Farklı kavramsal değişim yaklaşımlarına dayalı öğretim yöntemlerinin bilim ve sanat merkezi öğrencilerinin elektrik devreleri konusundaki alternatif kavramlarına etkisi
The effect of teaching methods based on different conceptual change approaches on alternative concepts of science and art center students' on electric circuits
Yazar: HAVVA GÜNEŞ
Danışman: PROF. DR. SALİH ATEŞ
Gazi Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilim ve sanat merkezleri = Science and arts centers ; Elektrik devreleri = Electric circuits ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Kavramsal değişim = Conceptual change ; Kavramsal öğrenme = Conceptual learning ; Öğretim yöntemleri = Teaching methods ; Üstün yetenek = Gifted ; Üstün yetenekli çocuklar = Gifted children

Özet:
Bu araştırmanın iki temel amacı bulunmaktadır. Çalışmanın birinci amacı, Bilim ve Sanat Merkezlerinde (BİLSEM) özel yetenekleri geliştirici program kapsamında öğrenimlerine devam eden özel yetenekli öğrencilerin elektrik devreleri konusunda sahip oldukları alternatif kavramları belirlemektir. Çalışmanın ikinci amacı ise, kavramsal değişimin nasıl gerçekleştiğini farklı şekilde açıklayan iki görüşten Chi ve arkadaşlarının 'Ontolojik Kategori Değiştirme Eğitimi' (OKDE) ile diSessa ve arkadaşlarının 'Bilişsel Bağlantı Kurma Eğitimi' (BBKE) yaklaşımlarına dayalı öğretim uygulamalarının BİLSEM'de öğrenimlerine devam eden özel yetenekli öğrencilerin alternatif kavramları üzerine etkilerini ortaya koymaktır. Bu doğrultuda araştırma, ilk amacı için tarama modeli ve ikinci amacı için ön test-son test eşleştirilmiş iki gruplu seçkisiz deneysel desen üzerine kurgulanmıştır. Çalışmanın her bir amacı için iki ayrı örneklemle çalışılmıştır. İlk örneklem, 2015-2016 eğitim-öğretim yılında Ankara ilinde bulunan BİLSEM'lerde öğrenimlerine devam eden 7. sınıfı tamamlamak üzere olan 164 özel yetenekli öğrenciden oluşmaktadır. İkinci örneklem ise, 2015-2016 eğitim-öğretim yılında Ankara ilindeki bir BİLSEM'de eğitimlerine devam eden ve amaçlı bir şekilde seçilen 7. sınıfı tamamlamış 18 özel yetenekli öğrenciden oluşmaktadır. Çalışmanın ilk amacı için dört aşamalı yapıdaki Basit Elektrik Devreleri Alternatif Kavramlar Testi (BEDAKT) geliştirilmiştir. Geliştirilen testin geçerlik ve güvenirlik çalışması yapıldıktan sonra, kullanılan bu testle özel yetenekli öğrencilerin elektrik devreleri konusunda sahip oldukları alternatif kavramları belirlenmiştir. BEDAKT puanlarının geçerliği nitel ve nicel yöntemler kullanılarak sağlanmıştır. Testin Cronbach Alpha güvenirlik katsayısı farklı test puanları için hesaplanmış ve tüm doğru puanlar ve standardize edilmiş alternatif kavram puanları (TOPLAM-A4) üzerinden 0,70 ve .34 olarak hesaplanmıştır. Testten elde edilen verilerin analizi sonucunda, Alternatif Kavram-TOPLAM puanı yüzdelerine göre özel yetenekli öğrencilerin %10'undan daha fazlası tarafından sahip olunan alternatif kavramların "tek kutuplu model, güç kaynağını sabit akım kaynağı olarak kabul etme modeli ve sıralı muhakeme modeli" alternatif kavramları olduğu belirlenmiştir. Araştırmanın ikinci amacı için iki ayrı deney grubu oluşturulmuş ve BEDAKT öğretimlerin başında ve sonunda her iki deney grubundaki öğrencilerin elektrik devreleri konusundaki kavramsal anlama düzeylerini belirleyebilmek amacıyla ön-test ve son-test olarak uygulanmıştır. Bu iki deneysel gruptan birinde öğrenciler ontolojik kategori değiştirme eğitimi (OKDE) yaklaşımı ile eğitim görürken, diğer gruptaki öğrenciler bilişsel bağlantı kurma eğitimi (BBKE) yaklaşımı ile eğitim görmüştür. OKDE grubunda 9 öğrenci (kız=5, erkek=4), BBKE grubunda da yine 9 öğrenci (kız=4, erkek=5) bulunmaktadır. Ön-test sonucunda toplanan veriler, öğretimler öncesi grupların denkliğini ve hazır bulunuşluk durumlarını tespit etmek için betimsel olarak analiz edilmiştir. Öğrencilerin bu konuda sahip oldukları en yaygın alternatif kavramların "azalan akım modeli" ve "güç kaynağını sabit akım kaynağı kabul etme modeli" olduğu görülmüştür. Öğretim sonrası öğrencilerin kavramsal anlama düzeylerine uygulamaların etkisi betimsel istatistik ve T testi teknikleri kullanılarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçları, BBKE yaklaşımının özel yetenekli öğrencilerin elektrik konusunda sahip oldukları alternatif kavramları giderme ve kavramsal anlama düzeylerini arttırmada OKDE yaklaşımına göre bazı alternatif kavramlarda daha etkili olduğunu göstermektedir. BBKE yaklaşımının hangi alternatif kavramın değişiminde daha etkili olduğuna bakıldığında; "güç kaynağını sabit akım kaynağı kabul etme modeli" ve "ilkel kural modeli" olduğu görülmüştür. Diğer alternatif kavramların değişiminde her iki yaklaşımın aynı düzeyde etkili olduğu görülmüştür. Araştırmanın bulguları, alan yazında bu konuda yapılan çalışmaların bulgularıyla karşılaştırılarak tartışılmış ve uygulamacı ve araştırmacılara önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
