The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers

Esra Kabataş Memiş; Rahşan Bozkurt Aydın

doi:10.24106/kefdergi.893031

EN TR

The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers

Abstract

Purpose: This study was conducted with students in their third year at the Department of Science Teaching at Kastamonu University in the 2015-2016 academic year. The study's objective is to investigate the effect of the argumentation-based and argumentation-based inquiry approaches supported by metacognition activities on students' science achievement.
Design/Methodology/Approach: The study was carried out in 10 weeks with the participation of 69 students divided into three groups, namely, the ABI group, the ABI + metacognitive activity group and the group in which the traditional method was applied. An achievement test consisting of 25 questions and semi-structured interviews were used as data collection tools. In the data analysis, pre-post test evaluations and descriptive statistics were used.
Findings: The data obtained showed that there was a significant difference between the groups, which was in favour of groups where the ABI approach was applied, and that there was a slightly significant difference between groups of ABI and the ABI supported by metacognition activities, which was in favour of the ABI group supported by metacognition activities. The interviews with students revealed many significant and positive outcomes; they stated that they were satisfied with the ABI applications, that they would prefer ABI in their professional lives, and that the applications facilitated scientific thinking.
Highlights: Metacognition has an important place in scientific literacy and knowledge structuring. Because it provides metacognition to be aware of the individual's learning and learning process, it can be said that language practices such as discussion and writing, especially in the ABI process, activate cognitive and metacognitive mechanisms.

Keywords

Argument Based Inquiry (ABI), Metacognition, Science achievement

Abstract

Purpose: This study was conducted with students in their third year at the Department of Science Teaching at Kastamonu University in the 2015-2016 academic year. The objective of the study is to investigate the effect of argumentation-based inquiry approach and argumentation-based inquiry approach supported by metacognition activities on science achievement of students. Design/Methodology/Approach: The study was carried out in 10 weeks with the participation of 69 students divided into three groups, namely, the ABI group, the ABI + metacognitive activity group and the group in which the traditional method was applied. An achievement test consisting of 25 questions and semi-structured interviews were used as data collection tools. Findings: The data obtained showed that there was a significant difference between the groups, which was in favor of groups where the ABI approach was applied, and that there was a slightly significant difference between groups of ABI and the ABI supported by metacognition activities, which was in favor of the ABI group supported by metacognition activities. The interviews with students revealed many important and positive outcomes; the students stated that they were satisfied with the ABI applications, that they would prefer ABI in their professional lives, and that the applications facilitated the scientific thinking process. Highlights: Metacognition has an important place in scientific literacy and structuring of knowledge. Because it provides metacognition to be aware of the individual's own learning and learning process. It can be said that language practices such as discussion and writing, especially in the ABI process, activate cognitive and metacognitive mechanisms.

Keywords

Argument Based Inquiry (ABI), Metacognition

References

Akkuş, R., Günel, M. & Hand, B. (2007). Comparing an Inquiry-based Approach known as the Science Writing Heuristic to Traditional Science Teaching Practices: Are there differences. Fen Eğitimi Dergisi. 1, 1-21.
Akpunar, B. (2011). Biliş ve Üstbiliş (Metabiliş) Kavramlarının Zihin Felsefesi Açısından Analizi. International Periodical For The Languages, Literature and History of Turkish or Turkic. 6, 353-365.
Arlı, E. E. (2014). Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımının (ATBÖ) Mevsimlik Tarım İşçisi Konumundaki Dezavantajlı Öğrencilerin Akademik Başarıları Ve Düşünme Becerilerine Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Erzurum.
Aslan, S. (2014). Analysis of Students' Written Scientific Argument Generate and Evaluation Skills. Journaling of Theory and Practice in Education. 10(1), 41-74.
Aydede, M. N., & Matyar, F. (2009). Fen bilgisi öğretiminde aktif öğrenme yaklaşımının bilişsel düzeyde öğrenci başarısına etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 6(1), 115- 127.
Aydın, Ö. & Kaptan, F. (2014). Fen-Teknoloji Öğretmen Adaylarının Eğitiminde Argümantasyonun Biliş Üstü ve Mantıksal Düşünme Becerilerine Etkisi ve Argümantasyona İlişkin Görüşler. Eğitim Bilimleri Araştırmaları Dergisi, 4-2.
Aymen-Peker, E., Apaydın, Z. & Taş, E. (2012). Isı Yalıtımını Argümantasyonla Anlama: İlköğretim 6. Sınıf Öğrencileri İle Durum Çalışması. Dicle Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi 4(8).
Bağçeci, B., Döş, B. & Sarıca, R. (2011). İlköğretim Öğrencilerinin Üstbilişsel Farkındalık Düzeyleri İle Akademik Başarısı Arasındaki İlişkinin İncelenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 8(16), 551-566.
Bayram, H., Patlı, H., & Savcı, H. (1998). Fen öğretiminde öğrenme halkası modeli. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 10, 31-40.
Bell, P., & Linn, M. C. (2000). Scientific arguments as learning artifacts: Designing for learning from the web with KIE. International Journaling of Science Education, 22(8), 797-817.

