance in wire is negligible 3

etc 15

No response 9

Total 160

Table 4. Responses for Pre-test Problem 2.

Types Reasonings No

battery and wire of positive side 10 V, wire of negative side 0 V No current after disconnected point 66

all 0 V in battery and wires disconnected 61

disconnected point 0 V, wire and battery 10 V no current in only disconnected part 14

disconnected points and battery 10 V, wires of both sides 0 V 1

no response 5

etc 13

Total 160

Fig. 3. Voltage in open circuit with resistor (Pre-test Problem 3).

Ø

Ôt  · ú §  „  ‚  , „  t , = å S # Q”   / B M — ¸¿ º 0 V “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç

†

< ÆÒ q t• ¸ ´ ú §€ Œ ¤ . { 9 Â Ò † < ÆÒ q t[ þ t“ É r = å S # Q”    Òì  r ë ß – „  À Ó â ì Ø

Ôt  · ú §“ ¦ s # Q”    Òì  r“ É r „  À Ó â ì É r  “ ¦ Ò q ty Œ • l • ¸

% i  . = å S # Q”   € ª œé ß –õ  „  t  € ª œé ß –\ " fë ß – „  · ú šs  10 Vs 

“

¦ „  ‚  \ " f_  „  · ú š“ É r 0 V  “ ¦  Ø Ô>  ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t“ É r ë  H

†

½ Ó 2ü < ë  H † ½ Ó 3\ " f y Œ •y Œ • 1" î (0.6 %)\  Ô  ¦ õ Ù þ ¡ .



„    Ž   ë  H † ½ Ó 4  H  „    Ž   1   ë  H † ½ Óõ  ° ú  “ É r  r– Ð

\

 ¦ ] X t Ù þ ¡`  ¦ M : ] X t  „  À Ó_  â ì2 £ § \  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §“ ¦ é

ß –t  „  0 A_  l ï  r`  ¦ ¸ ú š  ï  r    H > h¥ Æ `  ¦    H t  ¶ n s  H ë  H

Fig. 4. Voltage in closed circuit with grounding (Pre-test Problem 4).

†

½ Ós  .

] X

t \  ¦ — ¸ É r    H 6 £ x ² ú šs  ´ ú §€ Œ ¤Ü ¼ 9 ] X t – Ð { 9 Â Ò „  À Ó

 D h

  r– Ð\   H % ò † ¾ ӓ É r Å Òt  · ú §  H  “ ¦  ™ è `  Š“ É r 1

p

w ô  Ç s Ä »\  ¦ & h % 3 Ü ¼
 ² ú š“ É r — ¸¿ º 10 V “ ¦ d  ¦ o >  ² ú š 

%

i  . ] X t  A á ¤ Ü ¼– Ð „  À Ó    ± p  
 ] X t ü < „  ‚  Ü ¼– Ð

„

 À Ó
* '# Q â ì É r  “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t• ¸ ´ ú §€ Œ ¤ . „  À Ó

â

ìØ Ô  H  r– Ð\ " f  H ] X t  „  À Ó_  â ì2 £ § \  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt 

· ú

§  { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f_  „  · ú šõ  ° ú   “ ¦ `  Š >  6 £ x ² ú šô  Ç ô  ÇÒ q t

“

É r 3" î (1.9 %)\  Ô  ¦ õ  % i  .

Table 5. Responses for Pre-test Problem 3.

Types Reasonings No

wire of negative side and resistor 0 V, wire of positive side and battery 10 V No current after disconnected point 65

all 0 V in battery, wires, and resistor disconnected 60

only disconnected points 0 V, all 10 V in battery, wires, and resistor current in only disconnected part 14

disconnected points and battery 10 V, resistor and wires 0 V 1

no resoponse 10

etc 10

Total 160

Table 6. Responses for Pre-test Problem 4.

Types Reasonings No

all 10 V in battery, wires, and resistor current flowing through leak to grounding 33 wire of negative side 0 V, wire of positive side, resistor and battery 10 V electricity leak to grounding 28 wire of positive side, battery, and resistor 10 V, wire of negative side 5 V half current flows to grounding 19 all 0 V in battery, wires, and resistor no current because of grounding 9

resistor and battery 10 V, wires 0 V no current to grounding 3

no response no idea about grounding 52

etc 16

Total 160

Fig. 5. Current in closed circuit with grounding (Pre-test Problem 5).



„    Ž   ë  H † ½ Ó 5  H  „    Ž   ë  H † ½ Ó 4ü < ] X t 0 Au ë ß – ² ú ˜ o

ô  Ç z  ´] j  r– Ð\ " f_  „  À Ó_  â ì2 £ §`  ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  .

] X

t   r– Ð\  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §Ü ¼Ù ¼– Ð { Œ —˜ 2 ³ r– Ð ë  H † ½ Ó

\

" f_  ² ú šõ  ° ú   “ ¦ `  Š >  6 £ x ² ú šô  Ç ô  ÇÒ q t“ É r 2" î (1.3 %)\  Ô  ¦ õ

 % i “ ¦ ] X t \  @ /ô  Ç ƒ  / å L \ O s  € ª œF G \ " f 6 £ §F G Ü ¼– Ð „   À

Ó â ì É r  “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t• ¸ 13" î s  e ” % 3 Ü ¼
 & ñ ² ú šÜ ¼

–

Ð “  & ñ t  · ú §€ Œ ¤ .

†

< ÆÒ q t[ þ t“ É r õ † < Æ “ §õ 
 l Õ ü t· & ñ “ §õ r ç ß –\  6 Ÿ § _  Z O  g Ë

:`  ¦ : Ÿ x K  $ † ½ Ӏ ª œé ß –_  „  · ú š`  ¦ ½ ¨   H ë  H ] j\  ¦ ] X K  K ® o Ü ¼

 „  ‚  € ª œé ß –s 
 „  t € ª œé ß – Õ ªo “ ¦ = å S # Q”    r– Ðü < ] X t 



r– Ð\ " f_  „  · ú šs  \ O  “  t \  ¦ ¶ n s  H ë  H ] j  H ] X K ˜ Ðt  3 l w Ù þ

¡Ü ¼Ù ¼– Ð  „    Ž   ë  H † ½ Ó_  & ñ ² ú šÒ  ¦ s  F G y  ± ú “ É r  כ Ü ¼– Ð

˜

Г   .  „    Ž  \  ¦ : Ÿ x # Œ „  · ú šõ  ] X t \  @ /ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t

Table 7. Responses for Pre-test Problem 5.

