Development of a Three-Tier Diagnostic Test on Simple Machines for Pre-Service Science Teachers
Keywords:
Science education, simple machines, science teacher candidates, misconceptions, three-tier diagnostic testAbstract
The aim of this study was to develop a valid and reliable three-tier diagnostic test to identify misconceptions about simple machines among science teacher candidates in the Physics-1 course. The study group consisted of 126 teacher candidates enrolled in the science education program at a state university in the Black Sea region during the 2024–25 academic year. The researchers developed a data collection tool called the "Three-Tier Diagnostic Test on Simple Machines." All tiers of the test consisted of multiple-choice questions. During test development, the purpose of the test was first determined, and then important behaviors were included in the scope of the test to create an indicator table. Twenty-one trial test items were prepared according to the revised Bloom Taxonomy levels. The test was submitted for expert review, and after making the necessary revisions, the pilot application of the three-tier diagnostic test was conducted. The data obtained from the pilot study were analyzed using the TestAn software package. As a result of the analysis, a valid and reliable 17-item "Simple Machines Three-Tier Diagnostic Test" was developed. The three-tier diagnostic test's reliability coefficient (KR-20) was found to be 0.71. In other words, the reliability of the test is considered reliable when it is above 0.70. It is recommended that researchers expand the three-tier diagnostic test for science teacher candidates to a four-tier test, test its reliability by applying it to different working groups, or create a three-tier diagnostic test on simple machines for middle and high school students.
Downloads
References
Acar, B., Korkmaz, Ö., Çakır, R., Erdoğmuş, F. U., & Çakır, E. (2019). Eğitsel robot setleri ile fen ve teknoloji dersi basit makinalar konusunun ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin STEM beceri düzeylerine ve derse dönük tutumlarına etkisi [Educatıonal robot sets wıth scıence and technology course basıc machınery of the secondary school 7th class students' stem skıll levels and the effect of the lesson attıtudes]. Eğitim Teknolojisi Kuram ve Uygulama, 9(2), 372-391. https://doi.org/10.17943/etku.518215
Aci-Özkan, D. (2024). Türkiye’ de fen eğitiminde kavram karikatürlerinin kullanıldığı araştırmaların analizi [Analysis of studies using concept cartoons in science education in Turkey] (Tez No. 850026) [Yüksek lisans tezi, Manisa Celal Bayar Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
Amir, R., & Tamir, P. (1994). In-depth analysis of misconceptions as a basis for developing research-based remedial instruction: The case of photosynthesis. The American Biology Teacher, 56(2), 94-100. https://doi.org/10.2307/4449760
Arslan, H. O., Çigdemoglu, C., & Moseley, C. (2012). A three-tier diagnostic test to assess pre-service teachers’ misconceptions about global warming, greenhouse effect, ozone layer depletion, and acid rain. International Journal of Science Education, 34(11) 1667–1686. https://doi.org/10.1080/09500693.2012.680618
Atılgan, H. (2012). Ölçme ve değerlendirme [Measurement and Evaluation]. Yediiklim Yayınları.
Atılgan, H., Kan, A., & Doğan, N. (2015). Eğitimde ölçme ve değerlendirme. H. Atılgan (Ed.), Test geliştirme (s.316-348). Anı Yayıncılık.
Avcı, D. E., Kara, İ., & Karaca, D. (2012). Fen bilgisi öğretmen adaylarının iş konusundaki kavram yanılgıları [Misconceptions of science teacher candidates about work]. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 31(1), 27-39. https://dergipark.org.tr/tr/pub/pauefd/issue/11112/132850
Avcı, F., Acar-Şeşen, B., & Kırbaşlar, F.G. (2018). Maddenin yapısı ve özelikleri ünitesine yönelik iki aşamalı teşhis testinin geliştirilmesi [The Development of Two-Tier Concept Test for The Structure and Properties of Matter Unit]. Kastamonu Education Journal, 26(4), 1007-1019. https://doi.org/10.24106/kefdergi.434239
Ayas, A., Çepni, S., Johnson, D., & Turgut, M.F. (1997). Kimya öğretimi [Teaching of chemistry]. YÖK / Dünya Bankası Eğitimi Geliştirme Projesi Hizmet Öncesi Öğretmen Eğitimi Yayınları.
