High School Students’ User Skills Concerning Force and Motion Graphs

Year 2023, Volume: 43 Issue: 1, 211 - 242, 28.04.2023

Betül Şeyma Yeltekin Atar , Işıl Aykutlu

https://doi.org/10.17152/gefad.1205369

Abstract

In this study, the aim was to examine Year 11 students’ skills of reading-interpreting and drawing graphs of force and motion and to lay bare the relationship between graph reading-interpretation and drawing graphs. Conducted in the survey model, the study was realised with the participation of 209 Year 11 students studying at Anatolian high schools in Ankara. Graph Reading and Interpretation Skills Test (GRIST) which includes 13 multiple-choice items and Graph Drawing Skills Form (GDSF) which includes 5 open-ended items were used as data collection tools. At the end of the study, it was determined that students have an intermediate level of success in reading and interpreting graphs while they have a low level of success in drawing graphs. It was concluded that students’ graph reading and interpretation skills and their graph drawing skills are related to one another.

Keywords

graph reading-interpretation, graph drawing, physics education

Lise Öğrencilerinin Kuvvet ve Hareket Konusuna Yönelik Grafik Kullanma Becerileri

Abstract

Araştırmada, kuvvet ve hareket konusuna yönelik lise 11. sınıf öğrencilerinin grafik okuma-yorumlama ile grafik çizme becerilerini incelenmesi ve grafik okuma-yorumlama ve grafik çizme arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarmak amaçlanmıştır. Tarama modeli ile yürütülen çalışma, Ankara il merkezinde yer alan Anadolu Liselerinde öğrenim gören toplam 209 11. sınıf öğrencisi ile gerçekleştirilmiştir. Araştırmada veri toplama aracı olarak 13 maddeden oluşan çoktan seçmeli Grafik Okuma ve Yorumlama Beceri Testi (GOYBT) ve beş maddeden oluşan açık uçlu Grafik Çizme Beceri Formu (GÇBF) kullanılmıştır. Araştırmanın sonucunda, öğrencilerin grafik okuma ve yorumlamada orta düzeyde, grafik çizmede ise düşük düzeyde başarı gösterdikleri belirlenmiştir. Araştırmada, öğrencilerin grafik okuma ve yorumlama becerileri ile grafik çizme becerileri birbirleri ile ilişkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Keywords

