İlköğretim 6. ve 7. sınıf fen ve teknoloji dersinde işlenen “Madde ve Değişim” ünitesi ile öğrencilerin; sıkışma ve genleşme özelliklerinden faydalanarak maddelerin görünmez, hareketli taneciklerden oluştuğunu sezmesini, maddede meydana gelen değişimleri fiziksel ve kimyasal değişim olarak sınıflandırıp, bu değişimleri tanecikli yapı ve hal değişimleri konusu ile ilişkilendirmesini; elementlerin sembollerini ve bileşiklerin formüllerini öğrenmesini, atomun proton, nötron ve elektronlardan oluştuğunu kavramasını, kimyasal bağların oluşumu ve sınıflandırmasını, çözünme olayını çözücü ve çözünen moleküllerinin ilişkisiyle açıklamasını sağlamak amaçlanmaktadır (MEB, 2006).
Bu amaç doğrultusunda öğrencilerin bu konuda öğrenmesi gereken kavramlar aşağıda verilmiştir (MEB, 2006);
Maddenin Yapı Taşları - Atomlar Elementler - Bileşikler – Moleküller Fiziksel Değişim – Kimyasal Değişim Maddenin Halleri ve Tanecikli Yapı Elementler ve Sembolleri
Atomun Yapısı
Kimyasal Bağ
Bileşikler ve Formülleri Karışımlar
Son yıllarda kabul edilip uygulamaya alınan yapılandırmacı öğrenme kuramına göre öğrenme olayında öğrenen aktif bir şekilde rol oynamaktadır ve bilgiler öğrencinin zihninde yapılandırılır ya da öğrenenler kendi bilgilerini kendileri yapılandırır (Ayas ve diğerleri, 1997). İlköğretim öğrencilerinin henüz somut düşünme düzeyinde ya da geçişte oldukları düşünülürse fen ve teknoloji derslerinde işlenen soyut kavramlarla dolu olan “Madde ve Değişim” ünitesinde öğrencilerin büyük çoğunluğunun çok gayret sarf etmelerine rağmen bu ünitede belirtilen kavramları zihinlerinde canlandırmada zorlandıkları belirtilmiştir. Öğrencilerin, verilen kavramları anlama yerine, ezberleme yoluna gittikleri; bu nedenle de geliştirdikleri kavramların, öğrenmeleri beklenen ve bilimsel açısından geçerli olan kavramlardan çoğunlukla farklı olduğu görülmüştür. (Nakhleh, 1992; Garnett ve Treagust,1992; Ayas, 1997).
İlköğretim programında yer alan kimya kavramları, her öğrenci tarafından önceki deneyimleri ve bilgi yapılarının farklı olması nedeni ile farklı bir şekilde yorumlanabilir (Canpolat ve diğerleri, 2004). Bu ifade, öğrenme sürecinde öğrencideki mevcut bilgilerin ne derece önemli olduğunu ortaya koymaktadır. Bu nedenle öğrencilerin, öğrenme seviyelerine ve farklı bireysel algılamalarına göre kavram öğretimi stratejilerinin geliştirilmesi için, öğrencilerin kavramlar hakkındaki mevcut bilgi birikimlerinin ve kavramı nasıl algıladıklarının da bilinmesi gerekmektedir (Demircioğlu, 2005; Laçin, 2006). Bu durumda özellikle soyut ve karmaşık kavramları içeren, kimyanın temel konularıyla ilgili, öğrencilerin yanlış anlamalarını düzeltmeye ve kavramlarla ilgili zorluklarını gidermeye çalışmadan önce, onları tespit etmek gerekmektedir. Bu amaçla ilköğretim fen ve teknoloji dersinde işlenen kimya kavramları ile ilgili öğrencilerin bu kavramları nasıl algıladıklarını ve sahip oldukları yanlış kavramaları tespit etmek için birçok araştırma yapılmış, karşılaşılan zorlukları çözümleyebilmek için önerilerde bulunulmuştur.
