Farklı öğrenim seviyelerindeki öğrencilerin asit-baz konusuyla ilgili bilişsel yapıları

Abstract

Bu çalışmanın amacı farklı öğrenim seviyelerindeki (ortaokul, lise ve üniversite) öğrencilerin asit-baz konu alanıyla ilgili bilişsel yapılarının belirlenmesidir. Bir durum çalışması olan bu araştırma iki aşamalı olarak yapılandırıldı. Bu araştırmanın birinci aşamasında öğrencilerin asit-baz konusuyla ilgili bilgi yapılarında yer alan kavramlar ve kavramlar arası ilişkilerin yönü ve gücünün analiz edilmesi amaçlandı. İkinci aşamada ise öğrencilerin asit-baz konusuyla ilgili bilgi yapılarının betimsel ve yapısal özelliklerinin detaylı ve bütüncül bir biçimde belirlenmesi amaçlandı. Bu araştırmanın çalışma grubunu 2018-2019 akademik yılında öğrenim gören sekizinci sınıf, on ikinci sınıf ve kimya öğretmen adayları oluşturdu. Çalışma toplam 189 öğrenci ile yürütüldü. Bunlardan 80 tanesi sekizinci sınıf, 80 tanesi on ikinci sınıf, 13 tanesi 3. sınıf, 10 tanesi 4. sınıf kimya öğretmen adayı ve kalan 6 tanesi ise kimya yüksek lisans öğrencisidir. Bu araştırmanın birinci aşamasının veri kaynağını kelime ilişkilendirme testleri (KİT) oluşturdu. İkinci aşamanın veri kaynağını ise KİT'lerin karşılaştığı sorunların üstesinden gelindiği, kavramlar arası ilişkilerin doğasını (bilgi yapılarının yapısal unsurlarını) belirlemede kullanılan serbest yazma tekniği oluşturdu. Bu çalışmada verileri analiz etmek için içerik analizi tekniği kullanıldı. Bu araştırmanın birinci aşamasında öğrencilerin bilgi yapısı haritaları oluşturulurken 10 farklı frekans aralığı belirlendi. İlişkilendirmelerin frekans değerleri yükseldikçe uyarıcı ve cevap kelime sayısının azaldığı, ilişkilendirmelerin gücünün kuvvetli olduğu tespit edildi. İlişkilendirmelerin frekans değerleri düştükçe uyarıcı ve cevap kelime sayısının arttığı, ilişkilendirmelerin gücünün zayıf olduğu, bilişsel yapı organizasyonunun diğer düzeylere kıyasla en gelişmiş düzeyde olduğu tespit edildi. Genel olarak, sekizinci ve onikinci sınıf öğrenciler ile kimya öğretmen adaylarının asit-baz konusuyla ilgili bilişsel yapılarının, çift yönlü ve çapraz ilişkilendirmenin olmadığı, kavramlar arasında tek yönlü ilişkilendirmeleri içeren statik bir yapı arz ettiği gözlendi. Bu araştırmanın ikinci aşamasında öğrencilerin "Asit, baz, asitlik, bazlık, tuz, nötralleşme, tampon çözelti, indikatör, pH, amfoter tür, konjuge asit baz" gibi kavramları nasıl ilişkilendirdikleri, ''Parçası/bölümü ilişkisi'', ''Örnek/çeşit ilişkisi'', ''Neden/öncüllük ilişkisi'', ''Analoji ilişkisi'', ''Karakteristik ilişki'', ''Kanıt ilişkisi'' şeklinde belirlenen kategorilere ait bulgular ile elde edildi. Ayrıca öğrencilerin oluşturduğu kavram haritalarında birbirleri ile ilişkili olması gereken kavramlar arasında ilişkilendirmelerin kurulamadığı, öğrencilerin temel konular bağlamında geliştirdikleri sınırlı veya hatalı kavramaların ileri düzey konulara ait kavramların anlamlandırmasında engeller oluşturduğu tespit edildi. Elde edilen bulgular detaylı olarak tartışıldı ve konuyla ilgili bazı çıkarımlarda bulunuldu. Kitap yazarlarına, kimya öğretmenlerine ve kimya eğitimi araştırmacılarına yönelik öneriler sunuldu.

In this study, it was focused on determining the cognitive structures of the students at different levels of education (secondary, high school and university) related to the topic of acids-bases. This case study was structured in two stages. In the first stage, it was aimed to analyze the direction and strength of the concepts and relationships between the concepts in the information structures of the students about acid-base. In the second stage, it was aimed to determine the descriptive and structural features of the knowledge structures of the students on acids-bases in a detailed and holistic way. The participants of the study consisted of students from eighth grade, twelfth grade, and students who study chemistry education in the 2018-2019 academic year. The study was conducted with 189 students: 80 of them were eighth grade, 80 of them were twelfth grade, 13 of them were 3rd year chemistry education, 10 of them were 4th year chemistry education, and the remaining 6 were graduate students in chemistry education. The data source of the first stage was the word association tests (WAT). The data source of the second stage was the free writing technique used for determining the nature of the inter-conceptual relations (structural elements of information structures), where the problems faced by the WATs were overcome. In this study, content analysis technique was used to analyze the data. In the first stage of the study, 10 different frequency ranges were determined while creating information structure maps. As the frequency values of associations were increased, the number of stimulus and answer words decreased and the strength of associations was strong. As the frequency values of associations were decreased, the number of stimulus and answer words increased, associations were weak, and cognitive structure organization was the most advanced level compared to other levels. In general, it was observed that the cognitive structures of the eighth and twelfth grade students and chemistry teacher candidates related to the topic of acids-bases were not bi-directional and cross-correlated and had a static structure including one-way correlations between the concepts. In the second stage, the study examined how students' concepts of acid and bases; such as, acid, base, acidity, alkalinity, salt, neutralization, buffer solution, indicator, pH, amphoteric species, conjugated acids and bases" were related in terms of type relationship, causality relationship, analogy relationship, characteristic relationship, evidence relationship. In addition, it was found that there is no correlation between the concepts that should be related to each other in the concept maps formed by the students, and limited or incorrect understandings developed by the students in the context of basic subjects may create obstacles in the meaning of the concepts related to advanced topics. The findings were discussed in detail, and some inferences were drawn. Suggestions were included for book authors, chemistry teachers, and chemistry education researchers.