Analysis of Postgraduate Theses Focused on Computer-Assisted Instruction in Physics Education in Turkey

Yıl 2024, Cilt: 12 Sayı: 2, 106 - 128, 30.12.2024

Gülden Çetinkaya , Beril Yılmaz Senem

https://doi.org/10.58638/kebd.1530433

Öz

The purpose of this study is to analyze graduate theses in the field of physics education in Turkey that implemented Computer-Aided Instruction (CAI) with regard to their general characteristics, methodological and sample features, general and methodological aspects of CAI applications, and the effects of CAI on the examined variables and related outcomes. Adopting a qualitative research approach, this study conducted a document analysis aimed at its objectives. The research examined a total of 53 graduate theses, including 43 master's and 10 doctoral theses, identified by the keywords "computer-aided instruction" and "physics" and fully accessible in the YÖK National Thesis Center until 2022. This descriptive study utilized content analysis through a "Thesis Review Form" developed by the researchers to analyze the theses. The data obtained were analyzed using Excel, and findings were presented through tables and graphs containing frequency and percentage rates. According to the findings, in terms of general characteristics, the number of master's theses was higher than that of doctoral theses, with more than half of the theses (58.5%) being published in academic journals. Regarding methodological and sample characteristics, semi-experimental design (81.1%) was predominantly used compared to other designs, and many researchers preferred the convenience sampling method (54.7%), with implementations most frequently conducted in state schools (90.6%) with 9th-grade students (23.6%). In physics teaching, applications were most often made on mechanics topics, while subjects like atomic structure, quantum physics, and radioactivity were covered in only one study each. Animations (36%) and simulations (30%) were the most preferred CAI tools, with Adobe Flash, Phet, and Vitamin being the most frequently mentioned computer applications in the theses. The implementations were mostly conducted by the researchers themselves (73.5%), while 20.8% of the implementations were carried out solely by the course teacher. The study identified that CAI applications were primarily addressed as a 'method' (56%) in graduate theses. While a significant proportion of these studies (90.3%) involved each student having access to a computer and interacting with it, only 61.3% of the applications allowed students to progress at their own pace. Furthermore, in 41.9% of the applications, control was entirely in the hands of the students, and merely 6 out of 31 applications were accessible outside of class time. The effects of CAI on academic achievement (83%), attitude (41.5%), retention (17%), and motivation (11.3%) were examined, with findings indicating that CAI positively impacts academic achievement, retention, and motivation. The results of this research are expected to assist researchers in selecting new research topics, determining methods, and designing CAI applications in the field of physics education.

Anahtar Kelimeler

Computer Assisted Instruction, Physics Education, Content Analysis

Türkiye’de Fizik Eğitimi Alanında Bilgisayar Destekli Öğretim Odaklı Lisansüstü Tez Çalışmalarının Analizi

