Examining Students' Explanations of Some Physics Topics with Diagrams and Association of Them with Daily Life

Year 2024, , 61 - 77, 30.06.2024

Emine Didem Sönmez , Ayşe Nesibe Önder , Ezgi Güven Yıldırım

https://doi.org/10.58638/kebd.1490231

Abstract

This study aims to evaluate the students' conceptual learning through the diagrams created by the students regarding the physics concepts, phenomena, and events within the scope of the questions prepared by considering the science objectives of the students. Another purpose of the study was to examine the level of associating students' scientific concepts, facts, and events related to physics objectives with daily life. Phenomenological research design was used as one of the qualitative research approaches. The research study group comprised 123 7th-grade students in three public secondary schools. Thirty-eight students from the first school, 62 from the second school, and 23 from the third school participated in the research. Data were collected through a form developed by the researchers, and a document analysis method was applied to the collected data. As a result of the analysis of the diagrams created by the students, it was concluded that most of the diagrams created by the students regarding physics concepts, events, and phenomena were in the "no understanding" category. In other words, most students left the questions blank, repeated, or created incomprehensible diagrams. In addition, most students could not relate science class concepts, facts, and events to daily life.

Keywords

Concept Learning, Diagram, Physics Education, Qualitative Research, Secondary School Students

Öğrencilerin Bazı Fizik Kavram, Olay ve Olgulari Diyagramlarla Açıklamaları ve Günlük Yaşamla İlişkilendirmeleri

Abstract

Bu çalışmada öğrencilerin fen kazanımları dikkate alınarak hazırlanan sorular kapsamında fizik kavram, olgu ve olaylara ilişkin öğrenciler tarafından oluşturulan diyagramlar aracılığıyla öğrencilerin kavramsal öğrenmelerinin değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Araştırmanın bir diğer amacı ise öğrencilerin fizik kazanımlarıyla ilgili bilimsel kavram, olgu ve olayları günlük hayatla ilişkilendirme düzeylerini incelemektir. Nitel araştırma yaklaşımlarından biri olan fenomenolojik araştırma deseni kullanılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu üç devlet ortaokulunda öğrenim gören 123 7. sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Araştırmaya birinci okuldan 38, ikinci okuldan 62 ve üçüncü okuldan 23 öğrenci katılmıştır. Veriler araştırmacılar tarafından geliştirilen bir form aracılığıyla toplanmış ve toplanan verilere doküman analizi yöntemi uygulanmıştır. Öğrencilerin oluşturduğu diyagramların analizi sonucunda öğrencilerin fizik kavram, olay ve olgularına ilişkin oluşturdukları diyagramların çoğunun “anlamama” kategorisinde olduğu sonucuna varılmıştır. Yani çoğu öğrenci soruları boş bırakmış, tekrarlamış veya anlaşılmaz diyagramlar oluşturmuştur. Ayrıca öğrencilerin çoğu fen bilgisi dersindeki kavram, olgu ve olayları günlük hayatla ilişkilendirememiştir.