grafik okuma-yorumlama, grafik çizme, fizik eğitimi

References

• Ateş, S. & Stevens J. T. (2003). Teaching line graphs to tenth grade students having different cognitive developmental levels by using two different ınstructional modules. Research in Science and Technological Education, 21(1), 55-56. https://doi.org/10.1080/02635140308339
• Aydın, A. & Tarakçı F. (2018). Fen bilimleri öğretmen adaylarının grafikleri okuma, yorumlama ve hazırlama becerilerinin incelenmesi. İlköğretim Online, 17(1), 469-488. https://doi.org/10.17051/ilkonline.2018.413806
• Barrett, J.P. & Goldsmith, L. (1976). When is n sufficiently large?, The American Statistican, 30(2), 67-70.
• Bayazıt, İ. (2011). Öğretmen adaylarının grafikler konusundaki bilgi düzeyleri. Gaziantep Üniversitesi, Sosyal Bilimler Dergisi, 10(4), 1325-1346.
• Beichner, R. (1994).Testing student interpretation of kinematics graphs. American Journal of Physics, 62, 750-762. https://doi.org/10.1119/1.17449
• Bektaşlı, B. (2006). The relationships between spatial ability, logical thinking, mathematics performance and kinematics graph interpretation skills of 12th grade physics students [Unpublished master’s thesis]. The Ohio State University, Ohio. UMI Number: 3226336.
• Beler, Ş. (2009). İlköğretim 8. sınıf öğrencilerinin fotosentez konusu ile ilgili grafikleri okumada ve yorumlamada karşılaştıkları güçlüklerin belirlenmesi (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Türkiye.
• Berg, C. A., & Philips, D.G. (1994). An investigation of the relationship between logical thinking and the ability to construct and interpret line graphs. Journal of Research in Science Teaching, 31(4), 323 – 344.
• Bozkurt, E. (2008). Fizik eğitiminde hazırlanan bir sanal laboratuvar uygulamasının öğrenci başarısına etkisi. (Yayımlanmamış doktora tezi). Selçuk Üniversitesi, Konya, Türkiye.
• Bütüner, S. Ö. & Uzun, S. (2011). Fen öğretiminde karşılaşılan matematik temelli sıkıntılar: Fen ve teknoloji öğretmenlerinin tecrübelerinden yansımalar. Kuramsal Eğitimbilim, 4(2), 262.
• Büyüköztürk, Ş. (2007). Deneysel desenler. Ankara: Pegem Akademi.
• Capraro, M. M., Kulm, G. & Capraro, R. M. (2005). Middle grades: Misconceptions in statistical thinking. School Science and Mathematics, 105(4), 165–174. https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.2005.tb18156.x
• Charpenter, P. A. & Shah, P. (1998). A model of the perceptual and conceptual processes in graph comprehension. Journal of Experimental Psychology: Applied, 4(2), 75-100. https://doi.org/10.1037/1076-898X.4.2.75
• Christensen, L. B., Jonson R. B. & Turner L. A. (2015). Araştırma yöntemleri desen ve analiz [Research methods design and analysis]. Aypay A. (Ed.). Ankara: Anı Yayıncılık.
• Crocker, L. & Algina, J. (2006). Introduction to classical and modern test theory. USA: Cengage Learning.
• Çelik, D. & Sağlam-Arslan, A. (2012). Öğretmen adaylarının çoklu gösterimleri kullanma becerilerinin analizi. İlköğretim Online, 11(1), 239-250.
• Demirci N. & Uyanık F., (2009). Onuncu sınıf öğrencilerinin grafik anlama ve yorumlamaları ile kinematik başarıları arasındaki ilişki. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED),3(2), 22-51.
• Disessa, A. A., Hammer, D., Sherin, B. & Kolpakowski, T. (1991). Inventing graphing: Meta representational expertise in children. Journal of Mathematical Behavior, 10, 117–160.
• Döyen, A. G., Çetinol, A., Erbek, E., Turan, M., Alagöz, N. E, & Özübek, U. (2018). Ortaöğretim Fizik 11 ders kitabı. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları.
• Ercan, O., Coştu, F., & Coştu, B. (2018). Öğretmen adaylarının grafik çiziminde karşılaştıkları güçlüklerin belirlenmesi. Kastamonu Education Journal, 26(6), 1929-1938. https://doi.org/10.24106/kefdergi.2227
• Eryılmaz-Toksoy, S. (2020). 11. Sınıf öğrencilerinin hareket türlerini açıklama ve ilgili grafikleri çizme, yorumlama bilgilerinin incelenmesi. Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 20(3), 1423-1441. https://dx.doi.org/10.17240/aibuefd.2020..-618011
