INVESTIGATION OF THE PROSPECTIVE SCIENCE TEACHERS’ ANALOGICAL REASONING ON THE OPTICS SUBJECTS

Abstract

In this research, which was carried out taking into account these situations, was aimed to investigate the prospective science teachers’ analogical reasoning in the optics subjects. In this research, a case study research method from qualitative research approaches was used to examine in detail the prospective science teachers’ analogical reasoning in the optics subjects. The sample of the research was consisted of 38 prospective science teachers who took the Course of Science Teaching Laboratory Applications II. In the research, the prospective science teachers prepared 38 worksheets. 32 worksheets on optics subjects were used as a data collection tool. The data obtained from the research were analyzed in the method of descriptive analysis. In worksheets that analogical reasoning on the optics subjects could not be formed, the prospective science teachers did not direct the most resources to the target, the source and the target were the same, and there were no resources. In addition, the most questions/discussions and the least direct instruction types were preferred in the findings obtained from the analogical reasoning type in the worksheets. In future studies, after corrections are made in line with the analogical reasoning worksheets prepared by the prospective science teachers, it is recommended to apply the worksheets by finalizing them both in terms of providing pedagogical field knowledge to the prospective teachers and contributing to the relevant field.

Keywords

• Analogical Reasoning
• Optics
• Science Education
• Worksheet

FEN BİLGİSİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ OPTİK KONULARINDA ANALOJİK AKIL YÜRÜTMELERİNİN İNCELENMESİ

Öz

Bu araştırmada, fen bilgisi öğretmen adaylarının optik konularındaki analojik akıl yürütmelerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu araştırmada fen bilgisi öğretmen adaylarının optik konusundaki analojik akıl yürütme durumlarını detaylı bir şekilde incelemek için nitel araştırma yaklaşımlarından durum araştırması yöntemi kullanılmıştır. Araştırmanın örneklemi Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları II dersini alan 38 fen bilgisi öğretmen adayından oluşmaktadır. Araştırmada fen bilgisi öğretmen adayları 38 tane etkinlik hazırlamışlardır. Optik konusunda hazırladıkları 32 tane analojik akıl yürütme etkinlikleri kullanılmıştır. Araştırmadan elde edilen veriler betimsel analiz yöntemi analiz edilmiştir. Fen bilgisi öğretmen adaylarının optik konularında analojik akıl yürütmelerin oluşturulamadığı etkinliklerde en çok kaynağın hedefe yönlendirmemesi, kaynak ile hedefin aynı olması ve kaynak olmaması durumları ortaya çıkmıştır. Ayrıca etkinliklerde analojik akıl yürütme türünden elde edilen bulgularda en çok soru/tartışma ve en az düz anlatım türlerini tercih edilmiştir. İleride yapılacak çalışmalarda fen bilgisi öğretmen adaylarının hazırladıkları analojik akıl yürütme etkinliklerine dönütler doğrultusunda düzeltmeler yapılmasının ardından etkinliklere son hali verilerek uygulanması hem öğretmen adaylarına pedagojik alan bilgisi kazandırma hem de ilgili alanyazına katkılar sağlama açısından önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Analojik Akıl Yürütme
• Fen Eğitimi
• Etkinlik
• Optik

