1.GİRİŞ
1.1. Problem Durumu
Bilim ve teknolojinin hızla ilerlediği günümüz dünyasında, bireylerin bilgiye ulaşma, bilgiyi üretebilme, yorumlama ve kullanma becerileri büyük önem kazanmıştır. Bu becerilerin kazanılması ve yaşam boyu kullanılması; geleneksel eğitim anlayışının öngördüğü gibi, ezberci değil, bilgi üretimine dayalı, daha çağdaş bir eğitimi gerektirmektedir. Bu nedenle çağdaş eğitimin temel amacı sorgulayan, yorumlayan, bilimsel düşünebilen, karşılaştığı sorunlara çözümler üretebilen, bilgiye ulaşma ve bilgiyi kullanma becerilerine sahip bireyler yetiştirmek olmalıdır. Bu durum günümüzde fen eğitimine büyük görevler yüklemektedir (Temiz, 2001).
Fen eğitiminde öğrencilerin temel davranışları kazanmasını sağlamak, bu alanda yaparak, yaşayarak, etkinliklerle dolu bir öğretimi zorunlu hale getirmektedir. Bu bağlamda laboratuar, öğrencilerin deneyim kazanacağı eğitimin önemli bir bileşenidir (Özdener, 2005).
Yapılan araştırmalar incelendiğinde; fen bilimleri eğitiminde en etkili ve kalıcı öğrenmelerin laboratuar yönteminin kullanılmasıyla gerçekleştiği belirtilmektedir (Ergün ve Özdaş, 1997; Gürdal, 1997; Güven ve Gürdal, 2002). Laboratuar çalışmaları, bir yandan öğrencilerin fenle ilgili etkinliklere katılmalarına ve bilimsel yöntemi tanıyarak takdir etmelerine olanak sağlarken, diğer taraftan öğrencilerin gözlem yapmalarına, fikir üretmelerine ve yorum yapma yeteneklerinin gelişmesine katkıda bulunmaktadır (Ayas, Çepni ve Akdeniz, 1994; Kaptan, 1998). Bu yöntem, ayrıca öğrencilerde akıl yürütme, eleştirel düşünme, bilimsel bakış açısı geliştirme, problem çözme gibi becerileri geliştirmektedir (Serin, 2002). Ancak günümüzde laboratuar kullanımının her ne kadar önemi araştırmalarla tespit edilmiş olsa da, öğretmenlerin etkinliklerin uygulanması ile ilgili meslekî bilgi ve becerilere sahip olmamalarından, sınıf mevcutlarının kalabalık olmasından, okullardaki deney malzemeleri eksikliğinden, deney malzemeleri olsa bile deneysel yöntemlerle ders işlemenin müfredattaki konuların yetiştirilemeyeceği kaygısını doğurmasından kaynaklanan nedenlerden dolayı laboratuar kullanımı öğretmenler tarafından tercih
2
edilmemekte dolayısıyla uygulanma oranı çok düşük hatta yok denecek kadar az olmaktadır (EARGED, 1995; Kayatürk vd., 1995, Nakiboğlu ve Sarıkaya, 1999;
Güzel, 2000; Çallıca vd., 2001; Üce vd., 2001; Yalın, 2003). Zaten her okulda laboratuar imkânı bulunmadığı gibi laboratuarı olan okulların da yeterince malzemeye sahip olmadığı bir gerçektir (Bozkurt ve Sarıkoç, 2008). Bunların yanı sıra üniversitelerimizdeki bazı fizik laboratuarlarında yaptırılan deneylerde, deney malzemeleri anlatılmak istenen fiziksel olayı tam olarak yansıtmamaktadır. Çünkü anlatılmak istenen olayı deneysel olarak gözle göremeyecekleri soyut durumlar söz konusudur (Bozkurt ve Sarıkoç, 2008).
Ayrıca bilindiği üzere fen derslerinde öğrenciler varlığı bilinen ancak gözle tam olarak görülemeyen atom, elektron, elektrik akımı vb. soyut kavramları anlamakta zorluk çekmektedirler. Chambers ve Andre (1997) yapmış oldukları çalışmada öğrencilerin elektrik ve doğru akımla ilgili ön bilgilerini, ilgilerini ve deneyimlerini incelemişler ve kavramsal değişim metinlerinin, elektrik ve doğru akım konusundaki öğrenmelerine etkisi olabileceğini ifade etmişlerdir. Sencar, Yılmaz ve Eryılmaz (2001) ve Yıldırım vd. (2008) yaptıkları çalışmalarında, öğrencilerin, fen bilimleri konularından biri olan elektrik konusunda güçlüklerle karşılaştıklarını, kavram yanılgılarına düştüklerini ve soyut durumları analiz etmede problem yaşadıklarını ifade etmektedir. Bu problemlerin giderilmesinde kullanılabilecek çeşitli öğrenci merkezli aktif öğrenmeyi esas alan ve günümüzde de uygulaması gerçekleştirilen yapılandırmacı öğrenmeye uygun yöntem ve teknikler bulunmaktadır. Bu yöntemlerden biri de bilgisayar destekli öğretim (BDÖ) yöntemidir.
