Examining Students’ Cognitive Structures: The Example of the Concept of “Matter”

Yıl 2025, Cilt: 14 Sayı: 2, 184 - 204, 28.12.2025

Şeyma Nur Bekar , Şule Bahçeci , Sibel Er Nas , Esma Alagöz , Ayşe Hande Işık , Tuğba Aşık Yıldırım , Aleyna İncehasan

https://doi.org/10.17539/amauefd.1734060

Öz

This study aims to determine the cognitive structures of students at different grade levels regarding the concept of “matter.” The research was conducted with 182 students from public schools in Trabzon, Türkiye, including 56 primary school, 72 middle school, and 54 high school students. The data collection tools used in the study were the Word Association Test (WAT) and a drawing form. The data were analyzed using the cut-off point technique and descriptive analysis. The responses obtained from the WAT were categorized under the following themes: “physical properties,” “chemical properties,” “examples of matter: living beings,” “examples of matter: school supplies,” “types of matter (elements, compounds—salts, acidic, basic, and molecular compounds—and mixtures),” “objects,” “states of matter,” “physical structures: natural,” “physical structures: artificial,” “scientific disciplines and related topics,” and “others.” The drawings were categorized under similar themes, with the exception of “scientific disciplines and related topics” and “others.” It is suggested that teaching materials incorporate examples illustrating the concept of matter across diverse contexts.

Anahtar Kelimeler

Cognitive Structures , Matter Concept , Primary School Students , Middle School Students , High School Students

Öğrencilerin Bilişsel Yapılarının İncelenmesi: “Madde” Kavramı Örneği

Öz

Bu araştırma, farklı sınıf düzeylerindeki öğrencilerin “madde” kavramına yönelik bilişsel yapılarını belirlemeyi amaçlamaktadır. Araştırma, Trabzon ilinde 56’sı ilkokul, 72’si ortaokul ve 54’ü lise seviyesinde öğrenim gören 182 öğrenciyle yürütülmüştür. Çalışmada veri toplama aracı olarak Kelime İlişkilendirme Testi (KİT) ve çizim formu kullanılmıştır. Veriler kesme noktası tekniği ve betimsel analiz yöntemi ile analiz edilmiştir. Bu araştırmada kelime ilişkilendirme testinden elde edilen veriler “fiziksel özellikler”, “kimyasal özellikler”, “madde örnekleri: canlı”, “madde örnekleri: okul araç gereci”, “madde türleri (elementler, bileşikler (tuzlar, asidik, bazik ve moleküler bileşikler) ve karışımlar”, “eşyalar”, “maddenin halleri”, “fiziksel yapılar: doğal”, “fiziksel yapılar: yapay”, “bilim dalları ve ilgili konular” ve “diğer” temaları altında toplanmıştır. Çizim testinden elde edilen veriler ise “fiziksel özellikler”, “kimyasal özellikler”, “madde örnekleri: canlı", “madde örnekleri: okul araç gereci”, “elementler, bileşikler (tuzlar, asidik, bazik ve moleküler bileşikler) ve karışımlar”, “eşyalar”, “maddenin halleri”, “fiziksel yapılar: doğal” ve “fiziksel yapılar: yapay” kategorileri altında toplanmıştır. Araştırma sonunda öğrencilerin madde kavramına yönelik ürettikleri kelimelerin ve yaptıkları çizimlerin çeşitlilik gösterdiği sonucuna varılmıştır. Öğretim materyallerinde farklı bağlamlar içerisinde madde kavramını içeren örneklere yer verilmesi önerilir.

Anahtar Kelimeler

Bilişsel Yapı , Madde Kavramı , İlkokul Öğrencileri , Ortaokul Öğrencileri , Lise Öğrencileri

Etik Beyan

“Yükseköğretim Kurumları Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiği Yönergesi” kapsamında belirtilen tüm etik ilkelere uygun biçimde yürütülmüştür. Çalışma sürecinde, yönergenin ikinci bölümünde yer alan “Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiğine Aykırı Eylemler” başlığı altında tanımlanan herhangi bir etik ihlale kesinlikle yer verilmemiştir. Bu araştırma, T.C. Trabzon Üniversitesi Sosyal ve Beşeri Bilimler Bilimsel Araştırma ve Yayın Etik Kurulu tarafından etik açıdan değerlendirilmiş ve 21.05.2024 tarihli, E-81614018-050.04-2400024243 sayılı karar ile etik açıdan uygun bulunmuştur.

