Analysis of Model and Modeling Concepts in Current Science Curricula and Textbooks

Yıl 2019, Cilt: 8 Sayı: 1, 44 - 69, 30.03.2019

Mustafa Bahadır Aktan Samet Kaynak Zennure Abdüsselam Ezgi Ardoğan

https://doi.org/10.30703/cije.450242

Cited By: 3

Öz

Model
and modeling concepts are commonly used by both scientists and teachers, and
these concepts are placed at the core of scientific processes. Therefore, it is
important to determine and understand how the concepts of model and modeling
are included in science curriculum and textbooks. So, the aim of this research
was to examine the situation of these concepts in recently administered 2017
science curricula and textbooks in Turkey. For this purpose, the qualitative
research design was chosen, and the data were collected and analyzed through
document and content analyses methods. As the source of data; 2017 Physics,
Chemistry, Biology, Geography and Science Education curricula and their
2017-2018 academic year science textbooks were used and systematically analyzed
by using content analysis method. The results showed that the concepts are
stated and mentioned in the curriculum, but explanation of scientific models
and the role of these models in scientific progress are not mentioned. It was
found that 6.9 % of the 2017 Science Education curriculum (Grades 5-8) and 7.5
% of the 2017 secondary education science curricula (Grades 9-12) standards are
related to these concepts only. Nonetheless, when scientific process skills are
taken into consideration, it is observed that modeling activities are generally
directed to physical and scaled models, while the other types of models, such
as theoretical, conceptual and mathematical models were not addressed. Overall,
the new 2017 science curricula and their textbooks’ program gains have been
found insufficient in terms of model and modeling concepts.    

Anahtar Kelimeler

Science education, Model, Modeling, Curriculum, Textbook

Güncel Fen Öğretim Programları ve Ders Kitaplarında Model ve Modelleme Kavramlarının Analizi

Öz

Model ve modelleme
bilimsel sürecin özünde yer alan, gerek bilim insanları ve gerekse öğretmenler
tarafından yaygın olarak kullanılan kavramlardır. Bu bağlamda model ve
modelleme kavramlarının öğretim programlarında ve ders kitaplarında nasıl yer
aldığının araştırılması ve anlaşılması önemlidir. Araştırmanın amacı, ülkemizde
2017 yılında yenilenen fen öğretim programlarında ve ders kitaplarında model ve
modelleme kavramlarına yer verilme durumunun incelenmesidir. Bu amaç
doğrultusunda araştırmada nitel araştırma deseninden birisi olan doküman
analizi yöntemi tercih edilmiştir. Veri kaynağı olarak 2017 yılında yenilenen
Fen Bilimleri, Fizik, Kimya, Biyoloji ve Coğrafya Dersi Öğretim Programları ile
2017-2018 eğitim-öğretim yılında kullanılan ilgili ders kitapları içerik
analizi yöntemiyle sistematik olarak analiz edilmiştir. Sonuçlar, incelenen fen
öğretim programlarında model ve modelleme kavramlarına değinildiğini, ancak
bilimsel modeller ve bu modellerin bilimsel süreçteki rolüne yer verilmediğini
göstermektedir. 2017 Fen Bilimleri Öğretim Programı’nda (3-8 Sınıflar) ilişkili
kazanımların oranı % 6,9, 2017 ortaöğretim fen dersleri öğretim programları
(9-12. Sınıf) bir bütün olarak dikkate alındığında ise % 7,5 olarak tespit
edilmiştir. Diğer taraftan, bilimsel süreç becerileri dikkate alındığında
modelleme çalışmalarının genellikle fiziksel ve ölçeklendirilmiş modellere
yönelik olduğu diğer taraftan teorik, kavramsal ve matematiksel modellere
değinilmediği gözlenmiştir. Sonuç olarak, yeni 2017 fen öğretim programları ve
ders kitapları model ve modelleme kavramları açısından yetersiz kalmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Fen eğitimi, Model, Modelleme, Öğretim programı, Ders kitabı

