Examination of the Development Process of Knowledge Structures of Students at Different Grade Levels for Melting and Dissolution According to Conceptual Change Theories1

Year 2024, Volume: 8 Issue: 3, 929 - 952, 25.07.2024

Mehmet Ali Kandemir , Zeki Apaydın

https://doi.org/10.34056/aujef.1304122

Abstract

In the study, it was aimed to examine the knowledge structures of students at different grade levels regarding melting and dissolution. The research was carried out with the participation of 100 students from a district of a city in the Marmara Region in the 2022-2023 academic year. The students who will participate in the research were determined by using the appropriate sampling method, which is one of the purposeful sampling methods. In the study, the open-ended questions developed for the concepts of melting and dissolution is used to collect the data. The causal comparison method was used in the study. Kruskal Wallis H Test (χ²) and Jonckheere-Terpstra Test (J) and Mann Whitney U Test (U) were used in the analysis of the data. The test results provided were analyzed according to the knowledge in pieces structure conceptual change theory and the theory-like conceptual change theory. As a result of the research, it was determined that there was a slow and gradual increase in scientific and consistent knowledge structures regarding the concepts of melting and dissolution as the grade level of the students increased. In addition, it was determined in the research that the characteristics of the students' knowledge structure development process related to the related concepts can be explained by both conceptual change theories, mostly the knowledge in pieces conceptual change theory. Based on the obtained results; It can be suggested that similar studies be conducted to examine the development of scientific knowledge structures related to different science concepts, especially at primary school level. In addition, it can be argued that the development of scientific knowledge structures related to different science concepts can also be examined longitudinally.

Keywords

knowledge structures, knowledge in pieces conceptual change theory, theory-like conceptual change theory.

Farklı Sınıf Düzeylerindeki Öğrencilerin Erime ve Çözünmeye Yönelik Bilgi Yapıları Gelişim Sürecinin Kavramsal Değişim Teorilerine Göre İncelenmesi

Abstract

Araştırmada farklı sınıf düzeylerindeki öğrencilerin erime ve çözünmeye yönelik bilgi yapılarının incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırma 2022-2023 eğitim ve öğretim yılında Marmara Bölgesindeki bir şehrin bir ilçesinden 100 öğrencinin katılımı ile gerçekleştirilmiştir. Araştırmaya katılan öğrenciler amaçlı örnekleme yöntemlerinden biri olan kolay ulaşılabilir durum örnekleme yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Araştırmada nedensel karşılaştırma yöntemi kullanılmıştır. Araştırmada verilerin elde edilmesinde erime ve çözünme kavramlarına yönelik geliştirilen açık uçlu sorular kullanılmıştır. Verilerin analizinde Kruskal Wallis H Testi (χ²), Jonckheere-Terpstra Testi (J) ve Mann Whitney U Testi (U) kullanılmıştır. Sağlanan test sonuçları parça nitelikli kavramsal değişim teorisi ve teori nitelikli kavramsal değişim teorisine göre incelenmiştir. Araştırma sonucunda öğrencilerin sınıf düzeyi arttıkça erime ve çözünme kavramlarına ilişkin bilimsel ve tutarlı bilgi yapılarında yavaş ve kademeli bir artış olduğu belirlenmiştir. Ayrıca araştırmada öğrencilerin ilgili kavramlara ilişkin bilgi yapıları gelişim süreci özelliklerinin çoğunlukla parça nitelikli kavramsal değişim teorisi olmak üzere her iki kavramsal değişim teorisiyle açıklanabileceği belirlenmiştir. Ulaşılan sonuçlardan hareketle; özellikle ilkokul düzeyinde, farklı fen bilimleri kavramlarına ilişkin bilimsel bilgi yapılarının gelişiminin incelenmesine yönelik benzer araştırmaların yapılması önerilebilir. Ayrıca farklı fen bilimleri kavramlarına ilişkin bilimsel bilgi yapılarının gelişiminin boylamsal olarak da incelenebileceği ileri sürülebilir.

