Bilimin Doğasının Boyutları

Alanyazın incelendiğinde bilimin doğasına ilişkin tartışmanın, kavramın tanımından ziyade bilimin doğasında var olan değerlerin ve varsayımların ne olduğuna odaklandığı

44

görülmektedir. Bilimin doğasının tanımlanmasında bir görüş birliği olmamasına karşın içerdiği başlıca boyutlarda uzlaşı olduğunu söylemek mümkündür (McComas ve Olson, 2002, s. 41). Amerika Birleşik Devletleri’nde (ABD) yapılan fen eğitimi reformu dokümanlarında (NRC, 1996) fen öğretimi standartları (ss. 29-51), fen öğretmen yetiştirme standartları (ss. 58-71), fen eğitiminde değerlendirme standartları (ss. 78-86), fen öğretim programı standartları (ss. 210-223) ve fen eğitim sistemi standartları (ss. 230-233) vurgulanmıştır. Ayrıca bu reform dokümanlarında sınıf seviyesine göre kazandırılması gereken bilimin doğasının boyutlarına yer verilmiş ve her yaş grubu için farklı boyutlar ön plana çıkarılmıştır (NRC, 1996, ss. 115-200; AAAS, 2009).

Abd-El-Khalick, Bell ve Lederman (1998) bilimin doğasının boyutlarını; ampirik tabanlılık, değişebilirlik, sübjektiflik, yaratıcılık, gözlem ile çıkarım arasındaki farkı bilme ve teorik yapılı olma şeklinde sıralamışlardır. Khishfe ve Abd-El-Khalick (2002) çalışmalarında bilimin doğasının boyutlarını; değişebilir olma, ampirik olma, yaratıcılık ve hayal gücü ürünü olma, gözlem ve çıkarım arasındaki farkı bilme olarak ele almışlardır. Lederman, Abd-El-Khalick, Bell ve Schwartz (2002) bilimin doğası boyutlarını değişebilirlik, ampirik olma, yaratıcı ve hayal gücüne dayalı olma, gözlem ve çıkarımlar arasındaki fark, sübjektiflik ve teori yüklülük ile bilimsel bilginin sosyal ve kültürel doğası olarak sıralamışlardır. McComas (2004) ise bilimin doğasının dokuz farklı boyuta sahip olduğunu ifade etmiştir. Bunlar: ampirik olma, değişken ama sağlam olma, teoriye dayalı olma, yaratıcı olma, sübjektif olma, sosyokültürel ve tarihsel olaylardan etkilenme, bilim ve teknolojinin birbiriyle etkileşimde olması, bütün sorulara cevap verememe ve tek bir bilimsel yöntemin olmamasıdır.

Schwartz, Lederman ve Crawford (2004) bilimin değişebilir doğası, ampirik tabanlılık, sübjektiflik, yaratıcılık, sosyal ve kültürel öğelerle iç içe geçmiş olma, gözlem ve çıkarım, kanun ve teoriler, bütün boyutların birbirine bağımlılığı olmak üzere sekiz boyutta bilimin doğası unsurlarını ifade etmişlerdir. Lederman (2010, s.833) bilimin doğasını anlayan bireylerin; gözlem ve çıkarım ile kanun ve teoriler arasındaki farkı bilmesi gerektiğini, bilimsel bilginin doğanın gözlemlenmesi ile anlaşılabildiğini yani ampirik tabanlı olduğunu ve aynı zamanda hayal gücü ile yaratıcılığı içerdiğini ifade etmiştir. Bunun yanı sıra bilimsel bilginin sübjektif ve teoriye dayalı olduğunu, bilimin insan ürünü olduğu için uygulayıcılarının da yaşadıkları toplumun kültüründen etkilendiğini ve bilimsel bilginin hiçbir zaman kesin olmadığını ve değişebileceğini ifade etmiştir. Bell (2009) bilimin

45

değişebilir olduğunu, ampirik kanıtlara dayandığını, gözlem ve çıkarımlarla ilerlediğini, bilimsel yasalara ve teorilere dayandığını, tek bir bilimsel yöntemin olmadığını, yaratıcılık ve sübjektiflik gibi boyutları olduğunu dile getirmiştir. Doğan, Çakıroğlu, Bilican ve Çavuş (2012, ss. 17-29) bilimin doğasını yedi boyutlu olarak tasvir etmişlerdir. Bu boyutlar; bilimin değişebilir doğası, deney ve gözlem ürünü delillere dayalılık, öznellik, yaratıcılık, sosyal ve kültürel boyut, gözlem ve çıkarımlar ile teoriler ve kanunlardır.

