Development of the Attitude towards Science Scale: A Validity and Reliability Study

Year 2020, Volume: 20 Issue: 85, 109 - 134, 05.02.2020

Hasan Ozcan Esra Koca

Abstract

Purpose: This study aimed to develop an attitude scale to find out middle school students’ (grades 5 through 8) attitudes towards science and to investigate the effects of grade level on students’ attitudes towards science.
Research Method: Cross-sectional survey method was used in this study. The attitude towards the science scale developed by the researchers was applied to a sample of 691 middle school students. Fifth, sixth, seventh, and eighth-grade students’ level of attitudes towards science were determined and compared through this scale.

Findings: The data, which were collected in this study, were analyzed using SPSS 22.0 package program and analyzed by Exploratory Factor Analysis (EFA) to establish the construct validity of the scale. The data were analyzed by confirmatory factor analysis to show the validity of the four-factor structure that was generated by EFA, and it was seen that this four-factor structure was at an acceptable level.
Implications for Research and Practice: The findings of this study showed that there was not any significant difference between 5th, 6th, 7th and 8th-grade students’ attitudes towards science scores. Cross-sectional studies with various scales may be conducted for different grade levels and different disciplines in future studies. Attitude studies of cross-age characteristics and various scale studies may be carried out to find out the relationship between different age groups and attitude scores towards science