Types Reasonings No

half current flows

bulb gets dimmer 51

to grounding all current flow

no current in bulb 33 to grounding

current flows from

bulb lightening 13

positive to negative no cureent

bulb lightening 2

to grounding

no response 44

etc current flows to bulb and 17

grounding, to smaller resistor

Total 160

_

 > h¥ Æ `  ¦ „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð ^  ¦ M : † < ÆÒ q t[ þ t“ É r „  À Ó â ìØ Ô  H / B M

“ É

r „  ‚  s 
 $ † ½ Ó ½ ¨Z >  \ O s  „  · ú šs  8 £ ¤& ñ  ) a  “ ¦ Ò q ty Œ • 

%

i “ ¦ „  À Ó â ìØ Ôt  · ú §Ü ¼€   „  · ú š• ¸ Á º› ¸|  0 V “ ¦ Ò q t y

Œ

• % i  . s   H „  À Ó\  ¦  u  „  · ú š_  " é ¶ “  Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •   H

 â

† ¾ Ós  y © œô  Ç  כ Ü ¼– Ð Ganiel & Eylon_  ƒ  ½ ¨   õ  [9]ü <

° ú

  . Õ ª QÙ ¼– Ð „  · ú šõ  „  À Ó\  ¦ Ø Ô} 9  M : ì ø Í× ¼r  " é ¶ “  õ 

 

õ \  ¦ ì  r" î y  ½ ¨ì  r K " f t • ¸½ + É € 9 כ ¹ e ”  .

2.  ¹ Å°  qÊ Ý ± n ÉU  w ‹• ¤ ] K ¡ ø p ©  z » 4 ®  o

Table 8. Contents of Teaching Materials.

Categories Contents

Voltage

1. voltage measurement - battery, bulb, wire - between two electroscopes - various types of battery - a type of battery connection 2. role of voltage

- a wire and a resistor without battery - a wire and a resistor with battery 3. measurement of voltage in circuit - closed circuit

- open circuit

1. Electric grounding in electrostatic - metal leaf electroscope,

a sphere of conductor, a lightning rod, a washing machine

2. Electric grounding in current Electric - electric grounding of

grounding battery, relative positions of electric grounding in circuit, with or without electric grounding, electric grounding

conductor in circuit, a reason of electric grouding

1) “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ_  ½ ¨$ í

>

hµ 1 Ï  ) a “ §Ã º † < Æ_ þ v  « э  H † < ÆÒ q t[ þ t s  > hZ > † < Æ_ þ v`  ¦ ½ + É Ã º e ”

  H  Ö ¸1 l x t  + þ AI – Ð Ë ¨ 94 R e ” Ü ¼ 9  6 £ § õ  ° ú  “ É r õ & ñ Ü ¼

–

Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e ”  . “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ ½ ¨$ í _  ½ ¨^ ‰& h “   ? / 6

x“ É r Table 8 õ  ° ú   .

(a) „  · ú š

`  € ª œô  Ç ™ èF [ þ t _  „  · ú š8 £ ¤& ñ

‰

&

³F  “ §õ " f\  ] jr   ) a „  · ú š8 £ ¤& ñ › ' aº   z  ´+ « >“ É r 6 Ÿ § _  Z O  g Ë

: z  ´+ « >Ü ¼– Ð „  ‚  , $ † ½ Ó, „  t – Ð ½ ¨$ í  ) a { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f $ 

†

½ Ó € ª œé ß –_  „  · ú š`  ¦ 8 £ ¤& ñ   H  כ Ü ¼– Ð ÷ &# Q e ”  . Õ ª Q
 † < Æ Ò q

t[ þ t s  „  · ú š_  > h¥ Æ `  ¦ # Q 90 > Ù ¼– Ð Ä º‚    € ª œô  Ç ™ èF  _

 „  · ú š`  ¦ €  $  8 £ ¤& ñ K  ˜ Г ¦ # Qb  G>  €   „  · ú šs  8 £ ¤& ñ ÷ &



 H t ,  r– Ð\   6   x ÷ &  H # Q‹ "  כ ¹™ è\ " f „  · ú šs  8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 



 H t   € ª œ >  ^ ‰+ « >K  ˜ Ѝ  H  כ `  ¦ : Ÿ x K  „  · ú šs  Á º% Á “  t 

· ú

˜• ¸2 Ÿ ¤   H  כ s  € 9 כ ¹  .   " f „  t ü < $ † ½ Ó, „  ‚   õ

 ° ú  “ É r  r– Ð כ ¹™ è ÷  r ë ß –  m   t Ä º> h
 Ä ºo  3 l u _  € ª œ

’

< H 1 p x _  „  · ú š• ¸ 8 £ ¤& ñ K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ “ ¦ „  t • ¸ 7 á x À ÓZ > – Ð  

€

ª œ >  ½ ¨$ í # Œ y Œ •y Œ •_  „  · ú š`  ¦ 8 £ ¤& ñ K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ “ ¦ ¢ ¸

„

 t _  ƒ    ~ ½ ÓZ O `  ¦ ² ú ˜o  # Œ „  · ú š`  ¦ 8 £ ¤& ñ K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ † < Ê Ü

¼– Ð+ ‹ „  t _  ß ¼l ü < „  · ú šs  # Q‹ "  › ' aº  s  e ”   H t • ¸ Ò q t

Fig. 6. Voltage measurement of a battery.

Fig. 7. Voltage measurement of an electric wire.

Fig. 8. Voltage measurement in various connections of batteries.

y

Œ

•K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ % i  . Fig. 6õ  7“ É r  € ª œô  Ç ™ èF [ þ t _  „  · ú š 8

£ ¤& ñ “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ_  { 9  Òs  .

a „  · ú š_  % i ½ + É



€ ª œô  Ç כ ¹™ è\  ¦ : Ÿ x K  „  · ú š`  ¦ 8 £ ¤& ñ €  " f # Qb  G>  €  

„

 · ú šs  8 £ ¤& ñ ÷ &  H t ü < „  · ú šs  0s ê ø Í Á º% Á “  t \  ¦ Ò q ty Œ • 

>

 ô  Ç Ê ê „  ‚  õ  $ † ½ Óë ß –Ü ¼– Ð ƒ     ) a  r– Ð\ " f $ † ½ Ó € ª œé ß – _

 „  · ú šs  \ O  “  t , ¢ ¸ Ô  ¦ s  & t   H t \  ¦ S X ‰ “   >  % i 



. „  t ü < „  ‚  , $ † ½ Ós  ƒ     ) a  r– Ð\ " f $ † ½ Ó € ª œé ß –_ 

„

 · ú šs  \ O  “  t , ¢ ¸ „  ½ ¨\  Ô  ¦ s  & t   H t \  ¦ S X ‰ “   > 

# Œ „  · ú šs  „  À Ó\  ¦ â ìØ Ô>    H " é ¶ “  e ” `  ¦ z  ´+ « >`  ¦ : Ÿ x K 

Fig. 9. Voltage measurement in a closed circuit.

