Araştırmaya dayalı öğrenme yaklaşımında, pek çok eğitimsel model geliştirilmiştir. Eğitimsel modeller araştırmanın doğası, bilimsel bilgi, fennin süreci ve öğrenmenin amacı dikkate alınarak oluşturulur. Araştırma eğitiminde dört model kullanılabilir:
1. Yönlendirilmiş Keşfetme Modeli 2. Öğrenme Halkası Modeli
3. 5E Eğitim Modeli
4. Kavramsal Değişim Modeli
5. Alberta Araştırma Modeli (Carin ve Bass, 2001).
2.7.1. Yönlendirilmiş Keşfetme Modeli
Araştırma sürecine yeni katılan öğrenciler ilk başta güçlük çekebilirler. Bunun için bu süreç boyunca onlara yardımcı olabilecek bir rehbere ihtiyaçları vardır. Ayrıca,
öğrencilerin bilgiyi pasif olarak aldıkları geleneksel eğitime tepki gösteren öğretmenler, öğrencilerinin araştırma eğitiminin gerektirdiği özellikleri benimseyene kadar onlara verdikleri özgürlük karşısında zorlanabilirler. Yönlendirilmiş keşfetme modelini kullanmak bu iki aşırı noktadan kaçınmak için idealdir. Bu şekilde öğrenci düşünme yollarını öğrenerek gelecekte bağımsız araştırmalar yapabilme yeteneği kazanır (Howe & Jones, 1998, akt: Tatar, 2006).
Yönlendirilmiş keşfetmede, öğretmenin rolleri ise, şu şekilde belirtilmiştir (Carin ve Bass (2001:111):
1. Araştırmayı başlatmak için tanıtım sorularını (ilgi çekici/şaşırtıcı bir şekilde) hazırlamak
2. Keşfetme materyallerini sağlamak
3. Çocukların keşfettikleri bilgileri dinlemek
4. Keşfetme sorusunu akıllarında yapılandırmaları için desteklemek
5.Bazen çocukları keşfetme etkinliklerine odaklandırmak veya başka şeylere yönlendirmek
6. Çocuklara seçilmiş bilgiler vermek.
2.7.2. Öğrenme Halkası Modeli
Öğrenme halkası yaklaşımı 1970’li yılların sonlarına doğru Robert Karplus (1977) tarafından geliştirilmiştir. Öğrenme halkası modeli, temelini Piaget’in zihinsel gelişim kuramı ve yapılandırmacılıktan alan aktif bir öğretim yaklaşımıdır. Öğrenme halkasında temel olarak vurgulanan; öğrencilerin kavramları kendileri oluşturmaları ve kendi öğrenme yaşantılarından faydalanarak karşılaştıkları problemleri çözebilmeleridir. Bu şekilde, öğrenciler bilimsel sürecin işleyişini daha iyi kavrayacaklardır (Ören, Tezcan, 2009). Öğrenme halkası modeli ABD’de fen öğretimi için program geliştirme çalışmaları sırasında önerilmiştir ve üç evreden oluşmaktadır (Lawson 1995). Bunlar, keşif/araştırma (exploration), kavram tanıtımı (concept introduction) ve kavram uygulama (concept application) aşamalarıdır.
Şekil 2. 3: Karplus ve Their’in öğrenme halkası modeli (Carin ve Bass, 2001)
1. Keşif Aşaması: Keşif ya da araştırma aşamasında öğrenciler yeni bir durumu kendi eylemleri yoluyla öğrenirler. Çok az yardımlarla/rehberlikle yeni materyali ve yeni fikirleri araştırırlar. Araştırma/keşif, öğrencilerin çelişen ya da yetersiz olan düşüncelerini ifade etmelerine imkân sağlar (Kanlı, 2009).
2. Kavram Tanıtımı Aşaması: Öğretmen öğrencilere araştırmadaki bulmacaların anlamını çıkarmada yardımcı olmak amacıyla kavram, model, terim, genelleme ve kuralları tanıtır. Bu başta öğrencilere kazandırılmış basit bir bilgidir (Tatar, 2006).
