Işığın Madde ile Etkileşimi Ünitesine Yönelik Kavramsal Anlama Testi Geliştirme Çalışması

Year 2023, Issue: 57, 1646 - 1668, 30.09.2023

Ayşegül Karapınar , Ali Günay Balım

https://doi.org/10.53444/deubefd.1278350

Abstract

Bu çalışmanın amacı, ortaokul (7.sınıf) öğrencilerinin ışığın madde ile etkileşimi konusundaki kavramsal anlamalarını belirlemek amacıyla kavram testi geliştirmektir. Çalışmaya İzmir ilinde bulunan ortaokulda 7. ve 8. sınıfta öğrenim gören toplam 87 öğrenci dahil edilmiştir. Testin kapsam ve görünüş geçerliğinin sağlanabilmesi için uzman görüşü alınmıştır. Kapsam geçerliği kapsamında uzman görüşlerine yönelik değerlendirmede Lawshe tekniği kullanılmıştır. Analizler sonucunda kapsam geçerlik oranı konu alanına uygunluk için .98, kazanımlara uygunluk için .90, bilgi süreç boyutuna uygunluk için .77 ve bilişsel süreç boyutuna uygunluk için .72 olarak tespit edilmiştir. Uygulamalardan sonra kavramsal anlama testleri iki puanlayıcı tarafından puanlanmış olup puanlayıcılar arası uyumun hesaplamasında Kendal tau katsayısı w=.99 olarak tespit edilmiştir. Testin yapı geçerliğini ve güvenirliğini belirlemede Rasch analizi kullanılmıştır. Analiz sonucunda; güvenirlik incelemesi kapsamında madde güvenirlik değeri .97, kişi güvenirlik değeri .91 ve cronbach α değeri .88 olarak tespit edilmiştir. Testin yapı geçerliği, modele uyum ve madde güçlüklerinin değerlendirilmesi sonucunda üç maddenin Rasch modeline uyumlu olmadığı ve bazı maddelerin modele uyumsuzluk göstermese de performansı yüksek ve düşük bireyleri az ya da fazla ayrıştırdığı bulunmuş olup bu maddeler de testten çıkarılmıştır. Sonuç olarak, 19 maddelik kavram testinin geçerli ve güvenilir bir ölçme aracı olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

fen eğitimi, ışık, kavramsal anlama, test geliştirme, rasch analizi

References

• Abraham, M. R., Grzybowski, E. B., Renner, J. W., & Marek, E. A. (1992). Understandings and misunderstandings of eighth graders of five chemistry concepts found in textbooks. Journal of Research in Science Teaching, 29(2), 105-120. https://doi.org/10.1002/tea.3660290203
• Akın Yılmaz, E. (2021). Bağlam temelli öğrenme yaklaşımına göre geliştirilen rehber materyallerin ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin kavramsal anlamaları üzerine etkisi: “aynalar ve ışığın soğurulması” örneği. [Yayınlanmamış yüksek lisans tezi]. Giresun Üniversitesi. Akyıldız, S. (2020). Eğitim programı okuryazarlığı kavramının kavramsal yönden analizi: bir ölçek geliştirme çalışması. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 19(73), 315-332. https://doi.org/10.17755/esosder.554205
• Alkış Küçükaydın, M. (2020). Fen eğitiminde kavram öğretimi konulu araştırmaların sistematik derleme yöntemiyle incelenmesi. Ege Eğitim Dergisi, 21(2), 36-56. https://doi.org/10.12984/egeefd.746326
• Andrich, D. (1978). A rating formulation for ordered response categories. Psychometrika, 43(4), 561-573. https://doi.org/10.1007/BF02293814
• Anıl, Ö., & Küçüközer, H. (2017). Ortaöğretim öğrencilerinin aynalar konusundaki kavramsal anlamalarının analizi. Journal of Buca Education Faculty, (43), 78-122. https://dergipark.org.tr/en/pub/deubefd/issue/35767/399880
• Arnold, J.C., Boone, W.J., Kremer, K., & Mayer, J. (2018). Assessment of competencies in scientific inquiry through the application of rasch measurement techniques. Education Sciences, 8(4), 184. https://doi.org/10.3390/educsci8040184
