Fen eğitimi iyileştirilmektedir. Toplumun yeni taleplerine cevap verebilmek için eğitimde ye- niliklerin olması şarttır ve fen okuryazarlığı fen eğitiminin yeni bir hedefi olarak ele alındığına göre yeterli bir bilimin doğası anlayışı geliştirme ve bilmenin bir yolu olarak bilimi anlama, bilim inşasında oldukça önemlidir (Lederman, 1992; Costa da Silva, 2009). Bilimin doğası anlayışını geliştirmek, günümüzde fen eğitimi ve müfredatında önemli bir yer tutmaktadır (Lederman, 1992). Peki, bu hedefe doğru yürürken önemli bir adım olan “bilimin doğası” ba- samağı nasıl geçilecektir?
Öğrenme, bilgiye farklı kaynaklardan anlam katan öğretmenlerden elde edilen çok karmaşık ve dinamik bir süreçtir (Taşar, 2003). Bilimin doğasının tek bir tanımı yapılamadığı gibi öğre- timinde de farklı düşünceler yer almaktadır. Bilimin doğası öğretimi ile ilgili araştırmalar in- celendiğinde; genel anlamda örtük ve açık olmak üzere iki farklı öğretim yaklaşımından bah- sedildiği görülmektedir (Abd-El-Khalick ve Lederman, 2000; Khishfe ve Abd-El-Khalick, 2002). Örtük yaklaşımın temel varsayımı öğrenenlerin bilimin doğasını bilime dayalı etkinlik-
24
lerle meşgul olmaları sonucunda bir yan ürün olarak öğrenmeleridir. Bu yaklaşımda bilimin doğasına hiçbir vurgu yapmadan, öğrencilerin bilimsel süreç becerilerine dayalı derslere veya sorgulayıcı-araştırmaya dayalı etkinliklere katılımı sonucunda bilimin doğasını öğrenecekleri beklenir. Örtük yaklaşımın tam aksine, açık yaklaşımın savunucuları bilimin doğasının bilimle uğraşılarak öğrenilmesini beklemektense ders planlarında bilimin doğası hakkında yeterli an- layış kazandırmanın ayrı kazanım olarak hedeflenmesi gerektiğini ileri sürmektedirler. Buna göre, bilimin doğası ile ilgili geliştirilmesi amaçlanan anlayışların her biri açık bir şekilde vur- gulanmaktadır (Köseoğlu, 2010). Abd-El-Khalick ve Lederman (2000) bilimin doğası hakkın- da yeterli anlayış kazandırmak amacıyla açık veya örtük yaklaşımı kullanan çalışmaları ince- lemiş ve açık yaklaşımın örtük yaklaşıma göre daha etkili olduğu sonucunu çıkarmıştır. Fakat bilimin doğası hakkında yeterli anlayışa sahip olmayan öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının sadece bilimle uğraşarak bilimin doğasını öğrenmelerinin çok zor olduğunu da vurgulamışlar- dır (Köseoğlu, 2010). Lederman (1992) ise bilimin doğasının öğretimi ile ilgili yaklaşımları üç grupta tanımlamakta ve değerlendirmektedir:
1. Dolaylı yaklaşım: Bilimle uğraşan bireylerin aynı zamanda bilimin doğasını anlayışı da geliştireceğini varsaymaktadır. Bu yaklaşımla öğretmenlerin ve öğrencilerin bilimin doğasını bilimle ilgilenerek, bilimsel etkinliklere katılarak öğrenebilecekleri kabul edilmektedir (Abd- El-Khalick ve Lederman, 2000). Bu yaklaşımda bilimin doğasının öğretimi için fazladan bir çabaya ihtiyaç olmadığı vurgulanmaktadır.