Û

¼Û ¼– Ð · ú ˜ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ ½ ¨$ í % i  . : £ ¤ y , ¡ ó „  ½ ¨ ³ ð€  

\

 æ ¼# Œ e ”   H & ñ    „  · ú šõ  „  À Ó\  ¦ „  · ú š> \  ¦ s 6   x # Œ 8 £ ¤

&

ñ ½ + É Ã º \ O   H  כ • ¸  â + « > • ¸2 Ÿ ¤ % i  .

b  r– Ð\ " f_  „  · ú š 8 £ ¤& ñ {

Œ

—˜ 2 ³ r– Ð\  ¦ ½ ¨$ í # Œ $ † ½ Óõ  „  ‚  , „  t  € ª œé ß –_  „  · ú š

`

 ¦ 8 £ ¤& ñ >  “ ¦  r– Ð_  ƒ    s  = å S # Q”   \ P  2 ; r– Ð\ " f

° ú

 “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð „  ‚  õ  „  t , $ † ½ Ó, = å S # Q”   / B M € ª œé ß –_  „  

· ú

š`  ¦ 8 £ ¤& ñ % i “ ¦ ¿ º  Ö ¸1 l x`  ¦ q “ § • ¸2 Ÿ ¤ % i  . † < ÆÒ q t[ þ t

–

Ð # ŒF K Fig. 9 ü < ° ú  “ É r { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f  H $ † ½ Óõ  „  t  € ª œ é

ß –\ " fë ß – „  · ú šs  8 £ ¤& ñ ÷ &“ ¦ „  ‚   € ª œé ß –\ " f  H „  · ú šs  8 £ ¤

&

ñ ÷ &t  · ú §6 £ §`  ¦ · ú ˜>  “ ¦ \ P  2 ; r– Ð\ " f  H $ † ½ Ós  „  ‚   õ

 ° ú    $ † ½ Ó € ª œé ß –\ " f  H „  · ú šs  8 £ ¤& ñ ÷ &t  · ú §6 £ §`  ¦ S X ‰ “  

>  % i  . ¢ ¸ Fig. 10õ  ° ú  s  \ P  2 ; r– Ð\ " f  H „  t _  F

G õ  ƒ     ) a „  ‚  s  „  t _  ƒ   © œ‚  õ  ° ú    = å S # Q”   € ª œé ß –

\

" f  H „  t ü < ° ú  “ É r „  · ú šs  8 £ ¤& ñ H † d • ¸ · ú ˜ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i 



.

(b) ] X t 

` & ñ „  l \ " f_  ] X t  - F K5 Å q ~ Ã Ì  Ž „  l 

†

< ÆÒ q t[ þ t \ >  • 2 ;¸ n q ô  Ç F K5 Å q ~ Ã Ì  Ž „  l \  ¦ & ñ „  l  Ä »• ¸õ & ñ

`

 ¦ s 6   x # Œ @ /„  r v • ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç Ê ê ’ < H | à Ì_  % i ½ + É`  ¦ Ò q ty Œ • K

 ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ % i  . ¢ ¸ ’ < H | Ã Ì @ /’   ˆ ½ Ó5 Å q à º• ¸ s á Ôü < ƒ  

 

 ) a • ¸‚  `  ¦ @ /˜ Ð>  “ ¦ # Q‹ "     o e ”   H t  l Õ ü t >  ô

 Ç Ê ê ’ < H | à Ìs 
 ˆ ½ Ó5 Å q à º• ¸ s á Ôü < ƒ     ) a • ¸‚  s  F K 5

Å

q ~ à Ì`  ¦ š ¸Ù ¼ [ þ t >    H " é ¶ o \  ¦ Ò q ty Œ •K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ % i  .

(Fig. 11 ‚ à Л ¸) - • ¸^ ‰½ ¨ ] X

t _  " é ¶ o \  ¦ 7 á §  8 ½ ¨^ ‰& h Ü ¼– Ð s K ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤  l

 0 AK  @ /„   ) a  Œ •“ É r • ¸^ ‰½ ¨ü < @ /„  ÷ &t  · ú §“ É r ×  æ$ í _   

@

/ô  Ç • ¸^ ‰½ ¨\  ¦ ] X 8 ú ¤ r &  Z  ~ Ü ¼€   # Qb  G>  | ¨ c t \  ¦ Õ ªa Ë >Ü ¼

–

Ð Õ ª 9˜ Ð>    H ? /6   x`  ¦ Ÿ í† < Êr (   . s \  ¦ : Ÿ x K  ] X t ê ø Í

@

/„   ) a • ¸^ ‰½ ¨_  „   [ þ t s  t ½ ¨– Ð s 1 l x # Œ ×  æ$ í (t ½ ¨ ü

< ° ú  “ É r „  0 A)Ü ¼– Ð ë ß –[ þ t # QŠҍ  H  כ e ” `  ¦ · ú ˜>  % i  .

- x ø @g Ë >

Fig. 10. Voltage measurement in an open circuit.

Fig. 11. Electric grounding in electrostatic (Electro- scope).



 > h } 9  M :\  ¦ @ /q K  [ j0 >é  H x ø @g Ë >_  " é ¶ o  Á º% Á { 9

 \  ¦ & ñ „  l \ " f_  ] X t ü < ƒ  › ' a t # Q Ò q ty Œ •K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ 



 H ? /6   x`  ¦ Ÿ í† < Êr (   .

