Atom Konusu ile İlgili Öğretim Etkinliklerinin Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Atom Modelleri İmajlarına Etkisi

Abstract

Bu araştırmanın amacı, atomla ilgili bilimsel bilginin tarihsel gelişimi dikkate alınarak farklı yöntem- teknik ve öğretim materyallerinin kullanımına dayalı öğretim etkinliklerinin fen bilgisi öğretmen adaylarının atom modellerine ilişkin imajlarına etkisini incelemektir. Atom modellerine yönelik, basit araç gereçlerle öğretim, modelleme, iş birlikli öğrenme (jigsaw), tahmin et-gözle-açıkla, STEM, 5E öğrenme modeli, ters-yüz öğrenme, sanal deneyler, kavram karikatürleri ve bilimin doğası uygulamalarını içeren etkinlikler yer almaktadır. Araştırmaya, 2021-2022 akademik yılında, 13 farklı devlet üniversitesi eğitim fakültesinden, fen bilgisi öğretmenliği üçüncü sınıfta öğrenim gören 20 fen bilgisi öğretmen adayı katılmıştır. Bu araştırmada nitel araştırma tekniklerinden olan durum çalışması türlerinden program etkileri durum çalışması kullanılmıştır. Veriler, araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarından, atom modelleri ile ilgili zihinlerinde canlanan resmi dağıtılan boş bir kâğıda çizmeleri, atom modeli ile ilgili çizimi tamamlandıktan sonra çizimlerini ayrıntılı bir şekilde yazılı olarak anlatmaları istenerek öğretim etkinlikleri öncesinde ve sonrasında toplanmıştır. Elde edilen veriler içerik analizi yöntemiyle analiz edilmiştir. Araştırma sonucunda, araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının öğretim etkinlikleri öncesi atom modellerine dair kısmen bilimsel imaja sahip oldukları, imajlarının, Dalton, Thomson, Rutherford ve Bohr atom modellerini içerdiği, bilimsel olmayan ve ilgisiz imaja sahip oldukları atom modelinin ise Kuantum Atom Modeline olduğu görülmüştür. Öğretim etkinlikleri sonrasında ise araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının atom modellerine dair imajlarının Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr ve Kuantum modellerini içerdiğini ve imajlarının büyük çoğunluğunun tam bilimsel imajlara dönüştüğü sonucuna ulaşılmıştır. Bu sonuçtan yola çıkarak araştırma etkinliklerinin araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının atom modelleri imajları üzerine olumlu etkisi olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Atom
• Atom modelleri
• Atom modeli imajı
• İmaj

The Effect of Teaching Activities Related to Atom Models on Pre-Service Science Teachers' Images of Atom Model

Abstract

This study aimed to examine the effects of activities prepared with different teaching methods, techniques and teaching materials, considering the history of the scientific development of the structure of the atom, on the images of preservice science teachers concerning atomic models. Activities for atomic models include teaching with simple tools, modeling, cooperative learning (jigsaw), guess-observe-explain, STEM, 5E learning model, flipped learning, virtual experiments, concept cartoons and nature of science applications. 20 preservice science teachers, who were studying in the third year of science teaching program of 13 state universities in the 2021-2022 academic year, participated in the research. Program effects case study, which is one of the qualitative research methods and case study types, was used. The data were collected before and after the teaching activities were implemented by asking the preservice science teachers to draw the picture that came to their mind concerning the atomic models on a blank paper, and to explain the content of their drawings in writing. Data were analyzed by content analysis method. Research results show that before the teaching activities, Preservice science teachers had a partially scientific image with respect to the atom models of Dalton, Thomson, Rutherford, and Bohr. However, it has been seen that they do not have a scientific image of the quantum atom model, and the image that they have is not related to the subject. After the teaching activities were transformed into fully scientific images regarding the Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr and Quantum models. Based on this result, it was determined that the teaching activities positively affected on preservice science teachers’ images of atomic models.

Keywords

• Atom
• Atom models
• Image of atomic model
• Image

References

1. Akyol, D. (2009). Fen alanlarında öğrenim gören üniversite öğrencilerinin zihinlerindeki atom modellerinin incelenmesi (Yayın No. 239336) [Yüksek lisans tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi]. YÖK. https://tez.yok.gov.tr
2. Aygen, A. (2019). Kimya öğretmen ve öğretmen adaylarının atom modelleri ile ilgili kavramsal anlamaları (Yayın No. 592193) [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi]. YÖK. https://tez.yok.gov.tr
3. Baybars, M. G. & Küçüközer, H. (2014). Fen bilgisi öğretmen adaylarının “atom” kavramına ilişkin kavramsal anlama düzeyleri. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 4, 405-417. https://doi.org/10.17556/erziefd.332350
4. Bilir, V., Digilli Baran, A., &. Karaçam, S. (2016). The science teacher candidates’ images related to atom models, International Congresses on Education. Sarajevo/Bosnia and Herzegovina (2-4 June).
5. Bilir, V., Digilli Baran. A. & Karaçam, S. (2018). Atomic theories that preservice science teachers confuse and underlying reasons. İnönü Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 19(1), 212-220. https://doi.org/10.17679/inuefd.331368
6. Cervellati R. & Perugini D. (1981). The understanding of the atomic orbital concept by italian high school students. Journal of Chemical Education, 58(7), 568–569.
7. Creswell, J. W. (2007). Qualitative inquiry & research design: choosing among five approaches (2nd ed.). Sage.
8. Creswell, J.W. & Clark, V.L.P. (2016). Designing and conducting mixed methods research. Sage. New York.

