Суюктуктун менталдык трансформациясы (mental fluid transformation) — адам суюктуктун убакыттын өтүшү менен кандай кыймылдай турганын, формасын өзгөртөрүн же мейкиндикте кайра уюшуларын ой жүгүртүүдө элестетип, анын келечектеги жүрүм-туруму тууралуу божомол жасоосун билдирген жана бул изилдөөдө каралган когнитивдик процесс. Изилдөөчүлөр катуу жана катуу эмес объекттердин менталдык трансформациясы боюнча мурдагы эмгектерге таянып, адамдар айланып жаткан суюктуктарды кантип элестетерин изилдөө үчүн 32 университет студенти менен жарым түзүмдөлгөн жеке маектерди жана айлануучу суу резервуарынын көрсөтмөлөрүн өткөрүшкөн.

Эксперименттик көрсөтүүдө диаметри 76 cm болгон тунук резервуарга 50 L суу толтурулуп, суунун тереңдиги 11,5 cm болуп жөндөлгөн жана резервуар 13 RPM ылдамдыкта кеминде 15 мүнөт айлантылып, суунун катуу дене сыяктуу айланууга (solid body rotation) жетиши камсыздалган. Бул абалда суу резервуар менен бирдей туруктуу бурчтук ылдамдыкта айланат жана резервуардын айлануучу эсептөө системасына салыштырмалуу негизинен кыймылсыз болот. Калий перманганаты боёк катары сууга кошулганда, булакта күтүлгөн жүрүм-турум боёктун кең горизонталдуу куюндар түрүндө тарашы эмес, вертикалдуу боёк мамычаларынын негизинен тик бойдон калышы болгон.

Катышуучулардан боёк кошулганга чейин резервуардын жогору жактан жана капталдан көрүнүшүн тартып, божомол жасоо суралган. 32 катышуучунун 22си боёк кандайдыр бир куюн же тегерек кыймыл түзөт деп божомолдогон, болгону 2 катышуучу реалдуу байкоого шайкеш вертикалдуу боёк издерин тарткан, калган 8 катышуучу тактар, жайылуу же башка жүрүм-турумдарды күткөн. Бирок вертикалдуу боёк издерин божомолдогон эки катышуучунун эч бири бул туура визуалдык божомолду туура физикалык негиздеме менен түшүндүрө алган эмес.

Чыныгы көрсөтүүнү көргөндөн кийин 26 катышуучу, башкача айтканда үлгүнүн %81и, натыйжаны таң калыштуу деп тапкан; эч бир катышуучу ачык түрдө “таң калган жокмун” деп айткан эмес, ал эми 6 жооп коддоочу үчүн белгисиз бойдон калган. Куюнду божомолдогон 22 катышуучунун 19у божомолун резервуардын же суунун айланып жатышы менен байланыштырган. Бул 19 адамдын 12си өз оюн куюн, торнадо, блендер, дренаж, аралаштырылган суусундук же ушул сыяктуу тааныш окуяларга байланышкан аналогиялар менен түшүндүргөн.

Изилдөөнүн негизги түшүндүрмөсү — катышуучуларда айланып жаткан суюктуктар боюнча божомол чыгарууга колдонууга боло турган менталдык моделдер бар, бирок бул менталдык моделдер изилденген катуу дене сыяктуу айлануу шартындагы чыныгы жүрүм-турумга көбүнчө дал келбейт. Изилдөөчүлөр адамдар өздөрүнө тааныш эмес айлануучу суюктук маселелеринде мурда көргөн суюктук окуяларынан пайдаланып, маалыматтагы боштуктарды толтуруп жатышы мүмкүн деп сунуш кылышат.

Бул жыйынтык “суюктуктун менталдык трансформациясы” катуу объекттерди ойдо айлантуудан так өзүнчө жана көз карандысыз когнитивдик жөндөм экенин далилдебейт. Изилдөөчүлөр муну келечекте түздөн-түз текшерилиши керек болгон ачык когнитивдик илим суроосу катары калтырышат. Изилдөө ошондой эле бир университеттеги 32 адамдык ыңгайлуу үлгүгө жана бир гана айлануучу резервуар көрсөтүүсүнө негизделгендиктен, жыйынтыктарды бардык университет студенттерине же бардык суюктук маселелерине жалпылоого болбойт.

Изилдөөнүн баштапкы чекити

Менталдык трансформация боюнча изилдөөлөрдүн көбү объектти ойдо айлантуу же анын формасын өзгөртүү сыяктуу катуу объект маселелерине негизделет. Менталдык айлантуу изилдөөлөрүндө адам объект башка бурчтан кандай көрүнөрүн ойдо элестетет. Кийинки изилдөөлөр бүктөө, сындыруу, ийүү, түйүн түзүү жана анаморфикалык трансформация сыяктуу татаалыраак катуу же катуу эмес трансформация түрлөрүн карашкан.

