7.-10. SINIF ÖĞRENCİLERİNİN SEÇİLEN ÇÖZELTİ KAVRAMLARIYLA İLGİLİ ANLAMALARININ FARKLI KARIŞIMLAR ÜZERİNDE İNCELENMESİ

Yıl 2005, Cilt: 3 Sayı: 3, 329 - 349, 01.09.2005

Muammer Çalık Alipaşa Ayas

Öz

Bu çalışmanın amacı, 7.-10. sınıf öğrencilerinin seçilen çözelti kavramlarıyla ilgili anlamalarını farklı karışımlar üzerinde incelemektedir. Bu çalışmada, çalışmanın ilk aşamasına katılan, 441 öğrenci arasından rasgele seçilen 20 öğrenciyle (her seviyeden 5 öğrenci) bireysel veya grup olarak klinik mülâkatlar yapılmıştır. Çalışmanın sonucunda, bazı öğrencilerin yanıtlarının kendi içinde tutarsızlık gösterdiği ve bunların, kullanılan karışıma bağlı olduğu sonucuna varılmıştır. Bunun yanı sıra, öğrencilerin çözünmeyle ilgili sahip oldukları alternatif kavramların, araştırılan kavramlarla ilgili öğrencilerin anlamalarını etkilediği de tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçların ışığı altında, araştırmacılar, öğretmenler ve sonraki çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Kimya eğitimi, fen bilgisi eğitimi, alternatif kavramlar, çözeltiler

EXPLORING GRADE 7-10 STUDENTS’ COMPREHENSION RELATED TO THE SELECTED SOLUTION CONCEPTS ON VARIOUS MIXTURES

Öz

The aim of this study is to explore grade 7-10 students’ comprehension related to the selected solution concepts on various mixtures. In this study, clinical interviews, as either group or one to one basis, were conducted with 20 students, who were selected randomly amongst 441 students who took part in the first step. During clinical interview procedure, firstly students were asked to prepare oralet/water and sugar/water mixtures, and then their conceptual understandings were elicited in depth. As a result, it was found out that some of students’ responses revealed inconsistency on their own contents and relied on the tasks which were used here. Thereby, it can be concluded that alternative conceptions, which are in harmony with one another, may be resistant to modify. On the other hand, alternative conceptions, which are incompatible with each other, may be more amenable to change or be replaced by a scientific one. Moreover, it was deduced that the alternative conceptions students retain related to dissolution concept influenced their understanding associated with the investigated concepts. Under the light of this study, for further research, some suggestions were also made for researchers and teacher.

