Üst bilişsel stratejilere dayalı bağlam temelli doğrudan yansıtıcı bilimin doğası öğretimi yaklaşımının fen bilimleri öğretmen adaylarının bilimin doğası anlayışlarına ve bu anlayışların kalıcılığına etkisi

Abstract

Bu araştırmanın amacı üst bilişsel stratejilere dayalı bağlam temelli doğrudan yansıtıcı bilimin doğası öğretimi yaklaşımının bilimin doğası anlayışları üzerindeki etkisinin belirlenmesidir. Ön test-son test kontrol gruplu tam deneysel modele göre yürütülen bu araştırmanın örneklemini 65 fen bilimleri öğretmen adayı oluşturmuştur. Veriler Bilimin Doğasına İlişkin Görüşler Ölçeği Formu (VNOS-C) (Lederman vd. 2002) ve Bilimsel Bilginin Doğasına İlişkin Görüşler Ölçeği (Özcan 2011) ile toplanmıştır. Formdan elde edilen veriler Jones (2010) tarafından geliştirilen dereceli puanlama anahtarı ile nitel olarak analiz edilirken, ölçekten elde edilen veriler nicel olarak analiz edilmiştir. Uygulama öncesinde katılımcılar rastgele kontrol ve deney grubuna atanmıştır. Kontrol grubunda bağlam temelli doğrudan yansıtıcı bilimin doğası öğretimi gerçekleştirilirken, deney grubunda bu öğretime ek olarak katılımcıların uygulama boyunca bazı üst bilişsel stratejileri kullanmaları sağlanmıştır. Bu araştırma kapsamında yürütülen bağlam temelli bilimin doğası öğretiminde; hem bağlam temelli olmayan (jenerik etkinlikler) hem de bağlam temelli olan (sosyobilimsel konular) bilimin doğası öğretimi gerçekleştirilmiştir. Deney grubunda; ders içi ve ders dışı üst bilişsel stratejiler kullanılmıştır. Ders içi stratejiler olarak okuma parçalarına ilişkin yansıtma raporları, KWL formları, zihin haritaları; ders dışı stratejiler olarak ise üst biliş eylem planları, bilim felsefecileri hakkında hazırlanan posterler ve dramatizasyon kullanılmıştır. Katılımcıların bilimin doğası anlayışlarını derinleştirmelerini amaçlayan bu stratejiler, bağlam yönünden üst düzeyde bağlam temelli doğrudan yansıtıcı bilimin doğası öğretimiyle bütünleştirilmiştir. Araştırmanın sonunda, uygulama öncesinde katılımcıların büyük bir kısmının tüm bilimin doğası bileşenlerinde yetersiz bilimin doğası anlayışlarına sahip oldukları görülmüştür. Elde edilen nicel veriler incelendiğinde, kontrol ve deney grupları arasında; bilimsel bilginin çıkarımlara dayalı olması, bilimsel bilginin sosyokültürel ortamda üretilmesi ve teori ve yasaların farklı türde bilgiler olması bileşenlerinde deney grubu lehine anlamlı farkın olduğu görülmüştür (p<0.05). Ölçeğin tamamından elde edilen ortalamalar incelendiğinde, yine deney grubu lehine anlamlı bir farkın olduğu gözlenmiştir. Bu durum üst bilişsel stratejilere dayalı bilimin doğası öğretimi yaklaşımının bağlam temelli öğretime göre daha etkili olduğunu göstermiştir. Nicel verilerin nitel verilerle desteklenmesi ve güvenirliğinin sorgulanması amacıyla yapılan nitel analizler sonucunda, bağlam temelli doğrudan yansıtıcı bilimin doğası öğretimi yaklaşımının uygulama sonrasında kontrol grubunda yer alan katılımcıların özellikle bilimsel bilginin teori kökenli olması ve bilimsel bilginin sosyokültürel ortamda üretilmesi bileşenlerindeki bilgili görüşlerinin artırılmasında etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Uygulama sonrasında deney grubunda yer alan katılımcıların ise özellikle bilimsel bilginin değişebilir olması (+43.750), bilimsel bilginin yaratıcılık ve hayal gücüne dayalı olması (+37.500) ve teori ve kanunlarının farklı türde bilgiler olması (+21.875) bileşenlerindeki bilgili görüşlerinin arttığı ve bu artışların kontrol grubundaki artışlara oranla daha yüksek olduğu görülmüştür. Kalıcılığa ilişkin bulgular incelendiğinde, kontrol grubundaki katılımcıların, son testlerle karşılaştırıldığında, bilgili anlayışlarında en fazla bilimsel bilginin sosyokültürel ortamda üretilmesi bileşeninde düşüş yaşadıkları (-21.21), kanıta dayalı olma ve çıkarımlara dayalı olma bileşenlerinde ise son test değerlerini aynen korudukları görülmüştür. Son testlerle karşılaştırıldığında, deney grubunda yer alan katılımcıların en fazla düşüşü yaratıcılık ve hayal gücü bileşeninde (-15.625) yaşadıkları görülmüştür. Böylece, kontrol grubunda görülen en yüksek artışın, kontrol ve deney gruplarında görülen kalıcılık düşüşleriyle değer aralıklarında yer aldığı çıkarımı yapılabilir. Nicel ve nitel verilere ilişkin bulgular birlikte incelendiğinde, deney grubunda yer alan katılımcıların bilimsel bilginin sosyokültürel ortamda üretilmesi bileşeninde hem nicel bulgular yönünden hem de nitel bulgular yönünden kontrol grubuna göre daha kayda değer gelişim sergilediği görülmüştür. Nicel analizde anlamlı farkın tespit edildiği bilimsel bilginin çıkarımlara dayalı olması bileşeninde ise, deney grubunda yer alan katılımcıların bu bileşende nitel analizlerde yetersiz görüşlerini %50 azalttıkları ve bilgili görüşlerini +15.625 artırdıkları görülmüştür. Dolayısıyla, üst bilişsel stratejilere dayalı bağlam temelli bilimin doğası öğretiminin bu bileşene ilişkin anlayışların geliştirilmesinde etkili olduğu ancak kalıcılık yönünden kontrol grubunda uygulanan bağlam temelli öğretimle benzer oranlarda, düşük kalıcılık sağladığı sonucuna varılmıştır.