Суюктуктар болсо бул объект класстарынан олуттуу айырмаланат. Суюктук сырткы беттин формасын гана өзгөртпөйт; агуу, аралашуу жана куюндоо сыяктуу окуяларда кыймыл көлөмдүн ичинде жүрүшү мүмкүн. Суюктуктун өз алдынча катуу объект сыяктуу ачык жана туруктуу чек аралары да болбошу мүмкүн. Ошондуктан изилдөөчүлөр катуу объекттер үчүн иштелип чыккан менталдык трансформация моделдери суюктуктун жүрүм-турумун түшүндүрүүгө түздөн-түз жетиштүү болбой калышы мүмкүн деп эсептешкен.

Авторлор башында суюктуктун менталдык трансформация жөндөмүн өлчөй турган тест иштеп чыгууну көздөшкөн, бирок ишенимдүү тест тапшырмаларын жана реалисттик туура эмес варианттарды түзүү үчүн адегенде адамдардын суюктуктар тууралуу кандай менталдык моделдери бар экенин негизги деңгээлде мүнөздөө зарыл деген жыйынтыкка келишкен. Бул изилдөө суюктуктун менталдык трансформация тестин иштеп чыккан же валидациялаган эмес; ал келечектеги өлчөө куралынын концептуалдык негизин түзүүгө багытталган алгачкы чалгындоочу изилдөө.

Суюктуктун Менталдык Трансформациясы Деген Эмне?

Суюктуктун менталдык трансформациясы — адам суюктук системасынын байкалбаган же али боло элек кыймылын ойдо элестетип, суюктук кийин кандай көрүнөрү же кандай аракет кыларын божомолдоосу; бул изилдөөдө түшүнүк өзгөчө катуу дене сыяктуу айланып жаткан сууга боёк кошулгандан кийинки жүрүм-турумду студенттер кантип алдын ала көрөрүн изилдөө үчүн колдонулган.

Менталдык модель эмнени билдирет?

Булак изилдөө менталдык моделди адамдар божомол жасоодо колдоно ала турган формалдуу эмес, толук эмес жана туруксуз өкүлчүлүк катары карайт. Менталдык моделдин толук эместиги адамда эч кандай түшүнүк жок дегенди билдирбейт. Тескерисинче, адам абдан ишенимдүү божомол чыгарышы мүмкүн, бирок ал таянган өкүлчүлүк физикалык системанын чыныгы жүрүм-турумуна дал келбей калышы мүмкүн.

Изилдөөчүлөрдүн логикасында менталдык моделдин бар-жогу эки байкоо аркылуу изилденген. Биринчиси — катышуучу белгисиздикти билдирбей туруп конкреттүү божомол бере алышы. Экинчиси — чыныгы көрсөтүү божомолго дал келбегенде адамдын даана таң калышы. Таң калуу адам жөн гана туш келди божомол айтпаганын жана күтүлгөн окуянын моделине ээ болгонун көрсөткөн сапаттык далил катары чечмеленген.

Мурдагы менталдык трансформация изилдөөлөрү бул изилдөө менен кандай байланышта?

Булактагы 1-сүрөт бул трансформация түрлөрүнүн катуу–катуу эмес жана экстринсикалык–интринсикалык мейкиндиктик өкүлчүлүк окторундагы байланышын мурдагы изилдөөлөргө таянып талкуулайт. Бирок түпнуска сүрөт Atit жана кесиптештеринин 2013-жылдагы изилдөөсүнөн өзгөртүлгөн визуалга негизделгендиктен, Verianla ичинде ошол эле Venn жайгашуусу кайра көчүрүлгөн эмес. Жогорудагы таблица илимий мазмунду өз алдынча берет.

Экстринсикалык жана интринсикалык мейкиндиктик өкүлчүлүк деген эмне?

Экстринсикалык мейкиндиктик өкүлчүлүк объекттердин бири-бирине же эсептөө системасына салыштырмалуу жайгашуусу сыяктуу мамилелерди билдирет. Интринсикалык мейкиндиктик өкүлчүлүк болсо объекттин өз формасы, бөлүктөрү жана ички түзүлүшү сыяктуу өзгөчөлүктөргө байланыштуу. Булак ар кандай менталдык трансформация тапшырмалары бул эки мейкиндиктик өкүлчүлүк түрүнүн ортосунда ар башка когнитивдик салмакка ээ болушу мүмкүн экенин талкуулайт.

Катуу Дене Сыяктуу Айлануудагы Суу Чындыгында Кантип Кыймылдайт?

Катуу дене сыяктуу айланууда суу туруктуу бурчтук ылдамдык менен айланган резервуар менен кошо кыймылдайт жана резервуардын айлануучу эсептөө системасына салыштырмалуу тынч абалда болот; булак изилдөөдө бул режимде суу мамычалары айлануу огунун багыты боюнча тик бойдон калышы жана калий перманганаты кең горизонталдуу куюндарга айлануунун ордуна негизинен вертикалдуу мамычалар түрүндө резервуар менен бирге айланышы күтүлгөн физикалык жүрүм-турум болуп саналат.