Öz

Bu araştırmanın amacı, Türkiye’de fizik eğitimi alanında Bilgisayar Destekli Öğretim ile uygulama yapılmış lisansüstü tezleri genel özelliklerine, yöntem ve örneklem özelliklerine, Bilgisayar Destekli Öğretim uygulamalarının genel ve yöntemsel özelliklerine, çalışmada etkisi incelenen değişken ve ilgili sonuçlarına göre analiz etmektir. Nitel araştırma yaklaşımı benimsenen bu çalışmada, araştırmanın amacına yönelik doküman analizi yapılmıştır. Araştırmada, Türkiye’de 2022 yılına kadar “bilgisayar destekli öğretim” ve “fizik” konulu anahtar kelimeleriyle tanımlanmış ve YÖK Ulusal Tez Merkez’inde tam erişimi sağlanan 43 yüksek lisans ve 10 doktora tezi olmak üzere toplam 53 lisansüstü tez incelenmiştir. Betimsel bir çalışma olan bu araştırmada tezlerin analizinde araştırmacılar tarafından geliştirilen "Tez İnceleme Formu" kullanılarak içerik analizi yapılmıştır. Elde edilen verilerin analizinde Excel programı kullanılmış ve bulgular, frekans ve yüzde oranlarını içeren tablo ve grafikler aracılığıyla sunulmuştur. Araştırmada lisansüstü tezlerin genel özellikleri bakımından yüksek lisans tezlerinin, doktora tezine göre daha çok olduğu, tezlerin yarısından fazlasının (%58,5) makaleye dönüştürüldüğü belirlenmiştir. Yöntem ve örneklem özellikleri açısından ise tezlerde, yarı deneysel desenin (%81,1) diğer desenlere göre daha çok kullanıldığı, örneklem seçiminde araştırmacıların çoğunlukla kolay ulaşılabilir yöntemi (%54,7) tercih ettikleri, en sık devlet okullarında (%90,6) 9. sınıf öğrencileri (%23,6) ile uygulama yapıldığı belirlenmiştir. Fizik öğretiminde en sık mekanik konularında uygulamalar yapılırken atomun yapısı, kuantum fiziği radyoaktivite gibi konular sadece birer çalışmada yer almıştır. Animasyon (%36) ve simülasyon (%30) en sık tercih edilen BDÖ araçları iken tezlerde Adobe Flash, Phet ve Vitamin en sık yer verilen bilgisayar uygulamaları olmuştur. Dersteki uygulamaları çoğunlukla araştırmacı kendisi (%73,5) yaparken uygulamaların %20,8’i dersin öğretmeni tarafından tek başına yürütülmüştür. Araştırmada, lisansüstü tezlerde Bilgisayar Destekli Öğretim uygulamalarının çoğunlukla ‘yöntem’ (%56) olarak ele alındığı belirlenmiştir. Bu çalışmaların büyük çoğunluğunda (28/31) her öğrenci için bir bilgisayar var olsa ve öğrencinin bilgisayar ile etkileşimi sağlansa da uygulamaların yüzde (19/31)’ında öğrenciler süreç içerisinde kendi hızlarında ilerleyebilmekte, yüzde (13/31)’inde kontrol tamamen öğrencide ve yüzde (6/31)’inde ders dışı bir zamanda uygulamaya erişebilmektedir. Lisansüstü tezlerde Bilgisayar Destekli Öğretim uygulamalarının akademik başarı (%83), tutum (%41,5), kalıcılık (%17) ve motivasyona (%11,3) etkisi incelenmiş, akademik başarıyı artırdığına, kalıcılığa ve motivasyona olumlu etkileri olduğuna yönelik bulgulara ulaşılmıştır. Araştırma sonuçlarının fizik eğitimi alanında Bilgisayar Destekli Öğretim ile ilgili yeni araştırma konusu seçiminde, BDÖ uygulamalarında yöntem belirlemede ve tasarlamada araştırmacılara yardımcı olacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Bilgisayar destekli öğretim, fizik eğitimi, içerik analizi

