Araştırmanın amacı; bilginin ait olduğu disiplinin, bilgi yapısının özellikleri ile öğretmen adaylarının bu disiplindeki bilgi yapılarındaki farklılıkları kurallı ve açıklayıcı bilgi ile belirlemektir. Ayrıca öğretmen adaylarının bilgilerinin anlamaya dönüşmesini, engelleyen veya destekleyen nedenleri belirleyerek, anlamayı sürekli kılabilmenin yollarını Newton’un hareket yasaları ile incelemektir. Newton’un hareket yasalarının dahil olduğu fizik disiplinin iki farklı bilgi yapısı vardır. Bunlar: a) Farklı epistemolojik seviye ve b) Her epistemolojik seviye birden farklı bilgi türünden oluşur. Bu araştırmada öğretmen adaylarının farklı epistemolojik seviyelerdeki kurallı ve açıklayıcı bilgileri; verilenler istenilenler, serbest cisim diyagramı, tanım, formül ve işlem bölümleri ile incelenmiştir.
Araştırmanın diğer amacı; a) Araştırma konularının (∆𝑥 = 𝑥𝑠− 𝑥𝑖), xi’den “xi: Araştırma konularının fizik ve matematik kuralları” xs’ye “xs: Öğretmen adaylarının kurallı ve açıklayıcı bilgileri” gidişini inceleyerek xs ötesine önerilerde bulunmaktır. b) İncelemedeki amaç, xi’ileri temel kabuller yaparak xs’ye gidişteki doğru, yanlış ve eksilerden (alınan sıfır puan) kaynaklanan durumları belirleyerek var olan problemleri giderici, var olan olumlu durumları stabil durumda tutabilmenin yollarını araştırmaktır. c) Ayrıca öğrencilerin var olan (doğru, yanlış veya eksik) matematik mantık, kurallı ve açıklayıcı bilgilerinin epistemolojik seviyelerine önerilerde bulunmaktır. Bu araştırmanın diğer bir amacı ise öğrenen bireylerin bilgilerini ve bilgi edinme süreçlerini kontrol altına alınabilmesine için öneriler geliştirmektir. En genel olarak; iç ve dış sınırların kapsamlarını iyileştirici yönde önerilerde bulunmak bu araştırmanın amacıdır. Araştırmanın öz örneği şekil 1.1’de verilmiştir.
Araştırmanın Amacı ve Kapsamı
xs Öğretmen Adaylarının Kurallı ve
Açıklayıcı Bilgileri ∆𝑥 İnce le m e K onusu Klasik Fizik
(Bazı Kuvvet ve Hareket Konuları)
A raş tı rm anı n A rac ı (K onusu ) Açıklayıcı Bilgi Matematik Mantık Kurallı Bilgi xi
Tanım ve Formül kuralları
Matematik (Cebir ve Trigonometri “nitel ölçme aracı 3”) Şekil 1.1 Araştırmanın amaç ve kapsamı
1.5. Araştırmanın Önemi
Bu araştırmanın önemi, Kuhn’un (1962) Bilimsel Devrimlerin Yapısı adlı eserinde tanımladığı “bilimsel paradigma” gibi paradigmik bir çalışma adayının özelliğini barındırmasıdır. Ölçüm sonuçlarına etki eden değişkenlerin sonucu etkileyen faktörlerden ayrılarak sonuca etkilerinin istatistiksel analizlerinin ayrı yapılarak etkinin nereden kaynaklandığının belirlenebilmesi bu araştırmayı paradigmik bir çalışma yapmaktadır. Sonucu etkileyen değişkenler bu araştırmada “bölüm” adı altında incelenmektedir. Bu araştırmada sonuca etkisi ölçülen diğer etkenler sonucu etkileyen faktörlerdir. Bu araştırmayı paradigmik çalışma adayı yapan nedenlerden diğeri, araştırmada kullanılan “Veri Değişkenlerinin Olasılık ve İhtimal Hesaplama İstatistiği (VDOİHİ); Birleşik Aşama Yüzde Hesaplama İstatistiki Yöntemleri” dir. Ayrıca, alt sınırların belirlenerek, üst sınırlara ve araştırmanın amacına gidiş şekli bu görüşü desteklemektedir. Alt sınırların belirlenişi ve bu alt sınırlardan üst sınırlara giden
bilimsel yapının her yönü ile bir biriyle örtüşen bir yapıda iyi tanımlanmış üst sınıra/amaca gidiş, paradigmik bir çalışmanın nasıl yapılacağının örneğini oluşturur.
