An Analysis of the Relationship between Pre-service ScienceTeachers’ Misconceptions Regarding Heat-Temperatureand Stateof Matter

Year 2021, Volume: 18 Issue: 40, 2221 - 2257, 01.08.2021

Evrim Ural , Ayşe Rabia Başaran Uğur

https://doi.org/10.26466/opus.868034

Cited By: 3

Abstract

This study aimed to investigate the relationship between pre-service science teachers' misconceptions about "Heat-Temperature" and "States of Matter." Phenomenology, one of the qualitative research designs, was used in the study. The sample of the study was chosed through “criterion sampling” method, which was a nonrandom method of purposive sampling. The study group of the study was 68 pre-service science teachers studying in the science teaching program at the faculty of education in a government university in the spring semester of the 2017-2018 academic year. "Heat and Temperature Concept Test" and "States of Matter Concept Test" were used as data collection tools. There searcher sprepared the data collection tools through out the literatu research. Descriptive, content, and frequency analysis were used in the analysis of the data. Data analysis displayed that pre-service science teachers' had misconceptions about " The States of Matter" and "Heat-Temperature." The findings displayed that the pre-service science teachers defined heat as "energy conversion" and temperature as "the indicator of warm thorcoldness". It was also determined that the most common misconception about the concepts of melting- evaporation- sublimationwas "temperatureincreases," and the most common misconception about the concepts of freezing-condensation-frosting was about "temperature decreases." It was determined that pre-service science teachers had misconceptions about heat transfer, the flow direction of heat, the role of heat and temperature in the change of the state of the matter. It was also determined that the pre-service science teachers' could not make connections between heat, temperature, and the state of matter subjects in daily life.

Keywords

Pre-service science teachers, heat and temperature, the states of matter, miscon-ception, the relation between misconceptions

Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Isı-Sıcaklık ve Maddenin Halleri Konularına İlişkin Kavram Yanılgıları Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, fen bilgisi öğretmen adaylarının “Isı-Sıcaklık” ve “Maddenin Halleri” konularına ilişkin kavram yanılgıları arasındaki ilişkinin incelenmesidir. Bu çalışmada nitel araştırma desenlerinden biri olan fenomenoloji deseni kullanılmıştır. Çalışma grubunun seçiminde amaçlı örnekleme yöntemleri içerisinde yer alan ölçüt örneklemesi tercih edilmiştir. Araştırmanın çalışma grubunu 2017-2018 eğitim öğretim yılı bahar döneminde, Akdeniz bölgesinde yer alan bir devlet üniversitesinin eğitim fakültesinde fen bilgisi öğretmenliği programında öğrenim gören 68 fen bilgisi öğretmen adayı oluşturmaktadır. Veri toplama aracı olarak araştırmacılar tarafından alanyazın ince-lemesi sonucunda hazırlanan “Isı-Sıcaklık Kavram Testi” ve “Maddenin Halleri Kavram Testi” kullanılmıştır. Verilerin analizinde ise betimsel, içerik ve sayısal analiz kullanılmıştır. Verilerin analizi sonucunda, öğretmen adaylarının “Maddenin Halleri” ve “Isı-Sıcaklık” konularına ilişkin kavram yanılgılarının olduğu tespit edilmiştir. Fen bilgisi öğretmen adaylarının ısıyı “enerji dönüşümü”, sıcaklığı ise “sıcaklığın ya da soğukluğun göstergesi” şeklinde tanımladıkları belirlenmiştir. Ayrıca erime-buharlaşma-süblimleşme kavramlarına ilişkin en fazla ortaya çıkan kavram yanılgısının “sıcaklık artar”, donma-yoğunlaşma kırağılaşma kavramlarına yönelik ise en fazla ortaya çıkan kavram yanılgısının “sıcaklık azalır” olduğu tespit edilmiştir. Öğretmen adaylarının ısı transferi, ısının akış yönü, ısı ve sıcaklığın maddenin hal değişim olayındaki rolüne yönelik bilgilerinde bilimsel olarak yanlışlıklar olduğu belirlenmiştir. Ayrıca öğretmen adaylarının günlük yaşam örneklerinde ısı-sıcaklık ve maddenin halleri konularını birbiriyle ilişkilendiremedikleri belirlenmiştir.