Aydın, A. (2013). Çoktan seçmeli ölçme sonuçlarının bilgisayar yardımıyla analizi [Computer aided analysis of multiple choice test results]. (Tez No. 336968) [Yüksek lisans tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
Aykutlu, I., & Şen, A. İ. (2012). Üç aşamalı test, kavram haritası ve analoji kullanılarak lise öğrencilerinin elektrik akımı konusundaki kavram yanılgılarının belirlenmesi [Determination of secondary school students’ misconceptions about the electric current using a three tier test, concept maps and analogies]. Eğitim ve Bilim Dergisi, 37(166), 275-288.
Ayvacı, H. Ş., & Devecioğlu, Y. (2009, Mayıs). İlköğretim öğrencilerinin iş-güç-enerji konusunda sahip oldukları yanlış anlamalar [Misconceptions of primary school students about work, power, and energy, Sözlü bildiri sunumu]. First International Congress of Educaitonal Research, Çanakkale.
Ayvacı, H. Ş., & Durmuş, A. (2016). Bir başarı testi geliştirme çalışması: Isı ve sıcaklık başarı testi geçerlik ve güvenirlik araştırması [An achievement test development study: heat and temperature achievement test validity and reliability research]. Ondokuz Mayis University Journal of Education Faculty, 35(1), 87-103. Doi: 10.7822/omuefd.35.1.8
Ayvacı, H. Ş., Özsevgenç, T., & Cerrah, L. (2004). Yıldırım kavramının farklı yaş grubundaki öğrencilerde gelişimi [The development of the concept of lightning in students of different age groups]. Gazi Üniversitesi Kastamonu Eğitim Dergisi, 12(2), 351-360.
Baştürk, S. (2013). Bilimsel araştırma yöntemleri [Scientific research methods]. Vize Yayıncılık.
Baykul, Y. (2015). Eğitimde ve psikolojide ölçme: Klasik test teorisi ve uygulaması [Measurement in education and psychology: Classical test theory and ıts applications]. Pegem Akademi.
Bilgin, A. K., & Kala, N. (2018). Fen bilimleri konularının günlük hayattaki yeri dersinin öğretmen adaylarının kavram ile bağlam ilişkisini oluşturabilmeleri üzerine etkisi [The effect of the lesson on the place of science topics in daily life on teacher candidates' ability to establish the relationship between concepts and context]. In ERPA 2018: International Congresses on Education (s. 70-76). Educational Researches and Publications Associations.
Bloom, B. S. (1956). Taxonomy of educational objectives, the classification of educational goals. Handbook; cognative domain. (s. 141-225). New York, David McKay Company Inc.
Bostan, A. (2008). Farklı yaş grubu öğrencilerinin astronominin bazı temel kavramlarına ilişkin düşünceleri [Different age group students ideas about some basic astronomy concepts] (Tez No. 237667) [Yüksek lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
Boz, Y. (2005). İlköğretim ikinci kademe ve ortaöğretim öğrencilerinin yoğunlaşma konusundaki kavram yanılgıları [Second level prımary educatıon and secondary educatıon students’ mısconceptıons about the condensatıon concept]. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 28(28), 48-54. https://dergipark.org.tr/en/pub/hunefd/issue/7808/102419
Bozdağ, H. (2017). Üç aşamalı kavramsal ölçme aracı ile öğrencilerin sindirim sistemi konusundaki kavram yanılgılarının tespiti [Determining the misconceptions of students on digestive system by using 3-tier conceptual measuring scale]. Bartın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(3), 878 – 901. https://doi.org/10.14686/buefad.308999
Büyüköztürk, Ş. (2013). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı [Data analysis handbook for the social sciences]. (8. Baskı). Pegem Akademi.
Büyüköztürk, Ş., Kılıç-Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2009). Bilimsel araştırma yöntemleri [Scientific research methods]. Pegem Akademi.
Cerit-Berber, N., & Sarı, M. (2009). Kavramsal değişim metinlerinin iş, güç, enerji konusunu anlamaya etkisi [The impact of conceptual change texts on understanding work, power, and energy]. Selçuk Üniversitesi Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 27, 159 172.
Colletta, A.T., & Chiappetta, E.L. (1989). Science ıntroduction in the midd-le and secondary schools (2nd Ed.). Ohio, USA: Merrill Publishing Company.
Crocker, L., & Algina, J. (2006). Introduction to classical and modern test theory. Fort Worth, TX, Harcourt College.
