2.1. Araştırmanın Kavramsal Çerçevesi
2.1.3. Bilimin Doğası Öğretimi Nasıl Yapılır?
Bilimin doğası özelliklerinin doğru olarak kavranması bilim eğitimi ve öğretiminin temel hedeflerinden biridir (Abd-El-Khalick, & Lederman, 2000; Lederman, 1992, 1997; McCommas, Clogh, & Almazroa, 2000). Bu doğrultuda araştırmacılar, bilimin doğasını nasıl daha doğru bir şekilde öğretileceği üzerinde çalışmalarını sürdürmüşlerdir. Bilimin işleyişi gibi, kendi içerisinde bir birikimle ilerleyen, değişim ve olgunlaşma yaşayan “bilimin doğası” araştırmaları mevcut problemli durumları iyileştirmek için bir takım öğretim yaklaşımları önermektedir. Ancak bu yaklaşımların sınıflandırılması konusunda farklı fikirler ortaya atılmıştır (Abd-El-Khalick, & Lederman, 2000; Erdoğan, & Köseoğlu, 2015; Khishfe, & Abd-El-Khalick, 2002). Bell, Matkins ve Gansneder (2011) ise geçtiğimiz son 40 yıl süresince araştırmacıların 3 temel yaklaşımı ortaya çıkardığını ifade etmiştir. Bu yaklaşımlar tarihsel (historical), dolaylı (implicit) ve doğrudan (explicit) (Akerson, Abd-El-Khalick, & Lederman, 2000; Doğan, & Özcan, 2010; Khishfe, & Abd- El-Khalick, 2002; Köseoğlu, Tümay, & Budak, 2008) olarak isimlendirildiğini belirtmiştir (Şekil 2). Bazı araştırmacılar dolaylı (implicit) ve doğrudan-derin düşündürücü (yansıtıcı)
29
etmişlerdir (Abd-El-Khalick, & Lederman, 2000; Akindehin, 1988; Schwartz, Lederman, & Crawford, 2004). Doğrudan yaklaşımın içerisinde bilim tarihinden örnekler içeren etkinliklerin yer verilebileceğini vurgulamışlardır (Abd-El-Khalick, 2005; Clough, 2006; Kim, & Irving, 2010). Dolayısıyla tarihsel yaklaşımı doğrudan derin düşündürücü yaklaşımın içinde değerlendirildiği görüşlerin de olduğu belirlenmiştir.
Şekil 2. Bilimin doğası öğretim yaklaşımları (Bell, Matkins ve Gansneder’e göre (2011)). Tarihsel yaklaşım: Bilimin doğası ile ilgili kavramların tarihsel perspektifle öğretimini, bilim tarihi içerisinde bilimin gelişimini ve bilimsel bilgilerin üretimini aktarmayı amaçlamaktadır (Lederman, 1998). Bu yaklaşımla, bilimi sosyal bir gelenek gibi nitelendirip, bilim ve teknolojinin gelişmesini sosyal ve tarihsel bağlamda ele alıp, bilimsel fikirlerin üretilmesini, eski toplumların reddettiği bilimsel fikirlerin bilime olan etkisi üzerinde durarak bireylerin bilimin doğası konusundaki kavramlarının geliştirilmesini amaçlayarak bilim öğretimi yapılır (Doğan, & Özcan, 2010; McComas, & Olson, 2000). Bu durum, öğrencilerin bilim tarihini öğrenmeleri ve bilim insanları ile empati kurmaları; bilimin insancıl boyutunu, bilimsel süreçlerin sadece deneysel sonuçlardan meydana gelmediğini, bilimin gelişmesinin her zaman doğrusal bir çizgide ilerlemediğini ve tarih içinde dalgalanmalardan meydana geldiğini (Jenkins, 1994; Matthews, 1994; Monk, & Osborne, 1997) anlamalarını sağlayacaktır (Doğan, & Özcan, 2010). Birçok çalışmada yaratıcı bir öğrenme aracı olarak nitelendirilen (Jenkins, 1994; Matthews, 1994; Monk, &
Bilimin
Doğası
Öğretimi
Bilimin
Doğası
Öğretimi
Doğrudan Yaklaşım Doğrudan Yaklaşım Dolaylı Yaklaşım Dolaylı Yaklaşım Tarihsel Yaklaşım Tarihsel Yaklaşım30
Osborne, 1997) bilim tarihi; bilimin insan ürünü, kişisel, etik ve kültürel olarak birleştirici özelliklerinin yanı sıra öğrencilerde kritik düşünmeyi motive edici yönlerinin de olduğu gözlemlenmiştir (Doğan, & Özcan, 2010; Matthews, 1994).