• Ayre, C., & Scally A. J. (2014). Critical values for Lawshe’s content validity ratio: Revisiting the original methods of calculation. Measurement and Evaluation in Counseling and Development, 47(1), 79-86. https://doi.org/10.1177/0748175613513
• Bacanak, A., Değirmenci, S., & Karamustafaoğlu, O. (2012). Effectiveness of teaching light and sound with knowledge map. International Journal of Physics and Chemistry Education, 4(1), 55-64. https://ijpce.org/index.php/IJPCE/article/view/93
• Baghaei, P. (2008). The Rasch model as a construct validation tool. Rasch Measurement Transaction, 22(1), 1145-1146. https://www.rasch.org/rmt/rmt221.pdf
• Bakırcı, H., Artun, H., & Şenel, S. (2016). Ortak bilgi yapılandırma modeline dayalı fen öğretiminin ortaokul yedinci sınıf öğrencilerinin kavramsal anlamalarına etkisi (gök cisimlerini tanıyalım). Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(1), 514-543. https://dergipark.org.tr/en/pub/yyuefd/issue/25853/272559
• Baykul, Y. (2015). Eğitimde ve psikolojide ölçme: Klasik test teorisi ve uygulaması (2. Baskı). Pegem Akademi.
• Bıkmaz Bilgen, Ö., & Doğan, N. (2017). Puanlayıcılar arası güvenirlik belirleme tekniklerinin karşılaştırılması. Eğitimde ve Psikolojide Ölçme ve Değerlendirme Dergisi, 8(1), 63-78. https://doi.org/10.21031/epod.294847
• Blizak, D., Chafiqi, F., & Kendil, D. (2009). Students misconceptions about light in Algeria. In Education and Training in Optics and Photonics (pp. EMA5). Optica Publishing Group. https://doi.org/10.1364/ETOP.2009.EMA5
• Bond, T. G., & Fox, C. M. (2015). Applying the Rasch Model: Fundamental Measurement in the Human Sciences (3rd ed.). L. Erlbaum.
• Boone, W. J. (2017). Rasch analysis for instrument development: why, when, and how?. CBE-Life Sciences Education, 15(4). https://doi.org/10.1187/cbe.16-04-0148
• Boone, W. J., & Scantlebury, K. (2006). The role of Rasch analysis when conducting science education research utilizing multiple-choice tests. Science Education, 90(2), 253-269. https://doi.org/10.1002/sce.20106
• Boone, W. J., Townsend, J. S., & Starver, J. (2010). Using Rasch theory to guide the practice of survey development and survey data analysis in science education and to inform science reform efforts: An exemplar utilizing STEBI self-efficacy data. Science Education, 95(2), 258-280. https://doi.org/10.1002/sce.20413
• Boone, W.J., Staver, J.R., & Yale, M.S. (2014). Rasch analysis in the human sciences. Springer Dordrecht.
• Brinthaupt, T.M., & Kang, M. (2014). Many-faceted rasch calibration: An example using the self-talk scale. Assessment, 21(2), 241-249. https://doi.org/10.1177/1073191112446
• Büyüköztürk, Ş., Kılıç Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2013). Bilimsel araştırma yöntemleri. Pegem Akademi.
• Can, A. (2014). Bilimsel araştırma sürecinde nicel veri analizi. Pegem Yayıncılık.
• Chu, H. E., Treagust, D. F., & Chandrasegaran, A. L. (2009). A stratified study of students’ understanding of basic optics concepts in different contexts using two‐tier multiple‐choice items. Research in Science & Technological Education, 27(3), 253-265. https://doi.org/10.1080/02635140903162553
• Crocker, L., & Algina, J. (1986). Introduction to classical and modern test theory. Harcourt Brace Jovanovich.
• Çepni, S. (Ed.). (2019). Kuramdan uygulamaya fen ve teknoloji öğretimi. (14. Baskı). Pegem A Yayıncılık.
