Smith, Disessa ve Roschelle (1993)‟ e göre öğrencilerin sahip olduğu ön bilgiler, kavram yanılgılarına zemin oluĢturabilmektedir. Öğrenciler yaĢadıkları çevreyle erken yaĢtan itibaren etkileĢimleri sonucunda kavramlar hakkında fikir edinerek çerçeve teoriler oluĢtururlar (Vosniadou, 1994). Öğrenciler yeni bir olguyla karĢılaĢtıklarında, yeni olguyu mevcut kavramları ile iliĢkilendirerek yapılandırırlar. Bazen de öğrencilerin mevcut kavramları yeni olguyu yapılandırmalarında yetersiz kalır. Bu durumda öğrenci mevcut kavramlarını değiĢtirmek ya da yeniden yapılandırmak zorunda kalır. Ancak öğrenciler mevcut kavramlarını çoğunlukla günlük yaĢamlarındaki olayları gözlemleyerek edindiklerinden, bu fikirler zaman zaman bilimsel bilgiden farklılıklar göstermektedir (Küçüközer, 2003). Kavram yanılgısı, bilimsel olarak doğru kabul edilen bilgilerle uyumsuzluk gösteren düĢüncelerdir (Clement, Brown ve Zietsman, 1989; Chambers ve Andre, 1995; Sanger, 1996). Kavram yanılgısı, bir hata veya bilgi eksikliğinden dolayı yanlıĢ verilen bir cevap değildir. Öğrenciler bu yanlıĢı destekleyen açıklamalar yapıyorsa ve verdikleri bu cevaplardan emin olduklarını söylüyorlarsa, o öğrencilerin kavram yanılgısına sahip olduklarını söyleyebiliriz. Yani bütün kavram yanılgıları birer hatadır ama bütün hatalar birer kavram yanılgısı değildir (Eryılmaz ve Sürmeli, 2002).
DeğiĢime karĢı da oldukça direnç gösteren bu kavramlara (Schmidt, 1997), literatürde yapılan çalıĢmalarda öğrencilerin kavramları zihinlerinde doğru ya da istenilenin dıĢında yapılandırmalarına bağlı olarak; kavram yanılgıları, yanlıĢ kavramlar, alternatif kavramlar, alternatif yapılar, ön kavramlar, çocukların bilimi gibi terimlerin kullanıldığı görülmektedir (Eryılmaz ve Tatlı, 2000). Ülkemizde “misconceptions” kelimesi “kavram yanılgıları” Ģeklinde de kullanılmaktadır. Bu çalıĢma da alternatif kavramlar, yanlıĢ kavramlar, alternatif yapılar ya da yanlıĢ anlamalar yerine kavram
yanılgıları terimi “Bireyin zihninde oluĢmuĢ, bilimsel olarak doğru olmayan
kavramlar.” tanımının karĢılığı olarak kullanılmaktadır.
Kavram yanılgıları, öğrencilerin zihinlerinde oluĢturmuĢ oldukları bir yapı olması ve doğrudan gözlenmesine yönelik zorluklar taĢımasından dolayı bunların ortaya çıkartılması çoğu zaman güç olmaktadır. Uluslararası literatürde kavram anlama seviyelerini ve kavram yanılgılarını belirlemede birçok yöntemin uygulandığı bilinmektedir.
1970‟li yılların ortalarından günümüze kadar fen eğitimi araĢtırmalarının odak noktasını kavramsal çalıĢmalar oluĢturmuĢtur. 70‟lerin baĢlarındaki ilk çalıĢmalarda elektrik devreleri, kuvvet, enerji, yanma ve evrim konuları olmak üzere birçok fen konularındaki kavramları öğrencilerin anlama düzeyleri üzerine yapılmıĢ araĢtırmalar bulunmaktadır (Duit, 2003). Bu çalıĢmalar incelendiğinde iki ana husus ortaya çıkmaktadır; birincisi, öğrencinin veya öğretmenin bir konuya dair sahip olduğu kavram yanılgılarının belirlenmesi ve ikinci olarak, öğrenci veya öğretmenlerde belirlenen bu kavram yanılgılarının giderilmesi için çeĢitli öğretim stratejisi ve modeli geliĢtirme çalıĢmalarıdır. Bu araĢtırmaların sonuçlarından, öğrencilerin bazı fen kavramlarının kabul edilebilir bilimsel fikirlerden farklı bir biçimde algıladıkları ve bu yanılgıların eğitim öncesinde belirlenmesinin ve eğitimin buna göre düzenlenmesinin önemli olduğudur (Karapınar, 2001). Çünkü öğrencilerin sahip oldukları bu kavram yanılgıları öğrencilerin sonraki öğrenmelerini etkilemekte ve öğrencilerin kavramsal değiĢime karĢı zihinsel direnç göstermelerine sebep olmaktadır (Hewson ve Hewson, 1983; Ayas ve DemirbaĢ, 1997; Tsai, 1999).
