Kavram Yanılgılarının Ontolojik Açıdan İncelenmesi ve Bulunan Yanılgıların Oluşturulan Argüman Ortamları ile Giderilmesi

Öz

Problem Durumu: Önemli fizik kavramlarını içeren kuvvet ve hareket konusu ile hemen hemen her düzeydeki öğrencide oldukça yüksek oranda kavram yanılgısı olduğu yürütülen araştırmalarla ortaya konulmuştur. Fakat benzer olarak yapılan bu çalışmalarda sadece kavram yanılgıları ortaya çıkarılmış ve yanılgıların nedenleri araştırılmadan farklı yöntem ve tekniklerle giderilmeye çalışılmıştır. Ontolojik kategorilere göre, yanılgıların nedenlerinin ortaya konulduğu değerlendirmenin yapıldığı araştırmalar sınırlı sayıdadır. Bu nedenle yapılan çalışmanın problem cümlesi, yanılgıların nedenlerini tespit etmek ve etkili bir yöntem önermek amacı ile “Kuvvet ve Hareket konusu ile ilgili geliştirilen argüman ortamlarının ve geleneksel olarak yürütülen öğretim sürecinin, Kuvvet ve Hareket konusu ile ilgili tespit edilmiş, ontolojik kategorileştirmeden kaynaklanan kavram yanılgılarını gidermede etkisi nasıldır?” olarak saptanmıştır.

Araştırmanın Amacı: Bu araştırmada, “Kuvvet ve Hareket” konusunda yer alan kuvvet, sürtünme kuvveti, iş, enerjinin korunumu, mekanik enerji, kinetik enerji, potansiyel enerji, yayların depoladığı enerji gibi temel Fizik kavramları ilgili öğrencilerde bulunan kavram yanılgılarını ortaya çıkarmak ve bulunan yanılgıları ontolojik açıdan değerlendirilip, kategorileştirildikten sonra oluşturulan argüman ortamları ve geleneksel olarak uygulanan öğretim süreci ile gidermek amaçlanmıştır.

Araştırmanın Yöntemi: Araştırmanın deseni, temel problemi ve cevap aranan alt problemler dikkate alındığında ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel modeldir. Çalışmada uygulanan deneysel desende, bağımlı değişkenler akademik başarı, bilimsel süreç becerileri ve kavram öğrenme olarak belirlenmiştir. Bu bağımlı değişkenler üzerinde etkisi incelenen bağımsız değişken ise uygulanan öğrenme-öğretme yaklaşımıdır. Ayrıca Kuvvet ve Hareket Konusu Kavram testinde yer alan her bir soru için tespit edilen ontolojik kategoriler derinlemesine analiz edilip tartışılmıştır.

Araştırmanın Bulguları: Uygulamanın ardından deney grubu ile kontrol grubu arasında, bilimsel süreç becerilerinden değişkenleri tanımlama, işlemsel açıklamalar yapma, araştırma tasarlama ile grafiği ve verileri yorumlama boyutlarında deney grubu lehine anlamlı bir fark oluşmuştur.

Yine gerçekleştirilen uygulamanın ardından deney grubu ile kontrol grubu arasında, akademik başarı ve kavram öğrenme düzeyleri açısından deney grubu lehine anlamlı bir fark oluşmuştur.

Aysegul KINIK TOPALSAN– Hale BAYRAM/ Eurasian Journal of Educational Research 69 (2017) 1-19 18

