FEN BİLGİSİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ METALLERİN ELEKTRİK İLETKENLİĞİ İLE İLGİLİ ZİHİNSEL MODELLERİ

Abstract

Elektrik konusu ilkokul 3. sınıftan itibaren tüm sınıfların programlarında yer alan merkezi konulardan biridir. İlkokuldan üniversiteye kadar her kademede karşılaşılan bir kavram olmasına karşın, öğrenciler tarafından anlaşılması da bir o kadar zor bir kavramdır. Bu çalışmanın amacı; birinci sınıfta öğrenim gören fen bilgisi öğretmen adaylarının “metallerde elektrik iletimi” ile ilgili zihinlerinde nasıl bir modele sahip olduklarını araştırmaktır. Çalışma, betimsel bir çalışma olup özel durum yöntemi ile yürütülmüştür. Çalışma 2016-2017 eğitim öğretim yılı bahar döneminde Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Eğitim Fakültesi Fen Bilgisi Öğretmenliği birinci sınıf (66 öğrenci) öğrencileri ile gerçekleştirilmiştir. Öğretmen adaylarının “metallerde elektrik iletimi” ile ilgili zihinsel modellerini tespit edebilmek amacıyla Kibble (1999) tarafından geliştirilen veri toplama aracı kullanılmıştır. Öğrencilerin veri toplama aracına vermiş olduğu cevaplar ve yapmış olduğu çizimler incelendiğinde, makro ve mikro düzeyde değerlendirmenin daha uygun olduğu gözlenmiştir. Makro düzeyde öğrencilerde tespit edilen modeller; direnç modeli, akan su modeli (oklarla düz akış) ve enerji modeli iken, mikro düzeyde, artı eksi yük modeli ve elektronların hareketi modeli gözlenmiştir.

Keywords

• Zihinsel modeller,Elektrik İletkenliği,fen bilgisi öğretmen adayı

The Determination of the Mental Models of Pre-Service Science Teachers about Electrical Conductivity of the Metals

Abstract

The subject of the electricity is one of the main subjects included in the curriculum of all grades starting with the 3rd grade in elementary school. Although it is a subject encountered from the elementary education to university education, the electricity is also a subject which is very difficult to understand for students. The purpose of this study is to explore the pre-service science teachers’ mental models about “the electrical conductivity of the metals”. The study is a descriptive study and it is carried out via case study research design. The study was carried out with the first year Science Teaching students (66 students) studying at Education Faculty in Muğla Sıtkı Koçman University in the spring term of 2016-2017 academic year. The data collection tool developed by Kibble (1999) was used to detect the pre-service teachers’ mental models related to “the electrical conductivity of the metals”. When the students’ responses to the data collection tool and their drawings were examined, it was observed that the evaluation at macro and micro levels was much more suitable. The identified models at macro level with students are the resistance model, flowing the waters model (the straight flow arrow) and the energy model, the plus-minus the electrical charge model and the motion of the electrons model were observed at micro level.

Keywords

• Mental Models,Pre-Service Science Teachers,Electrical Conductivity

References

1. Ayvacı, H., Ş., Bebek, G., Atik, A., Keleş, C., B., & Özdemir, N. (2016). Öğrencilerin Sahip Oldukları Zihinsel Modellerin Modelleme Süreci İçerisinde İncelenmesi: Hücre Konusu Örneği. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 28, 175-188.
2. Bodner, G. M. (1990). Why Good Teaching Fails and Hard Working Students do not Always Succeed. Spectrum, 28(1), 27-32.
3. Borges, A. T. & Gilbert, J. K. (1999). Mental models of electricity. International Journal of Science Education, 21(1), 95-117.
4. Chia-yu, W. (2007). The Role of Mental-modeling Ability, Content Knowledge, and Mental Models in General Chemistry Students’ Understanding about Molecular Polarity (Dissertation of Philosophy). the Faculty of the Graduate School University of Missouri, Columbia.
5. Cohen, R., Eylon, B. & Ganiel, U. (1983). Potential Differences and Current in Simple Electric Circuits: A Study of Students’ Concepts. American Journal of Physics, 51(5), 407-412.
6. Coll, R. K. & Treagust, D. F., (2003). Investigation of Secondary School, Undergraduate and Graduate Learners’ Mental Models of Ionic Bonding, Journal of Research in Science Teaching, 40(5), 464–486.
7. Çepni, S. (2007). Araştırma ve Proje Çalışmalarına Giriş (3. baskı). Trabzon: Üçyol Kültür Merkezi Yayınları.
8. De Posada, J. M. (1997). Conceptions of High School Students Concerning the Internal Structure of Metals and Their Electric Conduction: Structure and Evolution. Science Education, 81(4), 445-467.