Çakır, M., & Aldemir, B. (2011). İki aşamalı genetik kavramlar tanı testi geliştirme ve geçerlik çalışması [Developing and validating a two tier mendel genetics diagnostic test]. Mustafa Kemal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 8(16), 335-353. https://dergipark.org.tr/tr/pub/mkusbed/issue/19554/208352
Çakır-Yıldırım, B., & Karaarslan-Semiz, G. (2022). Üç aşamalı ekolojik ayak izi tanı testinin Türkçe’ye uyarlanması [Adaptation of a three-tier ecological footprint diagnostic test to turkish]. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 23(2), 1588-1638. Doi: 10.29299/kefad.979056
Çepni, S. (2007). Araştırma ve proje çalışmalarına giriş [Introduction to research and project work]. Celepler Matbaacılık.
Çetinkaya, İ. (2019). Basit makineler ünitesi ile ilgili geliştirilen düşünce deneyi etkinliklerinin 8. sınıf öğrencilerinin kavramsal anlamalarına etkisi [The effect of thought experiment activities on 8th grade students’ understanding conceptual understanding of simple machines] (Tez No. 585933) [Yüksek lisans tezi, Aksaray Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
Çetinkaya, M., & Taş, E. (2016). “Vücudumuzda Sistemler” ünitesine yönelik üç aşamalı kavram tanı testi geliştirilmesi [Developıng a three tıer concepts dıagnostıc test on the outcomes of “The Systems in Our Body” unit]. Ordu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, 6(15), 317-330.
https://dergipark.org.tr/tr/pub/odusobiad/issue/27575/290210
Çiğdemoğlu, C., & Arslan, H. Ö. (2017). Atmosfer ile ilgili çevre problemleri konularında kavram yanılgılarını tespit eden üç aşamalı tanı testinin Türkçeye uyarlanması [Adaptation of a three-tier diagnostic test ıdentified misconceptions on the atmosphere related environmental problems to Turkish]. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 14(1), 671-699. http://dx.doi.org/10.23891/efdyyu.2017.26
Dağdalan, G., & Taş, E. (2017). Simülasyon destekli fen öğretiminin öğrencilerin başarısına ve bilgisayar destekli fen öğretimine yönelik tutumlarına etkisi [Effect of simulation – based science teaching on students’ achievement and attitudes towards computer – based science teaching]. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 5(2), 160-172.https://dergipark.org.tr/tr/pub/fbod/issue/71996/1158045
Demir, N., & Akarsu, B. (2014). Modern fizik konuları ile ilgili kavram testi geliştirilmesi ve uygulanması: Modern fizik kavram testi (MKFT) [Development and implementation of a concept test related to modern physics topics: Modern physics concept test (MPCT)]. Journal of European Education, 4(2), 39-51. Doi:10.18656/jee.85816
Diken, E. H. (2018). Fen bilgisi öğretmenleri ile 8. sınıf öğrencilerinin Temel eğitimden ortaöğretime geçiş (TEOG) sınavındaki kaygılarına yönelik görüşleri (Kars ili örneği) [The opinions of science teachers and 8th grade students regarding TEOG exam anxiety (the case of kars province)]. İnsan ve Toplum Bilimleri Araştırmaları Dergisi, 7(2), 718-741. https://doi.org/10.15869/itobiad.376591
Ebel, R. L. (1995). Measuring educational achievement. New Jersey: Prentice-Hall Education Series.
