Spatial reasoning skills levels of junior high school students

Öz

The present study aims to investigate the spatial reasoning levels of junior high school students and the impact of various variables on spatial reasoning. The study was designed with survey methodology. The study participants included 486 junior high students in Aydın province, Turkey, during the 2021-2022 academic year. The study data were collected with the "Spatial Reasoning Test. While analyzing the data, percentage, frequency, independent groups-test, one-way analysis of variance, effect size and correlation tests were used. Data analysis revealed that the spatial reasoning levels of the junior high school students were moderate. Furthermore, it was observed that there was no difference between the spatial reasoning scores of the students based on the gender variable, while there were differences based on age, grade, maternal education level, paternal education level, mother's occupation, and father's occupation variables. It was also observed that there was a moderate, positive and significant correlation between the spatial reasoning test components.

Anahtar Kelimeler

• Spatial reasoning
• spatial visualization
• mental rotation
• spatial orientation
• junior high school

Ortaokul öğrencilerinin mekânsal akıl yürütme becerisi düzeyleri

Öz

Bu çalışma ortaokul öğrencilerinin mekânsal akıl yürütme becerisi düzeylerini ve mekânsal akıl yürütme becerileri üzerindeki çeşitli değişkenlerin etkisini incelemeyi amaçlamaktadır. Çalışmada tarama araştırması deseni kullanılmıştır. Araştırmanın katılımcılarını 2021-2022 eğitim öğretim yılında Aydın il sınırları içerisinde ortaokulda okumakta olan 486 öğrenci oluşturmuştur. Çalışmanın verileri Mekânsal Akıl Yürütme Testi ile toplanmıştır. Veriler analiz edilirken yüzde, frekans, bağımsız gruplar-testi, tek yönlü varyans analizi, etki büyüklüğü ve korelasyon testleri kullanılmıştır. Verilerin analizi sonucunda, ortaokul öğrencilerinin mekânsal akıl yürütme becerilerinin orta düzeyde olduğu saptanmıştır. Öğrencilerin mekânsal akıl yürütme becerileri puanları üzerinde cinsiyet değişkeninin bir farklılık yaratmadığı gözlenirken; yaş, sınıf, anne eğitim düzeyi, baba eğitim düzeyi, anne mesleği, baba mesleği değişkenlerinin farklılık yarattığı saptanmıştır. Ayrıca mekânsal akıl yürütme testi bileşenleri arasında orta, pozitif yönlü anlamlı bir ilişki olduğu gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Mekânsal akıl yürütme
• mekânsal görselleştirme
• zihinsel döndürme
• mekânsal oryantasyon
• ortaokul öğrencileri

Kaynakça

1. Adak Özdemir, A. (2011). Mekânsal beceri eğitim programının okulöncesi dönem çocuklarının mekânsal becerilerine etkisi. (Unpublished doctoral dissertation, Marmara University, Institute of Education Sciences, İstanbul).
2. Addepalli, S. (2005). Effects of mental rotation, visual aids and training on inspection performance during airport baggage inspection. (Unpublished master's thesis, Jawaharlal Nehru Technological Universitesi, India).
3. Akbay, M. (2015). Kurmacılık yaklaşımı ile dijital oyun ortamında tasarım yapmanın, lise öğrencilerinin geometri başarı, özyeterlilik ve uzamsal becerilerine etkisi. (Unpublished master's thesis, Atatürk University, Institute of Education Sciences, Erzurum).
4. Akkaya Yılmaz, M., Arıkan A., & Çetin, T. (2022). Mekânsal akıl yürütme testi’nin Türkçe’ye uyarlanması: geçerlik ve güvenirlik çalışması. Tarih Okulu Dergisi, 15(56), 435-458. http://dx.doi.org/10.29228/joh.52285
5. Aykan, F. B. (2013). Farklı sınıf seviyesindeki öğrencilerin uzamsal becerilerinin incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Karadeniz Teknik University, Institute of Education Sciences, Trabzon).