Yazın alanında bilimin doğası boyutlarına vurgu yapan birçok çalışma mevcuttur. Yukarıda araştırmacıların bilimin doğası boyutlarına ilişkin görüşleri okuyucuya kolaylık sağlaması, anlaşılabilirliğinin arttırılması tek seferde daha çok ve aynı zamanda öz bilgiye erişim sağlanabilmesi amacıyla tablo halinde sunulmuştur.

Tablo 2.9.

Literatürde Yer Alan Bilimin Doğası Boyutları

Bilimin Doğası Boyutları

Çalışma Değ iş eb ilirlik Am p ir ik o lm a Yar atıcılık Kan u n v e te o riler Gö zlem v e çık ar ım lar Sü bjek tiflik So sy al ve kü ltü rel ög eler e ba ğım lılı k B oy utlar ın b ir bi rin e bağ ım lılı ğı B ilimsel y ön tem Fen v e tek n o lo ji B ütü n so ru lar a ce v ap v er m em e

Abd-El-Khalick, Bell ve Lederman (1998)

♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Lederman, Abd-El-Khalick, Bell ve

Schwartz (2002) ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Khishfe ve Abd-El-Khalick (2002) ♦ ♦ ♦ ♦

McComas (2004) ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Schwartz, Lederman ve Crawford (2004)

♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Lederman (2010) ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Bell (2009) ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Doğan, Çakıroğlu, Bilican ve Çavuş (2012)

♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Toplam 8 8 8 7 7 6 5 1 2 1 1

Yukarıda verilen Tablo 2.9. incelendiğinde, araştırma konusu yapılan çalışmalarda bilimin doğasına ilişkin başlıca yedi boyutun ön plana çıktığını söylemek mümkündür. Bu boyutlar; bilimin değişebilir doğası, ampirik doğası, yaratıcılık, teori ve kanun, gözlem ve çıkarım, sübjektiflik ile sosyal ve kültürel boyut olarak sıralanabilir. Aşağıda bilimin doğasının ilgili boyutları ayrıntılı olarak başlıklar halinde incelenmiştir.

1. Bilimin değişebilir doğası: Bilimsel bilgi sayısız denemeden başarı ile çıkmasına

ve ayakları yere sağlam basmasına karşın tekdüze ve statik bir yapıya sahip değildir. Bilimsel bilgiyi etkileyen çeşitli alanlarda meydana gelen gelişmeler, teknolojinin

46

gelişmesi veya yeni olguların gözlemlenmesi bilimsel bilginin değişimine yol açabilir. Schwartz, Lederman ve Crawford (2004) yeni gözlemlerin yapılmasının ya da var olan gözlemlerin yeniden yorumlanmasının bilimsel bilginin değişimine neden olabileceğini ifade etmiştir. Bilim tarihi, binlerce yıl değişmeden kalan disiplinlerin bile çeşitli şartlarda değişebildiğini gösteren örnekler içermektedir. Bu konuya Lederman (2010, ss.834), Darwin’in yaptığı gözlemlerin klasik evrim teorisinde meydana getirdiği değişikliği örnek olarak göstermektedir. Bilim tarihinin gösterdiği örneklerden de yola çıkarak, bilimsel bilginin kesin olmadığı ve değişebildiği bilgisi, bilimin doğasını anlaması istenen bireylerin kazanması gereken özelliklerden sayılabilir.

2. Bilimin ampirik doğası: Bilimsel bilgi doğanın gözlemlenmesinden elde edilen

bilgiler üzerinde temellendirilir. Felsefi anlamda görgülcülük ya da duyumlama şeklinde ifade edilen bu edinim biçimi salt bireysel gözlemlerden ibaret değildir. Zira gözlemler sadece insan algıları ile değil çeşitli araçlarla da gerçekleştirilmektedir. Bahsedilen biçimde elde edilen bilgiler, iddiaların geçerliliğinin sınanmasında veya olguların açıklanmasında kullanılan bilimsel bilgiler olarak ifade edilebilir. Ayrıca bilimsel bilgiler kimi zaman deneyler aracılığı ile elde edilebilir veya kullanılabilir.