Бул жерде “катуу” деген сөз суунун катып калганын билдирбейт

Катуу дене сыяктуу айлануу суунун физикалык жактан катуу абалга өтүшүн билдирбейт. Бул термин суюктуктун ар башка бөлүктөрү бирдей бурчтук ылдамдык менен бирге айланып, резервуардын эсептөө системасында бири-бирине салыштырмалуу негизинен туруктуу абалда калган кыймыл режимин билдирет.

Булак бул учурда суунун кыймылы айлануу огунун багыты боюнча өзгөрбөй турганын; вертикалдуу суу мамычалары тик калып, ийилип-узарбай турганын жана боёктун горизонталдуу багытта эркин тарашы чектелгенин түшүндүрөт.

Окутуучу математикалык фон: туруктуу бурчтук ылдамдык

Төмөнкү теңдеме булак макалада берилген изилдөө теңдемеси эмес; ал катуу дене сыяктуу айлануунун негизги геометриясын түшүндүрүү үчүн берилген стандарттуу окутуучу байланыш.

\[ v_t=\omega r \]

Бул жерде \(v_t\) айлануу огунан \(r\) аралыктагы чекиттин тангенциалдык ылдамдыгынын чоңдугун; \(\omega\) системанын бурчтук ылдамдыгын; \(r\) болсо айлануу огуна чейинки радиалдык аралыкты билдирет.

Теңдеменин окутуучу мааниси төмөнкүдөй: бир эле катуу айланууда суюктуктун бардык бөлүктөрү бирдей \(\omega\) бурчтук ылдамдыкка ээ, бирок айлануу огунан алысыраак жайгашкан чекиттердин сызыктуу тангенциалдык ылдамдыгы чоңураак. Бул математикалык түшүндүрмө изилдөөнүн жаңы натыйжасы эмес жана экспериментте өлчөнгөн өзүнчө ылдамдык маалыматы катары чечмеленбеши керек.

Куюн эмне үчүн интуитивдүү түрдө күтүлөт?

Күнүмдүк жашоодо айланган же аралаштырылган суюктуктар көбүнчө туруктуу режимге эбак жеткен идеалдуу катуу дене сыяктуу айлануу шартында болбойт. Стаканда суусундукту аралаштыруу, блендер колдонуу, ваннадан сууну агызуу же бассейнде куюн түзүү сыяктуу тажрыйбалар суюктуктун салыштырмалуу кыймылын, ылдамдык градиенттерин жана өтмө агымдарды камтыйт.

Булактагы талкууга ылайык, көптөгөн катышуучулар ушул тааныш тажрыйбалардын менталдык моделин физикалык жактан башкача болгон туруктуу катуу дене сыяктуу айлануу абалына көчүргөн болушу мүмкүн. Авторлор айрыкча резервуар тынч абалдан айлана баштаган spin-up баскычында куюндоо чындап пайда болушу мүмкүн экенин, бирок студенттер мурда көргөн мындай окуялар менен изилдөөдөгү туруктуу айлануу режими бир эле физикалык абал эмес экенин баса белгилешет.

Изилдөөнүн гипотезасы

Изилдөөчүлөр баштапкы деңгээлдеги суюктук–Жер илимдеринин студенттеринде айланган суюктуктар кандай жүрөрү боюнча алдын ала болгон менталдык модель же суроо берилгенде ушундай модель түзүү жөндөмү болот деп сунуш кылышкан.

Бул гипотезанын изилдөөдөгү операциялык белгилери төмөнкүлөр:

• Катышуучу резервуарда эмне болору тууралуу конкреттүү божомол бере алышы.
• Божомол чыныгы окуяга дал келбесе катышуучунун таң калышы.
• Катышуучу божомолун мурдагы тажрыйбалар же аналогиялар менен түшүндүрө алышы.

Эксперименттик түзүлүш

Калий перманганаты эмне үчүн колдонулду?

Калий перманганаты кочкул кызгылт көк түстөгү, кургак учурда кумга окшош көрүнүшү бар катуу зат болуп саналат жана сууга түшүрүлгөндө көрүнүктүү түстүү из пайда кылгандыктан изилдөөчүлөр аны суюктуктун кыймылын көрсөтүүчү боёк/издөөчү катары колдонушкан.

Изилдөөчүлөр катышуучулар божомолдорун калий перманганатынын касиеттерине эмес, суунун кыймылына негиздешин каалашкан. Ошондуктан негизги экспериментке чейин боёктун жүрүм-турумун көрсөтүү үчүн диаметри 20 cm болгон кичирээк жана айланбаган суу резервуарына аз өлчөмдө калий перманганаты салынган.

Изилдөөчүлөр эмнени түздөн-түз текшерүүнү каалашкан?