6. Başaran Şimşek, E. (2012). Dinamik geometri yazılımı kullanmanın ilköğretim 6.sınıf öğrencilerinin matematik dersindeki akademik başarılarına ve uzamsal yeteneklerine etkisi. (Unpublished master's thesis, Gazi University, Institute of Education Sciences, Ankara).
7. Batdal Karaduman, G. (2012). İlköğretim 5. sınıf üstün yetenekli öğrenciler için farklılaştırılmış geometri öğretiminin yaratıcı düşünme, uzamsal yetenek düzeyi ve erişiye etkisi. (Unpublished doctoral dissertation, İstanbul University, Social Science Institute, İstanbul).
8. Bayrak, M. E. (2008). Investigation of effect of visual treatment on elementary school student's spatial ability and attitude toward spatial ability problems. (Unpublished master's thesis, Middle East Technical University, Social Science Institute, Ankara).

9. Battista, M. T., Wheatley, G. H., & Talsma, G. (1982). The importance of spatial visualization and cognitive development for geometry learning in preservice elementary teachers. Journal for Research in Mathematics Education, 13(5), 332–340.
10. Ben-Chaim, D. (1982). Spatial visualization: sex differences, grade level differences, and the effect of ınstruction on the performance of middle school boys and girls. (Unpublished doctoral dissertation, Michigan State University, USA).
11. Ben-Chaim, D., Lappan, G., & Houang, R.T. (1988). The effect of instruction on spatial visualization skills of middle school boys and girls. American Educational Research Journal, 25(1), 51-71.
12. Bulut, S., & Köroğlu, S. (2000). On birinci sınıf öğrencilerinin ve matematik öğretmen adaylarının uzaysal yeteneklerin incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18, 56-61.
13. Büyüköztürk, Ş., Kılıç-Çakmak, E., Akgün, Ö., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2020). Eğitimde bilimsel araştırma yöntemleri. Pegem Akademi. Ankara.
14. Clements, D. H., & Battista, M. T. (1992). Geometry and spatial reasoning. In D. A. Grouws (Ed.), Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 420-464). New York: Macmillan.
15. Clements, D. H. (1998). Geometric and spatial thinking in young children, Opinion Paper. National Science Foundation. Arlington, VA.
16. Cohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2000). Research methods in education. London and New York: Routledge.
17. Çilingir Altıner, E. (2018). İlkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin matematiksel düşünme profillerine göre görsel tahmin ile uzamsal akıl yürütme becerilerinin ve problem çözme performanslarının incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, Marmara University, Institute of Education Sciences, İstanbul).
18. Demirkaya, C. (2017). Geometrik-mekanik oyunlar temelli etkinliklerin ortaokul öğrencilerinin uzamsal becerilerine etkisi. (Unpublished master's thesis, Sakarya University, Institute of Education Sciences, Sakarya).
19. Denier, C.A., & Serbin, L.A. (1978). Play with Male-Preferred Toys: Effects on Visual-Spatial Performance. The Annual Meeting of the American Pyschological Association in presented paper.
20. D’Oliveira, T. C. (2004). Dynamic spatial ability: An exploratory analysis and a confirmatory study. The International Journal of Aviation Psychology, 14(1), 19-38. https://doi.org/10.1207/s15327108ijap1401_2
21. Dokumacı Sütçü, N. (2019). Öğretmen adaylarının uzamsal yetenek ve uzamsal yetenek öz-değerlendirmeleri arasındaki ilişki. Akdeniz Eğitim Araştırmaları Dergisi, 13(29), 296-315. https://doi.org/10.29329/mjer.2019.210.16
22. Dursun, Ö. (2010). The relationships among preservice teachers' spatial visualization ability, geometry self- efficacy, and spatial anxiety. (Unpublished master's thesis, Middle East Technical University, Social Science Institute, Ankara).
23. Emül, N. (2013). İlköğretim 8. sınıf öğrencilerinin 3-boyutlu geometride uzamsal yeteneklerini kullanma durumları. (Unpublished master's thesis, Gazi University, Institute of Education Sciences, Ankara).
