Determining Secondary School Students’ Misconceptions about Phase Changes and Their Proposals about Phase Change Graphs

Abstract

The aim of the study was to determine the misconceptions of secondary school students about heat, temperature, phase change and their proposals about phase change graphs. There were so many common misconceptions about heat, temperature, phase changes, substances, and mixtures in literature so the study determined the sample group’s concept understandings based on these common misconceptions. In addition, it was aimed to contribute to the literature in terms of different misconceptions gotten through by student phase change graph drawing. In this study being one of the qualitative research designs, case study was used. The working sample, the participants was determined by easily accessible case sampling. The participants of the research were 103 students educating at the 5th, 6th, 7th, and 8th grades at a public school in the Central Anatolia region during the 2023-2024 academic year determined as accessible sampling criteria. In the study, data was obtained by using the "Table for determining misconceptions of secondary school students about heat, temperature, and phase changes" constructed on the basis of common misconception in literature and also the student drawn phase change graphs. Content analysis was used as data analysis in the research, codes and categories were constructed for this purpose. At the end of the study, it was found that the secondary school students had a lot of misconceptions just like in literature also they had partly concept understanding and also misconceptions again on the basis of their phase change graphic drawings’ analysis.

Keywords

• Misconception
• heat
• temperature
• substance
• mixture
• phase change
• phase change graphs

Ortaokul Öğrencilerinin Maddenin Hal Değişimi Yanlış Kavramlarının ve Hal Değişim Grafik Önermelerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmanın amacı; ortaokul 5, 6, 7 ve 8. sınıf öğrencilerinin saf maddeler ve karışımlar için ısı, sıcaklık, hal değişimi yanlış kavramalarını ve hal değişim grafik önermelerini belirlemektir. Alanyazın incelendiğinde ısı, sıcaklık, hal değişimi, saf madde ve karışım konularında yanlış kavramaların çok yaygın olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada alanyazındaki yaygın yanlış kavramalar üzerine çalışma grubunun anlayışları araştırılmak istenmiştir. Bunun yanı sıra öğrencilerin hal değişim grafik önermelerinden yola çıkarak alanyazına yanlış kavrama alanında katkı sunmak amaçlanmıştır. Bu çalışmada nitel araştırma desenlerinden durum çalışması kullanılmıştır. Çalışma grubu kolay ulaşabilir örnekleme ile belirlenmiştir. Araştırmanın katılımcılarını 2023-2024 öğretim yılında İç Anadolu bölgesinde bir devlet okulunda 5, 6, 7 ve 8. sınıf düzeyinde öğrenim gören ulaşılabilir örnekleme ile belirlenmiş 103 öğrenci oluşturmuştur. Araştırmada veri toplama aracı olarak alanyazındaki yanlış kavramalardan oluşturulan “Ortaokul öğrencilerinin ısı, sıcaklık, hal değişimleriyle ilgili yanlış kavramalarının tespiti tablosu” ve öğrencilerin çizdikleri hal değişim grafikleri kullanılmıştır. Araştırmada veri analizi olarak içerik analizi kullanılmıştır, kod ve kategoriler oluşturularak bulgular sunulmuştur. Çalışma sonunda alanyazına benzer olarak öğrencilerin ısı, sıcaklık ve maddenin halleri kavramlarına dair çok sayıda yanlış kavramaya sahip oldukları bulunmuştur. Ayrıca öğrencilerin hal değişim grafik önerme sonuçları onların eksik/yanlış kavramlara da sahip olduğunu ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

• Yanlış kavrama
• ısı
• sıcaklık
• saf madde
• karışım
• hal değişimi
• hal değişim grafiği