Kaynakça

• AAAS (1990). Science for All Americans. New York, NY: Oxford University Press.
• Akerson, V. L., Townsend, J., Donnelly, L. A., Hanson, D. L., Tira, P. and White, O. (2009). Scientific modeling for inquiring teachers network (SMITN): The Influence on elementary teachers' views of nature of science, inquiry, and modeling. Journal of Science Teacher Education, 20(1), 21-40.
• Aksakal, M., Karataş, A. ve Laçin-Şimşek, C. (2015). Mayoz bölünme konusunun öğretiminde modellerle zenginleştirilmiş̧ laboratuvar ortamının akademik başarıya etkisi. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 37, 49-60.
• Alkan, İ., Akkaya, G. ve Köksal, M. S. (2016). Fen bilgisi öğretmen adaylarının mitoz ve mayoz bölünmeye ilişkin kavram yanılgılarının model oluşturma yaklaşımıyla belirlenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 35(2), 121-135.
• Ayvacı, H. Ş., Bebek, G., Atik, A., Keleş, C. B. ve Özdemir, N. (2016). Öğrencilerin sahip oldukları zihinsel modellerin modelleme süreci içerisinde incelenmesi: Hücre konusu örneği. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 28, 175-188.
• Ayvacı, H. Ş., Bebek, G. ve Durmuş, A. (2015). Fen Bilimleri Programındaki modelleme kazanımlarının önemi ve uygulanabilirliği hakkında öğretmen görüşleri. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4(2), 334-350.
• Ayvacı, H. Ş. ve Bebek, G. (2017). 2013 Yılında revize edilen Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programında yer alan kazanımların incelenmesi: Model oluşturma ve kullanma konusu. Hasan Ali Yücel Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(27), 69-80.
• Bernard, H. R. (2002). Research methods in anthropology. Walnut Creek, CA: Altamira Press.
• Bowen, G. A. (2009). Document analysis as a qualitative research method. Qualitative Research Journal, 9(2), 27-40. https://doi.org/10.3316/QRJ0902027
• Büyükalan Filiz, S. ve Kaya, V. H. (2013). İlköğretim Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı ile Fen Bilgisi Öğretmenliği lisans ve lisansüstü öğretim programının felsefe, amaç ve içerik ilişkisinin incelenmesi. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 11(2)185-208.
• Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E. K., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. ve Demirel, F. (2011). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
• Cartier, J., Rudolph, J. and Stewart, J. (2001). The nature and structure of scientific models. Madison, WI: Wisconsin Univ. Retrieved from ERIC database. (ED461513).
• Coll, R. K., France, B. and Taylor, I. (2005). The role of models and analogies in science education: implications from research. International Journal of Science Education, 27(2), 183-198. doi:10.1080/0950069042000276712
• Dagher, Z. R. (1994). Does the use of analogies contribute to conceptual change. Science Education, 78(6), 601-614. doi:DOI 10.1002/sce.3730780605
• Drisko, J. W. and Maschi, T. (2016). Content Analysis. New York, NY: Oxford University Press.
• Ercan, S. ve Şahin, F. (2015). Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarının kullanımı: Tasarım temelli fen eğitiminin öğrencilerin akademik başarıları üzerine etkisi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 9(1), 128-164.
• Gilbert, J. K. and Boulter, C. J. (Eds.). (2000). Developing models in science education. Dordrecht: Kluwer.
• Gilbert, S. W. and Ireton, S. W. (2003). Understanding models in earth and space science. Arlington, VA: NSTA Press.
• Greca, I. M. and Moreira, M. A. (2000). Mental models, conceptual models, and modelling. International Journal of Science Education, 22(1), 1-11. doi:Doi 10.1080/095006900289976
• Gümüş, İ., Demir, Y., Koçak, E., Kaya, Y. ve Kırıcı, M. (2008). Modelle öğretimin öğrenci başarısına etkisi. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 10(1). 65-90.
• Günbatar, S. ve Sarı, M. (2005). Elektrik ve manyetizma konularında anlaşılması zor kavramlar için model geliştirilmesi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25(1), 185-197.
• Güneş, B., Gülçiçek, Ç. ve Bağcı, N. (2004). Eğitim fakültelerindeki fen ve matematik öğretim elemanlarının model ve modelleme hakkındaki görüşlerinin incelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 1(1), 35-48.
• Harman, G. (2012). Fen bilgisi öğretmen adaylarının model ve modelleme ile ilgili bilgilerinin incelenmesi. X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, Niğde, 27-30 Haziran 2012.
