Models Usage in Teaching Astronomy and Visual Literacy

Year 2017, Volume: 4 Issue: 1, 77 - 94, 01.06.2016

Aslı Yerlikaya , Mahir Yerlikaya

Abstract

Visuals are used everywhere in our lives and are
frequently used in educational environments. Scientific visualizations used in
the educational environments can be a picture or a diagram or a TV show etc.
Like the others, models are scientific visuals which are used for teaching
science and especially in teaching astronomical concepts. If we talk about a
visual, we should think about how we understand or re-create or teach the
visual. Visual literacy is based on the idea that visuals can be “read”. In the
light of this knowledge, this study is aimed to present if there is a relation
between the use of models in teaching astronomy and visual literacy. The
significance of the study stems from its presenting connections between
astronomy, models and visual literacy, which were not found in Turkish
literature. For this purpose, the goals stated in Turkish National Science
Program for 3, 4, 5, 6, 7 and 8th classes about models in astronomy were
determined. And the goals were examined in the light of visual literacy. It is
considered that visual literacy is important for understanding, analyzing and
re-creating models which can be used for better science teaching and learning.
It can be said that model usage in astronomy and visual literacy is connected.  

Keywords

visual literacy, astronomy, models, science education

References

• Alpan, G. (2008). Görsel okuryazarlık ve öğretim teknolojisi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4 (2), 74-102.
• Arpaguş, E. K., Ünsal, Y. ve Moğol, S. (2011). Görsel okumanın ortaöğretim öğrencilerinin küresel aynalar ve mercekler konusundaki başarılarına etkisi. E-journal of New World Sciences Academy, 6 (3), 1972-1983.
• Anthony, R. J., Tippett, C. D. ve Yore, L. D. (2010). Pacific crystal project: explicit literacy instruction embedded in middle school science classrooms. Research Science Education, 40, 45–64.
• Aslan, H. (2009). Medya okuryazarlığının görsel kültür ve sanat eğitimi ekseninde çözümlenmesi. Yüksek lisans tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.
• Atwood, R. K., Atwood, V. A. (1997). Effects of instruction on preservice elementaryteachers’ conceptions of the causes of night and day and the seasons. Journal of ScienceTeacher Education, 8 (1), 1-13.
• Avgerinou, M. D. (2011). Toward a cohesive theory of visual literacy. Journal of Visual Litearcy, 30(2), 1-19.
• Barab, S. A., Hay, K. E., Barnett, M. ve Keating, T. (2000). Virtual solar system project: Building understanding through model building. Journal of Research in Science Teaching, 37 (7), 719-756.
• Barnett, M., Keating, T., Barab, S. A. ve Hay, K. E. (2005). Using virtual reality computer models to support student understanding. The Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 24 (4), 333-356.
• Baxter, J. (1989). Children’s understanding of familiar astronomical events. International Journal of Science Education, 11,502–513.
• Baxter, J. H. ve Preece, P. F. W. (1999). Interactive multimedia and concrete three-dimensional modelling. Journal of Computer Assisted Learning, 15(4), 323–331, Bayraktar, Ş. (2009). Pre-service primary teachers’ ideas about lunar phases. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 6 (2), 12 – 23.
• Bell , R. ve Trundle, K. C. (2008). The use of a computer simulation to promote scientific conceptions of moon phases. Journal of Research In Science Teaching, 45 (3), 346-372.
• Branton, B. (1999). Visual literacy literature review. 26.12.2001 tarihinde http://vicu.utoronto.ca/staff/branton/litreview.html adresinden erişildi.
• Brill, M., J., Kim, D. ve Branch, R. M. (2007). Visual literacy defined - the results of a delphi study, can ivla (operationally) define visual literacy?. Journal of Visual Literacy, 27 (1), 47-60.
• Berber, N. C. ve Güzel, H. (2009). Fen ve matematik öğretmen adaylarının modellerin bilim ve fendeki rolüne ve amacına ilişkin algıları. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 21, 87-97.
• Bostan, A. (2008). Farklı yaş grubu öğrencilerinin astronominin bazı temel kavramlarına ilişkin düşünceleri. Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir.
