Effect of 5E Learning Model on Academic Achievement and Attitude towards the Science Course: A Meta-Analysis Study

Abstract

The purpose of the current study is to determine whether the effect size of the studies investigating the effect of the 5E learning model on academic achievement and attitudes towards the course varies significantly depending on the level of schooling and type of the course through meta-analysis method. In this regard, a total of 38 studies conducted on the 5E learning model in the field of science teaching between 2006 and 2016 were investigated. All of these studies are theses including qualitative data, have been applied in science teaching in Turkey, published in national or international journals or unpublished and they were combined through the meta-analysis method. In the analysis of the collected data, the Comprehensive Meta Analysis (CMA) program was used and in the interpretation of the effect size or general effect size, Cohen’s d value was calculated. As a result of the study, it was concluded that the 5E learning model had the strongest effect on the academic achievement at the university level while it had the weakest effect at the elementary level and this model had the strongest effect on academic achievement in the physics course. Moreover, the 5E learning model had a moderate effect on the attitude towards the course and it had the strongest effect in terms of course attitude in the biology course. In this context, it is suggested that teachers should be encouraged to use the 5E model in science-related courses and in-service training should be given about the problems to be experienced during in-class applications.

Keywords

• 5E learning model,Academic achievement,Attitude towards the course,Meta analysis,Meta analysis

5E Öğrenme Modelinin Fen Bilimleri Derslerinde Kullanımının Akademik Başarı ve Derse Yönelik Tutuma Etkisine İlişkin: Meta Analiz Çalışması

Abstract

Bu araştırmanın amacı, 5E öğrenme modelinin akademik başarı ve derse yönelik tutum üzerine etkisini inceleyen çalışmaların etki büyüklüklerinin öğrenim düzeyi ve ders türüne göre bir farklılık oluşturup oluşturmadığını meta analiz yöntemi ile belirlemektir. Çalışmada, 2006 ile 2016 yılları arasında “5E öğrenme” modeli ile ilgili fen alanında yapılmış 38 çalışma incelenmiştir. Bu doğrultuda nicel verilere sahip, deneysel desende tasarlanmış, fen bilimleri derslerinde Türkiye’de uygulanmış ve ulusal veya uluslararası yayınlanmış ya da yayınlanmamış tezler olmak üzere çalışmalar meta analiz yöntemiyle birleştirilmiştir. Verilerin analizinde Comprehensive Meta Analysis (CMA) programı kullanılmış, etki büyüklüklerinin ve genel etki büyüklüğünün yorumlanması için Cohen’s d değeri hesaplanmıştır. Araştırma sonucunda 5E öğrenme modelinin akademik başarı üzerinde en fazla üniversite düzeyinde, en az ise ilkokul düzeyinde etkisinin olduğu ve bu modelin akademik başarı üzerine en fazla fizik dersinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca 5E öğrenme modelinin geleneksel öğretim yöntemine göre derse yönelik tutum üzerine orta düzeyde etkili olduğu ve modelin tutum üzerinde en fazla biyoloji dersinde etkili olduğu belirlenmiştir.  Bu bağlamda 5E öğrenme modelinin fen ile ilgili derslerde uygulanmasına yönelik öğretmenlerin teşvik edilmesi ve ders içi uygulama sorunlarına yönelik hizmet içi eğitimlerin verilmesi önerilmektedir.

