Current research and technological advancements in the field of education allow for the development of new methods and approaches that enable students to have more effective and enduring learning processes. In this context, educational approaches that consider students' cognitive processes and the principles of brain function, such as brain-based learning, hold significant importance. In this study, it is aimed to provide comprehensive and in-depth information on the more effective and efficient use of the brain-based learning approach by examining the qualitative studies conducted with the brain-based learning approach in science education through the meta-synthesis method. The study is expected to contribute to the design and use of the brain-based learning approach more effectively in teacher education programs and professional development activities. In addition, it is thought to be important in terms of providing a perspective on the effects on academic achievement, interest levels, motivation and attitudes of students of different age groups and educational levels.
The aim of this study is to conduct a meta-synthesis of academic articles and theses, including qualitative research methods, focusing on the application of the brain-based learning approach to science education. This research aims to provide a broad understanding of how the brain-based learning approach has been applied in science education over an eleven-year period by providing information about its outcomes, potential benefits and limitations. For this purpose, the following questions were sought to be answered.
1. What are the general characteristics of qualitative studies using brain-based learning approach in science education?
2. How does the general result of the brain-based learning approach in science education in terms of education and training?
3. How does the positive result of the brain-based approach in science education for teachers and students?
4. How does the negative result of the brain-based approach in science education for teachers and students?
Method
In this research, the meta-synthesis method was chosen from qualitative research designs to examine the qualitative studies in the field of brain-based learning, identify general trends through an inductive approach, and evaluate them with a critical perspective.
Data Collection. The steps followed in the research are presented:
1. Firstly, after determining the research questions, a literature review was conducted to identify relevant keywords for the search.
2. The time frame and databases for the literature search were determined. The years 2012-2022 and the databases SCOPUS, SCIENCE DIRECT, ERIC, DERGİ PARK, YÖK TEZ were selected for the literature search.
3. Criteria were established for the selection process of the studies. Initially, a total of 561 studies were found both nationally and internationally, using the keywords "brain-based learning," "brain-based education," "brain-based teaching," and "beyin temelli öğrenme." These studies were subjected to several exclusion criteria, including:
o Being conducted in Turkey between 2012-2022,
o Being published as journal articles in academic journals,
o Being a master thesis,
o Being doctoral dissertations,
o Involving qualitative research methods and data collection tools,
o Including sub-disciplines within science education such as physics, chemistry, biology education,
o Clearly stating the research method and design,
o Clearly specifying the sample of the study.
Findings.
The research methods and data collection tools used in the studies are summarized in Table 1. Depending on the purpose of the study, different data collection tools were used by researchers, such as research open ended questions and interview notes. Among the conducted studies, most of the studies were conducted at the university and higher levels, followed by the elementary school level. It is noticed that there are fewer qualitative method studies in the intermediate levels, such as middle school and high school.
The studies indicate that the implementation of brain-based learning in education focuses on five main themes: "Supporting the creation of enriched learning environments," "Supporting the improvement of classroom atmosphere," "Supporting teachers' relationships with students," "Supporting students' cognitive development," and "Supporting students' affective development."
According to Table-4, the use of brain-based learning in science education has many advantages for teachers can be summarized as the achievement of meaningful and lasting learning, improvement in students' academic achievements, increased interest and motivation in the subject matter, and establishment of effective communication between teachers and students, for students can be summarized as making the lesson more interesting, appealing to different senses, enhancing retention, involving experiments and observations, promoting group work and peer learning, developing scientific process skills, facilitating effective communication with both the teacher and classmates, fostering a classroom environment of trust and respect, and optimizing external factors such as seating arrangement and classroom ventilation to support learning.
According to Table 5, when considering the disadvantages of using the brain-based learning approach in science education from the teacher's perspective, it can be mentioned that designing activities suitable for different learning styles can be challenging and time-consuming, or the designed activities may not appeal to all senses. Additionally, there may be difficulties in maintaining classroom management during activities, accessing colourful boards or different visual and auditory materials, and conducting activities in overcrowded classrooms. These situations can be expressed as disadvantages. When looking at the disadvantages of the brain-based learning method in science education from the student's perspective, it is observed that there can be excessive noise in the classroom during activities, and the designed activities may not appeal to all senses.
