Görüntü Oluşumu ile İlgili Çalışmalar

Goldberg ve McDermott [59], çalışmalarında bireysel görüşme yöntemiyle bir kısmı optik dersi almış rastgele ve gönüllü olarak seçilen 80 fizik öğrencisinin gerçek görüntü oluşumu ile ilgili anlamalarını araştırmıştır. Bu görüşmeler süresince öğrencilere ince kenarlı mercek ve çukur ayna kullanılarak bir dizi gösteri deneyi hazırlanmış ve bunlarla ilgili sorular yöneltilmiştir. Bununla birlikte öğrencilere görüşme sorularının yeniden düzenlenmesiyle oluşturulan grup gösteri deneyleri gösterilmiş ve görüşmeci ile bireysel iletişim olmaksızın önceden verilen test sorularına yanıt vermeleri istenmiştir. Optik dersini almamış öğrencilerin görüntü oluşuma ilişkin fikirleri: “Işıklı cisimler boşlukta ilerleyen paralel ışınlar oluşturur”; “potansiyel bir görüntü optik bir sistemden geçerken büyüklüğünde değişim olur”; “merceklerin amacı görüntüyü ters çevirmek ya da büyüklüğünü değiştirmektir”; “ekranın fonksiyonu görüntünün görülebilmesi için ışık ışınlarını yansıtmak ya da onları yakalamaktır”; “bir görüntü boş uzayda görülemez, bir yüzeye bağlıdır” şeklindedir. Optik dersini almış olan öğrencilerin tüm performansları değerlendirildiğinde çukur ayna ve ince kenarlı merceklerle ilgili verilen görevlerin hiçbirinde tamamen başarılı olamadıkları görülmüştür. Görüşmelerde, öğrenciler ayna ya da merceklerin görüntü oluşturmadaki öneminin farkına varmamış olmasından dolayı pekçok hata yapmışlardır. Bu durum öğrencilerin “ayna ya da mercek olmadan görüntü oluşturulabilir” açıklamasıyla ortaya

konmuştur. Keşfe dayalı sorularda, öğretim almış öğrencilerin tamamı görüntünün yerini çizdikleri diyagramlar ve denklemlerle bulabilmişler ancak gerçek bir laboratuvar durumuyla karşılaştıklarında nesnenin aynaya ve merceğe olan uzaklıklarının verilmesine rağmen görüntünün yerini kestirememişlerdir. Havada görüntünün varoluşu ile ilgili olarak kafası karışan öğrenciler, ekranın görüntüyü yansıtması ya da geçirmesi için bulunması veya gözün bunu görmek için uygun bir yerde olmasının bu görüntünün oluşmasıyla ilişkisiz olduğunu anlayamamışlardır.

Öğrencilerin çoğu için ışık ışını tam olarak gelişmemiş bir kavramdır. Onlar ışık ışınını, geometrik bir sunumdan daha fazla olarak sanki görüntüyü oluşturan fiziksel bir varlıkmış gibi ifade etmişlerdir. Pekçok öğrenci görüntünün yerini bulmada kullanılan üç özel ışının önemini anlayamamışlardır. Bu öğrenciler yaptıkları yorumlarda, ışınların görüntüyü oluşturmada gerekli olduğu inancını taşıdıklarını göstermiştir. Bunun sonucu olarak üstteki ışınlardan ikisinin engellenmesiyle görüntünün bir kısmının yok olacağını iddia etmişlerdir. Öğrenciler, kullanılan diyagramlar üzerindeki optik sistemin bileşenlerindeki değişimi açıklamada, uygun analizi yapmada ve sonuçları tahmin etmede başarısız olmuşlardır. Örneğin; ekranın yerinin değiştirilmesi gerektiğinde görüntüye ne olacağı sorulduğunda pekçoğu görüntünün ekranda aynen kalacağını düşünmüşlerdir. Bu durum öğrencilerin ışın diyagramında ekrana gerek olmayacağının farkında olmadıklarını göstermiştir.