Keywords

bilgi yapıları, parça nitelikli kavramsal değişim teorisi, teori benzeri kavramsal değişim teorisi

References

• Akgün, A. ve Aydın, M. (2009). Erime ve çözünme konusundaki kavram yanılgılarının ve bilgi eksikliklerinin giderilmesinde yapılandırmacı öğrenme yaklaşımına dayalı grup çalışmalarının kullanılması. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 8(27), 190-201.
• Apaydın, Z., Çobanoğlu, E. O., ve Ergül, S. (2018). Change! Physical or chemical? Phenomenological analysis of secondary school 7th grade students’ structure of knowledge related to the concepts of physical and chemical change. International Journal of Eurasia Social Sciences, 9(33), 1919-1953.
• Apaydın, Z. (2020). A phenomenological study in the context of conceptual change theories about buoyancy. International Journal of Education Technology and Scientific Researches, 5(13), 1711-178.
• Atılgan, H. (Ed.). (2009). Eğitimde ölçme değerlendirme. Ankara: Anı Yayıncılık.
• Ambrose, S. A., Bridges, M. W. ve Dipietro, M. (2010.). How learning works. Seven research-based principles for smart teaching. Jossey Bass Willey Imprint.
• Baykul, Y. ve Turgut, M. F. (2010). Eğitimde ölçme ve değerlendirme. Ankara: Pegem akademi.
• Bilgin, A. K., Nas, S. E. ve Akbulut, H. İ. (2014). Öğretmen adaylarının “çözünürlük” konusuna yönelik alternatif kavramlarının belirlenmesi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27(2), 371-392.
• Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E. K., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. ve Demirel, F., (2016). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
• Clark D. B. (2006). Longitudinal conceptual change in students’ understanding of thermal equilibrium: An examination of the process of conceptual restructuring. Cognition Instruct., 24(4), 467-563.
• Çalık, M. ve Ayas, A. (2005). 7.-10. sınıf öğrencilerinin seçilen çözelti kavramlarıyla ilgili anlamalarının farklı karışımlar üzerinde incelenmesi. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 3(3), 329-349.
• Çepni, S. (Ed.). (2016). Fen ve teknoloji öğretimi. Ankara: Pegem Akademi.
• Chi, M. T. H. ve Roscoe, R. D. (2002). The process and challenges of conceptual change. M. Limon ve L. Mason (Eds.), Reconsidering conceptual change: Issues in theory and practice. 3-27. Dordrecht: Kluwer.
• Cohen, J. (2007). Statistical power analysis for the behavioral sciences. New York: Academic Press.
• diSessa, A. A. (1993). Toward an epistemology of physics. Cognition and Instruction, 10(2), 105-225.
• diSessa, A. A., Gillespie, N. and Esterly, J. (2004). Coherence versus fragmentation in the development of the concept of force. Cognitive Science, 28, 843-900.
• diSessa, A. A. (2008). A bird’s-eye view of the “pieces” vs. “coherence” controversy (from the “pieces” side of the fence). Vosniadou, S. (Ed.) International Handbook of Research on Conceptual Change. New York: Routledge. 35–60.
• diSessa, A. A. (2014). A history of conceptual change research: Threads and fault lines. In The Cambridge Handbook of the Learning Sciences, Second Edition. UC Berkeley. http://dx.doi.org/10.1017/CBO9781139519526.007
• diSessa, A. (2015). Alternative conceptions and p-prims. Encyclopedia of Science Education, 34–37. https://doi.org/10.1007/978-94-007-2150-0_87
• Duit, R. ve Treagust, D. F. (2003).Conceptual change: A powerful framework for improving science teaching and learning. International Journal of Science Education, 25(6), 671-688.
• Field, A. (2009). Discovering statistics using SPSS. London: SAGE
• Glynn, S. M. ve Duit, R. (1995). Learning science in the schools. Research reforming practice. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