Yapılan bu çalışmalarla öğrencilerin genellikle atom, iyon, molekül, element, bileşik, karışım, saf madde, maddenin halleri, kimyasal bağlar, fiziksel ve kimyasal değişme kavramlarını kavrayamadıkları tespit edilmiştir (Driver, 1989; Griffiths ve
Preston, 1992; Lee ve diğerleri, 1993; Garnett ve diğerleri, 1995; Harrison ve Treagust’un 1996; Vos ve Verdonk, 1996; Johnson, 2000, 2002; Atasoy ve diğerleri 2007; Tezcan ve Uzun 2007; Ayas ve Konur, 2008; Özden, 2008). Literatürde yer alan bu araştırmalardan önemli görülenlerden bazılarının sonuçları aşağıda özetlenmiştir.
Öğrencilerin maddenin taneciklerinden olan atomu nasıl kavradıkları ve hal değişimlerinde atomun nasıl değiştiğiyle ilgili yapılan çalışmalarda, genel olarak atomları gözle görülebilen, büyüyebilen, çoğalabilen yuvarlak küre şeklinde algıladıkları belirtilmiştir. Dışarıdan bir etki ile maddeye vurulup ezildiğinde atomlarının da ezildiğini, gaz sıvı katı geçişlerinde atomun küçüldüğünü ve tersine olaylarda da büyüdüğünü düşündükleri tespit edilmiştir (Griffiths ve Preston, 1992; Harrison ve Treagust, 1996; Tezcan ve Salmaz, 2005; Nakhlek ve arkadaşları, 2005; Özgür ve Bostan, 2007; Çökelez, 2009).
Molekül, iyon, element, bileşik, karışım ve saf madde kavramları ile ilgili yapılan araştırmalarda öğrencilerin bu kavramların tanımlarını bilmelerine rağmen zihinlerinde canlandıramadıkları veya birbirlerine karıştırdıkları bu nedenle de kavramlarla ilgili yanlış kavramalara sahip oldukları tespit edilmiştir. Yapılan çalışmaların sonuçlarından elde edilen bulgulara göre öğrencilerde belirtilen kavramlarla ilgili en çok rastlanan yanlış kavramalar aşağıda verilmiştir (Boo, 1998; Sökmen ve Bayram, 1999; Erdem ve diğerleri, 2001; Ayas ve Konur, 2008; Demircioğlu ve diğerleri, 2005; Özden, 2008);
Maddenin en basit yapısı saf halidir. Maddenin en küçük yapı taşı atomdur.
Atomlar daha basit bileşenlerine ayrışamazlar.
Elementler kendini oluşturan daha küçük parçalara ayrılabilir.
Saf madde içerisinde hiçbir yabancı madde olmadığı için basit bileşenlerine ayrıştırılamaz.
Bileşikler en az iki maddenin karışmasıyla oluştuğu için saf madde değillerdir.
Bileşikler çözeltidir.
Bileşikler fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılabilir. Karışımlarda belli oran vardır.
Karışım içindeki maddeler bazen özelliklerini kaybetmezler.
İki madde karıştığı zaman özelliklerini kaybeder yeni özellikler kazanır. Karışımı oluşturan maddelerin miktarı isteğe bağlı değildir.
Karışımlar hem fiziksel hem de kimyasal yolla ayrışırlar. Tuzlu sudaki tuz suyun içinde çözündüğü için ayrılmaz. Çözeltiler homojen ve heterojen halde bulunabilirler. Elementler karışımdır.
Elementler farklı cins atomlardan oluşurlar. Sadece atomik halde bulunurlar.
Element ve bileşikler aynı cins atomlardan oluşur.
Element ve bileşikler hal değiştirirken sıcaklıkları değişebilir.
