Biyoloji Öğretmen Adaylarının Üstkavramsal Faaliyetlerinin Doğasının İncelenmesi

Öz

Problem Durumu: Flavell (1979) tarafından ilk olarak ortaya atılmasından bu yana üstbilişin öğrenme sürecindeki önemi pek çok araştırmacı tarafından ortaya konulmuştur. Üstbilişle ilgili günümüze kadar ortaya konan tanım ve sınıflamalara bakıldığında üstbilişin üç temel bileşeninin olduğu görülmektedir: (a) biliş hakkında bilgi, (b) bilişsel faaliyetlerin kontrol edilmesi ve düzenlenmesi (Saçkes & Trundle, 2016).

1980’li yıllardan bu yana fen eğitimi ile ilgili yapılan çalışmaların büyük bir kısmında öğrencilerin anlamlı öğrenmesini engelleyen alternatif kavramlara odaklanıldığı görülmektedir. Alternatif kavramların varlığı ve değişime gösterdiği direnç gerek fen eğitimi gerekse bilişsel psikoloji alanında çalışan pek çok araştırmacının ilgisini çekerek kavramsal değişimle ve alternatif kavramların oluşumu ile ilgili farklı kuramsal çerçeveler oluşturmalarına neden olmuştur. Bunlardan biri de kavramsal değişim modelidir. Bu model kavramsal değişimin gerçekleşmesi için gerekli olan şartları ortaya koymakta ve bireyin kavram ekolojisinde yer alan öğelerin (inançlar, analojiler, metaforlar vb.) kavramsal değişimdeki rolüne değinmektedir (Posner vd., 1982). Bilişsel psikoloji alanında çalışan farklı araştırmacılar ise alternatif kavramların oluşumunda bireyin epistemolojik inançları (Vosniadou, 1994), ontolojik varsayımları (Chi vd., 1994) ve bağlama bağlı oluşturulan bilgi parçacıklarının (diSessa, 1993) önemine vurgu yapmışlardır. Ortaya konan kuramsal çerçevelerde farklılıklar olmasına rağmen araştırmacılar, kavramsal değişimin basitçe alternatif kavramın yerini bilimsel kavrama bırakması olmadığını, kavramsal değişimin gerçekleşebilmesi için bireyin mevcut kavramının sınırlılıklarını fark etmesi, mevcut kavramla yeni kavramı çok yönlü karşılaştırarak değerlendirmesi gerektiğini savunmaktadırlar. Bu süreçler bireylerin üstbilişsel olarak aktif olmasını gerektiren süreçlerdir.

Kavramsal değişim sürecinde üstbilişsel faaliyetlerin önemi pek çok araştırmacı tarafından vurgulanmıştır (Georghiades, 2004; Vosniadou, 2003; Yürük et al., 2009). Üstbiliş genel bir ifade ile bireyin düşünme faaliyetleri üzerinde düşünmesi ya da bireyin bilişsel faaliyetleri hakkındaki bilişsel faaliyetleri olarak tanımlanmaktadır (Flavell, 1979; Rickey & Stacy, 2000). Ancak üstbiliş kavramsal değişim sürecini açıklamada geniş bir kavram olarak kalmaktadır. Yürük (2005) ve Yürük et al. (2009) kavramsal düzeyde gerçekleşen üstbilişsel faaliyetleri üstkavramsal faaliyetler olarak tanımlamışlar ve bu faaliyetleri; üstkavramsal farkındalık, üstkavramsal izleme ve üstkavramsal değerlendirme olarak üç kategoriye ayırmışlardır. Üstkavramsal farkındalık, bireyin mevcut ya da daha önce sahip olduğu kavramsal ekolojisinin öğeleri ya da neyi bilmediğinin farkında olması olarak tanımlanmıştır. Üstkavramsal izleme faaliyeti, bireyin devam eden bilişsel süreci veya bilişsel durumu hakkında bilgi üretmek için aktif olan süreçleri içerir. Üstkavramsal değerlendirme faaliyeti de bireyin var olan ya da yeni fikrin doğruluğu, akla yatkınlığı ve kullanışlılığı hakkında yargıya varmasını içerir.