• Böke, K. (2009). Sosyal bilimlerde araştırma. K. Böke (Ed.). Sosyal Bilimlerde Araştırma Yöntemleri içinde (s. 3-34) (3. Baskı). İstanbul: Alfa Yayıncılık.
• Canpolat, N., Pınarbaşı, T., Bayrakçeken, S. ve Geban, Ö. (2004). Kavramsal değişim yaklaşımı-III: Model kullanımı. Kastamonu Eğitim Dergisi, 12 (2), 377-384.
• Çelik, L. (2012). Öğretim materyallerinin hazırlanması ve seçimi. Ö. Demirel ve E. Altun (Ed.). Öğretim Teknolojileri ve Materyal Tasarımı içinde (s. 29-68) (6. Baskı). Ankara: Pegema Yayıncılık.
• Çiltaş, A. ve Işık, A. (2013). Matematiksel modelleme yoluyla öğretimin ilköğretim matematik öğretmeni adaylarının modelleme becerileri üzerine etkisi. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 13 (2), 1177-1194.
• Dede, C. (2000). Emerging influences of information technology on school curriculum. Journal of Curriculum Studies, 32(2), 281-303.
• Dove, J. (2002). Does the man in the moon ever sleep? An analysis of students answers about simple astronomical events: a case study. International Journal of Science Education, 24, (8), 823-834.
• Duit, R. (1991). On the role of analogies and metaphors in learning science. Science Education, 75 (6), 649–672.
• Dunlop, J. (2000). How children observe the universe. Publications of the Astronomical Society of Australia, 17, 194 – 206.
• Ernst, J. V. ve Clark, A. (2009). Technology based content through visual and physical modeling: A national research study. Journal of Technology Education, 20 (2), 23-36.
• Fidler , C. ve Dotger, S. (2010). Astronomy scale of stellar distances using 3-D models. Science Scope, 38-44.
• Frede, V. (2006). Pre-service elementary teacher’s conceptions about astronomy, Advances in Space Research, 38, 2237–2246.
• Frede, V. (2008). The seasons explained by refutational modeling activities. Astronomy Education Review, 7 (1).
• Flaum, S. (n.d.). Fostering visual literacy in the x-box generation. STEM White Paper. 29.12.2015 tarihinde 22:22’de https://www.mheonline.com/glencoemath/wp-content/themes/souffle/pdfs/Fostering-Visual-Literacy-in-the-X-Box-Generation.pdf adresinden alınmıştır.
• Gilbert, J. K. and Justi, R. (2016). The Contribution of Visualisation to Modelling-Based Teaching inside Modelling-based Teaching in Science Education. Models and Modeling in Science Education, 121-148.
• Gilbert, J. K., Boulter, C. ve Elmer, R. (2000). Positioning models in science education and in design and technology education. J. Gilbert and C. Boulter (Ed.). Developing Models in Science Education içinde (s. 3–18), Houten: Springer Netherlands.
• Greca, I. M. ve Moreira, M. A. (2000). Mental models, conceptual models and modeling. Internationa Journal of Science Education, 1, 1-11.
• Gülçiçek, Ç., Bağı, N. ve Moğol, S. (2003). Öğrencilerin atom yapısı-güneş sistemi pedagojik benzeştirme (analoji) modeline analiz yeterlilikleri. Milli Eğitim Dergisi, 159, 74-84.
• Gülçiçek, Ç ve Güneş, B. (2004). Fen öğretiminde kavramların somutlaştırılması: Modelleme stratejisi, bilgisayar simülasyonları ve analojiler. TED Eğitim ve Bilim, 29 (34), 36-48.
• Günay, V. D., (2008). Görsel okuryazarlık ve imgenin adlandırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Güzel Sanatlar Fakültesi Hakemli Dergisi, 1, 1-29.
• Günbatar, S. ve Sarı, M. (2005). Elektrik ve manyetizma konularında anlaşılması zor kavramlar için model geliştirilmesi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25 (1), 185-197.
• Güneş, B., Gülçiçek, Ç. ve Bağcı, N. (2004). Eğitim fakültelerindeki fen ve matematik öğretim elemanlarının model ve modelleme hakkındaki görüşlerinin incelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 1 (1), 35-48.
