Modellerle astronomi öğretiminin etkililiği

Abstract

Bu çalışmada Fen Bilimleri öğretim programında yer alan `Güneş Sistemi ve Ötesi` Ünitesi içerisindeki astronomi kavramlarının modeller yardımıyla öğretilmesinin, öğrencilerin astronomi başarılarına, astronomiye yönelik tutumlarına ve zihinsel modellerine etkisini araştırmak amaçlanmıştır. Bu doğrultuda altı farklı `hands-on` model geliştirilmiştir. Araştırmanın örneklemini Samsun ilinde Milli Eğitim Bakanlığına bağlı devlet okullarından birinde öğrenim gören toplam 80 ortaokul 7. sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Çalışma gerçek deneme modellerinden yarı-deneysel yapıda olup, ön test–son test kontrol gruplu model kullanılmıştır. Deney ve kontrol grupları rastgele atanmıştır. Bu araştırmada, nitel ve nicel boyutların farklı yönleri birlikte kullanıldığından karma yöntem çeşitlerinden paralel karma yöntem kullanılmıştır. Çalışmanın verileri Astronomi Başarı Testi, Astronomi Tutum Testi, açık uçlu soru formu ve yarı yapılandırılmış görüşmeler yoluyla elde edilmiştir. Veriler uygulamalar öncesi, uygulamalar sonrası ve uygulamalardan uzun süre sonra (kalıcılık) olmak üzere üç kere toplanmıştır. Astronomi Başarı Testi ve Astronomi Tutum Testi'nden elde edilen nicel veriler için istatistik programı kullanılmıştır. Deney ve kontrol gruplarındaki öğrencilerin astronomi başarıları ve astronomiye yönelik tutumlarında deneysel uygulamalar öncesi ve sonrası (varsa) değişimlerinin birlikte karşılaştırılması için tekrarlı ölçümler için karışık desenli ANOVA tekniği kullanılmıştır. Çalışmada belirlenen alternatif kavramlar ile ilgili verilerin analizinde ise frekans ve yüzde değerleri kullanılmıştır. Öğrencilerle yapılan yarı yapılandırılmış görüşmeler ve açık uçlu soru formlarından elde edilen veriler ise içerik analizi tekniği kullanılarak analiz edilmiştir. Öğrencilerde belirlenen zihinsel modellerin değişiminin incelenmesinde frekans ve yüzde değerleri kullanılmıştır. Analizler sonucunda ortaokul astronomi kavramlarının öğretiminde `hands-on` modellerle yapılan öğretimin etkili bir yol olduğu tespit edilmiştir. Mevcut Fen Bilimleri öğretim programının astronomi kavramlarının öğretiminde kısıtlı bir etkiye sahip olduğu, ayrıca gerçekleşen kısıtlı öğrenmelerin ise kalıcı olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. `Hands-on` modellerle yapılan öğretimin birçok alternatif kavramın giderilmesinde etkili olduğu görülürken, mevcut Fen Bilimleri öğretim programının etkili olmadığı tespit edilmiştir. Öğrencilerin bilimsel modellerden uzak olan çoğu zihinsel modellerini, bilimsel modele dönüştürmede modellerle yapılan öğretimin, mevcut Fen Bilimleri öğretim programına kıyasla çok daha başarılı olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Modellerle yapılan öğretimin öğrencilerin astronomiye yönelik olumlu tutum geliştirmelerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Ayrıca öğrenciler, modellerle yapılan astronomi öğretiminin, öğrenmelerini kolaylaştırıp, daha iyi kavrayabilmelerine yol açtığı ve bunun neticesinde kalıcı öğrenme sağladıkları yönünde görüş bildirmişlerdir. Bu sonuçlardan yola çıkarak astronomi eğitiminde `hands-on` modellerin kullanımının ve üretiminin yaygınlaştırılması önerilmiştir. Ayrıca öğrencilerde bulunan alternatif kavramların veya zihinsel modellerin giderilmesinde somutlaştırmayı sağlayan yöntemlerin kullanılması önerilmiştir.

The purpose of this study is to examine the effects of teaching the astronomy concepts within the unit of `Solar System and Beyond` in Science Teaching program with the help of models on students' success in astronomy, their attitudes towards astronomy and their mental models. Six different `hands-on` models were developed for this study. The sample of the study consists of a total of 80 elementary school students at 7th grade studying at one of the state schools of Ministry of National Education in Samsun. The study has a semi-experimental structure and a pre-post test control group model is used in the study. Experimental and control groups were assigned randomly. This study used parallel mixed method, one of the mixed methods, since the different dimensions of quantitative and qualitative were used together. The data of the study were collected through Astronomy Achievement Test, Astronomy Attitude Test, open ended question form and semi-structured interviews. The data were collected three times, once before the implementation, once after the implementation and once a long time after the implementation (permanence). Statistic program was used for the quantitative data obtained from the Astronomy Achievement Test and Astronomy Attitude Test. Mixed designed ANOVA technique was used for repeated measurements in order to compare the changes (if any) in experimental and control group students' astronomy achievement and astronomy attitudes before and after the experimental implementations. Frequency and percentage values were used for the analysis of the data about the alternative concepts specified in the study. The data obtained from semi-structured interviews and open-ended question forms were analyzed through content analysis technique. Frequency and percentage values were used to analyze the change in students' mental models. The results of the analyses showed that a `hands-on`model in teaching elementary school astronomy concepts was an effective way. It was concluded that the existing Science teaching program had a limited effect in the teaching of astronomy concepts and the limited learning that occurred was not permanent. While teaching with `hands-on` models was found to be effective in eliminating a great number of alternative concepts, it was found that the existing Science teaching program was not effective. It was concluded that teaching through models in transforming most of the students' mental models which are far from scientific models into scientific models was much more successful when compared with the existing Science teaching program. Teaching through models was found to be effective in students' developing positive attitudes towards astronomy. In addition, students stated that astronomy teaching through models made learning easier and helped them to understand better and as a result their learning became more permanent. Based on these results, using and making `hands-on` models in astronomy teaching was recommended. In addition, use of methods which caused concretization in eliminating the alternative concepts or mental models in students was recommended.