Aynalar Konusu ile İlgili Yapılan Çalışmalar

Aynalarla ilgili literatürde yer alan çalışmaların büyük bir bölümü öğrencilerin kavram yanılgılarını belirlemeye yöneliktir [30, 31, 32, 33, 34]. Bu araştırmalarda belirlenen aynalar konusuna ilişkin kavram yanılgıları şu şekildedir.

• Görüş alanı yalnızca aynaya olan uzaklığımıza bağlıdır.

• Düzlem aynada görüntü aynanın üzerindedir / içindedir / önündedir.

• Gözlemci hareket ederse, cisimlerin aynadaki görüntülerinin de yeri değişir. • Cisimlerin görüntüsü aynaya baktığımızda belirir, bakmadığımızda aynada görüntü yoktur.

• Tümsek aynada görüntüler daima cisimden büyüktür. • Cisim aynen ve olduğu gibi görünüyorsa görüntü gerçektir.

• Görüntüler, aynalara yerleştirilmiş özel materyallerdir ve biz baktığımızda onları görürüz.

• Düzlem aynada, cisimden aynaya ulaşan ışınlar yansır ve gözümüzün önünde görüntüyü oluşturur.

• Cisimlerin çukur aynadaki görüntüleri cisim ile daima ters yöndedir. • Çukur aynada görüntüler daima cisimden büyüktür

Goldberg ve McDermott [151] çalışmalarında, bir kısmı optik dersi almış 80 fizik öğrencisinin gerçek görüntü oluşumu ile ilgili anlamalarını bireysel görüşme yöntemi yardımı ile araştırmıştır. Bu görüşmeler süresince öğrencilere aynaların kullanıldığı gösteri deneyleri hazırlanmış ve bunlarla ilgili sorular yöneltilmiştir. Optik dersini almamış öğrencilerin görüntü oluşumuna ilişkin fikirleri; “Potansiyel bir görüntü optik bir sistemden geçerken büyüklüğünde değişim olur.”, “Ekranın fonksiyonu görüntünün görülebilmesi için ışık ışınlarını yansıtmak ya da onları yakalamaktır.”, “Bir görüntü boş uzayda görülemez, bir yüzeye bağlıdır” şeklindedir.

Goldberg ve McDermott (1987) araştırmasında; optik dersini almış olan öğrencilerin tüm performansları değerlendirildiğinde aynalar ile ilgili olarak verilen görevlerin hiçbirinde tamamen başarılı olamadıkları görülmüştür. Öğrenciler görüşmelerde, aynanın görüntü oluşturmadaki öneminin farkına varmamış olmalarından dolayı pek çok hata yapmışlardır. Bu durum öğrencilerin “Ayna olmadan görüntü oluşturulabilir” açıklamasıyla ortaya konmuştur. Keşfe dayalı sorularda, öğretim almış öğrencilerin tamamı görüntünün yerini çizdikleri diyagramlar ve denklemlerle bulabilmişler ancak gerçek bir laboratuvar durumuyla karşılaştıklarında nesnenin aynaya olan uzaklığı verilmesine rağmen görüntünün yerini kestirememişlerdir.

Kara, Kanlı ve Yağbasan [152] lise 3.sınıf öğrencilerinin ışık ve optik ile ilgili zor ve yanlış anladıkları kavramları tespit etmeyi amaçlamışlardır. Ayrıca, bunların sebeplerini rehber öğretmen, fizik öğretmenleri ve öğrencilerle yapılan görüşmelerle araştırmışlardır. Veri toplama aracı olarak araştırmacılar tarafından geliştirilen ve 32 sorudan oluşan çoktan seçmeli başarı testi 143 öğrenciye uygulanmıştır. Çalışma sonuçları soruların uygulandığı üç liseye göre ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde; öğrencilerin aynalardan oluşan sistem sorularında zorlandıkları, düzlem aynalara yönelik sorularda geometri bilgilerini sorulara aktarmakta güçlük çektikleri ve aynanın döndürülmesi sorularında başarısız oldukları tespit edilmiştir.

Chen, Lin ve Lin [153] çalışmalarında düzlem aynada görüntü oluşumu ile ilgili bir ölçme aracı geliştirmişlerdir. Kavram haritaları ve açık uçlu sorular yardımı ile oluşturulan ölçme aracını 317 lise öğrencisine uygulamışlar, elde edilen veriler doğrultusunda öğrenciler ile görüşmeler gerçekleştirmişlerdir. Veriler analiz edildiğinde öğrencilerin; yansıma, düzlem aynada görüntü oluşumu ve görüntü özellikleri, gözlemcinin konumu ile görüntü ilişkisi konularına ilişkin kavram yanılgılarına sahip oldukları belirlenmiştir.

