Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Fizik ve Fizik Problemine İlişkin Yaklaşımlarının Metaforlar Aracılığı ile Belirlenmesi

Year 2020, Volume: 35 Issue: 3, 688 - 703, 31.07.2020

Seyhan Eryılmaz Toksoy , Ali Akdeniz

Abstract

Fen bilgisi öğretmenleri, öğrencilerin fenne/fiziğe yaklaşımlarının oluşmasında önemli bir role sahiptir. Mesleğini yürütmeye hazırlanan öğretmen adaylarının bazı kavram, olay veya olgulara hangi açıdan yaklaştıkları metaforlar aracılığı ile etkili şekilde belirlenebilir. Bu çalışmada fen bilgisi öğretmen adaylarının anlamada güçlük çektikleri fizik ve çözmekte güçlük çektikleri fizik problemine ilişkin yaklaşımlarının metaforlar aracılığı ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırmanın katılımcılarını Doğu Karadeniz Bölgesi’ndeki bir Eğitim Fakültesinde fen bilgisi öğretmenliği programında farklı sınıflarda öğrenim görmekte olan 139 öğrenci oluşturmaktadır. Olgu bilim deseninde yürütülen araştırmada, veriler bir anket aracılığı ile toplanmış ve NVivo 11 programından faydalanılarak içerik analizine tabi tutulmuştur. Oluşturulan metaforlar genel olarak doğa, fayda ve gerekenler başlıklarında toplanmıştır. Kodların ise genellikle günlük hayatla fiziğin ilişkisini, zorluğu, farklı tür bilgi ve beceriyi birleştirmeyi, mantıkla ilişkisini vurguladığı tespit edilmiştir. Öğretmen adaylarının fiziği ve fizik problemini hayatla ilişkilendirseler de fizik problemi denince daha çok rutin fizik problemlerinin çözüm sürecini anımsadıkları; fiziği anlamada ve fizik problemlerini çözmede güçlük çektikleri, fizik problemi çözmenin büyük olasılıkla bilgileri ilişkili şekilde birleştirmeye bağlı olduğunu düşündükleri varılan sonuçlardan bazılarıdır. Bu sonuçlara ilişkin fizik derslerinde farklı tür problemlere yer verilmesi, fizik öğretimini oyunlaştırma, fizik problem çözme stratejileri ile ilgili bir ders eklenmesi gibi öneriler yapılmıştır.

Keywords

Fizik, fizik problemi, problem çözme, metafor

Determination of Preservice Science Teachers’ Approaches Related with Physics and Physics Problem via Metaphors

Abstract

Science teachers play important role in the formation of students' approaches related to science / physics. The way in which preservice science teachers prepare to practice one's profession, approach to some concepts, events or phenomena can be determined effectively through metaphors. This research’s aim is to determine the approaches of preservice science teachers about physics that they have difficulty in understanding and physics problem solving that they have difficulty in solving through metaphors. The participants of the research are comprised of 139 students who are studying in different classes in the science teacher education program at the Faculty of Education at a university in the Eastern Black Sea Region. In the pattern of phenomenology, the data were collected through a questionnaire and have been subjected to content analysis by NVivo 11 program. Generated metaphors are generally grouped under the headings nature, benefits and needs. It has been found that the codes often emphasize the link between physics and daily life, difficulty, combining different kinds of knowledge and skills, and relation with logic. Some of the results reached are those: Even though preservice teachers associate physics and physics problems with life, they remember the solution process of routine physics problems when they face with a physics problem. They have difficulties in understanding physics and solving physics problems, and think that solving physics problems probably depends on combining information in a related way. Related to these results, suggestions such as giving different types of problems in physics lessons, gamification the physics teaching, adding a lesson about physics problem solving strategies have been offered.

