Fen Eğitiminde Eleştirel Düşünmeye Dayalı Öğretimin Öğrencilerin Fen Başarısına Etkisi: Bir Meta-Analiz Çalışması

Abstract

Bu araştırmanın amacı, Türkiye’de fen eğitiminde eleştirel düşünmeye dayalı öğretim uygulamalarının öğrencilerin akademik başarıları üzerindeki etkisini belirlemek ve bu etkinin farklı değişkenlere göre nasıl değiştiğini ortaya koymaktır. Bu amaçla 2006–2022 yılları arasında yayımlanmış 28 çalışma meta-analize dâhil edilmiştir. Etki büyüklükleri, standartlaştırılmış ortalama fark (Hedges’s g) kullanılarak hesaplanmış; rastgele etkiler modeli temel alınmıştır. Elde edilen bulgular, eleştirel düşünmeye dayalı öğretimin fen başarısı üzerinde anlamlı ve yüksek düzeyde bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir (Hedges’s g = 0.89). Heterojenlik testi sonuçları, etki büyüklüklerinin çalışmalar arasında anlamlı farklılıklar gösterdiğini ortaya koymuştur. Alt grup analizlerinde yalnızca çalışma grubu düzeyinin etki büyüklüğü üzerinde anlamlı bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Araştırma deseni, yayın türü, uygulama dönemi, öğretim yaklaşımı, ölçme aracı türü ve kontrol grubu öğretim yöntemi gibi diğer değişkenler açısından anlamlı farklılık saptanmamıştır. Meta-regresyon analizinde, yayın yılının etki büyüklüğü üzerinde anlamlı ve negatif yönlü bir yordayıcı olduğu görülürken; uygulama süresi anlamlı bir etki göstermemiştir. Bu sonuçlar, fen eğitimi sürecinde eleştirel düşünmeye dayalı öğretim yaklaşımlarının öğrenci başarısını artırmada etkili olduğunu ortaya koymakta, öğretim tasarımlarının eleştirel düşünmeyi merkeze alacak biçimde yapılandırılması önemini vurgulamaktadır.

Keywords

• Fen eğitimi
• eleştirel düşünme
• akademik başarı
• meta-analiz

THE EFFECT OF CRITICAL THINKING-BASED TEACHING ON STUDENTS’ ACADEMIC ACHIEVEMENTS IN SCIENCE EDUCATION: A META-ANALYSIS STUDY

Abstract

The aim of this study is to determine the effect of critical thinking-based teaching practices on students' academic achievement in science education in Turkey and to reveal how this effect changes according to different variables. For this purpose, 28 studies published between 2006 and 2022 were included in the meta-analysis. Effect sizes were calculated using the standardized mean difference (Hedges's g) and based on the random effects model. The findings showed that critical thinking-based instruction had a significant and strong effect on science achievement (Hedges's g = 0.89). The results of the heterogeneity test revealed that the effect sizes showed significant differences between the studies. In the subgroup analyses, only the study group level was found to have a significant effect on the effect size. No significant differences were found in terms of other variables such as research design, publication type, implementation period, teaching approach, type of measurement tool and control group teaching method. In the meta-regression analysis, the year of publication was found to be a significant and negative predictor of effect size, while the implementation period did not show a significant effect. These results reveal that instructional approaches based on critical thinking in science education process are effective in increasing student achievement and emphasize the importance of structuring instructional designs in a way to center critical thinking.

Keywords

• Science education
• critical thinking
• academic achievement
• meta-analysis.

References

1. Abrami, P. C., Bernard, R. M., Borokhovski, E., Waddington, D. I., Wade, C. A., & Persson, T. (2015). Strategies for teaching students to think critically. A meta-analysis. Review of Educational Research, 85(2), 275–314. https://doi.org/10.3102/0034654314551063
2. Abrami, P. C., Bernard, R. M., Borokhovski, E., Wade, A., Surkes, M. A., Tamim, R., & Zhang, D. (2008). Instructional interventions affecting critical thinking skills and dispositions: A stage 1 meta-analysis. Review of Educational Research, 78(4), 1102–1134. https://doi.org/10.3102/0034654308326084
3. Ab Kadir, M. A. (2017). What teacher knowledge matters in effectively developing critical thinkers in the 21 st century curriculum? Thinking Skills and Creativity. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2016.10.011
4. *Acar, D. (2018). FeTeMM eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin akademik başarı, eleştirel düşünme ve problem çözme becerisi üzerine etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
5. *Akın, F. (2014). Eleştirel okuma uygulamalarının kullanıldığı fen öğretiminin öğrenme ürünlerinin etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
6. *Alkaya, F. (2006). Eleştirel düşünme becerilerini temel alan fen bilgisi öğretiminin öğrencilerin akademik başarılarına etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
7. *Aslan, S. (2010). Ortaöğretim 10. sınıf öğrencilerinin üst bilimsel süreç ve eleştirel düşünme becerilerinin geliştirilmesine bilimsel tartışma odaklı öğretim yaklaşımının etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
8. Bailin, S., Case, R., Coombs, J. R., & Daniels, L. B. (1999). Conceptualizing critical thinking. Journal of Curriculum Studies, 31(3), 285–302. https://doi.org/10.1080/002202799183133