- [ j„ à Ìl  { 9

 © œÒ q t Ö ¸ \ " f ™  ¥ y   6   x   H [ j„ à Ìl   H  = ì ø Í× ¼r  ] X  t

K " f  6   x K     H t \  ¦ Ò q ty Œ •K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ % i  .

a „  l  r– Ð\ " f_  ] X t  - „  t _  ] X t 

„

 À Ó\ " f_  ] X t   H „  0 A\  ¦ t ½ ¨ü < ° ú  “ É r 0 V – Ð ë ß –[ þ t # Q Å

ҍ  H % i ½ + É`  ¦ 
 # Œl " f  H „  0 A\  ¦ C Ä ºt  · ú §“ É r “ ¦1 p x † < Æ

“

§ 1† < Ƹ  `  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð % i Ü ¼Ù ¼– Ð „  À Ó\ " f_  ] X t  „   À

Ó_  â ì2 £ § \  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §6 £ §`  ¦ · ú ˜>    H X < 3 l q ³ ð\  ¦ ¿ º

“

¦ ? /6   x`  ¦ ½ ¨$ í % i  . Ä º‚   Fig. 12ü < ° ú  s  „  t   ^ ‰\  ¦ ] X

t r †   Ê ê „  · ú šõ  „  À Ó\  ¦ 8 £ ¤& ñ K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ „   t

ü < t ½ ¨  s _  „  · ú šs  0 V(1 p x„  0 A)e ” õ  ] X t – Ð „  À Ó

 â ìØ Ôt  · ú §6 £ §`  ¦ p o  Ò q ty Œ •K  ^  ¦ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i  .

-  r– Ð\ " f ] X t  0 Au \    É r „  · ú š {

Œ

—˜ 2 ³ r– Ð\  ¦ ½ ¨$ í ô  Ç Ê ê ] X t  0 Au ë ß –  7  9 $ † ½ Ó, „  

‚

 , „  t  € ª œé ß –_  „  · ú š`  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ q “ § >  † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ ] X  t

ü < „  · ú šs  Á º › ' a † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i  .

Fig. 12. Voltage and current measurements in a battery with electric grounding.

Fig. 13. Voltage measurement in various battery connec- tions with electric grounding.

-  r– Ð\ " f ] X t  Ä »Á º\    É r „  · ú š {

Œ

—˜ 2 ³ r– Ð\  ¦ ] X t Ù þ ¡`  ¦ M :ü < ] X t  t  · ú §€ Œ ¤`  ¦ M : $ † ½ Ó,

„

 t , „  ‚   € ª œé ß –_  „  · ú š`  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ q “ §† < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ ] X t  Ä

»Á º\    É r „  · ú š\  s  \ O 6 £ §`  ¦ · ú ˜>  % i  .

- ] X t ‚  _  „  À Ó



„   Ž     õ  ´ ú §“ É r † < ÆÒ q t[ þ t s  ] X t – Ð „  À Ó    4 R

ç ß – “ ¦ Ò q ty Œ • % i Ü ¼Ù ¼– Ð s \  ¦ K    l  0 AK  Fig. 14ü <

° ú

 s  ] X t  r– Ð\  ¦ ½ ¨$ í “ ¦ ] X t ‚   ƒ    & h  „  ·Ê êü < ] X t 

‚

  A á ¤ \  „  À Ó> \  ¦ ƒ     # Œ y Œ •y Œ •_  „  À Ó\  ¦ 8 £ ¤& ñ K  ˜ Е ¸ 2

Ÿ

¤ † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ ] X t – Ѝ  H „  À Ó â ìØ Ôt  · ú §6 £ §`  ¦ S X ‰ “   • ¸ 2

Ÿ

¤ % i  .

- ] X t \  ¦   H s Ä » t

F K  t _   Ö ¸1 l x Ü ¼– Ð { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f_  ] X t   H „  À Ó_  â

ì2 £ § \   Á º   % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §6 £ §`  ¦ · ú ˜>  ÷ &% 3  . Õ ª! 3 

\

• ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ z  ´Ò q t Ö ¸ \ " f „  l l \  ¦ ] X t    H s Ä »

Á

º% Á “  t \  ¦ Ò q ty Œ •K  ˜ Ѝ  H  Ö ¸1 l x`  ¦ Ÿ í† < Êr ( ” Ü ¼– Ð+ ‹ † < ÆÒ q t[ þ t s

 C î  r > h¥ Æ `  ¦ z  ´Ò q t Ö ¸ õ • ¸ ƒ    r ~  ´ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i  .

Fig. 14. Current measurement in a closed circuit with electric grounding.

Fig. 15. Voltage measurement in a serial connection (Post-test problem 1).

3.  œ Ä ß e È  + s ÇÊ Ý Ä Z ØV Ä



Ê ê  Ž   ë  H † ½ ӓ É r & ñ S X ‰ ô  Ç > h¥ Æ `  ¦ ”   † < ÆÒ q t[ þ t`  ¦ ‚  Z > 

l  0 AK   „    Ž   ë  H † ½ Ó\  q K  è ß –s • ¸ Z  }“ É r ë  H † ½ ÓÜ ¼

–

Ð ½ ¨$ í % i  .



Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 1õ  ë  H † ½ Ó 2  H { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f $ † ½ Ó # Œ Q

>

h\  ¦ ƒ    Ù þ ¡`  ¦ M :_  „  · ú š`  ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  . ë  H † ½ Ó 1“ É r $ 

†

½ Ó 3> h\  ¦ f ” § > =– Ð ƒ    ô  Ç  © œI s “ ¦ ë  H † ½ Ó 2  H $ † ½ Ó 2> h\  ¦

# î

§ > =– Ð ƒ    ô  Ç  © œI s  .

$

† ½ Ó 1> hë ß – ƒ    ÷ &% 3 ~   { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\  › ' a ô  Ç  „    Ž  \ 

"

f „  ‚   € ª œé ß –s 
 $ † ½ Ó € ª œé ß –_  ½ ¨Z >  \ O s  — ¸¿ º „  t  € ª œ é

ß –_  „  · ú šõ  ° ú   “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q ts  56 %, „  t _  € ª œF G õ 

Table 9. Responses for post-test problem 1.

Types Reasonings No

each resistor 3 V, between both sides of resistor 50 battery 9 V, wires 0 V total voltage equals to sum

36 of each resistor voltages

resistor and battery 9 V,

serial connection 21 wire 0 V

battery, wire resistor 9 V serial connection 19

etc 27

no response 7

Total 160

Fig. 16. Voltage measurement in a parallel connection (Post-test Problem 2).

Table 10. Responses for post-test problem 2.

