Determining pre-service science teachers’ perceptions of science, nature of science, and the relationship between them

Abstract

Besides being a necessity for science education, understanding the nature of science and the concept of science also facilitates individuals’ daily lives and affects their decisions as conscious citizens. This study aims to determine the pre-service science teachers' perceptions of science and their views on the nature of science and the relationship between them. The study was carried out with prospective science teachers from different undergraduate levels. Perception of Science Questionnaire and Views on Nature of Science Questionnaire were used as data collection tools. The views on the nature of science were coded as unacceptable, partially acceptable and acceptable and statistical analyses were carried out accordingly. Pre-service science teachers’ views on the nature of science were found to be unacceptable and partially acceptable. Nature of science views generally showed a positive tendency throughout the undergraduate education. The metaphors obtained from the concept of science were analyzed by content analysis. The metaphors obtained were categorized as dynamic, guiding, cumulative, requirement andinfinite. According to the results, the perceptions of pre-service science teachers were positive, but also showed some deficiencies and misconceptions. Finally, pre-service science teachers’ choice of metaphors, although not statistically significant, differed according to their grade level. No statistically significant relationship was found between pre-service science teachers' views on nature of science and their perceptions of science.

Keywords

• Science education
• Science
• Nature of science
• Metaphor

References

1. Abd-El-Khalick, F., & Lederman, N.G. (2000). The influence of history of science courses on students’views of nature of science. Journal of Research in Science Teaching, 37(10), 1057–1095.
2. Aikenhead, G. S. (1988). AN ANALYSIS OF FOUR WAYS OF ASSESSING STUDENT BELIEFS ABOUT STS TOPICS. 25(8), 607–629.
3. Akerson, V., Nargund-Joshi, V., Weiland, I., Pongsanon, K., & Avsar, B. (2013). What Third-Grade Students of Differing Ability Levels Learn about Nature of Science after a Year of Instruction. International Journal of Science Education, 36(2), 244–276. https://doi.org/10.1080/09500693.2012.761365
4. Arslan, M. M., & Bayrakcı, M. (2006). Metaforik Düşünme ve Öğrenme Yaklaşımının Eğitim-Öğretim Açısından İncelenmesi. Milli Eğitim, 35(171), 100–108.
5. Aslan, O., Yalçın, N., & Taşar, M. F. (2009). Fen ve Teknoloji Öğretmenlerinin Bilimin Doğası Hakkındaki Görüşleri. Ahi Evran Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 10(3), 1–8.
6. Aydemir, S., Kazanç, S., & Karakaya Cırıt, D. (2017). Fen Bilgisi Öğretmen ve Öğretmen Adaylarının Bilimin Doğasına İlişkin Görüşlerinin Araştırılması. Turkish Journal of Educational Studies, 3(3).
7. Bayır, E. (2016). Fen Bilimleri Öğretmenlerinin Bilimin Doğasına İlişkin Görüşleri: Bilişsel Harita Örneği. Kastamonu Eğitim Dergisi, 24(3), 1419–1436.
8. Bıyıklı, C., Başbay, M., & Başbay, A. (2014). Ortaokul ve Lise Öğrencilerinin Bilim Kavramına İlişkin Metaforları. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(1). https://doi.org/10.17240/aibuefd.2014.14.1-5000091520