2. Tarihsel yaklaşım: Bu yaklaşımda öğrencilerin bilimin doğasını öğrenebilmeleri için; tarihte bilim insanlarının hangi şartlarda nasıl bilimle uğraştıkları ve bununla ilgili tartışmaların sınıf ortamına taşınması söz konusudur. Bilimsel bilgilerin tarihsel süreç içerisinde nasıl ilerlediği- nin örnek olaylarla öğretilebileceğini ileri süren, bilimin doğası öğretiminde bilim tarihinden yararlanmayı öne süren bir yaklaşımdır (Khishfe ve Abd-El-Khalick, 2002; Ayvacı, 2007). 3. Açık-doğrudan öğretim yaklaşımı: Bilimin doğasının öğretilmesine yönelik doğrudan bir çaba harcanması gerektiği ve öğrencilerin katıldıkları etkinliklerle ilgili dönütlerde bulunarak bunların farkına daha iyi varabilecekleri düşünülmektedir. Bilim ile nasıl ve neden uğraşıldı- ğına dair bilimsel araştırma becerileri, tartışmalar, modeller içerir (Gess-Newsome, 2002).
25
Yukarıdaki üç yaklaşım bilimin doğası öğretiminde geçmişten günümüze kullanılmaktadır. Bilimin doğası öğretiminin tarih ve zaman içinde nasıl değişime uğradığını inceleyecek olur- sak. Öğrencilerin ve öğretmenlerin bilimin doğası kavramlarına ilişkin araştırmaların yaklaşık 1950’lere dayandığı görülmektedir (Lederman, 1992). Buradan uzun zamandır bilimin doğası anlayışını geliştirmek için fen sınıflarında ve özel kurslarda çeşitli girişimlerde bulunulduğu sonucu çıkarılabilir (Taşar, 2003).
1960’lı yılların başından beri okul öncesinden orta öğretimin sonuna kadar tüm öğrencilerin ve öğretmenlerin tutarlı bir bilim ve bilimin doğası anlayışına sahip olması için çalışmalar yapıl- maktadır (Lederman, Abd-El-Khalick, Bell ve Schwartz, 2002). Klopfer (1963’den aktaran Lederman, 1992) öğrencilerin bilimin doğası kavramlarını geliştirmek üzere “liseler için bilim tarihi” (history of science cases for high schools) (HOSC) isimli bir program hazırlayarak bu konuya öncülük etmiştir. Programın temeli; bilim ve bilim insanlarıyla ilgili önemli fikirler içeren bilim tarihinden elde edilen materyallerin fen bilimleri dersi içerisinde kullanımıydı. HOSC programının öğrencilerde belirgin kazanımlar (bilimsel girişimler, bilim insanı ve metodları, bilimin amacı gibi) elde ettiği görülmüştür. Böylece fen eğitiminde bilim tarihinin öğrencilerin bilimin doğası anlayışını geliştirmede önemli olduğu sonucuna varılmıştır (Lederman, 1992). Daha sonra, Aikenhead (1979’dan aktaran Lederman, 1992) “Bilim: bil- menin bir yolu” isimli bir program geliştirmiştir. Bu programın amacı, öğrencilerde gerçekçi, efsanevi olmayan doğa anlayışı kazandırma, bilimin sosyal yönü, gerçekçi bir bilimsel ve tek- nolojik yorumlama, cevaplama ve değerlendirme yeterliliği, araştırma çeşitliliği, bilim ve tek- noloji etkileşiminin iç yüzünü anlama, dolayısıyla toplumun diğer yönleri ile etkileşim içine girmeyi geliştirmektir. Yalnız öğrencilerde bu programın etkisi üzerine yapılan çalışmaların bulguları tamamen pozitif değildir (Lederman, 1992).
