Kimya öğretmen ve öğretmen adaylarının atom modelleri ile ilgili kavramsal anlamaları

Abstract

Bu çalışmanın amacı kimya öğretmenlerinin ve kimya öğretmen adaylarının atom konusundaki kavramsal anlamaları, atom modelleriyle ilgili imajları ve teori anlayışlarının belirlenmesidir. Çalışma nitel yaklaşımla ele alınmış bir çalışmadır. Çalışmanın araştırma grubunu farklı şehirlerde görev yapan beş kimya öğretmeni ve Ankara'da bir devlet üniversitesinin eğitim fakültesinde öğrenim gören 19 kimya öğretmen adayı olmak üzere toplam 24 kişi oluşturmaktadır. Çalışmada veriler 55 adet açık uçlu sorunun yer aldığı yarı yapılandırılmış görüşme formu ile toplanmıştır. Sorular, öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının atom fikrinin tarihsel gelişimi ve atom modelleri ile ilgili kavramsal anlamalarını; atom ile ilgili imajlarını, atom modellerinin öğretimi sırasında kullanılabilecek analojiler ile ilgili fikirlerini belirlemek için hazırlanmıştır. Hazırlanan görüşme soruları kapsam geçerliği açısından lisans ve lisansüstü düzeyde eğitim veren üç kimya eğitimcisi tarafından incelenmiştir. Elde edilen veriler içerik analizi ve betimsel analiz birlikte kullanılarak analiz edilmiştir. Ayrıca araştırmada elde edilen nitel bulguları teyit etmek ve veri çeşitlemesi yapmak amacıyla 27 sorudan oluşan iki aşamalı çoktan seçmeli kavramsal başarı testi uygulanmıştır. Testin geçerliği kapsam geçerliği olarak belirlenmiş, güvenirliği ise Cronbach α güvenirliği 0,92 olarak hesaplanmıştır. Testin ortalama güçlük indeksi 0,57 olarak hesaplanmış, maddelerin ayırt ediciliği ise 0,40-0,95 arasında değiştiğinden ayırt ediciliği yüksek bir testtir. Verilerin analizi sonucunda öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının genellikle atom modellerinin neye dayandırılarak ortaya atıldığı konusunda yeterince bilgi sahibi olmadıkları belirlenmiştir. Özellikle kimya öğretmen adaylarının modern atom teorisini açıklamada yetersiz kaldıkları sonucuna ulaşılmıştır. Bazı öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının atom fikrinin tarihsel gelişimi hakkında bilgi sahibi olmadıkları ve atom modellerinin tarihsel sıralamasını doğru bir şekilde yapamadıkları belirlenmiştir. Ayrıca `atom, en küçük yapıtaşı demektir`, `teoriler, kanuna dönüşmemiş olan çalışmalardır` gibi yanlış kavramalara sahip oldukları tespit edilmiştir. Öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının genellikle Dalton atom modelinin öğretimi için içi dolu küre, Thomson atom modelinin öğretimi için üzümlü kek ve Rutherford atom modelinin öğretimi için güneş sistemi analojilerini kullanmayı düşündükleri belirlenmiştir. Ancak Bohr atom modeli ve modern atom teorisinin öğretimi için kullanılabilecek analoji bulmakta zorluklar yaşadıkları tespit edilmiştir. Ayrıca atom modellerinin öğretimi için kullanabileceklerini ifade ettikleri bazı analojilerin öğrencilerde yanlış kavrama oluşturabilecek nitelikte olduğu belirlenmiştir.

The aim of this study is to determine the conceptual understanding of chemistry teachers and prospective chemistry teachers about atom, their images about atom models and their understanding of theory. This study was handled using qualitative approach. Study group of this study consists a total of 24 individuals which include five chemistry teachers working in different cities and 19 prospective chemistry teachers studying in education faculty of a state university in Ankara. In this study, data were collected using a semi-structured interview form including 55 open-ended questions. Questions are prepared to determine teachers' and prospective teachers' views about conceptual understanding and historical development of atomic thought and atomic models, images related with atom and their opinions about analogies that can be used during atomic model teaching. To assess content validity, interview questions are analyzed by three chemistry educators teaching at undergraduate and graduate level. Obtained data are analyzed using content and descriptive analysis together. Additionally, to confirm findings obtained in this study and for data variability, two-tier multiple choice conceptual success test consisting of 27 questions is applied. Test validity is determined as content validity and reliability is calculated as Cronbach's α coefficient of 0.92. The average difficulty index of the test is calculated as 0.57 and since item discrimination index varied between 0.40-0.95, this test is highly discriminative test. Based on data analysis results, it is determined that teachers and prospective teachers generally had insufficient knowledge about basis of proposed atomic models. It is found that especially chemistry teachers are insufficient to explain modern atom theory. In addition, it is determined that some teachers and prospective teachers lacked knowledge on historical development of atomic thought and that they couldn't do the historical ordering of atomic models correctly. Also, it is determined that there are misconceptions such as `The atom is the smallest particle of matter.`, `theories are studies that do not turn into laws`. It is determined that teachers and prospective teachers used `solid sphere model` analogy for Dalton atom model teaching, `Plum Pudding Model` for Thomson atom model teaching and `solar system` for Rutherford atom model teaching. However, it is determined that they had difficulties to find analogies to teach Bohr atom model and modern atom theory. Additionally, it is determined that some analogies that are expressed to be used in atomic model teaching have the possibility to lead misconception among students.