24. Ertekin, E., & İrioğlu, Z. (2011). İlköğretim ikinci kademe öğrencilerinin zihinsel döndürme becerilerinin bazı değişkenler açısından incelenmesi. 2nd international conference on new trends in education and their implications 27- 29 April, 2011 Antalya-Turkey. www.İconte.Org
25. Ertekin, P. (2017). Üstün yetenekli orta okul öğrencilerinin uzamsal akıl yürütme becerilerinin astronomi konularına yönelik kavramsal anlayışları ve akademik başarıları ile ilişkisinin incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, İnönü University, Institute of Education Sciences, Malatya).
26. Gazit, E., Yair, Y., & Chen, D. (2005). Emerging conceptual understanding of complex astronomical phenomena by using a virtual solar system. Journal of Science Education and Technology, 14(5/6), 459-470. https://doi.org/10.1007/s10956-005-0221-3
27. Geiringer, E. R., & Hyde, J. S. (1976). Sex differences on Piaget's water-level task: Spatial ability incognito. Perceptual and Motor Skills, 42(3, Pt 2), 1323–1328.
28. Gersmehl, P.J., &Gersmehl, C.A. (2008). Spatial thinking by young children: Neurologic evidence for early development and educability. The Journal of Geography, 106(5), 181-191. https://doi.org/10.1080/00221340701809108
29. Gökçe, S. (2022). Artırılmış gerçeklik destekli tarih kitaplarının öğrencilerin uzamsal düşünme yeteneği ve akademik başarısına etkisi. (Unpublished master's thesis, Ankara University, Institute of Education Sciences, Ankara).
30. Göktepe, S. (2013). İlköğretim matematik öğretmen adaylarının uzamsal yeteneklerinin solo modeli ile incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Marmara University, Institute of Education Sciences, İstanbul).
31. Göktepe Yıldız, S. (2019). Tasarım temelli matematik uygulamalarının farklı öğrenme yaklaşımlarına sahip öğrencilerin uzamsal yeteneklerine ve 3 boyutlu geometrik düşünme becerilerine etkisinin incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, Marmara University, Institute of Education Sciences, İstanbul).
32. Gök Çolak, F. (2021). Okul öncesi dönem çocuklar için uzamsal düşünme becerileri testi’nin geliştirilmesi ve çocukların uzamsal düşünme becerilerinin incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, Marmara University, Institute of Education Sciences, İstanbul).
33. Guay, R. B., & McDaniel, E. D., 1977. The relationship between mathematics achievement and spatial abilities among elementary school children. Journal for Research in Mathematics Education, 8(3), 211-215.
34. Gün, E. (2014). Artırılmış gerçeklik uygulamalarının öğrencilerin uzamsal yeteneklerine etkisi. (Unpublished master's thesis, Gazi University, Institute of Education Sciences, Ankara).
35. Harput, D. (2019). Üstün zekalı ve normal zekalı ortaokul öğrencilerinin uzamsal düşünme yeteneklerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Erciyes University, Institute of Education Sciences, Kayseri).
36. Hetland, L. (2000). Learning to make music enhances spatial reasoning. Journal of Aesthetic Education, 34(3/4), 179-238.
37. Işık, E. (2008). Predicting 9th grade students' geometry achievement: ontributions of cognitive style, spatial ability and attitude toward geometry. (Unpublished master's thesis, Middle East Technical University, Institute of Science, Ankara).
38. İnce, H. (2012). Kırsal bölgelerde ve şehir merkezindeki öğrencilerin dönüşüm geometrisi anlama düzeylerinin ve uzamsal görselleştirme yeteneklerinin incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Eskişehir Osmangazi University, Institute of Education Sciences, Eskişehir).
39. Joh, A. S. (2016). Training effects and sex difference in preschoolers’ spatial reasoning ability. Developmental Psychobiology, 58(7), 896–908. https://doi.org/10.1002/dev.21445
40. July, R. A. (2001). Thinking in three dimensions: exploring students’ geometric thinking and spatial ability with the geometer’s sketchpad. college of education. (Unpublished doctoral dissertation, Florida International University, USA).