Keywords

Science education, attitude scale, validity, reliability, cross-sectional study

Fene Yönelik Tutum Ölçeğinin Geliştirilmesi: Geçerlik ve Güvenirlik Çalışması

Abstract

Problem Durumu: Tutumlar, bir kişiye, bir nesneye, bir olaya karşı olumlu veya olumsuz tepkide bulunma eğilimi olarak tanımlanabilir. Tutum konusunda 20 yy. ortalarından günümüze kadar farklı tanımlamalar yapılmıştır. Tutumların tanımlanması kadar ölçülmesi konusunda da çok sayıda bilimsel çalışmalar yürütülmüştür. Tutumların ölçülmesi konusunda davranışlardan çıkarımda bulunma, fizyolojik tepkilerden çıkarımda bulunma veya ölçek kullanma gibi yöntemler kullanılmıştır. Bu yöntemler içerisinde tutum ölçekleri, kullanım kolaylığı, zaman tasarrufu ve soyut kavramları ölçmedeki başarısı ile tutumların ölçülmesinde en çok tercih edilen yöntemler olmuştur. Tutum ölçekleri hazırlanış ve kullanış şekillerine göre Likert, Thurstone, Guttman, Duygusal anlam ölçeği gibi farklı türlere ayrılmaktadır.
Fen alanına yönelik tutumlar 20. yüzyıldan itibaren çoğu bilimsel çalışmanın konusu olmuştur. İngiltere ve ABD gibi gelişmiş ülkelerde fen derslerine yönelik ilginin azaldığının tespit edilmesinin üzerine fen alanına yönelik tutumların ölçülmesi konusunda önemli adımların atılmaya başlamıştır. Fene yönelik tutumların ölçülmesi çalışmaları birçok ülkede ulusal ve uluslararası boyutlarda sürdürülmüştür. Günümüzde de fen okuryazarı bireyler yetiştirilme hedefi, MEB Fen Bilimleri Öğretim Programı duyuş boyutunda tutumlara yer verilmesi, STEM yaklaşımının benimsenmeye başlaması nedeniyle fene yönelik ilginin arttırılmasının amaçlanması ve gelecekte ülkelerin ihtiyaç duyacağı mesleklerin fen ile ilişkili olması gibi pek çok fakör fene yönelik tutumların ölçülmesini gerekli kılmaktadır.
Araştırmanın Amacı: Bu çalışmada fene yönelik tutum ölçeği (FYTÖ) geliştirilmesi, 5, 6, 7 ve 8. sınıf düzeyinde öğrenim görmekte olan öğrencilerin fene yönelik tutumlarının ölçülmesi amaçlanmıştır. Ayrıca çalışma farklı düzeyde yapılarak ise sınıf düzeyi ile fene yönelik tutum arasındaki ilişkinin araştırılması amaçlanmaktadır. Çalışmanın sonuçları, fene yönelik tutumların belirlenmesi ve tutumların istenilen düzeylere ulaşabilmesi için araştırmacılara, program hazırlayıcılara ve öğretmenlere yol gösterici olacağı düşünülmektedir.
Araştırmanın Yöntemi: Bu ölçek geliştirme çalışmasında nicel araştırma yönteminin temel alındığı tarama modeli kullanılmıştır. Çalışmanın evrenini 2017-2018 eğitim-öğretim yılı bahar döneminde bir il merkezinde bulunan üç farklı ortaokulda öğrenim gören öğrenciler oluşturmaktadır. Bu çalışmanın örneklemi 316’sı kız 375’i erkek olmak üzere toplam n= 691 öğrenciden oluşmaktadır.
Ölçek geliştirme sürecinin ilk aşamasında ilgili ulusal ve uluslararası alan yazın incelenerek fene yönelik tutumların teorik altyapısı oluşturulmuştur. Aynı zamanda fen alanında daha önce yapılmış ölçek geliştirme çalışmaları ile MEB tarafından Öğretim Programı’nda tutumla ilişkili olarak yer verilen kazanımlar gözden geçirilmiştir. Uygulanma ve hazırlanma kolaylığı nedeniyle bu ölçek geliştirme çalışmasında Likert tipi ölçek kullanılmasına karar verilmiştir. Likert ölçeği, ölçeğin uygulanacağı grubun algılama ve ayırt edebilme düzeyine en uygun olacağı düşünülen beş puanlı likert biçiminde düzenlenmiştir. Ölçekte yer alan maddeler, Fen Bilgisi Eğitimi alanında uzman iki kişi, Türk Dili ve Edebiyatı alanında uzman bir kişi ve iki Fen Bilimleri öğretmeni tarafından incelerek görüşleri alınmıştır. Uzmanlardan alınan dönütler doğrultusunda, doğrudan tutumları ifade etmediği belirtilen 8 madde ölçekten çıkarılmış ve diğer maddeler üzerinde önerilen düzenlemeler yapılmıştır. Revize edilen tutum maddeleri, ölçeğin uygulanacağı evreni temsil eden 60 kişilik bir öğrenci grubu tarafından olumlu-olumsuz-nötr şeklinde değerlendirilmiştir. Öğrenci grubu ile yapılan ön deneme sonucu maddelerde herhangi bir anlaşılmayan ifade olmadığı görülmüştür. Bu çalışma sonucu ölçekte 20’si olumlu, 20’si olumsuz toplam 40 maddenin kullanılmasına karar verilmiştir.
