An analysis of the relationship between systematic thinking skills and academic achievement of middle school students<p>Ortaokul öğrencilerinde sistemik düşünme becerilerileri ile akademik başarı arasındaki ilişkinin incelenmesi
Keywords:
Science Education, Systematic Thinking, Holistic Thinking, Interdisciplinary, Complex Systems, Fen Eğitimi, Sistemik Düşünme, Bütünsel Düşünme, Disiplinler Arası, Kompleks SistemlerAbstract
In recent years, complex systems have been encountered in all areas of life. Understanding the processes and components of such complex systems as a whole is increasingly becoming a critical skill. In order to handle such complex systems that we might encounter in daily life, it is essential to develop systematic thinkingskills.
Therefore, the purpose of this research is to explore the effect of such systematic thinking skills on performance and concept learning of middle school students while teaching complex concepts and to observe which steps of systematic thinking has been improved.
In this study, pretest-posttest nonequivalent control group quasi-experimental design was used. The study was conducted with 8th-grade students who receive education in Istanbul. The control group consisted of 40 students while experimental group had 38 students.
Four subject areas are chosen from living beings and energy connections unit in eight-grade level science and technology course for this research, including food chain, photosynthesis, respiration, and cycles (e.g. water, carbon, oxygen, and nitrogen). These subject areas have been taught to the experimental group with activities prepared in regard to systematic thinking hierarchy by the researchers, whereas researchers just used the activities in the textbook with the control group.
In order to collect data, both experimental and control groups were given Systematic Thinking Achievement Test as a pre- and post-test.
Reliability and validity of the achievement test were evaluated, and accordingly, feedback was received from the experts in this field to attain higher validity. Eventually, Cronbach Alpha value for the achievement test is found around 0.74.
This study indicates that activities based on the systematic thinking hierarchy on the topics listed here have relatively more contributions to student success and conceptual learning when compared to those of current science curriculum. The implications of the study provide teachers, researchers and curriculum designers with guidance and suggestions.
Özet
Son yıllarda kompleks sistemlerle hayatın her alanında sıklıkla karşılaşılmaktadır. Bu karmaşık sistemlerin bileşenlerini ve süreçlerini anlayabilme, bir bütün olarak görebilme giderek ihtiyaç duyulan bir beceri haline gelmektedir. Günlük yaşamda karşılaştığımız bu kompleks sistemlerle başa çıkabilmek için sistemik düşünme becerisinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu doğrultuda araştırmanın amacı; ortaokul öğrencilerinde kompleks kavramların öğretimi sırasında sistemik düşünme becerilerinin başarıya etkisini incelemek ve hangi sistemik düşünme basamaklarının geliştiği gözlemlemektir.
Araştırmada öntest-sontest kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Bu çalışma İstanbul ilinde eğitim gören 8. Sınıf öğrencileriyle yürütülmüştür. Kontrol grubu 40 öğrenciden oluşurken, deney grubu 38 öğrenciden oluşmuştur.
Uygulama için 8. sınıf Canlılar ve Enerji İlişkileri ünitesinde yer alan 4 konu alanı seçilmiştir, bunlar; besin zinciri, fotosentez, solunum ve döngülerdir (su, karbon, oksijen ve azot döngüleri). Belirlenen konular, deney grubunda sistemik düşünme hiyerarşine göre araştırmacılar tarafindan hazırlanmış etkinlikler ile, kontrol grubunda ise ders kitabında bulunan etkinlikler ile öğretim yapılmıştır.
Araştırmada verileri toplamak amacıyla deney ve kontrol gruplarına ön-son test olarak Sistemik Düşünme Başarı Testi uygulanmıştır. Başarı testinin geçerlilik ve güvenirlilik çalışmaları yapılmış, bu doğrultuda testin geçerliğinin sağlanması için uzman görüşüne başvurulmuştur. Ayrıca hazırlanan başarı testinin Cronbach Alpha değeri 0.74 olarak bulunmuştur.
Araştırmada belirlenen konularda sistemik düşünme hiyerarşisine göre hazırlanan etkinliklerin kullanılarak öğretilmesinin mevcut fen öğretime göre öğrenci başarısını olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir. Ayrıca deney grubu öğrencilerinin büyük bir çoğunluğunun üst düzey sistemik düşünme basamağına ulaştığı belirlenmiştir. Araştırmanın sonucunda öğretmenlere, araştırmacılara ve program hazırlayıcılara önerilerde bulunulmuştur.
