The Effect of Project-Based Laboratory Practices on Biology Achievement and Self-Efficacy Beliefs

Yıl 2025, Cilt: 45 Sayı: 1, 87 - 113, 30.04.2025

Kübra Nur Kesim , Ali Gül

https://doi.org/10.17152/gefad.1459603

Cited By: 1

Öz

This study examines the effect of laboratory practices supported by project-based teaching on students' achievements in the "Current Environmental Issues" subject and their self-efficacy beliefs in biology. Conducted with a quasi-experimental design, the research involved 66 ninth-grade students from Bursa Yıldırım Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi during the 2016-2017 academic year. In the experimental group, students were taught in a laboratory setting where they actively constructed their knowledge through hands-on activities and product creation using experimental setups. Meanwhile, the control group was instructed through a teacher-centered method. To measure the students' biology achievement, the researcher developed the "Current Environmental Issues Achievement Test" and the "Biology Self-Efficacy Scale" was used to assess their self-efficacy beliefs. Data were analyzed using Independent t-Tests and ANOVA. Although no significant difference was found between the post-test achievement scores of the experimental and control groups (p > 0.05), there was an increase in the arithmetic mean scores favoring the experimental group. Besides, the results of the Biology Self-Efficacy Scale revealed a significant difference in favor of the experimental group in the post-test self-efficacy beliefs (p < .001). As the conclusion of this study applying project-based laboratory methods in biology classes effectively enhances students' achievement averages and self-efficacy beliefs. This approach offers a promising alternative to teacher-centered teaching methods and serves as a resource for future research in biology education.

Anahtar Kelimeler

Biology education , Laboratory studies , Project based laboratory , Project based learning , Self-efficacy.

Proje Tabanlı Laboratuvar Uygulamalarının Biyoloji Başarısı ve Öz-Yeterlik İnancına Etkisi

Öz

Bu çalışmada proje tabanlı öğretimle desteklenmiş laboratuvar çalışmalarının öğrencilerin “Güncel Çevre Sorunları” ünitesine yönelik başarılarına ve biyolojiye yönelik öz-yeterlik inançlarına etkisi incelenmiştir. Yarı deneysel desen kullanılarak yürütülen bu araştırmanın çalışma grubunu 2016-2017 eğitim öğretim yılında Bursa ili Yıldırım Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi’nin dokuzuncu sınıflarında öğrenim gören 66 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmacı tarafından deney grubundaki öğrencilere laboratuvar ortamında, deney düzenekleri üzerinden yaparak-yaşayarak ve ürünler oluşturarak kendi bilgilerini yapılandıracak şekilde, kontrol grubundaki öğrencilere ise öğretmen merkezli yöntemle eğitim verilmiştir. Öğrencilerin biyoloji dersindeki başarılarını ölçmek için araştırmacı tarafından hazırlanan “Güncel Çevre Sorunları Başarı Testi”, biyolojiye yönelik öz-yeterlik inançlarını ölçmek için ise “Biyoloji Öz-yeterlik Ölçeği” kullanılmıştır. Elde edilen veriler İlişkisiz t-Testi ve ANOVA testi ile analiz edilmiştir. Deney ve kontrol grubunun son test başarı puanları arasında anlamlı fark oluşmamış (p>0.05) ancak öğrenci başarılarının aritmetik ortalamalarında deney grubu lehine bir artış görülmüştür. Ayrıca uygulanan Biyoloji Öz-Yeterlik Ölçeği sonuçlarına göre, deney ve kontrol gruplarının son test öz-yeterlik inançları arasında anlamlı fark oluştuğu görülmüştür (p<.001). Araştırma sonucunda, biyoloji derslerinde proje tabanlı laboratuvar yöntemi uygulanmasının, öğrencilerin başarı ortalamalarını ve öz-yeterlik inançlarını arttırmada etkili olduğu belirlenmiştir. Çalışma, bu yönüyle biyolojide uygulanan yöntemlere iyi bir alternatif sunmakta ve yeni araştırmalar için kaynak oluşturmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Biyoloji eğitimi , Laboratuvar uygulamaları , Öz-yeterlik inancı , Proje tabanlı laboratuvar , Proje tabanlı öğretim.

Etik Beyan

Araştırmanın literatür taraması, veri toplama, uygulama, analiz aşamaları ve yazım süreçlerinde bilimsel ve etik kurallara uyulmuş, ilgili yerlerde alıntılar kurallara uygun olarak yapılmıştır.

