Determination of Preservice Science Teachers’ Reasoning Skills By Means of TIMSS Questions

Year 2019, Volume: 7 Issue: 1, 27 - 50, 24.06.2019

Rabia Çimen Feride Ercan Yalman

Abstract

This study aimed to determine science teacher candidates’ reasoning skills by using TIMSS items. In this context, the sub-dimensions of the reasoning skills of the teacher candidates were examined in detail according to the grade level. Implementation was conducted with the participation of 116 teacher candidates from Uşak University Faculty of Education Science Teaching Department. The study was obtained in accordance with the survey model, which is the sub-dimension of quantitative research. In line with the survey model, the data for the study were collected by using the achievement test composed of reasoning items included in TIMSS. Data were analyzed with ANOVA and Kruskal Wallis test. It was found that first-year teacher candidates’ skills were low and reasoning skills improved in the dimension of proportional reasoning as school year increased. Second-year teacher candidates’ ratio was lower in the dimension of integrative thinking while third-year teacher candidates’ probabilistic thinking dimension was found to be low. Although mean descriptive statistics were not high, a significant difference was identified in the associational/ associative thinking dimension across school years. The study included suggestions to improve teacher candidates’ logical thinking reasoning skills

Keywords

TIMSS, reasoning, science teacher candidates

TIMSS Soruları ile Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Akıl Yürütme Becerilerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu araştırmada TIMSS soruları aracılığıyla fen bilgisi öğretmen adaylarının akıl yürütme becerilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda öğretmen adaylarının akıl yürütme becerilerinin alt boyutları sınıf düzeyine göre ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Uşak Üniversitesi Fen Bilgisi Öğretmenliği bölümündeki 116 öğretmen adayı çalışma grubunu oluşturmaktadır. Çalışma, nicel araştırma yaklaşımlarından tarama modeline göre tasarlanmıştır. TIMSS’de yer alan akıl yürütme sorularından oluşan test, öğretmen adaylarına veri toplama aracı olarak uygulanmıştır. Veriler tek faktörlü varyans analizi ANOVA ve Kruskal Wallis testleri ile analiz edilmiştir. Araştırma bulgularında akıl yürütmenin alt boyutu olan orantısal düşünmede sınıf düzeyi arttıkça orantısal düşünme becerisinin artış gösterdiği görülmüştür. Ayrıca katılımcıların akıl yürütme becerisindeki ortalamaları yüksek olmamakla birlikte, sınıflara göre boyutlar arasında ilişkisel düşünme boyutunda istatistiksel olarak anlamlı farka ulaşılmıştır. Testin çoğu boyutunda 1. sınıf öğretmen adaylarının akıl yürütme becerilerinin örneklemdeki diğer gruplara göre daha düşük olduğu bir diğer araştırma sonucudur. Elde edilen bulgular ışığında öğretmen adaylarının akıl yürütme becerilerini geliştirebilmek için öğrenme ortamlarında akıl yürütme etkinliklerine daha fazla yer ayrılması gerektiğine yönelik önerilerde bulunulmuştur

