Biyoloji öğretiminde ters-yüz öğretim modelinin akademik başarı, motivasyon, derse karşı tutum, üst-bilişsel farkındalık ve bilişsel yük üzerine etkisi
The effect of flipped classroom in biology teaching on academic achievement, motivation, attitude to course, metacognitive awareness, and cognitive load
Yazar: GÖKALP ERKAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ÇAKIR
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Biyoloji Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Bilişsel yüklenme = Cognitive load ; Bilişüstü farkındalık = Matacognitive awereness ; Biyoloji dersi = Biology lesson ; Biyoloji eğitimi = Biology education ; Biyoloji öğretimi = Biology teaching ; Motivasyon = Motivation ; Ters-yüz sınıf = Flipped classroom ; Tutumlar = Attitudes ; Öğrenci tutumu = Student attitude

Özet:
Bilimin ve bunun paralelinde teknolojinin günümüzde eşi benzeri görülmemiş hızı, her alanda olduğu gibi eğitim alanında da etkisini göstermektedir. Bu etki, öğrenenlerinin sadece kendileri ve öğretmenleri ile kurdukları etkileşimi değil, aynı zamanda geleceğin toplumlarına yön verecek olan bireylerin öğrenme şekillerini biçimlendiren eğitim süreçleri uygulamalarında ve bu uygulamaların planlanmasında da etkisini göstermektedir. Ters-yüz öğretim modeli (TÖM) ortaya çıkan yeni teknolojik uygulamaların öğretim sistemleriyle bütünleştirilmesi gereksinimine, farklı teknolojik araçlarla iletişim kurarak büyüyen ve dijital yerliler olarak isimlendirilen bireylerin öğrenim ihtiyaçlarına yanıt olacak bir öğretim modeli olarak gösterilebilir. TÖM sınıf içi ve sınıf dışı öğretim prosedürlerini alt üst eden, yapılandırmacılık ve harmanlanmış öğretim yaklaşımlarıyla örtüşen, ayrıca akran öğrenimi, işbirlikçi öğrenme ve farklılaştırılmış öğretim gibi aktif öğrenme yaklaşımlarıyla bir arada kullanılabilecek bir öğretim modelidir. 

Karma yöntem deseni kullanılarak tasarlanan bu çalışmada TÖM'ün ortaöğretim ikinci kademesinde öğrenim gören 10.sınıf öğrencilerinin biyoloji dersindeki akademik başarılarına, biyoloji öğrenme motivasyonlarına, biyoloji dersine karşı olan tutumlarına, üst-düzey bilişsel farkındalıklarına ve ders sürecindeki bilişsel yüklerine olan etkisi ortaya koymak amaçlanmıştır. Çalışma verileri İstanbul'daki özel bir okulda öğrenim gören 80 katılımcıdan oluşan lise 10.sınıf öğrencilerinden toplanmıştır. Araştırmacı tarafından oluşturulan 25 soruluk hücre bölünmesi akademik başarı testi ile biyoloji öğrenmeye karşı motivasyon, biyoloji dersine yönelik tutum, üst-düzey bilişsel farkındalık ve bilişsel yük ölçekleri çalışmanın değişkenlerine uygun olarak rastgele atanmış deney (N=40) ve kontrol (N=40) gruplarına uygulanmıştır. Bu çalışma 2018-2019 güz dönemi içinde 12 haftalık bir sürede gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tüm veriler uygun bilgisayar yazılımları kullanılarak analiz edilmiştir. Öte yandan çalışmanın nitel verileri bütün deney grubuna uygulanan öğrenci görüş formu ile veli izni olan öğrencilere uygulanan yarı yapılandırılmış görüşmeler aracılıyla toplanmıştır.	

