KUVVET VE ENERJİ ÜNİTESİNDE SANAL ORTAM DENEYLERİNİN KULLANILMASININ 7. SINIF ÖĞRENCİLERİNİN BAŞARILARINA, FEN VE TEKNOLOJİ TUTUMLARINA ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmanın amacı, "Kuvvet ve Enerji" ünitesinde sanal ve gerçek ortamlarda gerçekleştirilen deneylerin ortaokul öğrencilerinin akademik başarılarına, fen bilimleri dersine yönelik tutumlarına ve teknolojiye yönelik tutumlarına etkisini araştırmaktır. Çalışmada karma araştırma türlerinden biri olan eş zamanlı iç içe geçmiş araştırma deseni kullanılmıştır. Çalışma, 2023-2024 yılında Elazığ ilinde bir devlet okulunda öğrenim görmekte olan toplamda 30 öğrenciden oluşan, 16'sı deney grubu ve 14'ü kontrol grubunda yer alan katılımcılarla gerçekleştirilmiştir. 8 hafta süren araştırma süresince deney grubunda "Kuvvet ve Enerji" ünitesi Algodoo yazılımı kullanılarak tasarlanan sanal ortam deneyleri ile işlenirken, kontrol grubunda "Kuvvet ve Enerji" ünitesi gerçek ortam deneyleri tasarlanarak işlenmiştir. Çalışmanın nicel verileri "Kuvvet ve Hareket Konusu Akademik Başarı Testi", "Fen Bilimlerine Yönelik Tutum Ölçeği" ve "Öğrencilerin Teknolojiye Yönelik Tutum Ölçeği" ile toplanırken nitel verileri yarı yapılandırılmış görüşmeler ile toplanmıştır. Nicel verilerin analizi lisanslı SPSS 25 paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiş, ilişkili örneklemler için Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi, bağımsız örneklemler için ise Mann-Whitney U Testi uygulanmıştır. Nitel veriler ise içerik analizi yöntemiyle analiz edilerek yorumlanmıştır. Araştırmanın sonuçlarına göre, deney ve kontrol grubu öğrencilerinin akademik başarı testi ön test ve son test puanları karşılaştırıldığında, son test lehine anlamlı bir fark bulunmuştur (deney grubu için z=-3.421, p<0.05; kontrol grubu için z=-3.053, p<0.05). Ancak iki grubun akademik başarı testi son test puanları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlenmemiştir (U=108.5, p>0.05). Deney ve kontrol grubu öğrencilerinin fen bilimlerine yönelik tutum ölçeği testi ön test ve son test puanları karşılaştırıldığında anlamlı bir fark bulunmamıştır (deney grubu için z=-.853, p>0.05; kontrol grubu için z=-0.942, p>0.05). Deney ve kontrol grubunun fen bilimlerine yönelik tutum ölçeği testi son test puanları arasında da istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlenmemiştir (U=102.00, p>0.05). Deney ve kontrol grubu öğrencilerinin teknolojiye yönelik tutum ölçeği testi ön test ve son test puanları karşılaştırıldığında anlamlı bir fark bulunmamıştır (deney grubu için z=-.052, p>0.05; kontrol grubu için z=-1.855, p>0.05). Deney ve kontrol grubunun fen bilimlerine yönelik tutum ölçeği testi son test puanları arasında da istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlenmemiştir (U=94.000, p>0.05). Nitel verilerin analizi ise, deney ve kontrol grubu öğrencileri fen derslerinde yapılan deneylerin başarılarını artırdığını ve yeni bilgiler edinmelerini sağladığını düşündüklerini göstermiştir. Ayrıca öğrencilerin, deneyler ile desteklenen dersleri daha akılda kalıcı bulduğu sonucuna ulaşılmıştır. Öğrenciler, fen derslerinde deneylere daha fazla yer verilmesi gerektiğini belirtmişlerdir. Ayrıca deney ve kontrol grubundan elde edilen nitel veriler, öğrencilerin fen derslerinde deney yapıldığında derse olan ilgi, istek ve motivasyonlarını artırdığını göstermiştir. Deney grubunda bulunan öğrenciler sanal deneylerin, gerçek hayatta yapılamayacak deneyleri gözlemlemek için çok iyi bir fırsat olduğunu belirtmekle beraber, sanal deneylerin duyguda bir eksiklik oluşturduğuna dikkat çekmiştir. Yine sanal deneylerin malzeme sıkıntısı yaşanmaması açısından avantajlı olduğunu belirtmişlerdir. Yapılan son mülakatlarda deney grubundaki öğrencilerin yarısından fazlası sanal ve gerçek deneylerin bir arada kullanıldığı hibrit deney ortamlarını tercih ederken, kontrol grubundaki öğrencilerin çoğunluğu gerçek ortam deneylerinin kullanılması gerektiğini savunmuştur. Anahtar kelimeler: Fen, Sanal Deney, Algodoo, Akademik Başarı, Fen Tutum, Teknoloji Tutum