Kaynakça

• Achappa, S., Patil, L. R., Hombalimath, V. S., & Shet, A. R. (2020). Implementation of project-based-learning (pbl) approach for bioinformatics laboratory course. Journal of Engineering Education Transformations, 33(Special Issue).
• Agersø, Y., Bysted, A., Jensen, L. B., & Josefsen, M. H. (2011). Laboratory and project based learning in the compulsory course Biological Chemistry enhancing collaboration and technical communication between groups. In 7th International CDIO Conference. Technical University of Denmark.
• Altın, N. B., & Oruç, S. (2008). Çocukluk döneminde doğa sporlarının çevre eğitiminde kullanımı. Çukurova Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 35(3), 10-18.
• Anitha, D., Jeyamala, C., & Kavitha, D. (2018). Assessing and enhancing creativity in a laboratory course with project based learning. Journal of Engineering Education Transformations, 32(2), 67-74.
• Aronson, B. D., & Silveira, L. A. (2009). From genes to proteins to behavior: a laboratory project that enhances student understanding in cell and molecular biology. CBE Life Sciences Education, 8(4), 291-308.
• Atıcı, T., & Bora, N. (2004). Ortaöğretim kurumlarında biyoloji eğitiminde kullanılan öğretim metotlarının ders öğretmenleri açısından değerlendirilmesi ve öneriler. Afyon Kocatepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 6(2), 51-64.
• Atıcı, T., Gökmen, A., & Taflı, T. (2016). Application and evaluation of biology laboratory experiments with computer-based digital experiment tools. Journal of Human Sciences, 13(3), 3961-3972.
• Aydın, S., & Yel, M. (2013). Proje tabanlı öğrenme ortamlarının biyoloji öğretmen adaylarının öz-düzenleme seviyeleri ve öz-yeterlik inançları üzerine etkisi. Turkish Studies, 8(12), 95-107.
• Balemen M., & Özer Keskin M. (2017). Proje tabanlı öğrenme yaklaşımının fen eğitimindeki etkililiği: bir meta analiz çalışması. 1. Uluslararası Kaşgarlı Mahmut Eğitim Bilimleri Kongresi-Mahmud Kashgarı 1st International Congress on Pedagogical Sciences, (Ekim, 2017), Ankara, Türkiye.
• Bandura, A. (Ed.). (1997). Self-efficacy in changing societies. Cambridge university press.
• Bandura, A. (2001). Social cognitive theory: An agentic perspective. Annual review of psychology, 52(1), 1-26.
• Başol, G. (2014). Bölüm III: Parametrik ve parametrik olmayan testler [Ders notları]. https://www.slideshare.net/gbasol/stat-ii-tr3 sayfasından erişilmiştir.
• Bopegedera, A. M. R. P., & Coughenour, C. L. (2020). An interdisciplinary, project-based inquiry into the chemistry and geology of alkaline surface lake waters in the general chemistry laboratory. Journal of Chemical Education, 98(4), 1352-1360.
• Bouih, A., Nadif, B., & Benattabou, D. (2021). Assessing the effect of general self-efficacy on academic achievement using path analysis: A preliminary study. Journal of English Language Teaching and Applied Linguistics, 3(4), 18-24.
• Burrows, N. L., Nowak, M. K., & Mooring, S. R. (2017). Students’ perceptions of a project-based Organic Chemistry laboratory environment: a phenomenographic approach. Chemistry Education Research and Practice, 18(4), 811-824.
• Büyüköztürk, Ş. (2016). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı. Ankara: Pegem.
• Chen, P., Hernandez, A., & Dong, J. (2015). Impact of collaborative project-based learning on self-efficacy of urban minority students in engineering. Journal of Urban Learning, Teaching, and Research, 11, 26-39.
• Cooper, M. M., & Kerns, T. S. (2006). Changing the laboratory: Effects of a laboratory course on students' attitudes and perceptions. Journal of Chemical Education, 83(9), 1356.
• Crozier, W. R. (2013). Individual learners: Personality differences in education. Routledge.
• Çıbık, A. S., İnce, E. A., & Kayacan, K. (2016). Genel fizik laboratuvarı- II dersinde kullanılan proje tabanlı öğretim yönteminin öz-yeterlik, tutum ve başarıya etkisi. Kastamonu Education Journal, 24(2), 511-534.
• Dhimitruka, I., & Surendran, G. (2023). Adaptation of Project-Based Learning Concepts to the Organic Chemistry I Laboratory Curriculum in a Small College Environment Breadcrumb. Journal of College Science Teaching, 52(4), 3-5.