Lederman (1992) öğretmen ve öğrencilerin bilimin doğası hakkında neler bildiğini ortaya çı- karmak için 1954-1991 yılları arasında yapılan çalışmaları incelemiş ve hangi yol kullanılırsa kullanılsın öğretmen ve öğrencilerin bilimin doğası hakkında yeterli anlayışlara sahip olma- dıklarını ifade etmiştir. Her ne kadar öğretmenlerin bilimin doğası anlayışları ile gerçek sınıf uygulamaları arasında doğrudan bir ilişki bulunmasa da (Lederman, 1999) öğrencilerin bilimin doğası hakkındaki anlayışlarını geliştirmek için öncelikle öğretmenlerin kendilerinin bilimin
26
doğası ile ilgili yeterli anlayışa sahip olması gerektiği söylenebilir.Öğrencilerin bilimin doğası anlayışlarını geliştirmede öğretmenlerin bilimin doğası anlayışı gerekli olmasına rağmen ye- tersiz olduğu bilinmektedir (Lederman, 2006). 1990’lı yılların başlarında bilimin doğası, prog- ramlarda bilimsel metotla öğrencilerin zihinsel yetilerini iyileştirme vurgusu üzerinde durmuş- tur (Lederman, 1992). Bilimin tarihi ve doğası set halinde uluslararası fen eğitimi standartları (National Science Education Standards-[NSES] olarak uluslararası araştırmalar konseyinde (NRC) 1996 yılında yayınlanmıştır. Bu konseyde öğrencilerin fenle iç içeyken aktivitelerini yorumlayacak sorular sorulması, konuyu kendi kendilerine anlamlandırmalarına olanak sağ- lamak ve motivasyonu artırmaya yönelik tavsiyelere yer verilmiştir. Öğrencilere bilim insanla- rının sorduğu soruları sormanın, onları araştırma sürecinin içine aktif bir şekilde dâhil edeceği belirtilmiştir (Taşar, 2003). NRC (1996) bilimin doğası ve tarihi standartlarını aşağıdaki gibi belirtmiştir:
Tablo 2.1. Öğrencinin Seviyesine Göre Bilimin Doğası ve Tarihi Standartları 1-4. sınıf düzeyi 5-8. sınıf düzeyi 9-12 sınıf düzeyi Bir insan çabası olarak bilim Bir insan çabası olarak bilim
Bilimin doğası Bilim tarihi
Bir insan çabası olarak bilim
Bilimsel bilginin doğası Tarihsel bakış açısı
NRC (1996)
Yukarıdaki tablodan da anlaşıldığı gibi 1. sınıftan itibaren öğrenciye bilim anlayışı bir insan çabası olarak kazandırılmaya başlanmalıdır. 5. sınıf düzeyinden itibaren ise bilimin doğası anlayışı kazandırılmalı ve gitgide tarihsel bakış açısının yerleştirilmesi gerekmektedir. Fakat günümüzde bu anlayışın kazandırılamadığı bir gerçektir. Örneğin, 4. sınıf düzeyinde öğrenci- lerin bilimin doğası kavramlarının incelendiği bir araştırmada daha önce yapılan araştırmalar- da olduğu gibi öğrencilerin bilimin doğası kavramlarına dair yanlış kavramalar olduğu görül-
27
müştür (Akerson ve Abd El-Khalick, 2005). Bu anlamda bilimin doğası öğretimi uzun yıllardır çalışılan bir konudur.
NGSS (2013) de sınıf düzeylerine göre öğrencilerin sahip olması gereken bilimin doğası anla- yışlarını sıralamıştır. Buna göre 5. sınıf düzeyinde olan bir öğrencinin bilimin doğası anlayışı şöyle olmalıdır:
Bilimsel metot sorularla şekillenir.
Bilimsel araştırmalar birden fazla metot, araç ve teknik kullanır. Bilimsel bulgular bilinmiş modeller üzerine temellenir.
Bilim insanları doğru ölçüm ve gözlem yapmak için araçları ve teknolojiyi kullanır. Bilimsel açıklamalar yeni kanıtlarla değişebilir.