Anahtar Kelimeler

Chemistry education, science education, alternative conceptions, solutions

Kaynakça

• Science Review, 78 (285): 79-84. Akku , H.; Kaday fç , H.; Atasoy, B. ve Geban, Ö. (2003).Effectiviness of instruction based on the constructivist
• approach on understanding chemical equilibrium concepts. Research in Science ve Technological
• Education, 21(2), 209-227. Atasoy, B., Kaday fç , H. ve Akku , H. (2003). Lise 3. S n ftaki Ö rencilerin Kimyasal Ba lar Konusundaki
• Yanl Kavramalar ve Bunlar n Giderilmesi Üzerine Yap land rmac Yakla m n Etkisi. Türk E itim
• Bilimleri Dergisi, 1(1), 61-77 Ayas, A. ve Co tu, B. (2001). Lise-1 Ö rencilerinin Buharla ma, Yo unla ma ve Kaynama Kavramlar n
• Anlama Seviyeleri. Yeni Bin Y l n Ba nda Fen Bilgisi E itimi Sempozyumu, Maltepe Üniversitesi, Gstanbul Ayvac , H.T.; Çepni, S. ve Akdeniz, A.R. (1998). Fen Ders Kitaplar n n De erlendirilmesi. III. Ulusal Fen
• Bilimleri E itimi Sempozyumu, KTÜ, Trabzon Blanco, A. ve Prieto, T. (1997). Pupils’ views on how stirring and temperature affect the dissolution of a solid in
• a liquid: A cross-age study (12 to 18). International Journal of Science Education, 19 (3): 303-315. Boo, H.K. ve Watson, J.R. (2001). Progression in high school students’ (aged 16-18) conceptualizations about
• chemical reactions in solution. Science Education, 85: 568-585. Cosgrove, M. ve Osborne, R. (1981). Physical change (Working Paper No. 26). Learning in Science Project,
• University of Waikato, Hamilton, New Zealand. Co tu, B. (2002). Orta Ö retimin Farkl Seviyelerindeki Ö rencilerin Buharla ma, Yo unla ma ve Kaynama
• Kavramlar n Anlama Düzeylerine 0li kin Bir Çal ma. Yay mlanmam Yüksek lisans Tezi, KTÜ, Fen
• Bilimleri Enstitüsü, Trabzon. Co tu, B. ve Ayas, A. (2005). Evaporation in different liquids: Secondary students’ conceptions. Research in
• Science and Technological Education (in press) Çal k, M.;Ayas, A. (2005a). A comparison of level of understanding of grade 8 students and science student
• teachers related to selected chemistry concepts. Journal of Research in Science Teaching (in press) Çal k, M., Ayas, A. ve Ebenezer, J.V. (2005). A review of solution chemistry studies: Insights into students’
• conceptions. Journal of Science Education and Technology, 14(1), 29-50. Çal k, M. ve Ayas, A. (2005b). A cross-age study of different perspectives in solution chemistry from junior to
• senior high school. International Journal of Science and Mathematics Education (in press) Çal k, M. ve Ayas, A. (2005c). A cross-age study of the understanding of solution and components of solutions
• in general. International Education Journal (in press) [http://iej.cjb.net] Çepni, S. (2001). Ara t rma ve proje çal malar na giri . Erol Ofset Matbaac l k, Trabzon. Çepni, S.; Kele , E. ve Ayvac , H.T. (2000). Fizik ders kitaplar n de erlendirme ölçe i. IV. Ulusal Fen Bilimleri
• E itimi Kongresi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara Driver, R. ve Easly, J. (1978). Pupils and paradigm: A review of literature related to the concept development in
• Science Education, 80 (2): 181-201 Gilbert, J.K. ve Watts, D.M. (1983). Concepts, misconceptions and alternative conceptions: Changing
• perspectives in science education. Studies in science education, 10: 61-98. Gilbert, J.K.; Osborne, J.R. ve Fensham, P.J. (1982). Children’s science and ts consequences for teaching.
• Science Education, 66 (4): 623-633. Griffiths, A.K., Thomey, K.; Cooke, B. ve Normore, G. (1988). Remediation of student-specific misconception