• Harrison, A. G. and Treagust, D. F. (1996). Secondary students' mental models of atoms and molecules: Implications for teaching chemistry. Science Education, 80(5), 509-534.
• Harrison, A. G. and Treagust, D. F. (2000). Learning about atoms, molecules, and chemical bonds: A case study of multiple‐model use in grade 11 chemistry. Science Education, 84(3), 352-381.
• Henze, I., van Driel, J. H. and Verloop, N. (2007). Science teachers' knowledge about teaching models and modelling in the context of a new syllabus on public understanding of science. Research in Science Education, 37(2), 99-122. doi:10.1007/s11165-006-9017-6
• Hsieh, H. F. and Shannon, S. E. (2005). Three approaches to qualitative content analysis. Qualitative Health Research, 15(9), 1277-1288.
• İyibil, Ü. ve Sağlam Arslan, A. (2010). Fizik öğretmen adaylarının yıldız kavramına dair zihinsel modelleri. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 4(2), 25-46.
• Justi, R. and Gilbert, J. K. (2000). History and philosophy of science through models: some challenges in the case of 'the atom'. International Journal of Science Education, 22(9), 993-1009. doi:Doi 10.1080/095006900416875
• Justi, R. and van Driel, J. H. (2005). The development of science teachers' knowledge on models and modelling: promoting, characterizing, and understanding the process. International Journal of Science Education, 27(5), 549-573. doi:10.1080/0950069042000323773
• Krippendorff, K. (2004). Content analysis: An introduction to its methodology. Thousand Oaks, CA: Sage Publications.
• MEB, T.C. Milli Eğitim Bakanlığı. (2006). İlköğretim Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı. T.C. MEB, Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı, Ankara.
• MEB, T.C. Milli Eğitim Bakanlığı. (2013). İlköğretim kurumları Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı. T.C. MEB, Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı, Ankara.
• MEB, T.C. Milli Eğitim Bakanlığı. (2018). Öğretim programları. Erişim tarihi: 04/02/ 2018, http://mufredat.meb.gov.tr/Programlar.aspx.
• Metin, D. ve Leblebicioglu, G. (2015). Development of elementary 6th and 7th grade students' views about scientific model and modeling throughout a summer science camp. Egitim Ve Bilim-Education and Science, 40(177), 1-18. doi:10.15390/Eb.2015.1507
• Miles, M. B. and Huberman, A. M. (1994). Qualitative Data Analysis: An expanded sourcebook. Thousand Oaks, CA: SAGE Publications.
• Minaslı, E. (2009). Fen ve teknoloji dersi maddenin yapısı ve özellikleri ünitesinin öğretilmesinde simülasyon ve model kullanılmasının başarıya, kavram öğrenmeye ve hatırlamaya etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Marmara Üniversitesi, İstanbul.
• Neuendorf, K. A. (2002). The Content Analysis Guidebook. Thousand Oaks, CA: SAGE Publications.
• NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: For states, by states. Washington, DC: The National Academies Press.
• NRC, National Research Council. (2012). A framework for k-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: The National Academies Press.
• Oh, P. S. and Oh, S. J. (2011). What teachers of science need to know about models: an overview. International Journal of Science Education, 33(8), 1109-1130. doi:10.1080/09500693.2010.502191
• Oliveria, M. T. and Cachapuz, A. F. (1992). Pupils' understanding of atomic structure and the interactive use of analogy. Paper presented at the Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching. Boston, MA.
• Pashley, M. (1994). A-level students: their problems with gene and allele. Journal of Biological Education, 28(2), 120-126.
• Strauss, A. and Corbin, J. (1998). Basics of qualitative research: Techniques and procedures for developing grounded theory. Thousand Oaks, CA: Sage Publications.
• Treagust, D. F., Chittleborough, G. and Mamiala, T. L. (2002). Students' understanding of the role of scientific models in learning science. International Journal of Science Education, 24(4), 357-368. doi:10.1080/09500690110066485
• Ünal, G. ve Ergin, Ö. (2006). Fen eğitimi ve modeller, Milli Eğitim Dergisi, 171, 188-196.
• Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2011). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayınevi.
• White, M. D. and Marsh, E. E. (2006). Content analysis: A flexible methodology, Library Trends, 55(1), 22-45.
• Yazar, (2013).
• Yazar, (2016).