Kavramsal çalıĢmaların ikinci boyutunda ele alınan öğrenci ve öğretmenlerde bulunan kavram yanılgıları veya yanlıĢ kavramların sebepleri ve bu kavram yanılgılarını düzeltilmesine yönelik yapılan kavramsal değiĢim teorisine dayalı çalıĢmalar yer almaktadır (Hewson ve Hewson, 1983; Chambers ve Andre, 1997).
Kavramsal değiĢim, 80‟lerin baĢlarında Cornell Üniversitesinde çalıĢan bir grup filozof ve fen eğitimi araĢtırmacısı tarafından ortaya atılmıĢtır. Kavramsal değiĢim teorisi Piaget‟in özümleme, düzenleme ve dengeleme ilkesi üzerine kurulmuĢ ve
Thomas Khun‟un bilim tarihini çok derinden etkileyen bilimsel devrimlerin yapısından etkilenmiĢtir (Duit, 2003).
Kavramsal değiĢim fen eğitiminde, Hewson‟ın 1981 yılında “Fen Öğretimi Ġçin Kavramsal DeğiĢim YaklaĢımı” adlı makalesi ile Posner ve arkadaĢlarının 1982 yılında, “Bilimsel Bir Kavramın yerleĢmesi: Bir kavramsal DeğiĢim Teorisi Doğrultusunda” adlı makalelerinin yayınlanması ile kullanılmaya baĢlanmıĢtır.
Kavramsal DeğiĢim; öğrencilerde var olan bilgilerin üzerine yenilerinin inĢa edilmesinin yanı sıra, öğrencilerin bilimsel olarak kabul görmeyen ön kavramların değiĢtirilmesi görüĢüne dayanmaktadır. Kavramsal değiĢimi sağlamak için ilk olarak gerekli olan öğrencinin konu hakkındaki ön kavramlarını ortaya koymak ve daha sonra öğrencinin kavramsal değiĢimi gerçekleĢtirmek için yardımcı olacak teknikleri veya stratejileri doğru olarak belirleyerek kullanmaktır.
Smith vd. (1993) kavramsal değiĢim sürecini, “kavram yanılgılarının giderilmesi ve anlamlı öğrenmenin gerçekleĢtirilmesi için, mevcut bilgilerin gözden geçirilmesi ve yeni bilgilerle uyum sağlamak amacıyla yanlıĢ bilgilerin değiĢtirilmesi” olarak tanımlamıĢlardır.
Kavramsal değiĢim, öğrencilerin kavram yanılgılarından yani bilimsel olmayan bilgilerinden (alternatif kavramlar), bilimsel olarak kabul edilen bilgilere (bilimsel kavramlar) geçiĢ yapabilmeleri konusunda öğrencileri cesaretlendiren alternatif bir yaklaĢımı temsil eder. (Wang ve Andre, 1991).
Posner vd. (1982) ve Hewson (1981) a göre yeni bir kavram yapılandırılırken Ģu aĢamaları izler; birincisi, bireyin yeni kavram hakkındaki bilgisi az ya da yeni kavram bireydeki mevcut kavramlarla uyumluysa bu yeni kavram, mevcut kavramlarla birlikte yapılandırılır. Posner vd. (1982) bu aĢamayı özümleme (assimilation), Hewson (1981) kavramsal kavrama (conceptual capture), Vosniadou (1994) ise zenginleĢtirme (enrichment) olarak adlandırmıĢtır. Ġkincisi, öğrencilerin mevcut kavramları, yeni olguları kavramalarında yetersiz kalırsa veya yeni kavramlar mevcut kavramlarla uyumsuzluk gösterirse, öğrenciler mevcut kavramlarını değiĢtirme ya da yeniden Ģekillendirme yoluna giderler. Posner vd. (1982) bu aĢamayı düzenleme
(accommodation), Hewson (1981) kavramsal yer değiĢtirme (conceptual exchange), Vosniadou (1994) ise değiĢtirme (revision) olarak adlandırmaktadır.
