Yapılan literatür taraması sonucunda, Türkiye’de problem çözme ile ilgili araştırmaların matematik alanında yoğunlaştığı ve problem çözmenin sıklıkla yer aldığı fizik alanındaki çalışmaların sınırlı sayıda olduğu belirlenmiştir. Yapılan araştırmaların konularının problem çözme sürecini incelemeye, problem çözme becerisini etkileyen faktörleri belirlemeye, problem çözme becerisini geliştirmeye ve problem çözme
becerisini/performansını değerlendirmeye yönelik olmak üzere dört grupta toplandığı söylenebilir. Problem çözme sürecinde öğrencilere destek ya da ipucu sunma ile ilgili araştırmalara gereken yerin verilmediği görülmektedir.
Problem çözme sürecini inceleyen araştırmalarda, öğrencilerin problem çözerken kullandıkları stratejilerin, yaşadıkları zihinsel süreçlerin açıklanması amaçlanmıştır. Bu araştırmalarda genellikle yapılandırılmış ya da yarı yapılandırılmış mülakat, bazen klinik mülakat yöntemlerinden faydalanılmıştır. Veri toplama aracı olarak ise problem çözme değerlendirme formu, modelleme testi, anket, problem çözme raporları ve video kayıtları kullanılmıştır. Genellikle kullanılan problem çözme stratejileri, kullanılan bilgi türleri, güçlük çekilen noktalar, problem çözme sürecini bilme ve uygulama düzeyleri, problem çözmede başarılı olan ve problem çözmede güçlük çeken öğrencilerin bu süreçte kullandıkları stratejiler belirlenmiştir. Bu araştırmalar, problem çözme süreci hakkında genel bir görüş oluşturmuştur. Ancak problem çözme sürecinin bireyselliğinden dolayı, süreci tamamen açıklayamamışlardır. Anket, form, ölçek ya da testlerle veri toplanan araştırmalara göre, mülakatlar ile verilerin toplandığı araştırmalar bu sürecin aydınlatılmasına daha fazla katkıda bulunmuştur. Ancak bu veri toplama yöntemlerinin de bir takım sınırlılıkları vardır. Yarı yapılandırılmış mülakat yürütülerek problem çözme sürecinin belirlenmeye çalışıldığı araştırmalarda, öğrenciler problem çözme süreci hakkında bilgiler verir, ancak öğrenciler yarı yapılandırılmış mülakatlarda problem çözerken yapmadığı bir davranışı, yapıyor gibi ifade edebilir. Öğrencilerin problem çözme sürecini incelemek için klinik mülakatların yürütülmesi yarı yapılandırılmış mülakatlardan daha fazla zaman almaktadır. Klinik mülakatlar sırasında öğrencilerin problem çözerken izlediği adımlar belirlenebilir. Ancak zihinsel süreç tamamen ortaya çıkarılamaz, öğrencinin ifade edebildiği kadarıyla öğrencinin problem çözme süreci açıklanabilir. Öğrencilerin problem çözerken izlediği adımlar/davranışlar belirli sınırlar içinde belirlenebilir. Literatürde, öğrencilerin problem çözerken güçlük çektikleri aşamalar testlerle, ölçeklerle ya da mülakatlar ile belirlenmeye çalışılmıştır. Ancak öğrencilerin problem çözerken güçlük çektiği ilk adımı aştığında, çözüm sürecinde nereye kadar ilerleyebileceği bu araştırmalarda belirlenmemiştir. Bu durum öğrencilerin problem çözme sürecinde güçlük çektikleri adımların belirlenmesinde farklı yöntemlere ihtiyaç olduğunu düşündürmüştür. Yapılan araştırmada bu durumlar dikkate alınarak, öğrencilerin problem çözme sürecinin tamamında ihtiyaç duydukları ipuçları belirlenmiştir. Bu ipuçlarının belirlenmesinde, mülakat yönteminin uzun zaman alma ve aynı anda birden fazla öğrencinin problem çözme sürecini belirleyememe sınırlılıkları dikkate alınarak bilgisayarlardan faydalanılmıştır. Geliştirilen İDEPÇA aracılığıyla, öğrencilerin aynı anda, aynı problemi çözerken ihtiyaç duydukları ipuçlarının daha kolay ve düzenli şekilde belirlenmesi sağlanmıştır.
Problem çözme becerisini etkileyen faktörlerin belirlenmesine yönelik araştırmalarda genellikle anketler, ölçekler kullanılmıştır. İki ya da üç ölçüm aracından elde edilen veriler
birlikte analiz edilerek aralarındaki ilişki açıklanmıştır. Problem çözme becerisini
belirlemede genellikle Heppner ve Peterson (1982) tarafından geliştirilen problem çözme becerilerini algılama ölçeği kullanılmıştır. Diğer değişkeni belirlemek için ise genellikle demografik bilgilere ait formlar, tutum ölçekleri ve başarı testleri kullanılmıştır. Problem çözme becerisini etkileyen birçok faktör olduğu belirlenmiştir. Bu faktörler genel olarak bilişsel, duyuşsal ve deneyim boyutlarında toplanabilir. Problem çözme becerisini etkileyen faktörlerin ölçeklerle ya da anketlerle belirlenmesinin yanında, etkili olduğu düşünülen faktörü içeren ortamlar tasarlanarak bu etki daha iyi ortaya konulabilir. Bu durum dikkate alınarak, yapılan araştırmada, öğrencilerin İDEPÇA kullanımın onların problem çözme sürecini nasıl etkilediği, uygulama sonunda öğrencilerle yapılan mülakatlar ile belirlenmiştir.