Elde edilen bulgular deney ve kontrol gruplarının ön-test puanları arasında çalışmada ele alınan boyutlar açıdan anlamlı bir fark olmadığını göstermiştir. Uygulama tamamlandıktan sonra ise deney ve kontrol gruplarına uygulanan akademik başarı, biyoloji öğrenme motivasyon, biyoloji dersine yönelik tutum, üst-düzey bilişsel farkındalık ve bilişsel yük son-test sonuçları gruplar arasında akademik açıdan deney grubu lehine anlamlı bir fark bulunduğunu ortaya koymuştur. TÖM ile ilgili elde edilen bu anlamlı fark, elde edilen nitel sonuçlarla da desteklenmiş ve sebepleri ortaya konmuştur. TÖM'ün öğrenenlerin akademik başarı, biyoloji öğrenme motivasyonları, biyoloji dersine yönelik tutumları, üst-düzey bilişsel farkındalıkları ve bilişsel yükleri üzerindeki olumlu etkisi elde edilen bulgular ışığında doğrulanmıştır. Her iki öğretim grubunda son-test puanları ön-test puanlarından anlamlı bir şekilde daha yüksek olmasına rağmen TÖM uygulanan gruptaki değişim olumlu yönde daha yüksek olarak tespit edilmiştir.

Sonuç olarak, TÖM öğrencilerin biyoloji dersi akademik başarılarını arttırmada ve bu başarının uzun vadede korunmasında önemli ölçüde etkilidir. Bununla birlikte yapılan bu çalışma ile TÖM'ün öğrencilerin biyoloji dersi içerisindeki motivasyonlarının, biyoloji dersine yönelik tutumlarının ve üst-düzey bilişsel farkındalıklarının artırılmasında son derece etkili bir öğretim modeli olduğu gösterilmiştir. Ayrıca yapılan çalışmayla TÖM'ün öğrencilerin bilişsel yükleri üzerindeki olumlu etkisi de kanıtlanmıştır.

Abstract:
The remarkable speed of science and technology today shows its impact in the field of education as well as in other fields. This effect has an influence not only on the interaction of learners with themselves and their teachers, but also on the implementation of educational processes that shape the learning styles of these individuals who will shape the societies of the future, and in the planning of these practices. The flipped teaching model (FTM) is one of the teaching approaches that will be a solution to the emergence of new technological applications and the needs of these individuals, who grow up by communicating with different technological tools and are called digital natives. FTM is a constructivist and blended learning model that flips in-class and out-of-class teaching procedures and overlaps with active learning approaches such as constructivism, peer learning, cooperative learning, and differentiated instruction.

In this study, which was designed using a mixed method design, it was aimed to explore the effect of FTM on academic achievement in biology, biology learning motivation, attitudes towards biology lessons, high-level cognitive awareness, and cognitive load in the lesson process of 10th-grade students studying at secondary school high school level. The study data were collected from 10th-grade high school students, consisting of 80 participants, studying at a private school in Istanbul. In accordance with the variables of the study, the cell division academic achievement test with 25 questions created by the researcher, motivation towards biology learning, attitude towards biology lessons, meta-cognitive awareness, and cognitive load scales have been applied to experimental (N=40) and control (N=40) groups which were randomly assigned. All data were analyzed using suitable software. On the other hand, the qualitative data of the study were collected through the student opinion form applied to the whole experimental group, and the semi-controlled interviews were applied to the students with parental consent. 

The findings revealed that there was no significant difference between the pre-test scores of the experimental and control groups in terms of the study. After the FTM application was terminated, it was indicated that there was a significant difference between the groups in favor of the experimental group in terms of academic achievement, biology learning motivation, attitude towards biology lessons, meta-cognitive awareness, and cognitive load post-test results applied to the experimental and control groups. This significant difference regarding FTM was also supported by the qualitative results obtained. The positive outcome of FTM on learners' academic achievement, motivation to learn biology, attitudes toward biology lessons, meta-cognitive awareness, and cognitive load has been documented. Although the post-test achievement scores in both teaching groups were significantly higher than the pre-test scores, the achievement was higher in the experimental group than in the control group.

To conclude, FTM is significantly effective in increasing the academic success of students in biology and maintaining this success in the long term. In addition, it is particularly important in increasing students' motivation, attitudes toward biology lessons, and meta-cognitive awareness. In addition, the study evidenced that FTM practice has a positive effect on students' cognitive load.