En Küçük Öğrenim Sistemi : a) öğrenen birey b) eğitim ortamı c) bilgi’den oluşur. Sınırlı Öğretim Sistemi ise: a) öğreten birey b) bilgi c) öğretim yöntem ve teknikleri d) öğrenen birey e) eğitim ortamından oluşur ve bu sistemler şekil 1.2’de verilmiştir.
Bilgi
Eğitim Ortamı Öğreten Birey
Öğrenen Birey Öğretim Yöntem ve Teknikleri Şekil 1.2 Sınırlı Öğretim Sistemi ve En Küçük Öğrenim Sistemi (Şekilde şeffaf oklar ile Sınırlı Öğretim Sistemi temsil edilir. Siyah oklar ile En Küçük Öğrenim Sistemi temsil edilir)
Eğitim üzerine yapılan araştırmalar, ağırlıklı olarak “Sınırlı Öğretim Sisteminin” elemanlarının birinde yapılabildiği gibi birden fazlası üzerine de yapılmaktadır. Bu araştırma; bilgi, öğrenen birey-bilgi etkileşimi ve öğrenen bireyin bilgi durumları üzerine yapılmıştır. Bu araştırmada yapılan üç incelemede ortak olan bilgidir. Fen bilgisi öğretiminin konusu olan bilgi, problem durumunda belirtildiği gibi bilimsel bilgidir. Bilim, bilgi üretirken çalışma şekli açısından: a) tümden gelim (yukardan
aşağı), b) tüme varım (aşağıdan yukarı) ile çalışmaktadır. İnsan (öğrenen birey) öğrenim sürecinde, hem aşağıdan yukarı, hem de yukarıdan aşağı çalışmaktadır. Bu araştırmada, bilim ve insanın (öğrenen bireyin) bilgi üretirkenki çalışmalarının bu benzerliği ile paralellik gösteren kurallı ve açıklayıcı bilgi edinme sürecidir. Bu iki bilginin anlamlı bir birliktelik oluşturan tanımının var olması (anlama’nın tanımı) ve bu anlamlı birlikteliğin; yukarıdan aşağı ve aşağıdan yukarı gerçekleştirecek araç olması, ayrıca bu süreci kontrol altında tutmaya açık oluşu nedeniyle Sınırlı Öğretim Sistemi ile bilim, farklı bir yönden, sağlam temeller üzerinde etkileşmeye tabi tutulması bu araştırmanın başlıca önemini oluşturmaktadır.
Bu araştırmanın diğer bir önemi, fen bilgisi öğretmen adaylarının Newton’un hareket yasalarındaki matematik mantık bilgi düzeylerinin belirlenmesidir. Ayrıca fen bilgisi öğretmen adaylarının matematik mantık bilgilerinin, kurallı bilgi ve açıklayıcı bilgiye etkileri belirlenmiştir. Öğretmen adaylarının matematik mantık bilgi düzeylerini belirleyecek ölçme aracı araştırmacı tarafından geliştirilmiştir.
Bu araştırmanın diğer bir önemi ise; nitel verileri kendi içinde olduğu kadar, nicel verilerin sonuçlarıyla da istatistiksel karşılaştırılmalarının yapılmış olmasıdır.
1.6. Varsayımlar
1. Ölçme araçlarındaki kurallı soruların, Newton’un hareket yasalarındaki kurallı bilgiyi kapsadığı kabul edilmiştir.
2. Ölçme araçlarındaki açıklayıcı soruların, Newton’un hareket yasalarındaki açıklayıcı bilgiyi kapsadığı kabul edilmiştir.
3. Ölçme araçlarındaki matematik mantık sorularının Newton’un hareket yasalarının mantık yapısını kapsadığı kabul edilmiştir.