Keywords

fen bilgisi öğretmen adayları, ısı ve sıcaklık, maddenin halleri, kavram yanılgısı, kavram yanılgıları arasındaki ilişki

References

• Abraham, M. R., Williamson, V. M. and Westbrook, S. L. (1994). A cross-agestudy of the understanding offive chemistry concepts. Journal of Research in Science Teaching, 31(2), 147-165.
• Akgül, P. (2010). Üst kavramsal faaliyetlerle zenginleştirilmiş kavramsal değişim metinlerinin fen bilgisi öğretmen adaylarının “ısı ve sıcaklık” konusundaki kavramsal anlamalarına etkisi. Yüksek lisans tezi. Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Alwan, A. A. (2011). Misconception of heat and temperature among physics students. Procedia Social and Behavioral Sciences, 12, 600–614.
• Arastman, G., Öztürk Fidan, İ. ve Fidan, T. (2018). Nitel araştırmada geçerlik ve güvenirlik: kuramsal bir inceleme. YYÜ Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 37-75.
• Aşçı, Z., Özkan, Ş. ve Tekkaya, C. (2001). Student’s misconceptions about respiration, Eğitim ve Bilim, 26(120), 29-36.
• Ayas, A., Coştu, B. ve Karamustafaoğlu, S. (2002). Sınıf öğretmeni adaylarının çözeltiler konusundaki kavram yanılgıları ve bu yanılgıların kavram haritası tekniği ile giderilmesi. V.Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresinde sunulmuş bildiri, 16-18 Eylül 2002, Ankara.
• Aydın, Z. (2007). Isı ve sıcaklık konusunda rastlanan kavram yanılgıları ve bu kavram yanılgılarının giderilmesinde kavram haritalarının kullanılması. Yüksek lisans tezi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Van.
• Aydoğan, S., Güneş, B. ve Gülçiçek, Ç. (2003). Isı ve sıcaklık konusunda kavram yanılgıları. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23(2), 111-124.
• Aytekin, Ü. (2010). Ortaöğretim öğrencilerin ısı-sıcaklık konusundaki bilgilerin belirlenmesi ve bu bilgilerin günlük hayata uyarlama düzeyleri üzerine bir araştırma. Yüksek lisans tezi. Gazi Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Ankara.
• Ayvacı, A., Özsevgeç, T. ve Cerrah, L. (2004). Yıldırım kavramının farklı yaş grubundaki öğrencilerde gelişimi, G.Ü. Kastamonu Eğitim Dergisi, 12(2), 351–361.
• Baker, C.,Wuest, J. and Stern, P.N. (1992). Methodslurring: The grounded theory/ phenomenologyexample. Journal of Advanced Nursing, 17, 1355-1360.
• Bar, V. and Travis, A. S. (1991). Children’s views concerning phase changes. Journal of Research in Science Teaching, 28, 363-382.
• Başer, M. ve Çataloğlu, E. (2005). Kavram değişimi yöntemine dayalı öğretimin öğrencilerin ısı ve sıcaklık konusundaki yanlış kavramlarının giderilmesindeki etkisi, Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 29, 43-52.
• Başkale, H. (2016). Nitel araştırmalarda geçerlik, güvenirlik ve örneklem büyüklüğünün belirlenmesi. DEUHFED, 9(1), 23-28.
• Bayrakçı, M. (2007). İlköğretim 5. sınıf öğrencilerinin “maddenin değişimi ve tanınması” ünitesindeki temel kavramları anlama seviyeleri ve oluşan kavram yanılgılarının tespiti. Yüksek lisans tezi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
• Bayram, A. (2010). Probleme dayalı öğrenme yönteminin ilköğretim 5. sınıf öğrencilerinin fen ve teknoloji dersi “ısı ve sıcaklık” konusunda sahip oldukları kavram yanılgılarını gidermede etkisi. Yüksek lisans tezi. Selçuk Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Konya.
• Boz, Y. (2006). Turkishpupils’ conceptions of theparticulatenature of matter. Journal of ScienceEducationandTechnology, 15(2), 203-213.