Soyut olan bu kavramların (atom, molekül iyon gibi) ilköğretim dönemindeki öğrencilere erken yaşlarda verilmesi nedeniyle tam anlamanın olanaksızlaşması ve yanlış öğrenilen kavramların ilerdeki yaşlarda düzeltilmesinin zorluğu eğitimin verimini etkilemektedir (Sökmen ve diğerleri, 1999). Bu nedenle ileriki dönemlerde işlenecek olan kimya konularının anlamlı olarak öğrenilmesi açısından 6. sınıfta verilmeye başlanan soyut kavramlar kimya öğretiminde önemli bir yere sahiptir. Çünkü kimya konularının anlamlı olarak öğrenilmesi bu temel kavramların öğrenilmesi ile mümkündür.
Maddenin tanecikli yapısı bilimsel bilgilerle uyumlu olarak kavranamadığı takdirde, maddenin yapısıyla ilgili diğer kavramların da kavranmasında güçlük çekilmektedir. Maddenin tanecikli doğasının öğrenilmesi ile daha iyi kavranılan kimya kavram çiftlerinden bir tanesi de fiziksel ve kimyasal değişimdir. Öğrencilerin fiziksel ve kimyasal değişmeler konusunu nasıl anladığını araştıran çalışmalar, bir olay sırasındaki değişikliği fiziksel ya da kimyasal değişme olarak tanımlarken;
a. Gaz çıkışı, renk değişikliği gibi gözlemlerin olup olmaması, b. Olay sırasında yeni bir kimyasal madde oluşup oluşmaması, c. Kimyasal tepkime gerçekleşip gerçekleşmediği,
d. Maddeyi meydana getiren birim taneciklerin kimyasal yapısında değişiklik olup olmaması,
kriterlerini göz önüne alıp, kararlarını da bu kriterlere göre vermeye çalıştıklarını göstermiştir (Kadayıfçı ve diğerleri, 2007). Bu kriterler ile öğrencilerin günlük hayattan verilen olayları kimyasal ya da fiziksel değişme olarak gruplandırırken bu kavramları nasıl algıladıkları ilgili araştırmalardan sentezlenerek, aşağıda verilmiştir (Sökmen ve Bayram, 1999; Johnson, 2000a, 2002b; Atasoy ve diğerleri, 2007; Ayas ve Konur 2008);
Suyun ayrışması fiziksel değişmedir. Elektrolizle ayırırsak tekrar geri elde edilebilir.
Yumurtanın bozulması kimyasal değişmedir, çünkü bu olay geri dönüşümsüzdür.
Şekerin ısıtılması fiziksel değişmedir.
Şekerin suda çözünmesi kimyasal değişmedir. Su molekülleri donarak buza dönüşür.
Ortam soğudukça su moleküllerinin kütlesi artar. Erime ve karıştırma olayları kimyasal bir değişmedir. Yırtma ve karıştırma olayları kimyasal değişmedir.
Pişme ve çürüme olayı sonucu fiziksel bir değişme gerçekleşir. Paslanma fiziksel bir değişmedir.
Maddenin halinin değişmesi kimyasal bir değişmenin işaretidir. Maddenin bulunduğu halden başka bir hale geçmesi sonucunda başlangıçtaki maddeden farklı yeni bir madde oluşur.
Kimyasal değişme sonucu yeni bir madde oluşmaz.
Su dolu bir kap ısıtılırken, enerji kazanan su molekülleri kendisini oluşturan oksijen ve hidrojene ayrışır.
Yanma esnasında kimyasal bir değişme gerçekleşmez. Kibritin yanması fiziksel bir değişmedir.
Ezilme esnasında kimyasal değişme gerçekleşir. Çünkü maddenin atomları ezilir.
Sindirim esnasında fiziksel değişme gerçekleşir.
Fiziksel değişmeler sonucu maddenin kimyasal özellikleri değişir.
Driver (1989) öğrencilerde yanma, küflenme ve çözünme gibi maddenin değişimi hakkında günlük yaşanan olaylarla ilgili olarak bilimsel olmayan sezgisel görüşlerinin olduğunu gözlemlemiştir. Lee, Eichinger, Anderson, Berkheimer ve Blakeslee (1993) maddenin yapısı ve maddedeki fiziksel ve kimyasal değişimlerle ilgili olarak öğrencilerin alternatif kavramlarının, bilimsel kavramlardan çok farklı olduğunu belirtmişlerdir.
