Özel Yetenekli Ortaokul Öğrencilerinin Uzay Kirliliğine ilişkin Zihinsel Modellerinin, Bilişsel Yapılarının ve Kavram Yanılgılarının Belirlenmesi

Abstract

Gökyüzü, sahip olduğu gizemli yapısı sayesinde insanlığın var oluşundan itibaren günümüze kadar herkes tarafından ilgi çekici olmuştur. Bu ilgi yalnızca öğrenme ve öğretme sürecine katılan öğrenciler üzerinde değil, halk üzerinde de olumlu etkileri olduğundan bahsedilebilir. Mevcut çalışmanın amacı, özel yetenekli ortaokul öğrencilerinin uzay kirliliğine ilişkin zihinsel modellerinin ve bilişsel yapılarının belirlenmesidir. Ayrıca bu çalışma ile özel yetenekli ortaokul öğrencilerinin uzay kirliliğine yönelik kavram yanılgıları birden fazla yolla belirlenmesi hedeflenmektedir. Bu bağlamda çalışma fenomolojik yöntem ile yürütülmüştür. Örneklem grubu amaçlı örnekleme yöntemiyle MEB Bilim ve Sanat Merkezi (BİLSEM) tarafından yapılan sınavlarda özel yetenekli öğrenci statüsü kazanmış 27 öğrenci ile gerçekleştirilmiştir. Veri toplama aracı olarak özel yetenekli öğrencilerin uzay kirliliği kavramına ilişkin zihinsel modellerini tespit etmek amacıyla araştırmacılar tarafından Uzay Kirliliği Zihinsel Model Testi ve Kelime İlişkilendirme Testi geliştirilmiştir. Zihinsel model formunda elde edilen bulgulara göre özel yetenekli ortaokul öğrencileri uzay kirliliğini “atık kirliliği” olarak görmektedir. Atık kirliliği, uzay araştırmaları sonucu ortaya çıkan malzemeler ya da beşeri faaliyetler sonucu Dünya’dan uzaya gönderilen çöplerin, uzayda serbest bir şekilde dolaşan ya da Dünya’nın yörüngesinde belirli bir doğrultuda hareket eden maddeler olarak görülmektedir.

Keywords

• Zihinsel model
• bilişsel yapı
• yanılgılar
• özel yetenekli ortaokul öğrencileri
• uzay kirliliği

Determination of Mental Models, Cognitive Structures and Misconceptions of Gifted Middle School Students Regarding Space Pollution

Abstract

The purpose of the current study is to determine the mental models and cognitive structures of gifted middle school students regarding space pollution. In addition, this study aims to determine the misconceptions of gifted middle school students about space pollution in more than one way. In this context, the study employed the phenomenological design. The study group was determined by using the purposive sampling method. In this context, the study was conducted on 27 students who gained the gifted student status in the exams conducted by the MEB Science and Art Centre (BİLSEM) in the second term of the 2022-2023 school year. As the data collection tools, the Space Pollution Mental Model Test developed by the researchers to determine the mental models of gifted students, and the Word Association Test developed by the researchers to determine their cognitive structures regarding the concept of space pollution were used. The findings obtained from the mental model test revealed that the gifted middle school students have a scientific and synthetic mental model regarding space pollution. The findings obtained from the Word Association test revealed that the gifted middle school students identify space pollution with concepts such as unusable devices (rocket, satellite, robot, part, machine), garbage, astronaut suits, rockets, planets and meteors. Data obtained from two different data collection tools revealed that the gifted middle school students have misconceptions about space pollution. Accordingly, students see the causes of space pollution as materials resulting from human activities in space, animals used in space research, and various pieces of astral bodies such as stars, asteroids, meteors, and natural satellites.

