Ortaokul öğrencilerinin fen problemlerini çözme sürecinde kullandıkları bilişsel ve üst bilişsel stratejiler
Cognitive and meta-cognitive strategies used by middle-school students in the process of solving science problems
Yazar: MEVLÜT İDGÜ
Danışman: PROF. DR. NİLGÜN TATAR
Alanya Alaaddin Keykubat Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilişsel stratejiler = Cognitive Strategies ; Bilişüstü stratejiler = Metacognitive strategies ; Fen bilgisi dersi = Science lesson ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Problem çözme = Problem solving ; Sesli düşünme = Think-aloud

Özet:
Bu araştırma, ortaokul 8. Sınıf öğrencilerinin iyi yapılandırılmış (İYPD) ve iyi yapılandırılmamış (İYPDM) fen problemlerini çözme sürecinde kullandıkları bilişsel ve üst bilişsel stratejileri sesli düşünme yöntemiyle belirlemeyi amaçlamaktadır. Ayrıca öğrencilerin bu problemlere ilişkin görüşlerini ortaya koymaktadır. Araştırmada birden fazla durum (grup, problem türü ve strateji) araştırıldığı ve her durum kendi içinde bir bütün olarak ele alınıp, daha sonra birbiri ile karşılaştırıldığı için bütüncül çoklu durum deseni esas alınmıştır. Araştırma, Antalya ili Alanya ilçesinde bulunan bir devlet ortaokulunda gerçekleştirilmiştir. Ölçüt örnekleme yöntemi kullanılan araştırmada, aynı sınıfta öğrenim gören 32 öğrenciye "Mantıksal Düşünme Grup" testi uygulanmıştır. Testten aldıkları puana göre öğrenciler alt ve üst düzey olarak iki gruba ayrılmıştır. Alt düzey öğrencilerden (ADÖ) üç, üst düzey öğrencilerden (ÜDÖ) üç kişi olmak üzere araştırmaya katılmaya gönüllü toplam altı öğrenci belirlenmiştir. Katılımcılar İYPD ve İYPDM fen problemlerini sesli düşünerek çözerken araştırmanın verileri toplanmıştır. Katılımcıların problemleri çözme sürecinde kullandıkları bilişsel ve üst bilişsel stratejileri belirlemek için araştırmacılar tarafından hazırlanan veri analiz formu kullanılmıştır. Ayrıca bu öğrencilerle görüşme formu aracılığıyla yarı yapılandırılmış görüşme yapılmış, problemlere ilişkin görüşleri belirlenmiştir. Tüm verilerin içerik analizi yapılmıştır. 
Araştırmanın sonuçlarına göre; ADÖ'lerin, İYPD ve İYPDM fen problemlerinin çözümünde kullandıkları bilişsel ve üst bilişsel stratejilerin sayı ve çeşidi, ÜDÖ'lere göre daha azdır. ADÖ'ler iki problem türünde de bilişsel anlama stratejisi ile çözüme başlarken, ÜDÖ'ler bilişsel anlama ve üst bilişsel anlama stratejileri ile başlamışlardır. ADÖ'ler İYPD fen problemlerini bilişsel sonuç oluşturma stratejisi ile İYPDM fen problemlerini bilişsel tahmin etme stratejisi ile sonuçlandırmıştır. ÜDÖ'ler İYPD fen problemlerini bilişsel sonuç oluşturma stratejisi ile İYPDM fen problemlerini, üst bilişsel stratejilerden kendini değerlendirme stratejisi ile sonuçlandırmıştır. 
İki problem türünü de değerlendiren ADÖ ve ÜDÖ'ler, İYPD fen problemlerinin tek cevaplı, kapalı uçlu, sınırlı ve sonuç odaklı olduğunu belirtmişlerdir. İYPDM fen problemlerinin ise; çok cevaplı, açık uçlu, sebep ve sonuç odaklı olduğunu açıklamışlardır. ADÖ'ler, İYPD problemlerle fen bilimleri dersinde sıklıkla karşılaştıklarını belirtmişlerdir. İYPDM problemlerin bakış açılarını geliştirdiğini ve gerçek hayatta karşılarına çıkabileceğinden gelişimlerine katkı sağlayacağını düşünmektedirler. ÜDÖ'ler, İYPD problemlerin düşünme süreçlerini kısıtladığını belirtmişlerdir. İYPDM problemlerin ise; bakış açılarını, zekâ seviyelerini, çıkarım yapma yeteneklerini geliştirdiğini, zihinlerini çalıştırdığını ve günlük hayat problemlerini çözmelerine katkı sağladığını düşünmektedirler. Dahası İYPDM problemler özgür, sınırsız ve geniş düşünmelerine fırsat verdiğinden bu problemleri çözerken daha mutlu olduklarını belirtmişlerdir.
