Fen sınıflarında uygulanan bilimsel tartışma etkinlikleri

Bir bilimsel tartışmanın başlayabilmesi için veri veya kaynağa ihtiyaç vardır (Koslowski, 1996). Bu teknikler tartışma ortamı oluşturulmak, öğrencilerin tartışmada veri ve kanıt ilişkisini anlamalarını sağlamak için kullanılır. Bu teknikler şunlardır (Osborne ve diğ., 2004.a):

İfadeler Tablosu: Öğrenciler herhangi bir fen konusu ile ilgili ifadeler tablosu verilir ve onlardan ifadeye katılıp/katılmadığını söylemeleri ve sebeplerini tartışmaları istenir (Gilbert ve Watts, 1983).

Öğrenci Fikirleri Kavram Haritası: Literatür araştırmalarından yararlanılarak hazırlanmış öğrenci kavramlarının bulunduğu bir kavram haritası öğrencilere verilir. Öğrencilerden kavramlar ve aralarında belirtilen ilişkilerin bilimsel olarak doğru/yanlış olduğunu, sebeplerini de belirterek tartışmaları istenir. Bu çalışma kavram haritalarının genel kullanımının bir değişiğidir (Novak ve Govin, 1984; Osborne, 1997).

Öğrenciler Tarafından Yapılan Bir Deneyin Raporu: Öğrencilere, bir başka öğrencinin yaptığı bir deneyin kaydı ve sonuçları verilir. Deney raporunda bilgi eksikliği ve düzeltilmesi gereken durumlar vardır. Bunlar kasıtlı olarak yapılmıştır böylece öğrenciler rapora itiraz etmeye yönlendirilir. Öğrencilerden deney hakkında ne düşündüklerini söylemeleri ve sonuçları geliştirmeleri istenir (Goldsworthy ve diğ., 2000).

Karikatürlerle Yarışan Teoriler: Öğrencilere karikatür şeklinde iki veya daha fazla yarışan teori verilir. Öğrencilerden birini seçmeleri ve onun neden doğru olduğunu düşündüğünü tartışmaları istenir (Keogh ve Taylor,1999; Naylor ve Keogh,2000).

Hikâyelerle Yarışan Teoriler: Öğrencilere gazetede yer alan bir hikâye yarışan teoriler şeklinde verilir. Öğrencilerden inandıkları teoriye kanıt bulmaları istenir.

Kanıt ve Fikirlerle Yarışan Teoriler: Öğrencilere fiziksel bir olgu ile ilgili iki veya daha fazla yarışan teori verilir. Teorilere verilen kanıtların bazıları teorilerden birini, diğerini veya her ikisini de destekler veya hiç birini desteklemez. Öğrencilerden kanıtları ve teori için önemini tartışmaları istenir. Sonuçta öğrenciler kanıtları teorinin birini veya diğerini desteleyip desteklemediğini tartışırlar (Solomon, 1991; Solomon ve diğ., 1992).

Bir Fikir Oluşturma: Öğrencilere gece/gündüz dünyanın kendi etrafında dönmesi sonucu oluşur şeklinde bir fiziksel olgu ile ilgili birçok açıklama verilir. Öğrencilerden bunlardan hangisi olguyu açıklar şeklinde sorular sorulur, öğrencilerin kendi cevaplarının sebeplerini belirterek tartışmaları istenir (Garratt ve diğ.,1999).

Tahmin Et-Gözle-Açıkla: Öğrencilere bir olay gösterilir. Sonucunda ne olacağını grup olarak tartışıp tahmin etmeleri istenir ve olay gösterilir. Öğrencilerden ilk tahminleri ile sonucu karşılaştırmaları istenir ve sonuç açıklanır.

Deney Planlama: Öğrencilerden bir hipotezi –gümüş çaydanlık daha çabuk soğur gibi- gruplar halinde test etmeleri istenir. Deneyde sadece nelerin değişken olabileceğini belirlemekle kalmaz, aynı zamanda hangi işlemlerin hangi sıra ile yapılacağının da bilinmesi gereklidir. Gruplar bir plan hazırlar ve daha sonra tartışırlar.

Sınıflarda bilimsel tartışma ortamı yaratmak için oluşturulan bu yaklaşımların tümünün doğasında, öğrenme ortamının öğrencilerin sorular sormasına izin veren, delillerin ışığı altında bildiklerini tekrar gözden geçirebilecekleri, sınıf arkadaşlarının açıklamalarını yargılayabilecekleri, verileri yorumlayıp analiz edebilecekleri ve alternatif açıklamaların dikkate alınmasını sağlayan bir tarzda oluşturulduğu görülmektedir.