Ceylan, Ç. (2010). Fen Laboratuvar Etkinliklerinde Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme ATBÖ Yaklaşımının Kullanımı. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara.
Chen, J. J., Lin, H. S., Hsu, Y. S. & Lee, H. (2011). Data And Claim: The Reﬁnement Of Science Fair Work Through Argumentation. International Journaling of Science Education, 1(2), 147–164.
Chin, C., & Osborne, J., 2010. Students’ questions and discursive interaction: their impact on argumentation during collaborative group discussions in science. Journaling of Research in Science Teaching, 47(7), 883–908.
Çakan Akkaş, B. (2017). Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme (ATBÖ) Yaklaşımının Temel Alındığı Öğrenme Ortamının 5. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarılarına ve Eleştirel Düşünme Becerilerine Etkisi. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Kastamonu Üniversitesi, Kastamonu.
Demir, Ö., & Özmen, S. K. (2011). Üniversite öğrencilerinin üst biliş düzeylerinin çeşitli değişkenler açısından incelenmesi. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 20(3).
Demirbağ, M. & Günel, M. (2014). Argümantasyon Tabanlı Fen Eğitimi Sürecine Modsal Betimleme Entegrasyonunun Akademik Başarı, Argüman Kurma ve Yazma Becerilerine Etkisi. Eğitimde Kuram ve Uygulama 14(1), 373-392.
Demirel, R. (2015). Kuvvet ve Hareket konularında bireysel ve grupla argümantasyonun öğrencilerin akademik başarılarına etkisi. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 11(3), 916-948.
Doğanay, A., & Ünal, F. (2006). Eleştirel düşünmenin öğretimi. A. Şimşek (Editör), İçerik Türlerine Dayalı Öğretim, 207-264. Driver, R., Newton, P. & Osborne, J. (2000). Establishing the Norms of Scientiﬁc Argumentation in Classrooms. Science education, 84(3), 287-312.
Dunlosky, J., & Thiede, K. W. (1998). What makes people study more? An evaluation of factors that affect self-paced study. Acta Psychologica, 98(1), 37-56.
Emig, J. (1977). Writing as a mode of learning. College composition and communication. 8(2), 122-128. Flavell, J.H.(1979). “Metacognition and cognitive monitoring: A new area of cognitive developmental inquiry”. American Psychologyist, 34(10), 906-911.
Ford, M.J. (2012). A dialogic account of sense-making in scientific argumentation and reasoning. Cognition and instruction, 30(3), 207-245.
Erduran, S., Simon, S., & Osborne, J. (2004). TAPping into argumentation: Developments in the application of Toulmin's Argument Pattern for studying science discourse. Science Education, 88(6), 915-933.
Erduran, S., & Jimenez-Aleixandre, M. P. (2007). Argumentation in science education: Recent developments and future directions. Günel, M., Kabataş-Memiş, E., Büyükkasap, E. (2010). Yaparak Yazarak Bilim Öğrenimi-YYBÖ Yaklaşımının İlköğretim Öğrencilerinin Fen Akademik Başarısına ve Fen ve Teknoloji Dersine Yönelik Tutumuna Etkisi. Eğitim ve Bilim 35(155).
Günel, M., Uzoğlu, M., Büyükkasap, E. (2009). Öğrenme Amaçlı Yazma Aktivitelerinin Kullanımının İlköğretim Seviyesinde Kuvvet Konusunu Öğrenmeye Etkisi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 29(1), 379-399.
Hand, B. (2008). Introducing the science writing heuristic approach. Science inquiry, argument and language: A case for the science writing heuristic. Rotterdam, The Netherlands: Sense.
Hand, B.,& Keys, C. W. (1999). Inquiry investigation. The Science Teacher, 66(4), 27.
Hand, B., & Norton-Meier, L. (Eds.). (2011). Voices from the Classroom. Springer Science & Business Media.
Hand, B., Wallace, C. & Yang, E. (2004). Using a Science Writing Heuristic to enhance learning outcomes from laboratory activities in seventh‐grade science: quantitative and qualitative aspects. International Journaling of Science Education, 26(2), 131-149.
