Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students

Yıl: 2010 Cilt: 10 Sayı: 40 Sayfa Aralığı: 53 - 76 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students

Öz:
Problem Durumu: Alan yazını, öğrencilerin fizik başarılarına etki eden önemli faktörlerden birinin öğrencilerin o konudaki kavram yanılgıları olduğunu göstermektedir. Yeni çalışmalar bu kavram yanılgılarını daha geçerli, güvenilir ve kolay nasıl ölçülebilir üzerinde odaklanmaktadır. Çoğu öğretmen ve araştırmacı başarı testlerinin geliştirilme süreçlerine aşina olmalarına rağmen kavram yanılgısı testinin geliştirilme sürecine yabancıdırlar. Başarı testlerinde sorular rakamsal ve kavramsal içerikliyken kavram yanılgısı testlerinde genellikle kavramsaldır. Başarı testlerinde doğru şık seçildiyse puan verilirken kavram yanılgısı testlerinde doğru şık veya kavram yanılgısını ölçen şık seçildiyse puan verilir. Başarı testlerinin geçerliliğini göstermek için soruların hangi hedef davranışları ölçtüğü listelenirken kavram yanılgısı testleri için hangi kavram yanılgıları ölçtüğü listelenir. Başarı testleri genelde grup ortalamasına bakarak değerlendirilirken kavram yanılgısı testleri önceden belirlenen ölçütlere göre değerlendirilir. Başarı testlerinin iç güvenirliği genelde kavram yanılgısı testlerinin güvenirliğinden büyüktür. Ve son olarak başarı testleri genelde not verme çok az dönüt verme veya sınıflama amaçlı kullanılırken kavram yanılgısı testleri tanılama amaçlı kullanılır. Fizik eğitiminde en tanınmış kavram testi de Kuvvet Kavram Testidir. Bu test çok yaygın olarak alan yazınında kullanılmasına rağmen son zamanlarda gerçekten ne ölçtüğü ile ilgili kritik edilmektedir. Bu testin yanlış sebepli doğru yüzdelikleri ve doğru sebepli yanlış yüzdeliklerinin ne kadar büyük olduğu ile çeldiricilerinin ne kadar çalıştığı sorgulanmaktadır. Aynı zamanda testin ölçmeye çalıştığı alt boyutlarla faktör analizi sonucunda ortaya çıkan alt boyutların örtüşmemesi bu kritikleri arttırmıştır. En tanınmış ve alanda yaygın olarak kullanılan testlerde bile bulunan bu problemleri çözmek için üç-aşamalı testler kullanılmaya başlanılmıştır. Fakat bu testlerin de güvenirlik katsayıları çok düşük çıkmaktadır. Araştırmanın Amacı: Bu bağlamda, bu çalışmanın iki temel amacı vardır: 1. Isı ve sıcaklık hakkında kavram yanılgılarını ölçmek için üç-aşamalı bir test geliştirmek ve testin geçerliliğini sağlamak, 2. Bu aracı kullanarak lisans, mastır ve doktora öğrencileri veya mezunlarının yeni bir kodlamayla kavram yanılgılarını ölçmek. Üç-aşamalı test kullanılmasının sebebi, yanlış sebepli doğru ve doğru sebepli yanlış oranlarının rahatça hesaplanabilmesi ve kavram yanılgısının hata ve bilgi eksikliği ile ayırt edilebilmesidir. Yeni kodlamanın kullanılmasının amacı ise bu araçlarda görülen güvenlik katsayısı düşüklüğüne ve faktör analizi sonuçlarının ölçülmek istenen boyutlarla örtüşmemesine çözüm bulmaktır.
Anahtar Kelime: isı kavram yanılgıları fizik eğitimi sıcaklık üç aşamalı test

Konular: Eğitim, Eğitim Araştırmaları

Üç-aşamalı ısı ve sıcaklık testinin geliştirilmesi ve uygulanması: Lisans ve lisansüstü öğrencileri örneği

Öz:
Background of Study: Two-tier items compensate the limitation of simple multiple choice items that cannot measure the reason of selection of the alternatives. Three-tier items compensate the limitation of two-tier items that cannot measure the certainty of the responses. It is not common to use three-tier tests in the literature and there are validity and reliability problems with three-tier tests. Purpose of Study: The aim of this study is twofold: i) to develop and validate a three-tier test to assess the misconceptions about heat and temperature, and ii) to compare Turkish bachelor, master, and PhD students’/graduates’ misconceptions by using different methods including a new uncommon coding style. Methods: “Heat and temperature are the same” misconception was selected from the literature because percentages of the students who had these misconceptions were high among Turkish and international students. A three-tier test was developed by student interviews, then open-ended questions and categorizing students’ responses to these questions. The students were asked to compare heat and temperature of different size desks made of the same materials, and the same size desks made of different materials. Furthermore, the relationship between heat and temperature concepts in these contexts was asked. A total of 1,619 bachelor, 219 master, and 60 PhD students or graduates took the online test asynchronously. The participants’ correct and misconception scores were calculated by using the first-tiers, first two-tiers and all three-tiers. Findings and Results: Results showed that the percentage of the participants’ misconceptions varied between 5% and 48% for bachelor students, between 4% and 49% for master students, and between 7% and 40% for PhD students depending on whether participants manifested the misconception in every situation or at least in one situation. The results were supported by reliability and factor analyses. Conclusions and Recommendations: Simple multiple choice questions have limitations to assess students’ achievement and misconceptions compared to three-tier multiple choice questions. False positives, false negatives, and lack of knowledge should be taken into account to assess students’ achievement as well as misconceptions. A score for each misconception must be calculated instead of using a total test score. This must be supported by suitable reliability and factor analyses. The test given in the appendix could be used by teachers and/or researchers to better evaluate students’ ideas about heat and temperature.
Anahtar Kelime: three tier test heat misconceptions physics education temperature