Yapılan uygulamaların öncesi ve sonrasında Kuvvet ve Hareket Ünitesi ile ilgili belirlenmiş temel Fizik kavramları ontolojik olarak incelenip kategorileştirdikten sonra, deney grubundaki öğrencilerin, uygulamadan önce üst kategoriye yerleştirmeden kaynaklanan 301 kavram yanılgısı, yanal kategoriye yerleştirmeden kaynaklanan 150 kavram yanılgısı tespit edilmiştir. Üst kategoriye yerleştirmeden kaynaklanan bu 301 kavram yanılgısının 252’si yapılan argüman çalışmaları sayesinde giderilmiştir. Üst kategoride giderilen kavram yanılgısının oranına bakıldığında %83,72 olduğu bulunmuştur. Yanal kategoriye yerleştirilen 150 kavram yanılgısının 128’unun da yapılan argüman çalışmaları sonrası giderilmiştir. Yanal kategoride giderilen kavram yanılgısının oranına bakıldığında %85,33 olduğu bulunmuştur. Bu durum öğretim süreci boyunca kullanılan argüman çalışmalarının olumlu etkisini ortaya çıkarmıştır. Üst ve yanal kategoride ortaya çıkan kavram yanılgıları büyük bir oranda ortadan kaldırılmıştır. Üst ontolojik ve yanal kategoriler kendi içerisinde incelendiğinde, özellikle yanal kategoriler içerisine yerleştirilmiş kavram yanılgılarının, yapılan argüman çalışmaları sonrası daha fazla giderildiği görülmüştür. Kontrol grubundaki öğrencilerin, uygulamadan önce üst kategoriye yerleştirmeden kaynaklanan 318 kavram yanılgısı, yanal kategoriye yerleştirmeden kaynaklanan 131 kavram yanılgısı tespit edilmiştir. Üst kategoriye yerleştirmeden kaynaklanan bu 318 kavram yanılgısının 122’si giderilmiştir. Üst kategoride giderilen kavram yanılgısının oranına bakıldığında %38,36 olduğu bulunmuştur. Yanal kategoriye yerleştirilen 131 kavram yanılgısının 59’ü giderilmiştir. Yanal kategoride giderilen kavram yanılgısının oranına bakıldığında %45,03 olduğu bulunmuştur. Bu durum labaratuar ortamında yapılan geleneksel çalışmaların, yanal kategoriye yerleştirilmiş kavram yanılgılarını gidermede, üst kategoriye yerleştirilmiş yanılgılara göre daha başarılı olduğunu göstermektedir. Bunun yanı sıra geleneksel olarak uygulanan çalışmaların öğrencilerde yeni kavram yanılgıları da çıkan sonuçlardan görülmektedir. Yapılan çalışmalar sonrasında 31 yeni kavram yanılgısı ortaya çıkmıştır.

Araştırmanın Sonuçları ve Önerileri: Araştırmada kavram yanılgılarının ontolojik kategorilere göre değerlendirilmesi bu yanılgıların ontolojiye göre hangi nedenlerden dolayı oluştuğunun anlaşılmasını sağlamıştır ayrıca argüman ortamlarının ontolojik olarak tespit edilmiş kavram yanılgılarından sınırlı etkileşim-doğal, rastgele olay ve madde kategorilerindeki yanılgıları gidermediki etkililiği sayısal verilerle ortaya konulmuştur. Bu nedenle aktarılacak konuların bu tür yanılgıları içermesi halinde, argüman ortamları yaratılıp öğrenme ortamı daha etkin ve yanılgısız hale getirilebilir. Yanılgıların nedenlerinin bilinmesi bu ve buna benzer araştırmalar için oldukça önemlidir. Kavram yanılgılarının giderilmesi ancak nedenleri üzerine yoğunlaşıp bunların oluşmalarını engelleyen çalışmaların, öğretim yöntemlerinin, vb. hazırlanmasıyla gerçekleştirilebilir. Bu nedenle ontolojik kategoriler yanılgıların nedenlerinin açığa çıkarılmasını sağladığından çok önemlidir. Kavram yanılgılarının belirlenmesi, değerlendirilmesi ve giderilmesi gibi araştırmalar ontolojik kategorilerden yararlanılarak gerçekleştirilmelidir.

Bunun yanı sıra öğretmenler farklı konularda, farklı argüman teknikleri ile geliştirecekleri çalışmalarla ders içeriklerinin kalitesini daha rahat arttırabilir. Bu

Aysegul KINIK TOPALSAN– Hale BAYRAM/ Eurasian Journal of Educational Research 69 (2017) 1-19 19

nedenle yurt dışında birçok çalışma ile etkililiği belirlenen bilimsel tartışma modeli öğretmen adaylarına öğretilmeli ve öğretmen adaylarının tartışma becerileri geliştirilmeye çalışılmalıdır. Öğretmenlerin bilimsel tartışma sürecini öğrenmeleri, etkili tartışma yönetebilmeleri için bilimsel tartışma modeli öğretmenlere uygulamalı olarak anlatılmalı ve öğretmenlere bilimsel tartışma etkinlikleri yaptırılmalıdır. Farklı ders içerik ve kazanımlarında geliştirilen argüman çalışmaları bir kitap haline getirilebilirse, öğretmenler süreç içerisinde zorlanmadan argüman çalışmalarını uygulayabilir ve kendilerine uygun çalışmaları, yapılan bu kitapı kaynak alarak daha rahat oluşturabilir. Ayrıca argümanların bilimin doğasının anlaşılmasında, bilimin gelişmesinde, öğrenciler tarafından bilgilerin sorgulanmasında, bilgilerin kalıcı olmasında vb. olumlu etkileri düşünüldüğünde ders kitaplarında argümanlara yer verilmesinin öğrencilere önemli katkılar sağlayacağına inanılmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Ontolojik kategoriler,argümantasyon,kuvvet ve hareket,kavram yanılgıları.