Ölçekte yer alan 40 maddeye bir adet kontrol maddesi ilave edilerek pilot ölçekte toplamda 41 madde olması sağlanmıştır. Kontrol maddesi kullanılarak ölçekte yer alan maddelere rastgele cevap verenlerin ayırt edilmesi amaçlanmıştır. Kontrol maddesi “Bu madde ölçeği okuyarak cevaplayıp cevaplamadığınızı kontrol etmek için yazılmıştır. Eğer bu maddeyi okuyorsanız “4 no.lu kutucuğu işaretleyiniz.” şeklinde ölçeğin 20. madde olarak yer almıştır. Ölçek maddeleri üzerinde gerekli olan yazım, imla ve biçimsel düzenlemeler yapılarak ölçek pilot uygulama aşamasına hazır hale getirilmiştir.
Ölçeğin pilot uygulaması 20’u 5. sınıf, 20’u 6. sınıf, 30’u 7. sınıf ve 20’si 8. sınıf olmak üzere toplam 95 kişilik bir örneklem ile gerçekleştirilmiştir. Pilot uygulama neticesinde kontrol maddesine beklenen seçeneğin işaretlenmediği ölçekler değerlendirmeye alınmamıştır. Pilot uygulama sonucunda elde edilen veriler SPSS 22.0 paket programına aktarılarak analiz edilmiştir. Ön deneme ve pilot uygulama aşamalarından elde edilen veriler sonucu nihai ölçekte 36 maddeye yer verilmiştir. Ölçeğe 20. madde olarak ölçeğin rastgele cevaplandırılıp cevaplandırılmadığını belirlemek adına kontrol maddesi ilave edilmiştir. Gerekli yazım, imla ve biçimsel düzenlemeler yapılarak ölçeğin nihai formu oluşturulmuştur. Oluşturulan nihai formun uygulanması neticesinde elde edilen veri setinde öncelikle kontrol maddesine “katılıyorum” cevabının verilmediği 50 ölçek örneklemden çıkarılmıştır. Elde edilen 691 ölçeğin verileri (363’ü AFA ve 328’i DFA çalışmalarında kullanılmak üzere ayrı ayrı aktarılmıştır) SPSS 22.0 ve LISREL 8.80 paket programlarına aktarılmıştır.
Veriler, öncelikle faktör yapısının saptanması amacıyla Açımlayıcı Faktör Analizi’ne (AFA) tabi tutulmuştur. Ardından elde edilen yapının kabul edilebilir olup olmadığına ilişkin kanıt oluşturmak için Doğrulayıcı Faktör Analizi’ne (DFA) tabi tutulmuştur. Fene yönelik tutum ölçeğinden elde edilen puanların sınıf düzyine göre farklılaşıp farklılaşmadığını tespit etmek amacıyla ise veriler tek yönlü varyans analizine (Anova) tabi tutulmuştur.
Araştırmanın Bulguları: Açımlayıcı Faktör Analizi sonucunda bir maddenin ölçekten çıkarılmasına karar verilmiştir. Temel bileşenler analizi ve Varimax döndürme tekniği sonucunda Fene yönelik tutum ölçeğinin dört faktörlü bir yapıya sahip olduğu görülmüştür. AFA sonucu elde edilen dört faktörlü yapının değerlendirilip doğrulanması amacıyla LISREL 8.80 paket programı kullanılarak DFA yapılmıştır. DFA sonucu ki-kare iyilik uyumunun serbestlik derecesine bölümü 2, RMSEA değeri 0.051, SRMR değeri 0.05, NFI değeri 0.93 ve NNFI, CFI ve IFI değerleri 0.97 olarak bulunmuş olup ölçeğin mükemmel uyuma sahip olduğunu göstermektedir. DFA sonucunda maddelerin sahip oldukları faktör ağırlıklarının .42 ile .88 arasında değişmekte olup anlamlı bulunmuştur.
FYTÖ’de yer alan 36 maddenin güvenirliğine ilişkin kanıt oluşturabilmek amacıyla Cronbach Alpaha katsayısı hesaplanmıştır. Ölçeğin tamamından elde edilen Cronbach Alpha katsayısı .93 olarak bulunmuştur. Hoşlanma faktörü için hesaplanan iç tutarlık katsayısı .91, Güven faktörü için hesaplanan iç tutarlık katsayısı .74, Fayda faktörü için hesaplanan iç tutarlık katsayısı .76 ve İlgi faktörü için hesaplanan iç tutarlık katsayısı .72 olarak bulunmuştur.
Sonuç ve Öneriler: Bu çalışma sonucunda geliştirilen Fene Yönelik Tutum Ölçeği, 36 maddeye (kontrol maddesi hariç) sahip ve 5’li likert biçiminde düzenlenmiştir. Örneklemden elde edilen veriler ölçeğin dört faktörlü bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. Ölçeği oluşturan faktörlerin her birinin ve ölçeğin tamamının güvenilirliği yüksektir. Veriler üzerinde sırasıyla gerçekleştirilen AFA ve DFA sonuçları oluşturulan yapının kabul edilebilir olduğu kanıtlamaktadır. Geçerliği ve güvenirliği kanıtlanmış olan bu ölçek geliştirme çalışması fen alanını kapsayan tutum öğelerinin tamamını kapsamaktadır. Fene yönelik tutum ölçeğinden alınan toplam puanların tek yönlü varyans analizi sonucu 5, 6, 7 ve 8. sınıf öğrencilerinin puanları arasında anlamlı bir farklılığın bulunmadığı görülmüştür.