• Dwikoranto, D., Setiani, R., Madlazim, M., & Erman, E. (2018, December). Validity of Project Based Laboratory Learning: An Innovative Physics Laboratory Learning to prepare Sciences Process Skills and Creativity of Physics Teacher Candidate. In International Conference on Science and Technology (ICST 2018) (pp. 912-917). Atlantis Press.
• Ekici, G. (2002). Öğrencilerin biyoloji laboratuvar derslerinde öğretmenlerden bekledikleri öğretim yöntemi davranışları. M.Ü. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 16, 49-60.
• Ekici, G. (2009). Biyoloji öz-yeterlik ölçeğinin Türkçe ’ye uyarlanması. Kastamonu Eğitim Dergisi, 17(1), 111-124.
• Ekiz, S.O. (2008). Fen ve teknoloji laboratuvarının proje tabanlı öğrenme yaklaşımı ile desteklenerek öğretimin öğrenci başarısına, hatırda tutma seviyesine ve duyuşsal özelliklerine etkisinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Muğla Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Muğla.
• Erdem, M., & Akkoyunlu, B. (2002). İlköğretim sosyal bilgiler dersi kapsamında beşinci sınıf öğrencileriyle yürütülen ekiple proje tabanlı öğrenme üzerine bir çalışma. İlköğretim Online, 1(1), 2-11.
• Erten, S. (2006). Çevre Eğitimi ve Çevre Bilinci. Çevre ve İnsan Dergisi, 65/66, 1-13. Farhan, A., Nurlaili, N., Susanna, S., Soewarno, S., & Yusrizal, Y. (2021, March). Students’ creative thinking skills and impact on learning outcomes in physics laboratory II academic using the learning model project-based. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2320, No. 1). AIP Publishing.
• Gomez-del Rio, T., & Rodriguez, J. (2022). Design and assessment of a project-based learning in a laboratory for integrating knowledge and improving engineering design skills. Education for Chemical Engineers, 40, 17-28.
• Grant, M. M. (2012). Getting a grip on project-based learning: theory, cases and recommendations. Meridian, 5(1), 1-3.
• Gül, A., & Yılmaz, M. (2004). Özel öğretim yöntemleri ders notu. Gazi Üniversitesi, Ankara.
• Gülay, H. (2011). Ağaç yaş iken eğilir: Yaşamın ilk yıllarında çevre eğitiminin önemi. TÜBAV Bilim Dergisi, 4(3). Handelsman, J., Ebert-May, D., Beichner, R., Bruns, P., Chang, A., DeHaan, R., Gentile, J., Lauffer, S., Stewart,
• J.,Tilghman, S,M., & Wood, W. B. (2004). Scientific teaching. Science, 304(5670), 521-522.
• Hernawati, D., Amin, M., Irawati, M., Indriwati, S., & Aziz, M. (2018). Integration of project activity to enhance the scientific process skill and self-efficacy in zoology of vertebrate teaching and learning. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(6), 2475-2485.
• Hujjatusnaini, N., Corebima, A. D., Prawiro, S. R., & Gofur, A. (2022). The Effect of Blended Project-based Learning Integrated with 21st-Century Skills on Pre-Service Biology Teachers' Higher-order Thinking Skills. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 11(1), 104-118.
• Hwang, M. H., Choi, H. C., Lee, A., Culver, J. D., & Hutchison, B. (2016). The relationship between self-efficacy and academic achievement: A 5-year panel analysis. The Asia-Pacific Education Researcher, 25, 89-98.
• Jackson, N., Oliver, M., Shaw, M., & Wisdom, J. (Eds.). (2006). Developing creativity in higher education: An imaginative curriculum. Routledge.
• Jonassen, D. H., & Grabowski, B. L. (2012). Handbook of individual differences, learning, and instruction. Routledge.
• Kan, A. (2017). Eğitimde ölçme ve değerlendirme. S. Tekindal (Ed.), Ölçme aracı geliştirme (s. 241-278). Ankara: Pegem.
• 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.
• Kayış, A. (2010). SPSS uygulamalı çok değişkenli istatistik teknikleri. Ş. Kalaycı (Ed.), Güvenirlik analizi (s. 404-409). Ankara: Asil Yayın Dağıtım.
• Kitch, W. A., & Coduto, D. P. (2010). A project-based introductory Geotechnical laboratory course. In GeoFlorida 2010: Advances in Analysis, Modeling & Design (pp. 3227-3236).
• Kloser, M. J., Brownell, S. E., Chiariello, N. R., & Fukami, T. (2011). Integrating teaching and research in undergraduate biology laboratory education. PLoS biology, 9(11), e1001174.
• Komarraju, M., & Nadler, D. (2013). Self-efficacy and academic achievement: Why do implicit beliefs, goals, and effort regulation matter?. Learning and individual differences, 25, 67-72.
