Hızla gelişen bilgi ve teknoloji insanlığın mevcut bilgiyi öğrenmesine ya da ezberlemesine değil, öğrenmeyi öğrenmesine ve yeni durumlarda bilgiyi aktif kullanmasına neden olmuştur. Bunun bireylerde sağlanabilmesi için bireylerin mevcut bilgiyi ezberlemesinden çok bilgiyi elde etme yollarını öğrenmesine ve çeşitli durumlara aktarabilmesi ile gerçekleşeceği unutulmamalıdır. Eğitim sistemimizdeki temel amaç, mevcut bilgiyi öğrencilere aktarmaktan çok bilgiye ulaşma yollarını ya da becerilerini kazandırmak olmalıdır. Bu bazen bir bilim insanı gibi çalıştırmayı gerekli kılabilir. Bu nedenle öğrencilerin bilim ve bilimle ilgili durumları bilmesi önemlidir.
Gagne’ye (1965) göre öğrencilerin ilkeleri ve kavramları öğrenebilmesi için belirli yeteneklerin var olması gerektiğine dikkat çekmiştir. Bu yetenekler bilimsel süreci içermektedir ve bilimi anlamaya ve pratiğe ihtiyaç duyar. Bu süreçleri, gözlem yapma, sınıflama yapma, tanımlama, ilişki kurma, ölçüm yapma, uzamsal ilişkileri kurma ve kullanma, sonuç çıkarma, oparesyonel (işe vuruk) tanımları yapmak, hipotez kurmak, değişkenleri kontrol etmek, verileri yorumlamak ve deney yapmak olarak belirtmiştir. Süreçler basit temel süreçleri kullanma yeteneğinden üst düzey süreç becerilerini kullanmayı hiyerarşik olarak düzenler. Süreçlerin diğer önemli özelliklerini üç madde altında değerlendirmiştir.
Her süreç tüm bilim adamları tarafından kullanılan özel entellektüel becerileridir ve herhangi bir fenomeni anlamak için gereklidir.
Her süreç öğrenciler tarafından öğrenilebilen bilim adamlarının davranışları ile tanımlanır.
Süreçler günlük olaylarda mantıksal düşünmeye katkıda bulunurken içerik alanları arasında genelleştirilebilir (Gagne, 1965; Akt.: Finley, 1983).
Bilimin genel araçları ise, bilimsel araştırma yapmak için gerekli bilgi ve becerilerdir. Bu bilgi ve becerileri Wilke ve Straits (2005:535) aşağıdaki gibi sınıflandırmıştır;
Gerçek bilgi; alana özel içerik bilgisini içerir.
Temel süreç becerileri; gözlem yapma, sınıflandırma, tasarlama, çizme, yazma, ölçme, tahmin etme, ilişki kurma, analiz etme, uygulama, özetleme, iletişim kurma, değerlendirme, sentez yapma, yaratma ve problem çözmeyi,
Bilimsel yöntem becerileri; soru sorma, hipotez oluşturma, tahminde bulunma, deney tasarlama, veriyi toplama ve analiz etme, sonuca varma, bulguyu yorumlama, model oluşturma ve yargıda bulunmayı,
Deneysel tasarım becerileri; tanımlama, hata kaynaklarını, bağımlı, bağımsız ve kontrol değişkenlerini, uygun materyalleri, sınırlılıkları içerir.
Süreç becerileri farklı araştırmacılar tarafından tanımlanmıştır. Bu tanımlar aşağıda verilmiştir.
Funk ve arkadaşları (1975), bilim adamlarının bir problemi tanımlarken ve üstünde çalışırken kullandıkları basamaklar olarak tanımlamıştır (Akt: Jones & Norman, 1989).
Padilla, Okey ve Dillashaw (1983) bilimsel süreç becerilerinin gelişmesinde formal işlem düzeyinde gelişen ve somut düzeyde başlayan akıl yürütme modelleri ve düşünme stratejileri olduğunu belirtmiştir.
Vitti ve Torres (2006) ise, bilimsel süreç becerilerinin zihnimizde kendiliğinden ve doğal olarak oluştuğunu, mantıksal olarak kendi düşüncelerimizi adımlara ayırmada, dünyanın nasıl çalıştığı hakkındaki sorularımızı cevap bulmada kullanıldığını, sadece bilimde kullanılmadığını ayrıca kritik düşünmenin gerektiği durumlarda da kullanıldığını söylemiştir. Bilimsel süreç becerileri; gözlem niteliği/becerisi, ölçme niceliği, sıralama/sınıflama, sonuç çıkarma, tahmin etmek, deney yapmak ve iletişim kurmayı içerir.
