The Influence of Computer Assisted Instructional Applications on Middle School Students’ Scientific Thinking Skills

Abstract

The purpose of this study is to reveal the influence of Computer Assisted Instruction (CAI) applications developed for the eighth-grade middle school students’ scientific thinking skills for "Force and Movement" unit. Another purpose is to analyze to what extent CAI applications correspond to 5E instruction model. The study was conducted with 60 experimental and 60 control group students totaling in 120. Within the scope of quasi-experimental method, Scientific Thinking Skills Scale (STSS) and Structured Observation Form (SOF) were employed as data collection tools. T-test was employed to analyze quantitative data of the study whereas graded scoring key (rubric) was conducted for the evaluation of the qualitative data. It was seen that computer assisted applications based on 5E instruction model, which was implemented on experimental group, is more effective than 5E instruction model implemented on control group in terms of scientific thinking. However, experimental group students did not show the intended improvement of scientific thinking. It is recommended that computer assisted applications developed within the scope of this study can be used as sample material to improve students’ science achievement, conceptual understanding levels, and scientific thinking skills within the scope of FATIH Project.

Keywords

• Computer assisted applications,scientific thinking,5E instruction model

Bilgisayar Destekli Öğretim Uygulamalarının Ortaokul Öğrencilerinin Bilimsel Düşünme Becerilerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, ortaokul sekizinci sınıf “Kuvvet ve Hareket” ünitesine yönelik geliştirilen Bilgisayar Destekli Öğretim (BDÖ) uygulamalarının öğrencilerin bilimsel düşünme becerileri üzerindeki etkisini tespit etmektir. Ayrıca BDÖ uygulamalarının 5E öğretim modeliyle ne derecede örtüştüğünü de araştırmaktır. Çalışma, deney ve kontrol grubundan 60'ar öğrenci olmak üzere, toplam 120 öğrenci ile yürütülmüştür. Yarı deneysel yöntem kapsamında; Bilimsel Düşünme Beceri Ölçeği (BDBÖ) ve Yapılandırılmış Gözlem Formu veri toplama aracı olarak kullanılmıştır. Çalışmada elde edilen nicel verilerin değerlendirilmesinde t-testi kullanılırken, nitel verilerin değerlendirilmesinde ise dereceli puanlama anahtarı (rubrik) kullanılmıştır. Deney grubunda uygulanan 5E öğretim modelini temel alan bilgisayar destekli uygulamaların, kontrol grubunda uygulanan 5E öğretim modeline göre bilimsel düşünmede daha etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Ancak deney grubu öğrencilerde bilimsel düşünme becerileri açısından istenilen düzeyde bir gelişim görülmemiştir. Bu çalışmada geliştirilen bilgisayar destekli uygulamaların FATİH (Fırsatları Arttırma ve Teknolojiyi İyileştirme Hareketi) Projesi kapsamında; öğrencilerin fen başarısını ve bilimsel düşünme becerilerini geliştirmek amacıyla örnek materyal olarak kullanılması önerilmektedir.

Keywords

• Bilgisayar destekli uygulamalar,bilimsel düşünme,5E öğretim modeli

References

1. Aktaş, L. (2013). Maddenin tanecikli yapısı ve ısı konusunda REACT öğretim stratejisine yönelik geliştirilen bilgisayar destekli öğretim materyalinin öğrenci başarısına etkisi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
2. Arıcı, N. ve Dalkılıç, E. (2006). Animasyonların bilgisayar destekli öğretime katkısı: Bir uygulama örneği. Kastamonu Eğitim Dergisi. 14, 421-430.
3. Aycan, Ş., Arı, E., Türkoğuz, S., Sezer, H. ve Kaynar, Ü. (2002). Fen ve fizik öğretiminde bilgisayar destekli simülasyon tekniğinin öğrenci başarısına etkisi: Yeryüzünde hareket örneği, M.Ü. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 15, 57-70.
4. Ayvacı, H. Ş. ve Bakırcı, H. (2012). Fen ve teknoloji öğretmenlerinin fen öğretim süreçleriyle ilgili görüşlerinin 5E modeli açısından incelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 9(2), 132-151.
5. Besson, U. (2004). Some features of causal reasoning: Common sense and physic teaching. Research in Science and Technological Education, 22(1), 113-125.
6. Besson, U. & Viennot, L. (2004). Using models at the microscopic scale in teaching physics: two experimental interventions in solid friction and fluid statics. International Journals of Science Education, 26(9), 1083-1110.
7. Bybee, R.W., Taylor, A.J., Gardner, A., Scotter, P.V., Powell, J. C., Westbrook, A. & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins, effectiveness and applications. from http://www.bscs.org/pdf/bscs5eexecsummary.pdf 02.01.2016 tarihinde indirilmiştir.
8. Bozdoğan, A. E. ve Yalçın, N. (2004). İlköğretim fen bilgisi derslerindeki deneylerin yapılma sıklığı ve fizik deneylerinde karşılaşılan sorunlar. Gazi Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 5(1), 59- 70.

