THE EFFECT OF COMPUTER SIMULATIONS ON THE PROCESS OF STUDENTS PERFORMING DC CIRCUIT ANALYSIS EXPERIMENTS

This study aimed to examine the effect of computer simulations on the process of students performing dc circuit analyses experiments. The participants in the research were 24 pre-service teachers enrolled in a state university Department of Physics Education. The research recruited a study group and a control group; data were collected with an "Experimental Procedure Observation Rubric" developed by the researchers. The rubric consists of eight sub dimensions named as “Setting up the experiment”, “Suitability of the experiment setup”, “Connecting the power source”, “Connecting the measurement instruments”, “Using the measurement instruments”, “Performing the experiment”, “Data collection and interpretation”, “Completing the experiment in the time allotted”. Rubric for each student was scored by two different researchers during the experiment. The consistency between the scores was then examined by the Cohen’s Kappa test. The Kappa test result showed a statistically significant and high level of compliance between the scores of the researchers. The results of the analysis of the data obtained determined that when experiments were supported with simulations, this had a positive effect on the experimental procedure. The analysis of the scores obtained in the sub-scales of the data collection instrument showed that there was a significant difference in favor of the study group in the scores recorded in the domains of "Setting up the experiment," "Suitability of the experiment setup," "Connecting the measurement instruments," "Data collection and interpretation," and "Completing the experiment in the time allotted." There was no significant difference between the other dimensions of rubric.

BİLGİSAYAR SİMÜLASYONLARININ ÖĞRENCİLERİN DC DEVRE ANALİZİ DENEYLERİNİ GERÇEKLEŞTİRME SÜRECİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Bu çalışmada bilgisayar simülasyonlarının doğru akım devre analizine yönelik gerçekleştirilen deneylerin yapım sürecine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırmanın katılımcılarını bir devlet üniversitesinin fizik eğitimi anabilim dalında öğrenim gören 24 öğretmen adayı oluşturmaktadır. Bir deney bir de kontrol grubunun bulunduğu çalışmanın verileri araştırmacılar tarafından geliştirilen “Deney Süreci Gözlem Rubriği” kullanılarak toplanmıştır. Deney Süreci Gözlem Rubriği, “Deney düzeneğinin kurulması”, “Deney düzeneğinin uygunluğu”, “Güç kaynaklarını bağlama”, “Ölçü aletlerini bağlama”, “Ölçü aletlerini kullanma”, “Deneyi yapma”, “Veri toplama ve yorumlama” ve “Deneyi zamanında bitirme” ismi verilen sekiz boyuttan oluşmaktadır. Her bir öğrenci için rubrikler iki farklı araştırmacı tarafından puanlamıştır. Ardından puanlar arasındaki tutarlılık Cohen’s Kappa testi ile incelenmiştir. Kappa testi sonucu araştırmacıların verdikleri puanlar arasında, istatistiksel olarak anlamlı ve yüksek düzeyde bir uyumun bulunduğu göstermiştir. Elde edilen verilerin analizi sonunda, deneylerin simülasyonlar ile desteklenmesinin deney sürecinde olumlu katkı sağladığı belirlenmiştir. Veri toplama aracının alt boyutlarından elde edilen puanların analizi ise ölçeğin "deney düzeneğinin kurulması", "deney düzeneğinin uygunluğu", "ölçü aletlerini bağlama", "veri toplama ve yorumlama" ve "deneyi zamanında bitirme" boyutlarından alınan puanlar arasında deney grubu lehine istatistiksel olarak anlamlı düzeyde fark bulunduğunu göstermiştir. Rubriğin “güç kaynaklarını bağlama”, “ölçü aletlerini kullanma” ve “deneyi yapma” boyutları arasında ise anlamlı düzeyde bir farka rastlanmamıştır.

___

Akdeniz, A. R., & Karamustafaoğlu, O. (2003). Fizik öğretimi uygulamalarında karşılaşılan güçlükler. G.Ü Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 1(2), 193-203.

Akdeniz, A. R., Öztürk, M. & Bakırcı H. (2017). Bilgisayar destekli öğretim uygulamalarının sekizinci sınıf öğrencilerinin fen dersi akademik başarılarına ve bilginin kalıcılığına etkisi. Hasan Ali Yücel Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(2), 59-77.

