Araştırma-sorgulama ve model tabanlı araştırma-sorgulama ortamlarında öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerilerinin ve kavramsal değişim süreçlerinin incelenmesi
The examination of pre-service teachers' science process skills and conceptual change in inquiry and model based inquiry environment
Yazar: ARZU ARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. FERAL BEKİROĞLU
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fizik Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu çalışmanın amacı model tabanlı araştırma-sorgulamanın bilimsel süreç becerileri ve kavramsal bilginin değişimine nasıl bir etkisi olduğunu ölçmektir. Model tabanlı araştırma-sorgulamanın etkisinin ortaya çıkarılması için de öğretmen adayları modelleme yapmayan araştırma-sorgulama grubu (AS) ve model tabanlı araştırma-sorgulama grubu (MTAS) olarak ikiye ayrılmıştır. Çalışmanın bir diğer amacı da model tabanlı araştırma sorgulama ortamındaki öğretmen adaylarının model anlayışlarının nasıl değiştiğini araştırmaktır. 
Çalışmada karma araştırma yöntemi kullanılmıştır. Araştırmanın katılımcıları bir devlet üniversitesinde Fizik Öğretmenliği Bölümünün 2012-2013 öğretim yılının güz döneminde öğrenim gören 25 fizik öğretmen adayıdır. Öğretmen adayları araştırma-sorgulama (AS) ve model tabanlı araştırma-sorgulama (MTAS) grubu olarak ikiye ayrılmış, her iki grubun bilimsel süreç becerileri ve kavramsal bilgilerinin gelişim süreçleri derinlemesine incelenmiştir. MTAS grubunun ayrıca model anlayışları incelenmiştir. İki grubun bilimsel süreç becerileri ve kavramsal bilgi gelişimlerini karşılaştırmak için ön ve son testler uygulanmış ve bu testlerden nicel veriler toplanmıştır. AS ve MTAS grubunun bilimsel süreç becerileri ve kavramsal bilgi gelişimleri hakkında bilgi edinmek için ön ve son testleri yanında etkinlikler esnasındaki süreçleri de incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. İçlerinde bir problem durumu olan iki etkinlik hazırlanmış, AS grubunun kendi deneylerini tasarlaması, hipotezlerini kurması, değişkenlerini belirlemesi, ölçümler alıp sonuca ulaşması istenirken, MTAS grubunun önce modellerini oluşturması ve ifade etmesi, modelini test edip revize edeceği bir deney tasarımı yapması, araştırma sorusu oluşturması, hipotez kurup değişkenlerini belirlemesi istenmiştir. Kısacası her iki grup da bilim adamlarının yaşadığı süreçleri izlerken MTAS grubunda modeller ön plana çıkarılmış ve modeller temel alınarak sorgulama yaptırılmıştır. 
Bilimsel süreç becerileri hakkında nicel veri toplamak için etkinlikler öncesinde ve sonrasında Bilimsel Süreç Becerileri Testi (BSBT) kullanılmıştır. Öğretmen adaylarının kavramsal bilgileri hakkında nicel veri toplamak için etkinlikler öncesinde ve sonrasında Kuvvet Kavram Testi (KKT) kullanılmıştır. Öğretmen adaylarının işaretledikleri şıkların yanına cevaplarının nedenlerini açıklamaları istenmiştir. Bu açıklamalar nitel veri toplanmasını sağlamıştır. Öğretmen adaylarının raporları, ses ve video kayıtları da öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerilerinden ve kavramsal bilgilerinden hangilerini geliştirdiği hakkında bilgi vermiştir. 
Model tabanlı araştırma-sorgulama grubunun model anlayışları hakkında bilgi edinmek için etkinlikler öncesinde ve sonrasında açık uçlu sorulardan oluşan model anlayışı anketi uygulanmıştır. Ayrıca ses ve video kayıtlarından ve öğretmen adaylarının raporlarından öğretmen adaylarının model anlayışlarının nasıl değiştiği hakkında bilgi edinilmiştir. 
BSBT ve KKT? nin analizlerinde katılımcı sayısı 25, ikiye ayrılan grupların sayısı da 13 kişi (MTAS) ve 12 kişi (AS) olduğu için parametrik olmayan yöntemler kullanılmıştır. Grupların birbiri ile karşılaştırılmasında Mann Whitney U testi kullanılırken, öğretmen adaylarının etkinlikler öncesinde ve sonrasındaki durumunu karşılaştırmak için Wilcoxon İki Örneklem Testi kullanılmış, çıkan sonuçlar .05 anlamlılık düzeyinde incelenmiştir. 
BSBT analizleri ve nitel veri araçlarından elde edilen bulgular öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerilerini geliştirdiğini göstermiştir. BSBT istatistiklerinde gruplar arası fark anlamlı değilken, ön ve son test puanları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı çıkmıştır. Ayrıca BSBT deki faktörler ayrı ayrı incelenmiş ve MTAS grubu ile AS grubunun ilerleme gösterdiği faktörler farklı çıkmıştır. Çalışmada farklılıkların ve anlamlı çıkmayan sonuçların sebepleri irdelenmiştir.
KKT analizleri ve nitel veri araçlarından elde edilen bulgular öğretmen adaylarının kavramsal bilgilerinde değişimler olduğunu göstermiştir. KKT istatistiklerinde gruplar arası fark anlamlı değilken, ön ve son test puanları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı çıkmıştır. Nitel verilerde hangi kavramsal bilginin geliştirildiği ortaya çıkarılmıştır. 
Her iki grup da bilimsel süreç becerileri ve kavramsal bilgileri alanında gelişim göstermiştir. Fakat AS ile MTAS Grubunun bu gelişim süreçleri farklılık göstermiştir. Modelleri temel alarak sorgulamalar yapan öğretmen adaylarının sorgulama süreçleri konu dışına çıkılmadan daha kolay gerçekleştirilirken, diğer grubun konu dışına çıkmadan içeriğe odaklanarak sorgulama süreçlerini yönetmek daha zor olmuştur. 
MTAS Grubunun model anlayışları değişimleri incelenmiştir. Anket sonuçlarından ve süreçlerin değerlendirilmesinden elde edilen bilgilere göre öğretmen adaylarının model örneklerinin arttığı, farklı bilim adamlarının modellerini tanıdığı ve onlarda modelin zihinsel bir ürün olduğu, değişim gösterebileceği anlayışının oluştuğu söylenebilir. 
Araştırmanın sonunda araştırma-sorgulama ortamının geliştirilmesi, bu ortama modellemenin nasıl entegre edilmesi gerektiği hakkında önerilerde bulunulmuştur. Bu çalışmanın araştırma-sorgulama ve modelleme hakkında bilgi edinmek isteyen öğretmen ve öğretmen adayları için yararlı olacağı düşünülmektedir.
 