Keywords

• Mental model
• cognitive structure
• misconceptions
• gifted middle school
• space pollutions

References

1. Bahar, M., Johnstone, A. H. & Sutcliffe, R. G. (1999). Investigation of students’ cognitive structure in elementary genetics through word association tests. Journal of Biological Education, 33(3), 134-141.
2. Bailey, J. M., Prather, E. E., Johnson, B., & Slater, F. T. (2009). College students’ preinstructional ıdeas about stars and star formation. Astronomy Education Review, 8(1). https://doi.org/10.3847/AER2009038
3. Belet, D. S., & Türkkan, B. (2007). İlköğretim öğrencilerinin yazılı anlatım ve resimsel ifadelerinde algı ve gözlemlerini ifade biçimleri (Avrupa Birliği Örneği). VI. Ulusal Sınıf Öğretmenliği Eğitimi Sempozyumu Bildiriler Kitabı, Nobel Akademik Yayıncılık, Ankara, 270-278.
4. Benli Özdemir, E., (2019). Animasyon destekli fen öğretiminin 6. sınıf öğrencilerinin güneş, dünya ve ay kavramları hakkındaki kavram yanılgılarının giderilmesine ve astronomiye yönelik tutuma etkisi, Başkent University Journal of Education, 6, 1, 46-58.
5. Bülbül, E., İyibil, Ü.G.ve Şahin, Ç. (2012, Mayıs). Sınıf öğretmen adaylarının gök cisimleri ile ilgili alternatif kavramlarının kavram karikatürleri ile belirlenmesi [Conference presentation]. 11. Ulusal Sınıf Öğretmenliği Eğitimi Sempozyumu. Rize, Türkiye.
6. Cabello, V. M., Véliz, K. D., Moncada-Arce, A. M., Irarrázaval García-Huidobro, M., & Juillerat, F. (2021). Disaster Risk Reduction Education: Tensions and Connections with Sustainable Development Goals. Sustainability, 13(19), 10933. https://doi.org/10.3390/su131910933
7. Can, Ş. ve Görecek Baybars, M. (2018). Secondary School Students’ Mental Models Regarding the Space. Journal of Education and Learning, 7(4), 122-135.
8. Canales, E., Camacho, F., & Cazares, L. (2013). Elemantary students’ mental models of the solar system. Astronomy Education Review, 12(1), 010108. https://doi.org/10.3847/AER2012044