3. Bilimin yaratıcı doğası: Bilimsel bilgi insanoğlunun hayal gücü ile mantıksal

muhakemelerinin bir ürünüdür (Talbot, 2010, s. 21). Genel kanının aksine bilim, izlenmesi gereken adımları belli olan belirli bir yöntem sunmamaktadır. Bilim insanları teoriler oluştururken, açıklamalar gündeme getirirken ya da modeller oluştururken hayal güçlerini kullanırlar (Khishfe ve Abd-El-Khalick, 2002). Üstelik bilim tarihinde konular ve olgular araştırılırken genellikle araştırmanın yavaşladığı, yeni açıklamaların, verilerin gerektiği ya da veri toplamanın mümkün olmadığı durumlarda bilim insanları hayal güçleri ve yaratıcılıklarını ön plana çıkarmışlardır. Modern fizik çalışan bilim insanlarının, uzay-zaman konularında ışık hızında denemeler yapamamaları sebebi ile yaptıkları “zihin deneyleri” bu bağlamda değerlendirilebilir.

4. Bilimsel teoriler ve kanunlar: Bilimsel teoriler, doğada var olan olgulara ilişkin

açıklamalar şeklinde ifade edilebilir. Bu teoriler ortaya atıldığı zaman için açıklamaya çalıştığı olguyu olabildiğince doğru biçimde ifade eden açıklamalardır. Araştırma sürecinde olguya ilişkin yeni gözlemler veya değişik varsayımlar, bilimsel teorilerin zaman içerisinde kendini geliştirmesine ya da kabul edilen teorinin

47

tamamen terk edilip yeni bir teorinin kabul edilmesine kadar uzanan birtakım olaylara öncülük ederler. Örneğin Bohr Atom Teorisi, o gün için gözlemlenmesi mümkün olmayan maddenin en küçük yapı taşının içeriğini açıklayan bilgilerdir. Fizik alanında meydana gelen yeni gelişmeler, birçok konu ile birlikte atoma ilişkin teorilerin de sarsılmasına neden olmuş ve bilim insanlarını atomun yapısına ilişkin yeni bir açıklama üretmeye yöneltmiştir. Atomun yapısını eski modele göre kuantum seviyeleri ve ışımalar bağlamında daha iyi açıklayan Modern Atom Teorisi’ne ilişkin yapılan sınamalar başarı ile sonuçlandıkça bu teori daha sağlam bir konum elde etmiş ve bilim çevrelerince kabul görmeye başlamıştır. Ortaya çıkan bu durum bilimsel teorilerin değişebileceğinin bir göstergesi olarak kabul edilebileceği gibi aynı zamanda bilimsel teorilerin sağlam, güçlü ve güvenilir bilgilerden oluştuğunu da göstermektedir.

Bilimsel kanunlar ise doğada var olan olguların ifadesi olarak tanımlanabilir. Muğaloğlu’na (2006, s. 8) göre bilimsel kanun, doğada nesneler ve olaylar arasındaki gözlemlenebilir ilişkilerin betimsel ifadesidir. Bilimsel teorilerden farklı olarak bilimsel kanunlar, hâlihazırda doğada bulunan birtakım olgulara ilişkin ifadeler iken; bilimsel teoriler ise bu olguların neden öyle olduklarını dile getiren açıklamalardır. Evrensel Çekim Kanunu evrendeki nesnelerin, cisimlerin ve varlıkların kütlelerinin birbirleri arasındaki ilişkiyi ve etkiyi gösterir. Kütlelerin arasında neden bu şekilde bir çekim olduğunun izahı ise bu kanuna ilişkin teori olarak düşünülebilir. Görüldüğü üzere bilimsel teoriler ile bilimsel kanunlar arasında hiyerarşik bir ilişki bulunmamaktadır. Buradan hareketle bu iki kavramın birbirine dönüşmeyeceğini söylemek yanlış olmaz, zira bilim tarihinde doğrulanarak bilimsel kanuna dönüşmüş bir teori olduğuna dair herhangi bir veri bulunmamaktadır.

