30 item multiple choice to probe student’s understanding of basic concept of force and motion. Widely used in high school and universities. Translated in 10 languages 1. The Force Concept Inventory (FCI)* *Hestenes D, Wells M & Swackhammer G (1992). The Physics Teacher, * Halloun I, Hake,R, Mosca E, Hestenes D, (1995). In Mazur: Peer imstruction. 1 Bahasa Malaysia Translation Jaafar Jantan. UiTM (unpublish)

The Force Concept Inventory (FCI) Concepts covered: kinematics, newton’s first law, second law and third law, resultant force, and types of forces. The distracters are meant to probe the student’s most common responses based upon ‘commonsence concept’ or misinterpretation.

The Force Concept Inventory (FCI) Diagnostic tool to probe misconception/ common sense concept Measure teaching effectiveness (pre-test and post test) Design/ modify teaching strategy

The Mechanics Baseline Test (MBT) * 26 item multiple choice to probe understanding of mechanics. More quantitative and problem solving test, though its main intension is to assess qualitative understanding. Distracters are designed to detect deficiencies in understanding rather than due carelessness or mathematical disability * Hestenes D % Well M.(1992) The Physics Teacher 30,

The Force Concept Inventory (FCI) Mean score (pre test) Threshold: Competent – 60% Mastery – 80% USA 27% - 52%UKM 22.4% UK 28% - 33%UiTM 20.0% Finland 45.7 %UPM 21.2% Russia 46.5 %

1.Dua biji bola A dan B mempunyai saiz yang sama tetapi bola A beratnya dua kali ganda lebih berat. Bola-bola tersebut dijatuhkan serentak daripada bumbung sebuah bangunan dua tingkat. Masa yang diambil untuk bola-bola tersebut sampai ke tanah ialah: (A)bola A mengambil masa saparuh sahaja masa yang diambil oleh bola B. (B) bola B mengambil masa separuh sahaja masa yang diambil oleh bola A. (C) masa diambil adalah sama. (D) bola A lebih cepat sampai tetapi tak semestinya separuh masa yang diambil oleh bola B. (E) bola B lebih cepat sampai tetapi tak semestinya separuh masa yang diambil oleh bola A. The Force Concept Inventory (FCI)

Correct answer: C Q1ABCDE UPM37%3%15%42%3% UKM26%6%12%54%2% UiTM31%7%11%48%3% D – heavier object moves faster

6. Rajah di sebelah menunjukkan suatu saluran tanpa geseran dalam bentuk separa bulatan yang berpusat pada “O”. Saluran ini dilekatkan pada permukaan meja mendatar tanpa geseran. Anda sedang melihat dari atas. Sebiji bola memasuki saluran dengan kelajuan tinngi. Arah laluan manakah dalam rajah di atas yang akan dilalui oleh bola apabila keluar dari saluran. The Force Concept Inventory (FCI) Correct answer: B Q6ABCDE UPM44%42%8%3%2% UKM41%42%6%9%2% UiTM35%47%9%4%5%

The Force Concept Inventory (FCI) 4.Bayangkan suatu perlanggaran secara berdepan diantara sebuah lori balak dan sebuah kereta Kancil. Sewaktu perlanggaran. (A)lori mengenakan daya yang lebih besar terhadap kereta berbanding dengan daya kereta terhadap Iori. (B) kereta mengenakan daya yang lebih besar terhadap lori berbanding dengan daya lori terhadap kereta. (C) tiada daya yang kenakan oleh lori terhadap kereta dan sebaliknya; kereta menjadi remuk kerana ianya menjadi penghalang kepada pergerakan lori. (D) lori mengenakan daya terhadap kereta tetapi kereta tidak mengenakan daya terhadap lori. (E) lori dan kereta masing-masingnya mengenakan daya yang sama magnitudnya.

The Force Concept Inventory (FCI) Q 15 ABCDE KSU22%9%60%9%0% UPM7%22%56%15%1% Correct answer: A KSU – Kansas State University: Rebello N S & Zollman D A (2004). Am J Phy, 72(1) B: heavier object exerts more force C: no force by heavy object – no motion