• Friel, S. N., Curcio, F. R. & Bright, G. W. (2001). Making sense of graphs: Critical factors influencing comprehension and instructional implications, Journal of Research in Mathematics Education, 32(2), 124-158.
• Friel, S. N., & Bright, G. W. (1995). Graph knowledge: Understanding how students interpret data using graphs. Annual Meeting of North American Chapter of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, ERIC Document No: 391 661. Columbus, Ohio.
• Gabel, D.L. (1993). Introductory science skills. Prospect Heights, IL: Waveland Press, Inc.
• Glazer, N. (2011). Challenges with graph interpretation: a review of the literature, Studies in Science Education, 47(2), 183-210. https://doi.org/10.1080/03057267.2011.605307
• Gültekin, C. & Nakiboğlu, C. (2016). Ortaöğretim kimya ders kitaplarının grafikler ve grafiklerle ilgili aktiviteler açısından incelenmesi. Dumlupınar Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 43, 211-222.
• Gültekin, C. (2009). Ortaöğretim 9. sınıf öğrencilerinin çözeltiler ve özellikleri ile ilgili grafik çizme okuma ve yorumlama becerilerinin incelenmesi (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir, Türkiye.
• Gültekin, C. (2014). Ortaöğretim öğrencileri ile üniversite öğrencilerinin hal değişimi, çözeltiler ve çözünürlük konuları ile ilgili grafik çizme okuma ve yorumlama becerilerinin karşılaştırılması (Yayımlanmamış doktora tezi). Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir, Türkiye.
• Gür, M. & Yılmaz, Ş. (2018). Ortaöğretim fizik ders kitabı 11.Ankara: Tutku Yayıncılık.
• Hadjidemetriou, C., & Williams, J.S. (2002). Children’s graphical conceptions. Research in Mathematics Education, 4,69-87. https://doi.org/10.1080/14794800008520103
• Hale, P.L. (1996). Building conceptions and repairing misconceptions in student understanding of kinematic graphs-using student discourse in calculator based laboratories (Doctoral dissertation). Oregon State University.
• Karasar, N. (2002). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Nobel Yayınları.
• Kaynar, Y. & Halat, E. (2012). Sekizinci sınıf öğrencilerinin sıklık tablosu okuma ve yorumlama becerilerinin incelenmesi, X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi (UFBMEK-10), Niğde.
• Kieran, C. (1992). The learning and teaching of school algebra. In D. Grouws (Ed.), Handbook of Research on Mathematics Teaching and Learning, New York: Macmillan Publishing Company, 390-419.
• Kolçak, D. Y., Moğol, S. & Ünsal, Y. (2014). Fizik öğretiminde kavram yanılgılarının giderilmesine ilişkin laboratuvar yöntemi ile bilgisayar simülasyonlarının etkilerinin karşılaştırılması, Eğitim ve Bilim Dergisi, 39(175), 154-171. https://doi.org/10.15390/EB.2014.2052
• Kwon, O. N. (2002). The effect of calculator based ranger activities on students’graphing ability. School Science and Mathematics, 102(2), 57-67. https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.202.tb17895.x
• Lai, K., Cabrera, J., Vitale, J. M., Madhok, J., Tinker, R., & Linn, M. C. (2016). Measuring graph comprehension, critique, and construction in science. Journal of Science Education and Technology, 25(4), 665–681.
• Lowrie, T., & Diezmann, C. M. (2007). Middle school students ınterpreting graphical tasks: diffuculties within a graphical language, in 4th East Asia Regional Conference on Mathematics Education, 18-22 June, Penang, Malaysia, Conference Paper, 611-617.
• Lumley, T., Diehr, P., Emerson, S. & Chen, L. (2002). The ımportance of the normality assumption in large public health data sets, Annu. Rev. Public Health, 23, 151-169.
• MEB. (2018). Milli eğitim bakanlığı talim terbiye kurulu başkanlığı. Ortaöğretim fizik dersi 9. 10. 11. 12. sınıflar öğretim programı.
• McDermott, L.C., Rosenquist, M.L., & Van Zee, E.H. (1987). Student difficulties in connecting graphs and physics: Examples from kinematics. American Journal of Physics 55(6), 503–513. https://doi.org/10.1119/1.15104
• Mckenzie, D.L. & Padilla, M. J. (1986). The construction and validation of the test of graphing in science (TOGS). Journal Of Research İn Science Teaching, 23(7), 571-579.