9. Bozkurt, E., & Sarıkoç, A. (2008). Can the virtual laboratory replace the traditional laboratory in physics education? Ahmet Keleşoğlu Faculty of Education Journal. 25, 89-100.
10. Çepni, S., Akdeniz, A. R. ve Keser, Ö. F. (Eylül, 2000). Fen bilimleri öğretiminde bütünleştirici öğrenme kuramına uygun örnek rehber materyallerin geliştirilmesi. 19. Fizik Kongresi, Fırat Üniversitesi, Elazığ.
11. Çepni, S. (2011). Araştırma ve proje çalışmalarına giriş, Trabzon: Celepler Matbaacılık.
12. Daşdemir, İ. ve Doymuş, K. (2012). Fen ve teknoloji dersinde animasyon kullanımının öğrencilerin akademik başarılarına, öğrenilen bilgilerin kalıcılığına ve bilimsel süreç becerilerine etkisi. Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 2(3), 33-42.
13. Dindar, H. ve Yangın, S. (2007). İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programına geçiş sürecinde öğretmenlerin bakış açılarının değerlendirilmesi. Kastamonu Eğitim Dergisi. 15(1), 185-198.
14. Ekiz, D. (2013). Eğitimde araştırma yöntem ve metotlarına giriş: Nitel nicel ve eleştirel kuram metodolojileri. Ankara: Anı Yayıncılık.
15. Er Nas, Sibel. (2008). Isının yayılma yolları konusunda 5E modelinin derinleşme aşamasına yönelik olarak geliştirilen materyallerin etkililiğinin değerlendirilmesi. Yayımlanmış yüksek lisans tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
16. Erşahan, O. (2007). Altıncı sınıf öğrencilerine madde ve değişim öğrenme alanındaki fen teknoloji toplum çevre kazanımlarının kazandırılmasında etkili öğretim yöntemlerinin (Rol oynama ve 5E öğretim yöntemi) belirlenmesi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara.
17. Göktürkler, F. (2005). Ortaöğretimdeki öğretmen ve öğrencilerim bilimsel düşünmeye ilişkin tutum ve becerilerin değerlendirilmesi. Yayımlanmamış doktora tezi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara.
18. Güvercin, Z. (2010). Fizik dersinde simülasyon destekli yazılımın öğrencilerin akademik başarısına, tutumlarına ve kalıcılığa olan etkisi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Adana.
19. Hiçcan, B. (2008). 5E öğrenme döngüsü modeline dayalı öğretim etkinliklerinin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin matematik dersi birinci dereceden bir bilinmeyenli denklemler konusundaki akademik başarılarına etkisi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara.
20. Joung, Y. J. (2009). Children's typically-perceived-situations of floating and sinking, International Journal of Science Education, 31(1), 101-127.
21. Kang, S., Scharmann, L. C., Noh, T. & Koh, H. (2005). The influence of students’ cognitive and motivational variables in respect of cognitive conflict and conceptual change. International Journal of Science Education, 27(9), 1037-1058.
22. Karaca, N. (2010). Bilgisayar destekli animasyonların grafik çizme ve yorumlama becerisinin geliştirilmesine etkisi: Yaşamımızdaki sürat örneği. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
23. Karaer, H. (2006). Fen bilgisi öğretmenlerinin ilköğretim ikinci kademedeki fen bilgisi öğretimi hakkındaki görüşleri. Erzincan Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(1), 97-111.
24. Karakaş, O., Yalçın, A., Erdem, A. ve Uzal, G. (Eylül, 2005). Fizik ve fizik eğitimi ile ilgili internet sitelerinin incelenmesi, 1. Fen ve Matematik Öğretmeni Sempozyumu, İstek Vakfı Okulları, İstanbul.
25. Katırcıoğlu, H. ve Kazancı, M. (2003). Genel biyoloji derslerinde bilgisayar kullanımının öğrenci başarısı üzerine etkisi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25, 127-134.