4. Örneklemin evreni temsil ettiği kabul edilmiştir.
5. Araştırmaya katılan öğrencilerin, ölçme araçlarını cevaplarken bilgilerini içtenlikle yansıttıkları kabul edilmiştir.
6. Nitel verilerin puanlandırılmasında bir akp’in anlamlı en küçük parçaya tekabül ettiği kabul edilmiştir.
1.7. Kapsam
Araştırmanın kapsamı;
Fen Bilgisi Öğretmenliği Anabilim Dalının 1. yarıyıl genel fizik 1 dersindeki (klasik fiziğin) Newton’un hareket yasalarını kapsamaktadır. Öğrencilerin bu konulardaki kurallı bilgiden-açıklayıcı bilgiye geçişte
karşılaştıkları problemler ve olası çözüm yollarının araştırılmasını kapsamaktadır.
Bilgi geçişlerinde karşılaşılan problemler ve olası çözüm yolları, araştırmaya katılan öğrencilerin kurallı ve açıklayıcı bilgilerinin durumları irdelenerek, araştırma konusunun ait olduğu disiplinin kullandığı mantığın (matematik mantık), öğrencilerin bilgilerine olan etkisinin incelenmesini kapsamaktadır.
Araştırmaların kapsamında alt ve üst sınırların belirlenmesi önemlidir. Alt ve üst sınırların belirlenmesinin iki önemi vardır; a) alt sınır (xi), araştırmanın başlangıç noktasını oluşturur. Diğer bir ifade ile yapılan temel kabullerdir. Alt sınır içindeki konuların, araştırmada bilerek yada bilmeyerek incelenmesi gereksiz zaman kaybına yol açacağı gibi sonuca gitmeyi ve karar vermeyi zorlaştırır. Bu araştırmanın alt sınırından birini Ek-6’da verilen nitel ölçme aracı 3 oluşturur. Diğer alt sınır ise inceleme konusunun kapsamındaki tanım ve formüllerin kuralları (nitel ölçme aracı 2) oluşturmaktadır. b) üst sınır (xs), araştırmada varılmak istenen noktayı oluşturur. Diğer bir ifade ile önerilerimizin sınırıdır (araştırmanın bilime katkısını belirler).
Bu araştırmayı ileri bir araştırmaya taşıyacak temel neden; matematik mantık, kurallı ve açıklayıcı bilginin yönlü kullanımı olacaktır. Araştırma ölçme araçları “iki yönlü” sorulardan oluşmaktadır. Bunlar; a) tanım yönlü, b) problem yönlü’dür. Bu araştırmada; kurallı bilginin, kurallarının problemden probleme farklılık göstermesi, bilginin epistemolojik seviyelerinin her birinde, öğrenen bireyler için kurallı ve açıklayıcı bilginin farklılık göstermesine neden olduğu için problem yönlü olmasını gerektirir. Kurallı ve açıklayıcı bilginin her epistemolojik seviyede aynı tanımlarının geçerli olduğu durumlar tanım yönlülüğü gerektirir. Yani araştırmanın ölçme araçlarında, tanım ve problem yönlülüğün birlikte kullanılması gerekmektedir.
1.8. Sınırlılıklar
1. Ölçme araçlarındaki konuların anlatıldığı dersleri veren hocaların araştırmaya katılan öğrencilere, bu konuları anlatımda gösterdikleri özen.
2. Araştırmaya katılan öğrencilerin, ölçme araçlarını cevaplarken bilgilerini yansıtma istekleri.
3. Kurallı ve açıklayıcı bilginin fen eğitimiyle kurulan iyi bağlantılarının olmaması.
4. Matematik mantığın fen eğitimiyle kurulan iyi bağlantılarının olmaması. 5. Nitel analizlerin karşılaştırılabilecek benzer değerlendirmelerin bulunmaması. 6. Nitel verilerin değerlendirilmesinin subjektif nitelikte olması.
