FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI

ÇÖKELEZ, AYTEKİN

FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI

Aytekin ÇÖKELEZ (Doç. Dr. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, İnsan ve Toplum Bilimleri Bölümü, El-mek:)

Turkish Studies (Elektronik)

56 17

Yıl: 2015 Cilt: 10 Sayı: 15 Sayfa Aralığı: 255 - 272 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI

Öz:

Bu derleme çalışmasının amacı, alanyazında bulunan, model ve modelleme konusundaki çalışmaları incelemek, bu kavramların yapılmış tanımlarını derlemek, aynı zamanda, modeller ve modelleme konusunda fen bilgisi öğretmenleri, fen bilgisi öğretmen adayları ve farklı düzeylerdeki öğrencilerin ilgili kavramlara ilişkin düşüncelerini ve onların bu konudaki eksikliklerini ortaya koymaktır. Ayrıca çalışmanın fen eğitimi araştırmacıları ve fen bilgisi öğretmenleri için model ve modelleme konusunda başvurulacak bir kaynak olması açısından faydalı olacağı düşünülmektedir. Alanyazında bulunan ve öğretmenler ile yapılan çalışmalar, öğretmenlerin model ve modelleme kavramlarını tanımlamada ve modellerin amaçları, özellikleri, sınıflandırılması ve hedefle olan ilişkileri ile fen eğitimindeki yeri ve önemi konusunda yeterince bilgi sahibi olmadıklarını göstermektedir. Modellerin gerçeğin basitleştirilmiş şematik temsili ve soyut kavramların anlaşılması için gerekli araçlar olduklarını düşünmektedirler. Modellerin temsil ve açıklama fonksiyonları hakkında bilgi sahibi olmalarına karşın tahmin fonksiyonu hakkında bilgiye sahip olmadıkları görülmektedir. Derslerde model kullanan öğretmen sayısının düşük olduğu ve bunların da bilinçli olmadığı görülmektedir. Ayrıca, fen eğitiminde kullanılmakta olan modellerin yetersiz olduğu ve yeni modellerin geliştirilmesi gerektiği konusunda öğretmenlerin taleplerinin olduğunu ve derslerde mevcut modellerin kullanımı ve yeni modellerin geliştirilmesi konusunda desteğe ihtiyaçları olduğunu göstermektedir. Alanyazındaki çalışmalar öğretmen adaylarının modeller ve modelleme konularında bilgilerinin yetersiz olduğunu göstermektedir. Ayrıca modellerin gerçeğin bir kopyası olduğunu, bununla birlikte görsel veya somut bir temsili olarak görmektedirler. Modeller ve modelleme soyut konuların öğretilmesinde etkili olduğu ve derslerde daha çok kullanılması gerektiğini düşünmektedirler. Diğer yandan, kendi aralarında iletişim kurma ve bilgi paylaşımında önemli olduğuna inanmaktadırlar. Alanyazında bulunan ve farklı düzeydeki öğrencilerle yapılan çalışmalar model ve modelleme etkinliklerinin öğrenci başarısı, öğrenci motivasyon ve tutum üzerine olumlu etki yaptığını göstermektedir. Ayrıca derslerde model kullanımının geleneksel öğretime göre daha etkili olduğu ve mevcut bilgilerin öğrenilmesi ve yeni bilgi oluşturmada kolaylık sağladığı ortaya konulmuştur. Ayrıca çalışma sonuçları model kullanımının soyut kavramları somutlaştırma ve kalıcı ve anlamlı öğrenmeyi sağlamada önem taşıdığını göstermektedir

Anahtar Kelime:

MODELS AND MODELING IN SCIENCE EDUCATION, TEACHERS, PROSPECTIVE TEACAHERS AND STUDENTS: LITERATURE REVIEW

Öz:

This study is intended to review some of the selected researches carried out on science teachers, prospective science teachers, and students’ understanding of model and modelling. The review puts together the important finding of the researches and summaries on the one hand, the definitions of related concepts and on the other hand, their ideas about these concepts and the difficulties students encountered in understanding and using models. Therefore, this study would be beneficial for the researchers and lecturers in science education. This study shows that science teachers have not sufficient knowledge about definition of the models and modelling used in science education. They have also insufficient knowledge about the aims, characteristics and classification of models. They believe that the models are a simple schematic representation of real and the tools to understand abstract concepts. They have sufficient knowledge about the representative and explanatory function of models but not about predictive function of models. The low number of science teachers uses models in science course and they are not conscious. For science teachers, the models used in science course are limited and the use of them is insufficient. Therefore, it should be developed new models for different subjects. Studies in literature show that prospective science teachers’ knowledge about models and modelling is insufficient. In addition, they define the models as a copy and visual and concrete representation of the real. They think that models and modelling are effective in the teaching of abstract concepts. It should be used more in science course. Therefore, they believe that models play an important role in communicating and sharing information with each other. Studies on different level of students shows that the use of models positively effects student achievement, motivation, and attitude. In addition, the use of models in science course is more effective than traditional teaching method and it plays an important role in learning concepts and creating new knowledge. On the other hand, results showed that the use of models is important in concretization of abstract concepts and plays an important role in removing misconceptions, understanding scientific processes and developing student problem solving skills. This study is intended to review the selected researches carriedout on science teachers, prospective science teachers, and students’understanding of model and modelling. The review puts together theimportant finding of the researches and summaries on the one hand,the definitions of related concepts and on the other hand, their ideasabout these concepts and the difficulties students encountered inunderstanding and using models. Therefore, this study would bebeneficial for the researchers and lecturers in science education. Usingmodels is inevitable in science education, which deals with abstractconcepts (Treagust et. al., 2002). Paton (1996) defined scientific modelsas scientific and mental activities that facilitate a person’sunderstanding of phenomena that seem complex. Different researchershave set forth a variety of definitions for model. According to Host(1989), a model is an actual tool of representation but Drouin (1988)regards it as something that is used in place of something else. Bissuel(2001) defined it as a tool of communication. The literature describesthree main functions of models. Martinand (1990) states that modelsare used in representation of an event or system that needs to beexplained. Genzling and Pierrard (1994) assert that a model isexplanatory only when a connection can be made between the differentdefiners of the system that needs to be explained because of aparticular characteristic or change in the characteristic of an event.According to Drouin and Astolfi (1992), a model provides theopportunity to speculate about the different stages of a developingprocess or system transformation, without having to consider thecurrent state.In this study, an analysis about definition for models, functions ofmodels, classification of models, and limitation of models as well asdefinition of modelling has been realized.The concepts of model and modelling that are a part of the scienceand technology curriculum (2006) for grades 4-8 and the new sciencecurriculum (2013) for grades 3-8 were examined in the first stage of theresearch. Later, a review was made of existing international literaturerelated to these concepts in science education. Articles found have beenfirstly reviewed in terms of the definition of model and modelling,classification, properties, functions, and limitations of the models.Afterwards articles have been investigated in terms of;- the models in science teaching,- science teachers-model-modelling,- prospective science teachers -model-modelling and,- primary and high school students-model-modeling.In this perspective, the present study is the first literature reviewarticle in science education and will be a source for researchers andscience teachers.This study showed that science teachers have not sufficientknowledge about definition of the models and modelling used in scienceeducation. They have also insufficient knowledge about the aims, characteristics and classification of models. They believe that themodels are a simple schematic representation of real and the tools tounderstand abstract concepts. They have sufficient knowledge aboutthe representative and explanatory function of models but not aboutpredictive function of models. The low number of science teachers usesmodels in science course and they are not conscious. For scienceteachers, the models used in science course are limited and the use ofthem is insufficient. Therefore, it should be developed new models fordifferent subjects. When reviewing the literature in terms of"representation", "description" and

