Assessment of Argumentation Models Used in Science Education

Abstract

The purpose of this study is to investigate argument models used in science education comprehensively. Models were investigated based on patterns of used in science education, components, content and structural patterns used in science education. An example, which was designed as appropriate to science education subject area, was used when models were investigated. Domain-general models were assessed considering research results about how they used in science education. Firstly, domain-general but also used in science education models were assessed. Then, domain-specific argumentation models used in science education was assessed. In the results of this assessment, advantages and limitations of the practices of these models in science education was determined. In the light of the advantages and limitations of assessed models, a Turkish argumentation model was proposed considering Turkish language and culture structure. By giving proposed model, it was aimed to provide Turkish theoretical model for next studies about argumentation in science education.

Keywords

• -

Fen Eğitiminde Kullanılan Argümantasyon Modellerinin Değerlendirilmesi

Öz

Bu çalışmanın amacı son otuz yılda fen eğitiminde kullanılan argümantasyon modellerini ayrıntılı bir şekilde incelemektir. Modeller fen eğitimindeki kullanım biçimleri, birleşenleri, içerik ve yapısal olarak fen eğitiminde kullanılması bakımından uygunluğu temel alınarak incelenmeye çalışılmıştır. Modeller incelenirken fen eğitimi konu alanına uygun olarak hazırlanmış bir örnek kullanılarak incelenmiştir. Alan bağımsız olan modellerin fen eğitiminde nasıl kullanıldığına dair yapılan araştırma sonuçları göz önünde bulundurularak incelenmiştir. Öncelikle alan bağımlı olmayan ama fen eğitiminde de kullanılan modeller incelenmiştir. Daha sonra direkt olarak alana özgü geliştirilen ve fen eğitiminde kullanılan argümantasyon modelleri incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda bu modellerin fen eğitiminde kullanılmasının sağlayacağı avantaj ve sınırlılıklar tespit edilmiştir. İncelenen tüm modellerin avantaj ve sınırlılıkları ışığında Türkçe dil ve kültür yapısına uygun olarak tasarlanan Türkçe argümantasyon modeli önerilmiştir. Önerilen model ile fen eğitimi alanında argümantasyon konusunda yapılacak olan çalışmalara Türkçeye uygun teorik bir model sağlanması amaçlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Argümantasyon, fen eğitimi, argümantasyon modelleri

References

1. verileri kullanıp kullanmadığını dikkate almaz (Sampson & Clark, 2008). Sandoval
2. modelinde (2003) ise özel bir olayı açıklayan teori ve özel bilimsel bilgileri ne kadar iyi
3. kullanarak açıkladığına önem verilir. Bu çalışmada önerilen model içerik bakımında
4. değerlendirildiğinde iddianın ne kadar çok veri, kanıt ve destekleyici ile desteklendiği,
5. kullanılan verilerin bilimsel ve teorik temelli olmasına ve karşıt argüman yani çürütücülere
6. önem veren bir model olması nedeniyle içerik bakımından sağlam olduğu söylenebilir.
7. Gerekçelendirme açısından mevcut modeller ve önerilen model değerlendirildiğinde
8. modellerin çoğunluğunun gerekçelendirmeye önem verdiği ancak uygulamada öğrencilerin