• relating to three science concepts. Journal of Research in Science Teaching. 25 (9): 709-719 Griffiths, A.K. (1994). A critical analysis and synthesis of research on chemistry misconceptions. In Schmidt H
• J Proceedings of The 1994 International Symposium Problem Solving and Misconceptions in
• Chemistry and Physics, ICASE (The International Council of Associations for Science Education)
• Publications 70-99 Haidar, A.H. (1997). Prospective chemistry teachers’ conceptions of the conservation matter and related
• concepts. Journal of Research in Science Teaching, 34: 181-197. Helm, H. (1980). Misconceptions in physics amongst South African students. Physics Education, 15: 92-105. Hewson, P.W. ve Hewson, M.G. (1984). The role of conceptual conflict in conceptual change and the design of
• science education. Instructional Science, 13: 1-13. Holding, B. (1987). Investigation of school children’s understandings of the process of dissolving with special
• reference to the conservation of matter and the development of atomistic deas. Unpublished Ph. D.
• Thesis, University of Leeds. Kabap nar, F. (2001). Orta Ö retim Ö rencilerinin Çözünürlük Kavram na Gli kin Yan lg lar n Besleyen
• Dü ünce Birimleri. Yeni Bin Y l n Ba nda Türkiye’ de Fen Bilimleri E itimi Sempozyumu, Gstanbul Kim, S. ve Van Dusen, L.M. (1998). The role of prior knowledge and elaboration in text comprehension and
• memory: A comparison of self-generated and text provided elaboration. American Journal of
• Psychology, 111, 353-378. Merriam, S.B. (1988). Case study research in education. Jossey-Bass Inc. Publishers, San Francisco. Nakhleh, M.B. (1992). Why some students don’t learn chemistry. Journal of Chemical Education, 69 (3): 191- 196. Niaz, M. (2001). Response to contradiction: Conflict resolution strategies used by students in solving problems
• of chemical equilibrium. Journal of Science Education and Technology, 10 (2): 205-211. Osborne, R.J. ve Wittrock, M.C. (1983). Learning science: A generative process. Science Education, 67 (4): 489- 508. Özmen, H. ve Ayas, A. (2003). Students’ difficulties in understanding of the conservation of matter in open and
• closed-system chemical reactions. Chemistry Education: Research and Practice, 4 (3): 279-290 Palmer, D.H. (2003). Investigating the relationship between refutational text and conceptual change. Science
• Education, 87: 663-684. P narba , T. ve Canpolat, N. (2003). Students’ understanding of solution chemistry concepts. Journal of
• Chemical Education, 80 (11): 1328-1332. Piaget, J. ve Inhelder, B. (1974). The child's construction of quantities. Routledge and Kegan Paul: London Posner, J.G ve Gertzog, W.A (1982). The clinical interview and the measurement of conceptual change. Science
• Education, 66 (2): 195-209 Posner, G.J., Strike, K.A.; Hewson, P.W. ve Gertzog, W.A. (1982). Accommodation of scientific conception:
• Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66: 211-227. Prieto, T.; Blanco, A. ve Rodriguez, A. (1989). The deas of 11 to 14-year-old students about the nature of
• solutions. International Journal of Science Education, 11 (4): 451-463. Renström, L. (1988). Conceptions of matter: A phenomenography approach. (PhD Dissertation, Gothenburg
• University, 1988). Dissertation Abstract, 91-7346-209-8. Schmidt, H.J. (1997). Students’ misconceptions-looking for a pattern. Science Education, 81: 123-135. Spilich, G.J., Vesonder, G.T., Chiesi, H.L. ve Voss, J.F. (1979). Text processing of domain-related information