Types Reasonings No

each resistor, parallel connection 62 battery 9 V, wire 0 V no voltage differ. in wire 7

no response 3

resistor 4.5 V, battery 9 V, half voltage shared wire 0 V to each resistor 28 resistor 4.5 V, battery and half voltage shared wire 0 V to each resistor 15

etc 28

no response 17

Total 160

ƒ

    ) a „  ‚   € ª œé ß –õ  $ † ½ Ó € ª œé ß –_  „  · ú š“ É r „  t „  · ú šõ  ° ú  

“

¦ $ † ½ Ó`  ¦  • 2 ; Ê ê „  t _  6 £ §F G õ  ƒ     ) a „  ‚   € ª œé ß –_  „  

· ú

š“ É r „  t „  · ú š˜ Ð  ± ú  “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q ts  12 %% i  . Õ ª

Q
  Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 1\ " f 54 %,  Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 2\ " f



 H 45 %  $ † ½ Ó € ª œé ß –\ " fü < „  t \ " f_  „  · ú š\  › ' a K  `  Š

“ É

r ² ú š`  ¦ % i  . ë  H † ½ Ó 1\ " f $ † ½ Ó € ª œé ß –\ " f „  · ú šs  9 V



“ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t“ É r f ” § > =ƒ    \ " f  H „  À Ó { 9 & ñ  



 H  כ õ  „  · ú šs  { 9 & ñ    H  כ `  ¦ ™ D ¥1 l x % i l  M :ë  H“    כ Ü

¼– Ð
 z Œ ¤ . ë  H † ½ Ó 2\ " f  H ¿ º > h_  $ † ½ Ós  # î § > =ƒ     e ”

\ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ „  · ú š`  ¦
¾ º# Q ”   “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t s

 27 %“  X < 6 £ x ² ú šs Ä »\  ¦ : Ÿ x K  s  † < ÆÒ q t[ þ t • ¸ „  ‚  Ü ¼– Ð ƒ  

 

 ) a  Òì  r“ É r „  · ú šs  0 V    H  כ “ É r · ú ˜“ ¦ e ” t ë ß – $ † ½ Ó_ 

# î

§ > =ƒ    \ " f „  · ú š`  ¦ & ñ S X ‰ y  · ú ˜“ ¦ e ” t  3 l w Ù ¼– Ð “ §Ã º

†

< Æ_ þ v  « Ñ\  $ † ½ Ó_  f ” # î § > = ƒ      Òì  r`  ¦ Æ ÒK   ½ + É  כ Ü

¼– Ð Ò q ty Œ •  ) a  .



Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 3“ É r $ † ½ Ó 2> h # î § > =– Ð ƒ     ) a { Œ —˜ 2 ³ r

–

Ð\ " f ô  Ç> h $ † ½ Ó A á ¤ • ¸‚  _  { 9  Ò = å S # Q& ’ `  ¦ M :_  „  · ú š

`

 ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  .



„    Ž   2   ë  H † ½ Ó\ " f „  t _  € ª œF G \ " f Ò'  = å S # Q”   Â

Òì  r  t   H „  À Ó f  Ë  Q # QÖ ¼ / B M s 
 „  t  „  · ú šõ  ° ú  “ ¦

= å

S # Q”   s Ê ê Ò'  „  t _  6 £ §F G  t   H „  À Ó â ìØ Ôt  · ú § Ü

¼Ù ¼– Ð # QÖ ¼ / B M s 
 „  · ú šs  0 V “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q ts  41

Fig. 17. Voltage in a circuit with open resistor (Post-test Problem 3).

Fig. 18. Voltage in parallel connection with both resistor open (Post-test Problem 4).

%,  r– Ð = å S # Qt €   „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð „  À Ó â ìØ Ôt  · ú §Ü ¼Ù ¼

–

Ð „  ‚  ·$ † ½ Ó·„  t ·= å S # Q”   / B M ½ ¨ì  r \ O s  — ¸¿ º „  · ú šs  0 V



“ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q ts  38 %% i % 3  . Õ ª Q
  Ê ê  Ž  \ " f



 H $ † ½ Ó ô  Ç > h ƒ     ) a { Œ —˜ 2 ³ r– Ð% ƒ! 3  # Œl “ ¦ = å S # Q”   / B M

“ É

r „  t _  ƒ   © œ‚  Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •ô  Ç † < ÆÒ q t`  ¦ Ÿ í† < Êô  Ç `  Š“ É r 6 £ x ² ú š

`

 ¦ ô  Ç † < ÆÒ q ts  25 %– Ð
 z Œ ¤ . 20 %_  † < ÆÒ q t[ þ t s  $ † ½ Ó

€

ª œé ß –õ  „  t € ª œé ß –s  9 V  “ ¦ `  Š“ É r 6 £ x ² ú š`  ¦ % i t ë ß – „  

‚

 õ  = å S # Q”   / B M s  0 V  “ ¦ Ù þ ¡Ü ¼ 9 Õ ª s Ä » îƒ     ) a /

B

M Ü ¼– Ðë ß – â ì2 £ §ï s  “ ¦ ô  Ç  כ Ü ¼– Ð ˜ Ð  „  À Ó\  ¦ „  · ú š_  " é ¶

“

 s  “ ¦ Ò q ty Œ •   H š ¸> h¥ Æ s  | “ ¦† < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .  Ê ê

 Ž

  ë  H † ½ Ó 2_    õ – РÒ'  $ † ½ Ó_  # î § > =ƒ    \ " f „  · ú š`  ¦



Ø Ô>  s K  t  3 l w ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t“ É r  Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 3_  ƒ  

 

  Òì  r s  = å S # Q”    © œ S ! “ É r  8¹ ¡ ¤ s K  l  # Q 9 ° ?l  M :ë  H

\

 & ñ ² ú šÒ  ¦ s  Z  } t  · ú §€ Œ ¤~    כ Ü ¼– Ð ˜ Г   .



Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 4  H $ † ½ Ó 2> h # î § > =– Ð ƒ     ) a { Œ —˜ 2 ³ r

–

Ð\ " f ¿ º $ † ½ Óõ  „  t \  ¦ ƒ       H • ¸‚  _  { 9  Ò = å S # Q

&

’

`  ¦ M :_  „  · ú š`  ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  .



Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 3  õ  4  “ É r $ † ½ Ó_  # î § > =ƒ    \ " f = å S

#

Q”    Òì  r _  „  · ú š`  ¦ ¶ n s  H  © œ S ! “  X <  Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 3\ 

"

f  H $ † ½ Ó_  # î § > =ƒ     t & h s  = å S # Q”    â Ä ºs “ ¦  Ê ê  Ž 



 ë  H † ½ Ó 4  H # î § > =ƒ    õ  › ' a > \ O   H „  ‚  s  = å S # Q”    Òì  r`  ¦

¶ n

s  H  כ s % 3  . 0 A_  \ P  2 ; r– Ð 2> h ë  H † ½ ӓ É r z  ´] j z  ´+ « >`  ¦

Table 11. Responses for post-test problem 3.