Sosyo bilimsel konularda fen sınıflarında tartışma üzerine çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Patronis ve diğ., (1999) 14 yaşındaki öğrencilerin yeni okul yapılan bir bölgede açılacak bir yol planıyla ilgili tartışmalarını incelemiştir. Öğrencilerin karar vermede kullandıkları yollar, bireysel ve grupla yaptıkları tartışmanın kalitesi araştırılmıştır. İlk olarak öğretmen öğrencilerden okullarının çevresinden geçmekte

olan yolla ilgili fikirlerini yazmalarını istemiş ve iki hafta sonra cevaplarını değerlendirerek öğrencileri gruplara ayırmıştır. Uzman ve komite üyelerinin yeni yolun nereye yapılması gerektiğine karar vermelerini ve bu kararlarını sınıf ortamında tartışmalarını sağlamıştır. Sınıf tartışmalarında öğrenciler kendi fikirlerini savunmak için farklı yollar kullanmıştır. İki hafta sonra yeniden aynı konuda tartışmışlar ve her bir öğrencinin sadece bir tek fikri benimsemesi ve bunu savunması istenmiştir. Bütün tartışmalardan sonra sınıftan, okuldan uzağa bir yol veya mevcut yola bir köprü yapmak sonucu çıkmıştır. Birkaç ay sonra projeye devam edilmiş ve tartışmalar köprünün tasarımına odaklanmıştır. Tartışmaların doğası öğrencilerin üstlendikleri görevlere göre; savunma ve saldırı şeklinde nitel, yarı nicel ve nicel içerikli olmuştur. Nicel tartışmalarda, tartışılan konunun sosyal boyutu, çevreyle ilgisi, ekonomik ve pratik yönleri öne çıkarılır. Öğrencilerin ilişkili ve izole durumları ortaya koyarak tartışmaları, tartışmanın yarı nicel tipini oluşturur. Bu tartışmalarda, karışık ilişkilerden çok konunun gerekli kısımlarına odaklanılır. Nicel tartışmalar, sayılar, hesaplamalar, formüller ortaya koyma, okul bilgisini ortaya koyarak kişisel yapılanma konularıyla ilgilidir. Yapılan çalışmada öğrencilerin karar vermelerinde, özel ve sosyal yaşamlarındaki deneyimlerinden oluşturdukları gerekçeleri etkili olmuştur. Analojilerin kullanımı ve grup kararlarında ise öğretmenin etkisi gözlenmiştir.

Naylor ve diğ., (2007) fen sınıflarında kavram karikatürleriyle tartışmanın, öğrencilerin düşüncelerinin açığa çıkarılması ve argumanlarla ilgili bilişsel çatışmalarının çözümünde yararlı olduğunu belirtmiştir. Araştırma iki okulda, ortalama 7 ve 9 yaşlarında 3. ve 4. sınıf öğrencileri ile gölge, rüzgâr ve futbol konularında yapılmıştır. Okulların birinde karışık başarı grupları oluşturulmuş ve kavram karikatürleri tartışması yapılmış, sözel olmayan iletişim ve davranışları kaydedilmiş ve analiz edilmiştir. Diğer okulda karikatürler çocuklara aynı zamanda verilmiş ve derste gözlemler yapılmıştır. Çocuklara üç tane kavram karikatürü verilmiş, her grup bunlardan birini tartışmış ve bir sonraki araştırmaları için birini seçip uygun kaynaklardan inceleme yapmışlardır. Veri kayıtları argumanların doğasının başlangıçtaki teorik ve varsayımsal bakıştan pratik araştırmalara doğru kaydığını göstermiştir. Ayrıca ilkokul düzeyindeki tartışmaların analizinde Toulmin

modelinin yetersiz kalması nedeniyle Mercer ve diğ. (1999) modeli kullanılmıştır. “İyi arguman” için dört faktörün tanımlandığı modelde (konuşmanın değişmesi, “çünkü”, “düşünüyorum” ve “katılıyorum” kullanılması), bu elemanların daha çok kullanımıyla daha doğru cevapların oluşturulduğu görülmüştür. Gruplar karikatürlerle tartışma sonucunda kesin bir cevaba ulaşamamıştır. Teorilerini test etmek ve olasılıklar içinden cevaplarını seçmek için deneysel bir veriye gereksinim duymuşlardır. Kavram karikatürleri içeriğe bağlı ve tek bir doğru cevabı olmadığı için Mercer ve diğ. (1999) tarafından önerilen modele göre analiz edilemediğinden, yeni bir model geliştirilerek veriler analiz edilmiştir. Gruplar arası etkileşim ve öğrencilerin tartışma uygulamalarını sosyo-kültürel bağlamda analiz eden modelin basamakları şöyle tanımlanmıştır:

Düzey 1: Öğrencilerin tartışmaya girmeye isteksizliği veya yeteneksizliği Düzey 2: Öğrencilerin bilgi iddialarında bulunmaları

Düzey 3: İddialarını destekleyecek gerekçeler önermeye başlamaları Düzey 4: İddialarını desteklemek için kanıt önermeleri

Düzey 5: Öğrencilerin diğerlerinin düşüncelerini yanıtlamaları

Düzey 6: Bir argumanın farklı yönlerini güçlendirmek için uğraşmaları Düzey 7: Öğrencilerin kanıtları değerlendirerek yargıya varmaları.

37 dersteki tartışmaların analizinde, 5 dersteki tartışmaların düzey 4 ve diğerlerinin düzey 5 veya üzerinde olduğu belirlenmiştir. Yüksek tartışma düzeyi, öğrencilerin işbirlikli ve argumanları birlikte yapılandırdıkları konuşmalarda gözlenmiştir.

Erduran ve diğ., (2004) çalışmasında 8. sınıf öğrencilerinden oluşan 12 sınıfta bölgede açılacak olan hayvanat bahçesi ile ilgili fikirleri; türlerin yok olması, türlerin korunması, doğa gezileri gibi kavramlar etrafında tartıştırılmıştır. Öğretmenler, ders öncesinde Toulmin modeli konusunda bilgilendirilerek, öğrencilerin fikirlerini açıklamaları için “..nereden biliyorsun? Kanıtın nedir? Sebebin var mı?” gibi sorularla kanıt sunmaları ve desteklemelerini sağlamaları için yönlendirilmiştir. Öğretmen ilk önce öğrencilere durumun açıklandığı bir mektup dağıtmış, hayvanat bahçesi kurulmasının yarar veya zararlarını düşünmeleri için grup oluşturmalarını istemiştir. Gruplar içinde fikir birliğine varıldıktan sonra sınıf tartışması yapılmış, ses ve görüntü kayıtları alınarak analiz edilmiş ve Toulmin modelindeki tartışma öğeleri (veri, iddia, gerekçe, destek ve çürütme) belirlenmiştir.

Osborne ve diğ. (2004.b) fen derslerinde bilimsel tartışmanın kalitesini geliştirme amacıyla yürüttükleri projelerinde, ilk yılını bilimsel tartışmaya dayalı derslerde kullanılacak materyalleri geliştirmeye ve öğretmenlerin pedagojik yönden eğitimine ayırmıştır. Öne sürülen çok fazla teorinin bilimsel olarak tartışılması neticesinde bilimsel sonuçlara ulaşıldığı dikkate alınarak, öğrencilerin sınaması, tartışması ve değerlendirmesi amacıyla projede geliştirilen materyallerle yarışan teoriler oluşturulmuştur. Öğrencilerden, kendilerine sunulan delillerin hangi teoriyi desteklediğini (birini, diğerini, her ikisini veya hiç birini) belirlemeleri istenmiştir. Toulmin modeline uygun tartışma öğelerinin ve tartışma kalitesinin belirlendiği farklı çalışmalar da mevcuttur (Simon ve diğ., 2006; Erduran ve diğ.,2006; Maloney ve Simon, 2006; Sadler, 2006; Osborne ve diğ., 2004.a; Erduran ve diğ.,2004; Simon ve diğ., 2003; Lawson, 2003; Schweizer, 2002; Jimenez-Aleixandre ve diğ., 2000; Yerrick, 2000).

Toulmin modelinin sınırlılıklarından dolayı ve öğrencilerin bir argumanı diğerine karşı savunmak yerine paylaşmaları nedeniyle bazı araştırmacılar bu modelin çoklu durumlarda kullanılamayacağını belirtmiştir. Jimenez-Aleixandre ve diğ. (2000) sözel tartışmaların analizinde ilave argumantatif uygulamalar (açıklama, şüphe-sorgu veya diğerinin iddiasına destek gibi) gerektiğini önermiştir. Clark ve Sampson (2007) bilgisayar ortamında termodinamik konusunun tartışıldığı çalışmada, Erduran ve diğ. (2004) tarafından tanımlanan kodlama şemasına “iddia, ilkeler ve çürütme” elemanlarına, elektronik ortamda öğrencilerin etkileşim ve iletişimlerini tanımlayabilmek amacıyla “destek, sorgu, duygusal yardım ve son yorumlar” elemanlarını da eklemişlerdir. Buna göre;

1. İddia: grubun başlangıç yorumu olarak sunulan ilk prensip, her öğrenci grubu tarafından oluşturulur. Her öğrenci çifti ilk iddialarına dayanarak arguman geliştirir. Zıt iddialarla da konuşmaya katılabilir.