Keywords

Physics, physics problem, problem solving, metaphor

References

• Abdüsselam, M. S. (2014). Teachers’ and students’ views on using augmented reality environments in physics education: 11th grade magnetism topic example. Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 4(1), 59-74.
• Açıkgöz, K. Ü. (2003). Etkili öğrenme ve öğretme. İzmir: Eğitim Dünyası Yayınları.
• Adams, W.K., & Wieman, C.E. (2015). Analyzing the many skills involved in solving complex physics problems. American Journal of Physics, 83, 459- 467.
• 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), 010101.
• Ak, Ş. (2008). Bilgisayar destekli probleme dayalı öğrenmede öğrencilerin önbilgi düzeyi ve öğrenme yaklaşımlarının problem çözme becerilerine ilişkin algıları ve güdülenmelerine etkisi. Yayımlanmamış doktora tezi, Ankara Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Akarsu, B.(2010).Science Education Research vs. Physics Education Research: A Structural Comparison, European J Of Physics Education, 13-19.
• Akay, H. (2006). Problem kurma yaklaşımı ile yapılan matematik öğretiminin öğrencilerin akademik başarısı, problem çözme becerisi ve yaratıcılıkları üzerindeki etkisinin incelenmesi. Yayımlanmamış doktora tezi, Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü,Ankara.
• Akpınar, E., Ünal, G. ve Ergin, Ö. (2004).Fen bilgisi öğretmenlerinin mezun olduğu alana yönelik görüşleri, XIII. Ulusal Eğitim Bilimleri Kurultayı, İnönü Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Malatya.
• Anılan, B. (2017). Fen bilimleri öğretmen adaylarinin kimya kavramina ilişkinin metaforik algilari. Eğitimde Nitel Araştırmalar Dergisi, 5(2), 6-27.
• Argaw, A. S., Haile, B. B., Ayalew, B.T., & Kuma, S. G. (2017). The effect of problem based learning (pbl) instruction on students' motivation and problem solving skills of physics. EURASIA Journal Of Mathematics, Science & Technology Education, 13(3), 857-871.
• Arslan, Ç. (2002). İlköğretim yedinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin problem çözme stratejilerini kullanabilme düzeyleri üzerine bir çalışma. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Uludağ Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Bursa.
• Aykutlu, I., Bayrak, C., & Bezen, S. (2018). Pre-service teachers’ metaphorical perceptions of “physics” as a concept. In AIP Conference Proceedings, 1935 (1), 110001-1- 110001-4.
• Aykutlu, I. (2017). An examination of pre-service primary school teachers' comprehension of the concept of physics through metaphors. International Journal of Progressive Education, 13(3), 140-150.
• Babakhani, N. (2011). The effect of teaching the cognitive and meta cognitive strategies (self instruction procedure) on verbal math problem solving performance of primary school students with verbal problem solving difficulties. Procedia Social and Behavioral Sciences, 15, 563-570.
• Batı, K., & Kaptan, F. (2013). The effects of science education based on science process skills on scientific problem solving. Elementary Education Online, 12(2), 512-527.
• Bergin, S.D., Murphy, C., & Ni Shuilleabhain, A. (2018). Exploring problem-based cooperative learning in undergraduate physics labs: student perspectives. European Journal Of Physics, 39(2), [Çevrim-içi: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6404/aa9585/meta], Erişim tarihi: 20 Mart 2018.
• Brad, A. (2011). A study of the problem solving activity in high school students: strategies and self regulated learning. Acta Didactica Napocensia, 4(1), 21-31.
• Byun,T., Ha, S., & Lee, G. (2008). Identifying student difficulty in problem solving process via the framework of the House Model (HM). American Institute of Physics Conference Proceedings, 1064, 87-90.