Kimyanın temel kavramlarından olan bağlar konusunda da öğrencilerin, soyut olan bağ kavramını zihninde canlandıramadığı için çok sayıda yanlış kavramaya sahip oldukları tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalarda öğrencilerin bağları nasıl algıladıkları tespit edilmeye çalışılmış ve sonucunda elde edilen bulguların birbirleri ile benzerlik gösterdiği görülmüştür. Bu çalışmalara göre, bağ ve bağ çeşitleri ile ilgili öğrencilerin sahip olduğu bilgiler aşağıda özetlenmiştir (Taber, 1994; Boo, 1998; Barker, 2000; Kadayıfçı, 2001; Yılmaz ve Morgil, 2001; Tarhan ve Kayalı, 2004; Ürek ve Tarhan, 2005; Othman ve diğerleri, 2008).
İyonik bağlarda; atomun elektron dağılımının bağ sayısını belirler. Örneğin Na-Cl arasında bir bağ vardır.
Bağların elektron alış-verişiyle oluştuğu, sadece iki atomun birbirine bağlandığı ve bağ yaptığı, diğerlerinin arasında bağ oluşmaz.
Kimyasal bağların gerçekleşmesi için dışarıdan aktif bir aracıya ihtiyaç vardır.
Kimyasal bağlar gerçekleşirken açığa çıkan serbest enerjileri düşüp çıkar. Kovalent bağ, iyonik bağdan daha zayıf bir bağdır. Dolayısıyla kolaylıkla
kırılabilir ve iyonik bağ kovalent bağla aynı davranışları gösterir. HCl gibi hidrojen içeren bileşikler, iyonik yapılı bir bileşiktir. Azot elementi beş bağ yaparak kovalent bir molekül oluşturur.
Kovalent bağ, iki ametal arasındaki elektron alış-verisi sonucu oluşur.
Moleküller; apolar kovalent bağlı ise yüksüz, polar kovalent bağlı ise yüklüdür.
Molekül, aynı cins atomların kovalent bağla; bileşik ise farklı cins atomların iyonik bağla oluşturdukları en küçük birimdir
Kristal tuzda yan yana dizilen NaCl ler birbirine moleküller arası kovalent bağ ile tutulur.
Artı ve eksi yükü fazla olan iyonların tuzları daha sağlamdır, daha serttir. Katı tuz parçası elektriği iletmez; çünkü geçen elektronlar, elektronunu
vermiş olan Na+ tarafından yakalanır.
Tuz kristali kırılınca NaCl ler birbirinden ayrılır. İyonik bileşikleri moleküller yapıdadır.
İyonik bileşikler, serbest halde elektron ve iyonlar arasında dolaşır. İyonik bileşikler, suda çözündüğü zaman serbest iyon üretir.
İyonik bileşikler, eritildikleri zaman atomları serbest dolaşan iyonlar haline gelirler.
Öğrencilerin ilköğretim fen ve teknoloji müfredatında geçen kimya kavramlarını nasıl algıladıklarını, sahip oldukları kavram yanılgılarını ortaya çıkaran bu çalışmaların dışında öğrendikleri bu kavramları zihinlerinde anlamlı hale getirmede karşılaşılan güçlükleri, bu güçlerin nasıl giderilebileceğini araştıran pek çok çalışma vardır. Bu araştırmaların çoğunda ise atom ile ilgili kavramları öğretmede alternatif fikirlerin bilimsel doğrulara ulaşmada önemli bir yeri olduğu görüşünün benimsenmesi gerektiği ve uygulamada bulunan öğretim yöntemlerinin yetersiz kalındığı öne sürülmüştür. (Sökmen, Bayram, 1999; Johnson, 1998a,2000b, 2002c; Karagölge ve Ceyhun, 2002; Karamustafaoğlu ve Ayas 2002; Ergül ve diğerleri, 2002; Canpolat ve diğerleri 2004; Harrison ve Treagust, 1996; Pabuçcu ve Geban, 2006, Garnett ve diğerleri, 1995, Nakhleh, 2005; Othman ve diğerleri 2008).