Kaynakça

• AbuSeileek, A. F. (2012). The effect of computer-assisted cooperative learning methods and group size on the EFL learners’ achievement in communication skills. Computers & Education, 58(1), 231–239.
• Akçay, H., Tüysüz, C., Feyzioğlu, B. ve Oğuz, B. (2008). Bilgisayar tabanlı ve bilgisayar destekli kimya öğretiminin öğrenci tutum ve başarısına etkisi. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4(2), 169-181.
• Akdeniz, A. R., Karamustafaoğlu, O., ve Keser, Ö. F. (2000). Fizik eğitim-öğretiminde güncel araştırma alanları. IV. Ulusal Fen Bilimleri Eğitimi Kongresi, 6-8.
• Alkan, C. (1998). Eğitim Teknolojisi. Ankara: Anı Yayıncılık.
• Andrews, R., Freeman, A., Hou, D., McGuinn, N., Robinson, A., & Zhu, J. (2007). The effectiveness of information and communication technology on the learning of written English for 5- to 16-year-olds. British Journal of Educational Technology, 38. http://dx.doi.org/10.1111/j.1467-8535.2006.00628.x
• Angell, C., Guttersrud, Ø., Henriksen, E. K. & Isnes, A. (2004). Physics: Frightful, but fun, pupils’ and teachers’ views of physics and physics teaching. Science Education, 88, 683-706.
• Archer, K., Savage, R., Sanghera-Sidhu, S., Wood, E. Gottardo, A., & Chen, V. (2014). Examining the effectiveness of technology use in classrooms: A tertiary meta-analysis. Computers & Education, 78, 140-149.
• Arvind, V. R., & Heard, J. W. (2010). Physics by simulation: Teaching circular motion using applets. Latin American Journal of Physics Education, 4(1), 35-39.
• Ayvacı, H. Ş. ve Bebek, G. (2018). Fizik öğretimi sürecinde yaşanan sorunların değerlendirilmesine yönelik bir çalışma. Kastamonu Eğitim Dergisi, 26(1), 125-134.
• Azar, A., & Sengüleç, O. A. (2011). Computer-assisted and laboratory-assisted teaching methods in physics teaching: The effect on student physics achievement and attitude towards physics. Eurasian Journal of Physics and Chemistry Education, Jan (Special Issue), 43-50.
• Bakaç, M., Taşoğlu, A. K., & Akbay, T. (2011). The effect of computer assisted instruction with simulation in science and physics activities on the success of student: Electric current. International Journal of Physics and Chemistry Education, (3), 34-42.
• Baki, A. (2000). Bilgisayar donanımlı ortamda matematik öğrenme. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 19(19), 186-193.
• Baki, A. (2001). Bilişim teknolojisi ışığı altında matematik eğitiminin değerlendirilmesi. Milli Eğitim Dergisi, 149(1), 26-31.
• Bayraktar, Ş. (2001). A meta-analysis of the effectiveness of computer-assisted instruction in science education. Journal of Research on Technology in Education, 34(2), 173-188.
• Bitzer, D. L. (1973). Computer assisted education. Theory Into Practice, 12(3), 173-178.
• Bonsu, N. O., Bervell, B., Kpodo, E., Arkorful, V., & Edumadze, J. K. (2020). Computer assisted instruction in the teaching and learning of history: A systematic review in Africa. International Journal of Innovation, Creativity and Change, 14(9), 584-605.
• Bozkurt, E. ve Sarıkoç, A. (2008). Fizik eğitiminde sanal laboratuvar, geleneksel laboratuvarın yerini tutabilir mi? Selçuk Üniversitesi Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 25, 89-100.
• Buabeng, I., & Bosscher, A. V. (2023). Effects of computer-aided instruction (CAI) on junior high school students’ achievement and retention. International Journal of Innovation, Creativity and Change, 17(2), 538-552.
• Bulman, G., & Fairlie, R. W. (2016). Technology and education: Computers, software, and the internet. In E. A.
• Hanushek, S. Machin, & L. Woessmann (Eds.), Handbook of the Economics of Education (pp. 239-280). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63459-7.00005-1
• Camnalbur, M. ve Erdoğan, Y. (2008). Bilgisayar destekli öğretimin etkililiği üzerine bir meta analiz çalışması: Türkiye örneği. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 8(2), 497-505.
• Chambers, J. A., & Sprecher, J. W. (1980). Computer assisted instruction: Current trends and critical issues. Communications of the ACM, 23(6), 332–342.
• Chang, C. Y., & Tsai, C. C. (2005). The interplay between different forms of CAI and students' preferences of learning environment in the secondary science class. Science Education, 89(5), 707–724.
• Cohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2007). Research methods in education (6th Ed.). New York: Routledge.