Keywords

TIMSS, akıl yürütme, fen bilimleri öğretmen adayları

References

• Abazaoğlu, İ. (2014). Fen bilgisi öğretmen ve öğrenci özelliklerinin öğrenci fen başarısı ile ilişkisi: TIMSS 2011 verilerine göre bir durum analizi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Abazaoğlu, İ. (2016). Öğrencilerin fen başarılarını etkileyen bazı faktörler: TIMSS 2011 verilerine göre öğretmen düzeyinde incelenmesi. Uşak Üniversitesi Eğitim Araştırmaları Dergisi, 2(3), 1-16.
• Abazaoğlu, İ. & Aztekin, S. (2015). Öğretmen moral ve motivasyonlarının öğrencilerin fen ve matematik başarılarına etkisi (Singapur, Japonya, Finlandiya ve Türkiye). International Congress on Education for the Future: Issues and Challenges 13-15 May 2015. Ankara.
• Abazaoğlu, İ. & Taşar, M.F. (2016). Fen bilgisi öğretmen özelliklerinin öğrenci fen başarısı ile ilişkisi: TIMSS 2011 verilerine göre bir durum analizi (Singapur, Güney Kore, Japonya, İngiltere, Türkiye). İlköğretim Online, 15(3), 922-945.
• Abazaoğlu, İ., Yatağan, M., Yıldızhan, Y., Arifoğlu, A. & Umurhan, H. (2015). Öğrencilerin matematik başarısının uluslararası fen ve matematik eğilimleri araştırması sonuçlarına göre değerlendirilmesi. Turkish Studies-International Periodical For The Languages, Literature and History of Turkish or Turkic, Volume 10/7, 33-50.
• Abazaoğlu, İ., Yıldızhan, Y. & Yıldırım, O. (2014). TIMSS 2011 Türkiye 8. sınıf fen bilimleri sonuçlarının değerlendirilmesi. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 3(1), 278-287.
• Aker, Y. (2018). Bilişsel gelişim nedir? 23 Nisan 2018 tarihinde http://www.ankaracocukpsikologu.com/?pnum=7& adresinden alındı.
• Alpar, R. (2011). Uygulamalı Çok Değişkenli İstatistiksel Yöntemler. Ankara: Detay Yayınları.
• Atar, H.Y. (2014). Öğretmen niteliklerinin TIMSS 2011 fen başarısına çok düzeyli etkileri. Eğitim ve Bilim, 39(172), 121-137.
• Ateş, S. & Bahar, M. (2002). Araştırmacı fen öğretimi yaklaşımıyla sınıf öğretmenliği 3. sınıf öğrencilerinin bilimsel yöntem yeteneklerinin geliştirilmesi. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, 16-18 Eylül 2002, Ankara.
• Ateş, S. (2005). Öğretmen adaylarının değişkenleri belirleme ve kontrol etme yeteneklerinin geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25(1), 21-39.
• Aydın, N. & Yılmaz, A. (2010). Yapılandırıcı yaklaşımın öğrencilerin üst düzey bilişsel becerilerine etkisi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 39, 57-68.
• Aydoğdu, B., Tatar, N., Yıldız, E. & Buldur, S. (2012). İlköğretim öğrencilerine yönelik bilimsel süreç becerileri ölçerinin geliştirilmesi. Kuramsal Eğitimbilim Dergisi, 5(3), 292-311.
• Aydoğdu, B., Yıldız, E., Akpınar, E. & Ergin, Ö. (2007). Fen bilgisi öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerilerini etkileyen etmenlerin incelenmesi. Çağdaş Eğitim Dergisi. 32(346), 21-27.
• Bağcı Kılıç, G., Yardımcı, E. & Metin, D. (2009). Fen öğretiminde değişkenler nasıl adlandırılabilir? Abant İzzet Baysal Üniversitesi Dergisi, 9(2), 13-27.
• Bal İncebacak, B. & Ersoy, E. (2016). 7. sınıf öğrencilerinin matematiksel muhakeme becerilerinin TIMMS’e göre analizi. Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 9(46), 474-481.
• Barr, B.B. (1994). Research on problem solving: Elementary school. In: D.L. Gabel (Ed.), Handbook of Research on Science Teaching and Learning. (pp. 237-247). New York, McMillan, A Project of the National Science Teacher Association.
• Başusta, N.B. & Gelbal, S. (2015). Gruplararası karşılaştırmalarda ölçme değişmezliğinin test edilmesi: PISA öğrenci anketi örneği. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 30(4), 80-90.
• Bayraktar, Ş. (2010). Uluslararası fen ve matematik çalışması (TIMSS 2007) sonuçlarına göre Türkiye’de fen eğitiminin durumu: Fen başarısını etkileyen faktörler. Selçuk Üniversitesi Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 30, 249-270.
