The Effect of Differentiated Instruction on Fifth-Grade Students’ Achievement and Retention in Heat and Temperature

Öz

The purpose of this study was to investigate the effect of the differentiated instruction approach on fifth-grade students’ academic achievement and retention of learning in the topic of heat and temperature. The study was conducted during the spring semester of the 2024–2025 academic year in a large city located in the central region of Türkiye. A quasi-experimental design was employed using quantitative research methods. The sample consisted of a total of 41 fifth-grade students selected through convenience sampling. In the experimental group, differentiated instruction activities based on tiered instruction and station methods were implemented in accordance with the instructional plan provided on the Education Informatics Network (EIN). In contrast, the control group received instruction based on the existing curriculum. The findings indicated that there was no statistically significant difference between the experimental and control groups in terms of academic achievement prior to the intervention. However, statistically significant differences in favor of the experimental group were found in both the post-test and retention test results following the intervention. In addition, no statistically significant differences were observed among the three levels formed within the experimental group as part of the tiered instruction. Overall, the results demonstrate that differentiated instruction is effective in enhancing students’ academic achievement and retention of learning. Accordingly, several recommendations are proposed, including the implementation of digital and artificial intelligence–based activities that support differentiated instruction, emphasizing the importance of differentiated instruction by incorporating it into the Maarif Model curriculum, and conducting further studies to integrate this approach into teacher education programs.

Anahtar Kelimeler

• Differentiated Instruction
• 5th Grade
• Heat and Temperature
• Academic Achievement
• Retention

Farklılaştırılmış Öğretim Yaklaşımının 5. Sınıf Öğrencilerinin Isı Sıcaklık Konusundaki Başarı ve Kalıcılığına Etkisi

Öz

Bu araştırmanın amacı, farklılaştırılmış öğretim yaklaşımının 5. sınıf öğrencilerinin “ısı ve sıcaklık” konusundaki akademik başarıları ile öğrenmenin kalıcılığı üzerindeki etkisini incelemektir. Araştırma, 2024–2025 eğitim-öğretim yılı bahar döneminde Türkiye’nin orta bölgesinde yer alan büyük bir ilde yürütülmüştür. Nicel araştırma yöntemlerinden yararlanılan çalışmada yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmanın örneklemini, kolay ulaşılabilir örnekleme yöntemiyle belirlenen 5. sınıf düzeyindeki toplam 41 öğrenci oluşturmaktadır. Deney grubunda, EBA’da yer alan plan doğrultusunda katlı öğretim ve istasyon yöntemlerine dayalı farklılaştırılmış öğretim etkinlikleri uygulanmıştır. Kontrol grubunda ise mevcut müfredat doğrultusunda öğretim süreci sürdürülmüştür. Araştırma bulgularına göre, uygulama öncesinde deney ve kontrol gruplarının akademik başarıları arasında anlamlı bir fark bulunmamaktadır. Uygulama sonrasında ise hem son test hem de kalıcılık testi sonuçlarında deney grubu lehine istatistiksel olarak anlamlı farklar elde edilmiştir. Ayrıca deney grubunda katlı öğretim kapsamında 3 farklı düzeye ayrılan gruplar arasında anlamlı bir fark gözlenmemiştir. Elde edilen sonuçlar, farklılaştırılmış öğretimin öğrenci başarısını ve öğrenmenin kalıcılığını artırmada etkili olduğunu göstermektedir. Bu doğrultuda, farklılaştırılmış öğretim yaklaşımını destekleyen dijital ve yapay zekâ tabanlı etkinlik uygulamalarının, farklılaştırılmış öğretimin Maarif Modeli öğretim programında yer alması ve öneminin vurgulanması ile bu yaklaşımın öğretmen yetiştirme süreçlerine entegre edilmesine yönelik çeşitli çalışmaların yürütülmesine yönelik çeşitli öneriler sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Farklılaştırılmış Öğretim
• 5.Sınıf
• Isı ve Sıcaklık
• Akademik Başarı
• Kalıcılık

Etik Beyan

Araştırma için gerekli izinler alınmış ve başlık sayfasına gerekli bilgiler ve dosyalar bölümüne de etik izin belgeleri eklenmiştir.