• Byun, T., & Lee, G. (2014).Why students still can't solve physics problems after solving over 2000 problems.American Journal of Physics, 82(9), 906-913.
• Bozan, M., Küçüközer, H. ve Işıldak, R.S. (2008). İlköğretim 7. sınıf öğrencilerinin basınç ünitesi hakkında tutumları ve onların üst bilişsel problem çözme becerileri. e-Journal of New World Sciences Academy Social Sciences, 3(2), 161-174.
• Ceberio, M., Almudí, J.M., & Franco, Á. J.(2016).Design and application of interactive simulations in problem-solving in university-level physics education. Journal of Science Education and Technology, (25), 590-609.
• Cerit, Y. (2008). Öğretmen kavramı ile ilgili metaforlara ilişkin öğrenci, öğretmen ve yöneticilerin görüşleri. Journal of Turkish Educational Sciences, 6(4), 693-712.
• Craig, C.J. (2018). Metaphors of knowing, doing and being: Capturing experience in teaching and teacher education. Teaching and Teacher Education, 69, 300-311.
• Crisostomo, A. (2010). Students’ conceptual understanding and problem solving difficulties in physics using a concept based problem solving strategy. The International Journal of Learning, 17(6), 165-174.
• Csorba, D. (2015). Metaphor in science education. implications for teacher education. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 180, 765-773.
• Çalışkan, S. (2007). Problem çözme stratejileri öğretiminin fizik başarısı, tutumu, öz yeterliği üzerindeki etkileri ve strateji kullanımı. Yayımlanmamış doktora tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Eğitim bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Çalışkan, S., Selçuk Sezgin, G. ve Erol, M.(2006). Fizik öğretmen adaylarının problem çözme davranışlarının değerlendirilmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 30, 73-81.
• Çepni, S., Küçük, M. ve Ayvacı, H. Ş. (2014). İlköğretim birinci kademedeki fen bilgisi programının uygulanması üzerine bir çalışma. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23(3).131-145.
• Demir, C., Sincar, B., & Çelik, R. (2015). Analysing the problems of science teachers that they encounter while teaching physics education Cypriot Journal of Educational Science. 10(4), 296-304.
• Demirtaş, H., ve Çoban, D. (2014). Metaphors of the college students about ınstructors. Kastamonu Eğitim Dergisi 22(3), 1279-1300.
• Ergün, H.(2010). Problem tasarımının fizik eğitiminde kavramsal öğrenmeye ve problem çözmeye etkisi. Yayımlanmamış doktora tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Eryılmaz, A. ve Kırmızı, S. M. (2002). Öğrenci ve öğretmenlerin lise 2 fizik konularını nasıl daha zevkli öğrenebilecekleri hakkındaki görüşleri. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
• Fabby, C., & Koenig, K. (2015). Examining the relationship of scientific reasoning with physics problem solving. Journal of STEM Education: Innovations and Research, 16(4), 20-26.
• Tezel, Ö., Gençten, A., ve Abacı, R. (2001). Fizik dersi öğretiminde öğretmen tutumlarının önemi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(1), 53-59.
• Genç, M. (2007). İşbirlikli öğrenmenin problem çözmeye ve başarıya etkisi. Yayımlanmamış doktora tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Gökkurt, B. ve Soylu, Y. (2013). Öğrencilerin problem çözme sürecinde anlam bilgisini kullanma düzeyleri. Kastamonu Eğitim Dergisi, 21(2), 469-488.
• Gömleksiz, M. N., ve Yüksel, Y. (2003). İlköğretim 4. ve 5. Sınıf öğrencilerinin fen bilgisi dersine ilişkin kaygıları.Doğu Anadalou Bölgesi Araştırmaları, 3, 71-81.
• Gustafsson, P., Jonsson, G., & Enghag, M. (2015) The problem-solving process in physics as observed when engineering students at university level work in groups, European Journal of Engineering Education, 40(4), 380-399.
• Güneş, T. ve Taştan Akdağ, F. (2017). High school students’ hopelessness levels towards physics lesson. International Journal of Social Sciences and Education Research, 3 (2), 499-507.