Araştırmadan elde edilen sonuçlar ışığında bazı önerilerde bulunulmuştur. Fen bilimleri ders kitabı yazarları, kitaplarda İYPD problemlerin yanı sıra, İYPDM problemlere de sıklıkla yer vermelidir. Öğretmenler, hem konu öğretiminde hem de ölçme ve değerlendirmede İYPD ve İYPDM problemleri birlikte kullanmalıdırlar. Yine öğretmenlere, derste sesli düşünme yöntemini kullanmaları önerilmektedir. Araştırmacılara ise, öğrencilerin kullandığı bilişsel ve üst bilişsel stratejileri tespit etmek için, çoklu veri toplama yöntemini kullanmaları, farklı değişkenleri dikkate alarak, farklı öğrenci grupları ile çalışmaları önerilebilir.

Abstract:
The study aims to identify the cognitive and meta-cognitive strategies used by eighth-grader middle-school students' in the process of solving well-structured (WSP) and ill-structured (ISP) science problems through think-aloud method. It is also aimed to explore the participant students' opinions about the problems. As the scope of the study involves multiple cases (group, type of problem and strategy) and as each case is first investigated as a whole within itself and then compared to the other cases; comparative, holistic multiple case study design has been adapted to conduct the research. The study was carried out in a public middle school in Alanya district in Antalya province. Adopting criterion sampling method, 32 students studying at the same class were asked to participate to the study. The participants were asked to complete the "Group Test of Logical Thinking" and were divided into two groups based on their scores of the test: low-level group and high-level group. A total of six volunteering students, three students from low-level group (LLG) and three from high-level group (HLG), were included in the study. The data for the study was obtained through think-aloud verbal responds of the participants in the process of solving the WSP and ISP science problems. In order to determine the cognitive and meta-cognitive strategies used by the participant students, a data analysis form, which was developed by the researchers, was used. In addition, semi-structured interviews were held with the participant students to identify their opinions regarding the problems. All collected data was analyzed using content analysis method. 
According to the results of the analyses, the number and the types of the cognitive and meta-cognitive strategies used in the process of solving WSP and ISP science problems are found to be lower for LLG compared to HLG.  While the students in LLG started the processes of solving both types of problems by using cognitive understanding strategy, the participants in HLG began by using not only cognitive but also meta-cognitive understanding strategies. The students in LLG finalized their solutions by using cognitive deduction strategies for WSP science problems and by using cognitive inferring strategies for ISP problems. The participant students in HLG, on the other hand, finalized their solutions by using cognitive deductive strategies for WSP science problems and utilizing meta-cognitive self-evaluation strategies for ISP science problems. 
Evaluating both problem types, the students in LLG and HLG groups stated that WSP science problems had single answers, were closed-ended, limited and result-oriented. For ISP science problems, on the other hand, they reported that these problems were open-ended with multiple answers and causation-oriented. The participants in LLG expressed that they often came across WSP problems in their science lessons. They thought that ISP problems would help them to widen their perspectives and equip them with necessary skills to overcome similar problems that they could face in their real lives. The students in HLG reported that WSP problems restricted their thinking processes. As for ISP problems, they stated that such problems helped them improve their visions, intelligence levels, and deductive reasoning while triggering their thinking processes. They also indicated that this type of problems would help them to solve real-life problems. Furthermore, they indicated that they felt happier solving ISP problems since this type of problems provided opportunities to think freely, broadly and without any limits.  
Based on the findings of the study, some suggestions could be drawn. First of all, it is suggested that the authors of science course books include ISP problems more often in addition to WSP problems. In addition, teachers could use WSP and ISP problems during both instructional practices and assessment and evaluation processes. Teachers are also suggested to use think-aloud technique in their lessons. As for future research, more in-depth investigations should be conducted to identify students' cognitive and meta-cognitive strategy use. In order to obtain more reliable and comprehensive results, it is suggested that mixed method be utilized to collect data while considering different variables involving various learner groups.