41. Kalay, H. (2015). 7. sınıf öğrencilerinin uzamsal yönelim becerilerini geliştirmeye yönelik tasarlanan öğrenme ortamının değerlendirilmesi. (Unpublished master's thesis, Karadeniz Teknik University, Institute of Education Sciences, Trabzon).
42. Karaaslan, G. (2013). Geometri dersine yönelik dinamik geometri yazılımlarıyla hazırlanan etkinliklerin öğrencilerin akademik başarısı ve uzamsal yetenekleri bağlamında incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Marmara University, Institute of Education Sciences, İstanbul).
43. Kayhan, E. B. (2005). Investigation of high school students’ spatial ability. (Unpublished master's thesis, Middle East Technical University, Institute of Science, Ankara).
44. Korkmaz, H. İ. (2017). Doğal açık alanlarda uygulanan sorgulama temelli etkinliklerin çocukların geometrik ve uzamsal düşünme becerilerine etkisi. (Unpublished master's thesis, Hacettepe University, Institute of Education Sciences, Ankara).
45. Kök, B. (2012). Üstün zekâlı ve yetenekli öğrencilerde farklılaştırılmış geometri öğretiminin yaratıcılığa, uzamsal
46. yeteneğe ve başarıya etkisi. (Unpublished doctoral dissertation, İstanbul University, Social Science Institute, İstanbul).
47. Kösa, T. (2011). Ortaöğretim öğrencilerinin uzamsal becerilerinin incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, Karadeniz Teknik University, Institute of Education Sciences, Trabzon).
48. Liben, L. S. (2002). Spatial development in childhood: Where are we now? (Ed.) Goswami, U. (2002). Childhood
49. Cognitive Development. Malden, MA: Blackwell Publishing.
50. Linn, M. C., & Petersen, A. C. (1985). Emergence and characterization of sex differences in spatial ability: a meta- analysis. Child Development, 56, 1479-1498.
51. Lohman, D. F. (1993). Spatial ability and G. Paper presented at the First Spearman Seminar, University of Plymouth, Plymouth, United Kingdom.
52. Lowrie, T., Logan, T., & Ramful, A. (2016). Spatial Reasoning Influences Students' Performance on Mathematics Tasks. Mathematics Education Research Group of Australasia.
53. Mayer, R. E., & Sims, V. K. (1994). For Whom is a picture worth a thousand words? Extensions of a dual-coding theory of multimedia learning. Journal of Educational Psychology, 86 (3), 389- 401.
54. Mazman, G. Z., &Altun, A. (2013). Individual differences in spatial orientation performances: an eye tracking study. World Journal on Educational Technology, 5(2), 266-280.
55. McGee, M. G. (1979). Human spatial abilities: Psychometric studies and environmental, genetic, hormonal, and neurological influences. Psychological Bulletin, 86(5), 889–918.
56. Mercan, Z. (2019). Erken STEAM geleceğe hazırlık programının çocukların görsel uzamsal akıl yürütme becerilerine etkisi. (Unpublished doctoral dissertation, Gazi University Institute of Education Sciences, Ankara).
57. Olgun, B. (2016). Preservice mathematics teachers solving word problems: Visual-spatial abilities, use of representations, and types of mathematical thinking, (Unpublished master's thesis, Bağaziçi University, Social Science Intitute, İstanbul).
58. Olkun, S. (2003). Making connections: Improving spatial abilities with engineering drawing activities. International Journal of Mathematics Teaching and Learning, 3(1), 1-10.
59. Orion, N., Ben-Chaim, D., & Kali, Y. (1997). Relationship between earth-science education and spatial visualization. Journal of Geoscience Education, 45(2), 129-132. https://doi.org/10.5408/1089-9995-45.2.129
60. Öcal, A. (2007). İlköğretim sosyal bilgiler dersinde 6. Sınıf öğrencilerinin mekansal biliş becerilerinin incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, Gazi University, Institute of Education Sciences, Ankara).