9. Driver, R., Squires, A,, Rushworth, P., & Wood-Robinson, V. (1994). Making sense of secondary science. Routledge.
10. Erdamar, N. (2017). İşbirlikli öğrenme yönteminin 11. sınıf öğrencilerinin atomun yapısı ve atom modelleri konusundaki kavramsal başarılarına etkisi (Yayın No. 485987) [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi]. YÖK. https://tez.yok.gov.tr
11. Eryılmaz Muştu, Ö. (2021). Qualitative evaluation of prospective science teachers' concept maps about the atom. International Journal of Progressive Education, 17(1), 158-171.
12. Eryılmaz Muştu, Ö., & Özkan, E. B. (2017). The use of analogy for the determination of pre-service science teachers’cognitive structures about the concept of atom. European Journal of Education Studies. 3(10), 583-591.
13. Eryılmaz Muştu Ö., & Ucer, S. (2017). Ortaokul öğrencilerinin atom kavramına ilişkin bilişsel yapılarının çizim tekniği ile incelenmesi. Journal of Human Sciences, 15(2), 984- 995.
14. Eryilmaz Muştu, Ö., & Özkan, E. B. (2019). Determining the pre-service teachers’ perceptions of atom and atomic structure through word association test. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 20(1), 1–30. https://eric.ed.gov/?id=EJ1233471 .
15. Gilbert, J. K., Osbome, R. J., & Fensham, P. J. (1982). Children’s science and its consequences for teaching. Science Education, 66, 623-633.
16. Harrison, A. G. & Treagust, D. F. (1996). Secondary students mental models of atoms and molecules: Implications for teaching science. Science Education, 80, 509–534. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-237X(199609)80:5<509::AID-SCE2>3.0.CO;2-F
17. Kaya, A. (2018). Ortaöğretim öğrencilerinin atom kavramını anlama seviyelerinin tespiti. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 5(1), 1-9. https://doi.org/10.21666/muefd.309222
18. Kiray, S. A. (2016). The pre-service science teachers’ mental models for concept of atoms and learning difficulties. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 4(2), 147-162. https://doi.org/10.18404/ijemst.85479
19. Miles, M.B., & Huberman, A.M. (1994). Qualitative data analysis (2nd ed.), Sage.
20. Nakiboglu, C. (2003). Instructional misconceptions of Turkish prospective chemistry teachers about atomic orbitals and hybridization. Chemistry Education Research and Practice, 4(2), 171-188. https://doi.org/10.1039/B2RP90043B.
21. Nakiboğlu, C., Karakoç, Ö. & Benlikaya, R. (2002). Öğretmen adaylarının atomun yapısı ile ilgili zihinsel modelleri. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(4), 88-98.
22. Oruncak, B. (2005). Ortaöğretim ve yükseköğretimde öğrencilerin atom kavramı ile ilgili algıları ve bunun eğitim kesiti içerisindeki değişimi (Yayın No. 168658) [Doktora tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi]. YÖK. https://tez.yok.gov.tr
23. Özgür, S. & Bostan, A. (2007). Atom kavramının epistemolojik analizi ve öğrencilerin konu ile ilgili kavram yanılgılarının karşılaştırılması. e-Journal of New World 133 Sciences Academy, 2(3), 214-231.
24. Özkan, E. B. (2019). Fen bilgisi öğretmen adaylarının “atom ve atomun yapısı” konuları ile ilgili algılarının belirlenmesi (Yayın no. 553415) [Yüksek lisans tezi, Aksaray Üniversitesi]. YÖK. https://tez.yok.gov.tr.
25. Petrucci, R. H., Herring, G. F., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (2015). Genel Kimya ilkeler ve modern uygulamalar 1 [General Chemistry principles and modern applications 1]. Palme Yayıncılık.
26. Reiss, M. J., & Tunnicliffe, S. D. (2001). Students’ understandings of human organs and organ systems. Research in Science Education, 31(3), 383-399. https://doi.org/10.1023/A:1013116228261
27. Stefani, C., & Tsaparlis, G. (2009). Students’ levels of explanations, models, and misconceptions in basic quantum chemistry: A phenomenographic study. Journal of Research in Science Teaching, 46(5), 520–536. https://doi. org/10.1002/tea.20279.
28. Sunyono, S., Leny, Y., & Muslimin, I. (2015). Supporting students in learning with multiple representation to improve student mental models on atomic structure concepts. Science Education International, 26(2), 104-125.
29. Taber, K.S. (1997). Understanding Chemical Bonding - the development of A level students’ understanding of the concept of chemical bonding, Ph.D. thesis, University of Surrey.
30. Tsaparlis, G. (1997). Atomic orbitals, molecular orbitals and related concepts: conceptual difficulties among chemistry students. Research in Science Education, 27, 271-287.
31. Zarkadis N., Papageorgiou G., & Stamovlasis D., (2017), Studying the consistency between and within 635 the student mental models of atomic structure. Chemistry.Education Research And Practice, 18, 893–902.