Изилдөө студенттерде катуу дене сыяктуу айланган суу жөнүндө алдын ала калыптанган же ошол замат түзүлө ала турган менталдык моделдер бар-жогун изилдеген. Изилдөөнүн максаты студенттердин суюктуктар боюнча бардык физикалык билимин өлчөө же окутуу ыкмасынын окуу ийгилигин салыштыруу эмес.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Үлгү

Изилдөөгө АКШнын Орто Атлантика аймагындагы чоң университеттин Liberal Arts жана Science and Mathematics колледждеринен студенттер алынган. Катышуу шарттары кеминде 18 жашта болуу жана университеттин учурдагы студенти болуу эле.

Үлгү алуу ыңгайлуу үлгү алуу мүнөзүндө болгон. Изилдөөчүлөр жаңы чийме түрлөрүнүн пайда болушу азайганга, жаңы кодго муктаждык токтогонго жана изилдөөнү кайталоого жетиштүү маалымат алынганга чейинки маалымат каныгуусу критерийлерине жеткенге чейин катышуучуларды кабыл алууну улантышкан. Акыркы үлгү 32 адам болгон. Ар бир катышуучу маалымдалган макулдук берген жана катышканы үчүн 50 АКШ доллары баасында белек картасын алган.

Булак тегеректөөгө байланыштуу айрым өлчөмдөрдөгү пайыздардын так %100 болбой калышы мүмкүн экенин белгилейт.

Маек протоколу

Ар бир катышуучу менен жарым түзүмдөлгөн жана интерактивдүү жеке маек өткөрүлгөн; маектер видеого жазылып, орточо болжол менен 30 мүнөткө созулган.

Биринчи этапта катышуучулар демографиялык маалыматтар менен кошо сегиз физика суроосун камтыган кыска жазуу түрүндөгү сурамжылоону толтурушкан. Суроолордун баары эксперимент темасына байланыштуу эмес; айрым суроолор алаксытуучу катары колдонулган.

Талдоодо өзгөчө эки физика суроосуна көңүл бурулган:

1. Ийри сызыктуу кыймыл суроосу: Тегерек траекторияда жипке байланып кыймылдаган топ бошотулганда кайсы жол менен кетет?
2. Эсептөө системасы суроосу: Кыймылдап бара жаткан автомобилден ташталган объект автомобилге салыштырмалуу кайда түшөт?

Изилдөөчүлөр катышуучулардан мурда айлануучу суюктуктар менен тажрыйбасы болгон-болбогонун сурашкан эмес.

Божомол чиймелери кантип алынган?

Катышуучуларга суу кеминде 15 мүнөттөн бери туруктуу айланып турганы айтылгандан кийин, калий перманганаты кошулганда резервуар бир мүнөттөн кийин кандай көрүнөрү суралган.

Катышуучулар эки көз караштан чийме тартышкан:

• жогору жактан, башкача айтканда куш көз карашынан;
• капталдан көрүнүш.

Изилдөөчүлөр резервуардын тышкы контурларын даяр түрүндө беришкен, катышуучулар болсо боёк издеринин күтүлгөн формасын тартышкан. Андан кийин катышуучулардан чиймелерин оозеки түшүндүрүү суралган.

Андан соң калий перманганаты чоң айлануучу резервуарга кошулуп, бир мүнөт күтүлгөндөн кийин катышуучудан натыйжа таң калыштуу болгон-болбогону суралып, божомолунун себебин түшүндүрүү талап кылынган.

Чиймелер кантип коддолгон?

Биринчи жана үчүнчү автор жогору жана каптал көрүнүш чиймелерин emergent coding, башкача айтканда маалыматтан пайда болгон коддоо ыкмасы менен өз алдынча классификациялашкан. Коддоо системасы кайталап иштелип чыгып, акырында жети визуалдык код алынган.

Ар бир код өзүнчө “бар/жок” бинардык чечим катары бааланган. Бир эле чийме элементине эки же андан көп код берилиши мүмкүн болгондуктан, булактагы Таблица 3төгү жыштыктардын суммасы 32 болушу шарт эмес. Бул ыкма simultaneous coding деп аталат.

Cohen’s Kappa Бул Изилдөөдө Эмнени Өлчөйт?

Cohen’s kappa — эки көз карандысыз коддоочунун бир эле чиймени же оозеки жоопту бир категорияга жайгаштыруу деңгээлин жөн гана кокустуктан пайда болушу мүмкүн болгон дал келүүнү эске алуу менен өлчөгөн байкоочулар аралык макулдашуу коэффициенти; бул изилдөөдө ал жети чийме коду жана андан кийин оозеки жооп категориялары үчүн коддоонун ишенимдүүлүгүн баалоо максатында колдонулган.

Төмөнкү теңдеме Cohen’s kappaнын стандарттуу окутуучу формуласы; булак макала формуланы ачык жазбайт.

\[ \kappa=\frac{P_o-P_e}{1-P_e} \]

Бул жерде \(P_o\) эки коддоочунун байкалган чыныгы макулдашуу үлүшү, \(P_e\) болсо категориялардын бөлүштүрүлүшү эске алынганда жөн гана кокустуктан күтүлгөн макулдашуу үлүшү.

