Nicel Veri Toplama Araçları

Araştırmada fen bilgisi öğretmen adaylarının, bilgi düzeylerini ve bilgi kökenli problemlerini belirleyebilmek amacıyla hazırlanan veri toplama aracının bilgi soruları; kurallı bilgi soruları, açıklayıcı bilgi soruları ve matematik mantık bilgi sorularından oluşmaktadır. Aynı zamanda matematik mantık soruları öğrencilerin, kurallı bilgi ve açıklayıcı bilgide kullanılması gereken mantığın, araştırma konusunda temel düzeyde bilinip bilinmediğini ölçmek için hazırlanmıştır. Kurallı ve açıklayıcı bilgide ve bu bilgiler arası geçişlerde öğrencilerin karşılaşabilecekleri temel problemlerin önemli bir parçasını, matematik mantığın oluşturma ihtimali yüksek olacağı düşünülerek, matematik mantık soruları hazırlanmıştır.

Araştırmada ölçme aracı olarak kullanılan bilgi soruları, Türkiye’deki üniversitelerin fen bilgisi öğretmenliği ABD’ında okutulan, genel fizik I dersinin

içerisinde yer alan Newton’un hareket yasaları konularını kapsamaktadır. Bu sorular belirlenirken, Türkiye’deki üniversitelerin fen bilgisi öğretmenliği ABD’da genel fizik I dersini veren dört hocanın görüşleri alınarak ve ABD’nın internet sayfaları taranıp Newton’un hareket yasalarında işlenen ortak konular belirlenmiştir. Daha sonra bu konularda kullanılan ölçme araçları belirlenmiştir. Bu ölçme araçlarında öğretmen adaylarının Newton’un hareket yasalarındaki, kurallı bilgi, açıklayıcı bilgi ve matematik mantık bilgilerini ölçmeye uygun sorular belirlenmiştir. Bu soruların belirlenmesinde kurallı bilgiden, açıklayıcı bilgiye geçişte karşılaşılabilecek problemleri ölçmeye uygun olmalarına da dikkat edilmiştir. Ayrıca, araştırmanın amacı doğrultusundaki konuları ölçmeye uygun sorular literatürde bulunamadığından, araştırmacı tarafından araştırmanın amacına uygun sorular geliştirilmiştir. Araştırmacı tarafından özellikle matematik mantık soruları geliştirilmiştir. Ölçme aracında; öğrencilerin, Newton’un hareket yasaları konusunda kurallı bilgi, açıklayıcı bilgi ve matematik mantık bilgilerini ölçmek için 45 bilgi sorusu kullanılmıştır.

Kurallı bilgi, açıklayıcı bilgi ve matematik mantık bilgi sorularından oluşan 45 soruluk bilgi testi, uzman dört kişiye dağıtılmış ve görüşleri alınmıştır. Uzmanlar tarafından bilgi testinin, araştırmanın amacı ve kapsamına uygun olduğuna karar verilmiştir. Bu görüşler doğrultusunda gerekli düzeltmeler yapılmıştır. Daha sonra, test fen bilgisi öğrencilerinden dört kişiye verilerek sorular okutulmuş ve soruları anlamada zorluk çekilen noktalar (soruların anlatım bozukluğu, verilenlerin ve istenilenlerin açıklığı ve uygunluğu, v.b.) tespit edilerek düzeltilmiştir. Bu aşamalardan sonra test 40 kişilik bir öğrenci gurubuna uygulanarak, sorular hakkında öğrencilerin fikirleri alınmış, soruların anlaşılmasında güçlük çekilen noktalar (soruların anlatım bozukluğu, verilenler, istenilenler, soruya veya öğrencilere uygun olmayan şıklar v.b.) tespit edilerek düzeltilmiştir. Ayrıca, öğrencilerin bu testi cevaplayabilmeleri için gerekli sürede belirlenmiştir.

Testin güvenilirlik analizi, 2009-2010 öğretim bahar yarı yılında genel fizik I dersini alan 289 öğrenciye uygulanarak yapılmıştır. Bu uygulamada elde edilen veriler SPSS programı ile analiz edilerek, ölçeğin güvenilirliği belirlenmiştir. Yapılan analiz sonucunda 45 maddeden oluşan testin, madde güvenilirliğini düşüren (toplam korelasyon sayısı 0,1’in altında olan) 10 madde testten çıkarılmıştır. Böylece testin son halinde 35 madde kalmıştır. Testin madde güvenilirliğini düşüren maddeler silinmeden

önceki Cronbach Alpha (α) güvenilirlik katsayısı 0,77 iken, güvenilirliği düşüren maddeler çıkarıldığından kalan 35 maddenin Cronbach Alpha (α) güvenilirlik katsayısı 0,83 olarak hesaplanmıştır.