Kaynakça

• Al, U., Şahiner, M., & Tonta, Y. (2006). Arts and humanities literature: Bibliometric characteristics of contributions by Turkish authors. Journal of the American Society for Information Science and Technology, 57(8), 1011-1022. https://doi.org/10.1002/asi.20366
• Arabacı, S., & Dönel-Akgül, G. (2020). Okul dışı öğrenme ortamlarına yönelik fen bilgisi öğretmenlerinin görüşleri. International Journal of Scholars in Education, 3(2), 276-291. https://dergipark.org.tr/en/pub/ueader/issue/59308/735367
• Atasoy, B. (2004). Fen ve teknoloji öğretimi. Asil Yayın Dağıtım.
• Ayas, A., & Özmen, H. (2002). Students’ conceptions of the particulate nature of matter at secondary and tertiary level. International Journal of Science Education, 24(4), 417-435. https://doi.org/10.1007/s10763-009-9167-x
• Aydın, H., & Çelik, Y. (2024). Hayat bilgisi dersinde sınıf dışı öğrenme ortamlarının öğrenciler üzerindeki etkisine ilişkin öğretmen görüşleri. Türkiye Bilimsel Araştırmalar Dergisi, 9(2), 263-280. https://dergipark.org.tr/tr/pub/tubad/issue/88880/1376092
• Aydın-Ceran, S., & Ateş, S. (2020). Conceptual understanding levels of students with different cognitive styles: An evaluation in terms of different measurement techniques. Eurasian Journal of Educational Research, 88(2020), 149-178. https://doi.org/10.14689/ejer.2020.88.7
• Bahar, M., Johnstone, A. H., & Sutcliffe, R. G. (1999). Investigation of students' cognitive structure in elementary genetics through word association tests. Journal of Biological Education, 33(3), 134-141. https://doi.org/10.1080/00219266.1999.9655653
• Bahar, M. & Özatlı, N. S. (2003). Kelime iletişim test yöntemi ile lise 1. sınıf öğrencilerinin canlıların temel bileşenleri konusundaki bilişsel yapılarının araştırılması. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5(1), 75-85. https://dergipark.org.tr/tr/pub/baunfbed/issue/24783/261831
• Balbağ, M. Z. (2018). Fen bilgisi öğretmen adaylarının hız ve sürat kavramlarına ilişkin bilişsel yapıları: Kelime İlişkilendirme Testi (KİT) uygulaması. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 33, 38-47. https://doi.org/10.14582/DUZGEF.1875
• Bapoğlu-Dümenci, S. S., & Demir, E. (2022). Okul öncesi popüler bilim konulu hikaye kitaplarının değerlendirilmesi. Uluslararası Çocuk Edebiyatı ve Eğitim Araştırmaları Dergisi, 6(1), 41-51. https://dergipark.org.tr/tr/pub/chedar/issue/74808/1216168
• Bar, V., & Galili, I. (1994). Stages of children's views about evaporation. International Journal of Science Education, 16(2), 157-174. https://doi.org/10.1080/0950069940160205
• Batur, Z., & Ertan-Özen, N. (2018). Eleştirel okuma: 36 hafta 36 etkinlik. Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, 6(75), 100-136. https://doi.org/10.16992/ASOS.13964
• Benibil, O. (2019). Matematik öğretmen adaylarının olasılık ve istatistik kavramlarına ilişkin bilişsel yapılarının kelime ilişkilendirme testi ile incelenmesi (Tez No. 555634) [Yüksek lisans tezi, Necmettin Erbakan Üniversitesi-Konya]. Yükseköğretim Kurulu Başkanlığı Tez Merkezi.
• Burrows, N. L., & Mooring, S. R. (2015). Using concept mapping to uncover students' knowledge structures of chemical bonding concepts. Chemistry Education Research and Practice, 16(1), 53-66. https://doi.org/10.1039/C4RP00180J
