Bilimin Doğası

Bilimsel okuryazarlığın temel boyutlarından biri olan bilimin doğası; bilimsel bilginin doğasındaki inanışları ve değerleri içeren ve onların gelişmesinde insan çabalarını dikkate alan geniş bir alandır. Ayrıca “bilim nedir?”, “nasıl çalışır?”, “bilim adamları sosyal bir grup olarak nasıl çalışırlar?”, “toplum, bilimi nasıl yönlendirir ve bilimsel çalışmalara nasıl bir tepki verir?” gibi sorulara cevap bulmaya çalışır (McComas ve Olson, 2000).

Bu sorulara “Bilim nedir?” sorusuna cevap vererek başlamak gerekir. Literatüre baktığımızda bilim: a) Bir bilgi bütünü, b) bir metot/sorgulayıcı-araştırma, c) bilmenin bir yolu olarak ifade edilmektedir. Bu cevaplar, tipik olarak bizi, bilimsel bilginin nasıl ortaya çıktığına, bilimsel bilginin özelliklerine yönlendirir. Bilmenin bir yolu olarak bilim ya da bilimsel bilginin gelişiminin doğasındaki inanışlar ve değerler olarak tanımlanan (Abd-El- Khalick vd., 1998) bilimin doğası; bilimsel bilginin özelliklerini, bilimsel komitelerin görüşlerini, bilimdeki kavramsal icatları, değerleri ve varsayımları içerir (Aikenhead, Ryan, 1992). Bilimin doğası, gerçek bilimin nasıl yapıldığını ve bilim adamlarının yaptığı çalışmaların ne olduğu ve nasıl yaptıkları ile ilgilenir.

Öğrencilerin bilimsel bilgiyi kullanarak bilinçli kişisel ve sosyal kararlar verebilmesi için öncelikle bilimsel bilginin nasıl yapılandırıldığını ve buna bağlı olarak bu bilginin kaynağını ve sınırlarını derinlemesine anlaması gerekmektedir. Bu nedenle bilimin doğası ile ilgili anlayışlar bilim okuryazarlığının boyutlarından olan bilim-teknoloji toplum anlayışının kritik ve temel öğesini oluşturmaktadır (Lederman, 2004).

Lederman (2007) öğrencilerin bilimin doğası ile ilgili bilmeleri gerekenleri sıralarken bunların bütün bilim insanlarınca kabul edilen unsurlar olmadığını belirtmektedir. Bunlar:

1. Öğrenciler gözlem ve çıkarım arasındaki çok önemli farkı anlamalıdırlar. Gözlemler duyu organları ile doğrudan ulaşılabilen ve bunlar hakkında çeşitli gözlemcilerin kolaylıkla anlaşmaya varabileceği doğal olaylar hakkında tanımlayıcı ifadelerdir (önceden yaşayan bir organizmanın kalıntılarının morfolojilerinin tanımlanması gibi). Diğer yandan çıkarımlar, duyuların ötesindedir.

2. Bireyler çoğu zaman teoriler ve kanunlar arasındaki ilişki hakkında teorilerin destekli kanıtların bulunmasına bağlı olarak kanun olacağı gibi basit, hiyerarşik bir görüşe sahiptirler. Bu düşünceyi takiben bilimsel kanunlar bilimsel teorilerden daha üst statüye sahiptirler. Her iki düşüncede uygun değildir çünkü diğer şeyler arasında teoriler ve kanunlar bilginin değişik türleridir ve diğerine dönüştürülemez. Kanunlar gözlenebilen olaylar arasındaki ilişkilerin tanımları veya anlatımlarıdır.

3. Bilimsel bilgi, en azından kısmen, doğal dünyanın gözlemlerine/gözlemlenmesiyle dayanmakta ve/veya elde edilse bile (deneysel gibi) asla insan yaratıcılığını ve hayal gücünü içermez. Bilim; bu yaygın inanışın tersine, tamamıyla cansız, rasyonel ve düzenli aktivite değildir. Bilim açıklamaların bulunmasını içerir ve bu bilim insanlarına çok fazla yaratıcılık gerektirir.

4. Bilimsel bilgi sübjektiftir ve/veya teori yüklüdür. Bilim insanlarının teorik yükümlülükleri, inanışları, önceki bilgileri, eğitimleri, deneyimleri, beklentileri gerçekten onların çalışmalarını etkilemektedir.

5. Bir insan girişimi olarak bilim, geniş bir kültür bağlamında uygulanır ve onun uygulayıcıları (bilim insanları) bu kültürün ürünleridir. Böylece bilim içinde bulunduğu kültürün entelektüel çevresi ve çeşitli unsurlarca etkilenir ve etkiler. 6. Bilimsel bilgi asla mutlak ve kesin değildir. Bu bilgi olguları, teorileri ve kanunları

Bilimde geçicilik sadece bilimsel bilginin çıkarımsal, yaratıcı ve sosyal ve kültürel yapısı gerçeğinden ortaya çıkmaz. Aynı zamanda bilimdeki geçicilik kavramına inanmayı sağlayacak mantıksal tartışmaları içerir.