Keywords

Fen eğitimi, öğrenci tutumu, ölçek geliştirme

References

• Adams, W. K., Perkins, K. K., Podolefsky, N. S., Dubson, M., Finkelstein, N. D., & Wieman, C. E. (2006). New instrument for measuring student beliefs about physics and learning physics: The Colorado Learning Attitudes about Science Survey. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 2(1).
• Anderson, L. W. (1988). Measurement of attitudes. Trans. Nukhet Cikrikci, 1991. Ankara University Journal of Faculty of Educational Sciences, 24(1), 241-250.
• Afacan, O., & Aydogdu, M. (2006). The Science Technology Society (STS) Course Attitude Scale. International Journal of Environmental and Science Education, 1(2), 189-201.
• Ajzen, I. (2005). Attitudes, personality, and behavior. UK: McGraw-Hill Education.
• Babbie, E. R. (2014). The basics of social research. Wadsworth: Cengage Learning.
• Basar, H. (2010). Likert misconceptions in researches. Retrieved on 05.08.2017. http://yunus.hacettepe.edu.tr/~alerbas/yazilar/Likert.doc.
• Bayat, B. (2015). Measurement, scales and Likert scale building technique in applied social science research. Gazi University Journal of Faculty of Economics and Administrative Sciences, 16(3), 1–24.
• Brown, T. A. (2006). Confirmatory factor analysis for applied research. NY: Guilford Publications.
• Buyukozturk, S. (2013). Data Analysis Handbook for Social Sciences Statistics, Research Design SPSS Practices, and Interpretation. Ankara: Pegem A Publishing.
• Byrne, B. M. (1998). Structural Equation Modeling with Lisrel, Prelis, and Simplis. NJ: Lawrance Erlbaum Associates.
• Comlekci, N. (2001). Methods of statistical research and statistical significance tests. Ankara: Bilim Teknik Publishing.
• DeVellis, R. F. (2003). Scale development: Theory and applications (2nd ed.). Thousand Oaks, CA: Sage.
• Edwards, A. L. (1983). Techniques of attitude scale construction. NJ: Ardent Media.
• Field, A. (2009). Discovering Statistic Using SPSS for Windows. London: Sage.
• Fishbein, M., & Ajzen, I. (1974). Attitudes towards objects as predictors of single and multiple behavioral criteria. Psychological Review, 81(1), 59–74.
• Floyd, F. J., & Widaman, K. F. (1995). Factor analysis in the development and refinement of clinical assessment instruments. Psychological assessment, 7(3), 286.
• Fraenkel, J., Wallen, N., & Hyun, H. H. (2012). How to design and evaluate research in education (8th ed.). San Francisco: McGraw Hill.
• Fraser, B. J. (1978). Development of a test of science‐related attitudes. Science Education, 62(4), 509-515.
• Gay, L. R., Mills, G. E., & Airasian, P. (2009). Educational research: Competencies for analysis and application. Upper Saddle River, NJ: Pearson.
• Gomleksiz, M. N., & Yuksel, Y. (2003). The Anxiety of the Fourth and Fifth Grade Students in Elementary Schools Towards Science Course (Sample of Elazig City), Research of Eastern Anatolia Region, 1(3), 71-81.
• Gunay Balim, A., Sucuoglu, H., & Aydin, G. (2009). Development of Attitude Scale for Science and Technology. Pamukkale University Journal of Education, 25(25), 33-41.
• Hu, L. T., & Bentler, P. M. (1999). Cutoff criteria for fit indexes in covariance structure analysis: Conventional criteria versus new alternatives. Structural equation modeling: a multidisciplinary journal, 6(1), 1-55.
• Inceoglu, M. (1993). Attitude perception communication. Ankara: V Publishing.
• Johnson, B. (2001). Toward a new classification of nonexperimental quantitative research. Educational Researcher, 30(2), 3-13.
• Jones, M. G., Howe, A., & Rua, M. J. (2000). Gender differences in students' experiences, interests, and attitudes toward science and scientists. Science education, 84(2), 180–192.
• Joreskog, K. G., & Sorbom, D. (1993). LISREL 8: Structural equation modeling with the simplis command language. Lincolnwood: Scientific Software International, Inc.
• Kaptan, F., & Korkmaz, H. (1999). Teachers' handbook of effective teaching and learning in primary education. Ankara: MoNE.
• Karasar, N. (2005). Scientific research method. Ankara: Nobel Publishing.
• Kavak, N., Tufan, Y., & Demirelli, H. (2006). Science and Technology Literacy and Informal Science Education: Potential Role of Newspapers, Gazi University Journal of Gazi Education -Faculty, 26(3), 17-28.
• Kennedy, J., Quinn, F., & Taylor, N. (2016). The school science attitude survey: a new instrument for measuring attitudes towards school science. International Journal of Research ve Method in Education, 39, 1743–727.