9. Bailin, S. (2002). Critical thinking and science education. Science & Education, 11, 361–375. https://doi.org/10.1023/A:1016042608621
10. Bankert-Drowns, R. L. & Bankert, E. (1990, Nisan). Meta-analysis of effects of explicit instruction for critical thinking. Paper presented at the annual meeting of the American Educational Research Association, Boston, MA.
11. *Bayrak, Ç. (2014). CORT 1 düşünme programının “Yaşamımızdaki Elektrik” ünitesinde kullanılmasının öğrencilerin akademik başarılarına, bilimsel yaratıcılıklarına ve eleştirel düşünme eğilimlerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
12. Becker, B. J. (2005). Fail-safe N or file-drawer number. In H. R. Rothstein, A. J. Sutton, & M. Borenstein (Eds.), Publication bias in meta-analysis: Prevention, assessment and adjustments (pp. 111–125). John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/0470870168.ch7
13. *Bilir, U., & Özdilek, Z. (2022). WebQuest destekli fen öğretiminin 6. sınıf öğrencilerinin akademik başarı, eleştirel düşünme becerileri ve teknolojiye yönelik tutumlarına etkisi. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 10(1), 139-176. https://doi.org/10.56423/fbod.1094208
14. *Boran, D. (2019). Fen öğretiminde eleştirel okuma uygulamalarının öğrenme ürünlerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
15. Borenstein, M., Hedges, L. V., Higgins, J. P. T., & Rothstein, H. R. (2005). Comprehensive meta-analysis (Version 2) [Computer software]. Biostat.
16. Borenstein, M., Hedges, L.V., Higgins, J.P.T., & Rothstein, H.R. (2009). Introduction to meta-analysis. John Wiley & Sons.
17. *Bozkurt, E. (2010). İlköğretim 5. sınıf fen ve teknoloji dersi “Maddenin Değişimi ve Tanınması” ünitesinde gazetelerden yararlanılarak hazırlanan ders etkinliklerinin tutum, başarı ve eleştirel düşünme becerilerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
18. Cohen, J. (1988). Statistical power analysis for the behavioral sciences (2nd ed.). Lawrence Erlbaum Associates, Publishers.
19. *Çakan Akkaş, B. N. (2017). Argümantasyon tabanlı bilim öğrenme (ATBÖ) yaklaşımının temel alındığı öğrenme ortamının 5. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve eleştirel düşünme becerilerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
20. *Çavumirza, E. (2018). Model ile fen öğretiminin 8. sınıf öğrencilerinin başarılarına, eleştirel düşünme eğilimlerine, tutumlarına ve kavram öğrenmelerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
21. *Çetinbaş Gazeteci, D. (2014). İlköğretim 8. sınıf fen ve teknoloji dersinde oyun temelli öğrenmenin öğrencilerin akademik başarı ve eleştirel düşünme becerileri üzerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
22. *Çetinkılıç, S. (2017). Fen öğretiminde eleştirel okuma uygulamalarının kullanılmasının akademik performans ve problem çözme becerisi üzerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
23. Çeviker Ay, Ş., & Orhan, A. (2020). The effect of different critical thinking teaching approaches on critical thinking skills: A meta-analysis study. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 49, 88-111. https://doi.org/10.9779/pauefd.561742
24. *Demir, Z. (2019). Çevre eğitiminde argümantasyon uygulamaları ile zenginleştirilmiş 5E öğrenme metodunun 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına, eleştirel düşünme ve tartışma becerilerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
25. *Demirel, T. (2017). Argümantasyon yöntemi destekli artırılmış gerçeklik uygulamalarının akademik başarı, eleştirel düşünme becerisi, fen ve teknoloji dersine yönelik güdülenme ve argümantasyon becerisi üzerindeki etkisinin incelenmesi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
26. Ekici, G., Abide, Ö. F., Canbolat, Y., & Öztürk, A. (2017). 21. yüzyıl becerilerine ait veri kaynaklarının analizi. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 6, 124–134.
27. Ennis, R. H. (1987). A taxonomy of critical thinking dispositions and abilities. In J. B. Baron & R. J. Sternberg (Eds.), Teaching thinking skills: Theory and practice (pp. 9–26). W H Freeman/Times Books/ Henry Holt & Co.
28. Ennis, R. H. (1989). Critical thinking and subject specificity: Clarification and needed research. Educational Researcher, 18(3), 4–10. https://doi.org/10.3102/0013189X018003004