9. Çakıcı, Y. (2009). Fen Eğitiminde Bir Önkoşul: Bilimin Doğasını Anlama. Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 29, 57–74.
10. Cameron, L. (2002). Metaphors in the Learning of Science : A discourse focus. British Educational Research Journal, 28(5), 673–688. https://doi.org/10.1080/014119202200001553
11. Çavaş, P., Çetin, G., Palabıyık, E., & Çavaş, B. (2019). Öğretmen Adaylarının Bilim ve Teknolojiye Yönelik Algılarının Metaforlar Yardımıyla Ortaya Konulması. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 13(2), 1239–1270. https://doi.org/10.17522/balikesirnef.660540
12. Cengiz, C., & Kabapınar, F. (2017). Dolaylı fen öğretiminde hizmet öncesi argümantasyon eğitiminin öğretmen adaylarının bilimin doğasını kavramalarına etkisi. Turkiye Kimya Dernegi Dergisi Kisim C: Kimya Egitimi, 2(1), 19–62.
13. Çınar, M., & Köksal, N. (2013). Sosyal bilgiler öğretmen adaylarının bilime ve bilimin doğasına yönelik görüşleri. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(2), 43–57.
14. Clough, M. P., Herman, B. C., & Olson, J. K. (2020). Preparing Science Teachers to Overcome Common Obstacles and Teach Nature of Science içinde W. F. Mccomas (Ed.), Nature of Science in Science Instruction (pp. 239–251). Springer.
15. Doğan Bora, N. (2005). Türkiye Genelinde Ortaöğretim Fen Branşı Öğretmen ve Öğrencilerinin Bilimin Doğası Üzerine Görüşlerinin Araştırılması. . Yayımlanmamış Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
16. Doğan, N., Çakıroğlu, J., Çavuş, S., Bilcan, K., & Arslan, O. (2011). Öğretmenlerin bilimin doğası hakkındaki görüşlerinin geliştirilmesi: Hizmetiçi eğitim programının etkisi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 40(40), 127–139.
17. Edmondson, E., Stephen, B., Dina, T., & Jennifer, M. (2020). Learning Aspects of Nature of Science Through Authentic Research Experiences. In W. F. Mccomas (Ed.), Nature of Science in Science Instruction (pp. 659–673). Springer.
18. Emran, A., Spektor-levy, O., Paz Tal, O., & Ben Zvi Assaraf, O. (2020). Understanding Students’ Perceptions of the Nature of Science in the Context of Their Gender and Their Parents’ Occupation. Science and Education, 29(2), 237–261. https://doi.org/10.1007/s11191-020-00103-z 80
19. Erdaş, E., Doğan, N., & İrez, S. (2016). Bilimin Doğasıyla İlgili 1998-2012 Yılları Arasında Türkiye’de Yapılan Çalışmaların Değerlendirmesi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 24(1), 17–36.
20. Fraenkel, J. R., & Wallen, N. E. (2011). How to design and evaluate research in education (8th ed.). New York:McGraw-Hill.
21. Kaya, E., Erduran, S., Akgün, S., & Aksöz, B. (2017). Öğretmen Eğitiminde Bilimin Doğası: Bütünsel Bir Yaklaşım. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 11(2), 464–501.
22. Kösem, Ş. (2017). Öğretmen adaylarının bilim ve teknoloji konularındaki metaforik algıları. International Congress Of Eurasian Social Sciences, 8(28), 1–20. https://doi.org/10.5771/9783845298832-279
23. Lederman, N. (2007). Nature of Science: Past, Present, and Future. Handbook of Research on Science Education, 831–880.
24. Lederman, N. G. (1992). Students’ and teachers’ conceptions of the nature of science: A review of the research. Journal of Research in Science Teaching, 29(4), 331–359. https://doi.org/10.1002/tea.3660290404
25. McComas, W. (2017). Understanding how science works: UnderstaThe nature of science as the foundation for science teaching and learning. School Science Review, 98(365), 71–76.
26. Mccomas, W. F., Clough, M. P., & Almazroa, H. (1998). The Nature of Science in Science Education. In The Nature of Science in Science Education. https://doi.org/10.1007/0-306-47215-5
27. Mesci, G. (2020). The Influence of PCK-Based NOS Teaching on Pre-service Science Teachers’ NOS Views. Science and Education, 29(3), 743–769. https://doi.org/10.1007/s11191-020-00117-7
28. Miles, M. B., & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis: An expanded sourcebook. sage.
29. Neumann, I., Michel, H., & Nikos, P. (2020). Blending Nature of Science with Science Content Learning. içinde Nature of Science in Science Instruction (327–342). Springer.
30. O’Connor, C., & Joffe, H. (2020). Intercoder Reliability in Qualitative Research: Debates and Practical Guidelines. International Journal of Qualitative Methods, 19, 1–13. https://doi.org/10.1177/1609406919899220