Kaynakça

1. Abaza, C. (2023). Farklılaştırılmış öğretim uygulamasının 7. sınıf öğrencilerinin matematik öğrenme yaklaşımları ve akademik başarılarına etkisi [Yüksek lisans tezi, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
2. Akıllı, M., Keskin, H. K., & Ay, Ş. (2017). Farklılaştırılmış fen deneylerini değerlendirme sürecinin öğrencilerin fene karşı tutum ve motivasyonları üzerindeki etkisi. *Kafkas Üniversitesi, e – Kafkas Eğitim Araştırmaları Dergisi, 4*(1), 51-56.
3. Alwan, A. A. (2011). Misconception of heat and temperature among physics students. *Procedia Social and Behavioral Sciences, 12*, 600–614.
4. Anderson, K. (2007). Differentiating instruction to include all students. *Preventing School Failure, 51*(3), 49-54. https://www.researchgate.net/publication/285702453_Differentiating_instruction_to_include_all_students
5. Arslanhan, Ş., & Sözer, M. A., (2020). Farklılaştırılmış öğretim yaklaşımının öğrencilerin akademik başarılarına etkisi: Bir meta-analiz çalışması. *Journal of International Social Research, 13*(69), 856-867. https://doi.org/10.17719/jisr.2020.4005
6. Avcı, S., & Yüksel, A. (2018). *Farklılaştırılmış öğretim: Teori ve uygulama.* Nobel Akademik Yayıncılık.
7. Avcı, Ö., Çelik, H., & Bayram, K. (2022). Farklılaştırılmış öğretim uygulamalarının ortaokul öğrencilerin elektrik ünitesindeki başarısı ve girişimcilik becerisi üzerinde etkisi. *Fen, Matematik, Girişimcilik ve Teknoloji Eğitimi Dergisi, 5*(3), 278-297.
8. Batdı, V. (2023). Yapılandırmacı yaklaşım uygulamalarının karma-meta yöntemiyle incelenmesi. *Eğitim ve Bilim, 48*(213), 85-112. https://doi.org/10.15390/EB.2023.11774