• Çakmak, H. M. (2016). 2002-2015 yılları arasında yayımlanan fizik eğitimi makalelerinin incelenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 13(34), 328-337.
• Çalışkan H. ve Şimşek, A. (2000). Bilgisayar destekli öğretimin tasarımlanmasında öğrenme bağlamı. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(8), 14-20.
• Çeliköz, N. (1995). Bilgisayar destekli öğretimin gerçekleşme biçimleri. Kuram ve Uygulamada Eğitim Yönetimi, 4(4), 573-580.
• Çolak-Yazıcı, S. (2022). Kimya konularında bilgisayar destekli öğretim yönteminin kullanımı ile ilgili tezlerin betimsel içerik analizi yöntemi ile incelenmesi. Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 22(4), 1379-1396.
• Demir, A. (2023). Tezden makale üretmek: Ama nasıl? Eskiyeni, 48, 1-6 Demirel, Ö., Seferoğlu, S.S., Yağcı, E. (2002). Öğretim teknolojileri ve materyal geliştirme. Ankara: Pegem A Yayıncılık.
• Dinçer, S. (2014). Türkiye’de yapılan bilgisayar destekli öğretimin öğrenci başarısına etkisi ve diğer ülkelerle karşılaştırılması: Bir meta-analiz çalışması. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 12(1), 99-118.
• Ekici, E. (2016). " Why do I slog through the physics?" Understanding high school students' difficulties in learning physics. Journal of Education and Practice, 7(7), 95-107. Esquembre, F. (2002). Computers in physics education. Computer Physics Communications, 147(1-2), 13-18.
• Hırça, N. (2008). 5E modeline göre “iş, güç ve enerji” ünitesiyle ilgili geliştirilen materyallerin kavramsal değişime etkisinin incelenmesi. (Yayımlanmamış Doktora Tezi). Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Gönen, S., ve Kocakaya, S. (2005). Lise-1 öğrencilerinin farklı iki öğretim yöntemine göre fizik başarı ve bilgisayar tutumlarının karşılaştırılması. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 17(17), 11-19.
• Jenks, M. S. & Springer, J. M. (2002). A view of the research on the efficacy of CAI. Electronic Journal for The Integration of Technology in Education, 1(2), 43-58.
• Kaltakçı Gürel, D., Sak, M., Ünal, Z. Ş., Özbek, V., Candaş, Z. ve Şen, S. (2017a). 1995-2015 yılları arasında Türkiye’de fizik eğitimine yönelik yayınlanan makalelerin içerik analizi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 42, 143-167.
• Kaltakçı-Gürel, D., Ölmeztürk, A., Durmaz, B., Abul, E., Özün, H., Irak, M., Subaşı, Ö. ve Baydar, Z. (2017b). 1990-2016 yılları arasında Türkiye’de fizik eğitimi alanında yapılmış lisansüstü tezlerin içerik analizi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 37(3), 1141-1172.
• Kanlı, U., Gülçiçek, Ç., Göksu, V., Önder, N., Oktay, Ö. Eraslan, F. , Eryılmaz, A., ve Güneş, B. (2014). Ulusal fen bilimleri ve matematik eğitimi kongrelerindeki fizik eğitimi çalışmalarının içerik analizi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 34(2), 127-153.
• Kara, I. & Kahraman, O. (2008). The effect of computer assisted instruction on the achievement of students on the instruction of physics topic of 7th grade science course at a primary school. Journal of Applied Sciences, 8, 1067-1072.
• Kulik, J. A. (2003). Effects of using instructional technology in elementary and secondary schools: What controlled evaluation studies say. SRI Project No. P10446.001. Arlington, VA: SRI International.
• Kulik, J. A., Kulik, C.-L. C. & Bangert-Drowns, R. L. (1985). Effectiveness of computer-based education in elementary schools. Computers in Human Behavior, 1(1), 59–74.
• Kulik, J. A., & Kulik, C.-L. C. (1987). Review of recent research literature on computer-based instruction. Contemporary Educational Psychology, 12(3), 222–230.
• Liao, Y. C. (2007). Effects of computer-assisted instruction on students’ achievement in Taiwan: A meta-analysis. Computers & Education, 48(2), 216-233.
• McIntyre, L. L., Gresham, F. M., DiGennaro, F. D., & Reed, D. D. (2007). Treatment integrity of school-based interventions with children in the journal of applied behavioral analysis 1991-2005. Journal of Applied Behavior Analysis, 40(4), 659-672. http://doi.org/10.1901/jaba.2007.659–672
• Meltzer, D. E., & Manivannan, K. (2002). Transforming the lecture-hall environment: The fully interactive physics lecture. American Journal of Physics, 70(6), 639-654.
• Miles, M. B. & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis: an expanded sourcebook. Thousand Oaks, CA: Sage.