9. iddialarını gerekçelendirmek yerine daha çok iddia, bakış açısı ve açıklamaları oluşturmaya
10. önem vermektedir (McNeill ve ark., 2006; McNeill & Krajcik, 2011; Sadler, 2006; Zohar &
11. Nemet, 2002). Önerilen model gerekçelendirilme açısından incelendiğinde akıl yürütmeyi
12. kullanarak kanıt yardımıyla argümanların gerekçelendirilmesine önem verdiği söylenebilir. Önerilen modelin kullanılmasında ve literatürdeki diğer modellerin kullanımını göz
13. önüne alırsak tüm modellerde çürütme ve akıl yürütmenin en zor olan kısımlar olduğu
14. söylenebilir (McNeill ve ark., 2006; McNeill & Krajcik, 2009, Pimentel & McNeill, 2013,
15. Erduran, 2006; Erduran ve diğ. 2004; Erduran & Jimenez-Aleixandre, 2007). Bunun yanında
16. Erduran, Simon ve Osborne (2004) yaptıkları çalışmada çürütme bileşenin yapılmasının
17. argümantasyonun kalitesini arttırdığını ancak uygulanmasından kaynaklanan sorunlar olduğu
18. görülmüştür (McNeill & Krajcik, 2009). Çünkü sınıf düzeyinin argümantasyonda çürütmenin
19. üst düzey düşünme becerisi gerektirdiği ve bu yüzden daha üst sınıflarda aranması ve
20. uygulanması önerilebilir (Sandoval & Millwood, 2005).
21. Aldağ, H. (2005). Düşünme aracı olarak metinsel ve metinsel - grafiksel tartışma yazılımının tartışma becerilerinin geliştirilmesine etkisi. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, Adana.
22. Altun, E. (2010). Işık ünitesinin ilköğretim öğrencilerine bilimsel tartışma (argümantasyon) odaklı yöntemi ile öğretimi. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi. Ankara.
23. Australian Curriculum, Assessment and Reporting Authority (ACARA) (2012). The Australian Curriculum: Science (Version 3.0). Common wealth of Australia: Sydney, NSW.
24. Ben-Zvi, D. (2006). Scaffolding students' informal inference and argumentation. In A. Rossman and B. Chance (Editors), Proceedings of the Seventh International Conference on Teaching of Statistics (CD-ROM), Salvador, Bahia, Brazil, 2-7 July, 2006. Voorburg, The Netherlands: International Statistical Institute.
25. Black, P., Harrison, C., Lee, C., Marshall, B. & Wiliam, D. (2003). Assessment for learning. Putting in practice. England: McGraw-Hill Education.
26. Can Al, Ş., N. & Güven, D. (2014). 8. Sınıf Öğrencilerinin Nükleer Enerji Konusunda Argümantasyonları, 11. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi (UFBMEK), Adana/Türkiye.
27. Capkinoglu, E., Metin, D., Cetin, P. S. & Leblebicioglu G. (2014). Analysis of Argumentation Elements in Turkish Elementary and Secondary School Science Curriculum. Paper presented at European Educatıonal Research Assocıatıon, European Educational Research Association (ECER), Porto/Portekiz.
28. Ceylan, K. E. (2012). İlköğretim 5. sınıf öğrencilerine dünya ve evren öğrenme alanında bilimsel tartışma (argumantasyon) odaklı yöntem ile öğretimi. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi. Ankara.
29. Clark, D. B., D’Angelo, C. M. & Menekse, M.(2009). Initial Structuring of Online Discussions to Improve Learning and Argumentation: Incorporating Students’ Own Explanations as Seed Comments Versus an Augmented-Preset Approach to Seeding Discussions. Journal of Science Education and Technology, 18 (4), 321-333.
30. Common Core State Standards Initiative. (2015). Common core standards: Standards in your state. Retrieved from http://www.corestandards.org/
31. Demirbağ, M. (2011). Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme Yaklaşımının Kullanıldığı Fen Sınıflarında Modsal Betimleme Eğitiminin Öğrencilerin Fen Başarıları Ve Yazma Becerilerine Etkisi. Ahi Evran Üniversitesi İlköğretim Fen Bilgisi Eğitimi Bölümü Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi.
32. Deveci, A. (2009). İlköğretim yedinci sınıf öğrencilerinin maddenin yapısı konusunda sosyobilimsel argümantasyon, bilgi seviyeleri ve bilişsel düşünme becerilerini geliştirmek. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İstanbul: Marmara Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü.
33. Driver, R., Newton, P. & Osborne, J. (2000). Establishing The Norms of Scientific Argumentation in Classrooms. Science Education, 84(3), 287-312.
34. Duschl, R. (2000). Making the nature of science explicit. In R. Millar, J. Leach, & J. Osborne (Eds.), Improving science education: The contribution of research. Philadelphia: Open University Press.
35. Duschl, R. (2007). Quality argumentation and epistemic criteria. In S. Erduran & M. Jimenez- Aleixandre (Eds.), Argumentation in science education: Perspectives from classroom- based research (pp. 159–175). Dordrecht: Springer Academic.
36. Duschl, R., Ellenbogen, K., & Erduran, S. (1999). Understanding dialogic argumentation among middle school science students. Paper presented at the annual meeting of the American Educational Research Association, Montreal, April.