The purpose of the current study was to investigate the effect of metacognitive strategies embedded in explicit-reflective nature of science instruction contextualized in relation to two relatively unfamiliar contexts on preservice science teachers’ understandings of nature of science (NOS). Pretest, posttest control group true design was used to assess a total of 65 preservice science teachers’ NOS understandings. Data were collected through Views of Nature of Science Questionaire (VNOS-C) developed by Lederman et al. (2002) and Views of Nature of Scientific Knowledge Questionaire developed by Özcan (2011). Data collected by VNOS-C were qualitatively analysed according to a rubric put forward by Jones (2010), while the data collected by the other were analysed quantitatively. At the outset of NOS instruction, participants were completely randomized into groups called intervention group (N:33) and control group (N:32). Participants in the intervention group were made to use additional metacognitive strategies together with contextualized NOS instruction compared to those in the control group solely involved in contextualized NOS instruction. In the study, contextualized NOS instruction included both generic NOS activities as noncontextualized instruction and socioscientific issues as contextualized instruction. These activities were supported by the use of actual reading texts about science in the context of science content. Additionally, socioscientific issues were used as inner context in order participants to gain deeper understandings of nature of science in subsequent two weeks. The other context was philosophy of science (POS) as an outer context. Discussions related to POS were moderated by the researcher in the exclusive sessions. In these sessions, both control and intervention groups participated in the reading texts related to history/philosophy of science had a chance to discuss their views with their possible improved NOS understandings. The discussions were then proceeeded by participants in both groups putting forward the views belong to their own philosophers in the philosophy of science. Metacognitive strategies utilized in the intervention group were divided into two parts each of called as inner and outer of courses. Reflection papers related to actual reading texts, KWL forms and mind maps were inner metacognitive strategies; while metacognitive course of action, posters about philosophers in philosophy of science and dramatization about philosophers of science were in outer context. These strategies helpful for gaining deeper NOS understandings were integrated into highly contextualized NOS instruction. Results showed that initially participants in both groups held many naïve NOS understandings of all NOS aspects. Viewing quantitative data, there was a statistically significant difference between on behalf of intervention group in terms of three NOS aspects including inferential, sociocultural and theory-law (p<0.05). This difference is also valid for the whole questionaire on behalf of intervention group. Consequently, it was concluded that metacognitive strategies embedded in contextualized explicit reflective NOS instruction was more influential than contextualized explicit-reflective NOS instruction. Qualitative analysis showed that contextualized explicit-reflective NOS instruction is influential especially in the aspects of theory-laden and sociocultural in the control group. There was no increase in informed NOS understandings related to the aspects of inferential and empirical. However, none of these increases were more than 15%. Participants in the intervention group improved their informed understandings in terms of tentativeness (+43.750), creativeness (+37.500) and theory-law (+21.875). These increases were higher compared to those gained in the control group. This result might be associated with; participants joined in the discussions of reading texts from history/philosophy of science with new perspectives belong to philosophers of science, performed a drama about the philosophers of science and finally used metacognitive course of action. In addition, participants in the intervention group used KWL forms, drew mind maps. These strategies also might have an effect on these increases. Findings from retention test showed that the highest decrease was in the sociocultural aspect of NOS (-21.21) in the control group, compared to post tests. However, empirical and inferential aspects were retained. In addition, participants in the intervention group experienced the highest decrease (-15.625) in creativeness aspect of NOS. Findings from both quantitative and qualitative analysis showed that participants in the intervention group improved their NOS understandings mostly in sociocultural NOS aspect compared to those in the control group. Rather, participants in the intervention group decreased their naïve NOS understandings (50%) and increased their informed NOS understandings (+15.625) in terms of inferential aspect having a statistically significant difference in quantitative analysis of post test. Consequently, it might be concluded that metacognitive strategies embedded in contextualized explicit reflective NOS instruction is effective improving informed NOS understanding.