Implementation of systems thinking skills module for the context of energy

Abstract

Bu çalışmada, fen bilimleri öğretmen adaylarının sistemsel düşünme becerilerinin enerji konusu bağlamında araştırılması ve geliştirilmesi amaçlanmıştır. Araştırmada nitel yöntem kullanılmıştır. Çalışma, uygulamaya yönelik modülün geliştirilmesi, veri toplama araçlarının geliştirilmesi, modülün uygulaması, uygulama öncesinde, sırasında ve sonrasında verilerin toplanması ve analizi aşamalarından oluşmaktadır. Araştırmaya Türkiye'de bir devlet üniversitesinde öğrenim gören dokuz fen bilimleri öğretmen adayı katılmıştır. Veriler gerçek yaşam senaryosu, görüşmeler ve modül uygulaması sırasındaki ses ve video kayıtları ile toplanmıştır. Verinin anlamlandırılması sürecinde betimsel analiz ve içerik analizi kullanılmıştır. Araştırmanın sonuçlarına göre öğretmen adaylarının sistemsel düşünme becerilerindeki gelişim örüntülerinin, uygulamaya yönelik kişisel ilgileri ve motivasyonlarına, konularla ilgili bilgi düzeylerine ve ele alınan konuların karmaşıklık düzeyine göre değişim gösterdiği saptanmıştır. Öğretmen adaylarında, sistemsel düşünme becerileri alanlarından düşünce yapısı alanı gelişim göstermiştir. Sistemsel düşünme becerilerinin yapı alanında, karmaşık ilişkilerin anlaşılmasına ve olaylar içindeki geri besleme mekanizmalarının çözümlenmesine yönelik becerilerin gelişimi sınırlı kalmıştır. Ayrıca öğretmen adaylarının, sistemsel düşünmenin davranış alanındaki becerilerden olayları ya da sistem davranışını bütünlük içinde açıklama ve sistem davranışının tahmin edilmesi konusunda zorluk yaşadıkları görülmüştür. Çalışmanın sonuçları Arnold ve Wade (2017)'in alan yaklaşımının sistemsel düşünme becerilerinin belirlenmesinde kullanılabileceğini destekler niteliktedir.Anahtar Kelimeler: Sistemsel Düşünme Becerileri, Fen Bilimleri Öğretmen Adayları, Enerji, Sistemsel Düşünme Modülü, Sistemsel Düşünmenin Gelişimi

The aim of this dissertation is to explore how pre-service science teachers develop their systems thinking skills in the context of energy. Qualitative methodology is followed through the research. The study conducted in stages that consist of development of systems thinking module for implementation, development of tools to collect data, implementation of the module, and data collection procedure before, during and after the implementation and data analysis. Nine preservice science teachers at the faculty of education from a state university in Turkey are participated the study. Data were collected with real life scenario, interviews and audio and video recordings during the sessions. Content analysis was held to make sense of data. Results of the study indicated that overall, the developmental trajectory of pre-service science teachers changed with their individual interest and motivation towards the implementation, their knowledge level about the issues, the complexity level of the systems or events depicted during the implementation. Specifically, systems thinking skills regarding mindset domain developed in the case of energy issues. Pre-service science teachers' skills development regarding content, structure and behavior domains stayed limited. In the content domain they have difficulties with maintaining boundaries skill. Pre-service science teachers harbor some doubt in recognizing complex interactive relationships and feedback mechanisms between the events in structure domain and describing and predicting system behavior in behavior domain. The results of the study supported the Arnold and Wade (2017)'s domain approach as means of identifying structure of systems thinking skills.Keywords: Systems Thinking Skills, Pre-service Science Teachers, Energy, Systems Thinking Module, Systems Thinking Development