Kaynakça

1. Atav, E., Erdem, E., Yılmaz, A., & Gücüm, B. (2004). Enzimler konusunun anlamlı öğrenilmesinde analoji oluşturmanın etkisi, Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27, 21-29.
2. Aydın, S., & Öztekin, S. (2018). Üç aşamalı tanı testi ile fen lisesi öğrencilerinin geometrik optik konusundaki zihinsel modellerinin belirlenmesi. Uluslararası Eğitim Bilim ve Teknoloji Dergisi, 4(3), 155-172.
3. Aykutlu, İ., & Şen, A. İ. (2011). Fizik öğretmen adaylarının analoji kullanımına ilişkin görüşleri ve elektrik akımı konusundaki analojileri. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 41(41), 48-59.
4. Ayvacı, H. Ş., & Bülbül, S. (2020). Ortaokul öğrencilerinin modelleme becerilerinin belirlenmesi. Cumhuriyet Uluslararası Eğitim Dergisi, 9(4), 1000-1028. https://doi.org/10.30703/cije.581752
5. Azizoğlu, N., & Salifoğlu, A. (2012, 4-7 Mayıs). Analoji tekniği ve öğretim sürecinde analojilerin kullanımına ilişkin öğretmen görüşleri. IV. Uluslararası Türkiye Eğitim Araştırmaları Kongresi, İstanbul.
6. Bayazit, İ. (2011). Öğretmen adaylarının matematik öğretiminde analoji kullanımları konusundaki görüş ve yeterlilikleri. Selçuk Üniversitesi Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 31, 139-158.
7. Bilaloğlu, G. R. (2006). Altı yaş çocuklarına bağışıklık sisteminin analoji tekniği ile öğretiminin başarı ve kalıcılığa etkisi (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Adana.
8. Cha, J., Byun, S., & Noh, T. (2004). The analysis of analogies in chemistry content of secondary school science textbooks based on the 7th national curriculum. Journal of The Korean Chemical Society, 48(6), 629-637.

