Işık ve Görme ile İlgili Çalışmalar

Osborne, Black, Meadows ve Smith [55], 7-11 yaş arası çocukların, ışıkla ilgili kavramların tanımlanması ve gelişimini, 64 öğrenciden yazı ve çizim yoluyla 4 aşamada incelemişlerdir: Bunlar sırasıyla; a) pilot evre, b) öğretim öncesi bilgilenme dönemi, c) öğretim, d) öğretim sonrası bilgilenme dönemidir. Çalışmada öğrencilerin öğretimden önce ve sonra fikirleri karşılaştırılmış, ışık hakkındaki fikirler ışık kaynakları, ışığın tasviri, görmenin doğası ve yanıtların bağlı olduğu esas nedenler olmak üzere dört farklı açıdan değerlendirilmiştir. Nasıl gördüğümüzle ilgili olarak elde edilen yanıtlar dört kategoride analiz edilmiştir:

• Görme ile ilgili bir açıklama yapmayan çocuklar: Çizimlerinde sadece bir kitap ve bir çocuk çizmişler ikisinin arasında hiçbir bağlantı ve açıklama yapmamışlardır.

• Görme ile ilgili açıklamalarında bağlantı olmayan çocuklar: Görme için göze ve ışığa gerek duyulduğunu belirtmişlerdir fakat ışığın buradaki rolünü açıklamamışlardır.

• Görme ile ilgili açıklamalarında basit bağlantılar olan çocuklar: Pek çok çocuk gözle nesne arasına bir bağlantı çizmiş ancak yön belirtmemiştir.

• Görme ile ilgili açıklamalarında ikili bağlantılar gösteren çocuklar: Az sayıda öğrenci kaynak-nesne ve nesne-göz arasında bağlantılarla görmeyi açıklamıştır.

Osborne ve ark. [55] çalışmalarında 7-9 yaş arası öğrencilerin çok çeşitli ışık kaynaklarını doğru olarak bildiklerini, 9-11 yaş arası öğrencilerin ise yansıma olayı ve ikincil kaynakları doğru olarak bildiklerini ortaya çıkarmışlardır. 7 yaşındaki çocukların bile ışığı tanımlamada çizgiler kullanması dikkate değer bir sonuç olarak vurgulanmıştır. Araştırma sonuçları, öğrencilerin kavramsal gelişiminin yaşlarıyla ve içeriğe bağlı olarak bir değişim gösterdiğini ortaya çıkarmıştır.

Selley [20], öğrencilerin ışık ve görme üzerine fikirlerinin gelişimi üzerine Londra’da 28 öğrenci ile küçük ölçekli ve uzun süreli bir inceleme yapmıştır. İlk aşamaya 8-9 yaşlarındaki 5 kişilik gruplardan oluşan 22 öğrenci katılmış ve çocuklara “Bu çiçeği nasıl görürüz?” soruyla ilgili fikirlerini çizmeleri istenmiş, sonra da resimler

hakkında yorumları dinlenmiştir. Bir yıl sonra aynı çocuklar 10 yaşında ve 5. sınıftayken konu ile ilgili bir eğitim almadan önce yeniden test edilmişlerdir. Kullanılan testte açık ve kapalı uçlu sorular yer almaktadır. Ardından küçük gruplarla yarı- yapılandırılmış görüşmeler yapılmış ve 6. yılın sonuna gelindiğinde öncelikle aynı test öğrencilere verilerek ve iki öğrenci ile görüşmeler yapılmıştır. Elde edilen veriler gözden geçirilerek görme olayının açıklanması için kullanılan zihinsel modeller 9 değişik gruba ayrılmıştır.

Model A0 Model A1 Model A2

Model B0 Model B1 Model D

Model F Model G Model O

Şekil 2.1 Öğrencilerin çizdiği şekillerden ortaya çıkarılan görme modelleri [20]

Not: Şekildeki s harfi ışık kaynağı, e harfi göz ve o harfi de nesneyi simgelemektedir.

Elde edilen sonuçlarda çizilen 21 şeklin 19' unda lamba veya güneş gibi ışık kaynakları bulunmasına rağmen parlak çizgilerden başka uzanan ışınlar olmadığı, ışık kaynağından nesneye tek bir ışının çizilmediği görülmüştür. 19 şeklin çoğu "Işık Denizi Modeli" (O) veya "Basit Dağınım Modeli" (A₀)' olarak adlandırılan modellerden her ikisine de uygun olduğu ortaya çıkmıştır. 21 çizimden 11' i gözle çiçek arasında bazı

o s e o o s e e s o s e s o e e s e s o e s o s e o

çizgileri içermekte fakat, sadece tek bir yönü göstermemektedir. Tek direkt bağlantı gözden cisme doğru olup, bu çizgiler görme veya görüş çizgisini göstermektedir.

5. sınıftaki çocuklar "Gözler aynaya benzemektedir ve lambadan gelen ışık insanın gözündeki aynaya çarpar ve sonra görmek için bu ışık verilir" demiştir (model A₁ ). Birkaç öğrenci ise model B₁ ile (ki bu bilimsel olarak kabul edilebilir modeldir) olayı açıklayabilmişlerdir. 6. sınıftaki öğrencilerin hemen hepsi çizimlerinde ikili bağlantılar kullanmışlar ve 21 öğrenci gözlerden bir şeyin çıktığını iddia ederken ve bunların 16’ sı da ışınlar ya da ışık olduğunu söylemiştir. Aynı çocukların 15 ay önce verdikleri yanıtlar karşılaştırıldığında şaşırtıcı bir biçimde görsel yayılma üzerine inançlarında bir artış olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlara bakıldığında öğrencilerin sahip oldukları fikirlerle ilk çağ filozoflarının görüşlerinin birbirlerine benzedikleri görülmüştür.