Elmas, R., & Pamuk, S. (2021). Öğretmen adaylarının kavram yanılgılarının üç aşamalı kavram yanılgısı testi ile belirlenmesi [Determining misconceptions of prospective teachers with the three-tier misconception test]. Afyon Kocatepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 23(4), 1386-1403. https://doi.org/10.32709/akusosbil.916063
Erkuş, A. (2017). Davranış bilimleri için bilimsel araştırma süreci [The scientific research process for behavioral sciences] (5. Baskı). Seçkin Yayıncılık
Ersoy, E., & Bayraktar, G. (2018). İlkokul 4. sınıf matematik dersi “Ondalık Gösterim” alt öğrenme alanına ilişkin başarı testi geliştirilmesi [Devolopment of achivemenet test related to sub-learning of decimal projection in math class of 4th grade in primary school]. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, (46), 240-266. https://dergipark.org.tr/tr/pub/deubefd/issue/41774/407618
Eryılmaz, A., & Sürmeli, E. (2002). Üç-aşamalı sorularla öğrencilerin ısı ve sıcaklık konularındaki kavram yanılgılarının ölçülmesi [Measuring students' misconceptions about heat and temperature using three-tier questions]. Journal of Turkish Science Education. 14(1),110-126. https://users.metu.edu.tr/eryilmaz/TamUcBaglant.pdf
Gülçiçek, Ç., & Yağbasan, R. (2004). Sarmal yay sisteminde mekanik enerjinin korunumu konusunda öğrencilerin kavram yanılgıları [Students' misconceptions about the conservation of mechanical energy in a coil spring system].Milli Eğitim Dergisi, 163, 144-154. https://dhgm.meb.gov.tr/yayimlar/dergiler/milli_egitim_dergisi/163/gulcicek.htm
Gülmez-Güngörmez, H., & Akgün, A. (2018). Ortaokul öğrencilerinin fen bilimleri dersindeki kuvvet ve enerji ünitesine yönelik akademik başarı testi geliştirme çalışması [The study of developıng an academıc success test aımed at the unıt “force and energy” for secondary school learners ın scıence courses]. Diyalektolog-Uluslararası Sosyal Bilimler Dergisi, 18, 85-99. http://dx.doi.org/10.22464/diyalektolog.218
Halloun, I. A., & Hestenes, D. (1985). The initial knowledge state of college physics students. American journal of Physics, 53(11), 1043-1055. Doi:10.1119/1.14030
İspir, E. (2020). Basit makineler ünitesinin öğretiminde kullanılan kavram karikatürlerinin 8.sınıf öğrencilerinin başarılarına ve kavramsal anlama düzeylerine etkisi [The effect of the concept cartoons used in the teaching of simple machines unit on the achievement and conceptual comprehension levels of 8th grade students]. (Tez No. 642527) [Yüksek lisans tezi, Adıyaman Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
İspir, E., & Aydın, M. (2020). Basit makineler ünitesinin öğretiminde kullanılan kavram karikatürlerinin 8. sınıf öğrencilerinin başarılarına ve kavramsal anlama düzeylerine etkisi [The effect of the concept cartoons used in the teaching of sımple machines unit on the achıevement and conceptual comprehension levels of 8th grade students]. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(38), 58-71. http://dx.doi.org/10.14582/DUZGEF.2021.154
Kane, M. T. (1986). The role of reliability in criterion-referenced tests. Journal of Educational Measurement, 23(3), 221–224. Doi:10.1111/j.1745-3984.1986.tb00247.x
Kargın, P. D., & Gül, Ş. (2021). Altıncı sınıf vücudumuzdaki sistemler ve sağlığı ünitesine yönelik bir başarı testi geliştirilmesi [Development of an achıevement test for sıxth grade ‘body systems and health’ unıt]. Ihlara Eğitim Araştırmaları Dergisi, 6(1), 1–26. https://doi.org/10.47479/ihead.729412
Kirbulut, Z. D., & Geban, O. (2014). Using three-tier diagnostic test to assess students’ misconceptions of states of matter. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 10(5), 509-521. https://doi.org/10.12973/eurasia.2014.1128a
Krathwohl, D. R. (2002). A Revision of Bloom’s taxonomy: An overview. Theory Into Practice, 41(4), 212- 264. https://doi.org/10.1207/S15430421TIP4104_2
Küçükkeskin, E., & Kılıç, D. (2024). Hücre bölünmeleri konusunda öğrencilerin kavramsal anlamalarını belirlemeye yönelik iki aşamalı test geliştirilmesi [Development of a two-tier diagnostic test to determine students’ conceptual understanding of cell divisions]. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 12(1), 99-121. https://doi.org/10.56423/fbod.1380581
Laçin-Şimşek, C. (2019). Fen öğretimde kavram yanılgıları tespiti ve giderilmesi [Identifying and correcting misconceptions in science education]. Pegem Akademi.
Mellyzar, M. (2021). Analysis of understanding chemical bond concepts in students with three-tier multiple choice. Journal of Educational Chemistry (JEC), 3(1), 53-66. https://doi.org/10.21580/jec.2021.3.1.7560
Orduhan, Y., & Çakır, Ç. Ş. (2023). Ortaokul 6. sınıf “ses ve özellikleri” ünitesine yönelik kavramsal anlama testi geliştirme çalışması [Mıddle school 6th grade conceptual understandıng test development study for “sound and ıts characterıstıcs” unıt].Uluslararası Eğitim Bilim ve Teknoloji Dergisi, 9(3), 138-178. https://doi.org/10.47714/uebt.1355916
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Journal of STEM Teacher Institutes
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