Hohenshell, M. L. & Hand, B., (2006). Writing-to-learn Strategies in Secondary School Cell Biology: A mixed Method Study. International Journaling of Science Education. 28(2), 261-289.
İnaltekin, T., Özyurt, B. B., & Akçay, H. (2012). İlköğretim 6., 7. ve 8. sınıf fen ve teknoloji ders kitabı etkinliklerinin incelenmesi. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(2).
Jiménez Aleixandre, M.P. (2007). Designing argumentation learning environments. Argumentation in science education, 91-115. Kaya, E. (2013). Argümantasyona Dayalı Etkinliklerin Öğretmen Adaylarının Kimyasal Denge Konusunu Anlamalarına Etkisi. Fen Eğitimi Dergisi.35(7), 1139-1158
Kaya, O.N. & Kılıç, Z. (2008). Etkin Bir Fen Öğretimi İçin Tartışmacı Söylev. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi (KEFAD.) 9(3), 89-100.
Kabataş Memiş, E. (2011). Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımının ve Öz Değerlendirmenin İlköğretim Öğrencilerinin Fen Ve Teknoloji Dersi Başarısına ve Başarının Kalıcılığına Etkisi. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Erzurum.
Kabataş Memiş, E. (2014). İlköğretim Öğrencilerinin Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımı Uygulamalarına İlişkin Görüşleri. Kastamonu Eğitim Dergisi 22(2), 401-418.
Kabataş Memiş, E. (2016). The Effects of an Argument-Based Inquiry Approach On Improving Critical Thinking and the Conceptual Understanding of Optics among Pre-Service Science Teachers. International Journalin of Progressive Education, 12(3)
Kabatas Memis, E., & Cevik, E. E. (2017). Examination of Students’ Small Groups Discussion in Argumentation Process: Scientific and Socio-Scientific Issues. Journaling of Education in Science, Environment and Health, 3(2), 126-137.
Kabataş Memiş, E., Günel, M., & Büyükkasap, E. (2009). Öğrenme Amaçlı Yazmanın Ve Analoji Kurmanın Mekanik Ünitesini Öğrenmeye Etkisi. 8. Ulusal Fen Bilimleri Eğitimi ve Matematik Eğitimi Kongresi (UFBMEK), Bolu, Turkiye.
Kabataş Memiş, E. & Seven, S. (2015). Effects of an SWH Approach and Self-Evaluation on Sixth Grade Students’ Learning and Retention of an Electricity Unit. International Journaling of Progressive Education, 11(3), 32-49.
Kesmez, İ. (2010). Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları. 1(2), Erzurum. ISBN:978- 975- 00068-5-2.
Keys, C. W., Hand, B., Prain, V., & Collins, S. (1999). Using the science writing heuristic as a tool for learning from laboratory investigations in secondary science. Journaling of Research in Science Teaching, 36(10), 1065-1084.
Köseoğlu, F., Tümay, H. & Budak, E. (2008). Bilimin Doğası Hakkında Paradigma Değişimleri ve Öğretimi ile İlgili Yeni Anlayışlar. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 28(2), 221-237.
Kıngır, S. (2011). "Using the science writing heuristic approach to promote student understanding in chemical changes and mixtures." Doktora Tezi. Ortadoğu Teknik Üniversitesi. Ankara.
Klein, P. D. (2000). Elementary students' strategies for writing-to-learn in science. Cognition and Instruction, 18(3), 317-348. Küçük, H. & Aycan, Ş.H. (2014). 2007-2012 Yılları Arasında Bilimsel Tartışma Üzerine Gerçekleştirilmiş Açık Erişim Araştırmaların Bir İncelemesi. Muğla Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(1).
Ministry of National Education (2013). Science Lesson (5th, 6th, 7th, and 8th grades) Education Program, Ankara, Turkey.
Ministry of National Education (2018). Science Lesson (5th, 6th, 7th, and 8th grades) Education Program, Ankara, Turkey.
Newton, P., Driver, R. ve Osborne, J. (1999). The place of argumentation in the pedagogy of school science. International Journaling of Science Education, 21(5), 553-576.