• Gürcan Töre, C.(2007). İlköğretim 6. sınıf öğrencilerinin problem çözme sürecini bilme ve uygulama düzeylerinin araştırılması. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
• Hacıömeroğlu, G.,ve Taşkın, Ç. Ş. (2010). Fen bilgisi öğretmenliği ve ortaöğretim fen ve matematik alanları (ofma) eğitimi bölümü öğretmen adaylarının öğretmenlik mesleğine ilişkin tutumları. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(1).77-90.
• Hançer, A.H. ve Yalçın, N. (2009). Fen eğitiminde yapılandırmacı yaklaşıma dayalı bilgisayar destekli öğrenmenin problem çözme becerisine etkisi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 29(1), 55-72.
• Harman, G. ve Çökelez, A. (2017). Okul öncesi öğretmen adaylarının kimya, fizik ve biyoloji kavramlarına yönelik metaforik algıları. Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 46, 75-95.
• Karaer, H. (2006). Fen bilgisi öğretmenlerinin ilköğretim II. kademedeki fen bilgisi öğretimi hakkındaki görüşleri (Amasya Örneği). Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(2), 97-111.
• Karal, H., Çebi, A., & Pekşen, M. (2010). The web based simulation proposal to 8th grade primary school students’ difficulties in problem solving. Procedia Social and Behavioral Sciences, 2, 4540-4545.
• Karataş, İ.(2002). 8. sınıf öğrencilerinin problem çözmede kullanılan bilgi türlerini kullanma düzeyleri. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
• Kartal Taşoğlu, A. (2009). Fizik eğitiminde probleme dayalı öğrenmenin öğrencilerin başarılarına, bilimsel süreç becerilerine ve problem çözme tutumlarına etkisi. Yayınlanmamış doktora tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Kim, M.C., & Hannafin, M.J. (2011). Scaffolding problem solving in technology enhanced learning environments (TELEs): Bridging research and theory with practice. Computers & Education, 56, 403-417.
• Kim, E., & Pak, S. J. (2002). Students do not overcome conceptual difficulties after solving 1000 traditional problems. American Journal of Physics, 70(7), 759-765.
• Leavy, A. M., McSorley, F. A., & Boté, L. A. (2007). An examination of what metaphor construction reveals about the evolution of preservice teachers’ beliefs about teaching and learning. Teaching and Teacher Education, 23(7), 1217-1233.
• Lin, S., & Singh, C. (2015). Effect of scaffolding on helping introductory physics students solve quantitative problems involving strong alternative conceptions. Physical Review Special Topics - Physics Education Research, 11(2), 020105-1-020105-19.
• Miles, M. B. & Huberman, A. M (1994). Data management and analysis methods. London: SAGE publications,.
• Morgan, G. (1980). Paradigms, metaphors, and puzzle solving in organization theory. Administrative Science Quarterly, 25(4), 605-622.
• Muir,T., Beswick, K., & Williamson, J. (2008). “I’m not very good at solving problems”: An exploration of students’ problem solving behaviours. Journal of Mathematical Behavior, 27, 228-241.
• Nakiboğlu, C. ve Kalın, Ş. (2009). Ortaöğretim öğrencilerinin kimyada problem çözme basamaklarının kullanımı ile ilgili düşünceleri. Kastamonu Eğitim Dergisi, 17(2), 715-725.
• Ogunleye, A.O. (2009). Teachers' and students' perceptions of students' problem solving difficulties in physics: implications for remediation. Journal of College Teaching & Learning, 6(7), 85-90.
• 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.
• Örnek, F. (2009). Problem solving: Physics modeling based interactive engagement. Asia Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 10(2), 1-35.
• Özata Yücel, E. ve Özkan, M. (2011).SBS fen bilimleri testindeki başarinin düşük olma nedenleriyle ilgili öğretmen ve öğrenci görüşleri. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi ,24 (2), 2011, 537-562.