Keywords

Kavram Öğrenme, Diyagram, Fizik Eğitimi, Nitel Araştırma, Ortaokul Öğrencileri

References

• Abraham, M. R., Grzybowski, E. B., Renner, J. W., & Marek, E. A. (1992). Understandings and misunderstandings of eighth graders of five chemistry concepts found in textbooks. Journal of Research in Science Teaching, 29(2), 105-120.
• Akbay S., Özel Ç. A., Taşdelen, Ö., Önder A. N., & Güven Yıldırım E. (2022). Development of light and QR-Code assisted brain lobes and their tasks model and views of teacher candidates on the model. International Online Journal of Education and Teaching, 9(1), 263-283.
• Akgün, İ. H., & Özkar Bulut, F. (2017). Dördüncü sınıf öğrencilerinin sosyal bilgiler dersinde yer alan “tablo ve diyagram okuma” becerisini kazanma düzeylerinin çeşitli değişkenlere göre incelenmesi. Uluslararası Türkçe Edebiyat Kültür Eğitim (TEKE) Dergisi, 6(4).
• Akgün, Z., & Özenoğlu, H. (2018). Sınıf öğretmenlerinin bilimin doğasına yönelik görüşleri. Adnan Menderes Üniversitesi Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 9(2), 165-190.
• Aslan, A., & Yadigaroğlu, M. (2014). Eğitim fakültelerindeki fen ve matematik lisansüstü öğrencilerinin model ve modelleme hakkındaki görüşleri. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi 3(1),187-195.
• Barker-Plummer, D., Cox, R., & Swoboda, N. (Eds.). (2006). Diagrammatic Representation and Inference: 4th International Conference, Diagrams 2006, Stanford, CA, USA, June 28-30, 2006, Proceedings (Vol. 4045). Springer.
• Can, C. (2014). Fonksiyonlar konusunun çoklu temsiller ile öğretiminin öğrenci başarısına etkisinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir.
• Cansüngü Koray, Ö., & Bal, Ş. (2002). Fen öğretiminde kavram yanılgıları ve kavramsal değişim stratejisi. Gazi Üniversitesi Kastamonu Eğitim Dergisi, 10(1), 83-90.
• Cesur, Ç. (2019). Öğrencilerin biyoloji süreç diyagramlarında öğrenme stilleri, öğrenme faaliyetleri ve öğrenme çıktıları. Yüksek Lisans tezi, Hacettepe Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Coştu, B., Ünal, S., & Ayas, A. (2007). Günlük yaşamdaki olayların fen bilimleri öğretiminde kullanılması. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(1), 197-207.
• Çakıcı, Y. (2009). Fen eğitiminde bir önkoşul: Bilimin doğasını anlama. Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 29(29), 57-74.
• Çelik, S. (2015). Fen bilgisi öğretmen adaylarının bilimsel modeller ile ilgili anlayışları. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(1), 9-26.
• Çetinel, H. (2019). Kavram olgusu; dini kavramların öğretimi, önemi ve sınırlılıkları üzerine. Necmettin Erbakan Üniversitesi İlahiyat Fakültesi Dergisi, 47(47), 89-114.
• Demirci, N., & Ahçı, M. (2016). Işık ve optik konuları ile ilgili üniversite öğrencilerinin kavramsal anlama düzeyleri. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 10(1).
• Demirel, R. (2016). Argümantasyon destekli öğretimin öğrencilerin kavramsal anlama ve tartışma istekliliklerine etkisi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 24(3), 1087-1108.
• Demirhan, E., Önder, İ., & Beşoluk, Ş. (2017). Lise öğrencilerinin ve öğretmen adaylarının atmosfer basıncını etkileyen faktörleri ve ilişkili günlük hayat problemlerini açıklayabilme durumlarının incelenmesi. Sakarya University Journal of Education, 7(3), 658-683.
• Diezmann, C. (2005). Assessing primary students’ knowledge of networks, hierarchies and matrices using scenario-based tasks. In P. Clarkson, A. Downtown, D. Gronn, M. Horne, A. McDonagh, R. Pierce, & A. Roche (Eds.), Proceedings of the 28th Annual Conference of the Mathematics Education Reseach Group of Australasia (pp. 289–296). Sydney: MERGA
• Diezmann, C. (2006). Primary students’ reasoning about diagrams: The building blocks of matrix knowledge. In J. Novotna, H. Moraova, M. Kratka, & N. Stehlikova (Eds.), Proceedings of the 30th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education. Vol. 2 (pp. 433– 440). Prague: PME.