9. Giuseppe, F., & Marisa, M. (2011). Pupils' Ideas Exploration on Metal Electrical Transport Models in the Informal Context of an Hands-on Exhibit. Latin American Journal of Physic Education. 6(1), 198-207.
10. Hestenes, D. (1996). Modelling Methodology for Physics Teachers. Proceedings of the International Conference on Undergraduate Physics Education, College Park.
11. Huyugüzel Çavaş, P., & Çavaş, B. (2014). Fen Eğitiminde Duyuşsal Özellikler: Tutum ve Motivasyon. Ş. S. Anagün ve N. Duban (Ed.), Fen bilimleri öğretimi. Ankara: Anı Yayıncılık
12. Jabot, M., & Henry, D. (2007). Mental Models of Elementary and Middle School Students in Analyzing Simple Battery and Bulb Circuits. School Science and Mathematics, 107, 371–381.
13. Jing-Wen, L. (2016). Do Skilled Elementary Teachers Hold Scientific Conceptions and Can They Accurately Predict the Type and Source of Students’ Preconceptions of Electric Circuits? International Journal Of Science and Mathematic Education, 14(2), 287-307.
14. Karacan, H. (2014). Fizik Öğretmenlerinin ve Fizik Öğretmen Adaylarının Elektrik Akımı Konusundaki Zihinsel Modellerinin Belirlenmesi (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
15. Kibble, B. (1999). How do you Picture electricity? Physics Education, 34(4), 226-229.
16. Kurnaz, M. A. (2007). Üniversite 1. Sınıf Seviyesinde Enerji Kavramının Öğrenim Durumlarının Analizi (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
17. Kurnaz, M. A., & Sağlam Arslan, A. (2009). Using the Anthropological Theory of Didactics in Physics: Characterization of the Teaching Conditions of Energy Concept and the Personal Relations of Freshmen to this Concept, Journal of Turkish Science Education, 6(1), 72-88.
18. Kurnaz, M. A., & Sağlam Arslan, A. (2010). Praxeological Analysis of the Teaching Conditions of the Energy Concept. Cypriot Journal of Educational Sciences, 5(4), 233- 242.
19. Lee, Y., & Law, N. (2001). Explorations in Promoting Conceptual Change Electrical Concepts via Ontological Category Shift. International Journal of Science Education, 23(2), 111-149.
20. McDermott, L. C., & Shaffer, P. S. (1992). Research as a Guide for Curriculum Development: An example from Introductory Electricity, Part I: Investigation of Student Understanding. American Journal of Physics, 60(11), 994-1003.
21. MEB. (2013). İlköğretim Kurumları (İlkokullar ve Ortaokullar) Fen Bilimleri Dersi (3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar) Öğretim Programı. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı.
22. Osborne, R. (1983). Towards Modifying Children’s Ideas about Electric Current. Research in Science and Technology Education, 1(1), 73-82.
23. Örnek, F. (2008). Models in Science Education: Applications of Models in Learning and Teaching Science, International Journal of Environmental & Science Education, 3(2), 35–45.
24. Patton, M. Q. (2014). Nitel Araştırma ve Değerlendirme Yöntemleri (Çev: M. Bütün & S. B. Demir). Ankara: Pegem Akademi Yayınları.
25. Psillos, D., Tiberghien, A., & Koumaras, P. (1988). Voltage Presented as a Primary Concept in an Introductory Teaching Sequence on dc Circuits. International Journal of Science Education, 10(1), 29-43.
26. Sencar, S. (2001). Cinsiyetin Dokuzuncu Sınıf Öğrencilerinin Basit Elektrik Devreleri Konusunda Sahip Oldukları Kavram Yanılgılarının Farklı Kategorilerine Etkisi (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
27. Shipstone, D. M. (1984). A Study of Children’s Understanding of Electricity in Simple DC Circuits. European Journal of Science Education, 6(2), 185-198.
28. Vural R. A., & Cenkseven F. (2005). Eğitim Araştırmalarında Örnek Olay (Vaka) Çalışmaları: Tanımı, Türleri, Aşamaları ve Raporlaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi, Burdur Eğitim Fakültesi Dergisi, 6 (10),126-139.
29. Yin, R. K., (2003). Applications of Case Study Research, sage. (2nd edition). CA: Thousand Oaks.
30. Yürümezoğlu, K., & Çökelez, A. (2010). Akım Geçiren Basit Bir Elektrik Devresinde Neler Olduğu Konusunda Öğrenci Görüşleri. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 7(3), 147-166.