Literatürde bireylerin, bilimin doğası ve bilimsel araştırma ile ilgili anlamalarını geliştirmek için üç tür yaklaşım kullanılmaktadır. Bu yaklaşımlar tarihsel, dolaylı (ima edici) ve doğrudan-yansıtıcı öğretim yaklaşımıdır.
2.3.1. Tarihsel Yaklaşım
Tarihsel yaklaşım, bilim tarihi ile fen öğretimini birleştirmenin öğrencilerin bilimin doğası hakkında sahip oldukları görüşleri kuvvetlendirebileceğini ileri sürmektedir. Liseler için Bilimsel Örnek Olaylarının Tarihi (History of Science Cases for High Schools) (HOSC) (Klopfer ve Watson, 1957) ve Harvard Fizik Projesi (The Harvard Project Physics) (HPP) course (Rutherford ve diğ., 1970) bu yaklaşımı kullanmış olan iki program olarak bilinmektedir. Başka bir çalışmada, fen bilimlerinin bilim tarihi boyunca öğrenilmesinin öğrencilerin hem bilimsel fikirlerin kesin olmayan doğası hakkındaki görüşlerini hem de bu fikirlerin geliştirildikleri sosyal ve kültürel bağlamlarla ilişkisini etkileyebileceği ortaya koyulmuştur. Yapılan bu çalışmada, yaşları 11 ile 14 arasında değişen 94 öğrenci, tarihsel boyutu olan ve içinde bilimsel teorilerin gelişimini keşfettikleri fenle ilgili altı üniteyi incelemiştir. Bu üniteler kapsamında ö ğ r e n c i l e r b a z ı bilim insanlarının çalışmalarından sonra kurdukları modellerle ilgili basit deneyler tasarlamıştır. Bu çalışma sonucunda, katılımcıların bilim insanı imajları ve bilim insanlarının neden farklı teorilere sahip olduklarıyla ilgili görüşlerinde bir farklılık olmamıştır. Bu çalışmadan sonra öğrencilerin çoğunluğu, deneylerin amacının buluş yapmaktan çok açıklama üretmek olduğuna, bilim insanlarının bir deney tasarladığında ne beklediklerini bildiğine ve teorilerin gerçeklerle aynı olmadığına inanmaya başlamıştır. Buna rağmen, araştırmacılar ortaya konulan gelişmelerin katılımcı öğretmenlerin isteğine ve öğrencilerine sağladığı ekstra sınıf yardımıyla ilgili yan etkiye bağlı olabileceğini ileri sürmüşlerdir. Bununla birlikte, tarihsel bağlamlarda katılımcıların görüşlerinden memnun olmadıklarını açıklamışlardır. Çünkü, öğrenciler geçmiş fikirlere empati göstermemiş ve eski teorileri yanlış bilgi çeşitleri olarak nitelendirmiştir. Birçok öğrenci, belli bir bilim insanı rolünü oynamanın, özellikle de onun yanlış olduğunu bildiklerinde çok zor olduğunu söylemiştir. Öğrenciler, bilim insanlarını belli fikirleri geliştirmeye ve kararlar vermeye yönelten sosyal durumlara ve çağdaş
18
düşüncelere değer vermekte başarısız olmuştur. Tarihsel yaklaşımın öğrencilerin bilimin doğası kavramları üzerindeki etkinliğini destekleyen yeterli veri yoktur. HOSC’un ve HPP kursunun öğrencilerin bilimin doğasını anlamaları üzerindeki etkisinin değerlendirildiği Klopfer ve Cooley (1963) ile Welch ve Walberg (1972) tarafından yürütülen iki geniş kapsamlı çalışmada tarihsel yaklaşımın etkili olmadığını ileri süren çelişkili ifadeler yer almaktadır.
2.3.2. Dolaylı (İma Edici) Yaklaşım
Bu yaklaşım, öğrencilerin bilimsel araştırma yaparak, bilimin ve bilimsel araştırmaların doğasını öğrenebileceklerini ileri sürmektedir. Yani bireylerin araştırma yaparken, bilimin doğası ve bilimsel araştırmalara ilişkin öğrenmenin spontane bir şekilde gerçekleşeceği ifade edilmektedir. Öğrencilerin bilimin doğası kavramlarını kuvvetlendirmek için araştırmaya dayalı etkinliklerin ve fen süreç becerilerine dayalı bir öğretimin, öğrencilere bilimin doğasının öğretilmesi için yeterli olduğunu savunur. Bu yaklaşım, 1960 1970’li yıllarda bazı müfredat çalışmalarında (örneğin; The Physical Science Study [PSSC], The Biological Sciences Curriculum [BSCS] vb. benimsenmiştir. Bu çalışmalarla birlikte birçok araştırmada kullanılan bu yaklaşımın öğrencilerin bilimin doğası hakkında doğru görüşler kazanmalarında çok fazla etkili olmadığı ortaya çıkmıştır. Crumb (1965) ve Trent (1965), ya pt ı kl arı çalışmalarda öğrencilerin bilimin doğası ile ilgili görüşlerinde, araştırmaya dayalı yürüttüğü PSSC programının, geleneksel kitap-merkezli programdan daha etkili olmadığı sonucuna varılmıştır. B a ş k a b i r ç a l ı ş m a d a , BSCS programının orta öğretim öğrencilerinin bilimin doğasının bazı ana unsurlarını anlamaları üzerindeki etkisi incelenmiştir (Meichtry, 1992). Literatürde dolaylı yaklaşımın kullanıldığı çalışmalarda, bu yaklaşımın etkinliğine ilişkin tam olarak doğrulanamayan deliller olmasına rağmen, halen daha kullanılmaktadır. Bu yaklaşımı savunanlar, araştırma etkinliklerine katılmanın otomatik olarak öğrencilerin bilimin doğasını anlamalarını geliştireceğine inanmaktadır (McComas, 1996; Moss ve diğ., 1998). Moss ve diğ., (1998) yaptıkları bir çalışmada dolaylı yaklaşımı kullanmıştır. Yapılan bu çalışmada, öğrenciler bilim insanlarıyla birlikte çalışarak, bilimsel araştırma projelerine katılmışlardır. Çalışmadan elde edilen bulgulara göre, öğrencilerin bilim insanlarıyla birlikte yaptıkları bilimsel araştırma projelerinin, öğrencilerin bilimin doğasına ilişkin görüşlerinde anlamlı bir değişim meydana gelmemiştir. Moss ve diğ., (1998), 1960
ve 1970 yıllarında dolaylı yaklaşımın kullanıldığı çalışmalarda ortak bir sonuca varılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre dolaylı yaklaşımın, bireylerin bilimin doğası ve bilimsel araştırmalar hakkındaki görüşlerini geliştirme noktasında tek başına yetersiz olduğu sonucuna varılmıştır.