Kimya eğitimi alanında araştırma yapan pek çok bilim insanına göre soyut kavramların gösterimleri somutlaştırarak hayalde canlandırılmasını sağlamak bu kavramların öğrenilmesini kolaylaştırmaktadır. Öğrencilerin bulunduğu gelişim evreleri de göz önüne aldığında soyut kavramların modellerle somutlaştırılması öğrencilerin bilimsel bilgileri algılamasına ve o bilgileri yapılandırmasında önemli derece de katkı sağladığı belirtilmiştir (Harrison ve Treagust,1999; Ürek ve Tarhan, 2005). Bu nedenle kimya kavramları öğrenciye aktarılırken uygun seçilen öğretim yöntemleri ve zenginleştirilmiş eğitim öğretim etkinlikleri ile öğrencilerin, atom, iyon, molekül gibi tanecikleri canlandırırken bunları somutlaştırabildikleri, onları gözle görülebilir, duyu organları ile hissedilebilir hale getirdiği için zihinlerinde bu kavramlar hakkında imaj oluşturabilmekte ve deneyim yaşayarak öğrendikleri kavramların kalıcılığını arttırdığı
gözlemlenmiştir. (Karagölge ve Ceyhun, 2002; Karamustafaoğlu ve Ayas 2002; Ergül ve diğerleri, 2002; Kavak, 2007).
Çoğu öğrencinin bu kavramlarla ilgili zihinlerinde doğru imajları oluşturdukları gözlemlenmesine rağmen, çoğu öğrencinin ise atom konusu anlatılırken kullanılan soyut ve somut modellerle, gerçekleri ayırmada güçlük çektiğini, modelleri zihinlerinde canlandırırken zorlanmaları nedeni ile yanlış kavramlara sahip olabildikleri belirtilmektedir (Canpolat ve diğerleri 2004; Harrison ve Treagust, 1996; Nakiboğlu ve Poyraz, 2006). Ayrıca, öğrencilerin sahip olduğu bazı yanlış kavramaların gündelik dilde kullanılan bazı terimlerin anlamının, bilimsel manada kullanılan anlamlarla karıştırılması sonucunda ortaya çıkabileceği gibi konu açıklanırken insana özgü dil ve canlılığın kullanılması sonucunda da oluşabileceği ifade edilmektedir (Harrison ve Treagust, 1996; Pabuçcu ve Geban, 2006; Nakiboğlu ve Poyraz, 2006). Çalışmalar sonucu öğrencilerle yapılan görüşmelerde öğrencilerin bir kısmının kimyasal bağ konusunda adı geçen bağ kavramının ayakkabı bağı gibi olduğunu, atom ve kimyasal bağ konusunu açıklarken çoğu öğrencinin “gereksinim duymak, istemek, çalışmak, yakalamak” gibi insana has ve canlılık ile ilgili yüklemleri, literatürdekine benzer şekilde atom ve elektronlar için sıklıkla kullandıkları, atomların üreyebildiğini, büyüdüğünü, çekirdeğinin bölünmesinin hücre gibi olduğunu, elektron kabuklarının bildikleri kabuk gibi göründüğünü ve atomu koruduğunu veya elektronların bu kabukta gömülü olarak bulunduğunu düşündükleri belirtilmiştir.