Bilimsel teoriler kanıtlar bütününü ve birçok denemeyi temel alır. Bilimsel açıklamalar doğal olayların mekanizmasını açıklar. Bilim bir bilgi bütünüdür ve süreçte yeni bilgiler eklenir. Bilim doğal sistemlere tutarlı modeller kazandırır. Doğanın temel kanunları evrenin her yerinde aynıdır.
Tüm kültür ve sosyal çevreden bay ve bayanlar bilim insanı veya mühendisliği kari- yer olarak seçebilirler.
Birçok bilim insanı ve mühendis takım halinde çalışır. Bilim günlük yaşamı etkiler.
Yaratıcılık ve hayal gücü bilim için önemlidir.
Bilimsel bulgular onları deneysel kanıtlarla ne kadar açıklayabildiğimizle sınırlıdır. Yapılan çalışmalar incelendiğinde bilimin doğası öğretimiyle ilgili çok başarılı sonuçlar elde edilmemiş olsa da fen eğitimi toplulukları bilimin doğası öğretimi için demokratik bir ortam sağlandığında, bilimin doğası anlayışında gelişim kaydedilmesinin kaçınılmaz olduğunu be-
28
lirtmektedir (Bell ve Lederman, 2003). Nitekim Allchin (1999) okullarda bilimin; bilimin do- ğası ve tarihinin de yalan söylediğine işaret etmektedir. Mendel genetiğinden, Bohr atom mo- deline kadar birçok temel kavramın basitleştirilme nedeniyle doğruluğunu kaybettiğini vurgu- lamaktadır. Ona göre öğretmenler bilim var olan karmaşıklığı nasıl açığa kavuşturabilir buna değer vererek öğrencilerine yardım etmelidir. Nitekim eğitim reformları bilimin doğası anlayı- şını ve bilimsel okuryazarlığı sağlamada yeni yollar işaret etmektedir (Schwartz, Lederman ve Crawford, 2004). Bu yollardan birisi bilimin doğası öğretiminde “bilim tarihi”nden yararlan- manın yanı sıra farklı etkinliklerden de yararlanmaktır. Bilim bir süreçtir ve bilim tarihinin bunda önemli bir yeri vardır. Bilim tarihi bilimin içine nasıl girileceğini göstermenin bir yolu- dur (Easly, 2006). Bilim, dünyadaki ve evrendeki yerimizi anlamlandırmamıza yardım eder fakat tarih ve sanat gibi diğer disiplinlerin katkısı ile bütünleşmiş halde bunu sağlar (Aydın, 2009). Bilimi, tarih ve sanat ile birleştirebildiğimizde bilimin doğası anlayışına sahip bireyler yetiştirebileceğiz, bunun için “bilim tarihi”ni kullanmaya ihtiyacımız vardır. Allchin (2014) tarih ile öğrencilerin kendi araştırma sonuçlarını yansıtabileceklerini ve karşılaştırma yaparak kendi bilimsel uygulamalarını ve bilimin doğasını anlayabileceklerini düşünmektedir.
Bilim tarihi, öğretim sürecinde öğrencinin güdülenmesini sağlamak, öğretilen konunun nerede ve ne şekilde faydalı olacağını belirtmek için en uygun yöntemlerden biridir (Klassen, 2007). Boston çalışma grubu da (2013) çalışmasında tarihin bilimin doğası öğretiminde bir araç ola- bileceğini söylemektedir. Bilimin doğasının tek bir kavram olmadığını ve bilimin doğası öğre- timinin de özel olduğunu vurgulamaktadırlar. Bu özel yöntemlerden birisi bilim tarihini hikâ- yeleştirmek olabilir. Anlatılar ve hikâyeler keşfederek öğrenmede önemli bir role sahiptir (NRC, 2007; Federation of American Scientists [FAS], 2006). Bu yüzden bilimin doğası öğre- timinde hikâyelerden yararlanılabilir. Hikâyeler değer, davranış ve fikirleri öğrencilere aktar- mada etkindir.