Carin ve Bass (2001) bilimsel süreç becerilerini; düşünmenin bileşenleri oluşturan bilim adamlarının kullandıkları yöntemler olarak tanımlamıştır ve bilimsel süreç becerilerinin fende olduğu kadar diğer alanlarda karşılaşılan problemleri çözmede kullanıldıklarını belirtmişlerdir.
Lind’e (1998) göre bilimsel süreç becerileri bilgi oluşturmada, problemler üzerinde düşünmede ve sonuçları formüle etmede kullandığımız düşünme becerileridir. Bu beceriler, bilim adamlarının çalışmaları sırasında kullandıkları becerilerdir. Bu önemli becerileri öğrencilere kazandırarak, onların kendi dünyalarını anlamalarını ve öğrenmelerini sağlayabiliriz. Bu beceriler bilimin içeriğindeki düşüncenin ve araştırmaların temelidir (Akt: Temiz, 2010).
Rezba, Sprague, Fiel ve Funk (1995), bilimsel süreç becerileri bilim adamlarının çalışırken ve araştırma yaparken kullandıkları yöntemler olarak tanımlamıştır.
Tobin ve Capie (1982b) bilimsel süreçler, problemleri çözümede verilerin toplanması ve analizini kullanmayı gerektiren entellektüel becerileridir. Öğrenciler soruları cevaplarını formüle etmede, bakış açılarını haklı göstermek için, olaylar yada prosedürleri açıklamak için, verileri tanımlamak ve yorumlamak için süreç becerilerini kullanırlar. Verileri sınıflama ve kaydetme, gözlem gibi süreçler ilköğretim kademe seviyesinde öğretilirken (ilköğretim I.kademe), bütünleştirilmiş süreç becerilerini içeren
değişkenleri kontrol etme, hipotez oluşturma, operasyonel tanımlama gibi beceriler ortaokul sınıflarında (ilköğretim II. Kademe) öğretildiğinden bahsetmiştir.
Ateş ve Bahar (2002), bilimsel süreç becerilerinin öğrencilerin fen konularını öğrenmesi, doğa olaylarını doğru bir şekilde açıklaması ve betimlemesi için gerekli olan zihinsel beceriler olarak tanımlamıştır.
Harlen’e (1999) göre; bilimsel süreç becerileri, bilgi oluşturmada, var olan problem durumu üzerinde düşünmede, problem durumu için çeşitli çözüm önerileri üretme ve uygun olan çözümü seçme, problemin sonuçlarını formüle etmede ve yorumlamada kullandığımız düşünme becerileridir. Bilimsel süreç becerileri genel olarak bilim adamlarının araştırma yapmalarında temel oluşturur. Fakat bilimsel düşünme ve araştırma sadece bilim adamlarına mal edilmemelidir. Aksine bu yetenekler her bireyin, bilim okuryazarı olabilmek, bilimin doğasını kavrayarak yaşam kalitesini ve standartlarını arttırabilmek için günlük hayatın her aşamasında kullanabileceği yetenekleri içerir.
S-APA programınında bilimsel süreç becerileri; bilim adamlarının doğru davranışlarını yansıtan, pek çok bilimsel alana uygun ve transfer edilebilen beceriler olarak tanımlanmıştır (Padilla et al., 1984).
Aslan ve Tertemiz (2004); bilimsel yöntem, problemlerin bilimsel olarak çözülmesini, olaylara mantıksal yaklaşımı içerir ve bir süreci kapsar. Bu süreç de farklı işlem basamaklarını ve süreçleri kapsar. Bilimsel yöntemi kullanarak bilgiye ulaşma ve bilgi üretme becerileri, bilimsel süreç becerileri olarak adlandırılabilir.
Bilimsel süreç becerilerini tanımlamak bilimin doğası gereği zor olsa da temel anlamda “bilim yapma” daki yeterlilik ile anlama ve araştırma becerileri ile ilgili oldukları söylenebilir (Goh, Toh, & Chia, 1989).
Bilimsel süreç becerileri Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut’a (1996) göre; fen bilimlerinde öğrenmeyi kolaylaştıran, araştırma yol ve yöntemlerini kazandıran, öğrencilerin öğrenmede aktif olmasını sağlayan, kendi öğrenmelerinde sorumluluk alma duygusunu geliştiren ve öğrenmenin kalıcılığını artıran temel becerilerdir.
Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı’nda (2005) bilimsel süreç becerileri, bilgi oluşturmada, problemler üzerinde düşünmede ve sonuçları formüle etmede kullandığımız düşünme becerileri olarak tanımlanmaktadır. Bu beceriler bilim adamlarının çalışmaları sırasında kullandıkları becerilerdir. Bu önemli becerileri öğrencilere kazandırarak onların kendi dünyalarını anlamalarına, öğrenmelerine yardımcı olunabilir (MEB, 2005).