• Bayram, H., Patlı, U.H. & Savcı, H. (1998). Öğrenme halkası modeli ve lise 1 öğrencilerinin mantıksal düşünme yetenekleri ile kimya dersine karşı olan tutumları arasındaki ilişki. Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 10, 21-30.
• Bekiroğlu, F. (2004). Ne kadar başarılı? Klasik ve alternatif ölçme-değerlendirme yöntemleri: Fizikte uygulamalar (1. Baskı). Ankara: Nobel Yayın Dağıtım.
• Bilgin, İ. & Ateş, S. (2004). İlköğretim bölümü öğrencilerinin mantıksal düşünme yeteneklerinin alan ve cinsiyet eğitimi açısından karşılaştırılması. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 1(8), 17- 27.
• Bozdoğan, A. (2007). Fen bilgisi öğretiminde çalışma yaprakları ile öğretimin öğrencilerin fen bilgisi tutumuna ve mantıksal düşünme becerilerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Adana.
• Büyüköztürk, Ş., Çakan, M., Tan, Ş. & Atar, H.Y. (2014). TIMSS 2011 ulusal matematik ve fen raporu: 8. sınıf. Milli Eğitim Bakanlığı Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü (YeğiTek), Ankara.
• Büyüköztürk, Ş., Kılıç Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. & Demirel, F. (2017). Bilimsel Araştırma Yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
• Ceylan, E. & Berberoğlu, G. (2007). Öğrencilerin fen başarısını açıklayan etmenler: Bir modelleme çalışması. Eğitim ve Bilim, 32(144), 36-48.
• Çelebi, N., Güner, H., Taşcı Kaya, G. & Korumaz, M. (2014). Neoliberal eğitim politikaları ve eğitimde fırsat eşitliği bağlamında uluslararası sınavların (PISA, TIMSS VE PIRLS) analizi. Tarih Kültür ve Sanat Araştırmaları Dergisi, 3(3), 33-75.
• Çelen, F.K., Çelik, A. & Seferoğlu, S.S. (2011). Türk eğitim sistemi ve PISA sonuçları. Akademik Bilişim, 2(4), 1-9.
• Çepni, S. & Ormancı, Ü. (2016). PISA ve TIMSS Mantığını ve Sorularını Anlama. Salih Çepni. (Edt.). TIMSS Uygulamalarının tanıtımı, Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
• Dewi, S.P., Rustaman, N. & Sriyati, S. (2017). The analysis of students’ reasoning skill in Palembang. Journal of Biology Education, 6(3), 317-325.
• EARGED (2003). TIMSS-R: Third international mathematics and science studyrepeat/üçüncü uluslararası matematik ve fen araştırmasının tekrarı- uluslararası ölçme ve değerlendirme çalışmaları. Ankara: MEB Eğitim Araştırma ve Geliştirme Dairesi.
• EARGED (2008). TIMSS 2007 Türkiye raporu. Ankara: MEB.
• Erdem, E., Yılmaz, A., Atav, E. & Gücüm, B. (2004). Öğrencilerin madde konusunu anlama düzeyleri, kavram yanılgıları, fen bilgisine karşı tutumları ve mantıksal düşünme düzeylerinin araştırılması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27, 74-82.
• Eş, H. & Sarıkaya, M. (2010). Türkiye ve İrlanda fen öğretimi programlarının karşılaştırılması. İlköğretim Online, 9(3), 1092-1105.
• Güner, N., Sezer, R. & Akkuş İspir, O. (2013). İlköğretim ikinci kademe öğretmenlerinin TIMSS hakkındaki görüşleri. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33, 11-29.
• Hwang, J., Runnalls, C., Bhansali, S., Navaandamba, K. & Choi, K.M. (2017). “Can I do well in mathematics reasoning?” comparing us and Finnish students’ attitude and reasoning via TIMSS 2011. Educational Research and Evaluation, 23 (7-8), 328-348.
• İpek, J., Yılmaz Turgut, G. & Tunga, Y. (2016). Matematik öğretmen adaylarının PISA ve TIMSS sınavları hakkındaki görüşleri. International Journal of Innovative Research in Education, 3(1), 32-41.
• Jones, L.R., Wheeler, G. & Centurino, V.A.S. (2015). TIMSS 2015 Science Framework. In I. V. S. Mullis & M. O. Martin. (Eds.). TIMSS 2015 assessment frameworks (Chapter 2). Chestnut Hill, MA: Routledge, Routledge. Retrieved from http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/frameworks.html
• Karadağ, E., Deniz, S., Korkmaz, T. & Deniz, G. (2008). Yapılandırmacı öğrenme yaklaşımı: Sınıf öğretmenleri görüşleri kapsamında bir araştırma. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 21(2), 383-402.
• Karamustafaoğlu, O. & Sontay, G. (2012). Bir TIMSS sınavının ardından: TIMSS 2011’e katılan öğrenci ve uygulayıcı öğretmenlerin görüşleri. X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitim Kongresi, 27-30 Haziran 2012, Niğde.
