4. SINIF ÖĞRENCİLERİNİN FEN BİLİMLERİ KONULARINA YÖNELİK ZİHİNSEL MODELLERİ

Year 2018, Volume: 2 Issue: 1, 19 - 34, 30.06.2018

Nurbanu Şeren , Mustafa Doğru

Abstract

Fen eğitiminde kavramların kazandırılmasına
yönelik olarak zihinsel modeller önemli bir yer tutmaktadır. Çünkü öğrencilerin
fen bilimleri hakkında sahip oldukları zihinsel modellerin bilinmesi,
öğrencilerin bilgiyi nasıl yapılandırdıkları ve verilmek istenen bilginin ne derece
ve nasıl öğrenildiğini görüp değerlendirme açısından önemlidir. Literatür
incelendiğinde öğrencilerin solunum sistemi, elektrik devreleri ve dünyanın
hareketleri konularında sahip oldukları zihinsel modellerin kavram yanılgıları
içerdiği görülmüştür (Öztürk ve Doğanay, 2013; Kurnaz ve Değirmenci, 2012;
Pekmezci, 2017; Muştu, 2016; Karacan, 2014; Yürümezoğlu ve Çökelez, 2010;
Demirçalı, 2016; Sezen, 2002). Bu bağlamda araştırmanın amacı, solunum sistemi,
basit elektrik devresi ve mevsimlerin oluşumu konularında öğrencilerin sahip
oldukları zihinsel modelleri ortaya çıkarmak ve öğretmenlerin bu konuları nasıl
işlediklerini araştırmaktır. Araştırmada nitel araştırma yöntemi
kullanılmıştır.  Araştırmanın çalışma grubunu
2016-2017 eğitim-öğretim yılında basit seçkisiz örneklem seçim yöntemi ile
seçilmiş olan Türkiye’de bir devlet ilkokulunda toplam 127 kişiden oluşan
4.sınıf öğrencisi ile bu okulda görev yapan 5 sınıf öğretmeni oluşturmaktadır.
Araştırmada öğrencilerin zihinsel modellerini ortaya çıkarmak amacıyla
araştırmacı tarafından hazırlanan, çizim yapacakları ve kavramları
belirtecekleri 3 soruluk veri toplama aracı kullanılmıştır. Öğretmenlerin ise
dersi nasıl işlediklerine dayalı 9 soruluk yarı yapılandırılmış görüşme formu
kullanılmıştır. Öğrencilerden toplanan veriler literatürde yer alan bilimsel,
sentez ve ilkel model olarak kategorilendirilmiş; öğretmenlerden toplanan
veriler ise içerik analizi tekniği ile analiz edilmiştir. Buna göre; solunum
sistemi konusunda öğrencilerin %63,8 ‘i bilimsel, %19,7’si sentez, %16,5’i
ilkel modele sahiptir. Basit elektrik devresi konusunda öğrencilerin %66,9’u
bilimsel, %22,8’i sentez, %10,2’si ilkel modele sahiptir. Mevsimlerin oluşumu
konusunda öğrencilerin %41,7’si bilimsel, %25,2’si sentez, %33,1’i ilkel modele
sahiptir. Öğretmenler ise bu konuların öğretiminde genellikle soru-cevap ve düz
anlatım yöntemini tercih ettiklerini, fen derslerine yönlendirme yaparak dahil
olduklarını, ölçme değerlendirmede ise kitapta bulunan ünite sorularından
faydalandıklarını söylemişlerdir. Öğrencilerdeki zihinsel modellerin oluşumunda
öğretmenlerin derslerdeki bu yaklaşımlarının etkili olduğu söylenebilir.
Öğrencilerin doğru zihinsel model geliştirebilmesi için derslerde analoji gibi
yöntemlerin daha çok kullanılması ve bu modellerin ölçme değerlendirmede
kullanılması için ders kitaplarında da yer alması önerilebilir.