NRC [NationalResearchCouncil] (1996). National science education standarts, Washington, DC: National Academy Press. Osborne, J., (2005). The role of argument in science education. Research and the Quality of Science Education, 367-380.
Öz, M. (2020). Fen Eğitimide Argüamantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımı ve Çoklu Modsal Betimleme Kullanımının Öğrencilerin Akademik Başarılarına ve Eleştirel Düşünme Becerilerine Etkisi. Doktora Tezi, Kastamonu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstütisi. Kastamonu.
Özkara, D. (2011). Basınç Konusunun Sekizinci Sınıf Öğrencilerine Bilimsel Argümantasyona Dayalı Etkinlikler İle Öğretilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Adıyaman Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Adıyaman.
Prain, V. & Hand, B. (1999). Students perceptions of writing for learning in secondary school science. Science Education, 83(2), 151-162. Sönmez, E., Kabataş Memiş, E., & Yerlikaya, Z. (2019). The effect of practices based on argumentation-based inquiry approach on teacher candidates’ critical thinking. Educational Studies.
Toulmin, S. (1958). The uses of argument. Cambridge, England: Cambridge University Press.
Tümay, H. & Köseoğlu, F. (2011). Kimya Öğretmen Adaylarının Argümantasyon Odaklı Öğretim Konusunda Anlayışlarının Geliştirilmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 8(3), 105-119.
Türkoğuz, S. & Cin, M. (2013). Argümantasyona Dayalı Kavram Karikatürü Etkinliklerinin Öğrencilerin Kavramsal Anlama Düzeylerine Etkisi. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi 35.
Tüysüz, C., Demirel, O. E. & Yıldırım, B. (2013). Investigating the effects of argumentation, problem and laboratory based instruction approaches on pre-service teachers’ achievement concerning the concept of “acid and base”. Mustafa Kemal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi.
Ulu, C. & Bayram, H. (2015). Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımına Dayalı Laboratuvar Etkinliklerinin 7. Sınıf Öğrencilerinin Kavram Öğrenmelerine Etkisi: Yaşamımızdaki Elektrik Ünitesi Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 37, 63-77.
Uluay, G. (2012). İlköğretim 7. sınıf fen ve teknoloji dersi kuvvet ve hareket konusunun öğretiminde bilimsel tartışma (argümantasyon) odaklı öğretim yönteminin öğrenci başarısına etkisinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Kastamonu Üniversitesi, Kastamonu.
Uluçınar, Ş., Doğan, A., Kaya, O.N. (2008). Sınıf Öğretmenlerinin fen öğretimi ve laboratuvar uygulamalarına ilişkin görüşleri. Kastamonu Eğitim Dergisi, 16(2), 485-494.
Üstünkaya, I., Savran-Gencer, A. (2012). İlköğretim 6.Sınıf Seviyesinde Bilimsel Tartışma (Argumentation) Odaklı Etkinliklerle Dolaşım Sistemi Konusunun Öğretiminin Akademik Başarıya Etkisi. Niğde Üniversitesi UFBMEK.
Yeşildağ Hasançebi, F. & Günel, M. (2013). Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımının Dezavantajlı Öğrencilerin Fen Bilgisi Başarılarına Etkisi. İlköğretim Online, 12(4), 1056‐1073.
Yıldırır, H. E. & Nakiboğlu, C. (2014). Kimya Öğretmen ve Öğretmen Adaylarının Derslerinde Kullandıkları Argümantasyon Süreçlerinin İncelenmesi. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(2), 124-154.
Yıldız, A. & Büyükkasap, E. (2011). Öğretmen adaylarının belirsizlik ilkesini anlama düzeyleri ve öğrenme amaçlı yazmanın akademik başarıya etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 8(4), 134-148.
Wallace, C. S., Hand, B. (2004). Using a science writing heuristic to promote learning from laboratory. Wallace, C. S., Hand, B., & Prain, V. (Eds.), Writing and learning in the science classroom 70-104. Dordrecht Boston: Kluiwer Academic Publishers.