Bir çok eğitimci, eğitimin temel hedefi olan öğrencilerin bilimsel süreç becerilerinin geliştirilmesine önem verilmesi gerektiğine vurgu yapmışlardır (Gagne, 1965; Okey, 1972; Akt: Yap & Yean, 1988; Neie, 1972). Ayrıca Okey (1972: 57) eğitimin en önemli amacının “öğrencilere bilginin nasıl kazanılacağının ve işleneceğinin öğretilmesi” olduğunu belirtirken, öğretimde bu becerilere vurgu yapılmasının gerektiğinin altını önemle çizmiştir. Bu becerilerin kazandırılmasının öğrencilerin okul dışında da bilgiyi nasıl kullanacakları ve nasıl uygulayacakları konusunda yardımcı olacağını da söylemiştir (Akt.: Yap & Yeany, 1988: 247). Padilla (1980) ise; bilimsel süreç becerilerinin önemi için 3 gerekçe ile açıklamıştır. (1) beceriler genellenebilir, (2) tam olarak beceri aktiviteleri bilim doğasını yansıtır ve (3) beceri aktiviteleri formal işlem becerilerini geliştirir şeklinde açıklanmıştır. Rubin ve Norman (1992) bilimsel süreç becerilerine sahip öğrencilerin ileriki yaşamlarında ve günlük yaşamlarında teknolojiyi takip eden ve sorgulayan bireyler olarak yetişeceğini söylemiştir.
Tan ve Temiz (2003), yaşadıkları modern çağın gereği araştıran, soruşturan, inceleyen, günlük hayatıyla fen konuları arasında bağlantı kurabilen, yaşamın her alanında karşılaştığı problemleri çözmede bilimsel metodu kullanabilen, dünyaya bir bilim insanının bakış açısıyla bakabilen bireyler yetiştirmenin modern fen öğretiminin temel amaçlarından birisi olduğunu belirtmişlerdir. Aktamış (2009) bilimsel süreç becerilerinin, bilimi öğrenmek ve anlamak için gerekli bir araç olmanın yanısıra fen eğitiminde önemli bir amacı olduğunu belitirken. Bu becerilerin sadece bilim adamları için gerekli olmadığını aynı zamanda toplumdaki tüm bireylerin bilimsel okuryazar olabilmeleri ve günlük hayatta karşılaşılan problemleri çözebilmeleri için bu becerileri kazanmaları gerektiğine vurgu yapmıştır. Bu bağlamda, fen öğrenmek demek aslında araştırma yol ve yöntemlerini öğrenmek demektir. Burada bahsedilen, araştırma yol ve yöntemleri, bilimsel metodu kullanarak bilgiye ulaşma ve bilgi üretme becerileri, fen
bilimlerinde bilimsel süreç becerileri olarak adlandırılır. Bu nedenle, Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı Bilimsel Süreç Becerilerini kapsayacak şekilde yeniden şekillenmiştir. Bu yeni programda Bilimsel Süreç Becerileri kazanımlarını inceleyecek olursak; Tablo 2.1’deki kazanımları içermektedir.
Tablo 2.1. İlköğretim 6, 7 ve 8. Sınıfta öğrencilere kazandırılacak bilimsel süreç becerileri (MEB, 2005)
Planlama ve Başlama Gözlem
Karşılaştırma-Sınıflama Çıkarım yapma
Tahmin Kestirme
Değişkenleri belirtme
Uygulama Hipotez kurma
Deney tasarlama
Deney malzemeleri ve araç-gereçlerini tanıma ve kullanma Deney düzeneği kurma
Değişkenleri kontrol etme ve değiştirme İşlevsel tanımlama
Ölçme
Bilgi ve veri toplama Verileri kaydetme Analiz ve sonuç
çıkarma
Veri işleme ve model oluşturma Yorumlama ve sonuç çıkarma Sunma
Genel olarak bakıldığında ise, Bilimsel Süreç Becerileri öğrencilerin çok yönlü düşünmesini, gözlem yapmasını, sınıflamasını, ölçümler yapmasını, ortada bulunan problem durumuna göre çözüm yolları üretmeyi, bu çözüm yollarında en uygunu seçerek denemeyi ve çözüm yoluna göre sonuçlar çıkarmayı, sonuçları değerlendirmeyi ve yorumlamayı sağlar. Öğrencilerin ilköğretim seviyesinden başlayarak eğitimin her kademesinde bilimsel süreç becerilerinin geliştirilmesi sağlanırsa ileride ortaya çıkan problem durumlarının çözümünde bu becerilerini kullanabilirler. Ayrıca bireylerin, fenin doğasını, günlük yaşantılarındaki olayların oluşumu anlamasına ve çeşitli alanlarda öğrenmelerine yardımcı olur. Bu bağlamda Bilimsel Süreç Becerileri Fen Öğretimi için oldukça önem taşımaktadır.