Types Reasonings No

connected resistor, disconnected point, and battery 9 V, wire 0 V complete circuit with one resistor 39

no response 1

resistor and bettery 9 V, wire and disconnected point 0 V current flows through connected resistor 32 disconnected point and battery 9 V, wire and resistor 0 V only in disconnected point and battery except resistor 13 disconnected point 0 V, battery, wire, and resistor 9 V no current through disconnected resistor 11

battery 9 V, resistor, wire, disconnected point 0 V disconnection 3

etc 39

no response 22

Total 160

Table 12. Responses for post-test problem 4.

Types Reasonings No

disconnected point and battery 9 V, wire and resistor 0 V resistors and wire are extension of battery because of no current 61 negative side wire 0 V, wires connected in parallel and no current after disconnected point even though 11 resistors 4.5 V, positive side wire and battery 9 V current to disconnected point from positive electrode

all 0 V no current because of disconnection 9

battery 9 V, wire, resistor, and disconnected point 0 V no current because of disconnection 15 resistor and battery 9 V, wire and disconnected point 0 V no current through only disconnected place 8

etc 40

no response 16

Total 160

Fig. 19. Voltage in open circuit with grounding (Post- test Problem 5).

K

˜ Ðt  · ú §“ É r  ™ è è ß –s • ¸ Z  }“ É r ë  H † ½ Ós # Q" f“  t  & ñ ² ú š Ò

 ¦ s  { Œ —˜ 2 ³ r– Ð ë  H † ½ Ó\  q K  ± ú € Œ ¤Ü ¼
 # Q 9î  r ë  H † ½ Óe ” \ 

•

¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ = å S # Q”   € ª œé ß –õ  $ † ½ Ó, „  t , „  ‚  € ª œé ß –_  „  

· ú

š`  ¦ & ñ S X ‰ y  ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t • ¸  „   Ž  (1" î )\  q K  ´ ú §s  7

£

x ô  Ç  כ Ü ¼– Ð ˜ Ð  „  · ú š ] X t  “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ ´ òõ & h  s

% 3  “ ¦ Ò q ty Œ •½ + É Ã º e ”  .



Ê ê  Ž   ë  H † ½ Ó 5  H \ P  2 ; r– Ð\ " f ] X t  # Q‹ "  % ò † ¾ Ó

`

 ¦ Šҍ  H t , ë  H † ½ Ó 6“ É r & ñ \ " f z  ´] j  6   x   H „  ] j¾ ¡ § _

 \ V\  ¦ [ þ t # Q ] X t Ù þ ¡`  ¦ M :_   Œ •1 l x # ŒÂ Ò\  ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  .



„    Ž   ë  H † ½ Ó 4\ " f { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\  ] X t  ƒ    ÷ &% 3 `  ¦

 â

Ä º 38 %_  † < ÆÒ q t[ þ t s  ] X t A á ¤ Ü ¼– Ð „  À Ó  4 R
ç ß –  

Fig. 20. Real application of grounding concept (Post-test Problem 6).

 12 %_  † < ÆÒ q t[ þ t“ É r ] X t ‚  õ  „  À Ó\  ¦
¾ º# Q ”   “ ¦ Ò q

ty Œ •ô  Ç  כ õ  q “ §K  ^  ¦ M :,  Ê ê  Ž  \ " f  H ë  H † ½ Ó 5\ " f ] X

t   r– Ð\  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §  H    H  z  ´`  ¦ & ñ S X ‰ > 

· ú

˜“ ¦ = å S # Q”    r– Ð\ " f_  $ † ½ ӓ É r „  ‚  õ  ° ú  “ É r % i ½ + É`  ¦ ô  Ç



“ ¦ `  Š >  6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q ts  38 %, ë  H † ½ Ó 6\ " f ] X t  % ò † ¾ Ó

`

 ¦ Å Òt  · ú §  H  “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q ts  66 %s  .



„   Ž  _   â Ä º „  ‚  € ª œé ß –s 
 = å S # Q”   € ª œé ß – s _  „  

· ú

š`  ¦ ¶ n s  H  â Ä º & ñ ² ú šÒ  ¦ s  B Ä º $ › ¸Ù þ ¡Ü ¼
 “ §Ã º † < Æ_ þ v  

«

Ñ\  ¦ : Ÿ x K  { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f  H $ † ½ Ӏ ª œé ß –õ  „  t  € ª œé ß –\ " f

„

 · ú šs  8 £ ¤& ñ H † d`  ¦ · ú ˜€ Œ ¤“ ¦, \ P  2 ; r– Ð\ " f  H = å S # Q”   € ª œé ß –

Table 13. Responses for post-test problem 5.

Types Reasonings No

disconnected point and battery 9 V, resistor and wire 0 V

no influence by grounding 61

etc 2

no response 1

all 0 V no current because of disconnection 12

resistor and negative side wire 0 V, current from positive electrode to disconnected point 6 positive side wire and battery 9 V

resistor and battery 9 V, wire and disconnected point 0 V 9

wire 0 V, battery, resistor, and disconnected point 9 V 1

battery 9 V, wire resistor and disconnected point 0 V 25

etc 31

no response 12

Total 160

Table 14. Responses for post-test problem 6.

Types Reasonings No

possible

no influence by grounding 104

etc 19

no response 3

not possible

electrically neutral 4

current flows into the ground (earth) 12

grounding disturbs current flowing 4

no response 5

no response 9

Total 160

õ

 „  t  € ª œé ß –\ " f „  · ú šs  8 £ ¤& ñ H † d`  ¦ · ú ˜€ Œ ¤l  M :ë  H \   Ê ê

 Ž

 \ " f & ñ ² ú šÒ  ¦ s  ´ ú §s  † ¾ Ó © œ  ) a  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ .

†

< ÆÒ q t[ þ t s  f ” ] X  ç ß –é ß –ô  Ç › ¸ Œ •z  ´+ « >`  ¦ €  " f Û ¼Û ¼– Ð > h

¥ Æ

`  ¦ ' 1 p q K 
• ¸2 Ÿ ¤ ë ß –Ž  H “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ † < ÆÒ q t[ þ t _ 

š

¸> h¥ Æ `  ¦ õ † < Æ& h  > h¥ Æ Ü ¼– Ð  7 Šҍ  H X < ´ òõ  e ” % 3 6 £ §`  ¦

· ú

˜ à º e ”  .