9. Chai, C., Cen, F., Ruan, W., Yang, C., & Li, H. (2015). Behavioral analysis of analogical reasoning in design: Differences among designers with different expertise levels. Design Studies, 36, 3-30. https://doi.org/10.1016/j.destud.2014.07.001
10. Cheville, R., McGovern, A., & Bull, K. (2005). The light applications in science and engineering research collaborative undergraduate laboratory for teaching (LASER CULT)-relevant experiential learning in photonics. IEEE Trans. Education, 48(2), 254-263. https://doi.org/10.1109/TE.2004.842919
11. Chu, H., Treagust, D. F., & Chandrasegaran, A. L. (2009). A stratified study of students’ understanding of basic optics concepts in different contexts using two‐tier multiple‐choice items. Research in Science & Technological Education, 27(3), 253–265. https://doi.org/10.1080/02635140903162553
12. Clark, R. M., Wang, M., Splain, Z. A., & Chen, K. P. (2020). Teaching a standalone optics and lasers course using project-based learning. IEEE Transactions on Education, 1–8. https://doi.org/10.1109/te.2020.2976645
13. Daugherty, J., & Mentzer, N. (2008). Analogical reasoning in the engineering design process and technology education applications. Journal of Technology Education, 19(2), 7-21.
14. Demir, S., Önen, F., & Şahin, F. (2011) Fen bilgisi öğretmen adaylarının bakış açısıyla analojiler. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 5(2), 86-114.
15. Didiş, N. (2015). The analysis of analogy use in the teaching of introductory quantum theory. Chemistry Education Research and Practice, 16(2), 355-376. https://doi.org/10.1039/C5RP00011D
16. Duit, R. (1991). On the role of analogies and metaphors in learning science. Science Education, 75(6), 649–672.
17. Ekici, E., Ekici, F., & Aydın, F. (2007) Fen bilgisi derslerinde benzeşimlerin (analoji)kullanılabilirliğine ilişkin öğretmen adaylarının görüşleri ve örnekleri. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi (KEFAD), 8(1), 95-113.
18. Emrahoğlu, Y. & Bülbül, O. (2010). 9 Sınıf fizik dersi optik ünitesinin bilgisayar destekli öğretiminde kullanılan animasyonların ve simülasyonların akademik başarıya ve akılda kalıcılığa etkisinin incelenmesi. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 19(3), 409-422.
19. Gentner, D. & Smith, L. (2012). Analogical reasoning. Encyclopedia of Human Behavior, 1, 130-136.
20. Glynn, M. S. (1995). Conceptual bridges: Using analogies to explain scientific concepts. The Science Teacher, 62(9), 25-27.
21. Gödek, Y., Polat, D., & Kaya, V. H. (2018). Fen bilgisi öğretiminde kavram yanılgıları: Kavram yanılgılarının tespiti-giderilmesi ve uygulamalı örnekler (2. Baskı). Ankara: Pegem Akademi.
22. Haglund, J., Jeppsson, F., & Andersson, J. (2012). Young children's analogical reasoning in science domains. Science Education, 96(4), 725-756. https://doi.org/10.1002/sce.21009
23. Harman, G. (2016). 5. sınıf “Yaşamımızın Vazgeçilmezi: Elektrik” ünitesinde kullanılan analojinin öğrenci başarısı, tutum, zihinsel modelleme ve kavram yanılgıları üzerine etkisi (Yayınlanmamış Doktora Tezi). Ondokuz Mayız Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
24. Harman, G., & Çökelez, A. (2017). Analojilerin fen eğitimindeki yeri ve önemi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 11(1), 340-363. https://doi.org/10.17522/balikesirnef.356303
25. Harrison, A. A., & de Jong, O. (2003). Using analogies in chemistry teaching: A case study of a teacher's preparations, presentations and reflections. https://dspace.library.uu.nl/bitstream/handle/1874/29434/harrison+-+using+analogies.pdf?sequence=1
26. Herstatt, C. & Kalogerakis, K. (2005). How to use analogies for breakthrough innovations. International Journal of Innovation and Technology Management, 2(3), 331-347.
27. Hıdır, M. (2018). Fen öğretiminde analoji kullanımı: Ders kitaplarındaki analojilerin öğretimde yeniden ele alınması (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Bülent Ecevit Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak.
28. Hutchison, C. B., & Padgett, B. L. (2007). How to create and use analogies effectively in the teaching of science concepts. Science Activities, 44(2), 69-72.
29. Johnson, B., & Christensen, L. (2004). Educational research: quantitative, qualitative and mixed approaches (2nd ed.). Boston: Pearson Education Inc.
30. Kara, S. & Aktürkoğlu, B. (2019). İlkokul fen bilimleri ders kitaplarında kavram yanılgılarına neden olabilecek sözel ve görsel içerik. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 13(1), 234-259. https://doi.org/10.17522/balikesirnef.523827
31. Karakaş, M. & Özerbaş, M. A. (2020). Öğrencilerin artırılmış gerçeklik uygulamaları üzerine görüşleri: optik ünitesi örneği. Kastamonu Education Journal, 28(5), 2000-2008. https://doi.org/10.24106/kefdergi.4180
32. Kaya-Şengören, S. (2006). Optik dersi ışıkta girişim ve kırınım konularının etkinlik temelli öğretimi: İşbirlikli öğrenme yönteminin etkilerinin araştırılması (Yayınlanmamış Doktora Tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