Keywords

Fen öğretimi, zihinsel modeller, kavram yanılgıları, 4.sınıf öğrencileri

THE DETERMINATION OF MENTAL MODELS OF 4TH GRADE STUDENTS ON SCIENTIFIC SUBJECTS

Abstract

Mental models towards concept acquisition is dealt with mental models that students have about science, how they
build the knowledge, and to observe and assess how much and in what ways they learn the knowledge to be
required to be given. The aim of the study is to find out the mental models that students have about respiratory
system, simple electric circuit, and the formation of the seasons and to search how the teachers teach these subjects
which are seen problematic subjects on scientific conceptualization in the literature. For this purpose, the
qualitative research method has been used. A state primary school has been chosen by using simple random
sampling method in Turkey in 2016-2017 school years. The working group of this research consists of the fourth
grade students, totally 127 students, and five primary school teachers working in this school. As research
instruments, firstly a structured question form in which they will draw and express their concepts on these subjects
was used. Secondly, a semi-structured interview form of 9 questions based upon how the teachers teach the subjects
in the lesson was conducted. As a result, data collected from students have been categorized as scientific, synthesis
and primitive models. 63,8% of the students have scientific model, 19,7% have synthesis, and 16,5% have
primitive model about the respiratory system. About the simple electric circuit, 66,9% of the students have
scientific model, 22,8% have synthesis, and 10,2% have primitive model. 41,7% of the students have scientific
model, 25,2% have synthesis, and 33,1% have primitive model about the formation of the seasons. Furthermore,
teachers have told that they have used question answer technique and traditional teaching method while teaching
these subjects. They have also said that they have made use of the questions in the course book during evaluation
process. It can be said that these approaches of the teachers in the lessons may be effective in the mental model
formation of the students. Finally, it is recommended that the methods like analogy should be used more. Besides
this, drawings and modeling on scientific topics should be included to exercises in the course books and during
assessment and evaluation process in order that students develop accurate mental models. 

Keywords

science education, mental models, misconceptions, 4th grade students, primary school