Ölçme aracının bilgi testindeki 35 sorunun kurallı bilgi, açıklayıcı bilgi ve matematik mantık bilgi konularındaki dağılımı, soru türlerini belirlenmesinde kullanılan kurallar ve bu soruların cevap anahtarı Tablo 3.1’de verilmiştir. Bu sorular Ek-1’de verilmiştir.

Tablo 3.1: Bilgi testi soru türleri, soru türlerini belirleme kuralları ve cevap anahtarı

Kurallı Bilgi Açıklayıcı Bilgi Matematik Mantık Bir kural yada bir

aktivitenin nasıl

yapılacağının bilgisinden oluşur

En az iki kurallı bilginin kurallarından oluşan bilgi

Mantık kanunlarının matematiğinin yapılması gereken bilgi

Bir kuralın, kuralları çerçevesinde elde edilen bilgi

En az iki kurallı bilginin kurallarının karşılaştırılmasından oluşan bilgi Matematiği oluşturulan mantık kanunlarının cebirsel yorumlarının yapılması gerektiren bilgi Ezber gerektiren bilgi Soru alt birimlere ayrılarak,

aralarındaki ilişki kurularak elde edilebilen bilgi

Açık önermelerin kurulması veya bu önermelerin takibinin yapılmasını gerektiren bilgi

Soru için üretici bağıntılar

kurulması gerek bilgi

Açık önermelerin cebirsel kurallarla yorumlanmasını gerektiren bilgi

Parçadan bütüne cebirsel

kurallarla gidilmesini gerektiren bilgi

Bütünden parçaya cebirsel

kurallarla gidilmesini gerektiren bilgi Soruların Dağılımı 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 5 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 e c a c b b b e a b e c e a d c a a a b a a d b b a d e d b b e a c d

3.6.1. Ölçme Aracının Kurallı Bilgi Soruları

Araştırmanın bilgi testindeki kurallı bilgi soruların hazırlanmasında, kavramsal çerçeve bölümünde kurallı bilgi; bir kuralın, belirli ve açık seçik kaideler çerçevesinde nasıl yapılacağını açıklayan bilgidir. Kurallı bilgi soruları, literatürden bu tanıma uyan bilgileri ölçebilecek sorulardan seçilerek hazırlanmıştır. Bu soruların bilgi testindeki soru numaraları Tablo 3.1’de kurallı bilgi sütunlarında verilmiştir. Tablo 3.1’de verilen 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10 ve 11. sorular, The Force Concept Inventory (FCI) testinin yukarıdaki sıraya göre 1, 2, 25, 5, 7, 8, 9, 10 ve 18. sorularıdır (Halloun, Hake, Mosca & Hestenes, 1995). Sürtünme kuvvetinin bilinmesi gereken sorularda, sürtünme kuvveti verilmiştir. FCI testi, Newton fiziğinde çeşitli amaçlar için temel kavramların öğrenciler tarafından anlaşılmalarının değerlendirilmesi için tasarlanmıştır (Hestenes & Halloun, 1995; Hestenes, Wells & Swackhamer, 1992; Lingefjard, 2003, Huffman & Heller, 1995). Ayrıca FCI testi, kinematik ve kuvvet ile ilgili konularında öğrencilerin anlama düzeylerinin belirlenmesi içinde kullanılmaktadır (Savinainen & Scott, 2002). Bilgi testindeki 1. soru Baharestani’nin (1999, p: 87) doktora çalışmasında kullandığı ölçme aracının 11. sorusuna sürtünme kuvveti dikkate alınarak hazırlanmıştır. 12. ve 13. sorular araştırmacı tarafından geliştirilmiştir. Bilgi testinin kurallı bilgi soruları birbirlerini destekleyen aşağıdaki konuları kapsamaktadır.

1. Sürtünme kuvveti etkisindeki hareket 2. Serbest düşme 3. Eğik atış 4. Sabit hızlı hareket 5. Merkezcil kuvvet 6. İvmeli hareket 7. Yay kuvveti

Ölçme aracının kurallı bilgi sorularının hazırlanmasında öncelikle, araştırmanın konusunu kapsayan çok sayıda kaynak taranarak incelenmiştir. Yapılan bu çalışmada kurallı bilgi tanımı çerçevesinde konu ve bu konularda öğrencilerin bilgi temelli problemlerini belirleyebilecek 15 soru, uzman görüşlerine başvurularak belirlenmiştir. Bu sorular araştırmanın amacı doğrulusunda, konuları ölçebilecek eşit sayıda sorulardan

oluşturulmuştur. Testin güvenilirlik analizi sonucunda, güvenilirliği düşüren maddelerden üçü çıkarılmıştır. Bu sorular, beş seçenekli çoktan seçmeli şıklardan oluşan testin kurallı bilgi sorularıdır.