3. Kavram Uygulaması Aşaması: Bu aşama öğrencilerin ilk iki aşamada öğrendikleri bilgileri ve kavramları yeni ve farklı durumlara uygulayarak öğrendikleri aşamadır. Bu aşamada öğrencilere, farklı durumlar ile ilgili sorular yöneltilir. Bu aşama özellikle zihinsel gelişim seviyesi ortalamanın altında olan, bu sebeple de kendi kazandığı tecrübeleri öğretmenin anlattıkları ile ilişkilendiremeyen, yani anlamlı öğrenme gerçekleştirmede güçlük çeken öğrenciler için oldukça yararlı olmaktadır (Özmen, 2004).
2.7.3. 5E Eğitim Modeli
5E öğrenme modelinin temeli ilk olarak 1967 yılında Karplus tarafından atılmıştır (Lawson, 1995). Yapısalcı öğrenme kuramının en kullanışlı formlarından biri olduğu bilinen 5E öğrenme modeli, Biological Science Curriculum Study (BSCS)’nin öncülerinden olan Bybee tarafından geliştirilmiş modellerden biridir (Keser, 2003). 5E modeli daha çok araştırma esaslı yapısalcı öğrenme teorisi ve deneysel aktivitelere dayandırılmış bir fen dersi öğretim yöntemidir (Özsevgeç, 2007). Modelin aşamaları;
Giriş-Katılım (Engage), Keşif (Explore), Açıklama (Explain), Genişletme-Derinleştirme (Elaborate) ve Değerlendirme (Evaluate)’dir (Carin ve Bass, 2005).
1. Giriş-Katılım (Engage): Öğrencilerin herhangi bir kavrama ait, sahip oldukları fikirler hakkındaki düşüncelerinin farkında olmaları sağlanır. Merak uyandırıcı bir girişle derse başlanır. Önemli olan öğrencilerin doğru cevabı bulmaları değil, değişik fikirler ileri sürmeleridir (Keser, 2003). Öğrencilerin kafası karışmış ve zihinlerinde soru işareti oluşarak araştırmaya ve konu hakkında bir durumla ilgili öğrenmeye istekli hale gelmişlerse bu basamak amacına ulaşmış sayılabilir (Newby, 2004; Boddy, vd., 2003).
2. Keşif (Explore): Bu basamakta öğrenciler, olayı ya da durumu keşfetmek ya da gözden geçirmek amacıyla araştırma yöntemini kullanırlar. Ayrıca etkinliklerde belirlenen sınırlar içinde özgürce düşünerek tahminler yapar ve hipotezler kurarlar. Olay ya da durumu açıklamak için deneyler yaparlar ve sonuçları üzerinde tartışırlar. Öğretmen ise, bu süreçte öğrencilerin yapmış olduğu çalışmaları gözlemler, onları dinler ve öğrencileri birlikte çalışmaları için teşvik eder (Metin ve Özmen, 2009).
3. Açıklama (Explain): Bu aşamada öğretmen, öğrencilerinin eksik bilgilerini tamamlamalarına veya yanlış bilgilerini yenisiyle değiştirmelerine yardımcı olur. Öğretmen bu süreçte anlatım, tartışma, simülasyon, video gibi yöntemlerden faydalanabilir. Böylece, öğrenciler de olayı açıklayabilirler (Keser, 2003).
4. Genişletme-Derinleştirme (Elaborate): Öğrenciler derinleşme aşamasında öğrendikleri kavramları genişleterek, birlikte ulaştıkları bilgilerini veya problem çözme yaklaşımlarını yeni olaylara uyarlarlar. Derinleşme aşaması öğrencilerin keşfettikleri bilgi veya kavramları günlük yaşamdaki olaylarla, çevresiyle veya günlük yaşamda karşılaştıkları problemleri çözerken kullanmaya çalıştıkları aşamadır (Er Nas, Çoruhlu, Çepni, 2010).