The Force Concept Inventory (FCI) Sebuah lori mengalami kerosakan dan menerima tolakan dari belakang oleh sebuah kereta kecil untuk menghantarnya ke bandar. Sewaktu kereta kecil tersebut menolak lori dan memecut untuk mencapai kelajuan seragam; (A)daya tolakan yang dikenakan oleh kereta terhadap lori adalah sama dengan daya lori menolak kereta. (B)daya tolakan yang dikenakan oleh kereta terhadap lori adalah lebih kecil berbanding dengan daya lori menolak kereta. (C)daya tolakan yang dikenakan oleh kereta terhadap lori adalah lebih besar berbanding dengan daya lori menolak kereta. (D) oleh kerana enjin kereta hidup, maka ia mengenakan tolakan terhadap lori tetapi lori tidak mengenakan tolakan terhadap kereta kerana enjin lori tidak dihidupkan. Lori tersebut ditolak hanyalah kerana ia mengganggu laluan kereta. (E)tidak ada daya dikenakan oleh kereta dan oleh lori. Lori tersebut ditolak hanyalah kerana ia mengganggu laluan kereta.

The Force Concept Inventory (FCI) Q 27 ABCDE KSU51%3%39%2%4% UPM27%40%21%8%4% Correct answer: A KSU – Kansas State University: Rebello N S & Zollman D A (2004). Am J Phy, 72(1) B: car exerts more force because forward motion C: heavy object exerts more force

Sebiji bola yang agak berat disambungkan kepada sautas tali dan diputarkan pada satah yang mendatar seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah di sebelah. Pada titik yang ditunjukkan di dalam gambarajah, tali tersebut putus. Jika peristiwa ini di lihat daripada atas, tentukan laluan yang diikuti oleh bola apabila putusnya tali tersebut. The Force Concept Inventory (FCI)

34% 41% 6% 8% 11% Universiti Putra Malaysia KSU – Kansas State University: Rebello N S & Zollman D A (2004). Am J Phy, 72(1)

Sebiji bola terjatuh daripada bahagian kargo sebuah kapalterbang sewaktu kapalterbang tersebut terbang dalam arah mendatar. Laluan manakahdalam gambarajah di bawah yang paling tepat sekali bagi mewakili pergerakan bola tersebut jika dilihat oleh pemerhati pegun yang sedang berdiri di permukaan bumi? The Force Concept Inventory (FCI)

66% 20% 4% 9% 0% Universiti Putra Malaysia KSU – Kansas State University: Rebello N S & Zollman D A (2004). Am J Phy, 72(1)

The Force Concept Inventory (FCI) %21% UPM %22.4%UKM %20%UiTM GainPost-testPre-test Mean score FCI gain= Posttest % - pretest % 100 – pretest % Hake (1998). Am J Phy 66, Low gain g < 0.3 Medium gain g > 0.3 High gain g > 0.7 POST-TEST vs POST-TEST UPM220%23%0.04

The Force Concept Inventory (FCI) POST-TEST vs POST-TEST 1.Hake (1998). Am J Phy Pearce & Roux 3.Savinainen & Scott (2002). Phy Edu 37(1). Interactive engagement more effective compared to traditional lecture to convey conceptual understanding FCI Gain TraditionalInteractive USA South Africa Finland

It is very difficult to change an established mental model substantially. For most students, reading and listening to lectures, are ineffective to change their mental models or removing the misinterpretation. The Force Concept Inventory (FCI)

QUESTION NO %of corr. ans.(PRE) %of corr. ans.(POST) UP / DOWN Highest incorrect (PRE) Popular wrong ans.(PRE)D,AB,DBACAAAB,CD Popular wrong ans.(POST)A,DDBABAAABD Highest incorrect (POST) C,BCBACCAD,ECC CCC,BACCADCC QUESTION NO %of corr. ans.(PRE) %of corr. ans.(POST) UP / DOWN Highest incorrect (PRE) Popular wrong ans.(PRE) Popular wrong ans.(POST) Highest incorrect (POST)

Not the true picture? Good grades in semester exams may not necessary good understanding of the concept The Force Concept Inventory (FCI)

Good grades in semester exams may not necessary good understanding of the concept The Force Concept Inventory (FCI) Pearce & Roux (Uni Cape Town) Exam (75%), pretest (33%), posttest (50%) Exam (54%), pretest (13%), posttest (20%) Subject coverage? Is it language problem? Seriousness of respondance

The Force Concept Inventory (FCI) The effect of distracters Rebello N S & Zollman D A (2004). Am J Phy, 72(1)

The Force Concept Inventory (FCI) The effect of distracters Rebello N S & Zollman D A (2004). Am J Phy, 72(1) ABCDE 51%3%39%2%4% 3%9%32%43%10% Question 27

The Force Concept Inventory (FCI) Conclusion FCI provide detailed information on the strength and weakness of students understanding of the force concept. This can be used to monitor students learning and evaluate teaching effectiveness.