37. Duschl, R. & Osborne, J. (2002). Argumentation and discourse processes in science education. Studies in Science Education, 38, 39–72.
38. Erduran, S. (2006). Promoting ideas, evidence and argument in initial science teacher training. School Science Review, 87(321), 45 – 50.
39. Erduran, S. & Jiménez-Aleixandre, M. P. (2007). Argumentation in Science Education: Perspectives from Classroom-Based Research. Springer.
40. 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.
41. Giere, R.N. (1991). Understanding Scientific Reasoning (3rd ed.). Forth Worth, TX: Holt, Rinehart & Winston.
42. Göke, S. & Sağır, Ş. U., (2014). Bilgisayar Destekli Argümantasyon Materyali Geliştirilmesi: Pilot Uygulama, 11. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi (UFBMEK), Adana/Türkiye.
43. Harland, D. (2003). Using asTTle persuasive writing: A case study of teaching argument writing. asTTle Technical Report, #29. University of Auckland/Ministry of Education.
44. Jiménez-Aleixandre, M. P., Bugallo Rodriguez, A. & Duschl, R. A. (2000). “Doing The Lesson” or “Doing Science”: Argument in High School Genetics. Science Education, 84(6), 757-792.
45. Jimenez-Aleixandre, M. P. & Erduran, S. (2008). Argumentation in science education: an overview. S. Erduran & M.P. Jimenez-Aleixandre (Eds.), Argumentation in Science Education: Perspectives from Classroom-Based Research(ss.3-28) İçinde, Netherland: Springer.
46. Johnson, R. H. & Blair, J. A., (1996). ‘Informal Logic and Critical Thinking’. In: van Eemeren and Grootendorst (1996).
47. Karışan, D. (2011). Fen bilgisi öğretmen adaylarının iklim değişiminin dünyamıza etkileri konusundaki yazılı argümantasyon yeteneklerinin incelenmesi. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Van: Yüzüncüyıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
48. Kelly, G. J., Druker, S. & Chen, C. (1998). Students’ reasoning about electricity: Combining performance assessments with argumentation analysis. International Journal of Science Education, 20(7), 849 – 871.
49. Kelly, G. J., Regev, J. & Prothero, W. (2007).Analysis of Lines of Reasoning in Written Argumentation. S. Erduran & M.P. Jimenez-Aleixndre (Ed.), Argumentation in science education: Perspectives from classroom based research (pp.137-157). Dordrecht, The Netherlands: Springer.
50. Kelly, G. J., & Takao, A. (2002). Epistemic levels in argument: an analysis of university oceanography students’ use of evidence in writing. Science Education, 86(3), 314 – 342.
51. Khine, M.S. (2011). Perspectives on Scientific Argumentation: Theory, Practice and Research. Dordrecht: Springer.
52. Kıngır, S. (2011). Using the science writing heuristic approach to promote student understanding in chemical changes and mixtures. Middle East Technical University, Department of Secondary Science and Mathematics Education. Unpublished Doctoral Thesis.
53. Kutluca, A. Y. (2012). Fen ve teknoloji öğretmen adaylarının klonlamaya ilişkin bilimsel ve sosyobilimsel argümantasyon kalitelerinin alan bilgisi yönünden incelenmesi (Yüksek lisans tezi, Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Bolu). http://tez2.yok.gov.tr/ adresinden edinilmiştir.
54. Lawson, A. (2003). The nature and development of hypothetico-predictive argumentation with implications for science teaching. International Journal of Science Education, 25(11), 1387 – 1408.
55. Lawson, A., Drake, N., Johnson, J., Kwon, Y., & Scarpone, C. (2000). How good are students at testing alternative hypotheses involving unseen entities? The American Biology Teacher, 64(4), 546 – 553.
56. Lee, H. S., Pallant, A., Pryputniewicz, S. & Liu, O. L. (2013). Measuring students’ scientific argumentation associated with uncertain current science. Paper presented at the annual meeting of the National Association for Research in Science Teaching, Rio Grande, Puerto Rico.
57. McNeill, K. L. & Krajcik, J. (2008). Scientific explanations: Characterizing and evaluating the effects of teachers’ instructional practices on student learning. Journal of Research in Science Teaching, 45(1), 53-78.
58. McNeill, K. L. & Krajcik, J. (2009). Synergy between teacher practices and curricular scaffolds to support students in using domain specific and domain general knowledge in writing arguments to explain phenomena. The Journal of the Learning Sciences, 18(3), 416-460.
59. McNeill, K. L. & Krajcik, J. (2012). Supporting grade 5-8 students in constructing explanations in science: The claim, evidence and reasoning framework for talk and writing. New York, NY: Pearson Allyn & Bacon.
60. McNeill, K. L., Lizotte, D. J., Krajcik, J. & Marx, R. W. (2006). Supporting students’ construction of scientiŞc explanations by fading scaffolds in instructional materials. Journal of the Learning Sciences, 15(2), 153 – 191.
61. McNeill, K. L. & Martin, D. M. (2011). Claims, evidence and reasoning: Demystifying data during a unit on simple machines. Science and Children. 48(8), 52-56.