Bilim tarihinin fen kavramlarının öğretilmesinde kullanılması öğrencilere derinlemesine düşünme ve tartışma fırsatı sağladığı için (Matthews, 1994), fen kavramları ile bilimin doğasının birlikte öğretilmesi önerilmektedir (Clough, 2006; Doğan vd., 2014) (Şekil 3).
Şekil 3. Bilim, bilimin doğası ve bilim tarihi ilişkisi (Doğan vd., 2014; Kim, & Irving, 2010)
Bazı araştırmacılar (Howe, 2003; Matthews, 1994) bu yaklaşımın uygulaması için iki yöntem olduğunu belirlemiştir. Ekleyici (add on) olarak nitelendirilen birinci yöntemde, öncelikle fen kavramları öğretilir, sonrasında da bilim tarihi ya da felsefesi öğretilen fen kavramlarına eklenir. Bütünleyici (integral) olarak nitelendirdiği ikinci yöntem ise bilimin doğasını kapsayan tarihsel hikâyeler içerir (Doğan vd., 2014). Bu hikâyelere gömülü olarak bilimin doğası öğretimi gerçekleştirilir. Bu yöntemde, konu ve bilimin doğası birbirlerini bütünleyen parçalardır. Bütünleyici yöntem iki farklı şeklide uygulanabilir. Birinci uygulamada, öğrenciler bilim tarihi ya da felsefesine ilişkin tarihsel bir hikaye okurlar. Bu hikayeye bağlı olarak çalışırlar, tarihsel deneyleri yeniden yaparlar, tarihsel tartışmalar içerisinde rol oynarlar ve bilimin doğasına dair çıkarımda bulunurlar. İkinci uygulamada ise; öğrenciler daha önceden çalıştıkları tarihsel durumlarda, çeşitli tarihsel kanıtlara dayanarak kendi düşüncelerini derinleştirirler. Tarihsel yaklaşıma ait bu uygulama diğer yöntemlere göre daha öğrenci merkezlidir (Howe, 2003). Abd-El-Khalick, Lederman (2000) ve Howe (2003) gibi araştırmacılar da tarihsel yaklaşımın doğrudan-derin
eği
Bilim Okuryazarı
Eğitici Araç Olarak Bilim Tarihi
31
düşündürücü yaklaşım ile birleştirilmesi sonucunda yapılacak eğitimlerin etkili olacağını ileri sürmüşlerdir.
Dolaylı yaklaşım (implicit): Bilim yaparak bilim doğası özelliklerinin kazanılacağını savunan öğretim yaklaşımıdır. Bilimin doğası ile ilgili belirli bir özelliğin açık vurgulamalar yapmaksızın, örtük olarak ortaya konularak gerçekleştirilen öğretim yöntemidir. Örneğin, öğrenenin bir araştırma yaparak bu süreç içerisinde bilimin doğasını, bilimsel araştırmayı ve bilimsel bilgiyi anlamlandırılabileceği varsayılmaktadır (McComas, 1998; Schwartz, Lederman, & Crawford, 2004). Bu süreçte herhangi bir açık vurgu yapılmadan öğrenenin bilimin doğası hakkındaki kavramlarını geliştirebileceği düşünülmektedir. Bu doğrultuda öğrencilere belirli bir amaç için hazırlanmış, uygulamalı etkinlikler, bilimsel süreç becerilerine yönelik aktiviteler, laboratuvar uygulamaları gibi ortamlar oluşturularak bilimin doğası kavramlarını dolaylı yollarla kendi kendilerine öğrenebilecekleri varsayılmaktadır (Abd-El-Khalick, 2002; Khishfe, & Abd-El-Khalick, 2002; Lederman, 1992; Tamir, 1972).
Doğrudan-derin düşündürücü yaklaşım (expilicit-reflective): Bilimin doğasını öğretmek ya da belirli bir bilimin doğası perspektifini empoze etmekten ziyade, dersin planlamasını yaparken bilimin doğasını incelikli bir şekilde dersin içeriğine katarak dizayn etmeyi amaçlamaktadır (Clough, 2006). Abd-El-Khalick ve Lederman (2000), öğretmenin kazandırmak istediği bilimin doğası özelliğini bir etkinlik içerisinde öğrencilerin düşünmesine imkan tanıyan bir ortam oluşturmalarını önermektedir. Ayrıca bu etkinlik sırasında bilimin doğası özelliğini öğrenciye yansıtmalarının önemli olduğunu vurgulamışlardır. Çünkü yapılan araştırmalar, bilimin doğasının öğrenilmesi için hazırlanan etkinliklerin tek başına uygulanmasının etkili olmadığını göstermiştir (Khishfe, 2008). Dolayısıyla araştırmacılar, bilimin doğasının öğretilmesinde, bilişsel bir öğrenme süreci olduğunun unutulmamasını, bilimin doğası özelliklerinin açıkça vurgulanmasını ve onları yansıtan etkinliklerin kullanılmasının önemli olduğunu belirtmişlerdir. Doğrudan- derin düşündürücü yaklaşımın özellikleri ile ilgili bilgiler aşağıda verilmiştir.