• Caleon, I. ve Subramaniam, R. (2010). Do students know what they know and what they don’t know? Using a four-tier diagnostic test to assess the nature of students’ alternative conceptions. Research in Science Education, 40, 313–337.
• Carlton, K. (2000). Teaching about heat and temperature. Teaching Physics, 35(2), 101-105.
• Creswell, J., W. (2007). Qualitative inquiry and research design: choosing among five traditions. California: Sage.
• Çakır, Y. (2005). İlköğretim öğrencilerinin sahip oldukları kavram yanılgılarının belirlenmesi. Yüksek lisans tezi. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• 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.
• Demirci, M. P. ve Sarıkaya, M. (2004). Sınıf Öğretmeni Adaylarının Isı ve Sıcaklık Konusundaki Kavram Yanılgıları ve Yanılgıların Giderilmesinde Yapısalcı Kuramın Etkisi. XIII. Ulusal Eğitim Bilimleri Kurultayı, 6-9 Temmuz 2004 İnönü Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Malatya.
• Demircioğlu, H. (2003). Sınıf öğretmen adaylarının kimya kavramlarını anlama düzeyleri ve karşılaşılan yanılgılar. Yüksek lisans tezi. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
• Demircioğlu, H., Vural, S. ve Demircioğlu, G. (2014).Yapılandırmacı yaklaşımın üstün yetenekli öğrencilerin anlamaları üzerine etkisi: ‘Erime-Donma’.Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 22, 31-50.
• Erdem, E., Yılmaz, A., ve Gücüm, B. (2004). Öğrencilerin madde konusunu anlama düzeyleri, kavram yanılgıları, fen bilgisine karşı tutumları ve mantıksal düşünme düzeylerinin araştırılması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 27, 74-82.
• Erkaçan, İ., Moğol, S. ve Ünsal, Y. (2012). Çoklu zekâ kuramının lise 1. sınıf öğrencilerinin ısı-sıcaklık, genleşme ve sıkıştırılabilirlik konularındaki akademik başarılarına ve öğrenmenin kalıcılığına etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 9(2), 65-78.
• Gökulu, A. (2015). Sınıf öğretmeni adaylarının “ısı, sıcaklık, hal değişimi” kavramlarını anlama seviyelerine ilişkin bir çalışma. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(2), 301-314.
• Gürdal Kazancıoğlu, H. (2008). İlköğretim 5. sınıf fen ve teknoloji dersi, maddenin değişimi ve tanınması ünitesinde öğrencilerde oluşan kavram yanılgılarının tespitinde iki aşamalı soruların kullanılabilirliği üzerine bir araştırma. Yüksek lisans tezi. Celal Bayar Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Manisa.
• Gürses, A., Doğar, Ç., Yalçın, M. ve Canpolat, N. (2002). Kavramsal değişim yaklaşımının öğrencilerin gazlar konusunu anlamalarına etkisi. Journal of Research in ScienceTeaching, 33(4), 407-431.
• Griffths, A. K., and Preston, K. R. (1992). Grade-12 students’ misconceptions relating to fundamental characteristics of atoms and molecules. Journal of Research in Science Teachig, 29(6), 611-628.
• Gönen, S. ve Akgün, A. (2005). Bilgi eksiklikleri ve kavram yanılgılarının tespiti ve giderilmesinde, çalışma yaprakları ve sınıf içi tartışma yönteminin uygulanabilirliği üzerine bir araştırma. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 4(13), 99-111.
• Hacımustafaoğlu, M. (2015). Ortaokul 8. sınıf öğrencilerinin “Maddenin Halleri ve Isı” ünitesinde kavramsal değişim sağlamalarında farklı kavramsal değişim yöntem ve tekniklerle zenginleştirilmiş rehber materyallerin etkisi. Yüksek lisans tezi. Giresun Üniversitesi/ Fen Bilimleri Enstitüsü, Giresun.
• Jara-Guerrero, S. (1993). Misconceptions on heat and temperature. In TheProceedings of the Third International Seminar on MisconceptionsandEducationalStrategies in Science and Mathematics. Ithaca: Misconceptions Trust.
