Comparing the Plate-tectonics-related Misconceptions of High School Students and University Undergraduates

Abstract

International research into the nature, emergence, and development of geographical misconceptions is substantial. However, Hungarian educational research lags behind in exploring this phenomenon in detail. The present study identified some plate-tectonics-related misconceptions of three distinctive groups of students: ninth-grade secondary school students as well as university undergraduates consisting of geography B.Sc. students and B.A. students. Employing a cross-case-based approach, multiple kinds of data were collected for triangulation. A three-part diagnostic test was administered to students, and results were evaluated by comparative content analysis. While culturally induced misconceptions were not present, mistakes in textbooks, the linguistic characteristics of the Hungarian language as well as extensive media coverage of certain topics and informal learning interfere in the emergence of geographical misconceptions. The authors argue that both secondary and tertiary education should move to a more practical and innovative pedagogy where geographical knowledge is organically anchored into everyday life with the direct refutation of possible misconceptions.

Keywords

• Misconceptions,Conceptual Change,Plate Tectonics,Geographical Literacy,Content Analysis

References

1. 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.
2. Alsparslan, C., Tekkaya, C., & Geban, O. (2003). Using the conceptual change instruction to improve learning. Journal of Biological Education, 37 (3), 133-137.
3. Banai, V. (2004). Mit tudnak a tanulók a gyógynövényekről? A Biológia Tanítása, 12 (1), 15- 30.
4. Barnett, M., Wagner, H., Gatling, A., Anderson, J., Houle, M., & Kafka, K. (2006). The impact of science fiction film on student understanding of science. Journal of Science Education and Technology, 15 (2), 179-191.
5. Bigozzi, L., Biggeri, A., Boschi, F., Conti, P., & Fiorentini, C. (2002). Children “scientists” know the reasons why and they are “poets” too. Non-randomized controlled trial to evaluate the effectiveness of a strategy aimed at improving the learning of scientific concepts. European Journal of Psychology of Education, 17 (4), 343-362.
6. Chang, C.H. & Pascua, L. (2015). ‘The hole in the sky causes global warming’: A case study of secondary school students’ climate change alternative conceptions. Review of International Geographical Education Online, 5 (3), 316-331.
7. Cheng, P.C.H. & Shipstone, D.M. (2003). Supporting learning and promoting conceptual change with box and AVOW diagrams. Part 2: Their impact on student learning at Alevel. International Journal of Science Education, 25 (3), 291-305.
8. Dobóné, T.É. (2007). Általános iskolai tanulók tudásszerkezete: Az anyag és az anyag változásai. Iskolakultúra, 17 (8-10), 221-233.