• Korkmaz, H., & Kaptan, F. (2001). Fen eğitiminde proje tabanlı öğrenme yaklaşımı. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 20(20), 193-200.
• Köseoğlu, Y. (2015). Self-Efficacy and Academic Achievement--A Case from Turkey. Journal of Education and Practice, 6(29), 131-141.
• Krajcik, J. S., & Blumenfeld, P. C. (2006). Project-based learning. In K. Sawyer (Ed.), The cambridge handbook of the learning sciences (pp. 317-334). Cambridge University Press: UK.
• Kucharski, G. A., Rust, J. O., & Ring, T. R. (2005). Evaluation of the ecological, futures, and global (EFG) curriculum: A project based approach. Education, 125(4), 652-669.
• Labov, J. B., Reid, A. H., & Yamamoto, K. R. (2010). Integrated biology and undergraduate science education: a new biology education for the twenty-first century. CBE—Life Sciences Education, 9(1), 10-16.
• Lent, R. W., Brown, S. D., & Larkin, K. C. (1984). Relation of self-efficacy expectations to academic achievement and persistence. Journal of counseling psychology, 31(3), 356.
• MacDonald, G. (2008). Teaching Protein Purification and Characterization Techniques. A Student-Initiated, Project-Oriented Biochemistry Laboratory Course. Journal of chemical education, 85(9), 1250-1252.
• Macias, J. A. (2012). Enhancing project-based learning in software engineering lab teaching through an e-portfolio approach. IEEE Transactions on Education, 55(4), 502-507.
• Mahasneh, AM, & Alwan, AF (2018). Proje tabanlı öğrenmenin öğrenci öğretmen öz yeterliği ve başarısı üzerindeki etkisi. Uluslararası Talimat Dergisi , 11 (3), 511-524.
• Mataka, L. M., & Kowalske, M. G. (2015). The influence of PBL on students' self-efficacy beliefs in chemistry. Chemistry Education Research and Practice, 16(4), 929-938.
• Matilainen, R., Nuora, P., & Valto, P. (2020). Student experiences of project-based learning in an analytical chemistry laboratory course in higher education. Chemistry Teacher International, 3(3), 229-238.
• Meiller, J., Sosa, A., May, E., & Frederick, J. A. (2022). Isolating Microplastics from Biofilm Communities: Connecting Project-Based Learning & Research. The American Biology Teacher, 84(9), 555-561.
• Metri, R. A., Pulavarthi, V. B., Srikanth, I., & Bhattar, C. L. (2018). Microcontroller Laboratory practices through project-based learning. Journal of Engineering Education Transformations, 31(3), 169-178.
• Morgil, İ., Seyhan, H. G., & Seçken, N. (2009). Proje destekli kimya laboratuvarı uygulamalarının bazı bilişsel ve duyuşsal alan bileşenlerine etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 6(1), 89-107.
• Morgil, İ., Temel S., Seyhan, H. G., & Alşan, E. U. (2009). Proje tabanlı laboratuvar uygulamasının öğretmen adaylarının bilimin doğası konusundaki bilgilerine etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 6(2), 92-109.
• Motlagh, S. E., Amrai, K., Yazdani, M. J., altaib Abderahim, H., & Souri, H. (2011). The relationship between self-efficacy and academic achievement in high school students. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 15, 765-768.
• Närhi, M., Natri, O., & Nordström, K. (2012). Project-based Learning for a Biosciences Laboratory in an Engineering Curriculum. Engineering Education, 23, 26.
• National Research Council (2003). Bio 2010, Transforming Undergraduate Education for Future Research Biologists. In: Washington, DC: National Academies Press
• Önder, K. (2007). İlköğretim 6. sınıf fen ve teknoloji dersi" canlılarda üreme, büyüme ve gelişme" ünitesinin öğretiminde laboratuvar yönteminin öğrenci başarısına etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
• Özkan, N. (2011). Günümüzde biyoloji eğitiminin önemi. Trakya Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 13(1), 222-230.
• Paris, S. G., Yambor, K. M., & Packard, B. W. L. (1998). Hands-on biology: A museum-school-university partnership for enhancing students' interest and learning in science. The Elementary School Journal, 98(3), 267-288.
• Păvăloiu, I. B., Petrescu, I., & Dragomirescu, C. (2015). Interdisciplinary project-based laboratory works. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 180, 1145-1151.