9. Bosker, R. J. (2005). *De Grenzen van Gedifferentiëerd Onderwijs.* Rijksuniversiteit Groningen.
10. Brooks, J. G., & Brooks, M. G. (1993). *In search of understanding: The case for constructivist classroom*. Association for Supervision and Curriculum Development.
11. Brysbaert M. (2019). How many participants do we have to ınclude in properly powered experiments? A tutorial of power analysis with reference tables. J Cogn. Jul 19;2(1):16. https://doi.org/10.5334/joc.72
12. Candan Tosun, Ö. (2022). Isı ve sıcaklık” konusunun eğitsel oyunlarla öğretilmesinin 5.sınıf öğrencilerinin akademik başarısına etkisi: Bir karma yöntem araştırması [Yüksek lisans tezi, Necmettin Erbakan Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
13. Chua, N. A., Soon, G. Y., Ibrahim, M. Y., Noh, C. H. C., Mansor, N. R., Zaid, C. M., Rashid, R. A., & Shen, M. (2021). Virtual differentiated instruction and its implementatıon in mandarin teaching: A review. *Journal of Nusantara Studies, 6*(2) 231-249. http\:// https\://doi.org/10.24200/jonus.vol6iss2pp231-249
14. Corno, L. (2008). On teaching adaptively. *Journal of Educational Psychology, 43*(1), 161–173.
15. Coubergs, C., Struyven, K., Engels, N., Cools, W., & De Martelaer, K. (2013). *Binnenklas-differentiatie*. Leerkansen Voor Alle Leerlingen. Uitgeverij Acco.
16. Çalgıcı, G., & Duru, M. K. (2023). Farklılaştırılmış öğretimin kütle ve ağırlık kavram yanılgılarının giderilmesine ve akademik başarıya etkisi. *Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 57*, 201-225. https://doi.org/10.15285/maruaebd.1117542
17. Çitil, M., Özkubat, U., & Akçayır, İ. (Ed.). (2024). *Ortaöğretim kademesinde kaynaştırma/bütünleştirme yoluyla eğitim uygulamaları farklılaştırılmış öğretim ve müdahale stratejileri öğretmen rehber kitabı*. Millî Eğitim Bakanlığı Ortaöğretim Genel Müdürlüğü ve Özel Eğitim ve Rehberlik Hizmetleri Genel Müdürlüğü. ISBN: 978-975-11-7684-4
18. Çulhaoğlu, Ö., Örnek, M. M., & Yalnız Dilcen, H. (2023). Öğretmenlerin farklılaştırılmış öğretim uygulamasına yönelik tutumlar ölçeği: Türkçe geçerlik ve güvenirlik çalışması. *Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 57*, 1763-1779.
19. Dağ, M., & Kutlu Abu, N. (2022). Pandemi döneminde farklılaştırmanın özel yetenekli olan ve olmayan öğrencilerin fen başarısı ve özyeterliliğine etkisi. *Gazi Eğitim Bilimleri Dergisi, 9*(3), 352373.
20. De Berg, K. C. (2008). The concepts of heat and temperature: The problem of determining the content for the construction of an historica case study which is sensitiveto nature of science issues and teaching learning issues. *Science and Education, 17*, 75–114.
21. Demir, S. (2016). Katlı öğretim yönteminin öğrencilerin akademik başarı puanları, öğrenme yaklaşımları ve öğrenmenin kalıcılığı üzerindeki etkisi. *Kastamonu Eğitim Dergisi, 24*(4), 1589-1602.
22. Demir, S., & Gürol, M. (2017). Farklılaştırılmış öğretim yöntemlerinin öğrencilerin akademik başarı puanlarına, öğrenme yaklaşımlarına ve öğrenmenin kalıcılığına etkisi. *International Periodical for the Languages, Literature and History of Turkish or Turkic, 12*(14), 121-136. https://doi.org/10.7827/TurkishStudies.11706
23. Eğitim Bilişim Ağı (EBA). https://giris.eba.gov.tr/EBA_GIRIS/giris.jsp (Erşim Tarihi: 13.05.2025).
24. Eller, A. L., Polka, W. S. & Mete, R. E. (2019). Small-town and rural ıdaho elementaryteachers’ desired versus current use of differentiated instructional practices. *Educational Research: Theory and Practice, 30*(2), 61-74.
25. Fraenkel, J. R., Wallen, N. E., & Hyun, H. H. (2019). *How to design and evaluate research in education* (10th ed.). McGraw-Hill.
26. Gardner, H. (1999). *Intelligence reframed: Multiple intelligences for the 21st century*. Basic Books.