9. Dolphin, G. & Benoit, W. (2016). Students’ mental model development during historically contextualized inquiry: How the “tectonic plate” metaphor impeded the process. International Journal of Science Education, 38 (2), 276-297.
10. Dudás, E. (2008). Tévképzetek a középiskolai földrajztanulás során. Msc Thesis. Szeged: University of Szeged.
11. Duit, R., Roth, W.M., Komorek, M., & Wilbers, J. (2001). Fostering conceptual change by analogies–between Scylla and Chrybdis. Learning and Instruction, 11 (4-5), 283-303.
12. Eryilmaz, A. (2002). Effects of conceptual assignments and conceptual change discussions on students’ misconceptions and achievement regarding force and motion. Journal of Research in Science Teaching, 39 (10), 1001-1015.
13. Feinberg, J. (2010). Wordle. In J. Steele & N. Iliinsky (eds.), Beautiful visualization: Looking at data through the eyes of experts (pp. 37-58). Sebastopol, CA: O'Reilly Media.
14. Garskof, B.E. & Houston, J.P. (1963). Measurement of verbal relatedness: An idiographic approach. Psychological Review, 70 (3), 277-288.
15. Hatano, G. & Inagaki, K. (2003). When is conceptual change intended? A cognitivesociocultural view. In G.M. Sinatra & P.R. Pintrich (eds.), Intentional conceptual change (pp. 407-427). Mahwah, NJ: Erlbaum.
16. Hayes, B.K., Goodhew, A., Heit, E., & Gillan, J. (2003). The role of diverse instruction in conceptual change. Journal of Experimental Child Psychology, 86 (4), 253-276.
17. Horváthné, P.I. (ed.) (1991). Pedagógiai kérdések Tolna megyében: Biológia, fizika, földrajz, kémia, technika tantárgyi mérések eredményei és értékelése – Általános Iskola. Szekszárd: Tolna Megyei Pedagógiai Intézet.
18. Juhász, E., Márkus, E. & Szabó, I. (1999). Természettudományos tévképzetek iskolai vizsgálata. Iskolakultúra, 9 (10), 97-103.
19. Kluknavszky, Á. (2006). A folyadékok szerkezetéről alkotott tanulói elképzelések. A Kémia Tanítása, 14 (4), 19-27.
20. Kluknavszky, Á. & Tóth, Z. (2009). Tanulócsoportok levegőszennyezéssel kapcsolatos fogalmainak vizsgálata szóasszociációs módszerekkel. Magyar Pedagógia, 109 (4), 321- 342.
21. Korom, E. & Csapó, B. (1997). A természettudományos fogalmak megértésének problémái. Iskolakultúra, 7 (2), 12-20.
22. Korom, E. (1999). A naiv elméletektől a tudományos nézetekig. Iskolakultúra, 9 (10), 60-71.
23. Korom, E. (2000). A fogalmi váltás elméletei. Magyar Pszichológiai Szemle, 55 (2-3), 179-205.
24. Korom, E. (2002). Az iskolai tudás és a hétköznapi tapasztalat ellentmondásai. In B. Csapó (ed.), Az iskolai tudás (pp. 149-176). Budapest: Osiris Kiadó.
25. Korom, E. (2005). Fogalmi fejlődés és fogalmi váltás. Budapest: Műszaki Könyvkiadó.
26. Korom, E. & Csapó, B. (1997) A természettudományos fogalmak megértésének problémái. Iskolakultúra, 7 (2), 12-21.
27. Kuhn, T.S. (1962). The structure of scientific revolutions. Chicago: Chicago University Press.
28. Ludányi, L. (2007). A levegő összetételével kapcsolatos tanulói koncepciók vizsgálata. Iskolakultúra, 17(10), 117-130.
29. Malmos, E. & Revákné, M.I. (2015). Biológia fogalmakhoz kapcsolódó tévképzetek vizsgálata szóasszociációs módszerrel. Iskolakultúra, 25 (5-6), 190-199.
30. Mark, F. (2013). A compilation and review of over 500 geoscience misconceptions. International Journal of Science Education, 35 (1), 31-64.
31. Miyake, N. (2008). Conceptual change through collaboration. In S. Vosniadou (ed.), International handbook of research on conceptual change (pp. 453-478). London: Routledge.
32. Murphy, P.K. & Alexander, P.A. (2008). The role of knowledge, beliefs, and interest in the conceptual change process: A synthesis and meta-analysis of the research. In Stella Vosniadou (ed.), International handbook of research on conceptual change (pp. 583- 616). New York & London: Routledge.
33. Nagy, L. (1999). Hogyan sajátították el a tanulók “Az élővilág és a környezet” témakör anyagát? Egy fogalomfejlődési vizsgálat tanulságai. Iskolakultúra, 9 (10), 86-96.
34. National Research Council (1997). Science teaching reconsidered: A handbook. Washington, DC: The National Academies Press.
35. Nieswandt, M. (2001). Problems and possibilities for learning in an introductory chemistry course from a conceptual change perspective. Science Education, 85 (2), 158-179.
36. Park, J. & Han, S. (2002). Using deductive reasoning to promote the change of students’ conceptions about force and motion. International Journal of Science Education, 24 (6), 593-609.
37. Pfundt, H. & Duit, R. (2009). Students’ and teachers’ conceptions and science education. A bibliography. Retrieved from: www.ipn.uni-kiel.de/aktuell/stcse/stcse.html
38. Pozo, J.I. (1997). A fogalmi váltás: Az újraszerkesztés, kifejtés és hierarchikus beépülés folyamata. Iskolakultúra, 7 (12), 47-57.
39. Radnóti, K. (2005). A fizika tantárgy problémái és lehetséges megoldások egy felmérés tükrében. A Fizika Tanítása, 13 (3), 5-13.
40. Radnóti, K. & Nahalka, I. (eds.) (2002). A fizikatanítás pedagógiája. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó.
41. Ross, K.E.K. & Shuell, T.J. (1990). The earthquake information test: Validating an instrument for determining student misconceptions. Paper presented at the Annual Meeting of the Northeastern Educational Research Association, Ellenville, NY, October 31 – November 2, 1990.
42. Samarapungavan, A., Vosniadou, S. & Brewer, W. F. (1996). Mental Models of the Earth, Sun, and Moon: Indian Children's Cosmologies. Cognitive Development 11 (4), 491-521.
43. Schur, Y., Skuy, M., Zietsman, A., & Fridjhon, P. (2002). A thinking journey based on constructivism and mediated learning experience as a vehicle for teaching science to low functioning students and enhancing their cognitive skills. School Psychology International, 23 (1), 36-67.
44. Sungur, S., Tekkaya, C., & Geban, O. (2001). The contribution of conceptual change texts accompanied by concept mapping to students’ understanding of the human circulatory system. School Science and Mathematics, 101 (2), 91-101.
45. Tóth, Z. (1999a). Egy kémiai tévképzet nyomában. Iskolakultúra, 9 (2), 108-112.
46. Tóth, Z. (1999b). A kémiatankönyvek mint a tévképzetek forrásai. Iskolakultúra, 9 (10), 103- 108.
47. Vosniadou, S. & Brewer, W.F. (1992). Mental models of the Earth: A study of conceptual change in childhood. Cognitive Psychology, 24 (4), 535-585.
48. Vosniadou, S., Vamvakoussi X. & Skopeliti I. (2008). The framework theory approach to the problem of conceptual change. In S. Vosniadou (ed.), International handbook of research on conceptual change (pp. 3-34). New York & London: Routledge.