Pre-service science teachers’ understanding and level of comprehension of chemistry equations

Abstract

In this study, it is aimed to give a deep insight into the teacher candidates’ understanding of the general concept of “equation” and what those equations that science teacher candidates learn in chemistry classes or face with when they try to have a better understanding of a difficult topic mean to them. Six open-ended questions directed at the teacher candidates in this study were applied under four different headings. The descriptive analysis method, which is one of the qualitative research methods, was used to search for answers to research questions in the study. The study was conducted with a total of 50 first-year science teachers who were educated at the Uludag University Faculty of Education during the fall semester of the 2017-2018 academic year. When the obtained data are evaluated, it has been determined that most of the teacher candidates have insufficiency about making scientific definitions of the given equations, explaining the relationship between the quantities in the chemical equations and expressing the equations mathematically. One of the most striking results is that although students tried to give examples from everyday life appropriate to the equations, none of the students was successful in finding an analogy

Keywords

• Chemistry teaching,equations,descriptive analysis,pre -service science teachers

Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Denklem Anlayışları ve Kimya Denklemlerini Anlama Düzeyleri

Abstract

Bu çalışmada fen bilgisi öğretmen adaylarının genel denklem anlayışı ve kimya derslerinde öğrendiği veya bazı kimya konularının anlaşılmasında sıklıkla kullanılan denklemlerin, onların zihninde nasıl bir anlam ifade ettiği saptanmıştır. Bu amaçla yapılan çalışmada öğretmen adaylarına uzman görüşü alınarak hazırlanan altı adet açık uçlu soru yöneltilmiştir. Çalışmada araştırma sorularına yanıt aramak için, nitel araştırma yöntemlerinden biri olan betimsel analiz metodu kullanılmıştır. Çalışma 2017-2018 eğitim-öğretim yılı güz döneminde Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesinde öğrenim gören toplam 50 birinci sınıf Fen Bilgisi öğretmeni adayı ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler değerlendirildiğinde öğretmen adaylarının büyük bölümünün, denklem kavramını değişkenler arasındaki ilişkinin matematiksel ifadesi olarak tanımlayamadığı görülmüştür. Ayrıca kimya derslerinde kullanılan denklemlerde yer alan değişkenlerin birbiri ile olan ilişkisini açıklama ve denklemleri matematiksel olarak ifade etme konusunda da, yetersizlikleri olduğu saptanmıştır. Öğrencilerin denklemlerle günlük yaşamı ilişkilendirme konusunda da çok başarılı olmadıkları görülmüştür. 

Keywords

• Denklem,kimya öğretimi,betimsel analiz,fen bilgisi öğretmen adayı

References

1. Ay, S. (2008). Lise seviyesinde öğrencilerin günlük yaşam olaylarını açıklama düzeyi ve buna kimya bilgilerinin etkisi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
2. Ayas, A. ve Özmen, H. (1999). Asit-baz kavramlarını güncel olaylarla bütünleştirilme seviyesi: Bir örnek olay çalışması. III. Ulusal Fen Bilimleri Eğitimi Sempozyumu, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
3. Aytekin, C. ve Aydın, F. (2017). Opinions of Science Teachers About Integration of Science and Mathematics Curriculum. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 30 (2), 443-464.
4. Balkan-Kıyıcı, F. ve Aydoğdu, M. (2011). Fen bilgisi öğretmen adaylarının günlük yaşamları ile bilimsel bilgilerini ilişkilendirebilme düzeylerinin belirlenmesi. Necatibey Eğitim Fakültesi Dergisi, 5(1), 43-61.
5. Bütüner, S. Ö. ve Uzun, S. (2011). Fen öğretiminde karşılaşılan matematik temelli sıkıntılar: Fen ve Teknoloji Öğretmenlerinin Tecrübelerinden Yansımalar,Kuramsal Eğitimbilim, 4 (2), 262-272.
6. Cunningham, A. ve Whelan, R. (2014). Maths for Chemists, University of Birmingham, Mathematics support centre .
7. Creswell, J. W. (2009). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches. Sage publications.
8. Çepni, S. (2014). Araştırma ve Proje Çalışmalarına Giriş, Trabzon: Celepler Matbaacılık.