\(\kappa=1\) толук макулдашууну, \(\kappa=0\) байкалган макулдашуу кокустук менен күтүлгөн деңгээлге барабар болгон абалды билдирет. Терс маани теориялык жактан кокустук күтүүдөн төмөн макулдашууну билдириши мүмкүн. Бул изилдөөдө терс маани билдирилген эмес.

Изилдөөчүлөр ар бир чийме коду үчүн бардык 32 чиймеден алынган \(2\times2\) коддоочу таблицаларын колдонушкан; жалпы макулдашууну эсептөө үчүн жети таблицанын маалыматтарын бириктирип, жалпы Cohen’s kappa маанисин алышкан. Коддоочулар ар башка баалаган учурлар кийин талкууланып, бардык чиймелер боюнча консенсуска жетишилген.

Чийме коддору жана коддоочулардын макулдашуусу

Булактын ичиндеги дал келбестик жөнүндө эскертүү: Булак Таблица 3 “vortices” жыштыгын 3 деп берет. Бирок Таблица 3түн алдында турган натыйжа баянында “four instances of small vortices” деген сөз айкашы колдонулат. Булак бул айырмачылыкка оңдоо же түшүндүрмө бербегендиктен, Verianla таблицадагы 3 маанисин берет жана баяндагы 4 маанисин өзүнчө каттайт.

Эки негизги физика суроосунун жыйынтыктары

Бул жыйынтыктар өзгөчө маанилүү, анткени көптөгөн катышуучулар катуу денелердин кыймылы боюнча негизги суроолорго туура жооп бере алса да, айлануучу суюктук үчүн туура эмес куюн божомолун беришкен.

Булактагы талкууда ийри сызыктуу кыймыл суроосуна туура жооп берген 16 катышуучунун %75и ошентсе да куюнду божомолдогону; эсептөө системасы суроосуна туура жооп берген 24 катышуучунун %65и куюнду божомолдогону айтылат.

Демек, катуу объекттердин кыймылы боюнча туура ой жүгүртүү бул үлгүдө айланып жаткан суюктук тууралуу туура божомол берүүгө кепилдик берген эмес.

Үч кең божомол тобу

Fisher–Freeman–Halton Exact Test Эмне Үчүн Колдонулду?

Fisher–Freeman–Halton exact test — кичине үлгүлүү көп категориялуу кайчылаш таблицаларда күтүлгөн уяча жыштыктары хи-квадрат тестинин божомолдорун канааттандырбаганда категориялык өзгөрмөлөрдүн ортосундагы байланышты баалоо үчүн колдонулган exact test ыкмасы; ошондуктан изилдөөчүлөр физика суроолорунун жооптору менен суюктук божомолунун үч кең категориясынын ортосундагы байланышты ушул тест менен баалашкан.

Изилдөөдө эки салыштыруу жүргүзүлгөн:

Булак бул жыйынтыктарды кичине үлгүдө “эч кандай байланыш жок” деп чечмелебөө керектигин өзгөчө баса белгилейт. Статистикалык жактан маанилүү натыйжа алынбаганы чыныгы дүйнөдө байланыш сөзсүз нөл экенин көрсөтпөйт.

Булак эффект өлчөмүн же ишеним интервалын билдирбейт. Үлгүнүн көлөмү да бул exact testтер үчүн кубаттуулук анализинен эмес, сапаттык маалыматтын каныгуусунан аныкталган.

Катышуучулар чыныгы натыйжаны көргөндө эмне болду?

Айлануу аналогияларына куюндар, торнадолор, smoothie/blender тажрыйбасы, суу бөтөлкөсү, топ, ураган, чака, дренаж жана ысык какао сыяктуу күнүмдүк тажрыйбалар кирген. Булак эки катышуучу бирден ашык айлануу аналогиясын бергенин белгилейт.

Аналогия бул жерде кантип ката жаратышы мүмкүн?

Аналогияны колдонуу өзүнөн-өзү туура эмес когнитивдик стратегия эмес. Адамдар жаңы маселени түшүнүү үчүн көбүнчө мурда билген системалардын түзүлүшүн жаңы маселеге көчүрүшөт.

Бул изилдөөдөгү маселе — студенттер сыртынан окшош көрүнгөн, бирок физикалык жактан айырмаланган шарттарды дал келтирген болушу мүмкүн. Мисалы, аралаштырылган суусундукта же дренажда пайда болгон куюн туруктуу катуу дене сыяктуу айланган суу менен бирдей динамикалык шартта эмес.

Изилдөөчүлөр катышуучулардын тааныш “айланган суюктук = куюн” окуя схемасын белгисиз системага көчүрүшү туура эмес божомолду пайда кылган болушу мүмкүн деп сунуш кылышат. Бул механизм изилдөөнүн түшүндүрмөсү; түздөн-түз эксперимент менен бөлүнүп текшерилген когнитивдик механизм тести эмес.

Окуя когнициясы эмне үчүн талкууланат?

