اهتمت کثير من جهود التطوير التي تمت في ميدان تعليم العلوم والرياضيات بالترکيز على تعليم المفاهيم الکبرى، ومساعدة المتعلمين على اکتسابها. وقد يکون ذلک راجعًا إلى قدرتها على الربط بين أفرع العلم المختلفة کما يتضح من خلالها وحدة المعرفة، وتماسکها.
ومن بين المفاهيم الکبرى في مجال تعليم العلوم مفهوم مرکز الثقل الذي يمکن من خلاله وصف عدد من الظواهر الحياتية، وتفسيرها کما أنه أحد المفاهيم التي تربط بين الفيزياء، والرياضيات. وعادة ما يأخذ هذا المفهوم صبغة رياضياتية في أثناء معالجته بمحتوى کتب الفيزياء ما يجعله مفهومًا جافًا صعب الفهم؛ لذا فقد عُنى البحث الحالي بتعرف مستوى استيعاب مفهوم مرکز الثقل، وتطبيقاته الرياضياتية والحياتية لدى الطلاب معلمي العلوم في کلية التربية- جامعة الإسکندرية. فضلاً عن اقتراح برنامج قائم على النمذجة الرياضياتية لتنمية مفهوم مرکز الثقل وتطبيقاته الرياضياتية والحياتية لدى الطــلاب معلمي العلوم.
واعتمد البحث على أداة تشخيصية، وهي اختبار مفهوم مرکز الثقل، وتطبيقاته الرياضياتية والحياتية الذي طبق على عدد 52 من الطلاب معلمي العلوم في کلية التربية- جامعة الإسکندرية؛ لتعرف مدى تمکنهم من مفهوم مرکز الثقل وتطبيقاته. کما أعقب تطبيق الاختبار إجراء عدد من المقابلات الشخصية مع بعض أفراد عينة البحث لمحاولة الوصول إلى فهم أکثر عمقًا لمدى تمکنهم من المفهوم موضوع البحث.
وقد أسفرت نتائج البحث عن تدني مستوى استيعاب الطلاب المعلمين للمفهوم موضوع البحث. کما قدم البحث مقترحًا لبرنامج قائم على النمذجة الرياضياتية لتنمية مفهوم مرکز الثقل، وتطبيقاته الرياضياتية والحياتية لدى الطـلاب معلمي العلوم.
Abstract:
Current study aimed to investigate student teachers' understanding for a major concept in science education which is center of gravity and its mathematical and daily life applications. The center of gravity of an object is the point at which mass is equally distributed and all sides are in balance. This concept is useful in designing static structures such as buildings and bridges or in predicting the behavior of a moving body when it is acted on by gravity … etc.
To achieve this goal, researchers conducted a conceptual understanding test and a semi-structured interviews with 52 student teachers to collect data about their understanding of  center of gravity and its mathematical and daily life applications. Descriptive statistics were used to generate avrages and percentages. The major conclusions drawn from this paper were results regarding students teachers' understanding for center of gravitiy and its applications is low by comparison with what it should be. For that reason researchers developed a program based on mathematical modeling to develop student teachers' for center of gravitiy and its applications.