• Jones, M. G., Carter, G. and Rua, M. J. (2000). Exploring the development of conceptual change cologies: communities of concepts related to convection and heat. Journal of Research in ScienceTeaching, 37, 139-159.
• Kaplan, D. (2007). Maddedeki değişim ve enerji ünitesindeki kavram yanılgılarının tespiti ve bilgisayar destekli öğretim yöntemiyle giderilmesi. Yüksek lisans tezi. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Karakuyu, H., Uzunkavak, M., Tortop, H. S., Bezir, N. Ç., ve Özek, N. (2006). Sandıklı çevresi lise ve dengi okul öğrencilerinin ısı ve sıcaklık ile ilgili kavram yanılgılarının belirlenmesi. Afyon Kocatepe Eğitim Bilimleri Dergisi, 8(1), 149-162.
• Keser, A. (2007). Afyonkarahisar il merkezindeki 9. sınıf öğrencilerinin ısı ve sıcaklık konusundaki kavram yanılgıları. Yüksek lisans tezi. Kocatepe Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar.
• Kesidou, S ve Duit, R. (1993). Student’ conceptions of thesecondlaw of thermodynamics- An interpretative study. Journal of Research in ScienceTeaching, 30, 85-106.
• Kırıkkaya, B. ve Güllü, D. (2008). İlköğretim beşinci sınıf öğrencilerinin ısı - sıcaklık ve buharlaşma - kaynama konularındaki kavram yanılgıları, İlköğretim Online, 7(1), 15-27.
• Kızılaslan, A. (2016). İlköğretim 8. sınıf görme engelli öğrencilere “maddenin halleri ve ısı” ünitesi ile ilgili kavramların öğretimi. Doktora tezi. Erzurum Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
• Kocakülah M. S. ve Kocakülah, A. (2002). Ortaöğretim Öğrencilerinin Isı ve Sıcaklık ile İlgili Kavramsal Yapıları. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kong-resi, 16-18 https://docplayer.biz.tr/36849768-Ortaogretim-ogrencilerinin-isi-ve-sicaklik-ile-ilgili-kavramsal-yapilari.html ad-resinden 22/12/2017 tarihinde erişilmiştir.
• Lewis, E. L. and Linn, M. C. (1994). Heatenergyandtemperatureconcepts of adolescents, adults, andexperts: Implicationsforcurricularimprovements. Journal of Research in ScienceTeaching, 31, 657-677.
• Merriam, S. B. (2013). Nitel araştırma desen ve uygulama için bir rehber. Ankara: Nobel.
• Miles, M. B. and Huberman, A. M. (2015). Nitel veri analizi. Ankara: Pegem Akademi.
• Ongun, E. (2006). Üniversite öğrencilerin ısı ve sıcaklık konusundaki kavram yanılgıları ile motivasyon ve bilişsel stilleri arasındaki ilişki. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Bolu.
• Osborne R. J. and Cosgrove, M. M. (1983). Children’sconceptions of changes of thestate of thewater. Journal of Research in ScienceTeaching, 20, 825-838.
• Osborne, R. J. and Gilbert, J. K. (1980). A Technique for exploring students’ views of world. Physics Education, 15, 376-37.
• Othman, J.,Treagust, D. and Chandrasegaron, A. L. (2007). An Investigation into the relationship between student’s conceptions of the particulate nature of matter and their understanding of chemical bonding. International Journal of Science Education,1, 1-20.
• Özalp, D. (2008). İlköğretim ve ortaöğretim öğrencilerinin maddenin tanecikli yapısı konusundaki kavram yanılgılarının ontoloji temelinde belirlenmesi. Yüksek lisans tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Özmen, H. ve Kenan, O. (2007). Determination of theTurkish primary students’ views about the particulate nature of matter. InAsia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 8(1), 1-15.
• Paik S-H., Kim H-N., Cho B-K and Park J-W. (2004). K-8th grade Korean students’ conceptions of changes of state” and “conditions for changes of state. International Journal of ScienceEducation, 26(2), 207-224.