61. Özkayıhan, E. (2016). 8. sınıf öğrencilerinin uzamsal yeteneklerine göre katı cisim problemlerini çözme becerilerinin incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Dokuz Eylül University, Institute of Education Sciences, İzmir).
62. Pallrand, G. J., & Seeber, F. (1984). Spatial ability and achievement in introductory physics. Journal of Research in Science Teaching, 21(5), 507–516.
63. Ramful, A., Lowrie, T., & Logan, T. (2017). Measurement of spatial ability: construction and validation of the spatial reasoning ınstrument for middle school students. Journal of Psychoeducational Assessment, 35(7), 709– 727. DOI: https://doi.org/10.1177/0734282916659207
64. Rauscher, F., Shaw, G., Levine, L., Wright, E., Dennis, W., & Newcomb, R. (1997). Music training causes long-term enhancement of preschool children’s spatial–temporal reasoning. Neurological Research, 19(1), 2-8. https://doi.org/10.1080/01616412.1997.11740765
65. Rodrigue Robichaux, R. L. (2000). The spatial visualization of undergraduates particular fields of study and the relationship of this ability to individual backround characterics. (Unpublished doctoral dissertation, Alabama, Amerika).
66. Sarı, D. (2012). Somut modellerle destekli dönüşümler geometrisi öğretiminin sekizinci sınıf öğrencilerinin geometriye yönelik tutumuna ve uzamsal düşünmelerine etkisinin araştırılması. (Unpublished master's thesis, Dokuz Eylül University, Institute of Education Sciences, İzmir).
67. Seng, S., & Chan, B. (2000). Spatial ability and mathematical performance: gender differences ın an elementary school. National Institude of Education. 18, 1-12.
68. Sezgin, H. S. (2020). Yedinci sınıf öğrencilerinin uzamsal yönelim stratejilerinin gelişim stratejilerinin oryantiring oyunu ortamında incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, Anadolu University, Institute of Education Sciences, Eskişehir).
69. Shavalier, M. E. (1999). A study of the effects of structured activities using CAD-Like software on the spatial ability of fourth, fifth and sixth grade students. (Unpublished doctoral dissertation, Graduate School of The University of Wyoming, USA).
70. Smyser, E. M. (1994). The effects of the geometric supposers: spatial ability, van hiele levels and achievement. (Unpublished doctoral dissertation, The Ohio State University, USA).
71. Sorby, S. A. (2009). Educational research in developing 3-d spatial skills for engineering students. International Journal of Science Education, 31(3), 459- 480. https://doi.org/10.1080/09500690802595839
72. Sönmez, V., & Alacapınar, G. F. (2019). Örneklendirilmiş bilimsel araştırma yöntemleri. Anı Yayıncılık. Ankara.
73. Stancil, J. S., & Melaer, C. T. (1991). Paper and cube ınterventions preceded by a three dimensional computer graphics animation to improve spatial ability among elementary education majors. Paper presented at the Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching, Lake Geneva, WI.
74. Taşcan, M. (2019). Astronoımi eğitimi üzerine geliştirilen fen etkinliklerinin 5. Sınıf öğrencilerinin uzamsal becerileri ve akademik başarıları üzerine etkisi. (Unpublished doctoral dissertation, İnönü University, Institute of Education Sciences, Malatya).
75. Tekin, A. T. (2007). Dokuzuncu ve on birinci sınıf öğrencilerinin zihinde döndürme ve uzamsal görselleştirme yeteneklerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Ankara University, Institute of Education Sciences, Ankara).
76. Tillotson, M. L. (1985). The effect of intruction in spatial visualization on spatial abilities and mathematical problem solving. (Unpublished doctoral dissertation, Florida University, USA).
77. Topaloğlu, İ. (2011). Cabri 3d ile yapılan ders tasarımlarının öğrencilerin uzamsal görselleştirme ve başarılarına etkisinin incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Marmara University, Institute of Education Sciences, Ankara).
