Fen Bilgisi Dersinde Sanal Laboratuvar ve Gerçek Laboratuvar Uygulamalarının Akademik Başarı, Tutum ve Beceri Gelişimine Etkisinin Değerlendirilmesi

Abstract

This study aims to examine the effects of virtual and real laboratory applications on students' academic achievement, attitudes toward science, and life skills in the 5th grade science course at the middle school level. A quasi-experimental design with pre-test and post-test control groups was employed within the scope of the 'Nature of Matter' unit. The sample of the study consisted of a total of 74 students. The students were divided into three groups: virtual laboratory group, real laboratory group, and control group. The virtual laboratory group included 23 students, the real laboratory group 28 students, and the control group 23 students. Data were collected through achievement tests, attitude scales, life skills questions, semi-structured student and teacher interviews, and researcher diaries. The findings revealed that both types of laboratories significantly increased academic achievement; however, virtual laboratories particularly contributed more to the understanding of abstract concepts and the development of analytical thinking skills. In terms of attitude data, the higher scores of the control group can be explained by their strong interest in and positive expectations toward laboratory applications. Virtual laboratory applications demonstrated that students participated in the process with higher motivation and engagement. When life skills data were analyzed, limited development was observed in the real laboratory group, whereas increases in analytical and critical thinking skills were noted in the virtual laboratory group. Findings from interviews and researcher diaries support this by showing that both types of laboratories fostered positive attitudes in students and that learning by doing and experiencing is effective. While virtual laboratories offer advantages in terms of accessibility and safety, real laboratories contribute to enhancing students' sense of realism in their experiences. Teachers found both applications beneficial; however, the group using virtual laboratories faced challenges such as technological proficiency and curriculum pressure. The findings indicate the necessity of using virtual and real laboratories complementarily in science education.Bu araştırma, ortaokul 5. sınıf Fen Bilgisi dersinde sanal ve gerçek laboratuvar uygulamalarının öğrencilerin akademik başarıları, fen bilgisi dersine yönelik tutumları ve yaşam becerileri üzerindeki etkilerini incelemeyi amaçlamaktadır. Araştırmada, 'Maddenin Doğası' ünitesi kapsamında ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmanın örneklemi, toplamda 74 öğrenciden oluşmaktadır. Öğrenciler, sanal laboratuvar grubu, gerçek laboratuvar grubu ve kontrol grubu şeklinde üç farklı grupta yer almaktadır. Sanal laboratuvar grubunda 23, gerçek laboratuvar grubunda 28 ve kontrol grubunda 23 öğrenci bulunmaktadır. Veriler, başarı testi, tutum ölçekleri, yaşam becerileri soruları, yarı yapılandırılmış öğrenci ve öğretmen görüşmeleri ve araştırmacı günlükleri aracılığıyla toplanmıştır. Bulgular, her iki laboratuvar türünün de akademik başarıyı anlamlı düzeyde artırdığını; ancak sanal laboratuvarın özellikle soyut kavramların anlaşılmasına ve analitik düşünme becerilerinin gelişimine daha fazla katkı sağladığını ortaya koymuştur. Tutum verilerinde, kontrol grubunun puanlarının daha yüksek olması, bu grubun laboratuvar uygulamalarına yönelik güçlü ilgisi ve olumlu beklentileriyle açıklanabilir. Sanal laboratuvar uygulamaları, öğrencilerin sürece daha yüksek motivasyon ve etkileşimle katıldığını göstermiştir. Yaşam becerileri verileri analiz edildiğinde, gerçek laboratuvar grubunda yaşam becerileri sınırlı gelişirken, sanal laboratuvar grubunda analitik ve eleştirel düşünme becerilerinde artış gözlemlenmiştir. Mülakat ve araştırmacı günlükleri bulguları, her iki laboratuvar türünün de öğrencilerde olumlu tutum geliştirdiği ve yaparak-yaşayarak öğrenmenin etkili olduğunu ortaya koyarak bu durumu desteklemektedir. Sanal laboratuvarlar erişilebilirlik ve güvenlik açısından avantajlar sunarken, gerçek laboratuvarlar öğrencilerin deneyimlerinde gerçeklik duygusunun güçlenmesine katkı sağlamaktadır. Öğretmen her iki uygulamayı da faydalı bulmakta; ancak sanal laboratuvar uygulamalarının gerçekleştirildiği grupta teknoloji yeterliliği ve müfredat baskısı gibi engellerle karşılaşılmaktadır. Elde edilen bulgular, fen eğitiminde sanal ve gerçek laboratuvarların birbirini tamamlayıcı biçimde kullanılmasının gerekliliğini ortaya koymaktadır.