33. Kesmez, İ. (2008). Fen bilgisi laboratuvar uygulamaları – II. Erzurum.
34. Kurt, H. S., & Topçu, M. S. (2019). Fizik eğitiminde bir STEM etkinliği tasarımı: “Crookes radyometresi tasarlıyorum”. Temel Eğitim, 1(3), 11-16.
35. Magdas, I. (2015). Analogical reasoning in geometry education. Acta Didactica Napocensia, 8(1), 57-65.
36. Mayer, R. E., Dyck, J. L., & Cook, L. K. (1984). Techniques that help readers build mental models from scientific text: Definitions pretraining and signaling. Journal of Educational Psychology, 76(6), 1089–1105. https://doi.org/10.1037/0022-0663.76.6.1089
37. Melis, E., & Veloso, M. (1998). Analogy in problem solving. Handbook of practical reasoning: Computational and theoretical aspects. Oxford: Oxford University Press.
38. Mozzer, N. B., & Justi, R. (2012). Students' pre-and post-teaching analogical reasoning when they draw their analogies. International Journal of Science Education, 34(3), 429-458.
39. Mozzer, N. B., & Justi, R. (2013). Science teachers' analogical reasoning. Research in Science Education, 43(4), 1689-1713. https://doi.org/10.1007/s11165-012-9328-8
40. Nashon, S. M. (2003). Teaching and learning high school physics in Kenyan classrooms using analogies. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 3(3), 333-345.
41. Novell, M., Bohigas, X., & Jaén, X. (2009). Description and evaluation of a hybrid basic optics course. Innovations in Education and Teaching International, 46(4), 367–380. https://doi.org/10.1080/14703290903301776
42. Oliva, J. M., Azcárate, P., & Navarrete, A. (2007). Teaching models in the use of analogies as a resource in the science classroom. International Journal of Science Education, 29(1), 45–66.
43. Orgill, M., & Bodner, G. (2004). What research tells us about using analogies to teach chemistry. Chemistry Education: Research and Practice, 5(1), 15-32.
44. Patton, M. Q. (2002). Qualitative evaluation and research methods (3rd ed.). London: Sage Publications.
45. Renkl, A. (2014). Toward an instructionally oriented theory of example-based learning. Cognitive Science, 38, 1-37. https://doi.org/10.1111/ cogs.12086
46. Rivet, A. E. & Kastens, K. A. (2012). Developing a construct-based assessment to examine students' analogical reasoning around physical models in earth science. Journal of Research in Science Teaching, 49(6), 713-743. https://doi.org/10.1002/tea.21029
47. Şahin, F. (2000). Okulöncesinde fen bilgisi öğretimi ve aktivite örnekleri. İstanbul: Ya-Pa Publishing.
48. Şahin, F. (2003). Okulöncesinde fen ve matematik öğretimi. A. Özdaş (Ed.). Okulöncesi fen eğitiminde analoji (s.93-94). Eskişehir: Anadolu University Publishing.
49. Treagust, D. F. (1993). The evolution of an approach for using analogies in teaching and learning science. Research in Science Education, 23(1), 293-301.
50. Thiele, R. B., & Treagust, D. F. (1994a) The nature and extent of analogies in secondary chemistry textbooks. Instructional Science, 22, 61–74.
51. Thiele, R. B., & Treagust, D. F. (1994b) An interpretive examination of high school chemistry teachers’ analogical explanations. Journal of Research in Science Teaching, 31(3), 227–242.
52. Ünal-Çoban, G. (2009). Modellemeye dayalı fen öğretiminin öğrencilerin kavramsal anlama düzeylerine, bilimsel süreç becerilerine, bilimsel bilgi ve varlık anlayışlarına etkisi: 7. sınıf ışık ünitesi örneği (Yayınlanmamış doktora tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
53. Vendetti, M. S., Matlen, B. J., Richland, L. E., & Bunge, S. A. (2015). Analogical reasoning in the classroom: Insights from cognitive science. Mind, Brain, and Education, 9(2), 100-106. https://doi.org/10.1111/mbe.12080
54. Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2011). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.
55. Wandari, G. A., Wijaya, A. F. C., & Agustin, R. R. (2018). The effect of STEAM-based learning on students' concept mastery and creativity in learning light and optics. Journal of Science Learning, 2(1), 26-32. https://doi.org/10.17509/jsl.v2i1.12878
56. Zheng, R. Z., Yang, W., Garcia, D., & McCadden, E. P. (2008). Effects of multimedia and schema ınduced analogical reasoning on science learning. Journal of Computer Assisted Learning, 24(6), 474-482.
57. Zorlu, Y. & Zorlu, F. (2020). Fen bilgisi öğretmen adaylarının hazırladıkları modellemeye dayalı etkinlik ürünlerinin incelenmesi. Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi Dergisi, 40, 51-65. https://doi.org/10.33418/ataunikkefd.745976
58. Zorlu, Y., & Sezek, F. (2020). An investigation of the effect of students' academic Achievement and science process skills application together with cooperative learning model and the modeling based teaching method in teaching science courses. International Journal of Progressive Education, 16(4), 135-157. https://doi.org/10.29329/ijpe.2020.268.9