29. Glass, G. V. (1976). Primary, secondary and meta-analysis of research. Educational Researcher, 5(10), 3–8. https://doi.org/10.2307/1174772
30. Gibson, C. (1995). Critical thinking: implications for instruction. American Library Association, Vol. 35, Issue 1, p. 27-35.
31. Gleser, L. J., & Olkin, I. (1994). Stochastically dependent effect sizes. In H. Cooper & L. V. Hedges (Eds.), The handbook of research synthesis (pp. 339–355). New York, NY: Russell Sage Foundation. https://psycnet.apa.org/record/1993-99100-021
32. *Gülcü, M. (2019). Sosyobilimsel konuların öğretiminde altı şapka düşünme tekniğinin öğrencilerin akademik başarılarına, eleştirel düşünme ve karar verme becerilerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
33. Hedges, L. V., & Olkin, I. (1985). Statistical methods for meta-analysis. Academic Press. American Educational Research Association. https://doi.org/10.2307/1164953
34. Hitchcock, D. (2024). Critical thinking. In E. N. Zalta & U. Nodelman (Eds.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2024 Edition). The Metaphysics Research Lab, Stanford University.
35. ,Lai, E. R. (2011). Critical thinking: A literature review (pp. 1–50). https://www.researchgate.net/publication/297782058_Critical_thinking_A_literature_review
36. Lipsey, M. W., & Wilson, D. B. (2001). Practical meta-analysis. Sage Publications. https://psycnet.apa.org/record/2000-16602-000
37. Kestel, M. (2022). Eleştirel düşünme becerisi: Bir meta analiz çalışması [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi. Ku, K. Y. L., Ho, I. T., Hau, K.-T., & Lai, E. C. M. (2014). Integrating direct and inquiry-based instruction in the teaching of critical thinking: an intervention study. Instructional Science, 42(2), 251–269. http://www.jstor.org/stable/43575226
38. Koray, Ö. (2022). Fen öğretimi ve eleştirel okuryazarlık. (Ş. Koca, Ed.). Eğitim bilimlerinde teori ve araştırmalar (pp. 343–385). Serüven Yayınevi.
39. Ma, X., Zhang, Y., & Luo, X. (2021). Students’ and teachers’ critical thinking in science education: are they related to each other and with physics achievement? Research in Science & Technological Education, 41(2), 734–758. https://doi.org/10.1080/02635143.2021.1944078
40. Marin, L. M., ve Halpern, D. F. (2011). Pedagogy for developing critical thinking in adolescents: Explicit instruction produces greatest gains. Thinking Skills and Creativity, 6(1), 1–13. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2010.08.002
41. Millî Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2006). İlköğretim fen ve teknoloji dersi (6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı. Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
42. Millî Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2018). İlköğretim kurumları fen bilimleri dersi (4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı. Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
43. Millî Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2024). İlköğretim kurumları fen bilimleri dersi (4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı. Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
44. Orhan, A. (2022). The relationship between critical thinking and academic achievement: A meta-analysis study. Psycho-Educational Research Reviews, 11(1), 283-299. https://doi.org/10.52963/PERR_Biruni_V11.N1.18
45. Orhan, A., & Çeviker Ay, Ş. (2023). How to teach critical thinking: an experimental study with three different approaches. Learning Environ Res 26, 199–217. https://doi.org/10.1007/s10984-022-09413-1
46. *Öz, M. (2020). Fen eğitiminde argümantasyon tabanlı bilim öğrenme yaklaşımı ve çoklu modsal betimleme kullanımının öğrencilerin akademik başarılarına ve eleştirel düşünme becerilerine etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
47. *Özçelik, P. (2019). Biliş üstü yönlendirmelerle zenginleştirilmiş açık uçlu deneylerin 6. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına, biliş üstü becerilerine ve eleştirel düşünme eğilimlerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
48. *Öztürk, H. İ. (2019). Disiplinlerarası yaklaşım temelli geliştirilen öğretim programı tasarımının fen eğitiminde eleştirel düşünme becerilerine, sorgulayıcı öğrenme becerileri algısına, derse yönelik tutumlarına ve akademik başarılarına etkisinin incelenmesi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