References

• Berber, N.C. ve Güzel, H. (2009). Fen ve Matematik Öğretmen Adaylarının Modellerin Bilim ve Fendeki Rolüne ve Amacına İlişkin Algıları. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 21, 87-97.
• Cartier, J., Rudolph, J. and Stewart, J. (2001). The Nature and Structure of Scientific Models. The National Center for Improving Student Learning and Achievement in Mathematics and Science, Working Paper.
• Çoban, G.Ü., (2009). “Modellemeye Dayalı Fen Öğretiminin Öğrencilerin Kavramsal Anlama Düzeylerine, Bilimsel Süreç Becerilerine, Bilimsel Bilgi ve Varlık Anlayışlarına Etkisi: 7. Sınıf Işık Ünitesi Örneği”. Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir, Türkiye.
• Demirçalı, S. (2016). Modellemeye Dayalı Fen Öğretiminin Öğrencilerin Akademik Başarılarına, Bilimsel Süreç Becerilerine ve Zihinsel Model Gelişimlerine Etkisi: 7.Sınıf Güneş Sistemi ve Ötesi-Uzay Bilmecesi Ünitesi Örneği. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Diakidoy, I.N. and Kendeou, P. (2001). Facilitating Conceptual Change In Astronomy: A Comparison Of The Effectiveness Of Two Instructional Approaches. Learning and Instruction, 11, 1-20.
• Gezer, K., Köse, S., ve Sürücü, A. (1999). Fen Bilgisi Eğitim ve Öğretimin Durumu ve Bu Süreçte Laboratuarın Yeri. III. Fen Bilimleri Eğitimi Sempozyumu. M.E.B. ÖYGM.
• Gökmen, Z.E. ve Köksal, E.A. (2015). 6.Sınıf Fen Bilimleri Dersi İçin Soluk Alma Verme Modelinin Geliştirilmesi. Araştırma Temelli Etkinlik Dergisi, 5(2), 91-99.Greca, I.M. ve Moreira, M.A. (2000). Mental Models, Conceptual Models and Modelling. Instructional Journal Science Education, 22, 1-11.
• Gülçiçek, Ç. ve Güneş, B. (2004). Fen Öğretiminde Kavramların Somutlaştırılması: Modelleme Stratejisi, Bilgisayar Simülasyonları ve Analojiler. Eğitim ve Bilim Dergisi, 29(134), 36-48.
• Harrison, A.G. and Treagust, D.F. (1996). Secondary Students’ Mental Models of Atoms and Molekules: Implications for Teaching Chemistry, Science Education, 80(5), 509-534.
• Harrison, A.G. and Treagust, D.F. (1999). Learning About Atoms, Molecules and Chemical Bonds: A Case Study of Multiple-Model Use In Grade 11 Chemistry. Inc. Science Education, 84, 352-381.
• Karacan, H. (2014). Fizik Öğretmenlerinin ve Fizik Öğretmen Adaylarının Elektrik Akımı Konusundaki Zihinsel Modellerinin Belirlenmesi. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Kurnaz, M.A. ve Değermenci, A. (2012). 7.Sınıf Öğrencilerinin Güneş, Dünya ve Ay İle İlgili Zihinsel Modelleri. İlköğretim Online Dergisi, 11(1), 137-150.Muştu, Ö. (2016). Lise Öğrencilerinin Evren Hakkındaki Zihinsel Modellerinin İncelenmesi. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Örnek, F. (2008). Models in Science Education: Applications of Models in Learning and Teaching Science. International Journal of Environmental & Science Education, 3(2), 35-45.
• Öztürk, A. ve Doğanay, A. (2013). İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin Anlamları ve Zihinsel Modelleri. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri Dergisi, 13(4), 2455-2476.
• Pekmezci, A. (2017). 6.Sınıf Öğrencilerinin Solunum Sistemi İle İlgili Zihinsel Modellerinin Değişimi. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
• Pekmezci, A. (2017). 6.Sınıf Öğrencilerinin Solunum Sistemi İle İlgili Zihinsel Modellerinin Değişimi. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
• Sağlam Arslan, A. ve İyibil, Ü. (2010). Fizik Öğretmen Adaylarının Yıldız Kavramına Dair Zihinsel Modelleri. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 4(2), 25-46.
• Schneps, M.H. and Sadler, P.M. (2003). A Private Universe: Minds of our Own [DVD]. Washington, DC: Annenberg/CPB.
• Sezen, F. (2002). İlköğretim 7.sınıf Öğrencilerinin Astronomi Kavramlarını Anlama Düzeyleri ve Kavram Yanılgıları. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Ankara.
• Trumper, R. (2003). The Need For Change In Elementary School Teacher Training –A Cross College Age Study of Future Teachers’ Conceptions of Basic Astronomy Concepts. Teaching and Teacher Education, 19, 309-323.
• Van Driel, J.H. ve Verloop, N. (1999). Teachers’ knowlodge of models and modelling in science. International Journal of Science Education, 21(11), 1141-1153.
• Vosniadou, S. (1994). Capturing and modelling the process of conceptual change. Learning and Instruction, 4, 45-69.
• Vosniadou, S. and Brewer, W.R. (1992). Mental Models of The Earth: A Study of Conceptual Change In Childhood. Cognitive Psychology, 2(4), 535-585.
• Yıldız, H.T. (2006). İlköğretim ve Ortaöğretim Öğrencilerinin Atomun Yapısı ile İlgili Zihinsel Modelleri. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir.
• Yürümezoğlu, K. ve Çökelez, A. (2010). Akım Geçiren Basit Bir Elektrik Devresinde Neler Olduğu Konusunda Öğrenci Görüşleri. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 7(3), 147-166).