An innovative approach for meaningful learning of science concepts: the effect of modular science teaching on concept learning

Abstract

Studies show that the science curriculum reforms carried out in Türkiye in recent years have been insufficient, especially for middle school students, to learn the basic concepts of science meaningfully. This has made it necessary to include different and innovative science teaching practices in the name of meaningful learning of basic subjects and concepts. In this study, a modular and innovative science learning environment named “Creative Problem-Solving Modules Enriched with History of Science” was designed for the teaching of heat-temperature, phase changes and energy, which are the core science subjects that students have difficulty in learning and the impact of this designed learning environment was evaluated in the context of concept learning by comparing it with the existing science curriculum interventions for one year. This intervention study was carried out with N=188 (intervention= 111, control=77) 5th, 6th and 7th grade students studying in public schools in the central district of a city in Türkiye. Pre-tests and post-tests examining concept learning were applied to both group students before and after the module and science curriculum interventions. The impact of the modules on concept learning (the number and variety of concepts) and the scientific use of these concepts were examined comparatively. The results showed that at the end of one year, all students in both groups increased the variety and number of concepts. However, when the number of concepts, the type of concept used, and its scientifically correct use were examined in depth, it was determined that the students in the intervention group performed better than the students in the control group, which lead to the conclusion that modules have been found more effective on meaningful learning / Ülkemizde son yıllarda gerçekleştirilen fen öğretim programı reformları özellikle ortaokul öğrencilerinin fen bilimlerine ilişkin temel kavramların anlamlı öğrenilmesinde yetersiz kaldığını göstermektedir. Bu durum temel konu ve kavramların anlamlı öğrenilmesinde farklı ve yenilikçi öğretim uygulamaların desteklenmesini gerekli hale getirmiştir. Bu çalışmada, öğrencilerin öğrenmede zorluk yaşadıkları fen konularının başında gelen ısı-sıcaklık, hal değişimi ve enerji konuların öğretimine ilişkin, “Bilim Tarihi ile Zenginleştirilmiş Yaratıcı Problem Çözme Modülleri” adlı bütüncül ve yenilikçi bir öğrenme ortamı tasarlanmış; tasarlanan bu öğrenme ortamının etkililiği bir yıl süresince mevcut fen bilimleri öğretimi programı öğretim yaklaşımlarıyla karşılaştırılarak kavram öğrenimi (kavram sayısı ve çeşitliliği) bağlamında değerlendirilmiştir. Çalışma, bir ilin Merkez ilçesindeki devlet okullarında öğrenim gören N=188 (deney= 111, kontrol=77) 5., 6. ve 7. sınıf öğrencisiyle gerçekleştirilmiştir. Deney ve kontrol grubu öğrencilerine modül ve fen bilimleri öğretim programı uygulamaları öncesi ve sonrasında kavram öğrenmenin incelendiği ön ve son testler uygulanmış; modüllerin kavram öğrenimi ve doğru bilimsel kavram kullanımı üzerindeki etkisi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sonuçlar, bir yıl sonunda deney ve kontrol grubunda yer alan tüm öğrencilerin kavram çeşit ve sayısını arttırdığını göstermiştir. Ancak kavram sayısı, kullanılan kavram çeşit ve bilimsel olarak doğru kullanımı derinlemesine nitel olarak incelendiğinde, deney grubunda yer alan öğrencilerin kontrol grubu öğrencilerine göre daha iyi performans gösterdikleri ve modüler uygulamaların kavramların anlamlı öğreniminde etkili olduğu görülmüştür.