5. Değerlendirme (Evaluate): Öğretmen, bu aşamada öğrencilerin öğrendiklerini daha resmi olarak değerlendirebilir. Burada en önemli durum, öğrencilerin geri bildirim almak zorunda olduğu gerçeğidir. Daha dersin başından itibaren resmi olmayan değerlendirme yapılabilir; ancak her zaman öğretmen genişletme-derinleştirme aşamasının bitmesinden sonra resmi bir değerlendirme yapabilir (Kanlı, 2009). Bu aşama, ayrıca öğrencilerin davranışlarını değiştirdikleri bir süreçtir. Bunlara ek olarak, öğrencilerin kendi gelişmelerini değerlendirdikleri bölümdür (Keser, 2003).
2.7.4. Kavramsal Değişim Modeli
Kavramsal değişimin sağlanmasında en önemli basamaklardan biri, öğrencinin ilk kavramlarının farkına varmasını sağlamak için sorgulayıcı etkinlikler düzenlemektir. Araştırmaya dayalı öğrenme yöntemi, bir bilgi alanındaki sınıf içi tartışma ortamını en yüksek mertebeye çıkararak, öğrencilerin yanlış kavramlarını tanımlamalarına ve yanlış kavramlarla yüzleşmelerine yardımcı olmaktadır (Yağbasan ve Gülçiçek, 2003).
Bu model yedi basamaktan oluşur (Carin ve Bass,2001).
a. Tanıtım: Öğrencinin güdülenmesi için, dersin amacı, içeriği ve aktiviteler öğretmen tarafından sunulur.
b. Gözden geçirme: Öğretmen, öğrencilerin ön bilgilerini yoklayıp kullanmaları için sınıfta tartışma ortamı oluşturur.
c. Gelişim: Öğretmen tarafından problem veya bilgi sunulur, fikirler geliştirilir ve öğrencilerin bilgileri, tartışmaları ve açıklamalarından bilgi sağlanır. Bu basamak araştırılacak olan olgunun anlaşılması için gerekli şemaların oluşturulmasıyla başlar.
d. Araştırmalar ve Aktiviteler: Çocuklar fikirlerini test etmek için materyallerle çalışırlar. Bu aşama da geniş çaplı araştırma aktiviteleri yapılır. Öğretmenler sorular, öneriler, ipuçları ve gerekli bilgileri sağlayarak kılavuzluk yaparlar. e. Sunum: Öğrenciler sözlü ya da yazılı olarak aktivitelerin sonuçlarını sunar.
İletişimin doğru şekilde kurulması bu aşamada dikkat edilmesi gereken en önemli noktadır.
f. Tartışma: Aktivitelerden elde edilen sonuçlar tartışılır. Öğretmen öğrencilerinin notlarında veya tartışmalarında yanlış ve eksik kavramlarla karşılaşabilir. Bu aşamada bunları düzeltme yoluna gider.
g. Özet: Dersin sonunda sonuçlar ve bulgular, diğer derslerle ilişkilendirilerek özetlenir.
2.7.5. Alberta Araştırma Modeli
Araştırmaya dayalı öğrenme yaklaşımı için bir model seçme ve kullanma oldukça yararlıdır. Bu modellerden biri de, Kanada’da geliştirilen ve Alberta öğrenmesinin bir kolu olan “araştırmaya odaklanma modeli”nin (1990) bir uzantısı araştırma ve uygulama üzerine temellendirilmiş “Alberta araştırma modeli”dir. Bireysel veya grup olarak yapılan kütüphane araştırmalarına oldukça uygun olan ve süreç üstüne düşünmeye odaklanan bu model, plânlama, düzeltme, işlem, yaratma, anlatma ve değerlendirme olmak üzere altı aşamadan oluşur (Branch ve Solowan, 2003:6-7).