The effects of simulations supported 5e teaching model on academic achievements and attitudes in physics education

Abstract

Bu çalışmanın amacı interaktif simülasyonlarla desteklenmiş 5E öğretim modeline dayalı fizik öğretiminin öğrencilerin akademik başarı ve tutumlarına etkisini araştırmaktır. Ayrıca bir başka boyutta öğrencilerin interaktif simülasyon destekli fizik öğretimine yönelik görüşlerini incelemektir. Çalışma, Somali-Borama ili Sh. Ali Jowhar Lisesinde 2014–2015 eğitim-öğretim yılının güz döneminde yapılmıştır. Çalışma grubu fen bilimleri alanında iki ayrı 11. sınıfta öğrenim gören toplam 80 öğrenciden (erkek: 57, kız : 23) oluşmaktadır. Öntest-sontest kontrol gruplu yarı deneysel model biçiminde desenlenmiş araştırmada iki sınıftan biri deney grubu diğer ise kontrol grubu olarak rastgele seçilmiştir. Araştırmanın uygulama aşaması ışık ünitesi içinde yer alan ışığa giriş, ışığın yansıması ve aynalar, ışığın kırılması ve mercekler, ışığın renkleri konularda 6 hafta 24 ders saati süresince gerçekleştirildi. Her iki grubun dersileri araştırmacı tarafından yürütülmekle birlikte kontrol grubunda geleneksel yöntem kullanılırken deney grubunda araştırmacı tarafından geliştirilen interaktif simülasyonlarla desteklenmiş 5E öğretim modeline uygun materyaller kullanıldı. Çalışmada akademik başarı testi, fizik dersine yönelik tutum olçeği ve yarı yapılandırılmış görüşme formları aracılığıyla veriler toplanmıştır. Somaliland fizik programı içerisinde ışık konusunda başarı testi geliştirilmiştir. Başarı testi maddelerinin iç tutarlık katsayası 0,8521 olarak bulunmuştur. Barmby ve diğ. (2005) tarafından geliştirilen ve daha sonra Kaya ve Böyük (2011) tarafından revize edilip kullanılan 0,73 güvenilirlik katsayısına sahip fizik dersine yönelik tutum ölçeği kullanılmıştır. Başarı testi ve tutum ölçeği deney ve kontrol grubuna çalışmanın öncesi ve sonrası uygulanmıştır. Fizik öğretiminde simülasyonların kullanımına yönelik öğrenci görüşlerinin değerlendirilmesi amacıyla bilgisayar destekli simülasyonun değerlendirme formu deney grubuna uygulanmıştır. Başarı testi ve tutum ölçeği ile elde edilen veriler spss17 ile analiz edilmiştir. Sontest akademik başarı ve tutum puanlarından elde edilen bulgulara göre iki grup arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunmuştur. Simulasyon destekeli 5E öğretim modelinin ışık ile ilgili kavramların anlaşılmasında geleneksel yönteme göre daha etkili olduğunu ve fizik dersine yönelik daha olumlu tutuma yol açtığı belirlenmiştir. Bu bulgular çalışmanın sonunda deney grubu öğrencilerinden toplanan görüşler ve düşünceler ile de desteklenmiştir. Anahtar kelimeler: Fizik Öğretimi, Bilgisayar Simülasyonları, Sanal Deneyler, Yapılandırmacı Yaklaşım, 5E Öğretimi Modeli, Tutum.

The purpose of this study was to investigate the effects of interactive simulations supported 5E teaching model on students' academic achievements and attitudes in physics education. Evaluating students' views, thoughts and their comments towards using simulations in teaching physics was another aim of this study. The study was conducted in the fall semester of 2014/2015 academic year at Sh. Ali Jowhar Secondary School in Borama, Somalia. 80 students (male: 57; female: 23) from two 11th grade science stream classes participated in the study which included pre-test / post-test control group quasi experimental design. One of the two classes was randomly assigned to be the experimental group and the other class to be the control group. Subtopics in the chapter Light (Introduction to light, reflection of light and mirrors, refraction of light and lenses, and colors of light) were taught to the experimental group using materials prepared on the basis of interactive simulations supported 5E teaching model whereas the same topic designed traditionally was taught to the control group by the same teacher. The implementation lasted for 24 periods in 6weeks. Tools used for data collection were Light Concepts Achievement Test, Attitude Scale Towards Physics and Semi-structured Evaluation Survey Form. The achievement test was developed on the basis of Somaliland physics program. Internal consistency coefficient of achievement test items was found to be 0.8521. Attitude scale towards physics developed by Barmby et al. (2005) which was then reviewed and used by Kaya and Böyük (2011) with reliability coefficient of 0.73 was adopted. The achievement test and the attitude scale were applied to both groups at the beginning and at the end of the study. Computer simulations evaluation survey form aimed to investigate students' views towards using simulations in teaching physics was also applied to experimental group at the end of the study. Data obtained through the achievement test and the attitude scale were analyzed with spss 17.Findings from the achievement and attitude post-test scores revealed that there was statistically significant difference between the two groups. Computer based simulation supported 5E teaching model caused significantly better acquisition of scientific concepts related to light and relatively higher positive attitudes towards physics than traditionally designed instruction. The results have also been supported by the views and thoughts collected from students in the experimental group at the end of the study.Key Words: Physics Teaching, Computer Simulations, Virtual Experiments, Constructivist Approach, 5E Teaching Model, Attitude.