Science Teacher Candidates’ Misconceptions on Force and Motion Subjects*

Year 2019, Volume: 21 Issue: 3, 195 - 214, 30.12.2019

Derya Şimşek Mustafa Tolga Yurtcan Özlem Oktay

https://doi.org/10.17556/erziefd.493332

Cited By: 7

Abstract

The purpose
of the study was to determine science teacher candidates’ level of understanding
of some fundamental concepts and their misconceptions in the force and motion
concepts. A force and motion concept test consisting of 20 questions was
administered to 92 sophomores in the department of Science Education at Atatürk
University in the 2016-2017 academic year. A semi-structured interview was
conducted with seven students to examine the reasons for their misconceptions
after the implementation of the concept test. Simple statistical methods were
used in the analysis of the applied test and then the correct answer rate for
each question was calculated. Percentages of students’ answers for each choice
in the questions were determined and misconceptions were identified. Misconceptions
were exposed among students with different prevalence levels. The study shows
that the students have many and quite common misconceptions about the force and
motion concepts. Some suggestions have been made for researchers, trainers and
programmers about overcoming the identified misconceptions.

Keywords

Physics education, force and motion, misconceptions, case study method

Fen Bilgisi Öğretmeni Adaylarının Kuvvet ve Hareket Konularındaki Kavram Yanılgıları

Abstract

Bu çalışmada, fen bilgisi öğretmeni
adaylarının kuvvet ve hareket konularındaki bazı temel kavramları anlayışları
ve bu konularla ilgili kavram yanılgılarının tespit edilmesi amaçlanmıştır. 2016-2017
eğitim öğretim yılında Atatürk Üniversitesi Fen Bilgisi Öğretmenliği ikinci
sınıfında öğrenim gören 92 öğrenciye, 20 sorudan oluşan kuvvet ve hareket
başarı testi (KHBT) uygulanmıştır. Öğrencilerin sahip oldukları kavram
yanılgılarının nedenlerini belirlemek için başarı testi sonrası yedi öğrenci
ile yarı yapılandırılmış bir mülakat yapılmıştır. Araştırmada uygulanan testin
analizinde basit istatistiksel yöntemler kullanılmış ve uygulanan testteki her
bir sorunun öğrenciler tarafından doğru cevaplanma oranı hesaplanarak tablo
halinde sunulmuştur. Öğrencilerin sorulardaki bütün şıklara verdikleri
cevapların yüzdeleri belirlenmiş ve kavram yanılgıları tespit edilmiştir. Araştırma
kapsamındaki öğrenciler arasında farklı yaygınlık düzeylerine sahip kavram yanılgıları
tespit edilmiştir. Bu çalışmada öğrencilerin kuvvet ve hareket konuları ile
ilgili olarak, çok sayıda ve oldukça yaygın kavram yanılgılarına sahip
oldukları görülmektedir. Tespit edilen kavram yanılgılarının giderilmesi
konusunda araştırmacılara, eğitimcilere ve programcılara yönelik birtakım
önerilerde bulunulmuştur.