• Kind, P., Jones, K., & Barmby, P. (2007). Developing Attitudes towards Science Measures. International Journal of Science Education, 29(4), 871–893.
• Koklu, N. (1995). Measurement of attitudes and options used in Likert type scales. Ankara University Journal of Faculty of Educational Sciences, 28(2), 81–93.
• Mertens, D. M. (2014). Research and evaluation in education and psychology: Integrating diversity with quantitative, qualitative, and mixed methods. Sage publications.
• McGuire, J., & Priestley, P. (1985). Offending behavior: Skills and stratagems for going straight. London: Batsford Academic and Educational.
• Misiti, F. L., Shrigley, R. L., & Hanson, L. (1991). Science attitude scale for middle school students. Science education, 75(5), 525–540.
• Nuhoglu, H. (2008). The Development of an Attitude Scale for Science and Technology Course, Elementary Education Online, 7(3).
• Ormerod, M. B., & Duckworth, D. (1975). Pupils’ attitudes to science. Windsor: NFER.
• Osborne, J., Simon, S., & Collins, S. (2003). Attitudes towards science: A review of the literature and its implications. International journal of science education, 25(9), 1049–1079.
• Ocal, E. (2012). The level of biotechnology (genetic engineering) awareness of elementary science teachers, Unpublished Master's Dissertation, Inonu University Institute of Educational Sciences, Malatya.
• Ozcan, H. (2019). Development of Attitudes towards Serendipitous Science: A Validity and Reliability Study, International Online Journal of Educational Sciences, 11(1), 184-197.
• Pell, T., & Jarvis, T. (2001). Developing attitude to science scales for use with children of ages from five to eleven years. International Journal of Science Education, 23(8), 847–862.
• Reid, N. (2006). Thoughts on attitude measurement. Research in Science ve Technological Education, 24(1), 3–27.
• Rennie, L. J., & Punch, K. F. (1991). The relationship between affect and achievement in science. Journal of research in science teaching, 28(2), 193–209.
• Said, Z., Summers, R., Abd-El-Khalick, F., & Wang, S. (2016). Attitudes toward science among grades 3 through 12 Arab students in Qatar: findings from a cross-sectional national study, International Journal of Science Education, 38(4), 621–643.
• Schreiner, C., & Sjoberg, S. (2004). Sowing the seeds of ROSE. Background, Rationale, Questionnaire Development and Data Collection for ROSE (The Relevance of Science Education): A comparative study of students' views of science and science education. Oslo: Unipub AS.
• Secer, I. (2015). Practical data analysis and reporting with SPSS and LISREL. Ankara: Anı Publishing.
• Steiner, R. L., & Barnhart, R. B. (1972). The development of an instrument to assess environmental attitudes utilizing factor analytic techniques. Science Education, 56(3), 427–432.
• Sturgis, P., Roberts, C., & Smith, P. (2014). Middle alternatives revisited: how the neither/nor response acts as a way of saying “i don’t know”? Sociological Methods ve Research, 43(1), 15-38.
• Seker, H., & Gencdogan, B. (2006). Developing measurement tools in psychology and education. Ankara: Nobel Publishing.
• Sener, N., & Tas, E. (2016). A Scale Development Study to Determine the Attitude of Students’ Towards Science. ODU Journal of Social Sciences Research, 6 (14), 278–300.
• Tabachnick, B. G., & Fidell, L. S. (2001). Using multivariate statistics. Boston: Allyn and Bacon.
• Tavsancil, E. (2014). Measurement of attitudes and data analysis with SPSS. Nobel Publishing, Ankara.
• Tezbasaran, A. (2008). Likert Type Scale Preparation Guide. Ankara: Turkish Psychological Association Publications.
• Ucar, S. (2012). How do pre-service science teachers’ views on science, scientists, and science teaching change over time in a science teacher training program? Journal of Science Education and Technology, 21(2), 255-266.
• Wang, T. L., & Berlin, D. (2010). Construction and Validation of an Instrument to Measure Taiwanese Elementary Students’ Attitudes toward Their Science Class. International Journal of Science Education, 32(18), 2413–2428.
• Woodcock, S., & Reupert, A. (2012). A cross-sectional study of student teachers’ behavior management strategies throughout their training years. The Australian Educational Researcher, 39(2), 159–172.
• Wright, J. G., & Feinsten, A. R. (1992). A comparative contrast of clinimetric and psychometric methods for constructing indexes and rating scales. Journal of clinical epidemiology, 45(11), 1201–1218.
• Yasar, S., & Anagun, S. S. (2009). Reliability and Validity Studies of the Science and Technology Course Scientific Attitude Scale, 66(22), 43–54.