Konular: Eğitim, Eğitim Araştırmaları
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Başer, M. (1996). Effect of conceptual change instruction on understanding of heat and temperature concepts and science. Unpublished master thesis, Middle East Technical University, Ankara.
  • Caleon, I., & Subramaniam, R. (2009). Development and Application of a Three-Tier Diagnostic Test to Assess Secondary Students’ Understanding of Waves, International Journal of Science Education, Online first: 1-23.
  • Chen, C., Lin, H., & Lin, M. (2002). Developing a two-tier diagnostic instrument to assess high school students’ understanding – The formation of images by a plane mirror, Proceedings of the National Science Council, 12(3), 106-121.
  • Hake, R. R. (1998). Interactive-engagement versus traditional methods: A sixthousand- student survey of mechanics test data for introductory physics courses, American Journal of Physics, 66, 64-74.
  • Halloun, I. A. & Hestenes, D. (1985). The initial knowledge state of college physics students, American Journal of Physics, 53(11), 1043-1055.
  • Hasan, S., Bagayoko, D., & Kelley, E. L. (1999). Misconceptions and the certainty of response index (CRI), Physics Education, 34(5), 294-299.
  • Heller, P. & Huffman, D. (1995). Interpreting the force concept inventory: A reply to Hestenes and Halloun, The Physics Teacher, 33, 503-511.
  • Hestenes, D. & Halloun, I. A. (1995). Interpreting the force concept inventory: A response to Huffman and Heller, The Physics Teacher, 33, 502-506.
  • Hestenes, D. & Wells, M. & Swackhamer, G. (1992). Force concept inventory, The Physics Teacher, 30, 141-158.
  • Huffman, D. & Heller, P. (1995). What does the force concept inventory actually measure?, The Physics Teacher, 33, 138- 143
  • Kılıç, D. & Sağlam, N. (2009). Development of a two-tier diagnostic test to determine students’ understanding of concepts in genetics, Eurasian Journal of Educational Research, 36, 227-244.
  • Rebello, N. S. & Zollman, D. A., (2004). The effect of distracters on student performance on the force concept inventory, American Journal of Physics, 72(1), 116-125.
  • Rollnick, M. & Mahooana, P. P. (1999). A quick and effective way of diagnosing student difficulties: Two-tier from simple multiple choice questions. South African Journal of Chemistry, 52(4), 161-164.
  • Tan, K. C. D., Goh, N. K., Chia, L. S., & Treagust, D. F. (2002). Development and application of a two-tier diagnostic instrument to assess high school students’ understanding of inorganic chemistry qualitative analysis. Journal of Research in Science Teaching, 39(4), 283-301.
  • Yeo, S. & Zadnik, M. (2001). Introductory thermal concept evaluation: assessing students’ understanding, The Physics Teacher, 39, 496-504.
APA ERYILMAZ A (2010). Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. , 53 - 76.
Chicago ERYILMAZ Ali Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. (2010): 53 - 76.
MLA ERYILMAZ Ali Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. , 2010, ss.53 - 76.
AMA ERYILMAZ A Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. . 2010; 53 - 76.
Vancouver ERYILMAZ A Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. . 2010; 53 - 76.
IEEE ERYILMAZ A "Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students." , ss.53 - 76, 2010.
ISNAD ERYILMAZ, Ali. "Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students". (2010), 53-76.
APA ERYILMAZ A (2010). Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. Eurasian Journal of Educational Research, 10(40), 53 - 76.
Chicago ERYILMAZ Ali Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. Eurasian Journal of Educational Research 10, no.40 (2010): 53 - 76.
MLA ERYILMAZ Ali Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. Eurasian Journal of Educational Research, vol.10, no.40, 2010, ss.53 - 76.
AMA ERYILMAZ A Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. Eurasian Journal of Educational Research. 2010; 10(40): 53 - 76.
Vancouver ERYILMAZ A Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students. Eurasian Journal of Educational Research. 2010; 10(40): 53 - 76.
IEEE ERYILMAZ A "Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students." Eurasian Journal of Educational Research, 10, ss.53 - 76, 2010.
ISNAD ERYILMAZ, Ali. "Development and application of three-tier heat and temperature test: Sample of bachelor and graduate students". Eurasian Journal of Educational Research 10/40 (2010), 53-76.