Bilimin doğasını anlamayı daha eğlenceli kılan bir yöntemdir.
Araştırma-sorgulamaya (inquiry) dayalı öğretim yaklaşımının, bilişsel bir sonucu olarak ortaya çıkmıştır. Ancak ona bağımlı bir yan ürün gibi düşünülmemelidir.
32
Öğrencilerin bilgiye kendi kendilerine ulaşabilecekleri düşünülmemektedir. Bu nedenle bireylerin görüşlerini, düşünebilecekleri ve değerlendirebilecekleri şekilde planlanarak geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Uygulamalar bilimin doğasının değişik özellikleri için hazırlanabilir esnekliktedir. Etkinlikler yoluyla belirli bilimin doğası özelliklerine dikkat çekilir.
Bilimsel bir araştırmanın etkinlikle sınıf içinde canlandırılması, bilim insanlarının çalışmalarını, bireylerin daha ayrıntılı düşünmeleri için teşvik edici olacaktır
Etkinlik sonrasında, tartışma ortamı oluşturularak, karşılıklı bilgi alışverişi sağlanmalı ve etkinliği değerlendirme fırsatı verilmelidir.
Bireyler, etkinlik sürecinde bilişsel edinimler kazanır ve tartışmalar sonucunda bilimin doğası özelliklerini içselleştirmeleri sağlanmaktadır.
Tartışma sonunda öğrenilmesi istenilen bilimin doğası özelliği doğrudan açık ifadelerle aktarılmalıdır.
Bu yaklaşım birden fazla bilimin doğası özelliklerini öğretmek için hazırlanmış aktiviteleri de içerebilir (Abd-El-Khalick, 2002; Khishfe, & Abd-El-Khalick, 2002; Lederman, 2007).
Araştırmacılar çalışmalarına bir süre bu üç yaklaşımdan hangisinin bilimin doğasını öğretilmesi açısından daha etkili olduğunu belirlemek için yoğunlaşmışlardır. Örneğin, bilimin doğasının kavratılması için, doğrudan derin düşündürücü yaklaşım ve dolaylı yaklaşımın hangisinin daha etkili olduğunu belirlemek için Khishfe ve Abd-El-Khalick (2002) tarafından 6. sınıf öğrencileriyle bir araştırma yapılmıştır. 62 öğrencinin katıldığı bu araştırma 10 hafta boyunca sürmüştür. Çalışma grubu, dolaylı yaklaşımın uygulandığı ve doğrudan yaklaşımın uygulandığı iki gruba ayrılarak 8 hafta boyunca bu yaklaşımlara uygun eğitim almışlardır. Eğitim süresince; bilimsel bilginin, yaratıcı ve çıkarımsal, deney ve gözlemlerden elde edilmiş, kanıtlara dayalı ve değişebilir doğası hakkında görüşleri değerlendirilmiştir. Bunun için açık uçlu sorulardan oluşan bir anket ve iki hafta boyunca süren yarı yapılandırılmış görüşmeler yapılmıştır. Araştırma öncesinde öğrencilerin söz konusu özelliklerle ilgili yetersiz görüşlere sahip oldukları belirlenmiştir. Ancak sonuçlara baktığımızda, dolaylı yaklaşımdan farklı olarak, etkinlikler sonunda tartışmaların yapıldığı ve açık vurgulamalarla bilimin doğası özelliklerinin anlatıldığı; doğrudan-derin düşündürücü yaklaşımın uygulandığı ve grubun görüşlerinin geliştiği belirlenmiştir. Sonuç
33
olarak bilimin doğası özelliklerinin öğretiminde doğrudan-derin düşündürücü yaklaşımın daha etkili olduğu tespit edilmiştir.
Abd-El-Khalick ve Lederman (2000) tarafından, yaşları 19 ile 45 arasında değişen 181 üniversite öğrencisinin katıldığı doğrudan derin-düşündürücü yaklaşım yöntemi ile bilim tarihinde hikayelerin yer aldığı bir kurs düzenlemişlerdir ve bu kursun öğrencilerin bilimin doğası görüşlerine etkisini incelemişlerdir. Çalışmanın sonucunda öğrencilerin görüşlerini değiştirme konusunda dirençli oldukları belirlenmiştir. Ayrıca bu çalışma öğrencilerin bilimin doğası hakkındaki düşüncelerini geliştirmek için kullanılan doğrudan-derin düşündürücü yaklaşımın dolaylı yaklaşımdan daha etkili olduğu yönünde bir sonuç ortaya koymuştur.