• for individuals with high and low domain knowledge. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 18, 275-290. Stavy, R. (1991). Using analogy to overcome misconceptions about conservation of matter. Journal of Research in Science Teaching, 28: 305-313. Taber, K.S. (2000). Chemistry lessons for universities: A review of constructivist ideas. University Chemistry
• Education, 4 (2): 26-35. Teichert, M.A. ve Stacy, A. M. (2002). Promoting understanding of chemical bonding and spontaneity through
• student explanation and integration of ideas. Journal of Research in Science Teaching, 39 (6): 464-496. Tsai, C.C. (1999). Overcoming junior high school students’ misconceptions about microscopic views of phase
• change: A study of an analogy activity. Journal of Science Education and Technology, 8 (1): 83-91. Ünal, S. (2003). Lise-1 ve Lise-3 S n f Ö rencilerinin Kimyasal Ba lar Konusundaki Kavramlar Anlama
• Seviyelerinin Kar la t r lmas . Yay nlanmam Yüksek Lisans Tezi, K.T.Ü. Fen Bilimleri
• Enstitüsü,Trabzon. Valanides, N. (2000). Primary student teachers’ understanding of the particulate nature of matter and Gts
• transformations during dissolving. Chemistry Education: Research and Practice, 1 (2): 249-262. Yin, R.K. (1994). Case study research: Design and methods. SAGE Publications, Thousand Oaks, California Zietsman, A.L. ve Hewson, P.W. (1986). Effect of instruction using microcomputer simulations and conceptual
• change strategies on science learning. Journal of Research in Science Teaching, 23: 27-39. Zoller, U. (1990). Students’ misunderstandings and misconceptions in college freshman chemistry (General and
• Organic). Journal of Research in Science Teaching, 27 (10): 1053-1065. Westbrook, S.L. ve Marek, E.A. (1991). A cross-age study of student understanding of the concept of diffusion.
• Journal of Research in Science Teaching, 28(8): 649-660. EK 1. Çözeltinin kendisini olu turan bile enlerden farkl yeni bir bile ik oldu una ili kin soruyla ilgili olarak örnek al nt lar:
• Oralet/Su kar8'8m8]
• A: Olu an çözelti kendisini olu turan bile enlerden farkl yeni bir bile ik midir?
• G10-I: Hay r farkl de ildir.
• G10-I-Erkek: Fiziksel özellikleri de i iyor, maddenin iç yap s de i miyor.
• G10-I-K z: Yani kimyasal özellikleri de i miyor.
• A: Yani maddenin iç yap s de i medi i için mi yeni bir bile ik olmuyor?
• G10-I: Evet, fiziksel de i mede böyle olur.
• A: Yeni bir bile ik olu mas için ne olmas lâz m?
• G10-I-Erkek: Maddenin iç yap s n n bozulmas lâz m.
• G10-I-K z: Kimyasal olmas lâz m.
• A: Peki burada nas l bir de i me meydana geldi i hakk ndaki ortak görü ünüz nedir?
• G10-I: Kimyasal de i menin maddenin iç yap s nda olmas gerekir ve buradaki çözeltide ise fiziksel
• de i me meydana gelmesine ra men kimyasal özellikleri de i memi tir. Yani, fiziksel de i medir. .............................
• A: Olu an çözelti kendisini olu turan bile enlerden farkl yeni bir bile ik midir?
• B8-I: Evet, öyledir.
• A: Yeni bir bile ik deyince akl na ne geliyor?
• B8-I: Oralet, sudan farkl de i ik bir madde içinde var...yani, yeni bir madde olu uyor.
• A: Peki buradaki de i me nas l bir de i medir?
• B8-I: Fiziksel...oralet için mi çözelti için mi? A: Çözelti için.
• B8-I: Kimyasald r herhâlde.
• A: Kimyasal de i me deyince akl na ne geliyor?
• B8-I: Kimyasal de i me maddenin yap s nda olan de i medir.
• A: Yani burada maddenin yap s nda bir de i menin meydana geldi ini mi kastediyorsun?
• B8-I: Evet, kimyasal de i iklik olarak kastediyorum. ............................... [ eker/Su kar8'8m8]
• A: Olu an çözelti kendisini olu turan bile enlerden farkl yeni bir bile ik midir?