Keywords

• 5E öğrenme modeli,Akademik başarı,Fene yönelik tutum,Meta analiz,Meta analiz

References

1. Açışlı, S. (2014). Genel fizik laboratuvar uygulamalarında 5E öğrenme modeline göre geliştirilen materyallerin öğrencilerin bilimsel süreç becerilerine ve akademik başarılarına etkisinin incelenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33(2), 628-641.
2. Açışlı, S. & Turgut, Ü. (2011). The examination of the influence of the materials generated in compliance with 5E learning model on physics laboratory applications. International Online Journal of Educational Sciences, 3(2), 562-593.
3. Açışlı, S., Turgut, Ü., Altun Yalçın, S., & Gürbüz, F. (2009). Elektrik konusunda 5E öğrenme modeline dayalı öğretimin üniversite öğrencilerinin bilimsel işlem becerilerine ve fizik laboratuvarına karşı tutumlarına etkisi. Bayburt Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4(I-II), 80-92.
4. Ağgül Yalçın, F. & Bayrakçeken, S. (2010). The effect of 5E learning model on pre-service science teachers’ achievement of acid-bases subject. International Online Journal of Educational Sciences, 2(2), 508-531.
5. Akar, E. (2005). Effectiveness of 5E learning cycle model on students’ understanding of acid-base concepts. Unpublished master’s thesis, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
6. Akgöz, S., Ercan, İ., & Kan, İ. (2004). Meta-analizi. Uludağ Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, 30(2), 107-112.
7. Aksoy, G. & Gürbüz, F. (2013). An example for the effect of 5E model on the academic achievement of students: in the unit of “force and motion”. Inönü University Journal of the Faculty of Education, 14(2), 1-16.
8. Aktamış, H., Hiğde, E., & Özden, B. (2016). Effect of the inquiry-based learning method on students’ achievement, science process skills and attitudes towards science: a meta-analysis science. Turkish Science Education, 13(4), 248-261.

