Fen ve teknoloji öğretiminde 7e öğrenme model merkezli fizik laboratuvar uygulamalarının öğrencilerin öğrenme ürünlerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada yapılandırmacı yaklaşımının bir öğretim modeli olan 7E öğrenme model merkezli laboratuvar uygulamalarının öğrencilerin bilimsel süreç becerilerinin gelişimine, akademik başarısına ve tutum düzeylerine olan etkisinin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Araştırmada yarı deneysel ve betimsel araştırma yöntemi kullanılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünü yarı deneysel araştırma yöntemi oluşturmaktadır. Yarı deneysel araştırmanın örneklemini Kırıkkale Üniversitesinde öğrenim gören fen bilgisi öğretmenliği 1. sınıf ?122? öğrenci oluşturmaktadır. Çalışmada deney ve kontrol grubu olmak üzere random yöntemi ile iki grup belirlenmiştir. Normal öğretimdeki öğrenciler deney grubunu, II. öğretimdeki öğrenciler ise kontrol grubunu oluşturmaktadır. Deney grubuna 7E öğrenme model merkezli laboratuvar yaklaşımına dayalı uygulamalar yapılırken, kontrol grubuna ise Doğrulama/Tümdengelim laboratuvar yaklaşımına dayalı uygulamalar yapılmıştır. Çalışmanın başlangıcında her iki gruba da ön test olarak Bilimsel Süreç Beceri Testi (BSBT), Fizik Başarı Testi (FBT) ve Fizik Laboratuvarına Yönelik Tutum Ölçeği (FLYTÖ) uygulanmıştır. Çalışmanın sonunda ise son test olarak yine aynı testler uygulanmıştır.Çalışmada kullanılan testlere ilişkin geçerlilik ve güvenirlik analizleri yapılmıştır. Bilimsel Süreç Becerileri Testinin madde analiz sonuçlarına göre maddelerin ayırt etme gücü (D) 0.08 ve üzeri, madde güçlük dereceleri ise (P) 0.1-0.93 arasındadır. Testin ortalama güçlüğü (Port ), 0,52 bulunmuş olup, test puanları arasındaki içtutarlılığı güvenirlik katsayısı (Kuder Richardson-20) 0,60 olarak belirlenmiştir.Fizik Başarı Testi maddelerinin ayırt etme gücü (D) 0.12 ve üzeri, madde güçlük dereceleri ise (P) 0.06-0.88 arasındadır. Testin ortalama güçlüğü (Port ), 0.40 bulunmuş olup, test puanları arasındaki içtutarlılığı güvenirlik katsayısı (Kuder Richardson-20) güvenirlik katsayısı 0.80 olarak belirlenmiştir.Fizik Laboratuvarına Yönelik Tutum Ölçeğin (FLYTÖ)'de 5'li likert tipi ölçekleme kullanılmıştır. FLYTÖ'nün Kaiser-Mayer-Olkin (KMO) değeri 0.820, Barlett değeri ise 1247.642 olarak bulunmuştur. Sonuçlar incelendiğinde maddeler arasında korelasyonun olduğu ayrıca faktör analizinin yapılabilirliği saptanmıştır. FLYTÖ'de yer alan maddelerin %27'lik üst ve alt gruplar arasında görüş bakımından farklı olanları ayırt etme durumlarını incelemek için t-testi yapılmış, her bir madde için t değerinin anlamlı olduğu saptanmıştır. Buna göre maddelerin düşük puana sahip öğrencilerle, yüksek puana sahip öğrencileri ayırt etmede etkililiğe sahip olduğu sonucuna ulaşılmaktadır. Madde analiz sonuçları incelendiğinde tüm maddeler için madde-toplam korelasyonları 0.11 - 0.61 arasında değişmektedir ve ayrıca t değerlerinin anlamlı olduğu saptanmıştır. Ölçeğin öğrencilerin fizik laboratuvarına karşı olan tutum düzeylerini ayırt etme özelliğine sahip olduğu saptanmıştır. FLYTÖ'nün maddeleri için açıklanan toplam varyans değeri % 59,143'tür. Buna göre, analizde önemli faktör olarak ortaya çıkan altı faktörün birlikte, maddelerdeki toplam varyansın ve ölçeğe ilişkin varyansın çoğunluğunu açıkladıkları görülmektedir. FLYTÖ'nün maddelerinin ortak faktör varyans değerleri incelendiğinde maddelerle ilgili olarak tanımlanan altı faktörün ortak varyanslarının, 0.421 ile 0.712 arasında değiştiği belirlenmiştir. Geçerlilik çalışması olan madde ve faktör analizinden sonra güvenirliğine ilişkin çalışmada Cronbach- Alfa iç tutarlık katsayısı ise ? = 0, 90 olarak bulunmuştur.Elde edilen verilerin analizi için SPSS 18 paket programı kullanılmıştır. Yapılan istatistiksel analizlerde; bağımlı gruplar için t-testi, bağımsız gruplar için t-testi ve ANOVA teknikleri kullanılmıştır. Analizlere göre fen ve teknoloji öğretiminde 7E öğretim model merkezli Fizik Laboratuvarı I uygulamalarının Doğrulama/Tümdengelim laboratuvar yaklaşımına dayalı uygulamalara göre öğrencilerin bilimsel süreç becerilerine, akademik başarılarına ve tutum düzeylerine anlamlı katkıda bulunduğu saptanmıştır.Tezin diğer aşaması olan betimsel araştırma kısmının örneklemi ise Türkiye'nin yedi bölgesinden rastgele seçilen üniversitelerde 2010-2011 eğitim-öğretim yılında öğrenim gören Fen Bilgisi Öğretmenliği bölümü fizik I laboratuvar dersini alan ?556? 