Araştırmanın Amacı: Çalışmanın amacı biyoloji öğretmen adaylarında üstkavramsal öğretim etkinlikleri sırasında aktif hale gelen üstkavramsal faaliyetlerin niteliğini ortaya koymaktır.

Araştırmanın Yöntemi: Araştırma bir durum çalışmasıdır. Biyoloji öğretmen adaylarının tohumlu bitkilerle ilgili sahip oldukları alternatif kavramların doğru kabul edilenlerle değişmesini sağlamak için 32 biyoloji öğretmenliği 2. sınıf öğrencisinin üstkavramsal faaliyetlerini aktif hale getirecek öğretim etkinlikleri uygulanmıştır. Üstkavramsal faaliyetlerin öğrencilerde aktif hale getirilmesini sağlamak amacıyla poster hazırlama, günlük yazma, kavram haritası oluşturma, sınıf ve grup tartışmaları gibi farklı öğretim etkinliklerinden faydalanılmıştır. Bu etkinlikler 10 haftalık bir süreçte uygulanmıştır. 32 öğrenci arasından etkinlikler esnasında zihinlerinde fazla sayıda ve türde üstkavramsal faaliyetlerin aktif olduğu ve bu faaliyetleri günlüklerinde açık şekilde ifade eden beş öğrenci durum çalışması için seçilmiştir. Üstkavramsal faaliyetleri belirlemek amacıyla veri kaynağı olarak bu beş öğrenci tarafından öğretim süreci öncesinde, sırasında ve sonrasında yazılan günlükler kullanılmıştır. Günlük yazma etkinliği farklı üstkavramsal faaliyetleri aktif hale getirmek amacıyla öğretim süreci boyunca sıklıkla uygulanmıştır. Öğretmen adaylarına verilen günlük yönergeleri ile öğretmen adaylarının kendi mevcut kavramları ve fikirlerinin arkasında yatan sebepler hakkında düşünmeleri, karşı karşıya kaldıkları farklı fikirleri anlamalarını izlemeleri, doğrulukları hakkında yargıya varmaları, fikirlerinin sınırlılıklarını fark etmeleri, mevcut fikirleri ve farklı kaynaklardan gelen yeni fikirlerin tutarlılığını ve fikirlerindeki değişimi izlemeleri sağlanmaya çalışılmıştır. Bu özelikleri ile günlükler diğer öğretim etkinlikleri esnasında aktif hale gelen üstkavramsal faaliyetleri yansıtmaktadır. Durum çalışması için seçilen öğrencilerin günlükleri içerik analizi yapılarak kodlanmıştır. Öğrencilerde aktif hale gelen üstkavramsal faaliyetler; üstkavramsal farkındalık, üstkavramsal izleme ve üstkavramsal değerlendirme kategorileri ve konu içeriği açısından sınıflandırılmıştır.

Araştırmanın Bulguları ve Sonuçları: Elde edilen bulgular daha önce Yürük (2005) tarafından ortaya konan üstkavramsal faaliyetlerin pek çoğunun bu çalışmada da öğrencilerde aktif olduğunu göstermiştir. Öğrencilerin günlükleri, tohumlu bitkiler başlığı altında yer alan farklı konularda, farklı çeşitte üstkavramsal faaliyetlerin aktif hale geldiğini ortaya koymaktadır. Bu faaliyetlerin bazılarının birbirine bağımlı olduğu gözlenmiştir. Örneğin bir kavramla ilgili ikinci dereceden farkındalığın gerçekleşebilmesi için bireyde geçmişte o kavramla ilgili birinci dereceden farkındalığın aktif olması gerekir. Bulgular bazı üstkavramsal faaliyetlerin birden fazla üstkavramsal faaliyeti içerebileceğine de işaret etmektedir. Örneğin bir kavramla ilgili kavramlardaki değişimin izlenmesi, o kavramla ilgili birinci ve ikinci dereceden farkındalığı içermektedir. Günlüklerden elde edilen bir başka bulgu ise üstkavramsal faaliyetlerin basitçe birinci dereceden farkındalık olabileceği gibi daha soyut ve üstdüzey düşünmeyi gerektiren üstkavramsal değerlendirme de olabileceğidir.