• Güneş, M. H. ve Çelikler, D. (2010). The investigation of effects of modelling and computer assisted instruction on academic achievement. The International Journal of Educational Researchers, 2 (3), 22-28.
• Gümüş, İ., Demir, Y., Koçak, E., Kaya, Y. ve Kırıcı, M. (2008). Modelle öğretimin öğrenci başarısına etkisi. Erzincan Eğitim Fakültesi Dergisi, 10 (1), 65-90. Halis, İ. (2002). Öğretim Teknolojileri ve Materyal Geliştirme. Ankara: Nobel Yayın Dağıtım.
• Hansen, J. A., Barnett, M., MaKinster , J. G. ve Keating, T.(2004) The impact of three‐dimensional computational modeling on student understanding of astronomy concepts: A qualitative analysis, International Journal of Science Education, 26 (13), 1555-1575.
• Harrison, G. A. (2001). How do teachers and textbook writers model scientific ideas for students?. Research in Science Education, 31(3) 401-435.
• Hobson, S. M., Trundle, K. C. ve Saçkes, M. (2010). Using a planetarium software program to promote conceptual change with young children. Journal of Science Education and Technolgy, 19(2), 165-176.
• İpek, İ. (2003). Bilgisayarlar, görsel tasarım ve görsel öğrenme stratejileri. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 2 (3), 68-76.
• İşler, Ş. (2002). Günümüzde görsel okuryazarlık ve görsel okuryazarlık eğitimi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15 (1), 153-161.
• Justi, R. ve Gilbert, J. (2003) Teachers' views on the nature of models. International Journal of Science Education, 25 (11), 1369-1386.
• Kalkan, H. ve Kıroğlu, K. (2007). Science and nonscience students’ ideas about basic astronomy concepts in preservice training for elemantary school teachers. Astronomy Education Rewiev, 1, (6).
• Kalkan, H., Ustabaş, R. ve Kalkan, S. (2007). İlk ve ortaöğretim öğretmen adaylarının temel astronomi konuları hakkındaki kavram yanılgıları. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23, 1– 11.
• Karasar, N. (2010). Bilimsel Araştırma Yöntemleri (21. Baskı). Ankara: Nobel Yayıncılık.
• Keating, T., Barnett, T., Barab, S. A. ve Hay, K. E. (2002). The virtual solar system project: Developing conceptual understanding of astronomical concepts through building three-dimensional computational models. Journal of Science Education and Technology, 11 (3), 261-275.
• Kellner, D. (1998). Multiple literacies and critical pedagogy in a multicultural society. Educational Theory, 48 (1), 103-122.
• Kikas, E. (2004). Teachers’ conceptions and misconceptions concerning three natural phenomena. Journal of Research in Science Teaching, 41 (5), 432–448.
• Kiper, A., Arslan, S., Kıyıcı, M. ve Akgün, Ö. E. (2012). Visual literacy scale: The study of validity and reliability. The Online Journal of New Horizons in Education, 2 (2), 73-83.
• Klein, C. (1982). Children’s concepts of the earth and the sun: A cross-cultural study. Science Education, 66 (1), 95-107.
• Küçüközer, H. (2007). Prospective science teachers’ conceptions about astronomical subjects. Science Education International, 18 (1), 113-130.
• Küçüközer, H. (2008). The effect of 3d computer modeling on conceptual change about seasons and phases of the moon. Physics Education, 43(6), 632.
• Küçüközer, H., Korkusuz, M. E., Küçüközer, H. A., ve Yürümezoğlu, K. (2009). The effect of 3d computer modeling and observation-based instruction on the conceptual change regarding basic concepts of astronomy in elementary school students. Astronomy Education Review, 8.
• Küçüközer, H., Bostan, A. ve Işıldak, R. S. (2010). İlköğretim matematik öğretmeni adaylarının bazı astronomi kavramlarına ilişkin fikirlerine öğretimin etkileri. Ondokuzmayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 29 (1), 105 – 124.
• Lengler, R. ve Eppler, M. J. (2014). A periodic table of visualization methods. 3.5.2014 tarihinde 07:52’de http://www.visual-literacy.org/periodic_table/periodic_table.html# adresinden erişildi.