• Özcan, Ö.(2011). Fizik öğretmen adaylarının özel görelilik kuramı ile ilgili problem çözme yaklaşımları. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 40, 310-320.
• Park, J., & Lee, L. (2004). Analysing cognitive or non‐cognitive factors involved in the process of physics problem‐solving in an everyday context. International Journal of Science Education, 26(13), 1577-1595.
• Pol, H. J. (2009). Computer based instructional support during physics problem solving: A case study for student control. Published Doctoral Thesis, Rıjksuniversiteit Groningen, Netherlands.
• Pol, H.J., Harskamp, E.G., Suhre, C.J., & Goedhart, M.J. (2009). How indirect supportive digital help during and after solving physics problems can improve problem solving abilities. Computers & Education, 53, 34-50.
• Reddy, M. B., & Panacharoensawad, B. (2017). Students problem-solving difficulties and implications in physics: an empirical study on influencing factors. Journal of Education and Practice, 8(14), 59-62.
• Rakkapao.S., & Prasitpong, S.(2018). Use of model analysis to analyse Thai students’ attitudes and approaches to physics problem solving. European Journal Of Physics, 39(2), Çevrim-içi: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6404/aa935a/meta ], Erişim tarihi: 15 Mart 2018.
• Saygılı, G., & Kesercioğlu, T. I. (2011). The effects of problem solving skills on teaching technologies and material assisted science and technology education on primary school 5th year students. Journal of Theory and Practice in Education, 7(2), 334-346.
• Soros, P., Ponkham, K., & Ekkapim, S. (2018). The results of STEM education methods for enhancing critical thinking and problem solving skill in physics the 10th grade level. In AIP Conference Proceedings,1923 (1), 030045-1-030045-11.
• Sutherland, L. (2002). Developing problem solving expertise: The impact of instruction in a question analysis strategy. Learning and Instruction, 12, 55-187.
• Taşpınar, Z., & Bulut, M. (2012). Determining of problem solving strategies used by primary 8, grade students’ in mathematics class. Procedia Social and Behavioral Sciences, 46, 3385-3389.
• Tekedere, H. (2009). Web tabanlı probleme dayalı öğrenmede denetim odağının öğrencilerin başarısına, problem çözme becerisi algısına ve öğrenmeye yönelik tutumlarına etkisi. Yayımlanmamış doktora tezi, Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü Ankara.
• Thibodeau, P. H., Hendricks, R. K., & Boroditsky, L. (2017). How linguistic metaphor scaffolds reasoning. Trends in Cognitive Sciences. 21(11), 852-863.
• Thomas, L., & Beauchamp, C. (2011). Understanding new teachers’ professional identities through metaphor. Teaching and teacher Education, 27(4), 762-769.
• Tuminaro, J., & Redish, E.F. (2004). Understanding students poor performance on mathematical problem solving in physics. American Institue of Physics Conference Proceedings. 720, 11-14.
• Türkkan, B. T., & Uyar, M. Y. (2016). The Metaphors of Secondary School Students Towards the Concept of" Mathematical Problem". Çukurova University Faculty of Education Journal, 45(1), 99.
• Yaman, S. ve Yalçın, N. (2005). Fen eğitiminde probleme dayalı öğrenme yaklaşımının problem çözme ve öz yeterlik inanç düzeylerinin gelişimine etkisi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 29, 229-236.
• Yenilmez, K. ve Yılmaz, S. (2008). İlköğretim ikinci kademe öğrencilerinin problem çözmedeki kavram yanılgıları. Sakarya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15, 75-97.
• Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri (7. Baskı). Ankara: Seçkin Yayıncılık.
• Yob, I. M. (2003). Thinking constructively with metaphors. Studies in Philosophy and Education, 22(2), 127-138.
• Zuñiga, M. E. (1992). Using metaphors in therapy: Dichos and Latino clients. Social Work, 37(1), 55-60.