Modellemeye dayalı fen öğretiminin öğrencilerin akademik başarılarına, bilimsel süreç becerilerine ve zihinsel model gelişimlerine etkisi: 7. sınıf "Güneş Sistemi ve Ötesi - Uzay Bilmecesi" ünitesi örneği
The effects of model based science education on students' academic achevement, scientific process skills and mental model devolopment: the sample of 7th grade unit of "The Solar System and Beyond: The Puzzle of Space"
Yazar: SEMRA DEMİRÇALI
Danışman: PROF. DR. MAHMUT SELVİ
Gazi Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / İlköğretim Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Bilimsel süreç = Scientific process ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Model tabanlı öğretim = Model based teaching ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Zihinsel modeller = Mental models

Özet:
Bu araştırmanın amacı, modellemeye dayalı etkinliklerle yürütülen 7. sınıf Fen ve Teknoloji Dersi "Güneş sistemi ve Ötesi: Uzay Bilmecesi" ünitesinin öğrencilerin, akademik başarılarına, bilimsel süreç becerilerine ve zihinsel modellerinin gelişimine etkisini araştırmaktır. Araştırmada yarı deneme modellerinden biri olan eşitlenmemiş deney- kontrol gruplu ön test - son test araştırma modeli kullanılmıştır. Bu araştırmanın çalışma grubunu 2013-2014 eğitim-öğretim yılında MEB'e bağlı bir devlet ortaokulunda öğrenim görmekte olan iki farklı şubeden yedinci sınıf öğrencileri (n=48) oluşturmuştur. Bu öğrencilere "Başarı Testi (BT)", "Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği (BSBÖ)" ve "Zihinsel Modelleri Değerlendirme Ölçeği (ZMDÖ)" uygulanmıştır. Yapılan testler ve ölçeklerden elde edilen ön test puan sonucuna göre iki sınıftaki öğrencilerin ortalama puanları arasında anlamlı bir fark olmadığı ve grupların denk olduğu tespit edilmiştir. Bu şubelerden biri deney, diğeri kontrol grubu olarak belirlenmiştir. Uygulama 9 haftalık bir süreçte gerçekleştirilmiştir. Çalışma süresince, deney grubu olarak seçilen şubede modellemeye dayalı öğretim, kontrol grubunda ise Fen ve Teknoloji ders kitabına dayalı öğretim yapılmıştır. Deneysel işlem öncesinde ve sonrasında, her iki gruba da öğrencilerin akademik başarılarını, bilimsel süreç becerilerini ve zihinsel modellerini değerlendirmeye yönelik olarak hazırlanan, güvenirlik ve geçerlik analizleri yapılmış olan ön test ve son testler uygulanmıştır. Araştırmada elde edilen nicel verilerin analizinde SPSS 11.5 paket programından yararlanılmıştır. Nitel verilerin analizi ise betimsel analiz ile yapılmıştır. Nicel verilerin normal dağılım gösterip göstermediği betimsel istatistikler ve Shapiro Wilk Testi ile kontrol edilmiştir.  Bu sonuçlara bağlı olarak da araştırmada parametrik testler kullanılmıştır. Araştırmada; grupların BT,  BSBÖ ve ZMDÖ ön test ve son test puanları arasındaki ilişkiyi belirlemek için  "ilişkisiz örneklem t-testi", uygulama sonrası her grubun gelişimini değerlendirmek için "ilişkili örneklem t-testi" kullanılmış ve elde edilen veriler p ≥ 0,05 anlamlılık düzeyinde karşılaştırılmıştır.  Araştırmanın nicel boyutunda elde edilen verilerin analizi sonucunda deney grubu öğrencilerinin, kontrol grubundaki öğrencilere göre BT, BSBÖ ve ZMDÖ puan ortalamalarının daha yüksek çıktığı ve aradaki farkın anlamlı olduğu tespit edilmiştir. Araştırmanın nitel boyutunda elde edilen verilerin betimsel analizleri sonucunda, deney ve kontrol grubu öğrencilerinin zihinsel modelleri belirlenerek, ilkel, sentez ve bilimsel model olarak üç düzeyde sınıflandırılmıştır. Deney grubu öğrencilerinin zihinsel modellerinde bilimsel yönde daha çok gelişme izlenmiştir. Modellemeye dayalı öğretimin, öğrencilerin akademik başarılarının, bilimsel süreç becerilerinin ve zihinsel modellerinin gelişimine olumlu katkı sağladığı sonucuna varılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda modellemeye dayalı öğretim üzerine önerilerde bulunulmuştur.


Anahtar Kelimeler : Modellemeye dayalı öğretim, fen eğitimi, astronomi eğitimi, bilimsel süreç becerileri, zihinsel modeller, 7.sınıf "Güneş Sistemi ve Ötesi: Uzay Bilmecesi" ünitesi

Abstract:
The purpose of this study is to determine the effects of model based science teaching on academic achievements, science process skills and devolopment of mental models of the students for the 7th grade science and technology course, in the unit of "The Solar System and Beyond: The Puzzle of Space". In the study, quasi-experimental research method is used. The study group of this study is composed of the seventh grade students attending a secondary school in the 2013-2014 school years. "Achievement Test", "Science Process Skills Scale", "Mental Models Assestment Scale" were administrated to the seventh grade students at this school. Based on the preliminary test score results obtained from the tests and scales, no significant difference was found among the groups involved. One of these groups was designated as the experimental group and the other group as the control group. Treatment was carried out over a period of 9 weeks. During the study, the experimental group received model based science teaching while the control group received regular science teaching depending on the Science and Technology course book.  Before and after the experimental procedure; assessment tools, which reliability and validity analysis had done, prepared for the evaluation of the academic achievements, scientific process skills and mental models, applied as pre-test and post-test. SPSS 11.5 package program was utilized to analyze the quantitative data obtained from the study.  Descriptive analysis was used to analyze the qualitative data. Whether the quantitative data has a normal distribution was assessed by descriptive statistics and Shapiro-Wilk Test. Depending on the results, parametric tests were used in the study. In the study to analyze the relationship between the pre-test and post-test scores of academic achievements, scienctific process skills and mental models of the groups, "t-test for independent groups", "paired samples t-test" were performed and the data were compared by p ≥ 0,05 significance level. As a result of the analysis of the data obtained from the quantitative dimension of the study, it was found that the students in the experimental group, achieved higher "Achievement Test", "Scientific Process Skills Scale", "Mental Models Assestment Scale" test scores compared to the students in the control group and that the difference between them were significant. As a result of the descriptive analysis of the data obtained from the qualitative dimension of the study, the experimental and control group students' mental models were determined and classified in three levels of primitive, synthesis and scientific model. It was seen that the experimental group students improved their mental models towards scientific models regarding the results of qualitative data. It was concluded that, model based science teaching, provided a positive contribution to the development of the students' academic achievement, scientific process skills and mental models and can be applied successfully in the science and technology courses. In accordance with the results obtained, suggestions about model-based teaching are made.



Key Words: Model based teaching, science education, astronomy education, scientific process skills, mental models, 7th grade unit of "The Solar System and Beyond: The Puzzle of Space".