Bilimin doğasıyla ilgili öğrencilerin düşüncelerini geliştirme noktasında dolaylı yaklaşımın yetersiz olmasının, bu yaklaşımın altında yatan varsayımlardan kaynaklandığı belirtilmektedir. Bu varsayımlara göre; bilimsel araştırma etkinliklerine veya bilimsel süreç becerilerine dayalı etkinliklere katılan bireylerin, bilimin doğası ve bilimsel araştırmalar hakkındaki doğru kavramları bir yan ürün olarak kazanacakları ifade edilmektedir. Abd-El- Khalick ve Lederman (2000) bu varsayımın, bilimin doğası ve bilimsel araştırmaları öğrenilmesini duyuşsal bir öğrenme ürünü olarak Kabul eden bazı fen eğitimcilerinin sahip olduğu fikre bağlamaktadır. Bunun bir alternatifi olarak, bilimin doğası ve bilimsel araştırmalara ilişkin ana unsurları öğrenilmesinin bilişsel bir öğrenme ürünü olarak düşünülmesi ve düzenli olarak yürütülen fen etkinlikleri sürecinde özümlenmesini beklemek yerine doğrudan öğretilmesi gerektiği vurgulanmaktadır.
2.3.3. Doğrudan-Yansıtıcı Yaklaşım:
Öğretmen ve öğretmen adaylarının bilimin doğası ve bilimsel araştırmalar ile ilgili sahip oldukları bilgi ve becerileri arttırmaya yönelik yapılan çalışmalarda; daha çok doğrudan-yansıtıcı (explicit-reflective) bir yaklaşımla öğretilmesinin gerekliliği vurgulanmaktadır. Bu yaklaşımda, ima edici yaklaşımın aksine bilimin doğasını öğrenmenin “bilişsel bir öğrenme ürünü” olarak kabul edilmesi, bilimin doğasının bir yan ürün olarak öğrenilmesini beklemek yerine etkin olarak plânlanması ve doğrudan- yansıtıcı bir şekilde öğretilmesi gerektiği üzerinde durulmaktadır (Abd-El-Khalick ve Lederman, 2000). Bu bağlamda, bilimin doğasının temel ilkelerinin doğrudan-yansıtıcı bir şekilde öğretilmesine yönelik doğrudan bir çaba harcanması gerektiği ve öğrencilerin katıldıkları etkinliklerde yansıtıcı olarak bunların farkına daha iyi varabilecekleri tartışılmaktadır. Bilimin doğasının doğrudan-yansıtıcı bir yolla öğretimi; öğrencilerin bir konu alanı veya bilimin doğası etkinlikleri kapsamında yansıtıcı davranışlarda bulunacakları bir öğrenme ortamında öğretimin yapılandırılmasını içerir. Literatürde yapılan araştırmalar, doğrudan-yansıtıcı yaklaşımının diğer yaklaşımlardan
20
daha iyi neticeler oluşturduğunu ortaya koymuştur. Fakat yine de, bilimin doğasının öğretimiyle ilgili daha fazla çabanın harcanmasına ihtiyaç vardır. Çünkü bilimin doğasının öğretiminde doğrudan-yansıtıcı yaklaşımın kullanılması da öğrencilerin yeterli kavramlar kazanabilmeleri açısından sınırlı ölçüde başarı sağlayabilmiştir (Carey ve diğ., 1989). Birçok araştırmacı (Ryder ve diğ., 1999) bilimin doğasının fen konu alanı bağlamında doğrudan-yansıtıcı öğretilmesinin, öğrencilerin bilimin doğasıyla ilgili sahip oldukları kavramları daha iyi bir seviyeye ulaştırabileceğine inanır. Bazı araştırmacılar ise, bilimin doğasının “fen konu alanı bağlamının dışında” doğrudan- yansıtıcı öğretilmesinin, fen öğretim programlarına sadece bir ilâve yük getireceğini belirtmektedir (Driver ve diğ., 1996). Bunu destekleyecek şekilde, bilimin doğasını doğrudan öğretmeyi amaçlayan etkinlikler ile fen konu alanı arasında bağlantı kurulmazsa, öğrencilerin bilimin doğası ile ilgili yeterli kavramlara asla sahip olamayacağı da ileri sürülmektedir (Clough, 2003).
2.4. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Bilimin Doğası ve Bilimsel Araştırmalar ile