26. Keser, Ö. F. (2003). Fizik eğitimine yönelik bütünleştirici bir öğrenme ortamı tasarımı ve uygulaması. Yayımlanmamış doktora tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
27. Liao, Y. C. (2007). Effects computer assisted instruction on students’ achievement in Taiwan: A meta-analysis. Computer and Education, (48)3, 216-233.
28. Liu, T. C., Peng, H., Wu, W. H. & Lin, M. S. (2009). The effects of mobile natural science learning based on the 5e learning cycle: A case study. Educational Technology and Society, 12(4), 344–358.
29. Macaroğlu Akgül, E. ve Şentürk, K. (Eylül, 2001). Çocukta yüzme ve batma kavramlarının gelişimi. Yeni Binyılın Başında Türkiye’de Fen Bilimleri Eğitimi Sempozyumu, Maltepe Üniversitesi, İstanbul.
30. Maier, U., Wolf, N. & Randler, C (2016). Effects of a computer-assisted formative assessment intervention based on multiple-tier diagnostic items and different. Computers &Education, 95, 85-98.
31. Moore, T. & Harrison, A. (2012). Floating and sinking: Everyday science in middle school.1-14, Retrived 19.11.2012 from http://www.aare.edu.pdf.
32. Özmen, H. (2004). Fen öğretiminde öğrenme teorileri ve teknoloji destekli yapılandırmacı öğrenme. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 3(1), 14.
33. Özsevgeç, T. ve Çepni, S. (2006). Farklı sınıflardaki öğrencilerin yüzme ve batma kavramlarını anlama düzeyleri. Milli Eğitim Dergisi, 172, 297- 311.
34. Saka, A. ve Akdeniz, A. R. (2006). Genetik konusunda bilgisayar destekli materyal geliştirilmesi ve 5E modeline göre uygulanması. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 5(1), 1303–6521.
35. Saka, A. Z. ve Yılmaz, M. (2005). Bilgisayar destekli fizik öğretiminde çalışma yapraklarına dayalı materyal geliştirme ve uygulama. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 4(3), 120-131.
36. Sarı, M. (Nisan, 2011). İlköğretim fen ve teknoloji derslerinin öğretiminde laboratuvarın yeri ve basit araç gereçlerle yapılan fen deneyleri konusunda öğretmen adaylarının görüşlerinin değerlendirilmesi. 2nd International Conference on New Trends in Education and Their Implications. Antalya, Türkiye
37. Şahin, Ç. (2010). İlköğretim 8. sınıf kuvvet ve hareket ünitesinde zenginleştirilmiş 5E öğretim modeline göre rehber materyal tasarlanması, uygulanması ve değerlendirilmesi. Yayımlanmamış doktora tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
38. Şeker, R. ve Kartal, T. (2017). The effect of computer-assisted instruction on students’ achievement in science education. Turkish Journal of Education, 6(1), 17-29.
39. Şengel, E., Özden, M. Y. ve Geban, Ö. (Ekim, 2002). Bilgisayar simülasyonlu deneylerin lise öğrencilerinin yer değiştirme ve hız kavramlarını anlamadaki etkisi. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, Ankara. Tekdal, M. (2002). Etkileşimli fizik simülasyonlarının geliştirilmesi ve etkin kullanılması. V. Ulusal Fen bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, Ankara.
40. Ünal, S. ve Coştu, B. (2005). Problematic issue for students: Does it sink or float? Asia-Pasific Forum on Science Learning and Teaching, 6(1), Article 3.
41. Ürey, M. ve Çalık, M. (2008). Combining different conceptual change methods within 5E model: a sample teaching design of ‘cell’ concept and its organelles, Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 9(2), 1-15.
42. Yağcı, M. (2016). Tarih öğretiminde bilgisayar destekli öğretimin akademik başarıya etkisi, öğrenilenlerin kalıcılığına ve bilgisayara karşı tutumuna etkisi. Bartın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(1), 102-103.
43. Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2005). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.