Model tabanlı araştırma sorgulamanın öğretmen adaylarının fen kavramlarını kavramsal anlamaları ve temsil yeterliklerine etkisi
Effects of model-based inquiry on preservice teachers' conceptual understanding of science and representational competence
Yazar: MERYEM DEMİR GÜLDAL
Danışman: PROF. DR. FUNDA SAVAŞCI AÇIKALIN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu çalışmada model tabanlı araştırma sorgulamaya dayalı eğitimin öğretmen adaylarının madde ve değişimi anlamaları, temsil yeterlikleri, modellerin doğasını anlamaları ve üstbilişsel farkındalıklarına etkisi araştırılmıştır. Çalışmada, nitel ve nicel araştırma yöntemlerinin eşzamanlı kullanıldığı "karma araştırma yöntemi" desenlerden "iç içe karma desen" kullanılmıştır. Çalışmanın nitel boyutunda öğretmen adaylarının model tabanlı araştırma sorgulamaya dayalı eğitimde madde ve değişimi nasıl açıkladıkları ve temsiller arası geçişlerinin nasıl olduğu; nicel boyutunda ise öğretmen adaylarının model tabanlı araştırma sorgulama etkinlikleri sürecinde madde ve değişimi kavramsal anlamaları, modellerin doğasını anlamaları, temsil yeterlikleri, üstbilişsel farkındalıklarına etkisi üzerinde çalışılmıştır. Çalışmanın katılımcılarını 2022-2023 eğitim-öğretim yılı, İstanbul'da bir devlet üniversitesinde öğrenim gören 63 sınıf öğretmeni adayı oluşturmaktadır. Öğretmen adayları iki gruba ayrılarak bir gruba model tabanlı araştırma sorgulama etkinlikleri diğer gruba da araştırma sorgulamaya dayalı etkinlikler uygulanmıştır. Madde ve değişim konularında model tabanlı araştırma sorgulama ve araştırma sorgulama uygulaması, katılımcılara bahar yarıyılında 10 hafta süreyle uygulanmıştır. Çalışmada madde ve değişim konusu etkinlikleri dört ayrı başlık altında "Madde Kavramı" "Hal Değişimi" "Çözeltiler ve Çözünme" "Kimyasal ve Fiziksel Değişim" olarak uygulanmıştır. Nicel veriler; Madde ve Değişim Kavramsal Anlama Testi (MDKAT), Madde ve Değişim Temsil Yeterliği Testi (MDTYT), Modellerin Doğası Anketi (MDA) ve Üstbiliş Farkındalık Envanteri (ÜFE), nitel veriler ise; öğrenci çalışma sayfaları ve yarı yapılandırılmış görüşmeler ile toplanmıştır. Nicel veri araçları uygulama öncesi ön test, uygulama sonrasında ise son test olarak uygulanmıştır. Çalışmanın nicel verilerinin analizinde, parametrik testlerden bağımsız ve bağımsız gruplar t-testi ve non-parametrik testlerden Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi kullanılmıştır. Nitel verilerin analizinde içerik analizi yöntemleri kullanılmıştır. "Madde ve Değişim Kavramsal Anlama Testi"nden elde edilen bulgular; hem model tabanlı araştırma sorgulama (MTAS) grubunun hem de araştırma sorgulama (AS) grubunun ön test ve son testten aldıkları puanlar arasında istatistiksel açıdan anlamlı bir fark bulunmuştur. MTAS ve AS grupları ön test son test puanlarına göre gruplar arasında sonuçlarda anlamlı fark görülmemiştir. "Madde ve Değişim Temsil Yeterliği Testi"'nden elde edilen bulgular; hem MTAS hem de AS gruplarının ön test ve son testten aldıkları puanlar arasında istatistiksel açıdan anlamlı fark bulunmuştur. MTAS ve AS grupları ön test son test puanlarına göre gruplar arasında MTAS lehine anlamlı fark görülmüştür. "Fen Bilimlerinde Modellerle İlgili Görüşler Anketi"nden elde edilen bulgular; hem MTAS hem de AS ön test ve son testten aldıkları puanlar arasında istatistiksel açıdan anlamlı bir fark bulunmuştur. MTAS ve AS grupları ön test son test puanlarına göre gruplar arasında fark görülmemiştir. "Üstbiliş Farkındalık Envanterine"nden elde edilen bulgular; MTAS ön test ve son testten aldıkları puanlar arasında istatistiksel açıdan anlamlı bir fark bulunurken, AS grubunun ön test ve son testten aldıkları puanlar arasında istatistiksel açıdan anlamlı bir fark bulunmamıştır. MTAS ve AS grupları ön test son test puanlarına göre gruplar arasında fark görülmemiştir. Nitel verilerin analizi neticesinde MDKAT sonucu "yüksek" olan sınıf öğretmen adayları MTAS uygulamaları neticesinde madde ve değişimi konusunda bilimsel açıklamalar geliştirmiştir. MDKAT sonucu "orta" ve "düşük" olan sınıf öğretmen adayları MTAS uygulamaları neticesinde madde ve değişimi konusunda bilimsel açıklamaları tam olarak geliştirememiştir. Model tabanlı araştırma sorgulamada öğretmen adayları madde ve değişim konusunda makroskobik düzeyde verilen temsili alt-mikroskobik düzeye, makroskobik düzeyde verilen temsili makroskobik düzeye, alt-mikroskobik düzeyde verilen temsili alt-mikroskobik düzeye ve alt-mikroskobik düzeyde verilen temsili makroskobik düzeye geçişler yaptıkları sonucuna varılmıştır. MDTYT başarısı "yüksek" olan öğretmen adayları madde ve değişimi konusunda daha çok makroskobik temsil düzeyinden alt-mikroskobik düzeye geçişler yaparken MDTYT başarısı "orta" ve "düşük" olan öğretmen adayları madde ve değişimi konusunda daha çok makroskobik temsil düzeyinden makroskobik düzeye geçişler yaptıkları görülmüştür.