• Patton, M. Q. (2018). Qualitative research evulation methods. California: Sage.
• Rose, P.,Beeby, J. and Parker, D. (1995). Academicrigour in the lived experience of researchersusing phenomenological methods in nursing. Journal of Advanced Nursing, 21, 1123-1129.
• Saka A. ve Ayas, A. (2002). Öğrencilerin mikrop kavramı ile ilgili düşüncelerinin yaşlara göre değişimi, M.Ü. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 16, 139–148.
• Sarı, A. (2014). Kavram haritası ve bilgisayar destekli öğretimin 7. sınıf öğrencilerinin madde konusundaki kavram yanılgılarına etkisinin ontolojik açıdan incelenmesi. Doktora tezi. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Sarı Ay, Ö. (2011). İlköğretim 8. sınıf fen ve teknoloji dersi ‘maddenin halleri ve ısı’ ünitesinde belirlenen kavram yanılgılarının giderilmesinde kavramsal değişim metinlerinin kullanımının etkisi ve öğrenci görüşleri. Yüksek lisans tezi. Hacettepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Ankara.
• Sarıkaya, Ş. (2001). Orta öğretim öğrencilerinin “maddenin oluşumu” ünitesine yönelik kavram yanılgılarının belirlenmesi (Balıkesir örneği). Yüksek lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir.
• Seidman, I. (2006). Interviewing as qualitativeresearch. New York and Londan: TeachersCollegePress. https://books.google.com.tr/books?hl=tr&lr=&id=pk1Rmq-Y15QC&oi=fnd&pg=PR9&dq=seidman+2006&ots=4qc-UUTKEJ&sig=by-5iqoqt7EJT1HkWA7xAgUke6Y&redir_esc=y#v=onepage&q=seidman%202006&f=false adresinden 15/09/2020 tarihinde erişilmiştir.
• Sopandi, W.,Latip, A. and Sujana, A. (2017). Prospectiveprimaryschoolteachers’ understanding on states of matterandtheirchanges. Journal of Physics: Conference Series, 812, 1-8.
• Stavy, M. (1990). Children’sexperts: Implications for curricular improvements. Journal of Research in ScienceTeaching, 31, 657-677.
• Şendur, G. (2004). Buharlaşma, kaynama konularındaki kavram yanılgılarının önlenmesi için Ausubel'in anlamlı öğretme yönteminin uygulanması. Yüksek lisans tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Şendur, G., Toprak, M. ve Pekmez, E., S. (2008). Buharlaşma ve kaynama konularındaki kavram yanılgılarının önlenmesinde analoji yönteminin etkisi. Ege Eğitim Dergisi, 2(9), 37-58.
• Şenocak, E., Dilber, R., Sözbilir, M. ve Taşkesenligil, Y.(2003). İlköğretim öğrencilerinin ısı ve sıcaklık konularını kavrama düzeyleri üzerine bir araştırma. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13, 199-210.
• Taşlıdere, E., Korur, F. ve Eryılmaz, A. (2012) Kavram yanılgılarının üç-aşamalı sorularla farklı bir şekilde değerlendirilmesi, X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresinde sunulmuş bildiri, Niğde.
• Türkoğuz, S. ve Yankayış, K. (2015). Isı ve sıcaklık hakkındaki kavram yanılgılarının günlük yaşama etkileri üzerine öğretmen görüşleri. Bayburt Üniversitesi eğitim Fakültesi Dergisi, 10(2), 498-515.
• Uzoğlu, M. ve Gürbüz, F. (2013). Fen ve Teknoloji öğretmen adaylarının ısı ve sıcaklık konusundaki kavram yanılgılarının belirlenmesinde öğrenme amaçlı mektup yazma aktivitesinin kullanılması. International Journal of SocialScience, 6(4), 501-514.
• Yıldırım, N. ve Konur, K., B. (2014). Fen bilgisi öğretmen adaylarının kimya kavramlarını günlük hayatla ilişkilendirebilmelerine yönelik gelişimsel bir araştırma. The Journal of AcademicSocialScienceStudies, 30, 305-323.
• Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2013). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayınları.