Investigation of Reasoning the Pre-service Science Teachers’ at Some Chemistry Topics

Abstract

The aim of this study is to investigate the reasoning of science teacher candidates on chemical reactions, kinetic molecule theory, phase equilibrium, thermochemistry and thermodynamics. Therefore, the study is of cross-sectional screening. 210 (180 Female, 30 Male) students enrolled in the Science Teaching program of the Faculty of Education of Fırat University participated in the study. In this study, thechemical reactions, kinetic molecule theory, phase equilibrium, thermochemistry and thermodynamic sections of the Chemistry Subjects Reasoning Test developed by Cloonan and Hutchinson (2011) were used as data collection tools. As a result of the study, it was determined that most of the science teacher candidates had inaccurate reasoning about the chemistry subjects studied in this study. In the study, it was found that the participants' reasoning about selected subjects was low and the test items for this study group were difficult. Within the framework of the findings of the study, some suggestions were made to the researchers who wish to work in this field in the future about their reasoning about chemistry subjects included in the study.

Fen Bilgisi Öğretmeni Adaylarının Bazı Kimya Konularında Akıl Yürütmelerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmanın amacı, fen bilgisi öğretmeni adaylarının kimyasal reaksiyonlar, kinetik molekül teorisi, faz dengeleri, termokimya ve termodinamik konularındaki akıl yürütmelerini incelemektir. Bu sebeple araştırma kesitsel tarama türündedir. Çalışmaya Fırat Üniversitesi Eğitim Fakültesi Fen Bilgisi Eğitimi programına kayıtlı 210 (180 Bayan, 30 Erkek) öğrenci katılmıştır. Çalışmada Cloonan ve Hutchinson (2011) tarafından geliştirilmiş olan Kimya Konuları Akıl Yürütme Testi’ninkimyasal reaksiyonlar, kinetik moleküler teorisi, faz dengeleri, termokimya ve termodinamik bölümleri veri toplama aracı olarak kullanılmıştır. Çalışma sonucunda fen bilgisi öğretmeni adaylarının çoğunun bu çalışmada incelenen kimya konuları ile ilgili olarak doğru olmayan akıl yürütmelere sahip oldukları tespit edilmiştir. Çalışmada katılımcıların seçilen konularla ilgili akıl yürütmelerinin düşük olduğu ve bu çalışma grubu için test maddelerinin zor olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Araştırmada elde edilen bulgular çerçevesinde ileride bu alanda çalışmak isteyen araştırmacılara çalışma kapsamına dâhil edilen kimya konularına ilişkin akıl yürütmeleri ile ilgili birtakım önerilerde bulunulmuştur. 

Anahtar Kelimeler

• Akıl yürütme,faz dengeleri,fen bilgisi,kimyasal reaksiyonlar,kinetik molekül teorisi,öğretmen adayları,termodinamik,termokimya

References

1. Aladağ, A., ve Artut, P. D. (2012). Öğrencilerin Orantısal Akıl Yürütme ve Gerçekçi Problem Çözme Becerilerinin İncelenmesi. İlköğretim Online, 11(4). 995-1010.
2. Apaydın, Z. ve Taş, E. (2010). Farklı Etkinlik Tiplerinin Öğretmen Adaylarının Akıl Yürütme Becerileri Üzerindeki Etkileri, Türk Fen Eğitimi Dergisi 7(4). 174-191.
3. Ayas, T. ve Horzum, M. B. (2012). On Being Cyber Bully and Victim among Primary School Students, Elementary Education Online, 11(2), 369-380.
4. Azizoğlu, N., Alkan, M., ve Geban, O. (2006). Undergraduate pre-service teachers’ understandings and misconceptions of phase equilibrium. Journal of Chemical Education, 83(6), 947 - 953.
5. Banda, A. (2012). Zambıan Pre-Servıce Junıor Hıgh School Scıence Teachers’ Chemıcal Reasonıng And Abılıty, M.S., Southern Illinois University.
6. Bao, L., Cai, T., Koeing, K., Fang, K., Han, J., Wang, J., Liu, Q., Ding, L., Cui, L., Luo, Y., Wang, Y., Li, L. and Wu, N. (2009). Learning and Scientific Reasoning, Science 323, 586 (2009), 1-9. DOI: 10.1126/science.1167740.
7. Berker V. and Millar R. (2010). Students' reasoning about basic chemical thermodynamics and chemical bonding: what changes occur during a context-based post-16 chemistry course? International Journal of Science Education, 22(11), 1170-1200.
8. Baxter G. P.and Junker, B. A (2001). Case study in proportional reasoning. Paper presented at the annual meeting of the National Council for Measurement in Education Seattle (NCMES), Journal of Washington. 2(3). 31-40.