Conclusion and Discussion
This study is limited to six articles and three theses, and it provides an important contribution by addressing the gaps in the literature of this field. The findings indicate that the use of the brain-based learning approach in science education has positive effects on students' academic achievements, interests, and motivation. However, the study also highlights the emerging disadvantages, the challenges that may be encountered in implementing this approach, and the potential negative effects on students. This study is an important step in better understanding the value and potential of the brain-based learning approach in science education. Furthermore, developing recommendations to overcome the challenges encountered in implementing the brain-based learning approach and identifying strategies for implementation can contribute to the success of studies and practices in this field.
Bu çalışma fen eğitiminde beyin temelli öğrenme yaklaşımının sonuçları, potansiyel faydaları ve sınırlılıkları hakkında bilgi sağlayarak, nasıl uygulandığına dair geniş bir anlayış sunmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla SCOPUS, SCIENCE DIRECT, ERIC, DERGİ PARK, YÖK TEZ tarafından taranan uluslararası ve ulusal akademik arama motorlarından yapılan çalışmalar daraltma ölçütleri uygulanarak incelenmiştir. Çalışmada Türkiye’de yapılan nitel araştırma yöntemlerini içeren dokuz adet çalışma meta-sentez yöntemiyle derinlemesine incelenmiştir. Araştırmada fen eğitiminde beyin temelli öğrenme yaklaşımını uygulayan çalışmaların genel özellikleri, araştırmaların genel sonuçları, öğrenci ve öğretmenler açısından olumlu ve olumsuz sonuçları analiz edilerek uygulamak isteyen araştırmacılara rehber olması hedeflenmiştir. Araştırma bulguları hem öğretmenler hem de öğrenciler açısından, fen eğitiminde beyin temelli öğrenme yaklaşımının kullanılmasının, öğrenme ve öğretme sürecini olumlu bir şekilde etkilediğini göstermiştir. Elde edilen bulgular, bu yaklaşımın, öğrencinin bilimsel konulara karşı ilgisini ve derse katılımını artırdığını, bu durumun da genel akademik başarıyı olumlu yönde etkilediğini göstermiştir. Aynı zamanda, fen eğitiminde beyin temelli öğrenme yaklaşımının kullanılmasının, öğretmenlerin öğretim stratejilerini yenilikçi ve etkili bir biçimde genişletmelerine yardımcı olduğunu göstermiştir. Bulgular içerisinde beyin temelli öğrenme yaklaşımında ders tasarımı hem öğretmenler hem de öğrenciler açısından en fazla olumsuz olarak değerlendirilen bulgu olarak dikkat çekmiştir. Araştırmanın en önemli bulgularından biri fen eğitiminde beyin temelli öğrenme yaklaşımı ile ilgili son yıllarda yapılan çalışmaların altı makale ve üç tez ile sınırlı kalmış olmasıdır. Bu durum, bu alanın alan yazındaki boşluklarını sunması açısından önemli bir katkı sağlamaktadır. Bu nedenle, nitel yöntemlerle yapılan araştırmaların sayısının artması, fen eğitiminde beyin temelli öğrenme yaklaşımına ilişkin kapsamlı bir perspektif sunarak önemli faydalar sağlayacaktır.
Alanazi, FH (2020). Brain-based learning as perceived by Saudi teachers and its effect on chemistry achievement of 7th graders. Journal of Baltic Science Education, 19(6):864-874. https://doi.org/10.33225/jbse/20.19.864
Al-Balushi KA, Al-Balushi SM (2018). Effectiveness of brain-based learning for grade eight students’ direct and postponed retention in science. International Journal of Instruction, 11(3):525-538. https://doi.org/10.12973/iji.2018.11336a.
Aküzüm, C (2020). Eğitimde Meta-Sentez Çalışmaları. B. Oral, & A. Çoban içinde, Kuramdan Uygulamaya Eğitimde Bilimsel Araştırma Yöntemleri (s. 379-396). Ankara: Pegem Akademi.
Ar M E, Ilkorucu S (2016). Fen bilgisi öğretmen adaylarının sağ ve sol beyin bölgelerine ve eğitimle olan ilişkilerine yönelik bilgilerinin değerlendirilmesi. Uluslararası Bilimsel Araştırmalar Dergisi (IBAD), 3(2):675-691. https://doi.org/10.21733/ibad.422705
Caine RN, Caine C (1991). Making Connections: Teaching and The Human Brain. Alexandria: Association for Supervision and Curriculum Development.