• G9-I: Hay r, yeni bir bile ik de ildir. A: Niçin?
• G9-I-Erkek: Her taraf nda ayn özelli i gösteriyor.
• A: Yeni bir bile ik olu mas deyince akl n za ne geliyor?
• G9-I-K z: Farkl bir madde olmas lâz m.
• A: Burada farkl bir madde olu tu mu?
• G9-I-K z: Ba lang çta ilâve etti imiz eker ve suyu yeniden elde edebiliriz onun için yeni bir bile ik de ildir. …………………………
• A: Olu an çözelti kendisini olu turan bile enlerden farkl yeni bir bile ik midir?
• B7-I: Peker ve sudan farkl yeni bile iktir.
• A: Niçin yeni bir bile iktir?
• B7-I: Suyla eker bir araya gelip yeni bile ik olu turuyor.
• A: Bu ifadeyi biraz daha açar m s n?
• B7-I: Bu de i me olarak…oraletli sudaki gibi kimyasal de i medir de ondan…
• ..................................... EK 2. Çözeltinin toplam kütlesinin korunmas na ili kin soruyla ilgili olarak örnek al nt lar:
• Oralet/Su kar8'8m8]
• A: Beherin içindeki çözeltinin toplam kütlesi, ba lang çta ilâve edilen su ve toz oraletin toplam kütlesine e it midir ? G7-I: E ittir.
• A: Niçin e ittir? Yani e it olmas n n sebebi nedir?
• G7-I-K z: Burada de i me yok ki…
• A: De i me ile neyi kastediyorsun?
• G7-I-K z: Oralet suyun içinde sadece s v hâle geçiyor.
• A: Sen bu konuda ne dü ünüyorsun?
• G7-I-Erkek: Ben de kat l yorum… yani su içinde de i medi i ve oralet s v hâle geçti i için e ittir. ................................
• A: Beherin içindeki çözeltinin toplam kütlesi, ba lang çta ilâve edilen su ve toz oraletin toplam kütlesine e it olur muydu? G7-II: Olurdu.
• A: Niçin e it olurdu?
• G7-II-K z: Oralet suyun moleküller aras bo luklar n doldurdu u için e it olurdu.
• A: Sen bu konuda ne dü ünüyorsun?
• G7-II-Erkek: Arkada m n dedi i gibi suyun moleküller aras bo lu unu oralet doldurdu u için e it olurdu. ……………………… [ eker/Su kar8'8m8]
• A: Beherin içindeki çözeltinin kütlesi ba lang çta ilâve edilen su ve ekerin toplam kütlesine e it midir?
• G8-II-Erkek: Ya fazlad r…
• G8-II-K z: Evet, öyledir
• A: Niçin böyle dü ünüyorsunuz?
• G8-II-K z: Onun alt nda alt bir seviyede olamaz çünkü onun ikisinin toplam alt bir seviyede
• olamaz…azalamaz yani
• A: Sen bu konuda ne dü ünüyorsun?
• G8-II-Erkek: E it miktarda diyorum ama bana kalsa daha fazla olma ihtimali a r bas yor. Ama e it
• olma ihtimali de çözündü ü zaman moleküllerine ayr l yor. Moleküllerine ayr ld zaman da a rl yok oluyor
• A: A rl n n yok olmas yla neyi kastediyorsun?
• G8-II-Erkek: Tamamen yok olmuyor ama teraziyle tartacak olursak herhâlde a rl n almaz yani öyle san yorum
• A: Bu ifadeyi biraz daha açar m s n?
• G8-II-Erkek: Bundan dolay e it de ildir…
• A: Sen bu konuda ne dü ünüyorsun?
• G8-II-K z: Evet, bence de bu yüzden e it de ildir...
• A: Peki sizce fazla olmas n n nedeni nedir?
• G8-II: Fazla olmas n n nedeni ekerle suyun birer molekül kütlesi vard r, birle tikleri için art k ekerle
• suyun a rl birle iyor ve birle ik kütleye sahip olmal d rlar... ve daha a r olacakt r …………………………
• A: Beherin içindeki çözeltinin kütlesi ba lang çta ilâve edilen su ve ekerin toplam kütlesine e it midir? G10-II-K z: Hay r
• G10-II-Erkek: E ittir…yakla k olarak e ittir
• G10-II-K z: Ama çok küçük bir gram bile olsa eyleri al n r
• G10-II-Erkek: Öyle olursa fizik ve kimyada hiçbir soruyu çözemeyiz
• G10-II-K z: Ama onun ad küçük oldu u için al yoruz
• A: Niçin e it de ildir?
• G10-II-K z: Dedi im gibi aralar nda moleküller aras nda bo luk… kat larda moleküller aras nda
• …moleküller demeyim maddelerin aralar nda bo luklar vard r…buralarda hava vard r. Havay da