Araştırmanın Önerileri: Tüm bu bulgulardan yola çıkılarak üstkavramsal faaliyetleri aktif hale getiren öğretim etkinlikleri tasarlandığında bu faaliyetlerin çok yönlü ve birbirine bağımlı yapısı dikkate alınmalıdır. Üstkavramsal faaliyetleri aktif hale geçirecek öğretim etkinlikleri tasalanırken, konuyla ilgili merkezde olan ve diğer alternatif kavramların oluşmasında rol oynayabilecek kavram ya da kavramların saptanmasına ve etkinliklerin özellikle bu kavram ve bununla ilgili bilimsel kavram arasındaki farklılıkların fark edilmesini sağlayacak şekilde düzenlenmesine özen gösterilmelidir. 

Anahtar Kelimeler

• Üstkavramsal faaliyetler,tohumlu bitkiler,kavramsal değişim,biyoloji öğretmen adayları.

Investigation of the Nature of Metaconceptual Processes of Pre-Service Biology Teachers*

Öz

Purpose of Study: The aim of this study is to investigate the nature of pre-service biology teachers’ metaconceptual processes that were active as they participated in metaconceptual teaching activities. Methods: Several instructional activities, including poster drawing, concept mapping, group and class discussions, and journal writing, were carried out to activate the metaconceptual processes of 32 second-grade, pre-service biology teachers in order to change their alternative conceptions regarding seed plants. Case study was used as a research method. Among the 32 participants,  five participants  who activated  five  participants who activated

rich and diverse metaconceptual processes and who reflected well and clearly on their mental processes in their journals were selected for the case study. The journal entries written by these five students before, during, and after the teaching activities were used as a data source. Content analysis was used to code the journals of the pre-service teachers according to the types and the content of metaconceptual processes. Results and Conclusions: The results indicated that students engaged in several types of metaconceptual activities, which can be classified under metaconceptual awareness, metaconceptual monitoring, and metaconceptual evaluation. Metaconceptual processes were activated interdependently in different forms, ranging from simpler first-order metaconceptual awareness to more sophisticated metaconceptual evaluations. Recommendations: In designing metaconceptual teaching activities, teachers should take the interdependent and multifaceted nature of these processes into consideration. 

Anahtar Kelimeler

• metaconceptual processes seed plants conceptual change pre-service biology teachers

Kaynakça

1. Baird, J. R. (1986). Improving learning through enhanced metacognition: A classroom study. European Journal of Science Education, 8(3), 263-282.
2. Brown, A. (1987). Metacognition, executive control, self-regulation, and other more mysterious mechanisms. In F. E. Weinert & R. H. Kluwe (Eds.), Metacognition, motivation, and understanding (pp. 65-116). Hillsdale, NJ: Erlbaum.
3. Campione, J. C. (1987). Metacognitive components of instructional research with problem learners. In F. E.Weinert & R. H. Kluwe (Eds.), Metacognition, motivation, and understanding (pp. 117-140). Hillsdale, NJ:Erlbaum.
4. Caramazza, A., McCloskey, M., & Green, B. (1981). Naive beliefs in sophisticated subjects: Misconceptions about trajectories of objects. Cognition, 9, 117-123.
5. Champagne, A.B., Gunstone, R.F., & Klopfer, L.E. (1985). Instructional consequences of students' knowledge about physical phenomena. In L.H.T. West & A.L. Pines (Eds.), Cognitive structure and conceptual change (pp. 163-188). Orlando, Florida: Academic Press.
6. Chi, M. T. H., Slotta, J. D., & De Leeuw, N. (1994). From things to processes: A theory of conceptual change for learning sci¬ence concepts. Learning and Instruction, 4, 27-43.
7. Delgado, C. (2015). Navigating tensions between conceptual and metaconceptual goals in the use of models. Journal of Science Education and Technology, 24(2-3), 132-147.
8. diSessa, A. (1993). Toward an epistemology of physics. Cogni¬tion and Instruction, 10, 105-225.