9. Aktaş, M. (2013a). 5E öğrenme modeli ve işbirlikli öğrenme yönteminin biyoloji dersi başarısına etkisi. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(3), 37-58.
10. Aktaş, M. (2013b). 5E öğrenme modeli ve işbirlikli öğrenme yönteminin biyoloji dersi tutumuna etkisi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33(1), 109-128.
11. Altun Yalçın, S., Açışlı, S., & Turgut, Ü. (2010). 5E öğretim modelinin fen bilgisi öğretmen adaylarının bilimsel işlem becerilerine ve fizik laboratuvarına karşı tutumlarına etkisi. Kastamonu Eğitim Fakültesi Dergisi, 18(1), 147-158.
12. Anıl, V. & Batdi, V. (2015). A comparative meta-analysis of 5E and traditional approeches in Turkey. Journal of Education and Trainning Studies, 3(6), 212-219.
13. Ayas, A. (1998). Fen bilgisi öğretiminde yeni yaklaşımlar. Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Yayınları.
14. Ayaz, M. F. & Şekerci, H. (2015a). The Effects of the Constructivist Learning Approach on Student's Academic Achievement: A Meta-Analysis Study. Turkish Online Journal of Educational Technology-TOJET, 14(4), 143-156.
15. Ayaz, M.F. (2015). 5E öğrenme modelinin öğrencilerin derslere yönelik tutumlarına etkisi: bir meta-analiz çalışması. Elektronik Eğitim Bilimleri Dergisi, 7(4), 29-50.
16. Ayaz, M.F. & Şekerci, H. (2015b). Yapılandırmacı öğrenme yaklaşımının akademik başarıya ve tutuma etkisi: Bir meta-analiz çalışması. Hasan Ali Yücel Eğitim Fakültesi Dergisi, 24(12-2), 27-44.
17. Aydemir, N. (2012). Effectiveness of 5E learning cycle model on high school students’ understanding of solubility equilibrium concept. Unpublished doctorate dissertation, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
18. Aydın, N. & Yılmaz, A. (2010). Yapılandırmacı yaklaşımın öğrencilerin üst düzey bilişsel becerilerine etkisi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 39, 57-68.
19. Ayvacı, H.S. & Yıldız, M. (2015). An evaluation of the instruction carried out with printed laboratory materials designed in accordance with 5E model: Reflection of light and image on a plane mirror. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 11(6), 1677-1695.
20. Bailar III, J.C. (1995). The practice of meta-analysis. Journal of Clinical Epidemiology, 48(1), 149-157.
21. Balta, N. & Saraç, H. (2016). The effect of 7e learning cycle on learning in science teaching: A meta-analysis study. European Journal of Educational Research, 5(2), 61-72.
22. Bıyıklı, C. & Yağcı, E. (2015). The effect of learning experiences designed according to 5E learning model on level of learning an attitude. Abbant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 302-325.
23. Bilgin, İ., Ay, Y., & Coşkun, H. (2013). 5E öğrenme modelinin ilköğretim 4. Sınıf öğrencilerinin madde konusundaki başarılarına etkisinin ve model hakkındaki öğrenci görüşlerinin incelenmesi. Kastamonu Eğitim Fakültesi Dergisi, 21(4), 1449-1470.
24. Borenstein, M., Hedges, L.V., Higgins, J.P.T., & Rothstein, H.R. (2009). Introduction to meta-analysis. United Kingdom: John Wiley and Sons, Ltd. Publication.
25. Bybee, R.W. (1997). Achieving scientific literacy: From purposes to practices. Postmouth, NH: Heineman Publication.
26. Ceylan, E. (2008). Effect of 5E learning cycle model on understanding of state of matter and solubility concepts. Unpublished doctorate dissertation, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
27. Ceylan, E. & Geban, Ö. (2009). Maddenin yoğun fazları ve çözünürlük kavramlarını anlamada 5E öğrenme modelinin kullanımı ile kavramsal değişimin kolaylaştırılması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 36, 41-50.
28. Christensen, L.B., Johnson, R.B., & Turner, L.A. (2015). Research methods, design and analysis (12 nd. Ed.). England: Perason Education Limited.
29. Cohen, P.A. (1980). Effectiness od student-rating feedback for improving college instruction: A meta-analysis of findings. Research in Higher Education, 13(4),321-341.
30. Cohen, P.A. (1988). Statiscal power analysis for the behavioral sciences. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlaum Associates.
31. Copas, J. & Shi, J.Q. (2000). Meta-analysis, funnel plots and sensitivity analysis. Biostatistics, 1(3), 247-262.
32. Coşkun, H. (2011). 5E öğrenme modelinin ilköğretim 4. Sınıf öğrencilerinin maddeyi tanıyalım ünitesindeki başarı, tutum ve zihinsel yapılarına etkisi. Unpublished master’s thesis, Mustafa Kemal Üniversitesi, Sosyal Bilimleri Enstitüsü, Hatay.
33. Çardak, O., Dikmenli, M., & Sarıtaş, Ö. (2008). Effect of 5E instructional model in student success in primary school 6th year circulatory system topic. Asia-Pasific Forum on Science Learning and Teaching, 9(2).
34. Çepni, S. & Şahin, Ç. (2012). Effect of different teaching methods and techniques embedded in the 5E instructional model on students’ learning about buoyancy force. Eurasian Journal Physic & Chemistry Education, 4(2), 97-127.
35. Çepni, S. & Şenel Çoruhlu, T. (2014). “Güneş sistemi ve ötesi: uzay bilmecesi” ünitesinde zenginleştirilmiş 5E öğrenme modeline uygun hazırlanan öğrenme ortamlarının öğrenci başarısı üzerine etkisinin incelenmesi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27(2), 343-369.