Окуя когнициясы (event cognition) — акыл объекттерди гана эмес, убакыт ичинде болуп жаткан окуяларды кантип бөлүктөргө ажыратарын, таанырын жана мурдагы окуялардан алынган мыйзам ченемдүүлүктөрдү жаңы кырдаалдарга кантип колдоноорун изилдеген когнитивдик ыкма.

Катуу объекттерде чек аралар көбүнчө ачыгыраак болот. Блок же кагаз бөлүгү кайда башталып, кайда бүтөрүн көрүүгө болот. Суюктуктарда болсо агуу, аралашуу жана куюндоо окуяларынын мейкиндиктик жана убакыттык чек аралары бүдөмүк болушу мүмкүн.

Авторлор суюктуктун менталдык трансформациясын жөн гана “объектти ойдо өзгөртүү” катары эмес, адам мурда көргөн окуя өкүлчүлүктөрүн колдонуп жаңы суюктук окуясын божомолдошу катары изилдөө пайдалуу болушу мүмкүн деп сунуш кылышат.

Бирок булак бул пикирди такталган когнитивдик теория катары бербейт. Авторлордун өз сөзү менен айтканда, бул маалыматтардан чыгарылган тыянак жана кийинки изилдөөлөрдө текшерилиши керек.

Билим берүү жагынан эмне сунушталат?

Изилдөөнүн окутууга байланыштуу натыйжаларынын бири — көрсөтүү баштала электе студенттен ачык божомол сурап алуу пайдалуу болушу мүмкүн. Студент божомолун жазганда же тартканда өзүнүн алдын ала түшүнүгүн көрүнүктүү кылат.

Булактагы талкууда elicit–confront–resolve ыкмасы сунушталат:

1. Elicit — чыгар: Студенттен окуя боло электе божомол берүү жана божомолуна кармануу суралат.
2. Confront — беттештир: Чыныгы лабораториялык көрсөтүү жүргүзүлүп, божомол менен байкоонун айырмасы көрүнүктүү кылынат.
3. Resolve — чеч: Студенттин жөн гана таң калышы жетишсиз; эмне үчүн ушундай болгонун түшүндүрүп, жаңы физикалык түшүнүктү түзүшүнө шарт түзүлөт.

Булак жөн гана “таң калыштуу көрсөтүү жасоонун” жетиштүү экенин далилдебейт. Авторлордун билим берүү боюнча сунушу — божомол менен чыныгы натыйжанын ортосундагы карама-каршылыкты түшүндүрмө жана барган сайын татаалыраак көрсөтүүлөр менен улантуу.

Бул Изилдөө Суюктуктун Менталдык Трансформациясы Өзүнчө Когнитивдик Жөндөм Экенин Далилдейби?

Жок. Изилдөө катышуучулар айланган суюктуктар тууралуу так, бирок көбүнчө туура эмес менталдык моделдерди колдонгонун көрсөтөт; бирок суюктуктун менталдык трансформациясы менталдык айлантуу, ийүү, сындыруу же башка мейкиндиктик трансформация жөндөмдөрүнөн психометрикалык жактан көз карандысыз когнитивдик жөндөм экенин текшерип же ырастаган эмес жана авторлор бул айырманы келечекте түздөн-түз изилдөө керектигин белгилешет.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Катышуучулардын көбү айлануучу резервуардагы боёктун жүрүм-туруму боюнча так божомолдорду түзө алган.
• 22/32 катышуучу кандайдыр бир куюн же тегерек таралуу күтүшкөн.
• Болгону 2/32 катышуучу чыныгы жүрүм-турумга шайкеш вертикалдуу боёк издерин тарткан.
• Вертикалдуу из тарткан эки адамдын эч бири божомолун туура физикалык түшүндүрмө менен колдогон эмес.
• 26/32 катышуучу чыныгы натыйжаны таң калыштуу деп тапкан.
• Куюн тарткан 22 адамдын 19у күтүүсүн резервуардын же суунун айланышы менен байланыштырган.
• Бул 19 адамдын 12си күнүмдүк окуялардан аналогия колдонгон.
• Катуу дене кыймылы боюнча эки физика суроосунун жооптору менен суюктук божомол категорияларынын ортосунда бул кичине үлгүдө маанилүү байланыш табылган эмес.
• Изилдөө студенттердин айлануучу суюктуктар тууралуу менталдык моделдерин окутуу дизайнында эске алуу керектигин көрсөтөт.

Изилдөө колдобогон жыйынтыктар

• Бардык университет студенттеринде бирдей менталдык модель бар экени көрсөтүлгөн эмес.
• Бардык адамдар айлануучу суюктуктар куюндалат деп ойлойт экени көрсөтүлгөн эмес.
• Суюктуктун менталдык трансформациясы өз алдынча психометрикалык мейкиндиктик жөндөм экени далилденген эмес.
• Студенттердин жалпы суюктуктар механикасы билими төмөн деген жыйынтык чыгарууга болбойт.
• Бир айлануучу резервуар көрсөтүүсү бардык суюктук жүрүм-турумдарын билдирет деп айтууга болбойт.
• Божомол–байкоо педагогикасы окуу натыйжаларын жогорулатарын бул изилдөө эксперименттик түрдө текшерген эмес.
• Физика суроолору менен суюктук божомолунун ортосунда эч кандай байланыш жок экени далилденген эмес.
• Авторлордун окуя когнициясы боюнча түшүндүрмөсү тастыкталган себептик когнитивдик механизм эмес.