Details

Primary Language

English

Subjects

Studies on Education

Journal Section

Research Article

Authors

Esra Kabataş Memiş ^*
0000-0002-8272-0516
Türkiye

Rahşan Bozkurt Aydın
0000-0001-8662-8752
Türkiye

Publication Date

July 31, 2022

Submission Date

March 8, 2021

Acceptance Date

April 16, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 30 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.24106/kefdergi.893031

IZ

https://izlik.org/JA88PE99WB

APA

Kabataş Memiş, E., & Bozkurt Aydın, R. (2022). The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers. Kastamonu Education Journal, 30(3), 520-535. https://doi.org/10.24106/kefdergi.893031

AMA

1.Kabataş Memiş E, Bozkurt Aydın R. The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers. Kastamonu Education Journal. 2022;30(3):520-535. doi:10.24106/kefdergi.893031

Chicago

Kabataş Memiş, Esra, and Rahşan Bozkurt Aydın. 2022. “The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers”. Kastamonu Education Journal 30 (3): 520-35. https://doi.org/10.24106/kefdergi.893031.

EndNote

Kabataş Memiş E, Bozkurt Aydın R (July 1, 2022) The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers. Kastamonu Education Journal 30 3 520–535.

IEEE

[1]E. Kabataş Memiş and R. Bozkurt Aydın, “The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers”, Kastamonu Education Journal, vol. 30, no. 3, pp. 520–535, July 2022, doi: 10.24106/kefdergi.893031.

ISNAD

Kabataş Memiş, Esra - Bozkurt Aydın, Rahşan. “The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers”. Kastamonu Education Journal 30/3 (July 1, 2022): 520-535. https://doi.org/10.24106/kefdergi.893031.

JAMA

1.Kabataş Memiş E, Bozkurt Aydın R. The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers. Kastamonu Education Journal. 2022;30:520–535.

MLA

Kabataş Memiş, Esra, and Rahşan Bozkurt Aydın. “The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers”. Kastamonu Education Journal, vol. 30, no. 3, July 2022, pp. 520-35, doi:10.24106/kefdergi.893031.

Vancouver

1.Esra Kabataş Memiş, Rahşan Bozkurt Aydın. The Effect of Argumentation-Based Inquiry Approach Supported by Metacognitive Activities on Science Achievement of Preservice Teachers. Kastamonu Education Journal. 2022 Jul. 1;30(3):520-35. doi:10.24106/kefdergi.893031

Cited By

Fen Eğitiminde Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımının Özel Yetenekli Öğrencilerin Üst Bilişsel Becerilerine Etkisi

Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi

https://doi.org/10.56423/fbod.1341269

Examining the mediating effect of nature of science perceptions on the relationship between metacognition and science self-efficacy

Research in Science & Technological Education

https://doi.org/10.1080/02635143.2024.2335213

Kastamonu Education Journal is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) license.