3D model tasarlamanın fen bilgisi öğretmen adaylarının akademik başarıları, problem çözme becerileri, bilimsel yaratıcılıkları ve sürece yönelik algılarına etkisinin incelenmesi
The effect of designing 3D models on prospective science teachers' academic achievement, problem solving skills, scientific creativity and perceptions abut the process
Yazar: EDA DEMİRHAN
Danışman: PROF. DR. FATMA ŞAHİN
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / İlköğretim Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Aday öğretmenler = Candidate teachers ; Aday öğretmenler = Candidate teachers ; Akademik başarı = Academic achievement ; Bilimsel düşünce = Scientific thought ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Problem çözme becerisi = Problem solving ability ; Yaratıcılık = Creativity ; Öğretmenler = Teachers ; Üç boyutlu teknoloji = Three dimensional technology ; Üç boyutlu öğretim = Three dimensional teaching

Özet:
Bu araştırmanın iki temel amacı bulunmaktadır. Birinci amaç olarak yapılandırılmamış, yarı-yapılandırılmış ve yapılandırılmış 3D model oluşturmanın ikinci sınıf fen bilgisi öğretmen adaylarının insanda dolaşım ve solunum sistemi ünitelerine ilişkin akademik başarıları, problem çözme becerileri ve bilimsel yaratıcılıkları üzerine etkisini incelemektir. İkinci amaç ise yapılandırılmamış, yarı-yapılandırılmış ve yapılandırılmış 3D model oluşturma süreçlerinde öğretmen adaylarının yaşadıkları deneyimlerin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Karma desenlerden iç içe gömülü desen çerçevesinde düzenlenen bu araştırmanın nicel kısmı ön test- son test kontrol gruplu yarı deneysel desen; nitel kısmı ise durum çalışması desen temel alınarak çalışılmıştır.
 Araştırmada Deney 1, Deney 2, Deney 3 ve Kontrol olmak üzere dört farklı deneysel işlem grubu bulunmaktadır. Deney 1 grubu yapılandırılmamış 3D modeller, Deney 2 grubu yarı-yapılandırılmış 3D modeller, Deney 3 grubu yapılandırılmış 3D modeller oluşturmuş ve Kontrol grubunda ise geleneksel öğretim uygulanmış ve herhangi bir model oluşturulmamıştır. Araştırmanın nicel çalışma grubunu Deney 1 grubunda 25 ve diğer bütün gruplarda 21'er olmak üzere toplam 88 ikinci sınıf öğretmen adayı oluşturmaktadır. Nitel olarak çalışılan grup ise Deney 1, Deney 2 ve Deney 3 grubunda yer alan öğretmen adaylarından oluşmaktadır. Araştırmada nicel veri toplama araçları olarak iki aşamalı akademik başarı testi, problem çözme becerileri envanteri, bilimsel yaratılılık ölçeği kullanılmıştır. Nitel veri toplama araçları olarak ise birincil veri toplama kaynağı olarak odak grup görüşmeleri ve bunun yanı sıra video kayıtları ve öğretmen adayların tarafından doldurulan modellere yönelik etkinlik dokümanları kullanılmıştır. Nicel veriler iki yönlü varyans analizi (Split Plot ANOVA) ve kovaryans analizi (ANCOVA) ile analiz edilirken; nitel veriler içerik analizi ve sürekli karşılaştırmalı analiz yöntemleri birlikte kullanılarak analiz edilmiştir.
Araştırmanın sonuçlarına göre Deney 1, Deney 2 ve Deney 3 grubunun iki aşamalı akademik başarı son test puan ortalamaları Kontrol grubundan istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksektir. Ayrıca Deney 1 ve Deney 2 grubunda bulunan öğretmen adaylarının akademik başarı son testi puan ortalamaları Deney 3 grubundaki öğretmen adaylarınkinden anlamlı derecede yüksektir. Kalıcılık testine ilişkin sonuçlar incelendiğinde ise Deney 1 ve Deney 2 grubundaki öğretmen adaylarının kalıcılık testi puan ortalamaları hem Deney 3 ve hem de Kontrol grubunda bulunan öğretmen adaylarınınkinden istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksektir. Problem çözme becerilerine ilişkin sonuçlara bakıldığında ise Deney 1 ve Kontrol gruplarının son test puan ortalamaları karşılaştırıldığında Deney 1 grubu lehine ve ayrıca Deney 2 ve Kontrol grupları arasında Deney 2 grubu lehine istatistiksel anlamlı farklılık bulunmuştur. Bilimsel yaratıcılık testine ilişkin yapılan analizle sonucunda ise herhangi bir grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunmamıştır.
