Ortaokul Öğrencilerinin Sanal Laboratuvar Deneyimlerinin İncelenmesi
Özet
Bu çalışma, ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin Fen Bilimleri dersinde PhET etkileşimli simülasyonları ile gerçekleştirilen sanal laboratuvar kullanımı sürecindeki deneyimlerini ayrıntılı olarak incelemeyi amaçlamaktadır. Nicel ve nitel veri toplama yöntemlerinin birlikte yürütüldüğü karma araştırma modellerinden yakınsayan paralel desenin uygulandığı çalışmanın örneklemini, Niğde il merkezinde yer alan özel bir çocuk kulübünde öğrenim görmekte olan 35 yedinci sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Araştırmada veri toplama araçları olarak fene ilişkin tutum ve ilgi ölçekleri, 21. yüzyıl becerileri anketi, akademik başarı testleri, öğrenci deney günlükleri ve öğretmen gözlem rubriği kullanılmıştır. Nicel verilerin Wilcoxon eşleştirilmiş diziler testi kullanılarak analiz edilmesi sonucunda, uygulanan sanal laboratuvar etkinliklerinin öğrencilerin fene yönelik tutumlarını, derse olan ilgilerini, akademik başarılarını ve kazanım kavrama düzeylerini son test lehine istatistiksel olarak anlamlı derecede artırdığı saptanmıştır. Bunun yanı sıra öğrencilerin merak ettikleri konuları araştırma yapma (%83), bilişim okuryazarlığı (%71) ve sabırla araştırma sürdürme becerilerinde belirgin bir gelişim sağlandığı belirlenmiştir. Nitel bulgular da bu sonuçları destekleyerek öğrencilerin sanal deneyleri eğlenceli, öğretici, soyut kavramları somutlaştırıcı ve kalıcı öğrenmeyi destekleyici bulduklarını; ayrıca bu deneylerin maliyet ve zaman tasarrufu sağladığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, sanal laboratuvar uygulamalarının fen eğitiminde öğrenci başarısını ve 21. yüzyıl becerilerini geliştiren oldukça etkili, motive edici ve güncel bir öğretim yöntemi olduğu tespit edilmiştir.
This study aims to examine in detail the experiences of 7th-grade middle school students in using virtual laboratories with PhET interactive simulations in Science class. Applying the convergent parallel design, a mixed-methods research model where quantitative and qualitative data are collected simultaneously, the study sample consists of 35 seventh-grade students attending a private children's club in Niğde province center. Attitude and interest scales toward science, a 21st-century skills survey, academic achievement tests, student experiment journals, and a teacher observation rubric were utilized as data collection instruments. Analysis of quantitative data using the Wilcoxon signed-rank test revealed that virtual laboratory activities statistically significantly increased students' attitudes toward science, interest in the lesson, academic achievement, and learning acquisition levels in favor of the post-test. Furthermore, notable improvements were observed in students' research skills on topics of interest (83%), IT literacy (71%), and perseverance in conducting research. Qualitative findings supported these results, demonstrating that students found virtual experiments enjoyable, instructional, effective in concrete-izing abstract concepts, and supportive of permanent learning, while also providing cost and time savings. Consequently, virtual laboratory applications were found to be an effective, motivating, and up-to-date instructional method that enhances student achievement and 21st-century skills in science education.
Referanslar
Abdulwahed, M. ve Nagy, Z. K. (2009). The impact of the virtual lab on the hands-on lab learning outcomes, a two years empirical study. Proceedings of the 20th annual conference for the Australasian Association for Engineering Education: 6-9 December 2009: Engineering the Curriculum, Barton, A.C.T.: Engineers Australia. 255-260. ISBN: 1876346590.
Akdeniz, A. R., Öztürk, M. ve Bakırcı, H. (2017). Bilgisayar destekli öğretim uygulamalarının sekizinci sınıf öğrencilerinin fen dersi akademik başarılarına ve bilginin kalıcılığına etkisi. HAYEF: Journal of Education, 14(2), 59‒77.
Aktaş, L. (2013). Maddenin tanecikli yapısı ve ısı konusunda REACT öğretim stratejisine yönelik geliştirilen bilgisayar destekli öğretim materyalinin öğrenci başarısına etkisi. [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Karadeniz Teknik Üniversitesi.
Büyüköztürk, Ş., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., Demirel, F. ve Kılıç, E. (2013). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi
Cameron, B. (2002). The effectiveness of simulation in a hybrid and online networking course. TechTrends, 47(5), 18–21.
Campbell, J. O., Bourne, J. R., Mosterman, P. J. ve Brodersen, A. J. (2002). The effectiveness of learning simulations for electronic laboratories. Journal of Engineering Education, 91(1), 81–87.
Chaturvedi, S. K. ve Dharwadkar, K. A. (2011). Simulation and Visualization Enhanced Engineering Education – Development and Implementation of Virtual Experiments in a Laboratory Course. J. Bernardino ve J. C. Quadrado (Ed.), WEE2011, Lisbon, Portugal, September 27-30. ss.933-942. J. Bernardino ve J. C. Quadrado (Eds.).