• Diezmann, C., & English, L. (2001). Promoting the use of diagrams as tools for thinking. In A. Cuoco, & F. Curcio (Eds.), The roles of representation in school mathematics: 2001 year book (pp. 1-23). Virginia: NCTM.
• Doğanay, A. (2005). Öğretimde kavram ve genellemelerin geliştirilmesi. İçinde C. Öztürk ve D. Dilek (Ed.) Hayat bilgisi ve sosyal bilgiler öğretimi (ss. 227-255). Ankara: Pegem A Yayıncılık.
• Doğmaz, S. (2016). Özel öğrenme güçlüğü olan öğrencilerin iki basamaklı matematiksel rutin problem çözme performanslarını geliştirmede diyagram yöntemi kullanımının etkililiği. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Duran, M., & Dökme, İ. (2018). Araştırmaya dayalı öğrenme yaklaşımının kavramsal anlama düzeyi ve bazı öğrenme çıktıları üzerine etkisi. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(3), 545-563.
• Durmuş, E., & Kuruyer, D. (2020). Sosyal bilgiler öğretmen adaylarının tablo, grafik ve diyagram çizme ve yorumlama becerisine ilişkin görüşleri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 18(1), 46-71.
• Durmuş, E., & Kuruyer, D. (2020). Sosyal bilgiler öğretmen adaylarının tablo, grafik ve diyagram çizme ve yorumlama becerisine ilişkin görüşleri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 18(1), 46-71.
• Erdem, E., Yılmaz, A., Esin, A., & Gücüm, B. (2004). Öğrencilerin “Madde” konusunu anlama düzeyleri, kavram yanılgıları, fen bilgisine karşı tutumları ve mantıksal düşünme düzeylerinin araştırılması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27(27), 74-82.
• Gobert, J. D., & Clement, J. J. (1999). Effects of student‐generated diagrams versus student‐generated summaries on conceptual understanding of causal and dynamic knowledge in plate tectonics. Journal of Research in Science Teaching: The Official Journal of the National Association for Research in Science Teaching, 36(1), 39-53.
• Güldal, C. G., & Doğru, M. (2018). Modellemeye dayalı fen öğretiminin 6. sınıf öğrencilerinin fen kavramlarını günlük hayatla ilişkilendirmelerine ve fen kaygılarına etkisi. Eğitim ve Toplum Araştırmaları Dergisi, 5(2), 187-211.
• Güneş, B., Gülçiçek, Ç., & Bağcı, N. (2004). Eğitim fakültelerindeki fen ve matematik öğretim elemanlarının model ve modelleme hakkındaki görüşlerinin incelenmesi. Journal of Turkish Science Education, 1(1), 35-48.
• İnel, D. (2012). Kavram karikatürleri destekli probleme dayalı öğrenme yönteminin öğrencilerin problem çözme becerileri algılarına, fen öğrenmeye yönelik motivasyonlarına ve kavramsal anlama düzeylerine etkileri. Doktora tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Kamaraj, E. (2009). İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programı'nın günlük yaşamla ilişkilendirilmesine dair öğrenci ve öğretmenlerin görüşleri. Yüksek lisans tezi, Trakya Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Edirne.
• Kara, F. (2016). Ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin fen bilimleri dersinde öğrendikleri bilgileri günlük yaşamlarıyla ilişkilendirebilmelerine yönelik düşünceleri ile fen bilimleri dersindeki başarıları arasındaki ilişki. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18(2).
• Karataş, F. Ö., Köse, S., & Coştu, B. (2003). Öğrenci yanılgılarını ve anlama düzeylerini belirlemede kullanılan iki aşamalı testler. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(13), 54-69.
• Kıyıcı, F. B., & Aydoğdu, M. (2011). Fen bilgisi öğretmen adaylarının günlük yaşamları ile bilimsel bilgileri ilişkilendirebilme düzeylerinin belirlenmesi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 5(1), 43-61.