9. Boone, W. J. and Scantlebury, K. (2006). The role of rasch analysis when conducting Science education research utilizing multiple-choice tests. Journal of Science Education, 90(2), 253 – 269.
10. Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E., Akgün, Ö.E., Karadeniz Ş. ve Demirel, F., (2012). Bilimsel Araştırma Yöntemleri, Pegem Akademi Yayıncılık, Ankara.
11. Çalık, M., Ayas, A. and Coll, R.K. (2010). Investigating the effectiveness of usage of different methods embedded with four-step constructivist teaching strategy. Journal of Science Education and Technology, 19(1), 32–48.
12. Çelik, A. ve Özdemir, E. Y. (2011). İlköğretim öğrencilerinin orantısal akıl yürütme becerileri ile problem kurma becerileri arasındaki ilişki. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 30(30), 1-11.
13. Cavallo, A. M. L. (1996). Meaningful learning, reasoning ability and students’ Understanding and problem solving of topics in genetics. Journal of Research in Science Teaching, 33(6), 625 - 656.
14. Cloonan, C. A. and Hutchinson, J. W. (2011). A Chemistry Concept Reasoning Test. Chemistry Education Research and Practice, 12, 205 - 209.
15. Çetin, P.S., Erdurhan, S. ve Kaya, E. (2010). Kimyanın Doğası ve Argümantasyonu Anlama: Kimya Öğretmen Adayları ile bir Durum Çalışması, Ahi Evran Ünv. Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(4), 41-59.
16. Fraenkel, J. R., & Wallen, N. E. (2006). How to design and evaluate research in education (6th ed.). New York, NY: McGraw-Hill.
17. Furr, R. M. and Bacharach, V. R. (2008). Psychometrics: An introduction. Thousand Oaks, CA:Sage.
18. Garfield, J. (2002). Te Challenge of Developing Statistical Reasoning. Journal of Statistics Education,10(3). 123-135.
19. Haidar, A. H. (1997). Prospective chemistry teachers’ conceptions of the conservation of matter and related concepts. Journal of Research in Science Teaching, 34(2), 181-197.
20. Kesercioğlu, T., Yılmaz, H., Huyugüzel Çavaş, P. ve Çavaş, B. (2004). İlköğretim Fen Bilgisi Öğretiminde Analojilerin Kullanımı: “Örnek Uygulamalar”, Ege Eğitim Dergisi, 5(1), 35-44.
21. Koeing, K. Schen, M. and Bao, L. (2012). Explicitly Targeting Pre-service Teacher Scientific Reasoning Abilities and Understanding of Nature of Science through an Introductory Science Course, National Science Teachers Association, 21(2), 1-9.
22. Kraft, A. Strickland A. M. and Bhattacharyya, G. (2010). Reasonable reasoning: multi-variate problem-solving in organic chemistry, Chemistry Education Research and Practice, 4(11), 281-292.
23. Kurtz, K. J., Gentner, D. and Gunn, V. (1999). Reasoning. In B. M. Bly ve D. E. Rumelhart (Eds.), Handbook of perception and cognition (2nd ed.). Cognitive science (pp. 145-200).
24. MEB (2018). İlkokul ve Ortaokul Fen Bilgisi Dersi 1-8. Sınıflar Öğretim Programı. Ankara. Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
25. McClary L. and Talanquer V. (2010). Heuristic Reasoning in Chemistry: Making decisions about acid strength, International Journal of Science Education 33(10), 1433-1454.
26. Oaksford, M. (2005). Reasoning. In Nick Braisby ve Angus Gellatly, Cognitive psychology, pp. 418-457. New York: Oxford University Press Inc.
27. Özkaya, A. R., Uce, M. and Sahin, M. (2003). Prospective teachers’ conceptual understanding ofelectrochemistry: Galvanic and electrolytic cells. University Chemistry Education, 7(1), 1 -12.
28. Pehlivan, K. B. (2010). Öğretmen adaylarının öğrenme stilleri ve öğretmenlik mesleğine yönelik tutumları üzerine bir çalışma. İlköğretim Online, 9(2). 1-23.
29. Petrucci, R. H., Harwood, W. S. and Herring, F. J. (2002). Química General. Prentice Hall, Spain.
30. Russell, S.J. (1999). Mathematical reasoning in the elementary grades. In Lee V. Stiff (Ed.), Developing mathematical reasoning in grades K-12 / 1999 yearbook. Reston, Virginia: National Council of Teachers of Mathematics. 2(4). 455-488.
31. Shapley P. (1998). On-line Education to Develop Complex Reasoning Skills in Organic Chemistry, University of Illinois at Urbana-Champaign, 845(1), 45-52.
32. Silberberg, M. S. (2013). Principles of general chemistry, (3rd ed.). New York, NY: McGraw-Hill.
33. Storey, S. O. (2004). Teacher questioning to improve early childhood reasoning, Doctoral Thesis, The University of Arizona. Available from ProQuest Dissertations and Theses database. (UMI Microform 3132260).
34. Tekin, S. ve Ayas, A. (2002). Ortaöğretimde Kimya Dersi Alan Öğrencilerin Hazırladıkları Kimya Sorularının Değerlendirilmesi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fatih Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(3). 1-5.
35. Tok, Ş. (2008). The Effects of Reflective Thinking Activities in Science Course on Academic Achievements and Attitudes toward Science, Elementary Education Online, 7(3), 557-568.
36. Tümkaya, S. (2011). Fen Bilimleri Öğrencilerinin Eleştirel Düşünme Eğilimleri ve Öğrenme Stillerinin İncelenmesi, Ahi Evran Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 12(3), 215-234.
37. Umay, A. (2003). Matematiksel Muhakeme Yeteneği. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 24(1), 234-243.
38. Valanides, N. (2000). Primary student teachers’ understanding of the particulate nature of matter and its transformations during dissolving. Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 1(2), 249 – 262.
39. Yıldırım, C. (1966). Eğitimde Araştırma Metotları. Ankara: Akyıldız Matbası.
40. Zieffler, A., Garfield, J., Delmas, R. and Reading, C. (2008). A Framework to Support Research on Informal Inferential Reasoning. Statistics Education Research Journal, 7(2), 40-58.
41. Zumdahl, S. S. ve Zumdahl, S. A. (2010). Chemistry, (8th ed.). Belmont, CA: Brooks Cole.