Fen bilgisi öğretmen adaylarına yönelik disiplinler arası öğretim yaklaşımına dayalı enerji eğitimi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, enerji kavramına yönelik geliştirilen etkinliklerin disiplinler arası öğretim yaklaşımına dayalı işlenmesinin Fen Bilgisi öğretmen adaylarının enerji kavramına ilişkin başarılarına, kavramsal anlamalarına, bilişsel yapılarına, kavram yanılgılarına ve gündelik hayatla ilişkili durumları açıklayabilme düzeylerine olan etkisini incelemektir. Araştırma sorularını test etmek amacı ile nicel ve nitel yöntemlerin bir arada kullanıldığı karma yöntem desenlerinden yakınsayan paralel desen kullanılmıştır. Araştırma 2016-2017 eğitim-öğretim yılında bir devlet üniversitesinde yapılmıştır. Çalışma bir deney ve kontrol grubunda bulunan toplam 69 öğretmen adayı ile gerçekleştirilmiştir. Araştırma süreci 8 hafta etkinlik uygulamaları ve 4 hafta veri toplama araçlarının uygulanması olmak üzere toplam 12 hafta sürmüştür. Enerji kavramı ile ilişkili etkinlikler deney grubunda disiplinler arası öğretimle, kontrol grubunda ise mevcut yaklaşımlara dayalı yöntem ve teknikler (gösteri deneyi, grup deneyleri, benzetim, beyin fırtınası, tartışma vb.) ile işlenmiştir. Çalışmada veri toplamak amacıyla, `Enerji Kavramları Başarı Testi`, `İki Aşamalı Enerji Kavramları Tanı Testi`, `Bağımsız Kelime İlişkilendirme Testi` ve `Çizme-Yazma Tekniği` kullanılmıştır. Ayrıca veriler öğretmen adayları ile yapılan görüşmeler ile toplanmıştır. Nicel verilerin analizinde, bağımsız grup t testi ve tek yönlü varyans analizi (ANOVA/Post Hoc Test) kullanılmıştır. Nitel verilerin analizinde ise, betimsel ve içerik analizleri kullanılarak veriler çözümlenmiştir. Ayrıca nitel verilerin çözümlenmesinde Nvivo programından faydalanılmıştır. Araştırmadan elde edilen nicel bulgulara göre, enerji ile ilişkili etkinliklerin disiplinler arası öğretim yaklaşımına dayalı işlenmesinin öğretmen adaylarının enerji kavramına yönelik başarı düzeylerinin ve kavramsal anlamalarının artmasında etkili olduğu tespit edilmiştir. Araştırmanın nitel boyutundan elde edilen bulgularda ise disiplinler arası öğretim uygulamalarının öğretmen adaylarının enerji kavramına yönelik bilişsel yapılarını geliştirdiği ve zenginleştirdiği görülmüştür. Ayrıca bu uygulamaların, öğretmen adaylarının enerji kavramını daha fazla fen içerikli kavramlarla ilişkilendirmelerinde ve kavram yanılgılarını gidermelerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Bunun yanında öğretmen adaylarının enerji kavramına yönelik gündelik hayatla ilişkili durumları açıklayabilme düzeylerinin de enerji ile ilişkili etkinliklerin disiplinler arası öğretim ile işlenmesi sonucu geliştiği tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçlarına dayalı olarak, enerji eğitiminde disiplinler arası öğretim yaklaşımının kullanımının öğretmen adaylarının enerji kavramına yönelik bilişsel düzeylerini geliştirmede etkili olduğu söylenebilir. Bu doğrultuda öğretmen yetiştirme programlarında enerji eğitiminde bu kavramın tüm özelliklerine vurgu yapan ve bütünleştiren disiplinler arası uygulamalara yer verilmesi ve bu yönde fen ile ilişkili öğretim programlarının yeniden gözden geçirilmesi önerilebilir.

The purpose of the present study is to investigate the effect of using interdisciplinary teaching approach for conducting instructional activities developed to teach the concept of energy on the pre-service science teachers' energy concept-related achievement, conceptual understanding, cognitive structure and level of being able to explain daily life-related situations. One of the mixed method designs in which qualitative and quantitative methods are used together, the convergent parallel design was employed to test the research questions. The study was conducted in a state university in 2016-2017 academic year. The participants of the study are a total of 69 pre-service teachers assigned to a control group and an experimental group. The study lasted totally 12 weeks of which 8 weeks were allocated for doing the activities and 4 weeks for administering data collection tools. The activities designed for the teaching of the concept of energy were done by using the interdisciplinary approach in the experimental group and by using methods and techniques of the traditional approaches (demonstration experiment, group experiments, analogy, brain-storming, discussion vb.) in the control group. In order to collect data in the current study, `The Energy Concepts Achievement Test`, `The Two-Tier Energy Concepts Diagnosis Test`, `Independent Word Association Technique` and `Drawing-Writing Technique` were employed. In the analysis of the quantitative data, independent-samples t-test and one-way variance analysis (ANOVA/Post Hoc Test) was used. In the analysis of the qualitative data, descriptive and content analyses were used. Moreover, in the analysis of the qualitative data, Nvivo program was capitalized on. The quantitative findings of the study revealed that when the activities designed to teach the concept of energy were instructed according to the interdisciplinary teaching approach, the pre-service teachers' energy concept-related achievement and conceptual understanding improved more. The qualitative findings of the study showed that interdisciplinary instructional applications developed and enhanced the pre-service teachers' cognitive structure about the concept of energy. Furthermore, these applications were found to be effective in the pre-service teachers' relating the concept of energy to more science-related concepts and eliminating their misconceptions. In addition, the pre-service teachers' level of explaining daily-life situations related to the concept of energy developed more as a result of conducting the activities directed to teaching of the concept of energy through the interdisciplinary approach. In light of the findings of the current study, it can be argued that the use of the interdisciplinary approach is effective in the development of pre-service teachers' cognitive structure about the concept of energy. Thus, it can be suggested that interdisciplinary applications putting emphasis on all the features of the concept of energy in an integrated manner should be incorporated into teacher training programs and accordingly science teaching programs should be revised.