Keywords

Fizik eğitimi, kuvvet ve hareket, kavram yanılgıları, örnek olay yöntemi

References

• Al-Hassani, S. T. S., Woodcock, E., & Saoud, R. (2006). 1001 inventions: Muslim heritage in our world (2nd ed.). Manchester, UK: Foundation for Science Technology and Civilisation.
• Aykutlu, I., & Şen, A. (2011). Using analogies in determining and overcoming high school students’ misconceptions about electric current. Necatibey Faculty of Education Electronic Journal of Science and Mathematics Education, 5(2), 221-250.
• Bani-Salameh, H. N. (2016). How persistent are the misconceptions about force and motion held by college students? Physics Education, 52(014003), 1-7.
• Bloom, B. S., Engelhart, M. D., Furst, E., Hill, W., & Krathwohl, D. (1956). Taxonomy of educational objectives. The Classification of educational goals, Handbook I: Cognitive domain. Michigan, USA: David McKay.
• Bodner, G. M. (1986). Constructivism: A theory of knowledge. Journal of Chemical Education, 63(10), 873-878.
• Brown, D. E. (1989). Students' concept of force: The importance of understanding Newton's third law. Physics Education, 24(6), 353-358.
• Büyükkasap, E., Düzgün, B., & Ertuğrul, M. (2001). Lise öğrencilerinin ışık hakkındaki yanlış kavramları. Milli Eğitim Dergisi, 149, 32-35.
• Büyükkasap, E., Düzgün, B., Ertuğrul, M., & Samancı, O. (1998). Bilgisayar destekli fen öğretiminin kavram yanılgıları üzerine etkisi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 6(2), 59-66.
• Büyüköztürk, S., Kılıç Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2015). Bilimsel araştırma yöntemleri (19. Baskı). Ankara: Pegem Akademi.
• Clement, J. (1982). Students’ preconceptions in introductory mechanics. American Journal of Physics, 50(1), 66-71.
• Çepni, S. (1997). Fizik öğretmen adaylarının temel terimlerdeki yanılgılarının akademik başarılarına etkileri. Milli Eğitim Dergisi, 38, 26-28.
• Çetin, O., & Günay, Y. (2007). Fen öğretiminde yapılandırmacılık kuramının öğrencilerin başarılarına ve bilgiyi yapılandırmalarına olan etkisi. Eğitim ve Bilim, 32(146), 24-38.
• Cevik, E. E., & Kurnaz, M. A. (2019). Analysis of the responses of science teacher candidates to force concept inventory by concentration factor. Universal Journal of Educational Research, 7(1), 111-117.
• Coştu, B., Ünal, S., & Ayas, A. (2007). Günlük yaşamdaki olayların fen bilimleri öğretiminde kullanılması. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(1), 197-207.
• Demirçalı, S. (2006). Üniversite öğrencilerinin kuvvet ve hareket kavramlarını algılamaları üzerine bir çalışma. Yüksek lisans tezi, Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi'nden edinilmiştir. (Tez No. 181713)
• Dönmez Usta, N., & Kasap, G. (2013). 2000-2012 yılları arasında Türkiye’de kuvvet ve hareket konusuna yönelik yapılan çalışmalar. Bayburt Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(2), 76-91.
• Gönen, S. (2008). A study on student teachers’ misconceptions and scientifically acceptable conceptions about mass and gravity. Journal of Science Education and Technology, 17(1), 70-81.
• Güneş, B. (2017). Doğru bilinen yanlışlardan, yanlış bilinen doğrulara: Fizikte Kavram yanılgıları. Ankara: Palme.
• Halloun, I. A., & Hestenes, D. (1985). The initial knowledge state of college physics students. American Journal of Physics, 53(11), 1043-1055.
• Halloun, I., Hake, R., Mosca, E., & Hestenes, D. (1995). Force concept inventory [Multiple-choice test]. 05.02.2018 tarihinde http://modeling.asu.edu/R&E/Research.html adresinden alınmıştır.
• Hançer, A. H., Şensoy, O. & Yıldırım, H. I. (2003). İlköğretimde çağdaş Fen Bilgisi öğretiminin önemi ve nasıl olması gerektiği üzerine bir değerlendirme. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(1), 80-88.
• Harris, J., George, N. R., Hirsh-Pasek, K., & Newcombe, N. S. (2018). Where will it go? How children and adults reason about force and motion. Cognitive Development, 45, 113-124.
• Hestenes, D., Wells, M., & Swackhamer, G. (1992). Force concept inventory. The physics teacher, 30(3), 141-158.
• Kahveci, O., & Kantarlı, K. (2008). The effect of introductory physics course on the conceptual understanding of newtonian mechanics of the first year undergraduate students. Anadolu University Journal of Science and Technology, 9(1), 41-50.
• Koponen, I. T., & Huttunen, L. (2013). Concept development in learning physics: the case of electric current and voltage revisited. Science & Education, 22(9), 2227-2254.
• Krause, S., Kelly, J., Corkins, J., Tasooji, A., & Purzer, S. (2009). Using students' previous experience and prior knowledge to facilitate conceptual change in an introductory materials course. In Frontiers in Education Conference, 39th IEEE. doi: 10.1109/FIE.2009.5350761
• Kuru, İ., & Güneş, B. (2005). Lise 2. sınıf öğrencilerinin kuvvet konusundaki kavram yanılgıları. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25(2), 1-17.
• Küçüközer, A. (2009). Vektörler hakkında öğrencilerin alternatif fikirleri. E-Journal of New World Sciences Academy Education Sciences, 4(1), 84-98.
• Mazur, E. (1996). Peer instruction: A user's manual. New Jersey, USA: Addison-Wesley.
• MEB. (2017). İlköğretim kurumları (ilkokullar ve ortaokullar) fen bilimleri dersi (3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı. Ankara, Türkiye: Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları.
• Piaget, J. (1977). The development of thought: equilibrium of cognitive structures. New York: Viking.
• Poutot, G., & Blandin, B. (2015). Exploration of students’ misconceptions in mechanics using the FCI. American Journal of Educational Research, 3(2), 116-120.
• Savinainen, A., & Scott, P. (2002). Using the Force Concept Inventory to monitor student learning and to plan teaching. Physical Education, 37(1), 53-58.
• Şahin, S., & Karamustafaoğlu, O. (2016). The images of primary school students on force and motion concepts. Turkish Journal of Teacher Education, 5(1), 49-67.
• Tekkaya, C., Çapa, Y., & Yılmaz, Ö. (2000). Biyoloji öğretmen adaylarının genel biyoloji konularındaki kavram yanılgıları. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18(18), 140-147.
• Temizkan, D. (2003). The effect of gender on different categories of students' misconceptions about force and motion. Yüksek lisans tezi. http://library.metu.edu.tr adresinden alınmıştır.
• TTKB. (2005). İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programı (6, 7, 8. Sınıflar). Ankara, Türkiye: Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
• Vosniadou, S., & Skopeliti, I. (2014). Conceptual change from the framework theory side of the
• fence. Science & Education, 23(7), 1427-1445.
• Yağbasan, R., & Gülçiçek, Ç. (2003). Fen öğretiminde kavram yanılgılarının karakteristiklerinin tanımlanması. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(13), 102-120.
• Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2005). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri (5. baskı). Ankara: Seçkin.
• Yürük, N., & Çakır Sıla, Ö. (2000). Lise öğrencilerinde oksijenli ve oksijensiz solunum konusunda görülen kavram yanılgılarının saptanması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18(18), 185-191.
• Zhou, S., Zhang, C., & Xiao, H. (2015). Students’ understanding on Newton’s third law in identifying the reaction force in gravity interactions. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 11(3), 589-599.