Anahtar Kelimeler: araştırma-sorgulama, model tabanlı araştırma-sorgulama, fizik eğitimi, öğretmen adayı, bilimsel süreç becerisi, kavramsal öğrenme, model anlayışı. 
Temmuz, 2013

Abstract:
The purpose of this study was to investigate how pre-service teachers? science process skills and conceptual knowledge changed in an inquiry and model based inquiry environment. To reveal the effect of model based inquiry in the development of science skill process and conceptual knowledge, pre-service teachers were divided into two groups as inquiry and model based inquiry. Another aim of this study was to investigate changing of pre-service teachers? modeling understanding. 
In this study mixed research method was used. Participants were 25 pre-service teachers in teacher education programs in the section of physics education in a state university. The research was applied in fall semester of 2012-2013.  Pre-service teachers were divided into two groups as inquiry (I- Araştırma-Sorgulama [AS]) and model based inquiry (MBI-Model Tabanlı Araştırma-Sorgulama [MTAS]). To compare the development of science process skills and conceptual knowledge of the two groups pre and post tests were applied and quantitative data were gathered. In addition top re and post test, the processes of pre-service teachers during the activities were examined and compared. Two activities which include problem statement were prepared and pre-service teachers? science process skills and conceptual change were examined deeply. AS Group designed their own experiments and formulated hypotheses, defined variables, made conclusions about experiment results. MTAS Group created and explained their own models. According to these models they formulated hypotheses. To test and revise these models, they designed experiments.  Briefly, while scientists? processes were experienced by both groups; in MTAS Group modelling was important and inquiry was made on the basis of models. 
Science process skill test (SPST- Bilimsel Süreç Becerileri Testi [BSBT]) was used to collect quantitative data about pre-service teachers? science process skills before and after inquiry activities. When answering questions of these tests, pre-service teachers were asked to explain reason of their answers. These explanations were used as quantitative data. Reports and video-audio records were examined deeply to collect about developing and changing about science process skills and conceptual knowledge. 
Model understanding survey consisting of ope-ended questions was applied to MBI group before and after the activities to identify changes that may occur in pre-service teachers? understanding about models. In addition, audio-video records and pre-service teachers? reports obtained information about how to changes their model understanding.
Non-parametric methods were used for analysis SPST and FCT. Because the number of participants was 25 and the participants were divided into two group as Inquiry group-12 participants and Model based inquiry group 13 participants. Mann Whitney U Test was used to compare scores of groups in pre-post tests. Wilcoxon Two Sample Test was used to compare participants? scores of pre-post tests.  The meaningful level of the results was accepted .05.
Results of analysis showed that there was a significant difference between pre-post test scores and inquiry based activites and model based activities were effective on development of science process skills and conceptual knowledge. But there was not a significant difference between inquiry and model based inquiry group in terms of development of science process skills and conceptual knowledge. Qualitative data was collected to obtain knowledge about development of science process skill and conceptual knowledge.
Both groups showed improvement in the field of scientific process skills and conceptual information. However the development processes of groups were different. While MTAS were easily focused on contents, in AS group to manage the processes of inquiry was more difficult without leaving the content. 
Model understandings of MBL was examined. According to findings of model understanding survey and pre-service teachers? processes, their model examples incereased, they recognized different scientist? models. Also they recognized that model was a product of mind and a model can change. 
At the end of research, several suggestions were made to improve inquiry environment and integration modelling to inquiry. It is thought that this study is useful for teachers and pre-service teachers who want to know application of inquiry and modelling. 

Keywords: inquiry, model based inquiry, physics education, pre-service teachers, science process skills, conceptual knowledge, model understanding. 
JULY, 2013