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Abak, A., Eryılmaz, A., Yılmaz, S., & Yılmaz, M. (2001). Effects of bridging analogies on students’ misconceptions about gravity and inertia. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 20, 1-8.
Acher, A., Arc`a, M., & Sanmart´i, N. (2007). Modeling as a teaching learning process for understanding materials: A case study in primary education. Science Education, 91, 398- 418.
Barab, S. A., Hay, K. E., Barnett, M., & Keating, T. (2000) Virtual solar sysytem project: Building understanding through model building. Journal of Research in Science Teaching, 37(7), 719-756.
Berber C. N., & Güzel, H. (2009). Fen ve matematik öğretmen adaylarının modellerin bilim ve fendeki rolüne ve amacına ilişkin algıları. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 21, 87-97.
Bilgin, İ., & Geban, Ö. (2001). Benzetişim (analoji) yöntemi kullanarak lise 2. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge konusundaki kavram yanılgılarının giderilmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 20, 26-32.
Bissuel, G. (2001). Et si la physique était symbolique?. Paris: PUFC.
Buckley, B. C. (2000). Interactive multimedia and model-based learning in Biology. Science Education, 22(9), 895-935.
Coll, R. K., & Treagust D. F. (2003). Learners’ mental models of metallic bonding: A cross-age study. Science Education, 87, 685-707.
Cokelez, A. (2009). İlköğretim ikinci kademe öğrencilerinin tanecik kavramı hakkındaki görüşleri: Bilgi dönüşümü. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 36, 64-75.
Cokelez, A. (2012). Junior high school students’ ideas about the shape and size of the atom. Research in Science Education, 4(42), 673-686.
Çilenti, K. (1985). Fen eğitimi teknolojisi. Ankara: Kadıoğlu Matbaası.
Danusso, L., Testa, I., & Vicentini, M. (2010). Improving prospective teachers’ knowledge abouth scientific models and modelling: Design and evaluation of a teacher education intervention. International Journal of Science Education, 32(7), 871-905.
Drouin, A. -M. (1988). Le modèle en questions. Aster, 7, 1-20.
Drouin, A. -M., & Astolfi, J. -P. (1992). La modélisation à l’école élémentaire, in. Enseignement et apprentissage de la modélisation en science. Paris: INRP.
Ergin, İ., Özcan, İ. & Sarı, M. (2012). Farklı akademik unvanlara sahip fen öğretmenlerinin branşlara göre model ve modelleme hakkındaki görüşleri. Journal of Educatıonal and instructional Studies in the World, 2(1), 142-159.
Everett, S. A., Otto, C. A., & Luera, G. R. (2009). Preservice elementary teachers’ growth in knowledge of models in a science capstone course. International Journal of Science and Mathematics Education, 7(6), 1201-1225.
Frederiksen, J. R., White, B. Y., & Gutwill, J. (1999). Dynamic mental models in learning science: The importance of constructing derivational linkages among models. Journal of Reserach in Science Teaching, 36(7), 806-836.
Genzling, J. -C., & Pierrard, M. -A. (1994). La modélisation, la description, la conceptualisation, l’explication et la prédiction, in Nouveau Regards sur l’enseignement et l’apprentissage de la modélisation en sciences. Paris : INRP.
Gilbert, J. K. (1995). The role of models and modelling in some narratives in science learning. Presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, April 18-22. San Francisco, CA, USA.
Gilbert, J. K., Boulter, C. J., & Elmer, R. (2000). Positioning models in science education and in design and technology education. In J. K. Gilbert & C. J. Boulter (Eds.), Developing models in science education (pp. 3–18). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
Gilbert, J. K., Pietrocola, M., & Zylbersztajn, A. (2000). Science and Educationl: Notions of Reality, Theory and Model, In Developing models in science education. Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
Gobert, J. D. (2000). A typology of causal models for plate tectonics: Inferential power and barriers to understanding. Science Education, 22(9), 937- 977.
Grosslight, L., Unger, C., Jay, E., & Smith, C. L. (1991). Understanding models and their use in science: Conceptions of middle and high school students and experts. Journal of Research in Science Teaching, 28(9), 799-822.
Gümüş, İ., Demir, Y., Koçak, E., Kaya, Y., & Kırıcı, M. (2008). Modelle öğretimin öğrenci başarısına etkisi. Erzincan Eğitim Fakültesi Dergisi, 10(1), 65-90.
Günbatar, S. & Sarı, M. (2005). Elektrik ve manyetizma konularında anlaşılması zor kavramlar için model geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25(1), 185-197.
Güneş, B., Gülçiçek, Ç., & Bağcı, N. (2004). Eğitim fakültelerindeki fen ve matematik öğretim elemanlarının model ve modelleme hakkındaki görüşlerinin incelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 1(1), 35-48.
Güneş, M. H., & Çelikler, D. (2010). The investigation of effects of modelling and computer assisted instruction on academic achievement. The International Journal of Educational Researchers, 1(1), 20-27.
Halbwachs, F. (1974). La pensée physique chez l’enfant et le savant, collection zetos, Neuchâtel : Delechaux et Niestlé.
Harrison, A. G., & Treagust, D. F. (1996). Secondary students’ mental models of atoms and molecules: implications for teaching chemistry. Science Education, 80(5), 509-534.
Harrison, A. G., & Treagust, D. F. (2000). A typology of school science model. Internetional Journal of Science Education, 22(9), 1011-1026.
Hart, K. (2008). Models in physics, model for physics learning, and why the distinction may matter in the case of electric circuits. Research in Science Education, 38, 529-544.