Caine RN, Caine G (2002). Beyin temelli öğrenme (Çev. Gülten Ülgen). Ankara: Nobel Yayın Dağıtım.
Caulfield J, Kidd S, Kocher T (2000). Brain-Based Instruction in Action. Educational Leadership, 58(3): 62-65.
Çakmak Z, Akgün İH, Salur M (2022). Beyin temelli öğrenme ile ilgili akademik çalışmaların incelenmesi. Uluslararası Türkçe Edebiyat Kültür Eğitim Dergisi, 11(4):1766-1784.
Çelebi K, Afyon A (2011). İlköğretim fen bilgisi dersinde uygulanan beyin temelli öğrenme yaklaşımının öğrencilerin başarılarına etkisi. Selçuk Üniversitesi: Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, (31):169-182.
Çengelci, T (2007). Sosyal bilgiler dersinde beyin temelli öğrenmenin akademik başarıya ve öğrenmenin kalıcılığına etkisi. İlköğretim Online, 6(1):62-75.
Çoruhlu TŞ, Nas SE, Keleş E (2016). Beyin Temelli Öğrenme Yaklaşımına Dayalı Web Destekli Öğretim Materyalinin Etkililiğinin Değerlendirilmesi: Işık ve Ses Ünitesi. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 5(1):104-132.
Duman, B (2015). Kuramsal Çerçeve. B. Duman içinde, Neden Beyin Temelli Öğrenme? (s. 25-27). Ankara: Pegem Akademi.
Dubinsky JM(2010). Neuroscience education for prekindergarten-12 teachers. The Journal of Neuroscience, 30(24):8057-8060
Ekemen, H (2017). Beyin temelli öğrenmenin akademik başarı ve öğrenci tutumu üzerindeki etkisi: Bir meta-analiz çalışması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Konya.
Erduran Avcı D, Yağbasan R (2010). Beyin Temelli Öğrenme Hakkında Öğrenci Görüşleri. Kastamonu Eğitim Dergisi, 18 (1): 1-18.
Fenar, A (2021). 6. Sınıf Sosyal Bilgiler Dersinin Kuantum Öğrenme Modeline Göre İşlenmesine Yönelik Bir Karma Yöntem Araştırması (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Anadolu Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
Gülden, B (2022). Fen Bilimleri Dersinde Beyin Temelli Öğrenme Modelinin İlkokul 4. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarı ve Motivasyonel Kararlılığına Etkisi (Yayımlanmış Doktora Tezi). İnönü Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Malatya
Günay Ermurat, D (2013). Öğrenme Stiller ve Beyin Temelli Öğrenme Yaklaşımının Öğrencilerin Biyoloji Dersindeki Başarı ve Tutumlara Etkisi (Yayımlanmış Doktora Tezi). Atatürk Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
Gözüyeşil, E (2012). Beyin temelli öğrenmenin akademik başarıya etkisi: Bir meta analiz çalışması (Yüksek Lisans Tezi). Niğde Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Niğde
Harden V, Jones VN (2022). Applyingthe Principles of Brain-Based Learningin Social Work Education. Advances in Social Work, 22(1):145-162. https://doi.org/10.18060/25142
Harman G, Çökelez A (2012). Fen bilgisi öğretmen adaylarının beyin temelli öğrenme ile ilgili bilgilerinin incelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 9(4):64-83.
İnci, N (2014). Beyin Temelli Öğrenme Tasarımlarının Öğrencilerin Akademik Başarı, Tutum ve Öğrenmelerinin Kalıcılığı Üzerine Etkisi (Yayımlanmış Doktora Tezi). Fırat Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
İnan C, Erkuş S (2022). Çoklu zekâ kuramına dayalı hazırlanan çalışma yapraklarının ortaokul 6. sınıf öğrencilerinin matematik başarılarına ve tutumlarına etkisi. Uluslararası Eğitim Bilimleri Dergisi, 9 (30):111-154. https://doi.org/10.29228/INESJOURNAL.54743
Kahraman, F (2021). Ortaokul 7. Sınıf Hücre ve Bölünmeler Ünitesi Öğretiminde Beyin Temelli Öğrenme Yaklaşımının Etkililiğine Yönelik Bir Karma Yöntem Araştırması (Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi). Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Van.