Bu konuda Akerson, Hanuscin ve Cullen’de (2007) fen bilgisi öğretmenlerinin katıldığı bir hizmet içi eğitim programında doğrudan derin-düşündürücü yaklaşımın etkililiğini araştırmıştır. Doğrudan-derin düşündürücü yaklaşım ile etkinliklerin uygulandığı bu çalışmada öğretmenlerin görüşleri eğitim öncesinde ve sonrasında değerlendirilmiş, sonuçlar öğretmenlerin görüşlerinin olumlu olarak gelişme gösterdiğini ortaya koymuştur. Bilimin doğası öğretim yaklaşımları üzerine yapılan birçok araştırmada, diğer yaklaşımlarla karşılaştırıldığında, doğrudan derin düşündürücü yaklaşım stratejisinin bilimin doğası kavramlarını öğretmede daha etkili, olduğu belirlenmiştir (Abd-El-Khalick, 2001; Bell vd., 2011; Cakmakci, 2012; Çavuş, 2010; Khishfe, & Lederman, 2007). Ancak doğrudan-derin düşündürücü yaklaşımla ilgili yapılan çalışmalardaki bir diğer tartışma konusu ise uygulamaların ders içeriğiyle bütünleştirilmesi (contextualized) ya da ders içeriğiyle bütünleştirilmemesi (decontextualized) üzerine olmuştur (Şekil 4).
34
Şekil 4. Doğrudan-derin düşündürücü yaklaşımla bilimin doğası öğretimi
Doğrudan-derin düşündürücü yaklaşımın diğer öğretim yöntemleriyle beraber uygulanmasının sonuçları da araştırmacılar tarafından üzerinde önemle durulan konulardan biri olmuştur. Örneğin; son dönemlerde özellikle araştırma sorgulamaya dayalı (inquiry- based) öğretim yaklaşımıyla birleştirilerek öğrenenlerin bilimin doğası anlayışlarını geliştirmenin yanında, bilimsel bilgi ve süreçler de birleştirilerek, bilimsel akıl yürütme ve eleştirel düşünme becerilerinin gelişmesi amaçlanmaktadır (Şekil 5) (Bayır, & Köseoğlu, 2010; Schwartz, Lederman, & Crawford, 2004; Schwartz, Lederman, & Lederman, 2008).
Şekil 5. Doğrudan derin düşündürücü yaklaşımın kullanıldığı çeşitli öğretim yöntemleri Doğrudan Derin Düşündürücü Yaklaşımla Bilimin Doğası Öğretimi Fen İçeriğiyle Bütünleştirilmiş (contextualized) Fen İçeriğiyle Bütünleştirilmemiş (decontextualized) Doğrudan Derin Düşündürücü Yaklaşımla Bilimin Doğası Öğretimi Proje Tabanlı Yöntem ile (Akerson vd., 2014) Kavramsal Değişim Yöntemi ile (Abd-El-Khalick & Akerson, 2004; Çil, 2010) Bilimsel Araştırma ve Sorgulamaya Dayalı Öğretim (inquiry) (Khisfe & Abd-El-
Khalick, 2002; Schwartz vd., 2008) Problem Temelli Yöntem (Akerson vd., 2014) Argümantasyon Yöntemi ile (McDonald, 2010; Tümay, & Köseoğlu, 2010) Tarihsel yaklaşım (Bilican, 2014;
Kim & Irving, 2010; Özcan,
35
Araştırmacıların farklı öğretim stratejilerine yönelmesinin nedeni bir anlamda araştırma ve uygulama arasındaki boşluktan kaynaklanmaktadır (Lederman; 2007; Menon, Sinha, & Hanuscin, 2012). Örneğin, uygun öğretim yapıldığı takdirde öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının bilimin doğası anlayışlarını geliştirme ve bilimin doğasını derslerine aktarma ile ilgili çalışma yapılması konusundaki ihtiyaç araştırmacılarca belirtilmektedir (Lederman, 2007; Pongsanon vd., 2011). Bu araştırma alan yazının bu önerileri doğrultusunda OBYM ve BTÖ yöntemleri kullanılarak tasarlanmıştır. Bu iki yöntem hakkında bilgi vermeden önce çalışmanın bundan sonraki bölümünde bilimin doğasının öğretimiyle ilgili çalışmalardan bahsedilecektir.