Kaynakça

1. Acemioğlu, R., & Doğan, Y. (2019). Fen bilgisi öğretmen adaylarının ısı ve sıcaklık konusundaki kavram yanılgılarının incelenmesi. Muallim Rıfat Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(1), 54-67.
2. Akgün, A., & Aydın, M. (2009). An application of constructivist learning theory: using collaborative study groups strategy in eliminating the students’ misconceptions on and decreasing the knowledge deficiencies in the concepts of melting and dissolving. Electronic Journal of Social Sciences, 8(27), 190-201.
3. Akgün, A., & Gönen, S. (2004). Çözünme ve fiziksel değişim ilişkisi konusundaki kavram yanılgılarının belirlenmesi ve giderilmesinde çalışma yapraklarının önemi. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 3(10), 22-37. Arizona State University (2001). Student preconceptions and misconceptions in chemistry. Integrated Physics and Chemistry Modelling Workshop.
4. Ayas, A., & Coştu, B. (2001). Lise I öğrencilerinin “buharlaşma, yoğunlaşma ve kaynama” kavramlarını anlama seviyeleri. Yeni Binyılın Başında Türkiye’de Fen Bilimleri Eğitimi Sempozyumu, Maltepe Üniversitesi, İstanbul, Bildiriler Kitabı, 273-280.
5. Ayas, A., & Özmen, H. (2002). Lise kimya öğrencilerinin maddenin tanecikli yapısı kavramını anlama seviyelerine ilişkin bir çalışma. Boğaziçi Üniversitesi Eğitim Dergisi, 19(2), 45-60.
6. Aydın, A., & Tarakçı, F. (2018). Fen bilimleri öğretmen adaylarının grafik okuma, yorumlama ve çizme becerilerinin incelenmesi. İlköğretim Online, 17(1), 469-488.
7. Aydoğan, S., Güneş, B., & Gülçiçek, Ç. (2003) Isı ve sıcaklık konusunda kavram yanılgıları. Gazi Üniversitesi-Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23, 111-124.
8. Aytekin, Ü. (2010). Ortaöğretim öğrencilerin ısı-sıcaklık konusundaki bilgilerin belirlenmesi ve bu bilgilerin günlük hayata uyarlama düzeyleri üzerine bir araştırma. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Ankara.