• Çetin, G., Özarslan, M., Isık, E., & Eser, H. (2012). Students’ views about health concept by drawing and writing technique. Energy Education Science and Technology Part B: Social and Educational Studies, 4(SI1), 311-316.
• Çetinkaya, E., & Ayartepe, S. (2020). Lise öğrencilerinin kimya dersine yönelik tutumlarının çeşitli değişkenler açısından incelenmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 56, 92-120. https://doi.org/10.21764/maeuefd.654377
• Coştu, B., Ünal, S. & Ayas, A. (2007). Günlük yaşamdaki olayların fen bilimleri öğretiminde kullanılması. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(1), 197-207. https://dergipark.org.tr/tr/pub/kefad/issue/59535/856323
• Derman, A. & Yaran, M. (2017). Lise öğrencilerinin su döngüsü konusuyla ilgili bilgi yapıları. Mustafa Kemal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 14(39), 255-274. https://dergipark.org.tr/tr/pub/mkusbed/issue/31632/289393
• Driver, R., Squires, A., Rushworth, P., & Wood-Robinson, V. (1994). Making sense of secondary science: Research into children’s ideas. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781315747415
• Ekici, G., Gökmen, A. & Kurt, H. (2014). Öğretmen adaylarının “bilgisayar” kavramı konusundaki bilişsel yapılarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 34(3), 357-401. https://doi.org/10.17152/gefad.43887
• Ercan, F., Taşdere, A. & Ercan, N. (2010). Kelime ilişkilendirme testi aracılığıyla bilişsel yapının ve kavramsal değişimin gözlenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 7(2), 136-154.
• Er-Nas, S., Bekar, Ş. N., Tütüncü, G., Işık, A. H., Kırlak, E., & Yaşar, A. (2025). Ortaokul ve lise öğrencilerinin fen bilimleri kavramına yönelik bilişsel yapıları. Cumhuriyet International Journal of Education, 14(1), 224-239. https://doi.org/10.30703/cije.1588720
• Eroğlu, B., & Sağlam, H. İ. (2020). Popüler bilim kitapları etkili bir öğretim aracı olarak kullanılabilir mi? Cumhuriyet International Journal of Education, 9(3), 656-678. http://dx.doi.org/10.30703/cije.634928
• Eser, H., Çetin., G. Özarslan, M., & Işık, E. (2015). Biyoloji öğretmen adaylarının mikroplara ilişkin görüşlerinin çizme-yazma tekniğine göre incelenmesi. Uluslararası Eğitim, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 1(1), 17-25. https://dergipark.org.tr/tr/pub/uebt/issue/21609/232105
• Göktuna, E. (2024). Oyuncak yapımı destekli stem uygulamalarının 6. Sınıf öğrencilerinin destek ve hareket sistemi konusundaki akademik başarısına, problem çözme becerilerine ve mühendislik becerilerine etkisinin incelenmesi (Tez No. 876205) [Yüksek lisans tezi, Marmara Üniversitesi-İstanbul]. Yükseköğretim Kurulu Başkanlığı Tez Merkezi.
• Hovardas, T., & Korfiatis, K. J. (2006). Word associations as a tool for assessing conceptual change in science education. Learning and Instruction, 16(5), 416-432. https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2006.09.003
• Işık, E., & Çetin, G. (2014). 11. sınıf öğrencilerinin yaşadıkları çevreye ilişkin görüşleri. Journal of Research in Education and Teaching, 3(2), 75-86.
• Johnstone, A. H., & Moynihan, T. F. (1985). The relationship between performances in word association tests and achievement in chemistry. The European Journal of Science Education, 7(1), 57-66. https://doi.org/10.1080/0140528850070106