7. Bireyler bilimin doğasını bilimsel süreçler veya bilimsel araştırma ile karıştırmaktadırlar. Bilimin bu yönleri örtüşmesine ve önemli yollarla birbirini etkilemesine rağmen ikisi arasındaki farkı ayırt etmek önemlidir. Bilimsel süreçler veri toplama, analiz etme ve sonuç çıkarmayla ilgili etkinliklerdir.

Bilim öğretimindeki kritik önemine karşın, hem öğrencilerin hem de öğretmenlerin bilimin doğasına ilişkin genellikle yeterli bir anlayışa sahip olmadığı ya da farklı yaş gruplarından öğrencilerin ve hatta öğretmenlerin hem yetersiz hem de geçersiz anlayışlar sergilediklerini göstermektedir (Bell ve diğ., 2000; King, 1991; Lederman, 1992).

Birçok fen eğitimcisinin deneyimleri ile bilimsel bilginin doğası noktasında sorunlu olduğu düşünülen birçok konudan bahseden McComas (1998) bu sorunlu noktaları on beş basamakta açıklamıştır. Bu sorunlu olarak ifade edilen noktaların “bilimin mitleri” olarak tanımlandığı ve bu maddelerin tüm sorunları yansıtmadığını ancak yapılacak çalışmalarda başlangıçta göz önüne alınmasının faydalı olabileceğinden bahsedildiği görülmektedir.

1. Hipotezler teorilere, ardından teoriler de kanunlara dönüşür. 2. Bilimsel kanunlar ve diğer bilimsel düşünceler tamamen doğrudur. 3. Hipotezler bilgiye dayalı tahminlerdir.

4. Genel ve evrensel bir bilimsel metot vardır.

5. Dikkatlice bir araya getirilmiş kanıtlar, kesin bilgiyle sonuçlanır. 6. Bilim ve bilimsel yöntemler kesin kanıtlar elde edilmesini sağlar. 7. Bilim yaratıcı olmaktan ziyade prosedurel yöntemseldir.

8. Bilim ve bilimsel metotlar tüm sorulara yanıt verebilir. 9. Bilim insanları bilhassa objektiftir.

10. Deneyler bilimsel bilgiye götüren esas yollardır. 11. Bilimsel sonuçlar doğrulamak için gözden geçirilir. 12. Yeni bilimsel bilgiler doğrudan kabul edilir. 13. Bilimsel modeller gerçeği temsil eder. 14. Bilim ve teknoloji özdeştir.

Driver ve diğ. (1996) fen eğitiminde bilimin doğasının bir fen eğitimi amacı olarak öğretilmesinde 5 ana neden ileri sürmüştür. Bunlar;

1- Eğer insanlar bilimi ve her gün yüz yüze geldikleri teknolojik durum ve süreçleri idare etmek ve bilimin yapılışını anlamak (bilimi anlamlı kılmak) istiyorlarsa, bilimin doğasını anlamaları gereklidir.

2- Eğer insanlar sosyo-bilimsel konuları anlamlı kılmak ve süreçlerle ilgili karar vermek istiyorlarsa bilimin doğasını anlamak zorundadır.

3- Bilimi çağdaş kültürün önemli bir elementi olarak değerlendirebilmek (algılayabilmek) için böyle bir anlayış gereklidir.

4- Bilimsel toplumun kurallarını anlamak ahlaki genel değerleri sorumlulukları şekillendirir. Bilimin doğasını öğrenmek bilimin doğası hakkında özellikle de bilimsel topluluk tarafından ortaya konan normları ve genelleştirilmiş bir değere sahip ahlaki sözleri anlama konusunda bilinçlenmeye yardım eder.

5- Fen öğretiminde bilimin doğasının yer verilmesi fen içeriğinin başarılı bir şekilde öğrenilmesini destekler.

Yerrick (2000), bilimin doğası ile argümantasyon arasında olası bir ilişki olduğuna dair deneysel kanıtlar sunduğu alan yazındaki ilk çalışmasında, argüman geliştirme, soru oluşturma ve deneysel tasarım gibi unsurlara odaklanarak beş lise öğrencisini incelemiştir. Araştırmacı, çalışmasında öğrencilerin bilimsel bağlamda argüman geliştirme becerilerindeki değişimleri ölçmeyi amaçlamıştır. Uygulama boyunca öğrencilere argümantasyon becerileri açık bir şekilde öğretilmiştir. Müfredata, öğrencileri kanıt toplama, analiz etme, açıklama sunma, hipotezler oluşturma ve bilimle ilgili günlük olaylara ilişkin modeller oluşturma gibi etkinlikler dahil edilmiştir. Öğrenciler hipotezlerini test etmek için grup projeleri tasarlamış ve uygulamışlardır. 18 aylık bir sürede, videoya alınmış dersler ve uygulama öncesi ve sonrası mülakatları veri kaynakları olarak kullanılmıştır.