Eliminate with Created Argument Environment after Evaluated and Categorized Misconceptions in an Ontological Sense*

Abstract

Purpose: This study aimed to ascertain misconceptions of students about basic physical concepts in the "Force and Motion" unit of secondary school seventh class curriculum, to eliminate the misconceptions with created argument environment and traditional approaches after evaluated, and categorize these misconceptions in an ontological sense. Research Methods: Considered fundamental problems and sub-problems for which answers are sought. A semi-experimental model with pre-test and post-test control groups was utilized. Detected ontological categories were analyzed and discussed for each question located in the “Force and Motion” concept test.

Findings: Before and after applications after physical concepts about the Force and Motion unit were examined and categorized ontologically. 301 examined misconceptions from students in the experimental group arose from placement in the higher category. 150 misconceptions that arose from the placement in the lateral category were identified before application. 252 misconceptions of the 301 misconceptions (83.72%) that arose from placement in the higher category were corrected due to argumentation works that were executed. 128 misconceptions out of 150 (85.33%) misconceptions that were placed in the lateral category were corrected after an argumentation analysis. Implications for Research and Practice: Studies such as determination, evaluation, and correction of misconceptions should be performed by using ontological categories. This study shows that the implementation of argumentation works is more successful in the elimination of misconceptions placed in constraint-based interaction-natural, random-event, and matter categories. In this way, learning environments can be designed to be more efficient and infallible.

Keywords

• ontological categories,argumentation,force and motion,misconceptions

References

1. Akkus, R., Gunel, M. & Hand, B. (2007). Comparing an inquiry based approach known as the science writing heuristic to traditional science teaching practices: Are there differences?. International Journal of Science Education, 29 (14), 1745-1765.
2. Aydogdu, B. (2006). Ilkogretim fen ve teknoloji dersinde bilimsel surec becerilerini etkileyen degiskenlerin incelenmesi [Investigation of variables affecting scientific surrogacy skills in primary science and technology course]. Yuksek Lisans Tezi, Dokuz Eylul Universitesi Egitim Bilimleri Enstitusu, Izmir.
3. Ayvacı, H.S & Devecioglu, Y. (2002). Kavram haritasinin fen bilgisi basarısina etkisi [The Impact of the concept map on scientific success]. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Egitimi Kongresi, Ankara
4. Chi, M.T.H. (1997). Creativity: Shifting across ontological categories flexibly. Ward,T. B., Smith, S. M & Vaid, J. (Eds.), Conceptual structures and processes: Emergence, discovery and change, 209-234. American Psychological Association, Washington.
5. Chi, Y. (2001). Ontology-based curriculum content sequencing system with semantic rules. Expert Systems with Applications, 36(4), 7838–7847.
6. Chi, M. T. H. & Roscoe, R. D. (2002). The processes and challenges of conceptual change. Limon, M. & Mason, L. (Eds), Reconsidering conceptual change: Issues in theory and practice, 3-27. Kluwer Academic Publishers.
7. Clark, D. B. & Sampson, V. (2007). Personally-seeded discussions to scaffold online argumentation. International Journal of Science Education, 29 (3), 253-277.
8. Celik, A.Y. (2010). Bilimsel tartisma (argumantasyon) esasli ogretim yaklasiminin lise ogrencilerinin kavramsal anlamalari, kimya dersine karsı tutumlari, tartısma isteklilikleri ve kalitesi uzerine etkisinin incelenmesi [Investigation of effect on Conceptual meanings, attitudes towards chemistry lessons, willingness to discuss and quality with scientific discussion-based approach to teaching].