36. Çepni, S., Şahin, Ç., & İpek, H. (2010). Teaching floating and sinking concepts with different methods and techniques based on the 5E instructional model. Asia-Pasific Forum on Science Learning and Teaching, 11(2), 1-39.
37. Çepni, S., Şan, H.M., Gökdere, M., & Küçük, M. (2001). Fen bilgisi öğretiminde zihinde yapılanma kuramına uygun 7e modeline örnek etkinlik geliştirme. Yeni Binyıl Başlangıcında Türkiye’de Fen Bilimleri Eğitimi Sempozyumu, ss. 83-92. Maltepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi, İstanbul.
38. Çetin Dindar, A. (2012). The effect of 5E learning cycle model on eleventh grade students’ conceptual understanding of acid and bases concepts and motivation to learn chemistry. Unpublished doctorate Dissertation, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
39. Daşdemir, İ. (2016). The effect of the 5E instructional model enriched with cooperative learning and animations on seventh-grade students’ academic achievement and scientific attitudes. International Electronic Journal of Elementary Education, 9(1), 21-38.
40. Devecioğlu Kaymakçı, Y. (2016). Embedding analogical reasoning into 5E learning model: a study of the solar system. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 12(4),881-911.
41. Dikici, A., Türker, H.H., & Özdemir, G. (2010). 5E öğrenme döngüsünün anlamlı öğrenmeye etkisinin incelenmesi. Çukurova Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 39(3), 100-128.
42. Dinçer, S. (2014). Eğitim bilimlerinde uygulamalı meta- analiz. Ankara: Pegem A.
43. Ekici, F. (2007). Yapılandırmacı yaklaşıma uygun 5E öğrenme döngüsüne göre hazırlanan ders materyalinin lise 3. Sınıf öğrencilerinin yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri ve elektrokimya konularını anlamalarına etkisi. Unpublished master’s thesis, Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
44. Er Nas, S. Çoruhlu, T.Ş., & Çepni, S. (2010). 5E modelinin derinleşme aşamasına yönelik geliştirilen materyalin etkililiğinin değerlendirilmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 29(1), 17-36.
45. Erdoğdu, S. (2011). Elektrik konularının 5E modeline göre öğretiminin öğrencilerin akademik başarılarına ve tutumlarına etkisi. Unpublished master’s thesis, Selçuk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Konya.
46. Ergin, İ, Kanlı, U., & Tan, M. (2007). Fizik eğitiminde 5E modeli’nin öğrencilerin akademik başarısına etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27(2), 191-209.
47. Ergin, İ, Ünsal, Y., & Tan, M. (2006). 5E modeli’nin öğrencilerin akademik başarısına ve tutum düzeylerine etkisi: “yatay atış hareketi” örneği. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 7(2), 1-15.
48. Ergin, İ. (2009). 5E modeli’nin öğrencilerin akademik başarısına ve hatırlama düzeyine etkisi: “eğik atış hareketi” örneği. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18,11-26.
49. Ersoy, İ., Sarıkoç, A., & Berber, N.C. (2013). 5E modelinin derinleşme aşamasına yönelik olarak elektrik manyetizma konusunda hazırlanan materyallerin etkililiği. Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 35, 144-154.
50. Finley, D.J. (1995). A statistician looks at meta-analysis. Journal of Clinical Epidemiology, 48(1), 87-103.
51. Güzel, H. (2016). The effect of brightness of lamps teaching based on the 5E model on students’ academic achievement and attitudes. Educational Research and Reviews, 11(17), 1670-1678.
52. Hanuscin, D. L. & Lee, M. H. (2008). Using the learning cycle as a model for teaching the learning cycle to preservice elementary teachers. Journal of Elementary Science Education, 20(2), 51-66.
53. Hırça, N., Çalık, M., & Seven, S. (2011). Effects of guide materials based on 5E model on students’ conceptual change and their attitudes towards physics: A case for “work, power and energy” ünit. Turkish Science Education, 8(1), 153-158.
54. Hunter, J.E. & Schmidt, F.L. (2004). Methods of meta-analysis: Correcting error and bias in research findings (2nd. Ed.). Thousand Oaks, CA: Sage.
55. Keskin, V. (2008). Yapılandırmacı 5E öğrenme modelinin lise öğrencilerinin basit sarkaç kavramlarını öğrenmelerine ve tutumlarına etkisi. Unpublished master’s thesis, Marmara Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
56. Kozcu Çakır, N. (2017). Effect of 5E learning model on academic achievement, attitude and science process skills: meta-analysis study. Journal of Education and Training Studies, 5(11), 157-170.
57. Lai, A.F, Lai, H.Y., Chuang, W.H., & Wu, Z.H. (2015). Developing a mobile learning management system for outdoors nature science activities based on 5E learning cycle. Paper presented at the International Association for Development of the Information Society (IADIS) International Conference on e-Learning, Spain.
58. Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], (2005). Fen ve teknoloji dersi öğretim programı. Ankara: Milli Eğitim Yayınları.
59. Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], (2013). Fen bilimleri dersi öğretim programı. Ankara: Milli Eğitim Yayınları.
60. Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], (2017). Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar). Ankara: Milli Eğitim Yayınları.
61. National Research Council (NRC), (1997). National Science Education Standards. Washington, DC: National Academy Press.
62. Önder, E. (2011). Fen ve teknoloji dersi “çalılarda üreme, büyüme ve gelişme” ünitesinde kullanılan yapılandırmacı 5E öğrenme modelinin 6. Sınıf öğrencilerinin başarılarına etkisi. Unpublished master’s thesis, Selçuk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Konya.
63. Özbudak, Z. & Özkan, M. (2014). İnsanda bazı kalıtsal özelliklerin 5E modeline dayalı etkinliklerle öğretiminin akademik başarı, tutum ve kalıcılığa etkisi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27(1), 185-206.
64. Özsevgeç, T. (2006). Kuvvet ve hareket ünitesine yönelik 5E modeline göre geliştirilen öğrenci rehber materyalinin etkililiğinin değerlendirilmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 3(2), 36-48.
65. Özsevgeç, T., Çepni, S., & Bayri, N. (2007). Kalıcı kavramsal değişimde 5E modelinin etkililiği. Yeditepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(2).
66. Öztürk Geren, N. & Dökme, İ. (2015). The effect of 5E learning model-based activities on students’ scientific process skills and academic achievement. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(1), 76-95.
67. Öztürk, N. (2013). Altıncı sınıf fen ve teknoloji dersi ışık ve ses ünitesinde 5E öğrenme modeline dayalı etkinliklerin öğrenme ürünlerine etkisi. Unpublished doctorate dissertation, Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
68. Pabuçcu, A. & Geban, Ö. (2015). 5E öğrenme döngüsüne göre düzenlenmiş uygulamaların asit-baz konusundaki kavram yanılgılarına etkisi. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 191-206.
69. Prokes, C. (2009). Inquiry based planning and teaching for the 21st century: Impacts of the 5E model in social studies. Ohio Social Studies Review, 45(1), 15-21.
70. Saka, A. (2006). Fen bilgisi öğretmen adaylarının genetik konusundaki kavram yanılgılarının giderilmesinde 5E öğrenme modelinin etkisi. Unpublished master’s thesis, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
71. Saraç, H. (2017a). The effect of 5E learning model usage on students’ learning outcomes: meta-analysis study. The Journal of Limitless Education and Research, 2(2), 16-49.
72. Saraç, H. (2017b). Türk Eğitim Sisteminde Akıllı Tahta Kullanımının Öğrencilerin Öğrenme Ürünlerine Etkisi: Meta Analiz Çalışması. Electronic Turkish Studies, 12(4), 445-470.
73. Saygın, Ö., Altınboz, N. G., & Salman, S. (2006). Yapılandırmacı Öğretim yaklaşımının biyoloji dersi konularını öğrenme başarısı üzerine etkisi: Canlılığın temel birimi hücre. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 26(1), 51-64.
74. Senan, D.C. (2013). Infusing BSCS 5E instructional model with multimedia: A promising approach to develop 21st century skills. I-managers’ Journal on School Educational Technology, 9(22), 1-7.
75. Semerci, Ç. & Batdi, V. (2015). A Meta-Analysis of Constructivist Learning Approach on Learners’ Academic Achievements, Retention and Attitudes. Journal of Education and Training Studies, 3(2), 171-180.
76. Şahin, Ç. & Çepni, S. (2012). Effectiveness of instruction based on the 5E teaching model on students’ conceptual understanding about gas pressure. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED), 6(1), 220-264.
77. Temel, S., Dinçol Özgür, S., & Yılmaz, A. (2012). The effect of learning cycle model on preservice chemistry teachers’ understanding of oxidation reduction topic and thinking skills. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 6(1), 287-305.
78. Tiryaki, S. (2009). Yapılandırmacı yaklaşıma dayalı 5E öğrenme modeli ve işbirlikli öğrenme yönteminin 8. sınıf “ses” ünitesinin işlenmesinde başarıya ve tutuma etkisi. Unpublished master’s thesis, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
79. Toraman, C. & Demir, E. (2016). The effect of constructivism on attitudes towards lessons: A meta–analysis study. Eurasian Journal of Educational Research, 62, 115-142.
80. Turgut, Ü. & Gürbüz, F. (2011). Effect of teaching with 5E model on students’ behaviors and their conceptual changes about the subject of heat and temperature. International Online Journal of Educational Sciences, 3(2), 679-706.
81. Ural, G. ve Bümen, N. (2016). A meta-analysis on instructional applications of constructivism in science and technology teaching: a sample of Turkey. Education and Science, 41(185).
82. Üstün, U. & Eryılmaz, A. (2014). Etkili araştırma sentezleri yapabilmek için bir araştırma yöntemi: Meta-analiz. Eğitim ve Bilim, 39(174), 1-32.
83. Yıldız Feyzioğlu, E., Ergin, Ö., & Kocakülah, M.S. (2012). The effect of 5E learning model instruction on seventh grade students’ conceptual understanding of force and motion. International Online Journal of Educational Sciences, 4(3), 691-705.
84. Zengin, E. (2016). Ortaokul 8. sınıflarda hücre bölünmeleri konusunun öğretiminde 5E öğrenme modelinin öğrenci başarısına etkisi. Unpublished master’s thesis, Atatürk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.