• Hannust, T. ve Kikas, E. (2007). Children’s knowledge of astronomy and its change in the course of learning. Early Childhood Research Quarterly, 22(1), 89–104. http://doi.org/10.1016/j.ecresq.2006.11.001
• Ioannides, C. ve Vosniadou, S. (2002). The changing of force. Cognitive Science Quarterly, (2), 5-61.
• Jusniar, J., Effendy, E., Budiasih, E. ve Sutrisno, S. (2020). Misconceptions in rate of reaction and their ımpact on misconceptions in chemical equilibrium. European Journal of Educational Research, 9(4), 1405-1423.
• Kandemir, M. A. ve Apaydın, Z. (2020). Sınıf öğretmenlerinin fen bilimleri dersinde öğrencilerin sahip olduğu kavram yanılgılarını belirlemelerine ve gidermelerine yönelik bir değerlendirme. Türkiye Bilimsel Araştırmalar Dergisi, 5(2), 82-97.
• Kandemir, M. A. ve Apaydın, Z. (2022). Analysis of primary school students’ knowledge structures regarding the movements of the earth according to conceptual change theories. Cukurova University Faculty of Education Journal, 51(2), 825-869. https://dergipark.org.tr/tr/pub/cuefd/issue/72356/934087
• Kandemir, M. A. ve Apaydın, Z. (2023). Jigsaw II tekniğinin dördüncü sınıf öğrencilerinin erime ve çözünme kavramlarına yönelik bilgi yapılarına etkisi. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23(2), 585-603. https://doi.org/10.17240/aibuefd.2023..-1102529
• Kandemir, M. A. ve Apaydın, Z. (2024). Examining the development process of middle school students’ knowledge structures for the concepts of melting and dissolution according to conceptual change theories. Journal of Theoretical Educational Science, 17(1), 122-144. http://doi.org/10.30831/akukeg.1299705
• Kandemir, M. A. (2024). İlkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin erime ve çözünme kavramlarına yönelik bilgi yapılarının kavramsal değişim teorilerine göre analizi (Doktora tezi). Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
• Karip, E. (2015). Ölçme ve değerlendirme. Ankara: Pegem A Yayıncılık.
• Kayhan, C. H. (2010). Model ve zihinsel modeller. Erzincan Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 2(3), 407-422.
• Kilmen, S. (2015). Eğitim araştırmaları için SPSS uygulamalı istatistik. Ankara: Edge Akademi.
• Kostiainen, E., Ukskoski, T., Ruohotie-Lyhty, M., Kauppinen, M., Kainulainen, J. ve Mäkinen, T. (2018). Meaningful learning in teacher education. Teaching and Teacher Education, 71(4), 66-77.
• Lawson, A. E. (1995). Science teaching and the development of thinking. Belmont, CA: Wadsworth.
• Mason, L. (Ed.). (2001). Instructional practices for conceptual change in science domain [Special issue]. Learning and Instruction, 11, 4-5.
• Özdemir, G. ve Clark, D. B. (2007). An overview of conceptual change theories. Eurasia Journal of Mathematics, Science ve Technology Education, 3(4), 351-361.
• Özdemir, G. (2007). Öğrencilerin kuvvet kavramına ilişkin bilgi yapılarının bir analizi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(14), 37-54.
• Özdemir, M. (2018). Ortaokul öğrencilerinin buharlaşma ve kaynama kavramlarına ilişkin bilgi yapılarının analizi (Yüksek lisans tezi). Ömer Halisdemir Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Niğde.
• Özgül, S. G., B. Akman ve M. Saçkes (2018). Çocukların Dünya’nın şekli ve gece-gündüz kavramlarına yönelik zihinsel modelleri. E-Uluslararası Eğitim Araştırmaları Dergisi, 9(1) 66-82. https://doi.org/10.19160/ijer.379293
• Özmen, H. ve Karamustafaoğlu, O. (Ed.). (2019). Eğitimde araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi.