• Kılıç, D. & Sağlam, N. (2009). Öğrencilerin mantıksal düşünme yeteneklerinin bazı değişkenler açısından incelenmesi. Ege Eğitim Dergisi, 10(2), 23-38.
• Küçük, A., Şengül, S. & Katrancı, Y. (2014). İlköğretim matematik öğretmeni adaylarının TIMSS hakkındaki görüşleri: Kocaeli üniversitesi örneği. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 3(1), 2146-9199.
• Lawson, A.E. (1985). A review of research on formal reasoning a science teaching. Journal of Research in Science Teaching, 22(7), 569-617.
• Lay, Y.F. & Chandrasegaran, A.L. (2016). The predictive effects of motivation toward learning science on TIMSS grade 8 students’ science achievement: A comparative study between Malaysia and Singapore. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 12(12), 2949-2959.
• Lehrer, R. & Schauble, L. (2006). Cultivating model-based reasoning in science education. In R. K. Sawyer (Ed.), The Cambridge handbook of: The learning sciences, (pp. 371- 387). New York, NY, US: Cambridge University Press.
• Martin, M.O., Mullis, I.V.S., Foy, P. & Stanco, G. M. (2012). TIMSS 2011 international science report: Findings from IEA’s trends in international mathematics and science study at the fourth and eighth grades. Chestnut Hill, MA: TIMSS & PIRLS International Study Center, Boston College.
• Mullis, I.V.S. & Martin, M.O. (Eds.). (2013). TIMSS 2015 Assessment Frameworks. Chesnut Hill, MA: TIMSS & PIRLS International Study Center, Lynch School of Education, Boston College and International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA).
• Mullis, I.V.S., Martin, M.O., Ruddock, G.J., O’Sullivan, C.Y. & Preuschoff, C. (2009).
• TIMSS 2011 assessment frameworks. Chestnut Hill, MA: TIMSS & PIRLS International Study Center, Boston College.
• Oral, I. & McGivney, E. (2013). Türkiye’de matematik ve fen bilimleri alanlarında öğrenci performansı ve başarının belirleyicileri. Eğitim Reformu Girişimi, TIMSS.
• Özer, Y. & Anıl, D. (2011). Öğrencilerin fen ve matematik başarılarını etkileyen faktörlerin yapısal eşitlik modeli ile incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 41, 313-324.
• Özgün Koca, S.A. & Şen, A.İ. (2002). 3. uluslararası matematik ve fen bilgisi çalışmasıtekrar sonuçlarının Türkiye için değerlendirilmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23, 145-154.
• Öztürk, D. & Uçar, S. (2010). TIMSS verileri kullanılarak Tayvan ve Türkiye’deki 8. sınıf öğrencilerinin fen başarısına etki eden faktörlerin belirlenmesi ve karşılaştırılması. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 19(3), 241-256.
• Pentin, A., Kovaleva, G., Davydova, E. & Smirnova, E. (2018). Science education in Russian schools as assessed by TIMSS and PISA. Theoretical and Applied Research, 1, 79-109.
• Provasnik, S., Malley, L., Stephens, M., Landeros, K., Perkins, R. & Tang, J.H. (2016). Highlights from TIMSS and TIMSS advanced 2015: Mathematics and science achievement of U.S. students in grades 4 and 8 and in advanced courses at the end of high school in an international context (NCES 2017-002). U.S. Department of Education, National Center for Education Statistics. Washington, DC. Retrieved from http://nces.ed.gov/pubsearch.
• Reddy, V. (2005). Cross-national Achievement studies: Learning from South Africa’s participation in the trends in international mathematics and science study (TIMSS). Compare, 35(1), 63-77.
• Rindermann, H. & Baumeister, A.E.E. (2014). Validating the interpretations of PISA and TIMSS: A rating study. International Journal of Testing, 15(1), 1-22.
• Said, Z. (2016). Science education reform in Qatar: Progress and challenges. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 12(8), 2253-2265.
• Savant, M. (1997). The Power of Logical Thinking. New York: St. Martin’s Press.