Негизги чектөөлөр

Бир эксперименттик контекст: Изилдөөдө бир гана катуу дене сыяктуу айлануучу резервуар көрсөтүүсү колдонулган. Суюктук трансформациясынын бир түрү бардык суюктук жүрүм-турумдарын билдире албайт.

Кичине үлгү: Изилдөө 32 адам менен жүргүзүлгөн жана негизинен сапаттык дизайнга ээ.

Ыңгайлуу үлгү алуу: Катышуучулар бир университеттен алынган жана үлгү кең студенттик популяцияны көрсөтүү үчүн ыктымалдык негизде тандалган эмес.

Бир мекеме: Демографиялык жана институттук ар түрдүүлүк чектелүү.

Гетерогендүү академиялык тажрыйба: Изилдөөчүлөр баштапкы деңгээлдеги студенттердин менталдык моделдерин түшүнүү үчүн ар башка тармактардан студенттерди колдонушкан. Жыйынтыктар баштапкы деңгээлдеги oceanography же atmospheric science студенттерине канчалык түз өтөрү өзүнчө текшерилиши керек.

Чийүү жөндөмү: Божомолдордун бир бөлүгү чийме аркылуу талдангандыктан, жеке чийүү жөндөмү теориялык фактор болуп саналат. Булак изилдөөчүлөрү өз үлгүсүндө кабыл алына турган чийме түзүүдө ачык кыйынчылык байкабаганын билдиришкен.

Айлануучу суюктуктар боюнча өткөн тажрыйба өлчөнгөн эмес: Изилдөөчүлөр катышуучулардан мурда айлануучу суюктуктар менен иштеген-иштебегенин сурашкан эмес.

Exact testтердин күчү: Үлгү кичине болгондуктан, маанилүү эмес p маанилери байланыштын так жоктугу катары бааланбашы керек.

Жыйынтык бөлүмүндөгү эки билдирүү эмне үчүн “келечектеги гипотеза” катары окулушу керек?

Авторлор учурдагы жыйынтыктардан текшерүүгө боло турган эки гипотезаны чыгарышат:

Бул эки билдирүү азыркы изилдөөнүн так билим берүү жыйынтыктары эмес. Алар кийинки изилдөөлөр үчүн иштелип чыккан гипотезалар.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска аталышы: Mental Fluid Transformation: Thinking Beyond Mental Rigid and Non-Rigid Transformation

Авторлор: Peggy McNeal, Erika Heymann, Thomas Shipley.

Авторлордун тартиби: Булактагы тартип так сакталган.

Тең салым: Булакта тең биринчи авторлук же тең салым тууралуу билдирүү жок.

Жооптуу автор: Peggy McNeal.

Аффилиация 1: Department of Physics, Astronomy, and Geosciences, Towson University, Towson, MD 21252, USA.

Аффилиация 2: Department of Psychology and Neuroscience, Temple University, Temple, PA 19122, USA.

Журнал: Education Sciences.

Басмакана: MDPI.

Том / сан / макала номери: 16(8), 1280.

DOI: 10.3390/educsci16081280.

Расмий DOI шилтемеси: https://doi.org/10.3390/educsci16081280

Жөнөтүлгөн күнү: 28 май 2026.

Ревизия күнү: 6 август 2026.

Кабыл алынган күнү: 7 август 2026.

Жарыяланган күнү: 11 август 2026.

Булак түрү: Article; чалгындоочу сапаттык билим берүү/когнитивдик илим изилдөөсү болуп, категориялык сандык жыштыктарды жана exact testтерди да камтыйт.

Рецензия статусу: Education Sciences журналында жарыяланган, рецензияланган Version of Record макаласы.

Preprint статусу: Булак PDF preprint катары берилген эмес; расмий MDPI жазуусунда PDF Version of Record деп белгиленген. Өзүнчө preprint версиясы булакта көрсөтүлгөн эмес.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Үлгү: Бир мекемеден 32 университет студенти; ыңгайлуу үлгү алуу жана маалымат каныгуусу ыкмасы.

Эксперименттик түзүлүш: Диаметри 76 cm болгон тунук резервуар, Taylor–Henry cart, максималдуу 13,3 RPM өзгөрмө ылдамдыктагы жана 200 lb көтөрүмдүүлүктөгү моторлуу айлануучу үстөл; 50 L суу, 11,5 cm суу тереңдиги; эксперименттик шарт 13 RPM жана кеминде 15 мүнөт алдын ала айлантуу.

Визуалдык из көрсөткүч: Калий перманганаты.

