The effect of problem based learning method on students’ academic achievements and scientific process skills in a science course

Bu araştırmada, fen bilimleri dersinde uygulanan probleme dayalı öğrenme yönteminin 7. sınıf öğrencilerinin ‘Kuvvet ve Enerji’ ünitesindeki akademik başarılarına ve bilimsel süreç becerilerine etkisi incelenmiştir. Araştırmanın çalışma grubunu, Denizli ili Pamukkale ilçesi Merkez Okulu’nda 2017-2018 eğitim-öğretim yılında öğrenim gören elliyedi 7. sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Araştırmada deney (n=30) ve kontrol (n=27) grubu olmak üzere iki sınıf yer almıştır. Araştırmada, ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. 9 hafta, 36 ders saati süren deneysel uygulamada; ‘Kuvvet ve Enerji’ ünitesi boyunca dersler, kontrol grubunda mevcut fen bilimleri öğretim programına bağlı kalınarak probleme dayalı öğrenme olmaksızın, ders kitabında bulunan etkinlikler, sorular ve konular üzerinden yürütülmüştür. Deney grubunda ise aynı ünite bilimsel araştırma basamaklarının yer aldığı senaryo çalışma kağıtları ile probleme dayalı öğrenme yöntemiyle işlenmiştir. Araştırmada veri toplama aracı olarak Kuvvet ve Enerji ünitesi akademik başarı testi ve bilimsel süreç beceri testi uygulanmıştır. Deneysel uygulama boyunca deney grubu öğrencileri, bilimsel araştırma yöntemi basamaklarını yer aldığı senaryo çalışma yaprakları üzerinden probleme dayalı öğrenme sürecine katılmışlardır. Elde edilen nicel veriler, istatistik programı SPSS 16.00 kullanılarak analiz edilmiştir. Deney ve kontrol gruplarının ön test ve son test puanlarının karşılaştırılmasında bağımsız örneklem t-testinden yararlanılmıştır. Her grubun kendi içinde ölçüm sonuçlarının karşılaştırılmasında ise bağımlı örneklem t-testi kullanılmıştır. Senaryo çalışma yaprakları deneysel işlem sonrasında çalışma yaprağı değerlendirme formu kullanılarak değerlendirilmiştir. Öğrencilerin bilimsel süreç becerileri ile senaryolardan aldıkları puanlar arasındaki ilişki düzeyini belirlemek içinde Pearson korelasyon katsayısı kullanılmıştır. Ayrıca, deney grubu öğrencilerinin probleme dayalı öğrenme yöntemine ilişkin görüşleri belirlemek amacıyla yarı yapılandırılmış görüşme yapılmıştır. Görüşme, deney grubundan gönüllülük esasına dayanarak rastgele seçilen 3 kız, 3 erkek olmak üzere 6 öğrenci ile gerçekleştirilmiştir. Yarı yapılandırılmış görüşme sırasında elde edilen veri, araştırmacı tarafından yazıya geçirilmiştir. Yarı yapılandırılmış görüşmeler sonucunda elde edilen bulgular, betimsel olarak incelenmiş ve sunulmuştur. Araştırma sonucunda; deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin akademik başarı düzeyleri arasında, deney grubu lehine bir farklılık belirlenmiştir. Deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin bilimsel süreç becerileri arasında, deney grubu lehine anlamlı bir farklılık belirlenmiştir. Deney grubundaki öğrencilerin senaryo çalışma yaprağı değerlendirme ölçeği (SÇYDÖ) puanları ile bilimsel süreç becerileri son test puanları arasında yüksek derecede, pozitif ve anlamlı bir ilişki belirlenmiştir. Yapılan yarı yapılandırılmış görüşmeler sonucunda; öğrencilerin PDÖ yöntemini yararlı buldukları, PDÖ’ nün fen konularını günlük hayatla ilişkilendirdiği, kalıcı öğrenmeye katkı sağladığı, öğrencileri grup çalışmasına yönlendirdiği, iletişim ve problem çözme becerilerini geliştirebilmelerine fırsat tanıdığı, yaparak-yaşayarak öğrenmede etkin rol oynadığı belirlenmiştir. Bununla birlikte; PDÖ yönteminin uygulanması sürecinde grup içi çalışmalar sırasında çatışmaların yaşanabildiği ve diğer derslere kıyasla zaman aldığını ifade etmişlerdir.The aim of this study was to investigate the effectiveness of problem based learning on seventh grade students’ academic achievement and scientific process skills in the unit of ‘Force and Energy’. The pretest-posttest semi-experimental design with control group was used in the study. The study was implemented in a state middle school in Denizli, in the first semester of 2017-2018. In the study, 57 students were participated in the study group in all, including 30 students in the experimental group and 27 students in the control group. The study was lasted 10 weeks, 40 class hours. The lessons were performed according to problem based learning in the experimental group with scenario woksheets which included the steps of scientific research, whereas in the control group the lessons were performed according to current science course teaching program without PBL, developed by Ministry of Education in Turkey. In the study, ‘Scientific Process Skill Test’ and ‘Force and Motion’ academic achievement test were used to collect data. In the analysis of data, SPSS 16.00 computer software was used. Dependent paired-sample t-test and independent paired-sample t-test was used to compare pretests and posttests. Pearson's correlation coefficient was used to determine the relationship between scientific process skills and the scores obtained from the scenarios. In addition, semi-structured interviews were conducted in order to determine the opinions of the experimental group students about the problem based learning method. The interview was carried out with 6 students (3 girls and 3 boys) who were randomly selected from the experimental group on a voluntary basis. The data obtained during the semi-structured interview was written by the researcher. The findings obtained as a result of semi-structured interviews were analyzed descriptively. As a result of the research; it was found that there is a difference between the academic achievement levels of the students in the experimental and control groups in favor of the experimental group. A significant difference is found between the scientific process skills of the students in the experimental and control groups in favor of the experimental group. In the experimental group, a high, positive and meaningful relationship was determined between the scores of the Scenario Study Leaf Assessment Acale (SSLAC) and the final test scores of the scientific process skills. As a result of semistructured interviews; it is determined that PBL method is found to be useful, PBL is related with daily life, contributed to permanent and meaningful learning, led students to collaborative learning, enable them to develop their communication skills and problem solving skills, and played an active role on learning by hands on activities. However; during the process of implementation of the PBL method, while in the group activities, it is determined that conflicts can be experienced and PBL takes more time when it is compared to other courses