BÖLÜM II
KAVRAMSAL ÇERÇEVE
Bu bölümde bilgi ve bilgi yapısının özellikleri ile öğretmen adaylarının bilgileri ve bilgi yapılarındaki farklılıkların incelenmesinde kullanılan kurallı bilgi, açıklayıcı bilgi, kurallı ve açıklayıcı bilgi arasındaki ilişki, matematik mantık ve ilgili araştırmalara yer verilmiştir.
2.1. Kurallı Bilgi
Kurallı bilgi; görevlerin nasıl yapılacağı bilgisidir ve genellikle gizli bilgi olarak adlandırılır (Anderson, 1995, p: 234). Kurallı bilgi basitçe yaşamımızdaki otomatik ve şuursuz öğrenme işlemleri olarak tanımlanır. Ayrıca bu bilgi türü bizim şuur alanımızın dışında, kararlarımızın ve eylemlerimizin yönerge bilgisidir (Baumard, 1999, p: 62). Anderson v.d.’e (2001, p: 52) göre kurallı bilgi bir şeyin nasıl yapılacağı bilgisidir. Bu yapılacak şeyler, rutin görevlerden yeni problemleri çözmeye kadar değişir. Kurallı bilgi genellikle birbirini takip eden adımlar serisi şeklindedir. Bu adımlar serisi; beceriler, teknikler ve yöntemlerden oluşur. Kurallı bilgi, bilginin kriterlerini kapsar ki, bu kriterler çeşitli kuralların ne zaman kullanılacağını belirlemede kullanılır. Gredler’e (2005, p: 202) göre kurallı bilgi; bir bilgisayarın yazılım programlama dilini kullanmak gibi kompleks görevlerden, bir kapının kilidini açmak gibi basit görevlere kadar değişen geniş bir alandaki bilgilerdir.
Basjes’e (2002) göre kurallar ve alt kurallar: B durumundan A durumunun nasıl elde edileceğini tanımlar. Bir kural, bir yada birden çok adımdan oluşur. Bu adımlar belirli bir araştırmanın tanımıyla ilişkilendirilir. Bir kuralda birden çok adım varsa, her bir adım, alt kural olarak adlandırılır.
Kurallı bilgi bir örnekle açıklanabilir: “odaya girince ışığı açmalısın” kuralını içeren bir durumu varsayalım. Odaya girildiğinde ışığın açılması uygun bir kuraldır. Çünkü ışığın açılması “odaya girildiği” bilgisini içerir. Uzun bir süreç için bu kural, ışığın niçin açıldığının nedeni ile ilgilenilen bilgiyi içermez. Bu yalnızca “odaya ne zaman girildiği” hakkında bilgi veren durumun kanıtıdır. Bu örnekteki ışığın açılmasının nedeni odanın penceresinin olmayışıdır. Yani odanın karanlık olduğu kabulü yapılır. Bu bilgiyi biriktirmek önemlidir. Bu bilgide, bir kuralın kullanım alanı dikkate alınmıştır. Bu gerçek bir bilgidir ve kurallı bilgi olarak tanımlanır (Basjes, 2002).
Güncel yaşantımızda ve bilgisayarlarda kullandığımız bilgiler, “kurallı” ve “açıklayıcı” olmak üzere, birbirinden radikal olarak farklı iki kategori teşkil eder. En basit şekliyle, yemek tarifleri, reçeteler, talimatlar, askeri nizamnameler gibi bir işlemin, belirli ve açık seçik kurallar çerçevesinde nasıl yapılacağını anlatan bilgiler kurallı (=kaidelere göre) bilgiyi teşkil eder (Özenli, 1999, ss: B).
2.2. Açıklayıcı Bilgi
İnsan sadece kurallı bilgilerle kısıtlı kalamaz ve pek çok ayrı olay, düzensizlik, işlemlerin varlığından haberdardır ve bunlara ait verileri değerlendirmek ve başkalarına anlatmak, ifade etmek durumundadır. Bu tip bilgiler, elbette kurallı değildir. İnsan hafızası bu tip bilgileri depolamakta büyük bir kapasiteye sahip olup, bunları gerçeğe en uygun biçimde şekillendirip model kurmak için kullanır. Bu tip bilgi, “açıklayıcı” bilgidir. Kısaca, “açıklayıcı” bilgi, doğa’nın, yaşanan dünyanın kompozisyon ve yapısını yansıtmasına karşılık, “kurallı” bilgi, bunun içinde, “rasyonel bir davranış hakkında enformasyon” içeren bilgidir. İnsan hem yukarıdan aşağı, hem de aşağıdan yukarı, açıklayıcı bilgilerle çalışabilir (Özenli 1999, ss: B).