Problem çözme becerisini geliştirmek için genellikle strateji öğretimi yapılmış veya belirli bir öğretim yöntemi ya da modeli kullanılmıştır. Genellikle deneysel desenle yürütülen araştırmalarda strateji öğretiminden ya da konunun belirlenen yöntemle/modelle öğretiminden önce ve sonra problem çözme becerisini/performansını belirlemeye yönelik ölçek veya test kullanılmıştır. Genel olarak strateji öğretiminin ya da yapılandırmacı yaklaşıma uygun öğretim yöntemlerinin/modellerinin kullanılmasının sonucunda öğrencilerin problem çözme becerisinde/performansında bir artış görülmüştür. Problem çözme karşılaşılan probleme ve bireye göre değişebilen esnek bir süreç olduğundan, literatürde öğrencilere belirli problem çözme yolunun öğretilmesinin faydalı olduğunu düşünenlerin yanında, bu öğretimin öğrenciyi belirli bir yolu kullanmaya zorladığını düşünen araştırmacılar da bulunmaktadır. Problem çözme becerilerin geliştirilmesinde son zamanlarda kullanılan bir diğer yöntem ise bilgisayar yazılımları ile öğrencilere problem çözme sürecinde ipucu sunulmasıdır. Deneysel araştırmalar sonucunda, öğrencilere
problem çözme süreci boyunca ipucu sunmanın olumlu etkileri olduğu belirlenmiştir. Bu
nedenle, yapılan araştırmada, geliştirilen İDEPÇA aracılığı ile öğrencilere problem çözme sürecinde ihtiyaç duyabilecekleri ipuçları sunulmuştur. İpuçlarının oluşturulmasında literatürdeki problem çözme sürecini inceleyen araştırmalardan ve öğrencilerle yürütülen mülakatlardan faydalanılmıştır. Bütün öğrencilerin aynı problem çözme basamaklarından geçmediği ve çözüm içinde aynı sırayı izlemedikleri görüşü benimsenerek, İDEPÇA kullanımı boyunca öğrenciler belirli bir yolu izlemeye zorlanmamışlardır.
Problem çözme becerisinin değerlendirilmesine yönelik çok sayıda araştırma olmadığı, yapılan araştırmalarda ise bu becerinin değerlendirilmesinde kullanılabilecek farklı yöntemlerin belirlendiği ve açıklandığı görülmektedir. Problem çözme becerisini
değerlendirmede kullanılabilecek yöntemler olarak gözlem, klinik mülakat, açık uçlu sınavlar ve testler sunulmaktadır. Gözlem ve klinik mülakatlar öğretmenler için çok zaman
almakta, testler ve açık uçlu sınavlar ise problem çözme süreci hakkında değerlendirme
yapılması için bazen yeterli olmamaktadır. Problem çözme becerisi değerlendirilirken öğrencinin geçirdiği sürecin de dikkate alınması gerekmektedir. Öğrencilerin süreçte yaptıkları davranışlar ve hataları dikkate alınarak ölçme-değerlendirme yapılabilir. Yapılan araştırmada, öğrencilerin problem çözme sürecinde izledikleri adımlar belirlenemese de, ihtiyaç duydukları ipuçları belirlenmiştir. Öğrencilerin ihtiyaç duydukları ipuçları onların bu süreçte güçlük çektikleri adımlar hakkında bilgi vererek, sürecin değerlendirilmesine katkıda bulunabilir.
Literatürdeki araştırmalarda bilgisayar yazılımlarından genellikle öğretim sırasında faydalanıldığı, bu öğretimin öğrencilerin problem çözme becerilerine/performanslarına etkisinin araştırıldığı görülmüştür. Problem çözme sürecinin incelenmesi amacıyla bilgisayar yazılımlarından faydalanıldığı araştırmaların az sayıda olduğu belirlenmiştir. Öğrencilerin problem çözme becerisinin/ performansının gelişmesi için öncelikle bu sürecin iyi belirlenmesi gerektiği düşünülerek, bu araştırmada geliştirilen İDEPÇA aracılığı ile öğrencilerin fizik problemlerini çözerken ihtiyaç duydukları ipuçları ortaya çıkarılmıştır.
Ortaöğretim kademesindeki öğrencilerle yürütülen “Kuvvet ve Hareket” konusuyla ilgili araştırmaların konusu incelendiğinde, akademik başarı ve kavram yanılgıları üzerine odaklanıldığı görülmüştür. Bu durum, araştırmanın çok sayıda problem çözümünün yer aldığı bu fizik konusunda yürütülmesinde etkili olmuştur.
Bu bölümde, araştırmada izlenilen yöntem, araştırmanın nasıl tasarlandığı, araştırma grubu, veri toplama araçlarının geliştirilme aşamaları ve verilerin analizinde yapılan işlemler hakkında bilgiler sunulmaktadır.
Araştırma problemlerinin belirlenmesi, araştırma yöntemine karar verilmesi, araştırma için gerekli izinlerin alınması, veri toplama araçlarının geliştirilmesi, pilot uygulamanın yapılması, asıl uygulamanın yapılması ve veri analizi araştırmanın aşamalarını oluşturmaktadır. Araştırma problemlerinin belirlenmesi ilk bölümde açıklandığından bu bölümde tekrar edilmemiştir. Bu bölümde araştırmanın diğer aşamaları hakkında bilgiler yer almaktadır.