62. Michaels, S., Shouse, A. & Schweingruber, H. (2008). Ready, Set, Science : Putting Research to Work in the K-8 Science Classroom. Washington, D.C.: National Academies Press.
63. Milli Eğitim Bakanlığı (2013) Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı (3.-8. sınıflar). Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları, Ankara, 2013.
64. National Research Council [NRC] (2012). A framework for K-12 science education- practices, crosscutting concepts, and core ideas. The National Academies Press, Washington, D.C.
65. Next Generations Science Standards [NGGS] (2013) The Next Generation Science Standards- Executive Summary. http://www.nextgenscience.org/sites/ngss/files/Final%20Release%20NGSS%20Front% 20Matter%20-%206.17.13%20Update_0.pdf
66. Nussbaum, E. M., Sinatra, G. M. & Owens, M. C. (2012). The Two Faces of Scientific Argumentation: Applications to Global Climate Change. In Khine, M.S. (Ed.). Perspectives on Scientific Argumentation: Theory, Practice and Research, (ss. 17-37). Dordrecht: Springer.
67. Osborne, J., Erduran, S. & Simon, S., (2004). Enhancing the quality of argumentation in school science. Journal of Research in Science Teaching, 41(10), 994 – 1020.
68. Özkara, D. (2011). Basınç konusunun sekizinci sınıf öğrencilerine bilimsel argümantasyona dayalı etkinlikler ile öğretilmesi. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Adıyaman: Adıyaman Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
69. Pimentel, D. S. & McNeill, K. L. (2013). Conducting talk in science classrooms: Investigating instructional moves and teachers’ beliefs. Science Education, 97(3), 367-394
70. Richmond, G., & Striley, J. (1996). Making meaning in classrooms: Social processes in small-group discourse and scientific knowledge building. Journal of Research in Science Teaching, 33(8), 839-858.
71. Sadler, T. D. (2006). Promoting discourse and argumentation in science teacher education. Journal of Science Teacher Education, 17 (4), 323-246.
72. Sampson, V. & Clark, D. B. (2008). Assessment of the Ways Students Generate Arguments in Science Education: Current Perspectives and Recommendations for Future Directions. Science Education. 92, 447-472.
73. Sandoval, W. A. (2003). Conceptual and epistemic aspects of students’ scientiŞc explanations. Journal of the Learning Sciences, 12(1), 5 – 51.
74. Sandoval, W. A., & Millwood, K. (2005). The quality of students’ use of evidence inwritten scientiŞc explanations. Cognition and Instruction, 23(1), 23 – 55.
75. Sandoval, W. A., & Milwood, K. A. (2007). What can argumentation tell us about epistemology? In S. Erduran & M. P. Jiménez-Aleixandre (Eds.), Argumentation in science education: Perspectives from classroom-based research (ss.71-89). Dordrecht, The Netherlands: Springer.
76. Schwarz, B. B., Neuman, Y., Gil, J., & Ilya, M. (2003). Construction of collective and individual knowledge in argumentative activity: An empirical study. The Journal of the Learning Sciences, 12(2), 221-258.
77. Simon, S., Erduran, S., & Osborne, J. (2006). Learning to teach argumentation: Research and development in the science classroom. International Journal of Science Education, 28, 235-260.
78. Soysal, Y. (2012). Sosyobilimsel argümantasyon kalitesine alan bilgisi düzeyinin etkisi: Genetiği değiştirilmiş organizmalar (Yüksek lisans tezi, Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Bolu). http://tez2.yok.gov.tr/ adresinden edinilmiştir.
79. Takao, A., & Kelly, G. (2003). Assessment of evidence in university students’ scientific writing. Science & Education, 12(4), 341–363.
80. Toulmin, S. E. (1958). The Uses of Argument. Cambridge: Cambridge University Press.
81. Toulmin, S. (2003). The Uses of Argument. Cambridge University Press (Updated edition). New York.
82. Tümay, H. (2008). Argümantasyon Odaklı Kimya Öğretimi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara.
83. Tümay, H. & Köseoğlu, F. (2011). Kimya Öğretmen Adaylarının Argümantasyon Odaklı Öğretim Konusunda Anlayışlarının Geliştirilmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 8(3), 105- 119.
84. Yeşildağ, F., Günel, M. & Yılmaz, A. (2010). İlköğretim 8. sınıf seviyesinde maddenin yapısı ve özellikleri ünitesini öğrenmede argümantasyon tabanlı bilim öğrenme (ATBÖ) yaklaşımının akademik başarıya etkisi. 9. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi. 23-25 Eylül 2010. İzmir.
85. Yeşiloğlu, S. N. (2007). Gazlar konusunun lise öğrencilerine bilimsel tartışma (argümantasyon) odaklı yöntemle öğretimi. Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi, 148 s, Ankara.
86. Zohar, A. & Nemet, F. (2002). Fostering students’ knowledge and argumentation skills through dilemmas in human genetics. Journal of Research in Science Teaching, 39(1), 35 – 62.