49. Page, M. J., McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I., Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., Shamseer, L., Tetzlaff, J. M., Akl, E. A., Brennan, S. E., Chou, R., Glanville, J., Grimshaw, J. M., Hróbjartsson, A., Lalu, M. M., Li, T., Loder, E. W., Mayo-Wilson, E., McDonald, S., McGuinness, L. A., … Moher, D. (2021). The PRISMA 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ (Clinical research ed.), 372, n71. https://doi.org/10.1136/bmj.n71
50. Paul, R. (1990). Critical Thinking. What every person needs to survive in a rapidly changing world. Center for Critical Thinking and Moral Critique, Rohnert Park.
51. ,Pithers, R. T., & Soden, R. (2000). Critical thinking in education: a review. Educational Research, 42(3), 237–249. https://doi.org/10.1080/001318800440579
52. Rosenthal, R. (1979). The ‘file drawer problem’ and tolerance for null results. Psychological Bulletin, 86(3), 638–641. https://doi.org/10.1037/0033-2909.86.3.638
53. Rothstein, H. R., Sutton, A. J., & Borenstein, M. (2005). Publication bias in meta-analysis: Prevention, assessment and adjustments. John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/0470870168
54. Rowe, M. P., B. M. Gillespie, K. R. Harris, S. D. Koether, L. Y. Shannon, & L. A. Rose. 2015. “Redesigning a general education science course to promote critical thinking.” CBE Life Sciences Education 14(3): 1–12. https://doi.org/10.1187/cbe.15-02-0032
55. *Schreglmann, S., & Karakuş, M. (2017). Eğitsel arayüz destekli eğitim yazılımlarının eleştirel düşünme ve akademik başarı üzerindeki etkisi. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(3), 839-855. https://doi.org/10.17860/mersinefd.290420
56. *Schreglmann, S. (2016). Konu temelli eleştirel düşünme öğretimi özelliğine sahip eğitsel arayüz ile desteklenmiş eğitim yazılımının eleştirel düşünme becerisi ve fen bilimleri dersindeki akademik başarı üzerindeki etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
57. *Şahin, E. (2016). Argümantasyon tabanlı bilim öğrenme yaklaşımının üstün yetenekli öğrencilerin akademik başarılarına, üstbiliş ve eleştirel düşünme becerilerine etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
58. Tiruneh, D. T., Verburgh, A., & Elen, J. (2014). Effectiveness of critical thinking instruction in higher education: A systematic review of intervention studies. Higher Education Studies, 4(1), 1–17. https://doi.org/10.5539/hes.v4n1p1
59. *Uçar, R. (2019). Argümantasyonla zenginleştirilmiş STEM etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin “Güneş Sistemi ve Ötesi” ünitesindeki akademik başarılarına, astronomiye yönelik tutumlarına, eleştirel düşünme eğilimlerine ve STEM kariyer ilgilerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
60. *Umar, Ç. N. (2014). Karma öğrenme yöntemi ile farklılaştırılmış öğretim ortamının üstün zekalı ve yetenekli öğrencilerin akademik başarılarına, eleştirel düşünme becerilerine ve yaratıcılıklarına etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
61. *Yağmur, E. (2010). 7. sınıf fen ve teknoloji dersinin yaratıcı drama destekli işlenmesinin eleştirel düşünme becerisi ve başarı üzerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
62. *Yaman, Y. (2014). Beyin temelli fen öğretiminin üstün zekâlı ve yetenekli öğrencilerin akademik başarılarına, yaratıcılıklarına, eleştirel düşünmelerine ve tutumlarına etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
63. *Yıldırım, H. İ. (2018). Eleştirel düşünme becerilerini temel alan fen öğretiminin 7. Sınıf öğrencilerinin başarı ve problem çözme becerilerine etkisi. The Journal of Academic Social Sciences, 80(80), 325–348. http://dx.doi.org/10.16992/ASOS.14249
64. *Yıldızbaş, H. (2017). Ortak bilgi yapılandırma modeline dayalı öğretimin öğrencilerin akademik başarılarına ve eleştirel düşünme becerilerine etkisi [Yüksek lisans tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
65. *Yüksel, Y. (2019). Argümantasyon tabanlı biyoloji öğretiminin başarı, tutum ve eleştirel düşünme becerisi üzerine etkisi [Doktora tezi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
66. Zaidah, A, and W. Sunarno. (2018). “The effect of physics-based scientific learning on the improvement of the student’s critical thinking skills.” Journal of Physics Conference Series 1006: 012023. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1006/1/012023