78. Turğut, M. (2007). İlköğretim II. Kademede öğrencilerin uzamsal yeteneklerinin incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Dokuz Eylül University, Institute of Education Sciences, İzmir).
79. Turğut, M. (2010). Teknoloji destekli lineer cebir öğretiminin matematik öğretmen adaylarının uzamsal yeteneklerine etkisi. (Unpublished doctoral dissertation, Dokuz Eylül University, Institute of Education Sciences, İzmir).
80. Tümertekin, E., & Özgüç, N. (1997). Beşeri coğrafya: İnsan, kültür, mekân. İstanbul: Çantay Kitapevi.
81. Türk, C. (2016). The correlation between pre-service science teachers’ astronomy achievement, attitudes towards astronomy and spatial thinking skills. Journal of Education and Learning, 5(2), 187-199. https://doi.org/10.5539/jel.v5n2p187
82. Ünal, M. (2017). Okul öncesi eğitim kurumlarına devam eden 5-6 yaş çocuklarının görsel algıları ile uzamsal algıları arasındaki ilişkinin incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Gazi University, Institute of Education Sciences, Ankara).
83. Yılmaz, H. B. (2009). On the development and measurement of spatial ability. International Electronic Journal of Elementary Education, 1 (2), 83-96.
84. Yılmaz, T. (2012). Comparıson of the effects of model – based and computer – based ınstructıon on 9th grade students’ spatıal abılıtıes and conceptual understandıng of ıonıc lattıce. (Unpublished master's thesis, Boğaziçi University, İstanbul).
85. Yolcu, B. (2008). Altıncı Sınıf öğrencilerinin uzamsal yeteneklerini somut modeller ve bilgisayar uygulamaları ile geliştirme çalışmaları. (Unpublished master's thesis). Eskişehir Osmangazi University, Institute of Science, Eskişehir).
86. Yüner, B., & Özdemir, M. (2020). Okul yenilikçiliği ile öğretmen yaratıcılığı arasındaki ilişkinin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, (50), 162-179. https://doi.org/10.9779/pauefd.538207
87. Uçar Kaplan, E. (2016). Origami etkinliklerinin okul öncesi öğrencilerinin uzamsal görselleştirme ve zihinsel çevirme becerilerine etkisinin incelenmesi. (Unpublished doctoral dissertation, Gaziantep University, Institute of Education Sciences, Gaziantep).
88. Werthessen, H. (1999). Instruction in spatial skills and ıts effect on self- efficacy and achievement in mental rotation and spatial visualization. (Unpublished doctoral dissertation, Columbia University, USA).
89. Yetkin Atacan, B. (2021). Görsel uzamsal zekaya göre zihinde canlandırmanın ilköğretim görsel sanatlar kapsamında incelenmesi. (Unpublished master's thesis, Dokuz Eylül University, Institute of Education Sciences, İzmir).
90. Yurt, E., & Tünkler, V. (2016). A study on the spatial abilities of prospective social studies teachers: A mixed method research. Educational Sciences: Theory & Practice, 16(3). https://doi.org/10.12738/estp.2016.3.0324
91. Yurt, E., & Sünbül, A. M. (2012). Effect of modeling-based activities developed using virtual environments and concrete objects on spatial thinking and mental rotation skills. Educational Sciences: Theory & Practice, 12(3). 1987-1992.
92. Yüksel, N. S. (2013). Uzamsal yetenek, bileşenleri ve uzamsal yeteneğin geliştirilmesi üzerine. (Unpublished doctoral dissertation, Hacettepe University, institute of science, Ankara).
93. Uygan, C. (2011). Katı cisimlerin öğretiminde google sketchup ve somut model destekli uygulamaların ilköğretim matematik öğretmeni adaylarının uzamsal yeteneklerine etkisi. (Unpublished master's thesis, Eskişehir Osmangazi University, Institute of Education Sciences, Eskişehir).