• beraber tart yoruz meselâ tartarsak suyun içine att m zda o havalar yukar do ru ç k yor ve daha hafif
• yani daha hafif oluyor
• G10-II-Erkek: Bo luklar vard r…ayn ekilde burada da elimize enjektör ald m zda kapat rsak ufak bir
• genle me olur. Hafif bir genle me oluyor. Belki çözündü ü zamanda o hava bo luklar na eker
• molekülleri girmi olabilir…ya da kendi içine geçmi de olabilir
• A: Yani buradaki su, eker molekülleri aras ndaki hava bo luklar n doldurur mu diyorsunuz?
• G10-II-K z: H h … yüzeyine temas ediyor. Hava bo luklar yüzeye temas ediyor ……………………
• EK 3. Kar t rma olay n n belirtilen i leme nas l etki etti ine ili kin soruyla ilgili olarak örnek al nt lar:
• Oralet/Su kar8'8m8]
• A: Kar t rma olay ifade etti iniz i lemi nas l etkiler?
• G9-II-K z: O h z n art r yor…çözünme h z n art r yor. Kar t rd m z zaman daha h zl çözünüyor.
• G9-II-Erkek: Öyle b rak rsak çözünür ama öyle daha fazla zaman al r.
• G9-II-K z: Evet…daha fazla zaman al r.
• A: Öyle b raksak oradaki oralet ne olur?
• G9-II-Erkek: Yani kar t rmadan yani erir de daha fazla sürer. Erimez daha do rusu çözünür.
• A: O zaman kar t rd m zda ne oluyor?
• G9-II-: Çözünme h z art yor ama çözünen madde miktar e it oluyor. ……………………………………………
• A: Kar t rma olay ifade etti iniz i lemi nas l etkiler?
• G8-I-K z: Kar t rd m zda daha h zl eriyor.
• G8-I-Erkek: Eriyor…yani erime olay gerçekle iyor. Kar t rd m zda suyun içindeki oralet daha çabuk erir.
• G8-I-K z: Kar t rmad m zda da erir ama dipte de kal r. Kar t rd m zda her tarafa ayn ekilde etki eder.
• A: Kar t rma eriyor dedi iniz maddenin miktar n nas l etkiler?
• G8-I-Erkek: Art r r. G8-I-K z: Art rmaz.
• G8-I-Erkek: Ayn kal r.
• A: Bu ifadeleri biraz açar m s n z?
• G8-I-K z: Her iki tarafa da e it madde koyduk, her ikisi de erir fakat s cak sudakinde daha çabuk olur.
• G8-I-Erkek: So uk suyun alt nda biraz kal yor ama o da bir süre sonra erir.
• A: Bu ifadelerinizi toparlay p, ortak bir karar verir misiniz?
• G8-I: Kar t rma olay sadece erime olay n n h z na etki eder. Yani sonuçta her iki kapta da eriyen
• madde e ittir. ……………………………… [ eker/Su kar8'8m8]
• A: Kar t rma olay ifade etti iniz i leme nas l etki eder?
• B10-I: Kar t rma h z …kinetik enerji olarak h z art r r…kar t rma h z n art r r. Yani kar t rmadan
• dolay bir kinetik enerji meydana gelir ve sonra s cakl k erimeyi art rd na göre, bunun için de art r r
• A: Peki bu i lem madde miktar na nas l etki eder?
• B10-I: Eriyen madde miktar n da art r r
• A: Bu ifadeyi biraz açar m s n?
• B10-I: Kar t rma i lemi eriyen madde miktar n art r r i te… ……………………………
• A: Kar t rma olay ifade etti iniz i leme nas l etki eder?
• G8-I-K z: Daha çok kar mas na yol aç yor. Kar t rmazsak her tarafa da lamaz
• A: Kar t rma olay erime diye ifade etti iniz i lemdeki madde miktar n nas l etkiler?
• G8-I: Her ikisinde de e it olur
• A: Peki niçin dipte biraz madde kal yor?
• G8-I-K z: Kar t rmay nca hiçbir tarafa gitmiyor…dipte kal yor. Yukar ya ç kam yor dipte kal yor. Biz
• kar t rd m zda her tarafa e it miktarda da l m gösteriyor
• A: Yani kar t rma olay olmasa bu i lem gerçekle meyecek mi diyorsunuz? G8-I-K z: H
• kar t rmad m z zaman tad biraz ac ms oluyor. Ama kar t rd m z zaman tatl oluyor. Tad ac olan
• çay beklesek de o da o zaman tatl olacakt r.
• G8-I-Erkek: Yani kar t rma olay madde miktar na de il de süreye ve tada etki ediyor
• A: Bu ifadeyi biraz açar m s n?
• G8-I-Erkek: Arkada n dedi i gibi kar t rma olay erime i leminin daha çabuk olmas na yol açar, ancak
• her iki kaptaki madde miktar e ittir. Böylece, kar t rma olay olmadan madde her tarafa da lmaz ………………………