Açıklayıcı bilgi; farkında olduğumuz ve anlattığımız bilgidir. Bu bilgi açık bilgi olarak adlandırılır (Anderson, 1995, p: 234). Açıklayıcı bilgi farkında olduğumuz ve açık bir şekilde ifade edebildiğimiz bilgidir (Baumard, 1999, p: 62). Açıklayıcı bilgi, kurallı bilginin aksine, gerçek bilgidir (Aktaran: Sahdra & Thagard, 2003). Açıklayıcı
bilgi yaygın, teknolojik ve ilgi alanına göre üç alt kategoriye ayrılır (Garzas & Piattini, 2007). Herhangi bir verinin, ilgili olduğu bilimsel disiplinlerin semantik ilişkileri ile seçilen epistemolojik seviyede tümevarım – tümdengelim işlemlerle veriyi alt birimlerine ayırıp, aralarında semantik koordinasyon kurarak oluşturulan kod’un mümkün çözümleri açıklayıcı bilgidir (Özenli 1999, ss: A11).
2.3. Kurallı ve Açıklayıcı Bilgi Arasındaki İlişki
Son zamanlarda gelişen psikoloji, bilgilerimizin çoğunun kurallı yada açıklayıcı bilgiden oluştuğunu vurgulamaktadırlar (Dacin & Mitchell, 1986). Bu bilgilerden ilk olarak kurallı bilgi gelişmelidir, çünkü kurallı bilginin sadece olgunlaşması değil aynı zamanda deneyim ve bireysel düzenleyici mekanizmalarının da gelişmesi ile ilgilidir (Epstein, 1986; Thatcher, Walker & Guidice, 1987; Hudspeth & Pribram, 1990; Lawson, at all, 2000).
Kurallı ve açıklayıcı bilgi arasındaki ilişki aşağıdaki gibi açıklanabilir: Şekil 2.1 ile verilen bir ABC üçgeni olsun. Bu üçgenin alanını bulmak isteyelim;
A
c b
B a C Şekil 2.1 Açıları farklı üçgen
Alan (S); a, b, Co (açı) veriliyorsa “S = a.b.sinC” bağıntısı ile bulunabilir. Hesaplama kuralı şöyledir: a ile b’yi çarp, değeri bul, C açısının sinüsünün değerini bul, bu iki sayıyı çarp ve alanı bul. Bu hesaplama dizisi, kurallı bilgiden başka bir şey değildir. Fakat, a = 2 cm, b = 4 cm, A = 40o
, B = 60o olarak verilsin. Yukarıdaki alan formülü ile doğrudan hesaplamak imkansızdır, çünkü C açısı verilmemiştir. Ancak bir üçgenin iç açılarının toplamı 180 o
dir ve bu bilgi C açısının hesaplanmasını mümkün kılar. Bu bağıntı açıklayıcı bir bilgidir ve bu durum yeni hesaplama işleminde bize yardımcı olur. Diğer bir ifadeyle açıklayıcı bilgide birden fazla kurallı bilgi kullanılır.
Eğitim-öğretim sürecinde özelliklede fen bilgisi eğitiminde bilginin, kurallı ve açıklayıcı bilgi yapılarının kullanılmasının gerekliliği ve önemi daha belirgin hale gelmektedir. Özet olarak belirtmek gerekirse, kurallı ve açıklayıcı bilgi; fen bilgisinde öğretilen bilginin kontrolünü, pedagojik farklılıkları kullanarak minimum sürede anlamayı ve anlama sürecini standartlaştırarak farklı disiplinlerin ürettiği bilgileri ve bu bilgiler arasında nasıl bir ilişki kurulabileceğinin yöntemlerini barındırmaktadır.