Basit elektrik devreleri konusu ile ilgili kavramların öğretiminde sanal laboratuvar destekli 7e öğretim modelinin öğrencilerin zihinsel modelleri üzerindeki etkileri
The effects of virtual laboratory assisted 7e instructional model on students' mental models in teaching concepts on simple electric circuits
Yazar: ÖZDEN KARAGÖZ MIRÇIK
Danışman: PROF. DR. AHMET ZEKİ SAKA
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fizik Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: 7E öğrenme modeli = 7E learning model ; Elektrik devreleri = Electric circuits ; Fizik dersi = Physics lesson ; Fizik eğitimi = Physics education ; Fizik öğretimi = Physics teaching ; Laboratuvarlar = Laboratories ; Ortaöğretim okulları = Secondary education schools ; Zihinsel modeller = Mental models

Özet:
Bu araştırmanın amacı, fizik öğretiminde sanal laboratuvar destekli 7E öğretim modeline dayalı geliştirilen öğretmen rehber materyalini değerlendirmektir. Bu kapsamda geliştirilen öğretmen rehber materyalleri "Basit Elektrik Devreleri" konusu ile ilgili öğrencilerin kavramsal değişimlerine, zihinsel modellerine, öğrenme üzerindeki etkilerine ve başarılarına etkileri boyutlarında değerlendirmektir.
Araştırmanın örneklemini İstanbul Küçükçekmece'deki iki farklı Anadolu Lisesi'nde öğrenim gören 7 Fizik Öğretmeni, 1 Elektrik Öğretmeni ile iki deney iki kontrol grubundan oluşan 86 öğrenci (Ndeney=44, Nkontrol=42) oluşturmaktadır. Araştırmada "Deneysel Araştırma" yöntemi kullanılmıştır. Araştırmada, Crocodile Physics 401 ve Phet isimli programlar kullanılmıştır. Araştırmanın hipotezlerini test etmek için nitel ve nicel veri toplama araçları kullanılmıştır. Bu araçlardan ilki, öğrencilerin basit elektrik devreleri konusu ile ilgili alternatif kavramlarını belirlemeye yönelik kavram testidir. İkincisi, öğrencilerin gelişimini izlemek için öğretim materyali (çalışma yaprakları) ve sanal laboratuvar programları ile oluşturulan dosyalardır. Ayrıca hazırlanan materyallerin öğrencilerin öğrenme güçlüklerinin giderilmesine ve süreç içerisindeki uygulama becerilerine etkilerini belirleyebilmek için nitel veriler kapsamında gözlem ve mülakatlardan yararlanılmıştır.
Sanal laboratuvar programları ile destekli 7E öğretim modeli kapsamında geliştirilen uygulamalar toplamda beş hafta süre ile araştırma hakkında eğitim verilen ve uygulama gruplarına çalışılan okulun fizik öğretmenleri tarafından uygulanmıştır. Araştırmacı, uygulamalar boyunca derslerde fizik öğretmenlerine yardımcı olmuştur. Elde dilen veriler, One-Sample T-Tesi, Wilcoxon Eşleştirilmiş Örneklem Testi ve İlişkili Ölçümler için İki-faktörlü Varyans Analizi (Two-Way ANOVA) kullanılarak analiz edilmiştir. Bu bağlamda, sanal laboratuvar destekli 7E öğretim modeli ile desteklenen uygulamalar, öğrencilerin kavramsal değişimlerine ve zihinsel modellerine olumlu katkı sağladığı, süreç içindeki uygulama becerilerini, ilgi ve motivasyonlarını arttırdığı tespit edilmiştir. Ayrıca Fizik Öğretmenleri de geliştirilen materyal ve uygulamalar hakkında olumlu görüş bildirseler de, BT sınıflarında ders işleme, uygulamaların uzun sürmesi, konuları yetiştirme gibi nedenlerden dolayı sürekli kullanma konusunda isteksiz olduklarını belirtmişlerdir. Araştırma kapsamında elde edilen sonuçlar, öğretmen ve öğrenci görüşleri alınarak ortaöğretim öğrencileri için uygun sanal laboratuvarın seçilip-uygulanması, 7E öğretim modeli ile birlikte kullanılarak zenginleştirilmiş öğretmen materyalinin geliştirilmesi, uygulanmalar sırasında yaşanan sorunların tespiti, öğrencilerin kavramsal değişimlerine ve zihinsel modelleri üzerindeki etkileri irdelenmiştir. Elde edilen bu sonuçlar dikkate alınarak, Milli Eğitim Bakanlığı tarafından fizik öğretiminde sanal laboratuvar programların ile farklı öğretim modellerinin birlikte kullanımı konusunda öğretmen eğitiminde ve hizmet içi eğitimlerde sunulmalıdır.

Abstract:
The aim of this research is to evaluate the teacher guide material developed in the physics teaching based on the virtual laboratory supported 7E teaching model.In this context, the teacher guide materials developed in this context are to evaluate the conceptual changes of the related students, mental models, effects on learning and their effects on the dimensions of "Simple Electric Circuits".
The sample of the research formseighty six students (Nexp=44, Ncont=42) studying at two Anatolian High Schools in İstanbul K.Çekmece, seven Physics Teachers andone Electrical Teacher."Experimental Research" method was used in the research. Crocodile Physics 401 and Phet programs were used in the research. Qualitative and quantitative data collection tools were used to test the research hypotheses. The first of these tools is conception test to determine the alternative concepts of students about simple electrical circuits. The second is for monitoring the development of the studentswith the files created with virtual laboratory programs and the teaching material (worksheets). In addition, observation and interviews were used within the scope of qualitative data to determine the effects of the prepared materials on the learning difficulties of the students and their effect on the application skills in the process.
The applications developed within the scope of the 7E instructional model supported by the virtual laboratory programs were implemented by the physics teachers of the school who were given training about the research for five weeks and who were working on the application groups. The researcher helped the physics teacher in courses throughout the practice. Datasobtained from study results were analyzed using One Sample T-Test, Two Way ANOVA and Wilcoxon 2 Related Samples Test.
In this context, it has been determined that the applications supported by the virtual laboratory supported 7E teaching model contribute positively to the conceptual changes and mental models of the students and increase the application skills, interests and motivations in the process.
In addition, Physics Teachers stated that they are reluctant to use constantly for reasons such as course processing in IT classes, prolongation of applications and training of topics in positive feedbacks about developed materials and applications.The results obtained in the scope of the research, the selection and implementation of the virtual lab suitable for the secondary school students by taking the opinions of the teachers and students, the development of the enriched teacher material by using together with the 7E teaching model, the detection of the problems experienced during the implementation, the conceptual changes of the students and the effects on the mental models.Considering these results, it should be presented by the Ministry of National Education in teacher education and in-service trainings on the use of virtual laboratory programs and different teaching models in physics teaching.