9. Azizoğlu, N., & Alkan, M. (2002). Kimya öğretmenliği lisans öğrencilerinin faz dengeleri konusundaki kavram yanılgıları. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, O.D.T.Ü Eğitim Fakültesi, Ankara.
10. Bar, V., & Travis, A.S. (1991). Çocukların faz değişimlerine ilişkin görüşleri. Fen Öğretimi Araştırma Dergisi, 28, 363-382.
11. Bayram, A. (2010). Probleme dayalı öğrenme yönteminin ilköğretim 5.sınıf öğrencilerinin fen ve teknoloji dersi "ısı ve sıcaklık" konusunda sahip oldukları kavram yanılgılarını gidermede etkisi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Konya.
12. Carlton, K. (2000). Isı ve sıcaklık konusunu öğretmek. Fizik Öğretimi, 35(2), 101-105.
13. Coştu, B. (2002). Ortaöğretimin farklı seviyelerindeki öğrencilerin buharlaşma, yoğunlaşma ve kaynama kavramlarını anlama düzeylerine ilişkin bir çalışma. Yüksek Lisans Tezi, K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
14. Coştu, B. (2006). Kavramsal değişimin gerçekleşme düzeylerinin belirlenmesi: Buharlaşma, yoğunlaşma ve kaynama. Doktora Tezi, K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
15. Coştu, B., Ayas, A., & Ünal, S. (2007). Kavram yanılgıları ve olası nedenleri: Kaynama kavramı. Kastamonu Eğitim Dergisi, 15(1), 123136.
16. Coştu, B., Karataş, F.Ö., & Ayas, A. (2002). Kavram yanılgılarının giderilmesinde çalışma yapraklarının kullanılması. XVI. Ulusal Kimya Kongresi, Selçuk Üniversitesi, Konya.
17. Coştu, B., Karataş, F.Ö., & Ayas, A. (2003). Kavram öğretiminde çalışma yapraklarının kullanılması. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(14), 33-48.
18. Davey, L. (1991). The application of case study evaluations. Practical Assessment, Research and Evaluation, 2(9), 1-2.
19. Demirci, M.P., & Sarıkaya, M. (2004). Sınıf öğretmeni adaylarının ısı ve sıcaklık konusundaki kavram yanılgıları ve yanılgıların giderilmesinde yapısalcı kuramın etkisi. XIII. Ulusal Eğitim Bilimleri Kurultayı, 6-9 Temmuz 2004 İnönü Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Malatya.
20. Duman, M.Ş., & Avcı, G. (2016). Sanal laboratuvar uygulamalarının öğrenci başarısına ve öğrenilenlerin kalıcılığına etkisi. Journal of Education Faculty, 18(1), 13-33.
21. Erenel-Ayer, C. (2021). İlkokul öğrencilerinin saf madde ve karışımlar konusunda başarıları ve kavramları oluşturmaları. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul.
22. Evrim, U., & Uğur, A.R.B. (2021). Fen bilgisi öğretmen adaylarının ısı-sıcaklık ve maddenin halleri konularına ilişkin kavram yanılgıları arasındaki ilişkinin incelenmesi. OPUS International Journal of Society Researches, 18(40), 2221-2257.
23. Goodwin, A. (2002). Is salt melting when it dissolves in water? Journal of Chemical Education. 79(3), 393-396. Gönen, S., & Akgün, A. (2005). Isı ve sıcaklık kavramları arasındaki ilişki ile ilgili olarak geliştirilen çalışma yaprağının uygulanabilirliğinin incelenmesi. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 3(11), 92-106.
24. Guion, L.A., Diehl, D.C., McDonald, D. (2002, revised 2011). Triangulation: establishing the validity of qualitative studies. University of Florida, Institute of Food and Agricultural Sciences. http://edis.ifas.ufl.edu.
25. Gürdal-Kazancıoğlu, H. (2008). İlköğretim 5. sınıf fen ve teknoloji dersi, maddenin değişimi ve tanınması ünitesinde öğrencilerde oluşan kavram yanılgılarının tespitinde iki aşamalı soruların kullanılabilirliği üzerine bir araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Celal Bayar Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Manisa.
26. Gürses, A., Doğar, Ç., Yalçın, M., & Canpolat, N. (2002). Kavramsal değişim gidişatının gazlar konularının anlaşılmasına etkisi. Fen Öğretiminde Araştırma Dergisi, 33(4), 407-431.
27. Hwang, B.T., & Hwang, H.W. (1990). A study of cognitive development of the concepts of solution. Research Report Sponsored by NSC. In Chang, J.Y. (1999). Teacher college students’ conceptions about evaporation, condensation and boiling, Science Education, 83, 511-526.
28. Jones, M.G., Carter, G., & Rua, M.J. (2000). Kavramsal değişim bilimlerinin gelişiminin araştırılması: konveksiyon ve ısı ile ilgili kavram toplulukları. Science Teaching Araştırma Dergisi, 37, 139-159.
29. Karakuyu, Y. (2006). Lise ve dengi okul öğrencilerinin ısı ve sıcaklık öğreniminde karşılaştığı kavram yanılgıları. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
30. Keser, A. (2007). Afyonkarahisar İl Merkezindeki 9. Sınıf Öğrencilerinin Isı ve Sıcaklık Konusundaki Kavram Yanılgıları. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar.
31. Kranda, S., & Akpınar, M. (2019). Grafik okuma ve çizmede yaşanılan zorluklara ilişkin öğrenci görüşleri. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. Advance online publication. https://doi.org /10.16986/HUJE.2019050634.
32. Meşeci, B., Tekin, S., & Karamustafaoğlu, S. (2013). Maddenin tanecikli yapısıyla ilgili kavram yanılgılarının tespiti. Dicle Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 9, 20-40.
33. Nakhleh, M.B. (1992). Why some students don’t learn chemistry. Journal of Chemical Education, 69, 191-196.
34. Özalp, D. (2008). İlköğretim ve ortaöğretim öğrencilerinin maddenin tanecikli yapısı konusunda kavram yanılgılarının ontoloji temelinde belirlenmesi. PQDT-Global.
35. Paik S.H., Kim H.N., Cho B.K., & Park J.W. (2004). K-8th grade Korean students’ “conceptions of changes of state” and “conditions for changes of state”. International Journal of Science Education, 26(2), 207-224.
36. Pınarbaşı, T., & Canpolat, N. (2003). Students’ understanding of solutions chemistry concepts. Journal of Chemical Education, 80(11), 1328-1332.
37. Popov, O., Zackrisson, I. & Olofsson, K.U. (2001). “Communicating physics in drawings and words: The case of prospective science teachers”. Department of mathematics, technology and science education, teacher education, Umea University. http://www.educ.umu.se/~popov/publications/drawings%20and%20words.pd.
38. Solak, B. (2021). Ters yüz edilmiş öğrenme modelinin fen bilimleri dersinde kullanılması: Maddenin ısı ile etkileşimi. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
39. Stake, R.E. (1995). Case study. Sage.
40. Ural, E., & Başaran-Uğur, A.R. (2021). Fen bilgisi öğretmen adaylarının ısı-sıcaklık ve maddenin halleri konularına ilişkin kavram yanılgıları arasındaki ilişkinin incelenmesi. OPUS Uluslararası Toplum Araştırmaları Dergisi, 18(40), 2221-2257.
41. Valanides, N. (2000). Primary students teachers’ understanding of the particulate nature of matter and its transformations during dissolving. Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 1(2), 249-262.
42. Yayla, G., & Özsevgeç, T. (2015). Ortaokul öğrencilerinin grafik becerilerinin incelenmesi: Çizgi grafikleri oluşturma ve yorumlama. Kastamonu Eğitim Dergisi, 23(3), 1381-1400.
43. Zorluoğlu, S.L., & Türkmen, G. (2020). 8. sınıf fen bilimleri dersi öğrencilerinin grafik okuma, yorumlama ve hazırlama beceri düzeylerinin incelenmesi. Yalvaç Akademi Dergisi, 5(1), 1-16