La Rosa, Mayer, Patrizi ve Vincentini [154] yaptıkları araştırmada geometrik optik dersi almamış 63 ortaöğretim öğrencisine dört açık uçlu sorudan oluşan bir test uygulamışlardır. Öğrenciler teste verdikleri yanıtlarda; aynaların nesneleri yansıtan cisimler olduğunu ve aynalarda oluşan görüntülerin metalik nesneler tarafından üretilen ışık yansımaları yardımıyla ortaya çıktığını ifade etmişlerdir.

Kocakülah [155] araştırmasında; geleneksel öğretimin ilk, orta ve yüksek öğretim öğrencilerinin görüntü oluşumu ve renklere ilişkin kavramsal anlamalarına etkisini incelemiştir. Öğrencilerin ayna ve merceklerde görüntü oluşumuna ilişkin olarak; alan içerisindeki kavramların karıştırılması ile oluşan, görüntünün doğasına ilişkin olarak ortaya çıkan, optik araçların görüntü oluşumuna etkisinden kaynaklanan, ışın diyagramlarının çizimine yönelik olarak ortaya çıkan ve dilin etkisi ile oluşan birçok kavram yanılgısına sahip olduğu bulgulanmıştır.

Perales ve Nievas [156] çalışmalarında; geometrik optik konularının kavramsal değişim sürecini, yapılandırmacı kurama dayalı öğretim modeli ve tanımlayıcı - tümdengelim modeli yardımıyla incelemişlerdir. Öğrencilerin öncelikle geometrik optik ile ilgili öğretim öncesi kavramsal anlamaları ortaya çıkarılmıştır. Bu aşamada; açık uçlu soruların yer aldığı test, kavram açıklama testi ve doğru – yanlış seçiminin yapılacağı ifadeler veri toplama aracı olarak kullanılmıştır. Verilerin analizi doğrultusunda; ışığın yayılması, yansıması ve kırılması, ayna ve merceklerde görüntü oluşumu ve görüntü özellikleri, ayna – nesne ve ayna – gözlemci ilişkisi konularında öğrencilerin kavram yanılgılarına sahip olduğu görülmüştür. Elde edilen veriler doğrultusunda kavramsal değişim sürecine yönelik öğretim aşaması, iki farklı öğretim modeli (yapılandırmacı kurama dayalı öğretim modeli, tanımlayıcı - tümdengelim modeli) çerçevesinde yapılandırılmıştır. Öğretim sürecinin sonunda yapılandırmacı kurama dayalı öğretim modelinin; öğrencilerin derse olan motivasyonunu, aynalar konusundaki kavramsal değişim sürecini ve elde edilen bilimsel fikirlerin kalıcılığını olumlu yönde etkilediği sonucuna varılmıştır.

Şen [157] çalışmasında, ilköğretim öğrencilerinin ışık, görme ve aynalar konusundaki kavram yanılgılarını ve öğrenme zorluklarını tespit etmiştir. Çalışmanın örneklemini üçüncü, beşinci ve yedinci sınıflarda okuyan toplam 304 öğrenci oluşturmaktadır. Veriler, açık uçlu ve doğru-yanlış önermeli sorular kullanılarak toplanmıştır. Öğrencilerin; görme süreci, ışığın yayılması, düzlem aynada görüntü oluşumu ve görüntü özellikleri konularına ilişkin kavram yanılgılarına sahip oldukları belirlenmiştir. Öğrencilerin kavramlara kendi içlerinde anlam yüklemelerine karşın bunları birbirleri ile ilişkilendiremedikleri görülmüştür.

Aynalar konusunda kavram yanılgılarının belirlenmesine yönelik çalışma sayısının oldukça fazla olduğu görülmektedir. Buna karşılık kavram yanılgılarının giderilerek, kavram öğretiminin gerçekleştirilmesine yönelik çalışmalar sınırlı sayıdadır. Bu çalışmalarda, kavram yanılgılarının giderilmesi ve kavramsal değişimin sağlanması amacıyla; bilgisayar destekli öğretim, kavramsal değişim etkinlikleri, kavramsal çatışma etkinlikleri, kavram haritaları ve yapılandırmacı kurama dayalı öğretim stratejileri kullanılmıştır [156, 158, 159, 160, 161] .