Host, V. (1989). Système et modèles: Quelques repères bibliographiques. Aster, 8, 187-209.
Johnson. S. K., & Stewart, J. (2002). Revising and assessing explanatory models in a high school genetics class: A comparison of unsuccessful and successful performance. Science Education, 86, 463-480.
Justi, R. S., & Gilbert, J. K. (2002a). Science teachers’ knowledge about and attitudes towards the use of models and modelling in learning Science. International Journal of Science Education, 24(12), 1273–1292.
Justi, R. S., & Gilbert, J. K. (2002b). Modelling, teachers’ views on the nature of modelling, and implications for the education of modellers. International Journal of Science Education, 24(4), 369-387.
Justi, R. S., & Gilbert, J. K. (2003). Teachers' views on the nature of models. International Journal of Science Education, 25(11), 1369-1386.
Kuo, M. -T., Jones, L. L., Pulos, S. M., & Hyslop, R. M. (2004). The relationship of molecular representations, complexity, and orientation to the difficulty of stereochemistry problems. The Chemical Educator, 9, 1-7.
Larcher, C. (1996). La physique et la chimie, sciences de modèles in Didactique appliquée de la physique – chimie. Paris : Nathan.
Lawson, D., & Lawson, A. (1993). Neural principles of memory and a neural theory of analogical insight. Journal of Research in Science Teaching, 30(10), 1327-1348.
Lee, C. B., Jonassen, D., & Teo, T. (2011). The role of model building in problem solving and conceptual change. Interactive Learning Environments, 19(3), 247-265.
M´arquez, C., Izquierdo, M. `E., & Espinet, M. (2006). Multimodal science teachers’ discourse in modeling the water cycle. Science Education, 90, 202-226.
Maia, P. F., & Justi, R. (2009). Learning of chemical equilibrium through modelling-based teaching. International Journal of Science Education, 31(5), 603–630.
Martinand, J. -L. (1990). In J. Colomb et J.-L. Martinand : Enseignement et apprentissage de la modélisation, Rapport RCP INRP-LIREST. (p.116) Document multigraphié, Lirest. Paris, Université Paris 7.
MEB. (2006). 6-8. Sınıflar fen ve teknoloji öğretim programı. Ankara: MEB. Yayınları.
MEB. (2013). 3-8. Sınıflar fen bilimleri dersi öğretim programı. Ankara: MEB Yayınları.
Oh, P. S., & Oh, S. J. (2011). What teachers of science need to know about models an overview. International Journal of Science Education, 33(8), 1109-1130.
Ourisson, G. (1986). Le langage universel la chimie: les idéogrammes, ambiguïté et laxismes. L’actualité Chimique, 1-2, 41-45.
Paton, R. C. (1996). On an apparently simple modelling problem in biology. International Journal of Science Education, 18(1), 55-64.
Robardet, G., & Guillaud, J. -C. (1994). Eléments d’épistémologie et de didactique des sciences physiques, de la recherche à la pratique, Tome 1. Publication de l’IUFM de Grenoble.
Rotbain, Y., Marbach-Ad, G., & Stavy, R. (2006). Effect of bead and illustrations models on high school students’ achievement in molecular genetics. Journal of Research in Science Teaching, 43(5), 500-529.
Sarıkaya, M. (2007). Kolay sağlanabilir malzemelerle molekül model yapımı. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 5(3), 513-537.
Sarıkaya, R., Selvi, M., & Doğan Bora, N. (2004). Mitoz ve mayoz bölünme konularının öğretiminde model kullanımının önemi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 12(1), 85-88.
Shen, J., & Confrey, J. (2007). From conceptual change to transformative modeling: A case study of an elementary teacher in learning astronomy. Science Education, 91, 948-966.
Smit, J. J. A., & Finegold, M. (1995). Models in physics: Perceptions held by final-year prospective physical science teachers studying at South African universities. International Journal of Science Education, 17(5), 621-634.
Stratford S. J., Krajcik, J., & Soloway E. (1988). Secondary students' dynamic modeling processes: analyzing, reasoning about, synthesizing, and testing models of stream ecosystems. Journal of Science Education and Technology, 7(3), 215-234.
Taylor, I., Barker, M., & Jones, A. (2003). Promoting mental model building in astronomy education. International Journal of Science Education, 25(10), 1205-1225.
Thom, R. (1979). Modélisation et scientificité, in acte du colloque Elaboration et Justification des Modèles, Applications en Biologie, Tome 1. Paris: Maloine Editeur.
Treagust, D. F., Chittleborough, G., & Mamiala, T. L. (2002). Students’ understanding of the role of scientific models in learning science. International Journal of Science Education, 24(4), 357-368.
Ünal, G., & Ergin, Ö. (2006). Fen Eğitimi ve Modeller. Milli Eğitim Dergisi, 171, 188-196.
Van Driel, J. H., & Verloop, N. (1999). Teachers’ knowledge of models and modelling in Science. International Journal of Science Education, 21(11), 1141- 1153.
Vosniadou, S. (1994). Capturing and modeling the process of conceptual change. Learning and Instruction, 4, 45-69.
Vosniadou, S., Skopeliti, I., & Ikospentaki, K. (2004). Modes of knowing and ways of reasoning in elementary astronomy. Cognitive Development, 19, 203-222.
Walliser, B. (1977). Systèmes et modèles, introduction critique à l’analyse de système. Paris: Seuil.
Yiğit, N., & Özmen, H. (2006). Fen öğretimine yönelik hazırlanan modellerin kazandırmayı amaçladıkları davranışlar açısından incelenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 21, 1-14.
Yurdatapan, M., & Şahin, F. (2013). DNA Kavramları ile ilgili animasyon ve model kullanılmasının fen bilgisi öğretmenliği öğrencilerinin öğrenmelerine etkisi. Turkish Studies - International Periodical for the Languages, Literature and History of Turkish or Turkic, 8, 8, 2303-2313.