2. İlkeler: Veri, gerekçe ve destekler ilkeleri oluşturur (Erduran ve diğ., 2000).

3. Çürütme: Bir iddiaya veya iddianın ilkelerine karşı bir saldırıdır. Clark ve Sampson (2007) bir iddiaya doğrudan saldırıyı, Erduran ise iddianın ilkelerine saldırıyı çürütme olarak değerlendirmiştir. Toulmin çürütmeyi hem gerekçenin genel kabulünü ortadan kaldıran ve hem de gerekçelenmiş sonucu bozan harici şartlar olarak tanımlamıştır. Bu nedenle çürütme, bir iddianın desteklerine doğrudan veya iddiaya saldıran olarak tanımlanabilir.

5. Sorgu-şüphe: Daha önceki yorumların ve karşı grupların düşüncelerinin açıklamasıdır. “… o ifadenle ne demek istedin veya aynı fikirde miyiz” gibi sorularla ortaya çıkarılabilir. Sorgular, karşı grupların iddia ve ilkelerinin geçerliliğini sorgulamak için kullanılan ve çürütme olarak tanımlanan yorumları içermezler (örneğin, iki nesnenin gerçekten aynı sıcaklıkta olduğunu nasıl biliyorsun?).

6. Hissi başvuru: Bazen yorumlar mantıklı tartışmanın bir parçası olamaz. Bunlar bir yetki ve geçerliğe odaklanır, fakat içerik duygusaldır (ona katılmıyorum, yanlış gibi). 7. Yorum sonu: Tartışmaya katılan kişiler, tartışmanın sonunda ilgisiz gibi görünen bir ifadeyle argumanlarını veya desteklerini ortaya koyabilirler (…güzel saç kesimi, Ali gibi).

Bilimsel tartışmalar, öğrencileri meraklı ve ilgili birisi yapabilir, anlamayı derinleştiren açıklamaları oluşturmalarında onları cesaretlendirebilir ve hatalarını inceleme ve çözmelerini sağlayabilir (Nussbaum ve Bendixen, 2003). Öğrencilerin bazen sınıf arkadaşlarının fikirlerini eleştirmede isteksiz olduğu, tartışma yapmak ve aynı konuda değişik fikirler üretmekte zayıf olduğu görülmüştür. Bilimsel tartışma oluşturmada öğrencilerin yaşadıkları güçlükler şunlardır:

1. Geçerlilik ile ilgili sorunlar: Öğrenciler gerekçelerin kendi düşüncelerine ters olmasına rağmen, yanlış dayanakların doğru olduğuna inanırlarsa, bir iddiayı kabul etme ve sonuçları onaylama tuzağına düşerler.

2. Tartışmanın yapısıyla ilgili yanlış kavramalar: Öğrenciler onaylama ön yargısı eğiliminde olurlarsa, kabul edilemeyecek verilerle ilgili delil seçiminde çok az dikkat gösterirler.

3. Tartışma hakkındaki temel inançların etkisi: Öğrencilerin inançlarıyla örtüşen tartışmalar onların inançlarına ters düşenlere göre daha ikna edicidir. Bu zayıflık öğrencilerin karşıt deliller ve eleştirileri değerlendirme yeteneklerini gölgeler. 4. Yetersiz delil örnekleri: Öğrenciler nelerin ikna edici delilleri oluşturacağından emin

olamazlarsa, yeterli veri toplamadan önce sonuçlara geçme eğilimi gösterirler. Ayrıca muhtemel bilgilerin ve istatistiklerin işlevsel anlamlarını kavramadaki eksiklikler de bu noktada bir engel teşkil eder.

5. Arguman ve delilin rolünü değiştirme: Öğrenciler ister istemez sadece kendilerine verilen delilleri dikkate almayıp, ayrıca problemin içeriği hakkında ilave iddialarda bulunurlar. Hatta verilen delilerin sınırlarının ötesinde çıkarımlarda bulunarak çeşitli yanılgılara saplanırlar (Driver ve diğ., 2000).