Examining pre-service science teachers’ number and space relation skills

Nisa  Yenikalaycı; Türkan Aybike  Akarca

doi:10.36681/

Authors

Nisa Yenikalaycı
Türkan Aybike Akarca

DOI:

https://doi.org/10.36681/

Keywords:

Integrative perception, number and space relations, science education, science process skills

Abstract

One of the basic science process skills, number and space relation, is used to transform a two dimensional object into a three-dimensional shape or express symmetry axis of the objects. The aim of this research was to determine the number and space relation skills of pre-service science teachers in order to train more qualified science teachers equipped with 21st century skills. The participants were 60 pre-service science teachers, first year students studying in a science education program in a state university located in the Black Sea region of Turkey. The study was conducted in the 2017 fall semester. Integrative Perception Test (IPT) was prepared by researchers to collect data. Within the scope of the IPT, textbooks specific to the field of science were scanned. Then, textbooks’ visuals without symmetrical structure in physics, chemistry, and biology subfields were identified and listed. During the application, participants were asked to complete the missing half of the visual images by using their imagination and
three-dimensional perceptions from their visual memories. The data obtained from the test with 30 images (i.e., 10 physics images, 10 chemistry images, and 10 biology images) were descriptively analyzed. Participants received two points for completed images, one point for images with missing parts, and zero points for incorrect/empty images. Results showed that the chemistry test average of the participants was the highest. Furthermore, it was observed that pre-service science teachers were especially successful on the topics of diffraction of waves and formation of shadow in physics, states of matter and acid-base indicators in chemistry, and the structure of DNA in biology, but it was also evaluated that their general number and space relation skills were in an average level. Results suggest that new studies with different age groups or using symmetrical images in teaching new concepts can be useful.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Aktaş, Ş., Atalay, A., Aygün, S. Ç., Aynur, N., Bilge, O., Çelik, M., Çuha, S. S., Karaman, U., Öcal, İ., Öncü, F., Özçelik, U., Ulubay, M. & Ünsal, N. (2009). İlköğretim matematik 6 - Öğrenci çalışma kitabı. MEB Devlet Kitapları (4. Baskı). Ankara: Dergah Yayıncılık.

Atasoy, B. (2002). Fen öğrenimi ve öğretimi. (15. Bölüm: Çizimler), Ankara: Gündüz Yayıncılık.

Aydoğdu, B. (2014). Fen bilimleri öğretimi. (4. bölüm: Bilimsel süreç becerileri). (Ed. Şengül Saime Anagün & Nil Duban), (1. Baskı). Ankara: Anı Yayıncılık.

Aygün, S. Ç., Aynur, N., Coşkuntürk, N., Çuha, S. S., Karaman, U., Özçelik, U., Ulubay, M. & Ünsal, N. (2009a). Öğretmen kılavuz kitabı matematik 8. MEB Devlet Kitapları (2. Baskı). İstanbul: İhlas Yayıncılık.

Aygün, S. Ç., Aynur, N., Coşkuntürk, N., Çuha, S. S., Karaman, U., Özçelik, U., Ulubay, M. & Ünsal, N. (2009b). İlköğretim matematik 8 - Öğrenci çalışma kitabı. MEB Devlet Kitapları (2. Baskı). İstanbul: İhlas Yayıncılık.

Bolat, M. ve Yenikalaycı, N. (2017). The determination of science students' three-dimensional thinking skills on the basis of constellation sample, 26. Uluslararası Eğitim Bilimleri Kongresi - ICES UEBK, 20-23 Nisan 2017, 1856-1858, Antalya, Türkiye.

Bulf, C. (2010). The effects of the concept of symmetry on learning geometry at french secondary school, Proceedings of CERME 6, January 28th-February 1st 2009, 726-735, Lyon France.

Bulut, S. & Köroglu, S. (2000). Onbirinci sınıf ögrencilerinin ve matematik ögretmen adaylarının uzaysal yeteneklerinin incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18, 56 -61.

Canpekel, M. (2014). İlköğretim matematik 4. sınıf ders kitabı - Öğrenci çalışma kitabı (1. Kitap). Ankara: Tutku Yayıncılık.

Çepni, S. (2007). Araştırma ve proje çalışmalarına giriş (Genişletilmiş 3. Baskı). Trabzon: Celepler Matbaacılık.

Çepni, S., Ayas, A., Johnson, D. & Turgut, M. F. (1996). Fizik öğretimi. Ankara: Milli Eğitimi Geliştirme Projesi Hizmet Öncesi Öğretmen Eğitimi Deneme Basımı.

Demirbaş, M. & Ertuğrul, N. (2012). Fen ve teknoloji dersine ilişkin Piaget’in soyut işlemler döneminde kazanılması beklenen becerilerin gerçekleşme durumunun incelenmesi. Kalem Eğitim ve İnsan Bilimleri Dergisi, 2(2), 123-164.

Demirkaya, C. & Masal, M. (2017). Geometrik-Mekanik Oyunlar Temelli Etkinliklerin Ortaokul Öğrencilerinin Uzamsal Düşünebilme Becerilerine Etkisi. Sakarya University Journal of Education, 7(3), 600-610.

Dörttepe, C., Göğün, Y., Ocak, H., Oruç, A., Şandır, Y., Şenyurt, C., Ulubay, N. H., Ünsal, N. & Yavuz, F. D. (2009). İlköğretim matematik 4 öğretmen kılavuz kitabı. MEB Devlet Kitapları (5. Baskı). Ankara: Evren Yayıncılık.

Ergin, A. S. & Türnüklü, E. (2015). Ortaokul öğrencilerinin cisim imgelerinin incelenmesi: Geometrik ve uzamsal düşünme ile ilişkiler. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 4(2).

Kim, M. K. & Cho, M. K. (2015). Design and implementation of integrated instruction of mathematics and science in Korea, Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 11(1), 3-14.

Koray, Ö., Bahadır, H. & Geçgin, F. (2006). Bilimsel süreç becerilerinin 9. sınıf kimya ders kitabı ve kimya müfredatında temsil edilme durumları. Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 2(4), 147-156.

Köse, N. Y. (2012). İlköğretim öğrencilerinin doğruya göre simetri bilgileri. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 42, 274-286.

Mamaç, H. N., Ünsal, N. & Yavuz, F. D. (2009). İlköğretim matematik 3 öğretmen kılavuz kitabı. MEB Devlet Kitapları (5. Baskı). Ankara: İmaj Yayıncılık.

National Research Council (NRC) (2006). Learning to think spatially. Washington, DC: National Academy Press.

Sarı, M. H. (2016). Uzamsal Beceri ve Uzamsal Kaygı Arasındaki İlişki: Sınıf Öğretmeni Adayları Üzerine Bir Araştırma. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 7(3), 646-658.

Şen, A. Z. & Nakiboğlu, C. (2012). Ortaöğretim Kimya Ders Kitaplarının Bilimsel Süreç Becerileri Açısından İncelenmesi. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi (KEFAD), 13(3), 47-65.

Şimşek, A. (2014). Eğitimde bireysel farklılıklar. (5. Bölüm: Önbilgi), (ed. Yıldız Kuzgun & Deniz Deryakulu) (3. Baskı). Ankara: Nobel Yayıncılık.

Tekin, A. T. (2007). Dokuzuncu ve on birinci sınıf öğrencilerinin zihinde döndürme ve uzamsal görselleştirme yeteneklerinin karşılaştırmalı olarakincelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Eğitim Programları ve Öğretim Bilim Dalı, Ankara.

Turgut, M. & Yenilmez, K. (2012). Matematik öğretmeni adaylarının uzamsal görselleştirme becerileri. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 1(2).

Turgut, M., Yenilmez, K. & Anapa, P. (2014). Symmetry and rotation skills of prospective elementary mathematics teachers, Bolema, Rio Claro (SP), 28(48), 383-402. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1980-4415v28n48a19

Tuvi-Arad, I. & Blonder, R. (2010). Continuous symmetry and chemistry teachers: Learning advanced chemistry content through novel visualization tools. Chemistry Education Research and Practice, 1, 48-58. DOI: 10.1039/C001046B

Van de Walle, J. A., Karp, K. S. & Bay-Williams, J. M. (2012). İlkokul ve ortaokul matematiği- Gelişimsel yaklaşımla öğretim. (çev. ed. Soner Durmuş), (7. baskıdan çeviri). Ankara: Nobel Yayıncılık.

Vander Heyden, K. M., Huizinga, M., Kan, K. J. & Jolles, J. (2016). A developmental perspective on spatial reasoning: Dissociating object transformation from viewer transformation ability. Cognitive Development, 38, 63-74.