TGA yöntemine dayalı laboratuvar uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının `Isı ve Sıcaklık` konusunu anlamalarına etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, Genel Fizik III Laboratuvarı dersi kapsamında yürütülen Tahmin-Gözlem-Açıklama (TGA) yöntemine dayalı laboratuvar uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının `Isı ve Sıcaklık` konusunu anlamalarına etkisini araştırmaktır. Çalışmada ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel yöntem (Quasi Experimental) kullanılmıştır. Çalışma 2013-2014 eğitim öğretim yılı güz döneminde Karadeniz Teknik Üniversitesinde Fatih Eğitim Fakültesi İlköğretim Bölümü Fen Bilgisi Öğretmeliği Lisans Programında 2. Sınıfta öğrenim gören ve Genel Fizik Laboratuvar III dersini alan toplam 104 öğrenciyle yürütülmüştür. 54 öğrenci materyal geliştirme sürecinde pilot uygulama grubunda yer almıştır. Çalışmanın asıl uygulama grubunu uygulamalarda devamlılık gösteren 44 öğrenci (22 deney, 22 kontrol) oluşturmaktadır. Deney grubunda TGA yöntemine dayalı laboratuvar uygulamaları, kontrol grubunda ise İspat yöntemine dayalı laboratuvar uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında kullanılan iki aşamalı `Isı ve Sıcaklık Konusu Başarı Testi`, TGA yöntemine göre hazırlanmış 9 adet öğrenci materyali (çalışma yaprağı), 9 adet araştırmacı rehber materyali, İspat yöntemine göre hazırlanmış 9 adet öğrenci materyali (çalışma yaprağı) ve 9 adet araştırmacı rehber materyali araştırmacı tarafından hazırlanmıştır. Hazırlanan materyallerin pilot uygulamaları 6 hafta, asıl uygulamaları 6 hafta sürmüştür. Veri toplama araçları olarak Isı ve Sıcaklık Konusu Başarı Testi, TGA öğretim materyalleri, yansıtıcı yazılar ve öğrenci görüşleri kullanılmıştır. Uygulamalar öncesinde deney ve kontrol gruplarına `Isı ve Sıcaklık Konusu Başarı Testi` ön test, uygulamalar sonrasında ise son test ve kalıcılık testi olarak uygulanmıştır. Öğrencilerin Isı ve Sıcaklık Konusu Başarı Testi'ne verdikleri cevaplar, anlama düzeylerine göre kategorilendirilmiş ve her bir kategori puanlandırılmıştır. Deney ve kontrol gruplarının Isı ve Sıcaklık Konusu Başarı Testi'nin kategorilere göre analizinden aldıkları puanlar Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi ve Mann-Whitney U testleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Deney grubu öğrencilerinin TGA yöntemine göre hazırlanmış çalışma yapraklarının tahmin ve açıklama aşamalarında verdikleri cevaplar anlama düzeylerine göre kategorilendirilmiş ve anlama düzeyleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca deney grubu öğrencilerinden uygulama sonunda TGA yöntemine ilişkin görüşleri alınmıştır. Bu görüşlerden elde edilen veriler kodlanarak her bir kod içerisinde yer alan öğrenci sayıları belirtilmiştir. Çalışma sonucunda TGA yöntemine dayalı laboratuvar uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının `Isı ve Sıcaklık` konusunu anlamalarına etkisinin İspat yöntemine dayalı laboratuvar uygulamalarına göre daha olumlu olduğu, TGA yöntemine dayalı uygulamaların deney grubu öğrencilerinin kavramsal anlamalarına etkisinin olumlu olduğu ve öğrencilerin TGA yöntemine dayalı uygulamalar hakkında olumlu görüşlere sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca çalışmada son test ve kalıcılık testinde hatırlama düzeyinde yer alan sorulara verilen cevaplar doğrultusunda İspat yönteminin TGA yöntemine göre daha başarılı olduğu, anlama düzeyinde yer alan sorulara verilen cevaplar doğrultusunda TGA yöntemi ve İspat yönteminin etkisinin çok farklı olmadığı, uygulama ve üst düzey becerileri ölçen sorulara verilen cevaplar doğrultusunda ise TGA yönteminin İspat yöntemine göre daha başarılı olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bununla birlikte çalışma sonucunda soyut konularda öğrencilerin sahip oldukları kavram yanılgılarının giderilmesinde TGA yönteminin yeterince etkili olmadığı ortaya çıkmıştır. Çalışmada farklı fen bilgisi konularında da TGA yöntemine dayalı materyaller hazırlanıp etkililiklerinin araştırılması önerilmiştir.Anahtar Kelimeler: TGA yöntemi, Genel Fizik III laboratuvarı, Isı ve Sıcaklık, Fen Bilgisi Öğretmen Adayları.

The aim of this study is to investigate the effect of laboratory activities based on `Predict-Observe-Explain (POE)` method on pre-service science teachers' understandings of `Heat and Temperature` subject in Introductory Physics Laboratory III.In the study, the quasi-experimental design with pre-test and post-test control group was used. A total of 104 second year pre-service science teachers who were studying in the Department of Primary Science Education at Karadeniz Technical University and attended Introductory Physics Laboratory III course which was held in the autumn term in 2013-2014 academic year was participated in the study. In the process of developing the materials, 54 pre-service science teachers were involved in pilot activities. 44 pre-service science teachers (Experimental group N= 22, Control group N= 22) was participated in the main activities who attended courses continuously. Laboratory instruction based on `Predict-Observation-Explain` (POE) method was applied in experimental grup and Verification laboratory method was applied in control grup over a period of 14 week (Pilot activities 6 Weeks, Main activities 6 weeks). In the study, a two-stage `Heat and Temperature Achievement Test`, 9 activities for students which were based on POE (Worksheets), 9 Researcher Guidance Materials, 9 activities for students which were based on Verification laboratory method (Worksheets) and 9 Researcher Guidance Materials have been prepared by the researcher. Heat and Temperature Achievement Test, POE teaching materials, reflective articles and students' opinions were used as data collection tools. `Heat and Temperature Achievement Test` was applied to experimental and control groups as pre-test, post-test and the retention test. Pre-service teachers' answers to Heat and Temperature Achievement Test were classified according to the Understanding Categories, and each category was scored. The scores experimental and control groups received by analyzing the answers to Heat and Temperature Achievement Test according to the Understanding Categories, were compared Wilcoxon Signed Rank Test and Mann-Whitney U Test. Worksheets that were designed based on the POE method were analyzed, pre-service science teachers' responses were compared in estimates and descriptions stages responses, were categorized according to their level of understanding levels. In addition, the experimental group students' opinions have been taken about POE activities. The opinions were coded and indicated the number of students in each code. In conclusion, it was determined that laboratory activities based on POE method was more effective on pre-service science teachers' understandings of `Heat and Temperature` subject than activities based on Verification method. In addition, activities based on POE method had positive effect on experimental group students' conceptual understanding and the pre-service science teachers' had positive opinions about activities based on POE. As regards to answers given to the post-test and retention test, it was found that for the recall level participants showed more success on laboratory activities based on Verification method than laboratory activities based on POE; for comprehension level, participants' success was not significantly different on laboratory activities based on POE and Verification methods; for high-level skills participants were more successful on laboratory activities based on POE than laboratory activities based on Verification. In addition to that, the study results showed that POE method didn't have significant effect on remediation to students' misconceptions related to abstract subjects. In the study, it was proposed to investigate effectiveness of teaching materials based on POE method on other science subjects.Key Words: POE Method, Introductory Physics Laboratory III, Heat and Temperature, Pre-service Science Teachers