27. Gaitas, S., & Martins, M. A. (2017). Teacher perceived difficulty in implementing differentiated instructionalstrategies in primary school. *International Journal of Inclusive Education, 21*(5), 544–556. https\://doi.org//10.1080/13603116.2016.1223180
28. Gilbert, J. K. (2004). Models and modelling: routes to more authentic science education. *International Journal of Science and Mathematics Education 2*, 115–130.
29. Ginja, T. G., & Chen, X. (2020). Teacher educators' perspectives and experiences towards differentiated instruction. *International Journal of Instruction, 13*(4), 781-798. https://doi.org/10.29333/iji.2020.13448a
30. Green, S. B., & Salkind, N. J. (2014). *Using SPSS for windows and macintosh: Analyzing and understanding data*. Pearson.
31. Gregory, G. H., & Chapman, C. (2020). *Farklılaştırılmış öğretim stratejileri: Tek beden herkese uymaz*. (S. Zoraloğlu, Çev.; M.A. Sözer, Çev. Ed.). Pegem Akademi. (Orijinal yayın tarihi, 2007).
32. Karadağ Yılmaz, R. (2021). Bireysel farklılıklar ve farklılaştırılmış öğretim. Z. N. Baysal, E. Sarıcan & N. Şener (Eds.). *İlkokul Üzerine Güncel Konular-I* (ss. 169-204). Pegem Akademi.
33. Kaplan, M. (2016). Farklılaştırılmış öğretim yöntemi ile işlenen fen bilimleri dersi 7.sınıf kuvvet ve hareket ünitesinin öğrencilerin kavramsal anlamalarına, bilimsel süreç becerilerine ve akademik başarılarına etkisi [Yüksek lisans tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
34. Kavut B. (2024). Farklılaştırılmış öğretim. *Journal of Turkic Civilization Studies, 5*(1), 62-79.
35. Koç T., & Şensoy, Ö. (2025). Fen bilimleri öğretmenlerinin farklılaştırılmış öğretim yaklaşımına yönelik yetkinlik ve uygulama düzeylerine ilişkin algılarının incelenmesi. *Gazi Eğitim Bilimleri Dergisi, 11*(1), 120-147. https\://doi.org/10.30855/gjes.2025.11.01.005.
36. Kolb, D. A. (1984). *Experiential learning: Experience as the source of learning and development*. Prentice Hall.
37. Kuzgun, Y., & Deryakulu, D. (2014). *Eğitimde bireysel farklılıklar*. Nobel Yayın.
38. Millî Eğitim Bakanlığı. (2024). *Yüzyıl Türkiye Eğitim Modeli: Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar)* [Müfredat dokümanı]. Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
39. Nayman, H., & Altun, S. (2022). Differentiated instruction: A study on teachers’ experiencesand opinions, International Online *Journal of Educational Sciences, 14*(2), 374-386. https://doi.org/10.15345/iojes.2022.02.007
40. Nungester, R. J., & Duchastel, P. C. (1982). Testing versus review: Effects on retention. *Journal of Educational Psychology, 74*(1), 18-22.
41. Özdemir, E., & Yurtseven, N. (2023). UbD temelli farklılaştırılmış fen öğretiminin öğrencilerin motivasyonlarına, bilimsel süreç becerilerine ve akademik başarılarına etkisi. *Ulusal Eğitim Akademisi Dergisi (UEAD), 7*(1), 1-16.
42. Prast, E. J., Van de Weijer-Bergsma, E., Kroesbergen, E. H., &. van Luit. J.E. (2018). Differentiated instruction in primary mathematics: Effects of teacher professional development on student achievement. *Learning and Instruction 54*, 22–34.
43. Polat, N., Erdemir, N., & Bakırcı, H. (2017). Fen bilimleri öğretmenlerinin fizik konularında bilgi teknolojilerini kullanma durumlarının araştırılması. *Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 30*(2), 465-493.
44. Richards, M.R.E., & Omdal, S. N. (2007). Effects of tiered ınstruction on academic performance in a secondary science course. *Journal of Advanced Academics, 18*(3), 424-456.
45. Santangelo, T., & Tomlinson, C. A. (2012). Teacher educators' perceptions and use of differentiated instruction practices: An exploratory investigation. *Action in Teacher Education, 34*(4), 309-327.
46. Schönborn, K., Haglund, J., & Xie, C. (2014). Pupils’ early explorations of thermoimaging to interpret heat and temperature. *Journal of Baltic Science Education, 13*(1), 118-132.