• Neuman, L. W. (2014). Social Research Methods: Qualitative and Quantitative Approaches (Seventh Ed.). Pearson Education Limited.
• Owen, S., Dickson, D., Stanisstreet, M. & Boyes, E. (2008). Teaching physics: Students’ attitudes towards different learning activities, Research in Science and Technological Education, 26(2), 113-128.
• Osokoya, M. M. (2013). Teaching methodology in basic science and technology classes in South-West Nigeria. Asian Journal of Education, 1(4), 206-214.
• Önder, N., Oktay, Ö., Eraslan, F., Gülçiçek, Ç., Göksu, V., Kanlı, U., Eryılmaz, A. & Güneş, B. (2013). Content analysis of physics education studies published in Turkish science education journal from 2004 to 2011. Journal of Turkish Science Education, 10(4), 151-163.
• Redish, E. F. (2014). Oersted Lecture 2013: How should we think about how our students think. American Journal of Physics, 82(6), 537-551.
• Root, J. R., Stevenson, B., & Davis, L. L. (2017). Computer-Assisted Instruction to Teach Academic Skills. Encyclopedia of Autism Spectrum Disorders, 1–6. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6435-8_102212-1
• Rosali, L. J. D. (2020). Effect of computer-assisted instruction (CAI) on the academic achievement in secondary physics. Open Access Library Journal, https://doi.org/10.4236/oalib.1106319
• Rutten, N., Van Joolingen, W. R. & Van Der Veen, J. T. (2012). The learning effects of computer simulations in science education. Computers & Education, 58(1), 136-153.
• Sağlam-Arslan, A. ve Paliç, G. (2012). 1990-2011 yılları arasında Türkiye’de fizik eğitimi alanında yapılan çalışmalar. Bayburt Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 7(1), 115-128.
• Saka, A. Z. ve Yılmaz, M. (2005). Bilgisayar destekli fizik öğretiminde çalışma yapraklarına dayalı materyal geliştirme ve uygulama. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 4(3), 120-131.
• Salisbury, A. B. (1971). An overview of CAI. Educational Technology, 11(10), 48-50.
• Soslu, Ö. (2013). Türkiye’de fizik eğitimi araştırmalarında genel eğilimler. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 10(1), 201-226.
• Şenkal, O. ve Dinçer, S. (2016). Türkiye’de fizik eğitimi-öğretimi ile ilgili yapılan çalışmaların eğilimi. Ç.Ü. Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 25(2), 57-70.
• Tabuk, M., Aydogdu, A.A., Kalyoncu, A., Erten, D.I., Arslan, K., Kara, N. ve Arslan, T. (2018). Türkiye’deki bilgisayar destekli matematik öğretimi araştırmaları: Yüksek lisans ve doktora tezlerinin içerik analizi. Akdeniz Eğitim Araştırmaları Dergisi, 12(25), 16-38.
• Tambade, P. S., & Wagh, B. G. (2011). Assessing the effectiveness of computer assisted instructions in physics at undergraduate level. International Journal of Physics and Chemistry Education, 3(2), 127-136.
• Thomas, G. P. (2001). Toward effective computer use in high school science education: where to from here? Education and Information Technologies, 6(1), 29–30.
• Ugwuanyi, C. S., & Okeke, C. I. O. (2020). Enhancing university students’ achievement in physics using computer-assisted instruction. International Journal of Higher Education 9(5), 115–124. https://doi.org/10.5430/ijhe.v9n5p115
• Uşun, S. (2013). Bilgisayar destekli öğretimin temelleri. Nobel Yayınları. Uzal, G., Erdem, A. ve Ersoy, Y. (2009). Bilgisayar destekli fen bilgisi/fizik eğitimi: Öğretmenlerin genel eğilimleri ve gereksinimleri. Milli Eğitim.
• Ünsal, Y., Kızılcık, H. Ş., ve Yarımkaya, D. (2018). Fizik eğitimi kongrelerinde sunulan bildirilerin analizi: Türkiye örneği. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 6(2), 173-196.
• Yalın, H. İ. (1997). Bilgisayar destekli öğretim stratejileri. Eğitim ve Bilim, 21(103), 18-24.
• Yeşilyurt, M., Doğan, M. & Acar, S. (2019). The meta-analysis of the effect of computer aided instruction on student attitudes in science and mathematics. Journal of Primary Education, 1(2), 57-69.
• Yıldırım, A., ve Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayınları.
• Yılmaz, Z. A. (2019). 2000-2017 yılları arasında Türkiye’de fizik eğitimi ile ilgili yapılan tezlerin içerik analizi. Sosyal Bilimler Dergisi, 9(17), 56-67.
• Yiğit, N., ve Akdeniz, A. R. (2003). Fizik öğretiminde bilgisayar destekli etkinliklerin öğrenci kazanımları üzerine etkisi elektrik devreleri örneği. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23(3).