IV. ~ ¿W d l õ m Í À X Ø8 ý

‘

: r ƒ  ½ ¨  H „  · ú š x 9  ] X t > h¥ Æ \  @ /ô  Ç “ ¦1 p x † < ÆÒ q t[ þ t _  s  K

\  ¦ • ¸Ö  ¦ à º e ”   H “ §Ã º† < Æ_ þ v  « Ñ\  ¦ > hµ 1 Ï “ ¦ Õ ª ´ òõ 

\

 ¦ ì  r$ 3 ô  Ç  כ s  . † < ÆÒ q t[ þ t s  t “ ¦ e ”   H  „  > h¥ Æ `  ¦  Ž 



t \  ¦ : Ÿ x K   € Œ • % i Ü ¼ 9 s \  ¦ ž Ð@ /– Ð l œ íz  ´+ « >\  l  ì

ø Í`  ¦ é  H é ß –> & h “   z  ´+ « >`  ¦ > hµ 1 Ï % i Ü ¼ 9  Ê ê Ž  \  ¦ : Ÿ x K

 † < ÆÒ q t[ þ t _  > h¥ Æ    o\  ¦ · ú ˜ ˜ Ѐ Œ ¤ .  â l • ¸ ™ èF  “ ¦1 p x

†

< Ɠ § 1† < Ƹ   6> hì ø Í 160" î \ >  & h 6   x % i Ü ¼ 9  Ž  ë  H † ½ ӓ É r



„    Ž   5ë  H † ½ Ó,  Ê ê  Ž   6ë  H † ½ ÓÜ ¼– Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9 { Œ —

˜

2 ³ r– Ð 2ë  H † ½ Ó, \ P  2 ; r– Ð 2ë  H † ½ Ó, ] X t   r– Ð 2ë  H † ½ Ós  .



„   Ž  \  ¦ : Ÿ x K   € Œ •  ) a š ¸> h¥ Æ Ü ¼– Ð ´ ú §“ É r † < ÆÒ q t[ þ t s  „   À

Ó â ìØ Ô  H / B M“ É r „  ‚  s 
 $ † ½ Ó ½ ¨ì  r \ O s  „  · ú šs  8 £ ¤& ñ

÷

&“ ¦ „  À Ó â ìØ Ôt  · ú §Ü ¼€   „  · ú š• ¸ 0 V “ ¦ 6 £ x ² ú š % i  .

7

£ ¤, { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f  H „  À Ó â ìØ ÔÙ ¼– Ð „  ‚  , $ † ½ Ó, „  t € ª œ é

ß – — ¸¿ º „  t  „  · ú šõ  ° ú   “ ¦ % i Ü ¼ 9, „  t _  € ª œF G õ  ƒ  

 

 ) a „  ‚  € ª œé ß –_  „  · ú š˜ Ð  „  t _  6 £ §F G õ  ƒ     ) a „  ‚  

€

ª œé ß –_  „  · ú šs  ± ú  “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t • ¸ e ” % 3  . \ P  2 ; r

–

Ð\ " f  H „  ‚  s  = å S # Q4 R" f „  À Ó â ìØ Ôt  3 l w Ù ¼– Ð „  

‚

 , $ † ½ Ó, „  t  € ª œé ß – — ¸¿ º „  · ú šs  0 V “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t s

 ´ ú §€ Œ ¤“ ¦ = å S # Q”   t & h  t   H „  À Ó â ì É r  “ ¦ Ò q ty Œ • 

#

Œ „  · ú šs  8 £ ¤& ñ ÷ &“ ¦ = å S # Q”   s Ê ê Ò'   H „  À Ó â ìØ Ôt  3

l

w Ù ¼– Ð „  · ú šs  0 V “ ¦ 6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t • ¸ ´ ú §€ Œ ¤ . ] X t 



r– Ð\ " f  H ´ ú §“ É r † < ÆÒ q t[ þ t s  ] X t \  ¦ — ¸ É r  “ ¦ 6 £ x ² ú š  
 ] X

t – Ð „  À Ó    ± p  ¢ ¸  H ] X t – Ð „  À Ó
* '# Q" f â ì

 É

r  “ ¦ 6 £ x ² ú š % i  .



„   Ž  \  ¦ ž Ð@ /– Ð > hµ 1 Ï  ) a “ §Ã º † < Æ_ þ v  « э  H „  · ú šs 

#

Q‹ "  % i ½ + É`  ¦   H t ü < \ P  2 ; r– Ðü < { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f  r– Ðכ ¹

™

èZ >  „  · ú šs  # Qb  G>    É r t \  œ í& h `  ¦ ¿ º% 3 Ü ¼ 9 ] X t \ 

@

/K " f  H & ñ „  l \ " f_  ] X t ü < „  À Ó\ " f_  ] X t _  % i ½ + É

`

 ¦ ½ ¨ì  r ½ + É Ã º e ”   H  Ö ¸1 l x ? /6   x`  ¦ Ÿ í† < Êr (   . ¢ ¸ s \  ¦ : Ÿ x K

 ] X t \  ¦  =   H t • ¸ Ò q ty Œ •K  ^  ¦ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ ½ ¨$ í % i 



. l ” > r _  z  ´+ « >s  ¢ - a$ í  ) a { Œ —˜ 2 ³ r– Ð ? /\ " f $ † ½ Ó € ª œé ß –ë ß – _

 „  · ú š`  ¦ 8 £ ¤& ñ   H z  ´+ « >s  @ / Òì  r s % 3  €   > hµ 1 Ï  ) a “ § Ã

º † < Æ_ þ v  « э  H $ † ½ Ó € ª œé ß – ÷  r ë ß –s   m   „  ‚   € ª œé ß – Õ ª o

“ ¦ „  t  € ª œé ß –_  „  · ú š• ¸ 8 £ ¤& ñ K  ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ # Œ \ P  2 ; r– Ð ü

< { Œ —˜ 2 ³ r– Ð\ " f $ † ½ Ó € ª œé ß –_  „  · ú šs  # Qb  G>    É r t  † < Æ Ò q

t[ þ t Û ¼Û ¼– Ð  Ö ¸1 l x`  ¦ €  " f ' 1 p q K 
° ú ˜ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i 



.