47. Shapiro, S. S., & Wilk, M. B. (1965). An analysis of variance test for normality (complete samples). *Biometrica, 52*(3/4), 591-611.
48. Smets, W., & Struyven, K. (2020) A teachers’ professional development programme to implement differentiatedinstruction in secondary education: How far do teachers reach? *Cogent Education, 7*(1), 1-17. https://doi.org/10.1080/2331186X.2020.1742273
49. Smets, W., & Struyven, K. (2018). Realist review of literature on catering for different instructional needs with preteaching and extended instruction. *Education Sciences, 8*(113), 1-18.
50. Springer, R., Pugalee, D., & Algozzine, B. (2007). Improving Mathematics Skills of High School Students. *The Clearing House, 81*(1), 37-43.
51. Stager, A. (2007). *Differentiated instruction in mathematics* [Unpublished Master Thesis]. Caldwell College.
52. Sousa, D. A. (2017). *How the brain learns: A classroom teacher’s guide* (5th ed.). Corwin Press.
53. Sousa, D. A., & Tomlinson, C. A. (2018). *Differentiation and the brain: How neuroscience supports the learner-friendly classroom* (2nd ed.). Solution Tree Press.
54. Subban, P. (2006). Differentiated instruction: A research basis. *İnternational Education Journal, 7*(7), 935–947.
55. Sun, Y., & Xiao, L. (2024). Research trends and hotspots of differentiated instruction over the past two decades (2000-2020): a bibliometric analysis. *Educational Studies, 50*(2), 186–202. https://doi.org/10.1080/03055698.2021.1937945
56. Taş, H., & Minaz, M. B. (2024). The effects of learning style-based differentiated ınstructional activities on academic achievement and learning retention in the social studies course. *SAGE Open*, 1–14.
57. Taşlıdere, E., Korur, F., & Eryılmaz, A. (2012). *Kavram yanılgılarının üç-aşamalı sorularla farklı bir şekilde değerlendirilmesi* [Sözlü bildiri]. X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, Niğde, Türkiye.
58. Tomlinson, C. A. (2001). How to differentiate instruction in mixed-ability classrooms. ASCD.
59. Tomlinson, C. A., & Strickland, C. A. (2005). *Differentiation in practice: A resource guide for differentiating curriculum, grades 9–12*. ASCD.
60. Tomlinson, C. A. (2014). Instructional strategies that support differentiation. In C. A. Tomlinson (Ed.), *The differentiated classroom: Responding to the needs of all learners* (pp. 102-121). ASCD.
61. Tomlinson, C. A., Brimijoin, K., & Narvaez, L. (2008). *The differentiated school: Making revolutionary changes in teaching and learning*. ASCD.
62. Tüfekçi, Z., & Hançer, A.H. (2019). Fen bilimleri eğitiminde farklılaştırılmış öğretim tasarımının öğrenme ürünlerine etkisi: Vücudumuzu tanıyalım ünitesi. *International Social Mentality and Researcher Thinkers Journal, 5*(22): 1189-1199.
63. Wan, S. W.-Y. (2016). Diferentiated instruction: are Hong Kong in-service teachers ready? *Teachers and Teaching: Theory and Practice*, https://doi.org/10.1080/13540602.2016.1204289
64. Wolfe, P. (2010). *Brain matters: Translating research into classroom practice* (2nd ed.). ASCD.
65. Vygotsky, L. S. (1978). *Mind in society: The development of higher psychological processes*. Harvard University Press.
66. Yaprakgül, B. (2019). Fizik dersinde uygulanan farklılaştırılmış öğretim yönteminin öğrencilerin akademik başarılarına ve sınıf yönetimine etkisi [Yüksek lisans tezi, Atatürk Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
67. Yavuz, A. C. (2020). The effects of differentiated instruction on Turkish students' L2 achievement, and student and teacher perceptions. *Eurasıan Journal of Applıed Lınguıstıc,* 6(2), I313-335. https://doi.org/10.32601/ejal.776002
68. Yavuz, S., & Akça, E. (2020). Ortaokul ö˘grencilerinin fen bilimleri dersindeki kimya kavramlarına yönelik metaforik algılarının incelenmesi. *Ihlara E˘gitim Ara¸stırmaları Dergisi 5,* 85–115.