• Lightman, A. ve Sadler, P. (1988). The earth is round? Who are you kidding?. Science and Children, 25 (5), 24-26.
• Macgregor, S. K. (2002). The computer paint program, computers in the schools: Interdisciplinary journal of practice. Theory, and Applied Research, 19 (1-2), 163-178.
• Mnguni, L. E. (2014). The theoretical cognitive process of visualization for science education. Mnguni Springer Plus, 3 (184), 1-9.
• Ojala, J. (1997). Lost in space? The concepts of planetary phenomena held by trainee primaryschool teachers. International Research in Geographical and Environmental Education,6 (3), 183-203.
• Olkun, S., Şahin, Ö., Akkurt, Z., Dikkartın, F. T. ve Gülbağcı , H. (2010). Modelleme yoluyla problem çözme ve genelleme: İlköğretim öğrencileriyle bir çalışma. TED Eğitim ve Bilim, 34 (151), 65-73.
• Oliveira, A. W., Rivera, S., Glass, R., Mastroianni, M., Wizner, F. ve Amodeo, V. (2013). Teaching science through pictorial models during read-alouds. Journal of Science Teacher Education, 24(2), 367–389.
• Orhon, N. (2011) Görsel okuryazarlık. T. Uçar. (Ed.). Görsel kültür içinde (s. 134-158). Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Açık Öğretim Yayınları.
• Paton, R. C. (1996). On an apparently simple modelling problem in biology. International Journal of Science Education, 18, (1), 55-64.
• Pauwels, L. (2006). Visual Cultures of Science: Rethinking Representational Practices in Knowledge Building and Science Communication. Dartmouth: Dartmouth College Press.
• Rollins, M. M., Denton J. J., Janke D. L. (1983). Attainment of selected earth scienceconcepts by texas high school seniors. Journal of Educational Research, 7, 81-88
• Sadler, P. M.(1992). The initial knowledge state of high school astronomy students. Doktora tezi, Harvard University, Cambridge.
• Sarıkaya, R., Selvi, M. ve Doğan Bora, N. (2004). Mitoz ve mayoz bölünme konularının öğretiminde model kullanımının önemi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 12 (1), 85-88.
• Schoon, K. J. (1995). The origin and extent of alternative conceptions in the Earth and spacesciences: A survey of pre-service elementary teachers. Journal of Elementary ScienceEducation, 7(2), 27-46.
• Seçilmiş, C. ve Ünlüönen, K. (2011). Eğitim materyali olarak megep kapsamında hazırlanan modüllerin değerlendirilmesi üzerine bir alan araştırması. Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 31, 53-68.
• Sharp, J. G. (1996). Children’s astronomical belief’s: A preliminary study of year 6 children in south – west england. International Journal of Science, 18, 685 – 712.
• Shen, J.ve Confrey, J. (2008). From Conceptual Change to Transformative Modeling: A Case Study of an Elementary Teacher in Learning Astronomy. Science Education, 91 (6), 948-966.
• Slater, T. F., Slater, S. ve Dwyer, W. (2010). Exploring metacognitive visual literacy tasks for teaching astronomy. Amerikan Astronomi Derneği Bülteni, 42(1), 505.
• Sneider, G., Pulos, S. (1983). Children’s cosmographies: understanding the earth’s shape and gravity. Science Education, 67(2), 205-221.
• Stokes, S. (2002). Visual literacy in teaching and learning: A literature perspective. Electronic Journal for the Integration of Technology in Education, 1(1), 10-19.
• Şensoy, A., Türk, C., Bolat, M. ve Kalkan, H. (2010). İlköğretim İkinci Kademe Öğrencilerinin Temel Astronomi Kavramlarını Anlama Düzeyleri Üzerine Bir Durum Çalışması”, XVI. Ulusal Astronomi Kongresi Bildiri Kitapçığı içinde, (s. 442 – 448), Adana: Çukurova Üniversitesi.
• Şensoy, A. (2012). Temel astronomi kavramlarının çeşitli değişkenler açısından incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.