Контролдук/тааныштыруу резервуары: Калий перманганатынын кадимки тынч сууда кандай жүрөрүн көрсөтүү үчүн диаметри 20 cm болгон айланбаган кичине резервуар колдонулган.

Маек: Жарым түзүмдөлгөн жеке маектер; орточо болжол менен 30 мүнөт; видео жазуу.

Талдоо программасы: NVivo v.15 оозеки маалыматтарды уюштуруу жана код категорияларын башкаруу үчүн колдонулган.

Чийме талдоосу: Emergent coding + iterative coding + simultaneous coding.

Коддоочулардын ишенимдүүлүгү: Cohen’s kappa; жети чийме кодунун бириктирилген жалпы мааниси 0,79.

Статистикалык тест: Fisher–Freeman–Halton exact test; күтүлгөн уяча жыштыктары төмөн болгондуктан хи-квадрат ыкмасынын ордуна колдонулган.

Exact test жыйынтыктары: Эсептөө системасы × чийме \(p=0.570\); ийри сызыктуу кыймыл × чийме \(p=0.112\).

Булактын ичиндеги дал келбестик: Натыйжа баяны кичине вортекс үчүн 4 мисалды айтат, ал эми Таблица 3 жыштыкты 3 деп көрсөтөт. Булак бул айырманы түшүндүрбөйт жана Verianla маанилерди унчукпай бириктирген эмес.

Формула жөнүндө эскертүү: Булак макалада негизги математикалык суюктуктар механикасынын теңдемеси же Cohen’s kappa формуласы берилген эмес. Verianlaда көрсөтүлгөн \(v_t=\omega r\) жана Cohen’s kappa теңдемеси гана стандарттуу окутуучу фон катары так бөлүнүп, изилдөөнүн оригиналдуу формуласы же жыйынтыгы катары берилген эмес.

Каржылоо: U.S. National Science Foundation, Grant DUE-2225637.

Этика кеңеши: Towson University Institutional Review Board, protocol #1604; бекитүү күнү 25 октябрь 2024.

Маалымдалган макулдук: Бардык катышуучулардан маалымдалган макулдук алынган.

Булактагы макулдук тексти боюнча эскертүү: Макаланын Informed Consent Statement бөлүмүндө стандарттуу MDPI формулировкасы катары “patient(s)” сөзүн колдонгон жарыялоого макулдук сүйлөмү да бар; изилдөөнүн чыныгы катышуучулары университет студенттери. Verianla бул boilerplate билдирүүнү изилдөөдө бейтаптардын үлгүсү болгон деп чечмелебейт.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Булак натыйжаларды колдогон маалыматтар ScholarWorks@Towson платформасында http://hdl.handle.net/11603/34543 дарегинде бар экенин билдирет.

Ыраазычылык: Авторлор Spencer Hill, John Knox жана Mirjam Glessmerге айлануучу резервуарлар, геофизикалык суюктук динамикасы, окуу программасы, студенттердин окуусу жана чыныгы Жер процесстери менен байланыштар боюнча талкуу жана сунуштары үчүн ыраазычылык билдиришет.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышын билдиришкен эмес. Каржылоочунун изилдөө дизайнында, маалымат чогултууда, талдоо/түшүндүрүүдө, макала жазууда же жарыялоо чечиминде ролу жок экени белгиленген.

Авторлордун салымдары: Концептуалдаштыруу Peggy McNeal жана Thomas Shipley; метод Peggy McNeal жана Thomas Shipley; формалдуу талдоо Peggy McNeal, Erika Heymann жана Thomas Shipley; изилдөө Peggy McNeal, Erika Heymann жана Thomas Shipley; маалыматтарды курациялоо Peggy McNeal, Erika Heymann жана Thomas Shipley; биринчи долбоор Peggy McNeal жана Thomas Shipley; кароо/редакциялоо үч автор; жетекчилик Peggy McNeal жана Thomas Shipley; долбоорду башкаруу Peggy McNeal жана Thomas Shipley; каржылоо алуу Peggy McNeal.

Негизги түшүндүрмө чеги: Изилдөө бир резервуар көрсөтүүсү, кичине ыңгайлуу үлгү жана бир мекеме менен чектелет. Жыйынтыктарды бардык студенттерге же бардык суюктук окуяларына жалпылоого болбойт.

Когнитивдик түшүндүрмө чеги: Окуя когнициясы жана аналогияга негизделген түшүндүрмөлөр булак тарабынан маалыматтардан чыгарылган мүмкүн болгон түшүндүрмөлөр катары талкууланат; алар себептик когнитивдик механизм катары эксперименттик түрдө өзүнчө бөлүнгөн эмес.

Билим берүү түшүндүрмөсүнүн чеги: Изилдөө божомол–байкоо ыкмасы окуу натыйжаларын жогорулатарын өлчөгөн эмес. Жыйынтык бөлүмүндөгү эки билим берүү билдирүүсү келечекте текшерилиши керек болгон гипотезалар.