Hewson (1981), bir kavramı herhangi bir statüye koya bilmek için öğrenenlerin o kavramı öncelikle anlaĢılır bulması gerekmektedir. Diğer bir deyiĢle anlaĢılır olmayan bir kavram her hangi bir statüye sahip değildir. Fakat bir kavramın sadece anlaĢılır olması da kavramsal değiĢimin gerçekleĢmesi için yeterli değildir. Yeni kavram mantıklı ve aynı zamanda faydalı olması gerekir ancak bu durumda yeni kavram eski kavramın yerini alabilir.
Öğrenen bir birey herhangi bir kavramı; a. Sadece anlaĢılır (mantıklı ve faydalı değil) b. AnlaĢılır ve mantıklı (fakat faydalı değil)
c. Hem anlaĢılır hem mantıklı hem de faydalı bulabilir.
Bir kavramın faydalı olabilmesi için öncelikli olarak mantıklı ve anlaĢılır olması, mantıklı olması içinde öncelikli olarak anlaĢılır olması gerekmektedir. Bir kavramın statüsünü yukarıda verilen üç durum belirlemektedir (Hewson, 1981).
Vosniadou (1994) kavramsal değiĢimi çocukların önceki bilgilerini zenginleĢtirme ve değiĢtirme yoluyla oluĢan yavaĢ ve kademeli bir süreç olarak tanımlamıĢtır. Bireyin fiziksel dünya hakkındaki zihinsel modellerinin değiĢimi aĢamalı olarak meydana gelirken bu ya zenginleĢtirme ya da değiĢtirme Ģeklinde gerçekleĢir.
Kavramsal değiĢimin basamakları;
Posner vd. (1982), bir kavramsal değiĢim gerçekleĢmesi için dört Ģartın sağlanması gerektiğini ortaya koymuĢlardır. Bunlar;
1. Mevcut kavramlardan hoşnutsuzluk duyulmalıdır. Öğrenci yeni bir kavramla karĢılaĢtığı zaman zihnin de var olan kavramın yetersiz olduğunu anlamalıdır. Yani öğrencide hoĢnutsuzluk varsa, mevcut kavram yetersiz kalıyor ve yeni gelen kavramlar problemi çözebiliyorsa yeni kavrama inanmaya baĢlar.
2. Yeni kavram anlaşılır olmalıdır. Bir öğrencinin alternatif kavramı göz önünde bulundurması için, onun bu kavramı anlaĢılabilir bulması gerekmektedir.
Alternatif kavramın anlaĢılabilir olması için açıklık gereklidir. AnlaĢılabilirlik kavramı bilmekten çok kelimenin ve sembolün ne anlama geldiğini bilmeyi ve tutarlı bir açıklamayı gerektirir.
3. Yeni kavram mantıklı görünmelidir. Yeni kavram kendinden önceki kavramların oluĢturduğu sorunları çözebilmelidir. Aksi halde mantıklı bir seçim gibi gözükmez. Mantıklı olmak kavramların diğer bilgilerle tutarlı olmasının bir sonucudur.
4. Yeni kavram verimli olmalıdır. Yeni kavramın verimli olması, gelecekte benzer sorunlara çözüm sunmasıdır.
Öğrenciler mevcut kavramlarında görülen çeliĢkileri çözen, anlaĢılır, mantıklı bir alternatif bulduklarında yeni kavramları aktif olarak kullanmaya çalıĢırlar. Eğer yeni kavram eski çeliĢkileri çözüyor ve öğrenciye yeni bakıĢ acısı kazandıra biliyorsa da yeni kavram verimli gözükür ve öğrenci o kavramı kullanmaya baĢlar (Posner vd. 1982).
Kavramsal değiĢimdeki amaç bireyin sahip olduğu kavram yanılgılarını doğru kavramlarla değiĢtirmek ve bu değiĢim sürecinde kavramları yeniden yapılandırmaktır. Bu yeniden yapılandırma sürecinde birey, yeni bilgiyle çatıĢan eski bilgilerin farkında olmalıdır (Sinatra ve Pintrich, 2003). Chi (2008) bu çeliĢkinin bir sonucu olarak kavramsal değiĢim gerçekleĢtiğini belirtmiĢtir.