Downloads
Metrics
References
Ben-Zvi Assaraf, O., & Orion, N. (2005a). A Study of Junior High Students’ Perceptions of the Water Cycle. Journal of Geoscience Education, 53, 366-373.
Ben-Zvi Assaraf, O., & Orion, N. (2005b). Development of system thinking skills in the context of Earth System education. Journal of Research in Science Teaching, 42, 518–560.
Ben-Zvi Assaraf, O., & Orion, N. (2010a). Four Case Studies, Six Years Later: Developing System Thinking Skills in Junior High School and Sustaining Them over Time. Journal of Research in Science Teaching, 47, 1253-1280.
Ben-Zvi Assaraf, O., & Orion, N. (2010b). System thinking skills at the elementary school level. Journal of Research in Science Teaching, 47, 540-563
Booth Sweeny, L. & Sterman, J. (2001). Bathtub dynamics: Initial results of a systems thinking inventory. Systems Dynamics Review, 16(4), 249–286.
Büyüköztürk Ş., Kılıç Çakmak E., Akgün Ö. E., Karadeniz Ş., Demirel F., (2009). Bilimsel Araştırma Yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi (4. Baskı).
Demir, E. (2009). İlköğretim İkinci Sınıflarda Uygulanan Disiplinlerarası Bütüncül Öğretim Yaklaşımının Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Konya.
Evagorou, M., Korfiatis, K., Nicolaou, C.,&Constantinou, C. (2009). An investigation of the potential of interactive simulations for developing system thinking skills in elementary school: A case study with fifth-graders and sixth-graders. International Journal of Science Education, 31, 655–674.
Ferrari, M.,&Chi, M. T. H. (1998). The nature of naive explanations of natural selection. International Journal of Science Education, 20, 1231–1256.
Goldstone, R.L., & Wilensky, U. (2008). Promoting transfer complex systems principles. Journal of the Learning Sciences, 17, 465–516.
Hmelo-Silver, C. E., & Azevedo, R. A. (2006). Understanding complex systems: Some core challenges. Journal of the Learning Sciences, 15, 53–61.
Hmelo-Silver, C.E., Marathe, S., & Liu, L. (2007). Fish swim, rocks sit, and lungs breathe: Expert–novice understanding of complex systems. The Journal of The Learning Science, 16, 307–331.
İşler, A. Ş. (2004). Sanat Eğitiminde Disiplinlerarası Tematik Yaklaşım, Milli Eğitim Dergisi sayı 163
Jacobson, M.J., & Wilensky, U. (2006). Complex systems in education: Scientific and educational importance and implications for the learning sciences. The Journal of the Learning Sciences, 15, 11–34.
Kali, Y., Orion, N., & Eylon, B. (2003) The effect of knowledge integration activities on students' perception of the earth's crust as a cyclic system. Journal of Research in Science Teaching, 40, 545-565.
Kim, J. (1999). Making sense of emergence, Philosophical Studies, 96(2–3), 3–36.
Lesh, R. (2006). Modeling students modeling abilities: The teaching and learning of complex systems in education. The Journal of the Learning Sciences, 15(1), 45–52.
Maani, K., & Maharaj, V. (2004). Links between systems thinking and complex decision making. Systems Dynamics Review, 20(1), 21–48.
Miller, R. (2004). Educational Alternatives :A Map of the Territary; Poths of Learning Magazine, 20, Spring, s.20
Ossimitz, G. (2000). Entwicklung systemischen Denkens. München, Germany: Profil Verlag.
Richmond, B. (2001). An introduction to systems thinking. Lebanon, NH: High Performance Systems, Inc.
Riess, W. & Mischo, C. (2010). Promoting Systems Thinking through Biology Lessons. International Journal of Science Education, 32, 705–725
Şeker, H., & Gençdoğan, B. (2006). Psikolojide ve Eğitimde Ölçme Aracı Geliştirme. Nobel Yayın Dağıtım, Ankara.
Wilensky, U., & Resnick, M. (1999). Thinking in levels: A dynamic systems approach to making sense of the world. Journal of Science Education and Technology, 8, 3–19.
Yaylacı Altınkaynak, Ö. (2010). Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Bilimin Bütüncül (Holistik) Yapısını Algılamaları Üzerine Bir Araştırma: Elektrik Enerjisi Örneği. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Authors can retain copyright, while granting the journal right of first publication. Alternatively, authors can transfer copyright to the journal, which then permits authors non-commercial use of the work, including the right to place it in an open access archive. In addition, Creative Commons can be consulted for flexible copyright licenses.
©1999 Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