• Çetinkaya, M., & Taş, E. (2016). “Vücudumuzda sistemler” ünitesine yönelik üç aşamalı kavram tanı testi geliştirilmesi. Ordu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, 6 (15), 317-330. https://dergipark.org.tr/en/pub/odusobiad/issue /27575/290210
• Çökelez, A., & Çiftçi Yaşar, S. (2015). 6. Sınıf öğrencilerinin 'görüntü kavramı' ile ilgili kavramsal öğrenmelerinin incelenmesi. Electronic Turkish Studies, 10(14), 159-180. http://dx.doi.org/10.7827/TurkishStudies.8703
• Duschl, R. A. (2012). The second-dimension crosscutting concepts: Understanding a framework for K-12 science education. Science and Children, 49(6), 10-14. https://static.nsta.org/ngss/resources/201202_Framework-Duschl.pdf
• Eggert, S., & Bogeholz, S. (2009). Students’ use of decision-making strategies with regard to socioscientific issues: An application of the Rasch partial credit model. Science Education, 94(2), 230-258. https://doi.org/10.1002/sce.20358
• Erman, E. (2017). Factors contributing to students’ misconceptions in learning covalent bonds. Journal of Research in Science Teaching, 54(4), 520-537. https://doi.org/10.1002/tea.21375
• Feher, E., & Meyer, K. R. (1992). Children's conceptions of color. Journal of research in Science Teaching, 29(5), 505-520. https://doi.org/10.1002/tea.3660290506
• Fetherstonhaugh, A. R. (1990). Misconceptions and light: A curriculum approach. Research in Science Education, 20, 105-113. https://doi.org/10.1007/BF02620485
• Galili, I., & Hazan, A. (2000). Learners' knowledge in optics: interpretation, structure and analysis. International Journal of Science Education, 22(1), 57-88. https://doi.org/10.1080/095006900290000
• Haagen-Schützenhöfer, C. (2017). Students’ conceptions on white light and implications for teaching and learning about colour. Physics Education, 52(4), 044003. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6552/aa6d9c
• Harrison, A. G., & Treagust, D. F. (1993). Teaching with analogies: A case study in grade‐10 optics. Journal of research in science teaching, 30(10), 1291-1307. https://doi.org/10.1002/tea.3660301010
• İlhan, M. (2016). A comparison of the results of many-facet Rasch analyses based on crossed and judge pair designs. Educational Sciences: Theory & Practice, 16(2), 579-601. https://doi.org/10.12738/estp.2016.2.0390
• Kaewkhong, K., Mazzolini, A., Emarat, N., & Arayathanitkul, K. (2010). Thai high-school students’ misconceptions about and models of light refraction through a planar surface. Physics Education, 45(1), 97-107. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-9120/45/1/012
• Kaltakçı Gürel, D., Eryilmaz, A., & McDermott, L. C. (2015). A review and comparison of diagnostic instruments to identify students’ misconceptions in science. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 11(5), 989-1008. https://doi.org/10.12973/eurasia.2015.1369a
• Kaltakçı, D., & Eryılmaz, A. (2010). Sources of Optics Misconceptions. In G. Çakmakçı & M. F. Taşar (Eds.), Contemporary Science Education Research: Learning and Assessment (pp.13-16). Pegem Akademi.
• Karakaya, İ. (Ed.). (2022). Açık uçlu soruların hazırlanması, uygulanması ve değerlendirilmesi. Pegem Akademi.
• Keleş, E., & Demirel, P. (2010). A study towards correcting student misconceptions related to the color issue in light unit with POE technique. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 2(2), 3134-3139. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2010.03.477
• Kocakülah, A., & Turan, A. (2019). Kavramsal değişim yaklaşımı ile ısı sıcaklık konusu öğretiminin beşinci sınıf öğrencilerinin kavramsal anlamalarına etkisi. Pamukkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (35), 1-17. https://doi.org/10.30794/pausbed.438032 Kocakülah, A., & Demirci, N. (2010). Ortaöğretim öğrencilerinin görüntü ve düzlem aynada görüntü oluşumuna ilişkin kavramsal anlamaları. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 4(1), 141-162. https://dergipark.org.tr/en/pub/balikesirnef/issue/3370/46523
• Kraska-Miller, M. (2013). Nonparametric statistics for social and behavioral sciences. Chapman and Hall/CRC
• Lancor, R. A. (2014). Using student-generated analogies to investigate conceptions of energy: A multidisciplinary study. International Journal of Science Education, 36(1), 1-23. https://doi.org/10.1080/09500693.2012.714512
• Linacre, J. M. (2012). Winsteps rasch tutorials. https://www.winsteps.com/tutorials.html Liu, X. (2010). Using and developing measurement instruments in science education: A Rasch modeling approach. NC: Information Age.