9. Chastenay, P., & Riopel, M. (2020). Development and validation of the Moon Phases Concept Inventory for middle school (MPCI-MS). Physical Review Physics Education Research, 16(2), 020107. https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.16.020107
10. Colombo, C. N. D. Blas, I. Gkolias, P. L. Lanzi, D. Loiacono and E. Stella, (2020) An Educational Experience to Raise Awareness About Space Debris, in IEEE Access, vol. 8, pp. 85162-85178, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2992327
11. Çarıkçı, K., Meral, H., Berkil, S., Çalışır, A., Önala, L.ve Arslan, Ö. (2024). Nitel Araştirmalarda Tematik Analiz, Socrates Journal of Interdisciplinary Social Studies,10(37), 127-140.
12. Çelik Sezer, İ. (2019). Uzay çöpleriyle mücadelede teknolojik adımlar. Tübitak Bilim ve Teknik Dergisi, Tübitak yayınevi.
13. DeBoer, G. E. (2000). Scientific Literacy: Another Look at its Historical and Contemporary Meanings and its Relationships to Science Education Reform. Journal of Research in Science Teaching, 37(6), 583–599.
14. European Space Agency. (2023). ESA’s annual space environment report. ESA Space Debris Office. https://www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris
15. Greca, M. I., & Moreira M. A. (2000). Mental models, conceptual models and modeling. International Journal of Science Education, 22(1), 1-11.
16. Günbatar, S. ve Sarı, M. (2005). Elektrik ve manyetizma konularında anlaşılması zor kavramlar için model geliştirilmesi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25 (1), 185-197.
17. Güneş, B., Gülçiçek, Ç. ve Bağcı, N. (2004). Eğitim Fakültelerindeki Fen ve Matematik Öğretim Elemanlarının Model ve Modelleme Hakkındaki Görüşlerinin İncelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi. 1(1), 35-48.
18. Güneş, M. H. ve Çelikler, D. (2009). Model oluşturma ve bilgisayar destekli öğretimin akademik başarı üzerindeki etkilerinin incelenmesi. I. Uluslararası Türkiye Eğitim araştırmaları Kongresi. Çanakkale.
19. Hestenes, D. (2006). Notes for a Modeling Theory of Science, Cognition and Instruction. Proceedings of the GIREP conference: Modelling in Physics and Physcis Education.
20. Joolingen, W., Aukes, A., Gijlers, H. & Bollen, L. (2015) Understanding elementary astronomy by making drawing-based models. Journal of Science Education & Technology, 24(2/3), 256-264.
21. Kara, F., & Kefeli, N. (2019). Ortaokul Beşinci Sınıf Öğrencilerinin Güneş, Dünya ve Ay Konularına Yönelik Algıları. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi. 13(2), 1000-1014.
22. Kessler, D. J., & Cour-Palais, B. G. (1978). Collision frequency of artificial satellites: The creation of a debris belt. Journal of Geophysical Research, 83(A6), 2637–2646. https://doi.org/10.1029/JA083iA06p02637
23. Kurnaz, A. M., & Değermenci, A. (2011). Temel Astronomi Kavramlarına İlişkin Öğrenci Algılamalarının Sınıf Seviyelerine Göre Karşılaştırması. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 22, 91-112.
24. Kurnaz, M. A. (2012). Determining students’ comprehension of the star, comet, and constellation concepts. Abant İzzet Baysal University Journal of Faculty of Education, 12(1), 251-264.
25. Merriam, S. B. (1998). Qualitative research and case study applications in education. San Francisco: Jossey-Bass Publishers.
26. Miles, M. B. & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis. USA: SAGE Publications.
27. Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], (2018). Fen Bilimlei Dersi Öğretim Programı İlkokul ve Ortaokul 3.-8. Sınıflar. Ankara: T.C. Milli Eğitim Bakanlığı Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı.
28. Ministry of Education, Singapore, [MOE] (2019). Ministry of Education. https://beta.moe.gov.sg/secondary/ Ministry of Education, Singapore adresinden erişilmiştir.
29. National Curriculum in England, [NCE] (2014). National curriculum in England: secondary curriculum. https://www.gov.uk/government/publications/national-curriculum-in-england-secondarycurriculum adresinden erişilmiştir.
30. National Research Council, [NRC] (2001). Physics in a New Era: An Overview. National Academy Press. Washington DC.
31. Rodari, P. (2007). Science and scientists in the drawings of European children. Journal of Science Communication, 6(3), 1-12.
32. Şenel Çoruhlu, T., & Çepni, S. (2016). Zenginleştirilmiş 5e modelinin öğrenci kavramsal değişimi üzerine etkisi: astronomi örneği. Kastamonu Eğitim Dergisi. 24(4), 1785-1802.
33. Topdemir, H. G. ve Ünat, Y. (2013). Bilim Tarihi. Pegem Akademi Yayınları.
34. Türk, C. (2010). Ilkogretim temel astronomi kavramlarının Ögretimi. [Yayınlanmamış Yuksek Lisans Tezi / Ondokuz Mayıs Universitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
35. Turkish Space Agency (2022). Milli Uzay Programı Strateji Belgesi 2022-2030. Erişim tarihi: 22.11.2022. Erişim linki: https://cdn.tua.gov.tr/62988f09d2a2e.pdf
36. Ünal-Çoban, G. ve Ergin, Ö. (2006). Buluş yoluyla fen öğretiminin öğrencilerin akademik başarılarına, öğrenme yaklaşımlarına ve tutumlarına etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 3(1), 36–52.
37. Williams, M. D., Hollan, J. D., & Stevens, A. L. (1983). Human reasoning about a simple physical system, D. Gentner & A. L. Stevens (Eds.), Mental models (131-153.). Hillsdale, NJ: Erlbaum.
38. Yaşar Çetin, B. (2024). Images of 5th grade students about the basic concepts of astronomy. Journal of Research in Informal Environments, 6(1), 1-23.
39. Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2006). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Seçkin Yayıncılık.