• Sert Çıbık, A. (2006). Proje tabanlı öğrenme yaklaşımının fen bilgisi dersinde öğrencilerin mantıksal düşünme becerilerine ve tutumlarına etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Adana.
• Suhandi, A. & Nugraha, M.G. (2017). Development of reasoning test ınstruments based on TIMSS framework for measuring reasoning ability of senior high school student on the physics concept. Journal of Physics: Conference Series, 812(1), Article id. 012108.
• Şişman, M., Acat, M. B., Aypay, A. & Karadağ, E. (2011). TIMSS 2007 Ulusal Matematik ve Fen Raporu: 8. Sınıflar. Milli Eğitim Bakanlığı (EARGED), Ankara.
• Tanık Önal, N., Büyük, U., Saraçoğlu, S. (2018). Fen bilgisi öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerileri. Eğitim Bilimleri Dergisi, 47(47), 69-84.
• Taşdere, A. & Ercan, F. (2009). Identifying the skills of classroom teacher candidates in identification and control of variables by using various assessment tools, World Conference on Educational Sciences, Near East University, North Cyprus, 4-7 February.
• Tekbıyık, A. & İpek, C. (2007). Sınıf öğretmeni adaylarının fen bilimlerine yönelik tutumları ve mantıksal düşünme becerileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4(1), 102-117.
• Temel, S. & Morgil, İ. (2007). Kimya eğitiminde laboratuarda problem çözme uygulamasının öğrencilerin bilimsel süreç becerilerine ve mantıksal düşünme yeteneklerine etkisi. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 22, 89-97.
• Temiz, B.K. & Tan, M. (2009). Lise 1. sınıf öğrencilerinin değişkenleri belirleme ve hipotez kurma becerileri. Kastamonu Eğitim Dergisi, 17(1), 195-202.
• Thomson, S., Wennert, N., O’Grady, E. & Rodrigues, S. (2016). TIMSS 2015: A first look at Australia’s results. Retrieved from Victoria: http://research.acer.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=1000&context=timss_2019
• Umay, A. (2003). Matematiksel muhakeme yeteneği. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 24, 234-243.
• Utomo, A.P., Narulita, E. & Shimizu, K. (2018). Diversifıcation of reasoning science test items of TIMSS grade 8 based on higher order thinking skills: A case study of Indonesian students. Journal of Baltic Science Education, 17(1), 152-161.
• Utomo, A.P., Narulita, E., Yuana, K., Fikri, K. & Wahono, B. (2018). Students’ errors in solving science reasoning-domain of trends in international mathematics and science study (TIMSS). Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 7(1), 48-53.
• Uzun, S., Bütüner, S.Ö. & Yiğit, N. (2010). A comparison of the results of TIMSS 1999- 2007: The most successful five countries-Turkey sample. Elementary Education Online, 9(3), 1174-1188.
• Ünal, H. (2003). Öğrenme halkası yönetiminin fen bilgisi dersi maddelerin sınıflandırılması ve dönüşümleri konusunun öğretilmesinde başarıya etkisi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi. Marmara Üniversitesi, İstanbul.
• Yaman, S. & Karamustafaoğlu, S. (2006). Öğretmen adaylarının mantıksal düşünme becerileri ve kimya dersine yönelik tutumlarının incelenmesi. Erzincan Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(1), 91-106.
• Yaman, S. (2005). Fen bilgisi öğretiminde probleme dayalı öğrenmenin mantıksal düşünme becerisinin gelişimine etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 2(1), 56-70.
• Yayan, B. (2009). Uluslararası matematik ve fen çalışması (TIMSS 2007) ve Türk öğrencilerin TIMSS 2007’deki matematik performanslarının değerlendirilmesi. Cito Eğitim: Kuram ve Uygulama Dergisi, 3, 39-52.
• Yıldırım, A., Özgürlük, B., Parlak, B., Gönen, E. & Polat, M. (2016). TIMSS 2015 Ulusal Matematik ve Fen Ön Raporu: 4. ve 8. Sınıflar. Milli Eğitim Bakanlığı, Ölçme, Değerlendirme ve Sınav Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Yücel, C. & Karadağ, E. (2016). TIMSS 2015 Türkiye: Patinajdaki eğitim. Eskişehir: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Eğitim Fakültesi. 17 Şubat 2018 tarihinde http://www.egitim.ogu.edu.tr/files/1Z5_TIMSS_2015.pdf adresinden alındı.