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Identification and use of P-Prim in solving problems in special relativity

Claudio Valencia, Mario Humberto Ramírez Díaz

Abstract


Aims (Background): Problem-solving is one of the most well-addressed lines of investigation in the education of physics, with numerous studies in various branches of this science, including mechanics, electromagnetism, thermodynamics, and optics, that have adopted diverse methodologies of research. However, the training of physicists has been less well-attended in the literature, especially in how physicists in training solve problems. In particular, solving problems in special relativity is not a well-studied theme because, at the high school and undergraduate levels, this area is usually presented only conceptually. With this in mind, this paper aims to report the results of a study of problem-solving in special relativity by physics students. Materials and methods: It implements a test situation that requires the utilization of phenomenological primitives (P-Prim) to solve the problem presented. It includes a description of the students’ use of P-Prim. Results: The study found that students do not always use P-Prim correctly, resulting in conceptual errors, or they choose conceptual tools that cannot be considered P-Prim that, though correct concepts in physics, are not necessary to solve the problem. Conclusion: We consider that the utilization of the P-Prim is advantageous to solve problems of this kind. Therefore, we recommend professors emphasize the P-Prims’ employ when introducing the topic before moving on to problem-solving.

Keywords


Problem-solving, P-Prim, special relativity theory, conceptual errors, training of physicists

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ISSN 15849422, 12211249