• Murphy, L. D. (1999). Graphing misinterpretations and microcomputer-based laboratory ınstruction: with emphasis on kinematics. Retrieved from https://mste.illinois.edu/murphy/Papers/GraphInterpPaper.html
• Özgün-Koca, A. (2008). Öğrencilerin grafik okuma, yorumlama ve oluşturma hakkındaki kavram yanılgıları. Özmantar, F. Ö., Bingölbali, E. & Akkoç, H. (Ed), Matematiksel Kavram Yanılgıları ve Çözüm Önerileri, Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık, 61-89.
• Padilla, M. J., McKenzie, D. L., & Shaw, E. L. Jr., (1986). An examination of the line graphing ability of students in grades seven through twelve. School Science and Mathematics, 86(1), 20–26. https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.1986.tb11581.x
• Peterman, K., Cranston, K. A., Pryor, M., & Kermish-Allen, R. (2015). Measuring primary students’ graph interpretation skills via a performance assessment: A case study in instrument development. International Journal of Science Education, 37(17), 2787–2808. https://doi.org/10.1080/09500693.2015.1105399
• Sezgin-Memnun, D. (2013). Ortaokul yedinci sınıf öğrencilerinin çizgi grafik okuma ve çizme becerilerinin incelenmesi, Turkisch Studies- International Periodical For The Languages, Literature and History of Turkish or Turkic, 8(12), 1153-1167. https://doi.org/10.7827/TurkishStudies.6026
• Shah, P., & Hoeffner, J. (2002). Review of graph comprehension research: Implications for instruction. Educational Psychology Review, 14(1), 47-69. https://doi.org/10.1023/A:1013180410169
• Slutsky, D. J. (2014). The effective use of graphs. Journal of Wrist Surgery, 3(2), 067-068. https://doi.org/10.1055/s-0034-1375704
• Svec, M. T. (1995). Effect of micro-computer based laboratory on graphing ınterpretation skills and understanding of motion. Paper presented at the Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching, San Francisco, CA.
• Tabachnick, B. G. & Fidell, L. S. (2015). Çok değişkenli istatistiklerin kullanımı. (Altıncı Baskı). Ankara: Nobel Yayıncılık.
• Tairab, H. H.& Khalaf Al-Naqbi, A. K. (2004). How do secondary school science students interpret and construct scientific graphs? Journal of Biological Education, 38(3), 127-132. https://doi.org/10.1080/00219266.2004.9655920
• Tarakçı, F. (2016). Fen bilimleri öğretmen adaylarının grafikleri okuma, yorumlama ve hazırlama becerilerinin incelenmesi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Kastamonu Üniversitesi, Kastamonu, Türkiye.
• Taşar, M.F., İngeç, Ş. K., & Güneş, P.Ü. (2002). Grafik çizme ve anlama becerisinin saptanması. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, ODTÜ, Ankara.
• Taşdemir, A., Demirbaş, M. & Bozdoğan, A. E. (2005). Fen bilgisi öğretiminde işbirlikli öğrenme yönteminin öğrencilerin grafik yorumlama becerilerini geliştirmeye yönelik etkisi. Gazi Üniversitesi, Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 81-91.
• Thornton, R. K., & Sokoloff, D. R. (1990). Learning motion concepts using real-time microcomputer-based laboratory tools. American Journal of Physics, 58, 858-867. https://doi.org/10.1119/1.16350
• Uyanık, F. (2007). Ortaöğretim 10. sınıf öğrencilerinin grafik anlama ve yorumlamaları ile kinematik başarıları arasındaki ilişki (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir, Türkiye.
• Wang, Z. H., Wei, S., Ding, W., Chen, X., Wang, X. & Hu, K. (2012). Students cognitive reasoning of graphs: Characteristics and progession, International Journal of Science Education, 34(13), 2015-2041.
• Wavering, M. J. (1989). The logical reasoning necessary to make line graphs, Journal of Research in Science Teaching, 26(5), 373-379.https://doi.org/10.1002/tea.3660260502
• Woolnough, J. (2000). How do students learn to apply their mathematical knowledge to interpret graphs in physics?. Research in Science Education, 30(3), 259-267. https://doi.org/10.1007/BF02461633
• Yıldırım, A. & Şimşek, H. (2006). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.