Ateş, S., & Polat, M. (2005). Elektrik devreleri konusundaki kavram yanılgılarının giderilmesinde öğrenme evreleri metodunun etkisi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 28, 39-47.

Aydın, E., & Çağıltay, N. E. (2004). Elektrik devre analizi dersinde bilgisayar destekli laboratuvar uygulamaları. T.B.D. 21. Ulusal Bilişim Kurultayı, Ankara, 150-157.

Başer, M. (2006a). Effects of conceptual change and traditional confirmatory simulations on pre-service teachers’ understanding of direct current circuits. Journal of Science Education and Technology, 15(5), 367-381.

Başer, M. (2006b). Promoting conceptual change through active learning using open source software for physics simulations. Australasian Journal of Educational Technology, 22(3), 336-354.

Başer, M., & Durmuş, S. (2010). The effectiveness of computer supported versus real laboratory inquiry learning environments on the understanding of direct current electricity among pre-service elementary school teachers. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 2010, 6(1), 47-61

Bayrak, B., Kanlı, U., & Kandil İngeç, Ş. (2007). To compare the effects of computer based learning and the laboratory based learning on students’ achievement regarding electric circuits. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 6 (1), 15-24, 20.

Brna, P. (1988). Confronting misconceptions in the domain of simple electrical circuits. Instructional Science , 17 (1), 29-55.

Bilal, E., & Erol, M. (2009). Investigating students' conceptions of some electricity concepts. Latin- American Journal of Physics Education, 3 (2), 193-201.

Borghi, L., Ambrosis, A De., Mascheretti, P. & Masara, C. I. (1987). Computer simulation and laboratory work in the teaching of mechanics. Physics Education, 22, 117-121.

Bozkurt, E. & Sarıkoç, A. (2008). Fizik eğitiminde sanal laboratuar, geleneksel laboratuarın yerini tutabilir mi? Selçuk Üniversitesi Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 25, 89 -100.

Campbell, J.O., Bourne, J., Mosterman, P.J., & Brodersen, A.J. (2002). The effectiveness of learning simulations for electronic laboratories. Journal of Engineering Education, 91(1), 81-87.

Çepni, S., Akdeniz, A.R. & Ayas, A. (1995). Fen bilimlerinde laboratuvarın yeri ve önemi-III. Çağdaş Eğitim Dergisi, 206, 24-28.

Çepni, S., & Keleş, E. (2006). Turkish students' conceptions about the simple electric circuits. International Journal of Science and Mathematics Education , 4 (2), 269-291.

Finkelstein, N.D., Perkins, K. K., Adams, W. K., Kohl, P. B., & Podolefsky, N. S. (2004). Can computer simulations replace real equipment in undergraduate laboratories? Physics Education Research Conference, Sacramento, California, 790, 101-104.

Fredette, N., & Lochhead, J. (1980). Student conceptions of simple circuits. Physics Teacher., 18, 194.

Garcia, J. R., & Kim, M. (2006). Integration of computer-based electronics laboratory into a control systems course in electronics technology. Proceeding of the Ninth IASTED International Conference Computer and Advanced Technology in Education, Lima, Peru, 284-289.

Harman, G. & Çökelez, A. (2016). 5. Sınıf Öğrencilerinin Elektrik Devreleri İle İlgili Zihinsel Modelleri / Mental Models of 5th Grade Students on Electric Circuit, Turkish Studies -International Periodical for the Languages, Literature and History of Turkish or Turkic Volume 11/3 Winter 2016, ISSN: 1308-2140.

Heppner, P. P., Wampold, B. E. & Kivlighan, D. M. (2008). Research design in counseling (3rd ed.). Thomson. Higher Education: Belmont, CA.

Huppert, J., Lomask, S. M., & Lazarowitz, R. (2002). Computer simulations in the high school: Students’ cognitive stages, science process skills and academic achievement in microbiology. International Journal of Science Education, 24(8), 803-821.

Jingao, L., & Shuxian, W. (2008). Research of Multisim in the experiment teaching, Computer Science and Software Engineering, 2008 International Conference, Wuhan, Hubei, 515 – 517.