¢

¸ô  Ç ] X t \  @ /K " f• ¸ † < ÆÒ q t[ þ t s  „  l  Òì  r \ " f • 2 ;¸ n q 

>

 ] X Ù þ ¡~   F K5 Å q ~ Ã Ì  Ž „  l \  ¦ • ¸{ 9  # Œ ] X t \  @ /K  Ò q ty Œ • K

 ^  ¦ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i “ ¦ ¢ ¸ ´ ú §“ É r † < ÆÒ q t[ þ t s  ] X t – Ð „  À Ó



± p “ ¦ Ò q ty Œ • % i   H X < z  ´] j ] X t – Ð „  À Ó D h  H t \  ¦ S X ‰

“

    H õ & ñ `  ¦ Ÿ í† < Êr &  „  À Ó\ " f_  ] X t   H „  À Ó_  â ì 2

£

§ \   Á º   % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Òt  · ú §6 £ §`  ¦ è  H Ü ¼– Ð S X ‰ “   • ¸2 Ÿ ¤ 

% i  .

“

§Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ È Ò{ 9  Ê ê  „  ,  Ê ê & ñ ² ú šÒ  ¦`  ¦ q “ §ô  Ç

 

õ   Ê ê Ž   ë  H † ½ Ós   „   Ž  ë  H † ½ Ó\  q K  è ß –s • ¸ Z  }

>

 ½ ¨$ í ÷ &% 3 6 £ § \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦  Ê ê Ž   & ñ ² ú šÒ  ¦ s   „   Ž 



\  q K  B Ä º † ¾ Ó © œ÷ &% 3  . s  כ Ü ¼– Ð ˜ Ð  l œ íz  ´+ « >\  l

ì ø Í`  ¦ é  H é ß –> Z >  “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ † < ÆÒ q t[ þ t – Ð # ŒF K „  

· ú

š x 9  ] X t \  @ /ô  Ç š ¸> h¥ Æ `  ¦ õ † < Æ& h  > h¥ Æ Ü ¼– Ð    or v 



 H X < ´ òõ  e ” % 3  “ ¦ ^  ¦ à º e ”  . Õ ª Q
 > hµ 1 Ï  ) a “ §Ã º

†

< Æ_ þ v  « э  H  r– Ðכ ¹™ èZ > , \ P  2 ; r– Ð, { Œ —˜ 2 ³ r– Ð, ] X t   r– Ð

\

" f_  „  · ú š8 £ ¤& ñ \ ë ß – ×  æ& h `  ¦ ¿ º% 3 Ü ¼
 „  À Ó> \  ¦ s 6   x ô  Ç

„

 À Ó8 £ ¤& ñ ? /6   x õ  $ † ½ Ó_  # î § > =ƒ     ? /6   x`  ¦ Æ Ò # Œ “ §Ã º

†

< Æ_ þ v  « Ñ\  ¦ à º& ñ ·˜ Ð ¢ - a   H  כ s  € 9 כ ¹  . ¢ ¸ô  Ç ‘ : r ƒ  

½

¨\ " f  H „  0 A> h¥ Æ `  ¦ † < Æ_ þ v t  · ú §“ É r “ ¦1 p x † < Ɠ § 1† < Ƹ  `  ¦

@

/ © œÜ ¼– Ð “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ\  ¦ > hµ 1 Ï % i l  M :ë  H \  „  0 A> h

¥ Æ

`  ¦ • ¸{ 9  t  · ú §€ Œ ¤ .   " f „  0 A> h¥ Æ s  Ÿ í† < ʝ ) a „  · ú š õ

 ] X t \  @ /ô  Ç “ §Ã º † < Æ_ þ v  « Ñ > hµ 1 Ïs  r / å L ô  Ç  כ Ü ¼– Ð  

« Ñ  ) a  .

P

c p 8 ý ò k >

‘

: r ƒ  ½ ¨  H ô  Dz D G “ §" é ¶ @ /† < Ɠ § † < ÆÕ ü tƒ  ½ ¨q  t " é ¶ Ü ¼– Ð s À Ò

#

Q”    כ { 9 m  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] B. Eylon and U. Ganiel, International Journal of Sci- ence Education, 12, 79 (1990).

[2] R. Cohen, B. Eylon and U. Ganiel, American Journal of Physics, 51, 407 (1983).

[3] J. S. Lee, B. S. Won, S. Y. Kim and J. B. Kim, SAEMULLI(New Phys.) 58, 101 (2009).

[4] P. W. Kim et al., Middle School Technology and Home Economics Text Book for 9th Grade(Jihaksa, Seoul, 2003).

[5] W. H. Jeong et al., Middle School Science Text Book for 8th Grade(Kyohaksa, Seoul, 2001).

[6] M. K. Ji, M. S. thesis, Korea National University of Education, 2003.

[7] J. W. Kim and W. K. Oh, SAEMULLI(New Phys.) 49, 224 (2004).

[8] J. S. Lee, M. Chae and J. B. Kim, School Science Journal 2(2), 121(2008).

[9] U. Ganiel and B. S. Eylon, Proceedings of 2nd Inter-

national Seminar- Misconceptions and Educational

Strategies in Science and Mathematics(Cornell Uni-

versity) 3, 168(1987).

Development and Application of Teaching Materials for Changes in Concepts about Voltage and Electric Grounding

Jungsook Lee, Mikyong Yeo, Soyeon Kim, Min Chae and Jung Bog Kim

Department of Physics Education, Korea National University of Education, Chungbuk 363-791 (Received 17 June 2009, in final form 13 July 2009)

The purpose of this study was to develop and implement teaching materials for changes in con- cepts about voltage and electric grounding. One hundred sixty students in a high school located in Gyeonggi province took part in this research. For this study, we investigated students’ miscon- ceptions about voltage and electric grounding. Many students had trouble in distinguishing static electricity from current. Moreover they could not recognize the fact that a wire in wheel current flowed was in an electrically neutral state. The great misconception found frequently among the respondents was about electric grounding. The majority of the students thought that if the conduct- ing wire carrying the electric current was connected to the ground, all the current would flow into the ground, and there would be no current in the circuit. The teaching materials focused on both the roles of voltage and how voltage in an open circuit is different from voltage in a closed circuit.

Also, it included materials that would help students distinguish the role of electric grounding in the case of a current from that in the case of static electricity. Results showed that the developed teaching materials were very effective in improving the students’ understanding about voltage and electric grounding.

PACS numbers: 01.40.Ej, 01.40.Jp

Keywords: Conceptual change, Current, Open circuit, Grounding, Teaching and learning material

∗E-mail: [email protected]