Ders kitaplarında konu ile ilgili olarak rastlanabilecek uygun olmayan şekil, grafik, model vb gösterimlerin, öğretmenlerin konuyu işlerken yaptıkları çizimlerin hatalı olması, kavramlarla ilgili kavram yanılgısına sahip olmaları, kullandıkları benzetimlerin ve karşılaştırmaların öğrencinin verilen kavramları gerçek anlamından farklı öğrenmesine yol açtığı belirtilmektedir. (Garnett ve diğerleri, 1995, Nakhleh, 2005; Özgür ve Bostan, 2007; Özden, 2008; Othman ve diğerleri 2008). Örneğin, bir sıvıdaki moleküllerin, aralarında büyük boşluklar olacak şekilde gösterildiği bir diyagramdan öğrenciler, sıvıların kolaylıkla sıkıştırılabileceği düşüncesini benimseyebilmektedir. Atom ve molekül modellerinde kullanılan benzetimlerin öğrencilerin, atom modellerini molekülle karıştırmalarına, taneciklerin renkli gösterilmesi sonucu ile atomları renkli bir küre gibi algılamalarına neden olabilmektedir. Ders anlatımı sırasında atom boyutunu belirtmek amacı ile bilinen diğer
maddelerle karşılaştırmalar yapılarak anlatılması sırasında öğrenciler yapılan bu karşılaştırmaları hatalı olarak genelleyebilmektedir. Örneğin Nakhlek’in 2005’te yaptığı çalışmanın sonucuna göre çoğu öğrencinin “atomlar da mikroplar gibi çok küçüktür, çıplak gözle görünemez”, “mikroplar mikroskopla görülebilir, o zaman atomlarda görülebilir, atomlarda mikroplar kadardır”, “canlının en küçük birimi hücredir. Atomda hücre gibi olduğuna göre onun gibi canlıdır ve onun gibi çoğalabilir” genellemelerine sahip olduğu belirtilmiştir. Pabuçcu ve Geban’ın yaptığı (2006) başka bir çalışmada ise öğrencilerin, hareket halindeki iyon ve elektronlar elektriği iletir tanımından grafitin elektriği iletme nedenini grafitin atomlarında bulunan elektronlarında hareketli olması olarak açıklamışlardır.
İlköğretim öğrencilerin bilişsel gelişim evrelerinin kavram oluşturma sürecine etkisi oldukça büyüktür. Mantık yürütme kabiliyetlerinin gelişmeye başladığı ilköğretim döneminde, kavramların soyut terimlerle verilmesi öğrencinin anlamasını güçleştirmekte, bulunduğu yaş grubundan dolayı anlamlı öğrenmeyi kolaylıkla gerçekleştirememektedir. Örneğin, bir bilim adamı suyun hidrojen ve oksijen elementlerini içerdiğini söylediği zaman anlatmaya çalıştığı şey bileşikteki atomlar iken çocuk ise suyu hidrojen ve oksijenden oluşan bir karışım olarak anlatmaya çalışmaktadır (Johnson, 2000). Öğrencilerin bilişsel gelişim evrelerinin kimya kavramlarını algılamalarında etkisini araştıran çalışmalar ile çocukların sahip oldukları düşüncelerin oluşumunu ve gelişimini etkileyen faktörleri çocuğa, kavramın niteliğine ve öğrenme ortamına bağlı olmak üzere üç başlık altında açıklamak mümkündür (Şimşek ve Tezcan, 2008). Fen derslerinin en önemli amaçlarında biri olan bilimsel bilgiye sahip bireyler yetiştirebilmek için bu faktörler uygun bir şekilde hazırlanan öğretim ortamlarına, öğrencinin yaşına ve bilişsel özelliklerine göre düzenlenmelidir. Yeni kavramlar öğrenciye aktarılmadan önce öğrencilerin bu kavramlarla ilgili var olan düşünceleri açığa çıkarılmalıdır. Böylece çocuklar, derse gelmeden önce oluşturdukları düşünceleriyle yeni öğrendikleri bilgiler arasında bir bağ kurulabileceklerdir. (Şimşek, 2006). Öğrencilerin, özellikle fen konularındaki kavramları ezbere dayalı olarak öğrendiğinden daha sonraki eğitim dönemlerinde bu bilgilerini hem unuttuğu hem de kavram yanılgısına düştüğü, derslerde istedikleri başarıları gösteremedikleri içinde fen dersini sevmedikleri tespit edilmiştir.