Bu araştırma sonuçlarına göre öğrencilerin ışık hakkındaki problemlerini aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

1) Öğrenciler ışığın mahiyetinin ne olduğunu henüz tam olarak kavrayamamışlardır.

2) Cisim üzerine düşmekte olan ışığın aydınlatmadaki fonksiyonunun ne olduğu konusunda kafaları karışıktır.

3) Işık kaynağından nesneye giden özel yolun (ışın demetinin), pek çok ışının birleşmesi sonucu olduğunu kavrayamamışlardır.

4) Işığın nesneden göze ulaşması ile ilgili ikinci yayılma modelini (B1) henüz

kullanamamaktadırlar.

Langley, Ronen ve Eylon [56], ışığın yayılması, görüntü oluşumu ve görme konusunda öğrencilerin öğretim öncesi sahip oldukları düşüncelerle, öğretim sonrası sahip oldukları problemleri ortaya koymak için 139 onuncu sınıf öğrencisine geometrik optik ile ilgili dokuz sorudan oluşan bir test uygulamıştır. Öğrencilerin deneyimlere dayalı bilgilerde parçalar halinde yer alan optik olaylarının sunumu ile ilgili olarak geleneksel öğretimden önce, öğretim sırasında ve sonrasında sahip oldukları güçlükler bu çalışmanın çıkış noktasıdır. Bu çalışmada elde edilen bulgular aşağıda verilmiştir:

a) Öğrenciler öğretim öncesi optik sistemler, ışığın yayılması ve aydınlanma ile ilgili durumlara aşinalık göstermektedirler.

b) Işık olaylarını açıklamada öğrencilerce çizilmiş grafik gösterimler bazı formal ışın çizme özelliklerini sergilemektedirler.

c) Öğretim öncesi öğrenciler ışığın yayılması ile ilgili tutarlı bir tanımlayıcı ve açıklayıcı model geliştirememiştirler.

d) Işık olayları arasında görme olayı, bir tek doğru modelin oluşturulmasında zihin karıştırıcı bir etkiye sahiptir.

Collis [57], öğrencilerin görme olayını anlamalarının gelişimini bilişsel bir model kullanarak incelemek için 10 yaş üstü 5. sınıf öğrencilerinden 144 kişiye 7 maddeden oluşan bir anket uygulamıştır. Daha küçük öğrencilerle görüşmeler yapılmış ve veriler bilişsel/yapısal bir model bağlamında analiz edilmiştir. Kullanılan bilişsel model Piaget’ inkinden faklı olarak duyusal motor (duyusal etkilere motor becerilerle yanıt verme becerisi), ikonik (algılanan veya hissedilenlerle ilgilidir, sezgileri kullanır) ve somut semboller (ikincil sembol sistemlerinin kullanımıyla ilgilidir, maddesel dünya, iletişim ve mantıklı somut şeyler) olmak üzere üç evreden oluşmaktadır. Analizlerden elde edilen bulgulara göre, bilimsel olarak kabul edilmeyen yanıtların hepsinde 5. yılda %80’ den fazla ve 9. yılda da %60’ dan fazla öğrencinin “dolaşan ışık” tanımlamasıdır. Sonuçlara göre 9. yıldaki performans 5. yıldan daha iyi bir düzeyde çıkmıştır. Ayrıca araştırmada, feni daha iyi anlamak için temel ikonik döneme ait anlama nosyonlarının gösterilmesinin gerektiği, çocukları memnun edici alıştırmalara önem verilmesi vurgulanmaktadır. Farklı anlamları olan kelimeleri (evreler veya dönemler gibi) farklı tiplerde kullanmak öğrenci-öğretmen veya öğrenciler arasında anlama faklılıklarına yol açmaktadır. Araştırmacılar, öğretmenler öğrencilerinin anlamalarını araştırırken gruplardaki anlamaları genişletmede ve belirsizleştirmede dikkatli olmaları gerektiğini önermektedirler. Ayrıca yapılan deneyler ve deneyimler somut semboller yaratmak için uygun olmalıdır. Sonuç olarak araştırmacılar, günlük olayların ve açıklamaların ders içeriklerinde olmasını ve çocuklara bilginin üç tipini (sözsüz ifade, sezgi ile öğrenme, ifade etme) de kullanabilmelerine fırsat verilmesi gerektiğini önermişlerdir.

Galili ve Hazan [58], öğrencilerin ışık, görme ve bu konularla ilgili olarak öğretim öncesi ve sonrası bilgilerini açığa çıkarmak amacıyla toplam 166 kişiye 13 sorudan oluşan kavramsal içerikli bir test uygulamıştır. Testin uygulandığı öğretim öncesi grubunu 9. sınıftan 64 kişi oluştururken, öğretim sonrası grubunu ise üç 10. sınıf ve öğretmen yetiştiren kolejden bir sınıf olmak üzere toplam 102 kişi oluşturmuştur. Test sonuçlarından elde edilen bilgiler, öğrencilerin alternatif kavramlarının yapılanması için yorumlanmış ve analiz edilmiştir. Bilginin şeması ve alt şemalarına (facet) göre öğrencilerin ortak kavramsal bilgilerini sunmak için bir hiyerarşik yapı önerilmiştir. Sonuçta alternatif kavramların oluşturulmasında fen eğitimcilerinin asıl bakması, ilgilenmesi gereken durumların şemalar ve alt şemalar olması gerektiği vurgulanmıştır.