Galili [158] geometrik optik konuları ile ilgili olarak gerçekleştirdiği çalışmasında; “ışık kaynakları” ve “düzlem aynadaki görüntü oluşumu” konuları ile ilgili öğretim öncesi ve sonrasında öğrencilerin sahip olduğu fikirleri incelemiştir. Öğrencilerin bu konulara ilişkin alternatif görüşlere sahip oldukları, bu fikirleri erken yaşlarda edindikleri ve mevcut bilgilerini bilimsel gerçekler ile değiştirmekte istekli olmadıkları belirlenmiştir. Bu doğrultuda planlanan öğretim sürecinde; öğrencinin aktif olarak katıldığı ve “gözlemci” kavramının dikkate alınarak aynalara ilişkin kavramsal değişim etkinliklerinin tasarlandığı bir öğretim modelinden yararlanılmıştır. Kavramsal değişim sürecine ait öğrenci fikirleri öğrencilere ait yazılı ve sözlü etkinlikler yardımıyla ortaya çıkarılmıştır. Öğretim sürecinin sonunda öğretim modelinin kavramsal değişimi olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Kavramsal değişimin sağlanabilmesi için özel etkinliklere dayalı bir öğretim yaklaşımına ihtiyaç duyulduğunu sonucuna varılmıştır.

Treagust [128]; “az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçişte ışığın kırılması” konusunda analojilerin kavramsal değişim sürecindeki rolünü, 10. sınıf öğrencileri ile gerçekleştirdiği bir çalışma ile incelemiştir. Analojilerin kavramsal değişim sürecine katkı sağladığını ve öğrencilerin ifade etmekte zorlandıkları düşüncelerini açıklama sürecinde analojilerden etkin bir biçimde yararlandıklarını vurgulamıştır.

Hubber [162] 10.sınıf öğrencilerinin geometrik optik konusu ile ilgili kavramsal değişimlerini incelemiştir. Bunun için öncelikle öğrencilerin geometrik optik ile ilgili öğretim öncesi kavramsal anlamaları ortaya çıkarılmıştır. Öğrencilerin kavram yanılgıları hedef alınarak yapılandırmacı kurama dayalı bir öğretim tasarlanmıştır. Dokuz hafta süren öğretim süresince; görme, ışığın doğrusal yolla yayılması, yansıma, kırılma, görüntü oluşumu, sanal ve gerçek görüntünün oluşumu kavramlarında ortaya çıkan kavramsal değişim incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar; uygulanan öğretim sonrasında öğrencilerin yaptıkları açıklamaların büyük bir bölümünün bilimsel olarak doğru açıklamalar olduğunu bulgulamıştır.

Hubber [159] bir başka çalışmasında lise öğrencilerinin geometrik optik konusu ile ilgili kavramsal değişim sürecini, yapılandırmacı öğretim kuramı ve geleneksel öğretim kuramı çerçevesinde incelemektedir. Veri toplama sürecinde,

geometrik optik konusunda geçen kavramların yer aldığı testlerden ve öğrenciler ile gerçekleştirilen küçük grup/sınıf tartışmalarından yararlanılmıştır. Öğrencilerin yapılandırmacı kurama dayalı öğrenme çevresinde; düşüncelerini özgürce ifade edebildikleri, etkinlikler içerisinde etkin bir biçimde yer alabildikleri ve derse ilişkin motivasyonlarının üst düzeyde olduğu gözlemlenmiştir. Yapılandırmacı kurama dayalı öğretim metodunun öğrencilerin kavramsal değişim sürecini olumlu yönde etkilediği ve öğrencilerin geometrik optik konusuna ilişkin kavramların ortak yanlarının farkına varabildiği belirlenmiştir. Öğretmen tarafından bilgi aktarımının ağırlıkta olduğu ve öğrencinin pasif bir biçimde yer aldığı geleneksel öğretim metoduna dayalı öğretim sürecinde ise içerik bağımlı bir kavramsal değişimin gerçekleştiği ve bu metodun bilgilerin uzun süreli kalıcılığına olumsuz yönde etkide bulunduğu sonucuna ulaşılmıştır.

3. YÖNTEM

Araştırmanın bu bölümünde; araştırmanın modeli, uygulama basamakları, çalışma grubu, öğrenme planının tasarlanması, verilerin toplanması ve verilerin analiz süreci ile ilgili bilgilere yer verilmektedir.