5. Gözlem ve Çıkarımlar: Gözlemler duyularımızla doğrudan ulaşabildiğimiz doğal

fenomenlere ilişkin tanımlayıcı açıklamalar olmasına karşın çıkarımlar duyularımızla doğrudan ulaşamayacağımız fenomenlere yönelik açıklamalardır (Lederman vd., 2002). Gözlem ile çıkarım arasındaki farkın bilinmesi bilimin işleyişinin anlaşılması açısından son derece önemlidir. Gözlemcilerin yapılan gözlemlerde ortak bir noktada buluşması mümkün ve olağandır. Buna karşın yapılan gözlemlerin sebepleri veya sonuçlarına ilişkin her gözlemci farklı açıklamalar gündeme getirebilir. Böyle bir durumda var olan gözleme dayanarak ortaya konulan kişisel fikirler çıkarım olarak adlandırılabilir. Örneğin beyaz ışığın bir prizmadan

48

geçerken renklere ayrılması bir gözlem olarak kabul edilebilir. Ancak ışık prizmadan geçerken kırılmaya uğradığı için kendini oluşturan renklere ayrılır ifadesi var olan durumla ilgili bir çıkarımdır.

6. Bilimin sübjektif doğası: Bilimsel bilgiler çeşitli teorilere referans verilerek üretilir.

Daha açık bir ifade ile bilim insanları araştırmalarına başlarken hâlihazırda var olan teorilerden köken alırlar. Buna karşın bilimsel araştırma süreçleri kesin bir tarafsızlıkla ilerlemez. Bilim insanlarının çalışmaları inanışlarından, geçmiş deneyimlerinden, teorik bilgilerinden, gözlemlere ilişkin çıkarımlarından bağımsız değildir, kısacası bilim insanların çalışmaları bir dizi faktörden etkilenir. Bu nedenle sanılanın aksine bilim hiçbir zaman tarafsız gözlemlerle başlamaz (Lederman vd., 2002).

7. Sosyal ve kültürel ögelere bağımlılık: Bilim belirli bir kültürel bağlam içerisinde

gerçekleştirilen etkinlikler dizisidir ve uygulayıcıları da bu kültürün birer ürünüdür (Lederman vd., 2002). Dolayısıyla bilimi üreten insanlar da yaşadıkları toplumun güç yapıları, siyasi ortamı, sosyoekonomik faktörleri ve dini inanışları gibi kültürel ögelerinden bağımsız değildir. Bilim insanlarının benzer verilere sahip oldukları halde farklı sonuçlara ulaşmalarının bir sebebi de bahsi geçen sosyal ve kültürel ortamdan ayrı olmamalarıdır.

Yukarıda ayrıntılı bir biçimde özellikleri verilen bilimin doğası boyutları dışında yine yukarıda verilen tabloda görülebilecek olan bazı boyutlar da mevcuttur. Bu diğer boyutlar: tek bir bilimsel yöntemin olmayışı, fen ve teknoloji, bilimin bütün sorulara cevap vermediği ve boyutların birbirine bağımlılığı şeklinde ifade edilebilir. Bahsedilen boyutlara ilişkin bilim camiasında bir takım inanış veya mit olarak adlandırılabilecek yanlış düşünceler bulunmaktadır (McComas, 1996). Örneğin bilim insanlarının araştırmalarını yaparken izledikleri sıralı ve hiyerarşik tek bir yöntem olduğu iddiası, yakın zamana kadar ülkemizde okullarda da öğretilen yanlış inanışların başında gelmektedir. Benzer şekilde bilimin bütün sorulara cevap verebildiği de bahsedilen mitlerden biridir. Bilimin doğasına yönelik bu tip yanlış inanışların/mitlerin önüne geçebilmek için öğrencilere ve öğretmenlere, kısacası öğretim sürecinde yer alan bütün paydaşlara etkili bir biçimde bilimin doğası boyutları kazandırılmalıdır. Bu aşamada bilimin doğası öğretiminin hangi yollarla yapılması gerektiği ya da hangi bilimin doğası yaklaşımının daha etkili olduğu gibi sorular gündeme gelmektedir. Bilimin doğası öğretimi için kullanılan yaklaşımlar ve bunlara yönelik çalışmalarda elde edilen sonuçlara aşağıda başlıklar halinde yer verilmiştir.

49