The aim of this study is to investigate the effects of experiments conducted in virtual and real environments on middle school students' academic achievement, attitudes towards science course and attitudes towards technology in the "Force and Energy" unit. In the study, simultaneous nested research design, one of the mixed research types, was used. The study was conducted with a total of 30 students, 16 in the experimental group and 14 in the control group, who were studying in a public school in Elazığ province in 2023-2024. During the 8-week research period, while the "Force and Energy" unit in the experimental group was taught with virtual environment experiments designed using Algodoo software, the "Force and Energy" unit in the control group was taught by designing real environment experiments. The quantitative data of the study were collected with the "Force and Motion Subject Academic Achievement Test", "Scale of Attitudes Towards Science" and "Scale of Students' Attitudes Towards Technology", while the qualitative data were collected with semi-structured interviews. Quantitative data were analyzed using the licensed SPSS 25 package program, Wilcoxon Signed Rank Test for related samples and Mann-Whitney U Test for independent samples. Qualitative data were analyzed and interpreted using content analysis method. According to the results of the study, when the pretest and posttest academic achievement test scores of the experimental and control group students were compared, a significant difference was found in favor of the posttest (z=-3.421, p<0.05 for the experimental group; z=-3.053, p<0.05 for the control group). However, no statistically significant difference was observed between the posttest scores of the two groups (U=108.5, p>0.05). There was no significant difference between the pre-test and post-test scores of the experimental and control group students' attitude towards science scale test (z=-.853, p>0.05 for the experimental group; z=-0.942, p>0.05 for the control group). There was also no statistically significant difference between the post-test scores of the attitude towards science scale test of the experimental and control groups (U=102.00, p>0.05). When the pre-test and post-test scores of the experimental and control group students' attitude towards technology scale test were compared, no significant difference was found (z=-.052, p>0.05 for the experimental group; z=-1.855, p>0.05 for the control group). There was no statistically significant difference between the posttest scores of the attitude towards science scale test of the experimental and control groups (U=94.000, p>0.05). The analysis of the qualitative data showed that the experimental and control group students thought that experiments in science lessons increased their success and helped them acquire new knowledge. It was also concluded that students found the lessons supported by experiments more memorable. Students stated that experiments should be included more in science lessons. In addition, the qualitative data obtained from the experimental and control groups showed that students' interest, desire and motivation increased when experiments were conducted in science lessons. Although the students in the experimental group stated that virtual experiments are a very good opportunity to observe experiments that cannot be done in real life, they pointed out that virtual experiments create a lack of emotion. They also stated that virtual experiments are advantageous in terms of not experiencing material shortages. In the final interviews, more than half of the students in the experimental group preferred hybrid experimental environments in which virtual and real experiments were used together, while the majority of the students in the control group argued that real environment experiments should be used. Keywords: Science, Virtual Experiment, Algodoo, Academic Achievement, Science Attitude, Technology Attitude