Galili, Goldberg ve Bendall [60], geometrik optik konusunda aktivite temelli bir kolej fizik dersinde öğrencilerin görüntü oluşumu konusundaki bilgilerini araştırılmışlardır. Öğrencilerin ön bilgileri bireysel görüşmeler ve çizdikleri şekillerle ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. Görüşmeler boyunca öğrencilerden geometrik optik ile ilgili konulardan birkaç farklı durum için görüntü oluşumu sürecini açıklamaları ve resimler çizmeleri istenmiştir. Elde edilen çizimlerde nesneden ayrılan tekli ışınların çizildiği görülmüştür. Pek çok doğrultuda nesneden ışığın yayılmasının gerçek olduğunu anlamada zorlandıkları görülmüştür. Öğrencilerin bir çoğu görüntü oluşumunu gösterirken ışınları doğru çizememişlerdir. Düz aynada görüntü oluşumun çiziminde ise kaynaktan ve gözden aynaya doğru ışınlar çizilmiştir. Elde edilen sonuçlara bakıldığında öğrencilerin kavramları anlamada öğretim öncesi ön bilgilerinin çok önemli olduğu ve

buradaki sahip oldukları fikirlerin yanlış da olsa öğretim sonrası devam ettiği görülmüştür.

Chen, Lin ve Lin [61], çalışmalarında düzlem aynada görüntü oluşumuyla ilgili iki aşamalı bir ölçme aracı geliştirmişlerdir. Bu aracın geliştirilmesinde kavram haritaları ve ardından açık uçlu sorulardan oluşan bir test lise öğrencilerine uygulanmıştır. Yanıtlar analiz edilerek ilgili kavram yanılgıları kodlanmıştır. Daha detaylı bilgi edinebilmek amacıyla birkaç öğrenci ile görüşmeler yapılmıştır. Ardından öğrencilerin düzlem aynada görüntü oluşumu ile ilgili anlamalarını ölçen iki-aşamalı çoktan seçmeli bir test hazırlanmıştır. Geliştirilen testin güvenirlik katsayısı 0.74 olarak belirlenmiştir. Hazırlanan test 317 lise öğrencisine uygulanmış, elde edilen sonuçlar açık uçlu soruların kullanıldığı farklı çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılarak testten elde edilen bulguların geçerliliği ile ilgili ayrıca bir analiz yapılmıştır.

Tao [62], yaptığı çalışmada öğrencilerin merceklerde görüntü oluşumunu anlamalarının gelişimine bilgisayar destekli öğretimin etkisini ve bununla birlikte, bilgisayar destekli öğretim programlarıyla ikili gruplar halinde çalışan öğrencilerin paylaşılmış bilgi ve kavramalarını nasıl oluşturduklarını ortaya çıkarmayı da amaçlamıştır. Araştırmada 10 yaşında 36 öğrenci çiftler halinde çalışmıştır. Öğretim sırasında kullanılan CD’lerde ince kenarlı mercekte kırılma, ince kenarlı mercekte görüntü oluşumu, ince kenralı mercekte odak uzaklığının bulunması ile ilgili simülasyonlar ve ince ve kalın merceklerde görüntü oluşumu ile ince kenarlı mercekte görüntünün yerini içeren video gösterileri kullanılmıştır. Öğretim sırasında öğrenciler testler ve bilgisayar programı üzerine çalışıyorken öğretmen ve araştırmacı da öğrencilerin arasında dolaşarak onların sorularını yanıtlamışlardır. Veriler, öğretim öncesi ve sonrasında uygulanan testler ile öğrencilerin ikili çalışmaları boyunca etkileşimlerinini kaydedildiği ses kayıtlarının analizinden elde edilmiştir. Öğretimden üç ay sonra seçilen bazı öğrencilerle bireysel görüşmeler yapılmıştır. Öntest sonuçları, pekçok öğrencinin görüntü oluşumunda “holistik (bütünsel) kavramsallaştırma” modeline sahip olduklarını göstermiştir. Sontest ve görüşmeler öğrencilerin görüntü oluşumunu anlamalarında önteste oranla oldukça ilerleme olduğunu göstermiştir. Öğretimden 3 ay sonra bile öğrencilerin pek çoğu görüntü oluşumunu doğru olarak açıklamışlardır. Ayrıca araştırma sonuçları, bilgisayar destekli programların

öğrencilerin anlamalarını geliştirmede aracı bir rol oynadığı ve işbirlikli çalışmaların öğrencilerin anlamalarındaki gelişime yardımcı olduğunu göstermiştir.