• Kidman, G. (2002). The accuracy of mathematical diagrams in curriculum materials. In A. Cockburn, & E. Nardi (Eds.), Proceedings of the 26th Conference of the International Group of the Psychology of Mathematics Education. Vol. 3 (pp. 201–208). London: PME.
• Liu, Y., Won, M., & Treagust, D. F. (2014). Secondary biology teachers’ use of different types of diagrams for different purposes. In B. Eilam & J. K. Gilbert (Eds.), Science teachers’ use of visual representations (pp. 103–121). Springer
• Matovu, H., Won, M., Treagust, D. F., Mocerino, M., Ungu, D. A. K., Tsai, C. C., & Tasker, R. (2023). Analysis of students’ diagrams of water molecules in snowflakes to reveal their conceptual understanding of hydrogen bonds. Chemistry Education Research and Practice.
• McLure, F., Won, M., & Treagust, D. F. (2022). Analysis of students’ diagrams explaining scientific phenomena. Research in Science Education, 52(4), 1225-1241.
• Merriam, S. B. (2013). Nitel araştırma: Desen ve uygulama için rehber (Çev. Ed. S. Turan). Ankara: Nobel.
• Özel Ç. A., Taşdelen Ö., Güven Yıldırım E., & Önder A. N. (2022). A sample implementation of teaching molecular structure of DNA in the classroom and the opinions of teacher candidates about it. The Journal for Educators, Teachers and Trainers (JETT), 13(5), 427-441.
• Pantziara, M., Gagatsis, A., & Elia, I. (2009). Using diagrams as tools for the solution of nonroutine mathematical problems. Educational Studies in Mathematics, 72, 39-60.
• Pantziara, M., Gagatsis, A., & Elia, I. (2009). Using diagrams as tools for the solution of nonroutine mathematical problems. Educational Studies in Mathematics, 72, 39-60.
• Sezgin, A. N. (2019). Çoklu temsillerle öğretimin 7. sınıf öğrencilerinin matematiksel anlama seviyelerine ve cebirsel problem çözme sürecine etkisinin incelenmesi. Doktora tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Soylu, T., & Memişoğlu, H. (2019). Sosyal bilgiler öğretmenlerinin kavram öğretimine ilişkin görüşlerinin belirlenmesi. International Journal of Social Sciences and Education Research, 5(4), 464-484.
• Taşdemir, A., & Demirbaş, M. (2010). İlköğretim öğrencilerinin fen ve teknoloji dersinde gördükleri konulardaki kavramları günlük yaşamla ilişkilendirebilme düzeyleri. Uluslararası İnsan Bilimleri Dergisi, 7(1), 124-148.
• Taşdelen, Ö. & Özel Ç. A. (2024). Biyoloji öğretmen adaylarının model geliştirmeye ve model-tabanlı alternatif değerlendirmeye yönelik görüşleri. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 44(1), 39-70.
• Tekbıyık, A., & Akdeniz, A. R. (2008). İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programını kabullenmeye ve uygulamaya yönelik öğretmen görüşleri. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 2(2), 23-37.
• Temizyürek, F., & Türktan, R. (2015). Yapılandırılmış grid test tekniğinin türkçe eğitiminde kavram öğretimine katkısı. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(2).
• Tippett, C. D. (2016). What recent research on diagrams suggests about learning with rather than learning from visual representations in science. International Journal of Science Education, 38(5), 725–746. Vieira, R. M., Tenreiro-Vieira, C., & Martins, I. P. (2011). Critical thinking: Conceptual clarification and its importance in science education. Science Education International, 22(1), 43-54.
• Wiebe, R., & Stinner, A. (2010). Using story to help student understanding of gas behavior. Interchange, 41(4), 347-361.
• Yağbasan, R., & Gülçiçek, Ç. (2003). Fen öğretiminde kavram yanılgılarının karakteristiklerinin tanımlanması. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(13), 102-120.
• Yenice, N., Özden, B., & Balcı, C. (2015). Fen bilgisi ve sınıf öğretmeni adaylarının bilimin doğasına yönelik görüşlerinin incelenmesi. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 17(1), 237-281.
• Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2016). Nitel araştırma yöntemleri (10. Baskı). Ankara: Seçkin.