Abstract:
This study investigated the effect of model-based inquiry education on pre-service teachers' understanding of matter and change, representation competencies, understanding of the nature of models and metacognitive awareness. In the study, "embedded mixed-methods design" one of the "mixed research method" designs in which qualitative and quantitative research methods are simultaneously used, was adopted. In the qualitative dimension of the study, how pre-service teachers explain matter and change in model-based inquiry-based education and how their transitions between representations are; in the quantitative dimension, the effect of model-based inquiry activities on pre-service teachers' conceptual understanding of matter and change, their understanding of the nature of models, their representation competencies, and their metacognitive awareness was studied. The participants of the study consisted of 63 pre-service primary school teachers studying at a state university in Istanbul in the 2022-2023 academic year. The pre-service teachers were randomly assigned to two groups; model-based inquiry activities were applied to one group and inquiry-based activities were applied to the other group. Model-based inquiry and inquiry-based activities on matter and change were applied to the participants for 10 weeks in the spring semester. In the study, the activities on the subject of matter and change were carried out under four different headings: "The Concept of Matter", "Change of State", "Solution and Dissolution", "Chemical and Physical Change". Quantitative data were collected using the Matter and Change Conceptual Understanding Test, Matter and Change Representational Competence Test, Nature of Models Questionnaire and Metacognitive Awareness Inventory, while qualitative data were collected using student worksheets and semi-structured interviews. Quantitative data tools were administered as pre-test before the implementation and post-test after the implementation. In the analysis of the quantitative data of the study, independent and independent groups t-test from parametric tests and Wilcoxon Signed Rank Test from non-parametric tests were used. Content analysis methods were used to analyze qualitative data. There were statistically significant differences on the post-tests of "Matter and Change Conceptual Understanding Test" in both MBI and IB groups. There were statistically significant differences between pre-test and post-test scores of Matter and Change Conceptual Understanding Test in both MBI and IB groups. There were statistically significant differences on the post-tests of "Matter and Change Representation Competence Test" in both MBI and IB groups. There were statistically significant differences between pre-test and post-test scores of Matter and Change Representation Competence Test in both MBI and IB groups. There were statistically significant differences on the post-tests of "Opinions about Models in Science Questionnaire" in both MBI and IB groups. There was no statistically significant difference between pre-test and post-test scores of Opinions about Models in Science Questionnaire in both MBI and IB groups. There were statistically significant differences on the post-tests of "Metacognitive Awareness Inventory" in both MBI and IB groups. There were no significant differences between pre-test and post-test scores of Metacognitive Awareness Inventory in both MBI and IB groups. As a result of the analysis of the qualitative data, the pre-service elementary teachers with 'high' MCCUT scores developed scientific explanations about matter and change during the model-based inquiry activities. The pre-service elementary teachers with 'moderate' and 'low' MCCUT scores could not fully develop scientific explanations about matter and change during model-based inquiry activities. In model-based inquiry, it was concluded that pre-service teachers made transitions from the representation given at the macroscopic level to the sub-microscopic level, from the representation given at the macroscopic level to the macroscopic level, from the representation given at the sub-microscopic level to the submicroscopic level and from the representation given at the sub-microscopic level to the macroscopic level. It was observed that pre-service teachers with "high" achievement in MCRCT made more transitions from macroscopic to sub-microscopic level of representation about matter and its change, while pre-service teachers with "medium" and "low" achievement in MCRCT made more transitions from macroscopic to submicroscopic level of representation about matter and change.