• Rissing, S. W., & Cogan, J. G. (2009). Can an inquiry approach improve college student learning in a teaching laboratory?. CBE Life Sciences Education, 8(1), 55-61.
• Plomin, R., & Daniels, D. (2011). Why are children in the same family so different from one another?. International journal of epidemiology, 40(3), 563-582.
• Rosas-Meléndez, S. A., & Beltrán-Sánchez, J. A. (2019, March). Project-based learning in the Chemistry Laboratory: a case of Mexico. In 2019 IEEE Integrated STEM Education Conference (ISEC) (pp. 211-214). IEEE.
• Salybekova, N., Issayev, G., Abdrassulova, Z., Bostanova, A., Dairabaev, R., & Erdenov, M. (2021). Pupils' Research Skills Development through Project-Based Learning in Biology. Cypriot Journal of Educational Sciences, 16(3), 1106-1121.
• Schunk, D. H., & Pajares, F. (2009). Self-Efficacy Theory. In Handbook of motivation at school (pp. 49-68). Routledge.
• Sharma, N. (2011). Project-Based Laboratory Experiences in Mechanical Engineering. Systematics, Cybernetics and Informatics, 9, 40-45.
• Shin, M. H. (2018). Effects of Project-Based Learning on Students' Motivation and Self-Efficacy. English teaching, 73(1), 95-114.
• Stevens, M. L. (1999). Improving the life science (biology) laboratory education experience: From an ınstructor-centered to a learner-centered educational environment. Doctoral dissertation, Capella University, USA.
• Sukarso, A., Widodo, A., Rochintaniawati, D., & Purwianingsih, W. (2022, December). Building creative disposition and creative thinking skills of high school students through biological laboratory work activities based on creative research projects. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2468, No. 1, p. 030003). AIP Publishing LLC.
• Sumarni, W., Wardani, S., Sudarmin, S., & Gupitasari, D. N. (2016). Project based learning (pbl) to improve psychomotoric skills: a classroom action research. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 5(2), 157-163.
• Terranova, B. B., Weyant, C. M., Wrenn, S., Kim, Y., Khuon, L., Imhoff, K., ... & Mitchell, J. E. (2017, June). Work in Progress: Curriculum Revision and Classroom Environment Restructuring to Support Blended Project-Based Learning in First-Year General Engineering Laboratory Courses. In 2017 ASEE Annual Conference & Exposition.
• Tomlinson, C. A. (2001). Differentiated Instruction in the Regular Classroom: What Does It Mean? How Does It Look?. Understanding Our Gifted, 14(1), 3-6.
• Treacy, D. J., Sankaran, S. M., Gordon-Messer, S., Saly, D., Miller, R., Isaac, S. R., & Kosinski-Collins, M. S. (2011). Implementation of a project-based molecular biology laboratory emphasizing protein structure–function relationships in a large introductory biology laboratory course. CBE—Life Sciences Education, 10(1), 18-24.
• Tsaparlis, G., & Gorezi, M. (2007). Addition of a project-based component to a conventional expository physical chemistry laboratory. Journal of Chemical Education, 84(4), 668.
• Tuaputty, H., Alimudi, S., Irene, I., Latuperissa, L. N., & Donkor, A. K. (2023). Project-based learning using a laboratory approach on learning outcomes and critical thinking in marine biology. JPBI (Jurnal Pendidikan Biologi Indonesia), 9(1), 103-114.
• Turiman, P., Omar, J., Daud, A. M., & Osman, K. (2012). Fostering the 21st century skills through scientific literacy and science process skills. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 59, 110-116.
• Wahyu, W., Sopandi, W., & Kusniat, E. (2019). Study of Project-based Learning (PjBL) on self-efficacy and academic achievement of pH range natural indicator learning in chemistry classrooms. In Empowering Science and Mathematics for Global Competitiveness (pp. 233-238). CRC Press.
• Woo, T. N. (1999). Relationship between self-efficacy in biology and academic achievement and its effects in parallel discussion. Master’s Thesis, National Taiwan Normal University, Taipei.
• Wright, R., & Boggs, J. (2002). Learning cell biology as a team: a project-based approach to upper-division cell biology. Cell biology education, 1(4), 145-S27.
• Yager, R. E. (2000). A vision for what science education should be like for the first 25 years of a new millennium. School Science and Mathematics, 100(6), 327-341.