This research has two aims. The first aim of the study is to determine the alternative concepts of electrical circuits of gifted students studying in special skills development program in Science and Art Centers (SAC). The second aim of the study is to reveal the effect of Chi and his colleagues' approach 'Ontological Category Change Training' (OCCT) and diSessa and colleagues' approach 'Cognitive Connection Training' (CCT) on gifted students' conceptual understanding on electric circuits. In this respect, the first purpose of research is built on the survey model and the second purpose is on the pre-test and post-test random assignment with matching two-group experimental design. Two different samples were used for each purpose of the study. The first sample consisted of 164 gifted students who are about to complete 7th grade at SACs in Ankara province in the 2015-2016 academic year. The second sample is composed of 18 gifted students who have completed 7th grade at a SAC in Ankara province in 2015-2016 academic year. For the first purpose of the study, Simple Electrical Circuits Alternative Concepts Test in four-tier format (SECACT) was developed. After the validity and reliability study of the developed test, the alternative concepts that gifted students have about electric circuits were determined with this test. The validity of SECACT scores was obtained by using qualitative and quantitative methods. The Cronbach Alpha reliability coefficient of the test was calculated for different test scores and calculated as .70 and .34 over all correct scores and standardized alternative concept scores (TOTAL-A4). As a result of the analysis of the data obtained from the test, according to Alternative Concept-TOTAL score percentages, it is determined that more than 10% of gifted students' alternative concepts is about "unipolar model, power supply as constant current source model and sequential reasoning model" alternative concepts. For the second purpose of the study, two different experimental groups were formed and SECACT was applied as pre-test and post-test in order to determine the students' conceptual understanding level of electric circuits in both experimental groups at the beginning and end of the education. First experimental groups were trained with the ontological category change training (OCCT) approach, and the second were trained with the cognitive connection training (CCT) approach. There were 9 students (female = 5, male = 4) in the OCCT group and 9 students (female = 4, male = 5) in the CCT group. The data collected at the end of the pre-test were analyzed using descriptive analysis to determine the equivalence and readiness of the groups before the teaching. It is observed that the most common alternative concepts that students have are "attenuation model" and "the power supply as constant current source model". After training, the effect of applications on students' conceptual understanding levels was analyzed by using descriptive analysis and T test techniques. The results of the analysis show that the BBKE approach is more effective than the OKDE approach in elimination of some alternative concepts and increasing the conceptual understanding levels of gifted students. According to this study, It was seen that the most effective alternative concepts in the change of BBKE is the model of the power supply as constant current source and the empirical rule model. Both approaches were found out to be equally effective in changing other alternative concepts. The findings of the research were discussed and compared with the findings of the studies in this field in the literature and suggestions were given to the practitioners and researchers.