Kohar, D (2022). Measuring the Effectiveness of the Brain-Based Learning Model on the Level of Reading Comprehension Based on Exposition Reading Structures in Junior High School.Educational Sciences: Theory and Practice, 22 (1):78-89. http://dx.doi.org/10.12738/jestp.2022.1.0007
Köksal, N (2011). Beyin temelli öğrenme. Eğitimde Yeni Yönelimler (Ed. Ö. Demirel) içinde (111-121). Ankara: Pegem Akademi.
MEB (2018). Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı.
Meral M, Dönel Akgül G (2022). Beyin Temelli Öğrenme Yaklaşımı Konulu Yüksek Lisans Tezlerine Yönelik Bir İçerik Analizi. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, (53), 48-64. DOI: 10.53444/deubefd.898688
Odabaşı B, Celkan PY (2010). Beyin Temelli Öğrenme Yaklaşımının 12 sınıf Öğrencilerinin Başarıları Üzerine Etkisi. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 19 (3): 87-104.
Özden, M (2005). Fen Bilgisi Dersinde Beyin Temelli Öğrenmenin Akademik Başarıya Ve Hatırlama Düzeyine Etkisi. Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü (Yayımlanmış Tez).
Polat S, Ay O (2016). Meta-sentez: Kavramsal bir çözümleme. Eğitimde Nitel Araştırmalar Dergisi- Journal of Qualitative Research in Education, 4(1):52-64.
Polat Ö, Akay D, Aydın E (2021). MEB 2013 okul öncesi eğitim programının beyin temelli öğrenme yaklaşımı açısından incelenmesi. Milli Eğitim Dergisi, 50(229):419-444.
Shabatat K, Al-Tarawneh M (2016). The impact of a teaching learning program based on a brain-based learning on the achievement of the female students of 9th grade in chemistry. Higher Education Studies, 6(2):162. http://dx.doi.org/10.5539/hes.v6n2p162
Slavkin, M (2004). Authentic Learning: How Learning About the Brain Can Shape the Development of Students, Lanham, MD: Scarecrow Education.
Soyalp, T (2022). Beyin Temelli Öğrenme Kuramının Fen Öğretiminde 8. Sınıf Öğrencilerinin Başarı ve Tutumlarına Etkisi (Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi). Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
Stang, K (2022). Brain-Based Methods and Student Achievement. Bethel University. https://spark.bethel.edu/etd/898
Sülün A, Çapanoğlu F (2022). Fen Bilgisi Öğretmenlerinin Nörofizyolojik Öğrenme Algı Düzeylerinin İncelenmesi. Anadolu Öğretmen Dergisi, 6(1):58-87. DOI: 10.35346/aod.1089504
Süral, S (2014). Beyin Temelli Öğrenme Yönteminin Öğrencilerin Fen Bilimleri Dersinin Erişisine Etkisi. Adnan Menderes Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 1(4):33-42. DOI: 10.30803/adusobed.188823
Treays, R (2003). Beyin, (Çev.: F. Halatçı), Ankara, Tübitak Yayınları.
Tutar M, Kurt M, Karamustafaoğlu O (2017). Fen Bilimleri Eğitimindeki Beyin Temelli Öğrenme Araştırmalarının İncelenmesi (2000-2015 Yılları Arası) . Karaelmas Eğitim Bilimleri Dergisi , 5 (2): 236-249.
Ulu E, Kiraz A (2014). Science education and cognitive development in updated 2012 pre-school curriculum. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 136, 438-451. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2014.05.354
Ülgen, G (1997). Eğitim Psikoloji (s. 71). İstanbul: Alkım Yayınevi.
Üçüncü, G (2017). Dördüncü Sınıf Fen Bilimleri Dersinde Beyin Temelli Öğrenme Modelinin Çeşitli Değişkenler Açısından İncelenmesi (Yayımlanmış Doktora Tezi). Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Üçüncü G, Sakız G, Ada S (2016). A task development process: The case of fourth grade introduction to matter unit. The Turkish Online Journal of Educational Technology, Special Issue, 155-164.
Weed, M (2005). "Meta interpretation": A method for the interpretive synthesis of qualitative research. In Forum Qualitative Sozialforschung/Forum. Qualitative Social Research, 6(1):1-21. https://doi.org/10.17169/fqs-6.1.508
Yaşar, MD (2017). Brain Based Learning in Science Education in Turkey: Descriptive Content and Meta Analysis Of Dissertations. Journal of Education And Practice, 8(9):161-168.