• Kaplan, İ., & Alkan, M. F. (2022). Küresel salgın sürecinde öğrenci başarısı: Uzaktan eğitimin etkileri üzerine nitel bir araştırma. E-Kafkas Journal of Educational Research, 9, 329-349. https://doi.org/10.30900/kafkasegt.989946
• Karadüz, E. (2004). Çift eklemli dil olgusu. Atatürk Üniversitesi Türkiyat Araştırmaları Enstitüsü Dergisi, 11(25), 15-26. https://dergipark.org.tr/tr/pub/ataunitaed/issue/2864/39114
• Karaer, G., Karademir, E., & Tezel, Ö. (2020). Proje tabanlı öğretimin fen laboratuvarı dersinde kullanımının sınıf öğretmeni adaylarının görüşlerine göre değerlendirilmesi. Eğitimde Nitel Araştırmalar Dergisi, 8(1), 73-95. https://doi.org/10.14689/issn.2148-2624.1.8c.1s.4m
• Keser, S. (2017). Matematik öğretmen adaylarının trigonometri kavramına ilişkin bilişsel yapılarının incelenmesi (Tez No. 471822) [Doktora tezi, Necmettin Erbakan Üniversitesi-Konya]. Yükseköğretim Kurulu Başkanlığı Tez Merkezi.
• Kurt, H. & Ekici, G. (2013). Biyoloji öğretmen adaylarının bağımsız kelime ilişkilendirme testi ve çizme-yazma tekniğiyle “Osmoz” kavramı konusundaki bilişsel yapılarının belirlenmesi. Turkish StudiesInternational Periodical for the Languages, Literature and History of Turkish or Turkic, 8(12), 809-829. http://dx.doi.org/10.7827/TurkishStudies.5637
• Nergiz, H. (2022). Fen bilgisi öğretmen adaylarının ‘‘madde’’ kavramı ile ilgili bilişsel yapılarının kelime ilişkilendirme testi, çizme-yazma tekniği ve kavram haritaları ile belirlenmesi (Tez No. 735601) [Yüksek lisans tezi, Alanya Alaaddin Keykubat Üniversitesi-Alanya]. Yükseköğretim Kurulu Başkanlığı Tez Merkezi.
• Oktay, S., & Çakır, R. (2013). Teknoloji destekli beyin temelli öğrenmenin öğrencilerin akademik başarıları, hatırlama düzeyleri ve üstbilişsel farkındalık düzeylerine etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 10(3), 3-23. https://doi.org/10.36681/
• Okur-Berberoğlu, E., Güder, Y., Sezer, B., & Yalçın-Özdilek, Ş. (2013). Sınıf dışı hidrobiyoloji etkinliğinin öğrencilerin duyuşsal bakış açıları üzerine etkisi, örnek olay incelemesi: Çanakkale, bilim kampı. Kastamonu Eğitim Dergisi, 21(3), 1177-1198. https://dergipark.org.tr/en/pub/kefdergi/issue/22605/241568
• Omca-Çobanoğlu, E., & Cirit-Gül, A. (2017). Teaching of the “elements of the sentence” topic that ıs found ın the 4th grade “gramar” curriculum of primary schools with the support of outdoor activities. International Journal of Turkish Educationa Science, 2017(9), 521-531. https://dergipark.org.tr/en/pub/goputeb/issue/34356/381213
• Osborne, R., & Freyberg, P. (1985). Learning in science: The implications of children's science. Heinemann.
• Özcan, Ö., & Tavukçuoğlu, E. (2018). Investigating the high school students’ cognitive structures about the light concept through word association test. Journal of Education and Future, 2018(13), 121-132. https://dergipark.org.tr/tr/pub/jef/issue/35229/390839
• Özgür, A., Sağlam, F., Genç, B., & Altun, A. (2024). Çokluortam öğrenme materyalinde duygu salınımını belirleme. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 60, 32-64. https://doi.org/10.9779/pauefd.1178733
• Sadoglu, G. P., & Durukan, U. G. (2018). Determination of elementary prospective teachers’ perceptions of some basic physics concepts by word association test. European Journal of Physics Education, 8(2), 44-57.