9. Aysegul KINIK TOPALSAN– Hale BAYRAM/ Eurasian Journal of Educational Research 69 (2017) 1-19 15 Doktora Tezi, Gazi Universitesi Egitim Bilimleri Enstitusu Ortaogretim Fen ve Matematik Alanlar Egitimi Anabilim Dali, 122-140
10. De Vries, E., Lund, K.& Baker, M.J. (2002). Computer-mediated epistemic dialogue: Explanation and argumentation as vehicles for understanding scientific notions. The Journal of the Learning Sciences, 11(1), 63-103.
11. Demirci, N. (2008). Toulmin’in bilimsel tartisma modeli odakli egitimin kimya ogretmen adaylarinin temel kimya konularini anlama ve tartısma seviyeleri uzerine etkisi [ The impact of Toulmin's focus on the scientific debate model of chemistry teacher candidates on understanding and discussing basic chemistry subjects ]. Yuksek Lisans Tezi, Gazi Universitesi, Egitim Bilimleri Enstitusu, Ankara.
12. Dole, J. A. & Sinatra, G. M. (1998). Reconceptualizing change in the cognitive construction of knowledge. Educational Psychologist, 33, 109–128
13. Driver, R., Newton, P. & Osborne J. (2000). Establishing the norms of scientific argumentation in classrooms. Inc. Sci. Ed, 84, 287-312. Duschl, R. A. & Osborne, J. (2002). Supporting and promoting argumentation discourse in science education. Studies in Science Education, 38, 39-72.
14. Erduran, E., Simon, S. & Osborne, J. (2004). Tapping into argumentation: developments in the application of Toulmin's argument pattern for studying science discourse. Science Education, 88 (6), 915-933.
15. Geban, O., Askar, P. & Ozkan, I. (1992). Effects of computer simulated experiments and problem solving approaches on high school students. Journal of Educational Research, 86, 5 - 10.
16. Nakhleh, M. (1992). Why some students don’t learn Chemistry: Chemical misconceptions. Journal of Chemical Education, 69(3), 191-196. National Research Council (NRC). (2000). Inquiry and the National Science Education Standards. National Academy Press, Washington, DC
17. Niaz, M., Aguilera, D., Maza, A. & Liendo, G. (2002). Arguments, contradictions, resistances, and conceptual change in students’ understanding of atomic structure. Science Education, 86, 505-525.
18. Nussbaum, E.M. & Sinatra, G. M. (2003). Argument and conceptual engagement. Contemporary Educational Psychology, 28, 384-395.
19. Özalp, D. (2008). Ilkogretim ve ortaogretim ogrencilerinin maddenin tanecikli yapisi konusundaki kavram yanilgilarinin ontoloji temelinde belirlenmesi [Diagnostic Assessment of Student Misconceptions about the Particulate Nature of Matter from Ontological Perspective].Yuksek Lisans Tezi, Marmara Universitesi, Istanbul
20. Özalp, D. & Kahveci, A. (2011). Maddenin tanecikli yapisi ile ilgili iki asamalı taniliyici sorularin ontoloji temelinde gelistirilmesi [Development of two-tier diagnostic items based on ontology in the topic of the particulate nature of matter]. Milli Egitim Dergisi, 191, 135–156.
21. Aysegul KINIK TOPALSAN– Hale BAYRAM/ Eurasian Journal of Educational Research 69 (2017) 1-19 16
22. Sanmarti, N., Izquierdo, M. & Watson, J.R. (1995). The substantialisation of properties in pupils’ thinking and in the history of science. Science and Education, 4, 349-369.
23. Slotta, J.D. & Chi, M.T.H. (2006). Helping students understand challenging topics in science through ontology training. Cognition and Instruction, 24 (2), 261–289.
24. Soman, S. A. (2000). Ontological caterization in chemistry: A basis for conceptualchange in chemistry. Doctorate Thesis, Purdue University, West Lafayette, USA.
25. Turgut, Ü., Gürbüz, F., Turgut, G. & Açışlı, S. (2011). Lise 2. sinif fen subesi ogrencilerinin "Kuvvet ve Hareket" konusundaki kavram yanılgılari [Second-year science sub-school students in high school’s misconceptions about force and movement.]. Trakya Universitesi Egitim Fakultesi Dergisi, 1(1), 71-85.
26. Uluçınar Sağır, Ş. (2008). Fen bilgisi dersinde bilimsel tartisma odakli ogretimin etkililiginin incelenmesi [Investigation of the effectiveness of scientific discussion-oriented teaching in science education]. Doktora Tezi, Gazi Universitesi Egitim Bilimleri Enstitusu, Ankara.
27. Ulu, C. (2011). Argumantasyon tabanli bilim ogrenme yaklasimina dayali laboratuvar etkinliklerinin 7. sınıf ögrencilerinin kavram ogrenmelerine etkisi: yasamımızdaki elektrik unitesi [Effects of laboratory activities through the argumentation based inquiry approach on 7th grade students’ conceptual learning: electricity in our daily life unit]. Doktora Tezi, Marmara Universitesi Egitim Bilimleri Enstitusu, İstanbul
28. Yagbasan, R. & Gülcicek, C. (2003). Fen ogretiminde kavram yanilgilarinin karakteristiklerinin tanimlanmasi [Defining the characteristics of conceptual aspects in science teaching]. Pamukkale Universitesi Egitim Fakultesi Dergisi, 1 (13), 102-119.
29. Yılmaz, A.& Sen S. (2012). Erime ve cozunmeyle ilgili kavram yanilgilarinin ontoloji temelinde incelenmesi [Investigation of misconceptions about melting and coaling in ontology basis]. Amasya Universitesi Egitim Fakultesi Dergisi, 1(1), 54-72.
30. Zohar, A. & Nemet, F. (2002). Fostering students’ knowledge and argumentation skills through dilemmas in human genetics. Journal of Research in Science Teaching, 39(1), 35-6.
31. Watson, J. R., Prieto, T., & Dillon, J. S. (1997). Consistency in students’ explanations aboutcombustion. Science Education, 81, 425-