• T. C. Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı (Ttkb) (2013). İlköğretim kurumları (ilkokullar ve ortaokullar) fen bilimleri dersi (3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar) öğretim programı. Ankara: Milli Eğitim Basımevi.
• Treagust, D. F., Chittleborough, G. & Mamila, T. L. (2002). Students’ understanding of the role of scientific models in learning science. International Journal of Science Education, 24 (4): 357-368.
• Trumper, R. (2000). University students’ conceptions of basic astronomy concepts. Physics Education, 35 (1), 9-15.
• Trumper, R. (2001a). A cross-age study of junior high school students’ conceptions of basic astronomy concepts. International Journal of Science Education, 23 (11), 1111- 1123.
• Trumper, R. (2001b). A cross-age study of senior high school students’ conceptions of basic astronomy concepts. Research in Science and Technological Education, 19 (1), 97-109.
• Trumper, R. (2006). Teaching future teachers basic astronomy concepts -- Sun-Earth-Moon relative movements -- at a time of reform in science education. Research in Science & Technological Education, 24 (1), 85-109.
• Trundle, K. C. ve Bell, R. L. (2010). The use of a computer simulation to promote conceptual change: A quasi-experimental study. Computers and Education, 54, 1078-1088.
• Türk, C. (2010). İlköğretim temel astronomi kavramlarının öğretimi. Yüksek lisans tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.
• Türk, C., Alemdar, M. ve Kalkan, H. (2012). İlköğretim öğrencilerinin mevsimler konusunu kavrama düzeylerinin saptanması. Journal of Educational and Instructional Studies In The World, 2 (1), 62-67.
• Türkoğlu, O, Örnek, F., Gökdere, M., Süleymanoğlu, N. ve Orbay, M. (2009). On pre-service science teachers' pre existing knowledge levels about basic astronomy concepts. International Journal of Physical Sciences, 4 (11), 734 – 739.
• Ünal, G. ve Ergin, Ö. (2006). Fen eğitimi ve modeller. Milli Eğitim, 171, 188-195.
• Van Driel, J. H. ve Verloop, N. (1999). Teachers knowledge of models and modelling in science. International Journal of Science Education, 21(11), 1141-1153.
• Vosniadou, S. (1991). Designing curricula for conceptual restructuring lessons from thestudy of knowledge acquisition in astronomy. Journal of Curriculum Studies, 23, 219-237.
• Vosniadou, S., ve Brewer, W. F. (1989). The Concept of the Earth’s Shape: A Study of Conceptual Change in Childhood. Techinical Report No. 467. University of Illinois at Urbana Champaign and Aristotelian University of Thessaloniki.
• Waight, N., Liu, X. Gregorius, R. M., Smith, E. ve Park, M. (2014). Teacher conceptions and approaches associated with an immersive instructional implementation of computer-based models and assessment in a secondary chemistry classroom. International Journal of Science Education, 36 (3), 467–505.
• Watkins, K. J., Miller, E. ve Brubaker, D. (2004). The role of the visual image: what are students really learning from pictorial representations?. Journal of Visual Litearcy, 24 (1), 23-40.
• Yair , Y., Mintz, R., ve Litvak, S. (2001). 3D-Virtual reality in science education: An implication for astronomy teaching. Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 20 (3), 293-305.
• Yanpar, T. (2007). Öğretim Teknolojileri ve Materyal Tasarımı (8. bs.). Ankara: Anı Yayıncılık.
• Yeh, Y. Y. ve McTigue, E. M. (2009). The frequency, variation and function of graphical representations within standardized state science test. School Science and Mathematics, 109 (8), 435-449.
• Yerlikaya, M. (2015). Güzel sanatlar eğitimi bölümü resim - iş eğitimi anabilim dalı öğrencilerinin görsel okuryazarlıkları. Doktora tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.
• Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2008). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri (6. Baskı). Ankara: Seçkin Yayıncılık.
• Yusofi, E. ve Mohsenzadeh, M. (2010). Visualizing cosmological concepts using the analog of a hot liquid. Astronomy Education Rewiev, 9.
• Zeren, G. ve Arslan, R. (2009). Bir eğitim süreci olarak görsel okuryazarlık. Türkiye Sosyal Araştırmalar Dergisi, 13 (2), 83-92