Kıyıcı, G. & Yumuşak, A. (2005). Fen bilgisi laboratuarı dersinde bilgisayar destekli etkinliklerin öğrenci kazanımları üzerine etkisi; asit-baz kavramları ve titrasyon konusu örneği. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 4 (4), 130-134.

Kocakülah, S. & Abacı B. (2017). Son sınıf fen bilgisi öğretmen adaylarının potansiyel fark konusundaki kavram yanılgıları. BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 19(3), 155-163.

Kutlu, Ö., Doğan, C. D., & Karakaya, İ. (2009). Öğrenci başarılarının belirlenmesi: performansa ve portfolyoya dayalı durum belirleme. Ankara: Pegem Akademi.

Küçüközer, H., & Kocakülah, S. (2007). Secondary school students’ misconceptions about simple electric circuits. Journal of Turkish Science Education, 4 (1), 101-115.

Özdener, N. (2005). Deneysel öğretim yöntemlerinde benzetişim (simulation) kullanımı. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 4 (4), 93-98.

Peşman, H., & Eryılmaz, A. (2010). Development of a three-tier test to assess misconceptions about simple electric circuits. The Journal of Educational Research, 103 (3), 208-222.

Reddy, M. V. B. & Mint, P. P. (2017). Impact of simulation based education on biology student's academic achievement in dna replication. Journal of Education and Practice, 8(15), 72-75.

Sencar, S., Yılmaz, E. E., & Eryılmaz, A. (2001). High school students' misconceptions about simple electric circuits. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 21, 113-120.

Sencar, S., & Eryilmaz, A. (2004). Factors mediating the effect of gender on ninth-grade Turkish students' misconceptions concerning electric circuits. Journal of Research in Science Teaching, 41(6), 603-616.

Sılay, İ., Çallıca, H. & Kavcar, N. (1998). Türkiye’deki liselerde fizik eğitimine ilişkin bir anketin değerlendirilmesi. III. Ulusal Fen Bilimleri Eğitimi Sempozyumu, K.T.Ü. Trabzon, 126-128.

Sert Çibik, A. (2017). Determining science teacher candidates' academic knowledge and misconceptions about electric current. Educational Sciences: Theory and Practice, 17(3), 1061-1090.

Sheskin D. J. (2014). Hand book of parametric and nonparametric statistical procedures. (3rd ed.) Boca Raton: Chapman & Hall/CRC.

Shipstone, D. M. (1984). A study of children's understanding of electricity in simple dc circuits. European Journal of Science Education, 6 (2), 185-198.

Sree Harsha N. R., Sreedevi A., & Prakash A. (2015). An unsolved electric circuit: a common misconception. Physics Education, 50, 568-572.

Şen, A. İ. (2001). Fizik öğretiminde bilgisayar destekli yeni yaklaşımlar. G.Ü. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 21 (3), 61-71.

Şengel, E., Özden, M. Y., & Geban, Ö. (2002). Bilgisayar simulasyonlu deneylerin lise öğrencilerinin yerdeğiştirme ve hız kavramlarını anlamadaki etkisi. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, 2, 1424-1429.

Tanel, Z., & Önder, F. (2010). Elektronik laboratuarında bilgisayar simülasyonları kullanımının öğrenci başarısına etkisi: Diyot deneyleri örneği. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 27, 101-110.

Tao, P. K. & Gunstone, R. F. (1999). The process of conceptual change in force and motion during computer-supported physics instruction. Journal of Research in Science Teaching, 36 (7), 859– 882.

Ulukök, Ş., Çelik, H., & Sarı, U. (2013). The effects of computer-assisted instruction of simple circuits on experimental process skills. Journal of Theoretical Educational Science, 6(1), 77-101.

Yang, K. Y. & Heh, J. S. (2007). The impact of internet virtual physics laboratory instruction on the achievement in physics, science process skills and computer attitudes of 10th-grade students. Journal of Science Education and Technology, 16, 451–461.

Zacharia, Z., & Anderson, O. R. (2003). The effects of an interactive computer-based simulation prior to performing a laboratory inquiry-based experiment on students’ conceptual understanding of physics. American Journal of Physics, 71 (6), 618-629.