Öğrencilerin, hem sahip olduğu ön bilgilerinin açığa çıkarılmasının hem de duyuşsal alan davranışlarının geliştirilmesi ve bilinmesinin fen derslerinde geçen soyut kavramları anlamlı öğrenmesinde önem taşımaktadır. Fakat öğrencilerin öğrendikleri kavramlarla ilgili gerçekte ne düşündüğünü ortaya çıkarmak için kullanılan kavram testleri bu amaç için yetersiz kalmaktadır. Bu amaçla yapılan çalışmalar ile uygulanan kavram testlerindeki çoğu kavramlara öğrencilerin doğru cevap vermelerine rağmen cevaplarının nedenlerini açıklayamadıkları tespit edilmiştir. Bu nedenle öğrencinin yeni öğreneceği kavramları kolaylaştırmak ve sahip olduğu alternatif bilgilerinin açığa çıkarmak için derslerde yeteri kadar görüşme tekniklerine de yer verilmesi gerekmektedir (Erdem ve diğerleri, 2001; Johnson, 2000a, 2002b; Gücüm ve arkadaşları, 2004; Gomez ve Pozo, 2004; Pabuçcu ve Geban, 2006; Şimşek ve Tezcan, 2008).
Ders işlenirken konuların bir bütün halinde ve birbiri ile ilişkilendirilerek verilmesinin ve bu aşamalarda öğrencilerin ön bilgilerinin ortaya çıkarılmasının önemini anlatmak için yapılan araştırmalarda ise, öğrencilerin önceki öğrenmelerinin fen öğrenimi için onları hazırladığı fakat yetersiz kaldığı tespit edilmiştir. Kavramlarla ilgili yüzeysel olarak edindikleri bilgilerin iyi özümsenmemiş olması ve geleneksel yolla öğrenim görmeleri nedeni ile mantık yürütmeye alışkın olmadıkları bunun sonucunda ise ileriki sınıflardaki başarılarının olumsuz yönde etkilendiği belirtilmiştir (Tezcan ve Uzun, 2007; Güneş ve Demir, 2007). Fen derslerinde konular sebep sonuç ilişkisi içerisinde zengin ders etkinlikleri ile birlikte verilerek öğrencilerin aktif olabilecekleri ortamlar hazırlanmalıdır. Öğrencilere, sahip olduğu bilgilerini yeni durumlara uygulaması ve kavramlar arasında ilişki kurabilmesi için yeni imkanlar sağlanmalıdır. Bu nedenle konular anlatılırken günlük hayattan birden fazla ve çeşitli örneklerin, modellerin kullanılması gerekmektedir. Örneğin hal değişimi konusunu sadece suyun hal değişiminden bahsederek anlatmaktansa, kuru buzun katı halden gaz haline geçişinden bahsetmenin veya atom modelleri anlatılırken bu modellerin tarihsel sıralaması ile birlikte verilmesi öğrencinin bu kavramları öğrenmesinde kolaylık sağlayabilmektedir (Özgür ve Bostan, 2007). Araştırmaların sonuçlarına göre, konuların anlamlı bir sıra ile verilerek konular arası bütünlüğün sağlanması gerektiği vurgulanmıştır. Bu bütünlüğün sağlanması ile (katılar, sıvılar, gazlar, hal değişimi, difüzyon, erime süreci, ısı ve ısı alışverişi, elektrik akımı ve kimyasal reaksiyonlar gibi) öğrencilerin, kavramları parça parça değil anlamlı bir sıralama ile öğrenecekleri için bu
kavramları zihinlerinde canlandırmaları ve algılamaları arasında da önemli bir bağ kurulabileceği belirlenmiştir (Vos ve Verdonk, 1996; Karamustafaoğlu ve Ayas, 2002; Nakhleh, 2005; Demircioğlu, 2005).