9. diSessa, A. A. (2008). A bird’s-eye view of the ‘pieces’ vs. ‘coherence’ controversy (from the ‘pieces’ side of the fence). In S. Vosniadou (Eds.), International handbook of research on conceptual change (pp. 35–60). New York, NY: Routledge.
10. Driver, R., & Easley, J. (1978) Pupils and paradigms, a review of literature related to concept development in adolescent science students. Studies in Science Education, 5, 61-84.
11. Driver, R., & Erickson, G. (1983). Theories in action: Some theoretical and empirical issues in the study of students’ conceptual frameworks in science. Studies in Science Education, 10, 37-60.
12. Flavell, J. H. (1979). Metacognition and cognitive monitoring: A new area of cognitive-developmental inquiry. American Psy¬chologist, 34, 906-911.
13. Flavell, J. H. (1987). Speculations about the nature and development of metacognition. In F. E. Weinert & R. H. Kluwe, (Eds.), Metacognition, motivation, and understanding (pp. 21-29). Hillsdale, NJ: Erlbaum.
14. Flavell, J. H. (1981). Cognitive monitoring. In W. P. Dickson (Ed.), Children's oral communication skills (pp. 35-60). New York: Academic. Georghiades, P. (2000). Beyond conceptual change learning in science education: Focusing on transfer, durability, and metacognition. Educational Research, 42, 119-139.
15. Georghiades, P. (2004). Making pupils' conceptions of electricity more durable by means of situated metacognition. International Journal of Science Education, 26, 85-100.
16. Gunstone, R.F., & Mitchell, I. J. (1998). Metacognition and conceptual change. In J. J. Mintzes, J. H. Wandersee & J. D. Novak (Eds.), Teaching science for understanding: A human constructivist view (pp. 133-163). San Diego, CA: Academic Press.
17. Hennessey, M. G. (2003). Metacognitive aspects of students’ reflective discourse: Implications for intentional conceptual change teaching and learning. In G. M. Sinatra & P. R. Pintrich (Eds.), Intentional conceptual change (pp. 103-132). Mahwah NJ: Erlbaum.
18. Kirbulut, Z. D. (2012). The effect of metaconceptual teaching instruction on 10th grade students’ understanding of states of matter, self-efficacy toward chemistry, and the nature of metaconceptual processes. Unpublished Dissertation, Middle East Technical University, Ankara, Turkey.
19. Kirbulut, Z. D., Uzuntiryaki-Kondakci, E., & Beeth, M. E. (2016). Development of a metaconceptual awareness and regulation scale. International Journal of Science Education, 38(13), 2152-2173.
20. Kuhn, D., & Dean, D. (2004). Metacognition: A bridge between cognitive psychology and educational practice. Theory into Practice, 43(4), 268–273.
21. Luque, M. L. (2003). The role of domain-specific knowledge in intentional conceptual change. In G. M. Sinatra & P. R. Pintrich (Eds.), Intentional conceptual change. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
22. Mason, L., & Boscolo, P. (2000). Writing and conceptual change. What changes? Instructional Science, 28, 199-226.
23. Merriam, S. B. (1998). Qualitative research and case study applications in education. San Francisco, CA: Jossey-Bass Publishers.
24. Patton, M. Q. (1990). Qualitative evaluation and research methods. Newbury Park, CA: SAGE Publications.
25. Pintrich, P. R., Marx, R. W. & Boyle, R. A. (1993). Beyond cold conceptual change: The role of motivational beliefs and classroom contextual factors in the process of conceptual change. Review of Educational Research 6, 167-199.
26. Posner, G. J., Strike, K. A., Hewson, P. W., & Gertzog, W. A. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66, 211-227.
27. Saçkes, M., & Trundle, K. C. (2016). Change or durability? The contribution of metaconceptual awareness in preservice early childhood teachers’ learning of science concepts. Research in Science Education, 46, 1-17.
28. Sinatra, G.M., & Pintrich, P. R. (2003). The role of intentions in conceptual learning. In Sinatra, G. M., & Pintrich, P. R. (Eds.), Intentional conceptual change (pp. 1-18). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates Publishers.
29. Thorley, N.R. (1990). The role of conceptual change model in the interpretation of classroom interactions. Unpublished doctoral dissertation, University of Wisconsin-Madison.
30. Trundle, K. C., Atwood, R. K., & Christopher, J. E. (2007). A longitudinal study of conceptual change: Preservice elementary teachers’ conceptions of moon phases. Journal of Research in Science Teaching, 44(2), 303–326.
31. Vosniadou, S. (1994). Capturing and modeling the process of conceptual change. Learning and Instruction, 4, 45-69.