• Savaşkan, V. (2024). Somut işlemler döneminde olan 4. sınıf öğrencilerinin “keloğlan masalları” çizgi filminde geçen deyimleri anlama düzeylerinin incelenmesi. Sinop Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 8(1), 164-185. https://doi.org/10.30561/sinopusd.1403365
• Senemoğlu, N. (2013). Gelişim, öğrenme ve öğretim. Yargı Yayınevi.
• Smi̇th, E. L., Blakeslee, T. D., & Anderson, C. W. (1993). Teaching strategies associated with conceptual change learning in science. Journal of Research in Science Teaching, 30(2), 111-126. https://doi.org/10.1002/tea.3660300202
• Şen, Ş., Varoğlu, L., & Yılmaz, A. (2019a). Examination of undergraduates’ cognitive structures on reaction rates and chemical equilibrium. Pamukkale University Journal of Education, 45(45), 335-352. https://dergipark.org.tr/tr/pub/pauefd/issue/41649/441351
• Şen, Ş., Varoğlu, L., & Yılmaz, A. (2019b). Cognitive structures and misconceptions with a thematic framework: The case of chemical bonding. Journal of Education and Future, 16, 65-78. https://doi.org/10.30786/jef.466415
• Taşdere, A., Özsevgeç, T., & Türkmen, L. (2014). Bilimin doğasına yönelik tamamlayıcı bir ölçme aracı: Kelime ilişkilendirme testi. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 2(2), 129-140. https://dergipark.org.tr/tr/pub/fbod/issue/71981/1157982
• Turan, E. D., Kurt, E., & Arslan, N. (2016). Mini kumbara dergisi’nin popüler bilim kaynakları kapsamında biçim ve içerik bakımında incelenmesi. Ana Dili Eğitim Dergisi, 4(3), 326-336. https://doi.org/10.16916/aded.27874
• Tytler, R. (2000). A comparison of year 1 and year 6 students’ conceptions of evaporation and condensation: Dimensions of conceptual progression. International Journal of Science Education, 22(5), 447–467. https://doi.org/10.1080/095006900289723
• Um, E. R., Plass, J. L., Hayward, E. O., & Homer, B. D. (2011). Emotional design in multimedia learning. Journal of Educational Psychology, 104(2), 485- 498. https://doi.org/10.1037/a0026609
• Üce, M. & Sarıçayır, H. (2009). Kavramsal değişim metinlerinin madde ve özellikleri konusunun öğretimindeki başarıya etkisi. Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 30(30), 159-172. https://dergipark.org.tr/tr/pub/maruaebd/issue/372/2173
• Ünal, F., & Er, H. (2017). Öğretmen adaylarının sosyal bilgiler dersinde öğretimi zor olan soyut kavramlara ilişkin bilişsel yapılarının incelenmesi. Bartın University Journal of Educational Research, 1(1), 6-24. https://dergipark.org.tr/tr/pub/bujer/issue/33864/369372
• Yağbasan, R., & Gülçiçek, A. G. Ç. (2003). Fen öğretiminde kavram yanılgılarının karakteristiklerinin tanımlanması. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(13), 102-120. https://dergipark.org.tr/tr/pub/pauefd/issue/11130/133118
• Yağız, G., Arslan, Ç., & Tapan-Broutin, M. S. (2024). Yedinci sınıf öğrencilerinin sözel ve cebirsel ifadeleri birbirine dönüştürme becerilerinin incelenmesi. Manisa Celal Bayar Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 22(2), 1-13. https://doi.org/10.18026/cbayarsos.1227741
• Yaman, H., Bekar, Ş. N., & Ürey, M. (2023). 9. sınıf öğrencilerinin adaptasyon kavramına yönelik bilişsel yapıları ve metaforik algıları. Trakya Eğitim Dergisi, 13(3), 1708-1723. https://doi.org/10.24315/tred.1175318
• Yoon, H. G., Kim, M., & Lee, E. A. (2021). Visual representation construction for collective reasoning in elementary science classrooms. Education Sciences, 11(246), 1-18. https://doi.org/10.3390/educsci11050246