• Masters, G.N., & Wright, B.D. (1984). The essential process in a family of measurement models. Psychometrika, 49, 529-544. https://doi.org/10.1007/BF02302590
• MEB (2013). İlköğretim kurumları (ilkokullar ve ortaokullar) fen bilimleri dersi (3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı. Ankara: Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı. http://mufredat.meb.gov.tr/Programlar.aspx MEB (2018). Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar). Ankara: Millî Eğitim Bakanlığı Temel Eğitim Genel Müdürlüğü. http://mufredat.meb.gov.tr/Programlar.aspx Milliken, A., Ludlow, L., DeSanto-Madeya, S., & Grace, P. (2018). The development and psychometric validation of the ethical awareness scale. Research Methodology: Instrument Development, 74(8), 2005-2016. https://doi.org/10.1111/jan.13688
• National Research Council. (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. National Academies Press.
• NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: for states. http://www.nextgenscience.org/next-generation-science-standards
• Novak, J. D. (2010). Learning, creating, and using knowledge: Concept maps as facilitative tools in schools and corporations. Routledge. https://www.learntechlib.org/p/43512/article_43512.pdf
• Osborne, R. J., Bell, B. F., & Gilbert, J. K. (1983). Science teaching and children’s views of the world. European Journal of Science Education, 5(1),1-14. https://doi.org/10.1080/0140528830050101
• Özden, B., & Yenice, N. (2017). “Kuvvet ve enerji” ünitesine yönelik üç aşamalı kavramsal anlama testi geliştirme çalışması. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 11(2), 432-463.https://doi.org/10.17522/balikesirnef.373421
• Park, M., & Liu, X. (2016). Assessing understanding of the energy concept in different science disciplines. Science Education, 100(3),483-516. https://doi.org/10.1002/sce.21211
• Raftopoulos, A., Kalyfommatou, N., & Constantinou, C. P. (2005). The properties and the nature of light: The study of Newton’s work and the teaching of optics. Science & Education, 14, 649-673. https://doi.org/10.1007/s11191-004-5609-6
• Schaal, S., Bogner, F. X., & Girwidz, R. (2010). Concept mapping assessment of media assisted learning in interdisciplinary science education. Research in Science Education, 40, 339-352. https://doi.org/10.1007/s11165-009-9123-3
• Smith III, J. P., Disessa, A. A., & Roschelle, J. (1994). Misconceptions reconceived: A constructivist analysis of knowledge in transition. The journal of the Learning Sciences, 3(2), 115-163. https://doi.org/10.1207/s15327809jls0302_1
• Smith Jr, E. V., Conrad, K. M., Chang, K., & Piazza, J. (2002). An introduction to Rasch measurement for scale development and person assessment. Journal of Nursing Measurement, 10(3), 189-206. https://doi.org/10.1891/jnum.10.3.189.52562
• Sondergeld, T.A., & Johnson, C.C. (2014), Using rasch measurement for the development and use of affective assessments in science education research. Science Education, 98, 581-613. https://doi.org/10.1002/sce.21118
• Srisawasdi, N., & Kroothkeaw, S. (2014). Supporting students’ conceptual development of light refraction by simulation-based open inquiry with dual-situated learning model. Journal of Computers in Education, 1, 49-79. https://doi.org/10.1007/s40692-014-0005-y
• Şahin Akyüz, S., & Çil, E. (2013). Işığın ana ve ara renklerinin modelle öğretimi. Araştırma Temelli Etkinlik Dergisi, 3(1), 1-11. https://www.ated.info.tr/ojs-3.2.1-3/index.php/ated/article/view/73
• Tortop, H., Bezir, N., Uzunkavak, M., & Özek, N. (2007). Dalgalar laboratuvarında, kavram yanılgılarını belirlemek için V-diyagramlarının kullanımı ve derse karşı geliştirilen tutuma olan etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(2), 110-115. https://dergipark.org.tr/en/pub/sdufenbed/issue/20783/221802