1. Sınıf öğrencileri oluşturmaktadır. Çalışmada öğrencilere Burns, Okey & Wise (1985) tarafından geliştirilen Bilimsel Süreç Beceri Testi'nin Türkçe'ye çevirisi, Geban, Aşkar ve Özkan (1992) tarafından yapılmış olan test uygulanmıştır. Öğrencilerden sahip olmaları beklenen beceriler; değişkenleri tanımlayabilme, işlemsel açıklamalar getirebilme, grafik çizme ve verileri yorumlayabilme, hipotez kurma ve tanımlama ile araştırmayı tasarlama olarak belirlenmiştir.Elde edilen verilerin analiz sonucuna göre, öğrencilerin değişkenleri tanımlayabilme düzeylerinin uygulanan üniversiteler bakımından anlamlı bir fark olmadığı saptanmıştır. Öğrencilerin işlemsel açıklamalar getirebilme düzeyleri bakımından sadece Ahi Evran ile Kocaeli Üniversitesi ve Ahi Evran ile Karadeniz Teknik Üniversitesi arasında anlamlı bir fark olduğu saptanmıştır. Öğrencilerin grafik çizme ve verileri yorumlayabilme düzeyleri bakımından sadece Kocaeli ile Karadeniz Teknik Üniversitesi, Kocaeli ile Adıyaman Üniversitesi ve Atatürk ile Adıyaman Üniversitesi arasında anlamlı bir fark olduğu saptanmıştır. Öğrencilerin hipotez kurma ve tanımlama düzeyleri bakımından sadece Akdeniz ile Ahi Evran Üniversitesi, Ahi Evran ile Kocaeli Üniversitesi, Ahi Evran ile Adıyaman Üniversitesi ve Ahi Evran ile Ege Üniversitesi arasında anlamlı bir fark olduğu saptanmıştır. Öğrencilerin araştırmayı tasarlama düzeylerinin uygulanan üniversiteler bakımından anlamlı bir fark olmadığı saptanmıştır. Öğrencilerin genel düzeyleri bakımından sadece Ahi Evran ile Kocaeli Üniversitesi ve Ahi Evran ile Ege Üniversitesi arasında anlamlı bir fark olduğu saptanmıştır. Ayrıca yedi farklı üniversitenin test puanlarının ortalamalarının 20.26 olduğunu göstermektedir. Bu sonuç ise öğrencilerin testin soru sayısının %50'den daha fazla soruyu doğru bir şekilde cevapladıklarını göstermektedir. Çalışmanın sonuçlarından yola çıkarak etkili bir fizik laboratuvarı geliştirmek için gerekli önerilerde bulunulmuştur.Anahtar Kelimeler: Fen Eğitimi ve Öğretimi, Yapılandırmacı Yaklaşım, Öğrenme Modeli, 7E Öğrenme Modeli, Laboratuvar Yaklaşımları

This study aimed to investigate the effect of the 7E learning model centered laboratory applications, a teaching model based on the constructive approach, on the students? science process skills, academic achievement and the levels of attitudes. A quasi-experimental and descriptive research models were applied in the study. The first part of the study was based on quasi-experimental method and included 122 freshmen at the department of Science teaching in Kırıkkale University. To implement the study, two groups were formed randomly: control and experimental groups. The experimental group was comprised of the students in the day classes, and the control groups included the ones in the evening classes. The experimental group was exposed to the 7E learning model centered laboratory applications, while the control group practiced the applications based on the Verification/Deductive laboratory approach. At the beginning of the study, Science Process Skills Test (SPST), Physics Achievement Test (FAT) and the Attitudes Scale towards Physics Laboratory (ASTFL) were used as pre-tests in both groups. At the end of the study, the same tests were used as post-tests.The tests used were statistically analyzed in terms of their reliability and validity. Based on the item analysis of the Science Process Skills test, the power of the item discrimination (D) is 0.08, and the item difficulty indexes were between (P) is between 0.1-0.93. The average difficulty index (Port) was found to be 0.52, and the criterion related validity coefficient (Kuder Richardson-20) was determined as 0.60.The power of the item discrimination (D) in the Physics Achievement Test was 0.12 and over. The item difficulty indexes (P) were between 0.06-0.88. The average difficulty index (Port) was found to be 0.40, and the criterion related validity coefficient (Kuder Richardson-20) was determined as 0.80.The Attitudes Scale towards Physics Laboratory (ASTFL) included 5-item Likert scale. Its Kaiser-Mayer-Olkin (KMO) value was 0.820, and Barlett value was determined as 1247.642. When the findings were analyzed, correlation was found among the items. Moreover, it was found out that factor analysis could be conducted. In order to determine the ASTFL items different in terms of opinion between the top 27% and the lowest 27% groups, a t-test analysis was conducted, and the t value of each item was found meaningful, which indicated that the items were efficient in discriminating between the students with low scores and the ones with high scores. When the results of the item analysis were investigated, it was observed that for all items, item-total correlations were between 0.11 and 0.61, and the t values were meaningful. Moreover, the scale was found to be efficient in discriminating the students? levels of attitudes towards physics laboratory. The total variance of ASTFL was 59.143%. As such, it was observed that the six factors emerging as the important factors in the analysis explained for the total variance in all the items and the most of the variance related to the scale. When the common factor variance of the items in ASTFL was analyzed, the sub common factor variance defined related to the items was found to be between 0.421 and 0.712. Following the validity of item and factor analysis, in the reliability analysis Cronbach?s alpha coefficient (?) was determined as 0.90.SPSS 18 was used to analyze the data, and for analysis, dependent-samples t-test, independent-samples t-test, and ANOVA were conducted. The findings indicated that compared to the applications based on the Verification/Deductive laboratory approach, the applications based on the 7E learning model centered laboratory have significantly contributed to the students? science process skills, academic success and the levels of their attitudes.The sample of the descriptive section of the thesis included 556 freshmen students enrolled in Physics I in the department of science education at different universities randomly selected from seven regions in Turkey during the 2010-2011 academic year. The students were given the Turkish version of The Science Process Skills Test, which was developed by Burns, Okey & Wise (1985) and translated by Geban, Askar and Özkan (1992). The determined skills expected from the students were to determine the variables, provide procedural explanations, draw graphics and interpret the data, form and define a hypothesis and design a study. .The analysis of the data indicated that there were not any meaningful differences in students? defining variables among the universities. Considering the students? levels of providing procedural explanations, it was observed that there was a meaningful difference only between Ahi Evran University and Kocaeli University, and between Ahi Evran University and Karadeniz Technical University. As for the students? levels of drawing graphics and interpreting data, there was a meaningful difference only between Kocaeli University and Karadeniz Technical University, between Kocaeli University and Adıyaman University, and between Atatürk University and Adıyaman University. Considering the students? level of forming and defining hypotheses, there was a meaningful difference only between Akdeniz University and Ahi Evran University, between Ahi Evran University and Kocaeli University, between Ahi Evran and Adıyaman University, and between Ahi Evran and Ege University. There was not any meaningful difference in the students? designing a study between the universities. As for the students? general levels, there was a meaningful difference only between Ahi Evran University and Kocaeli University, and between Ahi Evran University and Ege University. Moreover, in these seven different universities, the students? average test score was 20.26. This finding illustrated that the students responded correctly to more than 50 per cent of the questions on the test. Taking the findings of the study into consideration, suggestions have been put forward to develop an efficient Physics lab.Keywords: Science Learning and Teaching, Constructivist Approach, Learning Model, 7E Learning Model, Laboratory Applications