Araştırmanın nitel sonuçlarına bakıldığında ise öğretmen adaylarının yapılandırılmamış, yarı-yapılandırılmış ve yapılandırılmış 3D model oluşturmaya ilişkin görüşleri ortak olarak "karşılaşılan zorluklar", "katkıları", "kullanılabilirliği" ve "iyileştirilmesine ilişkin alternatif fikirler" olmak üzere dört tema altında toplanmıştır. Bunun dışında yapılandırılmamış ve yarı-yapılandırılmış 3D model oluşturan gruplarda ortak olarak "özgünlük" teması yer almaktadır. Öğretmen adaylarının her bir model oluşturma sürecine ilişkin deneyimleri ayrı başlıklar altında tartışılmıştır.

Abstract:
There are two main objectives of this research. First objective is to examine the effect of unstructured, semi-structured and structured 3D model generation on the second grade science teacher candidates regarding the circulatory in human and respiratory system units and also academic achievements, problem solving skills and scientific creativity. Secondly, intending to reveal prospective teachers experiences' during the processes of unstructured, semi-structured and structured 3D model generation. Quantitative part of this research includes preliminary test-post semi-empirical check test pattern within the framework of nested embedded pattern of mixed patterns; qualitative part work was based on case study pattern.
There are four different experimental process groups in the research as Experiment group 1, Experiment group 2, Experiment group 3 and Control gruop. Experiment group 1 was formed by unstructured 3D models, Experiment group 2 was formed by semi-structured 3D models, Experiment group 3 was formed by configured 3D models and as for Control group no model was formed and traditional teaching was applied. Research' quantitative study group consist of 88 second-grade teacher candidates, 25 of these candidates are from Experiment group 1 and 21 of them respectively from all other groups. Research' qualitative study group consist of candidate teachers in Experiment group 1 Experiment group 2 and experiment group 3. Two-stage academic achievement testing, problem solving skills inventory, scientific creativity scale were used as for quantitative data collection tools in this study,
As a source of primary data collection, focus group interviews and also video recordings and documents for model activity which were filled by candidate teachers were used for qualitative data collection tools. Quantitative data were analyzed by using two-way variance analysis (Split Plot ANOVA) and covariance analysis (ANCOVA); whereas, qualitative data were analyzed by using content analysis and continuous comparative analysis methods.
According to the results of the research, two-stage academic success final test score averages of Experiment group 1 Experiment group 2 and experiment group 3 were statistically significantly higher than the Control group.
Moreover, academic success post test score averages of prospective teachers in Experiment group 1 and 2 were significantly higher than the prospective teachers in Experiment group 3. When the results of the persistence test were examined, it can be understood that persistence test score averages of prospective teachers in Experiment group 1 and 2 was statistically significantly higher than both the Experiment group 3 and Control group. When the results of problem-solving skills were examined, it can be understood that there is a statistically significant differences in favor of the Experiment group 1 as compared the post test score averages of Experiment 1 and Control groups and there is a statistically significant differences in favor of the Experiment group 2 as Experiment group 2 and Control group were compared.  There weren't any statistically significant differences among any group as a result of the analysis conducted for the scientific creativity test. 
When the results of the qualitative research were examined, prospective teachers' opinions regarding the formation of unstructured, semi-structured and structured 3D model commonly were collected under four themes as "encountered difficulties", "contributions", "availability" and "alternative ideas for improvement".  Other than that, originality is the common theme in the unstructured and semi-structured 3D model groups. Prospective teachers' experiences regarding the processes of each model forming were discussed under separate headings.