9. Dane. A. ve Başkurt H. (2012). Perceptıon Levels Of The Concepts of Identıfıcatıon and Equatıon of the Elementary Grade Eıght Students and Theır Learnıng Dıffıcultıes. The Journal of Academic Social Science Studies, 5 (8), 397-413.
10. Deny. (1971) ( akt: Fraser, J.S. (2012). Is the mathematics to blame? An investigation in to high school students’ diffuculty in performing calculations in chemistry education. Research and Practice, Chem. Educ. Res. Pract.,13, 330–336.
11. Deringöl, Y. ve Gülten D.Ç. (2016). Öğretmen Adaylarının Fen Eğitiminde Matematiğin Kullanılması ile İlgili Görüşleri: Bir Metafor Analizi Çalışması. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 5 (1).
12. Domert, D., Airey, J., Linder, C. ve Kung, R. (2007). An exploration of university physics students' epistemological mindsets towards the understanding of physics equations. NorDiNa, Nordic Studies in Science Education (3), 15- 28.
13. Ergül, N. R.(2018). Pre-service Science Teachers' Construction and Interpretation of Graphs. Universal Journal of Educational Research 6(1), 139-144.
14. Gök, T.( 2016). The Importance Of Symbols and Unıts In Natural Scıence. The Eurasia Proceedings of Educational & Social Sciences (EPESS), Volume 4, 165-167
15. Leopold, D. G. ve Edgar, B. ( 2008). Degree of Mathematics fluency and Success in Second-Semester Introductory Chemistry. Journal of Chemical Education, 85(5 ).
16. Miles, M. B. & Huberman, A.M. (1994). Qualitative data analysis : an expanded sourcebook. (2nd Edition). Calif. : SAGE Publications. Milne, G. W. A. (1997). Mathematics as a basis for chemistry. J. Chem. Inf. Comput. Sci., 37, 639-644.
17. Nakiboğlu, C. ve Özkılıç Arık, R. (2006). 4. Sınıf öğrencilerinin gazlar ile ilgili kavram yanılgılarının v-diyagramı kullanılarak belirlenmesi. Yeditepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(2).
18. Ogilvie, J. F. ve Monagan, M. B. (2007). Teaching mathematics to chemistry students with symbolic computation. Journal of Chemical Education, 84(5).
19. Özdemir, N. (2006). İlköğretim 2. kademedeki fen bilgisi öğretiminde yaşanan sorunlar ve çözüm önerileri. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli.
20. Pekdağ, B., Azizoğlu, N., Topal, F., Ağalar, A. ve Oran, E.(2013). Kimya Bilgilerini Günlük Yaşamla İlişkilendirme Düzeyine Akademik Başarının Etkisi. Kastamonu Eğitim Dergisi. Cilt:21 No:4 (Özel Sayı) 1275-1286.
21. Redish, E. F. ve Kuo, E. (2015). Language of physics , language of math: disciplinary culture and dynamic epistemology. Sci & Educ, 24, 561–590.
22. Scott, F. J. (2012). Is mathematics to blame? An investigation into high school students’ difficulty in performing calculations in chemistry. Chemistry Education Research and Practice, Chem. Educ. Res. Pract., 13, 330–336.
23. Sherin, B.L.(2001). How students understand physics equation. Cognıtıon and instructıon, 19(4), 479–541.
24. Strauss, A. ve Corbin, J. (1990). Basics of qualitative research.Vol15 Newbury Park, CA: Sage .
25. Sujak, K. B. ve Daniel, G.S. (2017). Understanding of Macroscopic, Microscopic and Symbolic Representations Among Form Four Students in Solving Stoichiometric Problems, Malaysian Online Journal of Educational Sciences , Volume 5 - Issue 3.
26. Temel, H., Dündar, S. ve Şenol, A. (2015). Öğretmenlerin Fen ve Teknoloji Dersinde Matematikten Kaynaklanan Güçlükleri Giderme Yolları ve Fen Matematik Entegrasyonunun Önemi, GEFAD / GUJGEF, Volume 35 Issue 1, 153-176 .
27. Tuminaro, J. (2002). How Students Use Mathematics in Physics: A Brief Survey of the Literature, University of Maryland College Park.
28. Tutak, T., Gül, Z. ve Emür, N. (2010). Matematik Eğitiminde İlköğretim Düzeyinde Kavramla İlgili Yapılan Çalışmaların Bir Değerlendirmesi, 9. Ulusal Sınıf Öğretmenliği Eğitimi Sempozyumu, Elazığ.
29. Üce, M. ve Sarıçayır, H. (2002). Üniversite 1. sınıf genel kimya dersinde asit-baz konusunun öğretiminde kavramsal değişim metinleri ve kavram haritalarının kullanılması. M.Ü. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 16, 163-170.
30. Yaman, Y. ve Gülten D. Ç. (2015). Fen ve Matematik Öğretmen Adaylarının Matematik Öğretiminde Kullanılan Dile İlişkin Görüşlerinin Araştırılması, Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, Journal of Research in Education and Teaching ,4 (4), Makale No: 25.
31. Yenilmez, K. (2007). İlköğretim Matematik Öğretiminde Karşılaşılan Zorluklar ve Nedenleri, XVI. Ulusal Eğitim Bilimleri Kongresi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi Eğitim Fakültesi, Tokat.
32. Yıldırım, A., ve Şimşek, H. (2013). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. (9.baskı) Ankara: Seçkin Yayıncılık.
33. Yıldırım, C. (2005). Bilimin Öncüleri, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 22. Basım, Ankara: Yenigün Matbaası.
34. Yıldırım, N. ve Birinci Konur, K. (2014). Fen bilgisi öğretmen adaylarının kimya kavramlarını günlük hayatla ilişkilendirebilmelerine yönelik gelişimsel bir araştırma. JASS, 30, 305-323.
35. Yiğit, N., Devecioğlu, Y. ve Ayvacı, H.Ş. (2002). İlköğretim fen bilgisi öğrencilerinin fen kavramlarını günlük yasamdaki olgu ve olaylarla ilişkilendirme düzeyleri. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi ODTÜ Eğitim Fakültesi, Ankara.