APA	ÇÖKELEZ A (2015). FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. , 255 - 272.
Chicago	ÇÖKELEZ AYTEKİN FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. (2015): 255 - 272.
MLA	ÇÖKELEZ AYTEKİN FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. , 2015, ss.255 - 272.
AMA	ÇÖKELEZ A FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. . 2015; 255 - 272.
Vancouver	ÇÖKELEZ A FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. . 2015; 255 - 272.
IEEE	ÇÖKELEZ A "FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI." , ss.255 - 272, 2015.
ISNAD	ÇÖKELEZ, AYTEKİN. "FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI". (2015), 255-272.

APA	ÇÖKELEZ A (2015). FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. Turkish Studies (Elektronik), 10(15), 255 - 272.
Chicago	ÇÖKELEZ AYTEKİN FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. Turkish Studies (Elektronik) 10, no.15 (2015): 255 - 272.
MLA	ÇÖKELEZ AYTEKİN FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. Turkish Studies (Elektronik), vol.10, no.15, 2015, ss.255 - 272.
AMA	ÇÖKELEZ A FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. Turkish Studies (Elektronik). 2015; 10(15): 255 - 272.
Vancouver	ÇÖKELEZ A FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI. Turkish Studies (Elektronik). 2015; 10(15): 255 - 272.
IEEE	ÇÖKELEZ A "FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI." Turkish Studies (Elektronik), 10, ss.255 - 272, 2015.
ISNAD	ÇÖKELEZ, AYTEKİN. "FEN EĞİTİMİNDE MODEL VE MODELLEME, ÖĞRETMENLER, ÖĞRETMEN ADAYLARI VE ÖĞRENCİLER: ALANYAZIN TARAMASI". Turkish Studies (Elektronik) 10/15 (2015), 255-272.