• Treagust, D. F. (1988). Development and use of diagnostic tests to evaluate students’ misconceptions in science. International Journal of Science Education, 10(2), 159-169. https://doi.org/10.1080/0950069880100204
• Tyson, L., Treagust, D. F., & Bucat, R. B. (1999). The complexity of teaching and learning chemical equilibrium. Journal of Chemical Education, 76(4), 554-558. https://doi.org/10.1021/ed076p554
• Uysal, M. G., & Bostan Sarıoğlan, A. (2020). Teknoloji entegrasyonlu sorgulamaya dayalı öğrenme yaklaşımının ortaokul öğrencilerinin kavramsal anlamalarına etkisi: Güneş tutulması örneği. Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 23(44), 863-885. https://doi.org/10.31795/baunsobed.700943
• Uzoğlu, M., Yıldız, A., Demir, Y., & Büyükkasap, E. (2013). Fen bilgisi öğretmen adaylarının ışıkla ilgili kavram yanılgılarının belirlenmesinde kavram karikatürlerinin ve açık uçlu soruların etkililiklerinin karşılaştırılması. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(1), 367-388. https://dergipark.org.tr/en/pub/kefad/issue/59473/854654
• Ünal Çoban, G. (2009). Modellemeye dayalı fen öğretiminin öğrencilerin kavramsal anlama düzeylerine, bilimsel süreç becerilerine, bilimsel bilgi ve varlık anlayışlarına etkisi: 7. sınıf ışık ünitesi örneği. [Yayınlanmamış doktora tezi]. Dokuz Eylül Üniversitesi.
• Valanides, N., & Angeli, C. (2008). Distributed cognition in a sixth-grade classroom: An attempt to overcome alternative conceptions about light and color. Journal of Research on Technology in Education, 40(3), 309-336. https://doi.org/10.1080/15391523.2008.10782510
• Veneziano L., & Hooper J. (1997). A method for quantifying content validity of health-related questionnaires. American Journal of Health Behavior, 21(1), 67-70.
• Widarti, H. R., Permanasari, A., & Mulyani, S. (2016). Student misconception on redox titration (a challenge on the course implementation through cognitive dissonance based on the multiple representations). Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 5(1), 56-62. https://doi.org/10.15294/jpii.v5i1.5790
• Widiyatmoko, A., & Shimizu, K. (2018a). The development of two-tier multiple-choice test to assess students’ conceptual understanding about light and optical instruments. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 7(4), 491-501. https://doi.org/10.15294/jpii.v7i4.16591
• Widiyatmoko, A., & Shimizu, K. (2018b). Literature review of factors contributing to students’ misconceptions in light and optical instruments. International Journal of Environmental and Science Education, 13(10), 853-863. https://doi.org/10.14935/jssep.42.0_393
• Wilkerson, J.R., & Lang, W.S. (2007). Assessing teacher competency: five standards-based steps to valid measurement using the caats model. Corvin Press, A SAGE Publishing Company.
• Wilson, F. R., Pan, W., & Schumsky, D. A. (2012). Recalculation of the critical values for Lawshe’s content validity ratio. Measurement and Evaluation in Counseling and Development, 45(3), 197-210. https://doi.org/10.1177/07481756124402
• Wood, L. C. (2012). Conceptual change and science achievement related to a lesson sequence on acids and bases among African American alternative high school students: A teacher's practical arguments and the voice of the “other”. [Unpublished phd thesis]. Wayne State University.
• Yeşilyurt, S., & Çapraz, C. (2018). Ölçek geliştirme çalışmalarında kullanılan kapsam geçerliği için bir yol haritası. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 20(1), 251-264. https://doi.org/10.17556/erziefd.297741
• Yurdagül, H. (2005). Ölçek geliştirme çalışmalarında kapsam geçerliği için kapsam geçerlik indekslerinin kullanılması. XIV. Ulusal Eğitim Bilimleri Kongresi (28-30 Eylül Denizli), 1, 771-774. https://yunus.hacettepe.edu.tr/~yurdugul/3/indir/PamukkaleBildiri.pdf