Creswell, J. W., ve Plano Clark, V. L. (2015). Karma yöntem araştırmaları: Tasarımı ve yürütülmesi. (Y. Dede, & S. B. Demir, Çev.), Ankara: Anı.
Çelik, Ö. ve Buluç, B. (2018). Disiplinler arası yaklaşımla değer öğretiminde yaratıcı drama yönteminin kullanılması. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. 20(1), 67-88.
Çelik, S., Örenoğlu Toraman, S. ve Çelik, K. (2018). Öğrenci Başarısının Derse Katılım ve Öğretmen Yakınlığıyla İlişkisi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 26(1), 209-217.
Çivril, H. (2017). Açık ve uzaktan öğrenmede sanal laboratuvarlar: devre analizi uygulaması. [Doktora Tezi, Anadolu Üniversitesi]
Duman, M. ve Avcı, G. (2016). Sanal Laboratuvar Uygulamalarının Öğrenci Başarısına ve Öğrenilenlerin Kalıcılığına Etkisi. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18 (1), 13-33.
Hasançebi, B., Terzi, Y., ve Küçük, Z. (2020). Madde Güçlük İndeksi ve Madde Ayırt Edicilik İndeksine Dayalı Çeldirici Analizi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(1), 224–240. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.615465
https://phet.colorado.edu/tr/simulation/bending-light
İnce, E. Y. ve Kutlu, A. (5 - 7 Şubat, 2014). Web Tabanlı Laboratuvarlar [Sözlü Bildiri]. XVI. Akademik Bilişim Konferansı Mersin Üniversitesi, Mersin -Türkiye
Karışan, D, Bi̇li̇can, K, Şenler, B. (2016). Yansıtıcı Sorgulamaya Dayalı Laboratuvar Etkinliklerinin Sınıf Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerine Etkisinin İncelenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13 (1) , 123-146
Keskin, Z. ve Polat, D. (12-15 Mayıs, 2022,). 7. Sınıf Öğrencilerinin Sanal Laboratuvara İlişkin Deney Günlüklerinin İncelenmesi [Sözlü Bildiri, Syf.192]. 8. Hitit Öğrenci Kongresi, Çorum- Türkiye
Kızılay, E. ve Saylan Kırmızıgül, A. (2022). Investigation of The Pre-Service Classroom Teachers' Views About Virtual Laboratories in Distance Education. Muallim Rıfat Eğitim Fakültesi Dergisi, 4 (1), 60-73.
Kurt, M., Erdoğan, Ö. ve Toy, M. (2020). Robotik Uygulamaların Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Bazı 21.Yüzyıl Becerileri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Avrasya Sosyal ve Ekonomi Araştırmaları Dergisi, 7 (4), 117-137.
Laçin Şimşek, C. ve Nuhoğlu, H. (2009). Fen Konularına Yönelik Geçerli ve Güvenilir Bir İlgi Ölçeği Geliştirme, Sakarya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18, 28-42.
MEB, (2019), 1 milyon öğretmen için google ile birlikte dijital dönüşüm programı. Öğretmen Yetiştirme ve Geliştirme Genel Müdürlüğü https://oygm.meb.gov.tr/www/1-milyon-ogretmen-icin-google-ile-birlikte-dijital-donusum-programi/icerik/772
Miles, M. B. ve Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis: an expanded sourcebook. New york: Sage Publications, Inc.
Oğuz, M. (2002). İlköğretim fen bilgisi dersinde yaratıcı fen bilgisi problemi çözme yönteminin başarıya ve tutma etkisi. [Yayımlanmamış Yüksek lisans tezi]. Hacettepe Üniversitesi.
Özen, E. (2019). Eğitimde dijital dönüşüm ve eğitim bilişim ağı (EBA) (editöre mektup). Açıköğretim Uygulamaları ve Araştırmaları Dergisi, 5 (1), 5-9.
Patton, M. Q. (2005). Qualitative Research. New York: John Wiley & Sons, Ltd.
Polat, D., Gödek, Y. (25-27 Mart, 2021) PhET Etkileşimli Simülasyonlar: Fen Öğretiminde Sanal Laboratuvar Kullanımı [Tam Metin] 8. Uluslararası Eğitim Programları ve Öğretim Kongresi. Hayat Boyu Öğrenmede Program Çalışmaları, Burdur-Türkiye
Wuttke, H.D., Henke, K. & Ludwig, N. (2005). Remote Labs versus Virtual Labs for Teaching Digital System Design. International Conference on Compute Systems and Technologies- CompSysTech’ 2005.
Zacharia, Z. & Anderson, O. R. (2003). The effects of an interactive computer-based simulation prior to performing a laboratory inquiry-based experiment on students’ conceptual understanding of Physics. American Journal o