• Pallant, J. (2020). SPSS Survival Manual, a step by step guide to data analysis using IBM SPSS. London: Routledge. https://doi.org/10.4324/9781003117452
• Parnafes, O. (2012). Developing explanations and developing understanding: Students explain the phases of the moon using visual representations. Cognition and Instruction, 30(4), 359-403. https://doi.org/10.1080/07370008.2012.716885
• Posner, G. J., Strike, K. A., Hewson, P. W. ve Gertzog, W. A. (1982). Accommodation of a Scientific Conception: Toward a Theory of Conceptual Change, Cornell University, Science Education, 2(66), 211-227.
• Øyehaug, A. B. ve Holt, A. (2013). Students' understanding of the nature of matter and chemical reactions - a longitudinal study of conceptual restructuring. Chemistry Education Research and Practice, (14), 450-467. doi: 10.1039/C3RP00027C
• Ramesh, M., Victor, S. R. ve Nagaraju, M. T. V. (2020). Misconceptions in certain science concepts among tribal students. An International Bilingual Peer Reviewed Refereed Research Journal, 10(40), 24-28.
• Rittle-Johnson, B. ve Star, J. R. (2009). Compared with what? The effects of different comparisons on conceptual knowledge and procedural flexibility for equation solving. Journal of Educational Psychology, 101(3), 529-544.
• Sözcü, U., Kıldan, A. O., Aydınözü, D. ve İbret, B. Ü. (2016). Bilimsellik değerine ilişkin zihinsel modellerin değişiminin çeşitli değişkenler açısından incelenmesi. Cumhuriyet International Journal of Education, 5(2), 9-22.
• Shing, Y. L. ve Brod, G. (2016). Effects of prior knowledge on memory: Implications for education. International Mind, Brain, and Educational Society, 10(3), 1-9. https://doi.org/10.1111/mbe.12110
• Şen, Ş. ve Yılmaz, A. (2012). Erime ve çözünmeyle ilgili kavram yanılgılarının ontoloji temelinde İncelenmesi. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(1), 54-72.
• Şimşek-Laçin, C. (Ed.). (2019). Fen öğretiminde kavram yanılgıları tespiti ve giderilmesi. Ankara: Pegem Akademi.
• Taber, K. S. (2009). Challenging misconceptions in the chemistry classroom: Resources to support teachers. Education Quimica, 4, 13–20. https://doi.org/102436/20.2003.02.27.
• Taş, M. A. ve Karataş, M. K. (2012). Öğretim hedefleri ünitesindeki bilişsel alanda davranışsal amaç kavramının öğretiminde sunulan örneklerin çeşitliliğinin değerlendirilmesi. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 10(3), 541-583.
• Vosniadou S. (1999). Conceptual change research: state of the art and future directions. Schnotz W, Vosniadou S, ve Carretero, M. (Eds.), New perspectives on conceptual change (3-13). Amsterdam: Pergamon.
• Vosniadou, S. (2003). Exploring the relationships between conceptual change and intentional learning. In G. M. Sinatra ve P. R. Pintrich (Eds.), Intentional conceptual change (377–406). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
• Vosniadou, S. (2012). Reframing the classical approach to conceptual change: preconceptions, misconceptions and synthetic models. In Fraser B., Tobin K. ve McRobbie C. (Eds), Second international handbook of science education. Springer International Handbooks of Education (119-130). Dordrecht: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9041-7_10
• Vosniadou, S. (2019). The development of students’ understanding of science. Frontiers in Education, 4(32), 1-6. https://doi.org/10.3389/feduc.2019.00032
• Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2016). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.
• Yüzbaşıoğlu, M. K. ve Kurnaz, M. A. (2020). Ses hakkında öğrenci zihinsel modellerinin belirlenmesi. Anadolu Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi (AUJEF), 4(3), 254-27.