3.6.2. Ölçme Aracının Açıklayıcı Bilgi Soruları

Araştırmanın bilgi testi açıklayıcı bilgi soruları, kavramsal çerçeve bölümünde verilen açıklayıcı bilgi tanımı dikkate alınarak hazırlanmıştır. Açıklayıcı bilgi soruları, araştırma araçlarının sorularından açıklayıcı bilgiyi ölçebilecek sorular seçilerek hazırlanmıştır. Bu soruların bilgi testindeki soru numaraları Tablo 3.1’de açıklayıcı bilgi sütunlarında verilmiştir. Tablo 3.1’de verilen 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10 ve 11. sorular, The Force Concept Inventory testinin yukarıdaki sıraya göre 1, 2, 25, 5, 7, 8, 9, 10 ve 18. sorularıdır (Halloun, Hake, Mosca & Hestenes, 1995). Bu sorulardan sürtünme kuvvetinin bilinmesi gereken sorular için sürtünme kuvveti verilmiştir. 18. soru Wilson’un (2000, p: 122) doktora çalışmasındaki ölçme aracının 14. sorusu’dur. 21. soru Atasoy’un (2008, s: 227) doktora çalışmasındaki ölçme aracının 19. sorusunun bu araştırmanın amacına uygun düzenlenmiş şeklidir. 19. soru Keleş’in (2007, s: 418) doktora çalışmasındaki ölçme aracının 27. sorusunun araştırmanın amacına uygun düzenlenmiş şeklidir. 14., 15., 16., 17., 20., 22., 23. ve 24. sorular araştırmacı tarafından geliştirilmişti. Bilgi testinin, açıklayıcı bilgi soruları birbirlerini destekleyecek şekilde, aşağıdaki konuları kapsamaktadır.

1. İvmeli hareket 2. Yay kuvveti 3. Newton kanunları 4. Kütle merkezi 5. Merkezcil kuvvet 6. Yer çekim kuvveti 7. Potansiyel enerji 8. Kepler kanunları

Ölçme aracının açıklayıcı bilgi sorularının hazırlanmasında öncelikle, araştırmanın konusunu kapsayan çok sayıda kaynak taranarak incelenmiştir. Yapılan bu çalışmada açıklayıcı bilgi tanımı çerçevesinde konu ve bu konularda öğrencilerin bilgi

temelli problemlerini belirleyebilecek 15 soru, uzman görüşlerine başvurularak belirlenmiştir. Bu sorular araştırmanın amacı doğrultusunda, konuları ölçebilecek eşit sayıda sorulardan oluşturulmuştur. Testin güvenilirlik analizi sonucunda, güvenilirliği düşüren maddelerden üçü çıkarılmıştır. Bu sorular, beş seçenekli çoktan seçmeli şıklardan oluşan testin açıklayıcı bilgi sorularıdır.

3.6.3. Ölçme Aracının Matematik Mantık Bilgi Soruları

Araştırmanın bilgi testi matematik mantık bilgi soruları, kavramsal çerçeve bölümünde matematik mantığın tanımı “matematik mantığın temeli, dedüksiyon kaidelerinin sembolik sistemi ile yoruma açık önermeler oluşturur” çerçevesinde hazırlanmıştır. Bilgi testinde, fizik kanunları ile çelişmeyen matematik mantıksal önermeler verilmiş ve bu önermelerin, araştırma konusundaki fizik formüllerinde geçerliliği sorulmuştur. Bu soruların bilgi testindeki soru numaraları Tablo 3.1’de matematik mantık bilgi sütunlarında verilmiştir. Tablo 3.1’de verilen 25. soru Keleş’in (2007, s: 416) doktora çalışmasındaki ölçme aracının 17. sorusudur. 26., 27., 28., 29., 30., 31., 32., 33., 34. ve 35. sorular araştırmacı tarafından geliştirilmişti. Bilgi testinin matematik mantık soruları; birbirlerini ve kurallı, açıklayıcı bilgileri destekleyecek şekilde, aşağıdaki konuları kapsamaktadır.

1. Kepler kanunları 2. İş-Enerji 3. Çizgisel momentum 4. Potansiyel enerji 5. Güç 6. Kinetik enerji 7. Yer çekim kuvveti 8. Yay kuvveti 9. Merkezcil hareket

Bilgi testinin matematik mantık sorularının hazırlanmasında öncelikle, araştırmanın konusunu kapsayan çok sayıda kaynak taranarak incelenmiştir. Yapılan bu çalışmada matematik mantığın tanımı çerçevesinde konu ve bu konularda öğrencilerin

bilgi temelli problemlerini belirleyebilecek 15 soru, uzman görüşlerine başvurularak belirlenmiştir. Testin güvenilirlik analizi sonucunda, güvenilirliği düşüren maddelerden dördü çıkarılmıştır. Bu sorular, beş seçenekli çoktan seçmeli şıklardan oluşan testin matematik mantık bilgi sorularıdır.