31. Ocak, İ., & Yeter, F. (2018). 2006 – 2016 Yılları Arasında Çalışılmış “Bilimin Doğası” Konulu Ulusal Tez ve Makalelerin İncelenmesi. Kuramsal Eğitimbilim Dergisi, 11(3), 522–543.
32. Özbudak Kılıçlı, Z., & Polat, F. (2015). Fen Bilimleri Öğretmen Adaylarının Bilimin Doğasını Anlama Düzeylerinin Tespit Edilmesi (VNOS-C). The Journal of Academic Social Science Studies, 431–444.
33. Özcan, H. (2013). Fen bilgisi öğretmen adaylarının fen içeriği ile ilişkilendirilmiş bilimin doğası konusundaki pedagojik alan bilgilerinin gelişimi. Yayımlanmamış Doktora Tezi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Gazi Üniversitesi, Ankara.
34. Özcan, H., & Taşar, M. F. (2018). Öğretmen Adaylarının Bilimin Doğası Anlayışlarının Değerlendirilmesine Yönelik Bir Dereceli Puanlama Anahtarı Deseninin Geliştirilmesi. Online Fen Eğitimi Dergisi, 3(2), 35–46.
35. Özdemir, G., & Akçay, H. (2009). Bilimin Doğası ve Bilim Tarihi Dersinin Öğrencilerin Bilimin ve Bilimsel Bilginin Doğasına İlişkin Düşüncelerine Etkisi. Education Sciences, 4(1), 218–227.
36. Özgün, B. B., Gürkan, G., & Kahraman, S. (2018). Öğretmen Adaylarının Bilim ve Bilim İnsanı Kavramlarına İlişkin Algılarının Metafor Analizi Aracılığıyla İncelenmesi. İnönü Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 19(2), 204–225. https://doi.org/10.17679/inuefd.394780
37. Pope, M. L., & Gilbert, J. K. (1983). Explanation and metaphor: Some empirical questions in science education. European Journal of Science Education, 5(3), 249–261. https://doi.org/10.1080/0140528830050301
38. Rusznyak, L., & Walton, E. (2014). Using metaphors to gain insight into South African student teachers’ initial and developing conceptions of ‘being a teacher.’ Education as Change, 18(2), 335–355. https://doi.org/10.1080/16823206.2014.882265
39. Saban, A. (2008). Okula ilişkin metaforlar. Kuram ve Uygulamada Egitim Yönetimi Dergisi, 14(3), 459–496.
40. Saban, A. (2009). Öğretmen Adaylarının Öğrenci Kavramına İlişkin Sahip Oldukları Zihinsel İmgeler. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi Bahar, 7(2), 281–326.
41. Saribas, D., & Ceyhan, G. D. (2015). Learning to teach scientific practices: Pedagogical decisions and reflections during a course for pre-service science teachers. International Journal of STEM Education, 2(1), 1.
42. Şardaǧ, M., Aydin, S., Kalender, N., Tortumlu, S., Çiftçi, M., & Perihanoǧlu, Ş. (2014). Bilimin doǧasi’nin ortaöǧretim fizik, kimya ve biyoloji yeni öǧretim programlarinda yansitilmasi. Egitim ve Bilim, 39(174), 233–248. https://doi.org/10.15390/EB.2014.3069
43. Seung, E., Park, S., & Narayan, R. (2011). Exploring Elementary Pre-service Teachers’ Beliefs About Science Teaching and Learning as Revealed in Their Metaphor Writing. Journal of Science Education and Technology, 20(6), 703–714. https://doi.org/10.1007/s10956-010-9263-2
44. Thomas, L., & Beauchamp, C. (2011). Understanding new teachers’ professional identities through metaphor. Teaching and Teacher Education, 27(4), 762–769. https://doi.org/10.1016/j.tate.2010.12.007
45. Tsai, C. C. (2002). Nested epistemologies: Science teachers’ beliefs of teaching, learning and science. International Journal of Science Education, 24(8), 771–783. https://doi.org/10.1080/09500690110049132 84
46. Tsybulsky, D. (2018). Comparing the Impact of Two Science-as-Inquiry Methods on the NOS Understanding of High-School Biology Students. Science and Education, 27(7–8), 661–683. https://doi.org/10.1007/s11191-018-0001-0
47. Türkmen, L., & Yalçın, M. (2001). Bilimin Doğası ve Eğitimdeki Önemi. Education, 72, 19–40.
48. Unal Coban, G. (2010). The scientific understanding level of prospective science teachers. Journal of Baltic Science Education, 9(3), 237–254.
49. Williams, C. T., & Rudge, D. W. (2019). Effects of Historical Story Telling on Student Understanding of Nature of Science. Science and Education, 28(9–10), 1105–1133. https://doi.org/10.1007/s11191-019-00073-x
50. Yenice, N., & Ceren Atmaca, A. (2017). Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Bilimin ve Bilimsel Bilginin Doğasına Yönelik Bilgi ve Görüşlerinin Belirlenmesi. Kuramsal Eğitimbilim Dergisi, 10(4), 366–393.
51. Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2018). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri. Seçkin Yayıncılık.
52. Zheng, H., & Song, W. (2010). Metaphor Analysis in the Educational Discourse: A Critical Review. US-China Foreign Language, 8(9), 42–49.