BDÖ yöntemi, bilgisayarın, öğretimde öğrenmenin meydana geldiği bir ortam olarak kullanıldığı, öğretim sürecini ve öğrenci motivasyonunu güçlendiren, öğrencinin kendi öğrenme hızına göre yararlanabileceği, kendi kendine öğrenme ilkelerinin bilgisayar teknolojisiyle birleşmesinden oluşmuş bir öğretim yöntemidir (Uşun, 2004). Bu yöntemin öğrenme öğretme sürecindeki başarısı çeşitli değişkenlere bağlı olmakla birlikte, yöntemin başarısında öğretim hedef ve davranışlarına uygun ders yazılımlarının sağlanması oldukça önemlidir. Özellikle fen derslerinde BDÖ yöntemi, uygulanması açısından oldukça elverişlidir. Bunun sebebi de bilimsel kavram ve prensiplerin fen derslerinde oldukça çok olması ve ders
3
yazılımları hazırlanırken uygun öğretim tekniklerinin kullanılıp, öğrenciye görsel olarak aktarılabilmesidir (Geban ve Demircioğlu, 1996). BDÖ yönteminde, bilgisayar teknolojisi öğretim sürecine değil de, geleneksel öğretim yöntemlerine bir seçenek olarak karşımıza çıkmakta, nitelik ve nicelik açısından eğitimde verimi yükseltmede önemli bir rol oynamaktadır (Yenilmez ve Gökmen, 2007).
Eğitimde potansiyele sahip ümit verici bilgisayar teknolojisindeki gelişmelerden birisi eğitim araştırmalarında oldukça dikkat çeken bilgisayar simülasyonlarıdır (Gülçiçek, 2009) . Simülasyonlar, anlatılması ve gözlenmesi zor, hatta imkânsız olan bazı kavram ve olguları öğrenciye aktarmamızda bize önemli imkânlar sunar.
Simülasyonlarla oluşturulacak sanal laboratuvar uygulamaları, öğrencilerin deneme yanılma yoluyla öğrenmelerini sağlamaktadır. Bu da öğrencileri, problem karşısında mevcut çözüm yollarını araştırmaları için cesaretlendirir. Aynı zamanda istedikleri kadar tekrar yapabilme imkânına sahip olurlar. Ayrıca zamandan ve mekândan bağımsız olarak, her zaman inceleme olanağına sahip olurlar (Bozkurt, 2007).
Özellikle fizik eğitiminde yapılan araştırmalar incelendiğinde bilgisayar destekli eğitim (BDE) açısından üzerinde en çok durulan ve araştırılan alanın simülasyonların kullanımı olduğu görülmektedir (Richards vd., 1992; Jimioyiannis ve Komis, 2001;
Huppert vd., 2002; Yiğit ve Akdeniz, 2003; Wieman ve Perkins, 2006; Bozkurt, 2007; Bozkurt ve Sarıkoç, 2008; Jaakkola ve Nurmi, 2008; Katırcı ve Satıcı, 2010; Azar ve Aydın-Şengüleç, 2011; Jaakkola vd., 2011; Rutten vd., 2012).
Eğitimde teknolojinin tek başına kullanılması bilimsel süreç, eleştirel düşünme, yaratıcı düşünme ve problem çözme becerilerinin kazanılmasında tek başına yeterli olmayabilir. Bu nedenle yapılandırmacı öğrenmenin de olanak tanıdığı probleme dayalı öğrenme (PDÖ), bilgisayar destekli öğrenme sürecinde laboratuar uygulamalarını destekleyici ve yönlendirici yönde kullanılmalıdır.
PDÖ, öğrencilerin problem çözme becerilerini, öğrenme gereksinimlerini fark edip belirleyebilmelerini, öğrenmeyi öğrenebilmelerini, bilgiyi işlevsel hale getirebilmelerini, ekip çalışmasını yürütebilmelerini tetikleyen ve konuların
4
derinlemesine, bütünlük içinde anlaşılmasını sağlayan bir öğrenme yöntemidir (Cantürk-Günhan ve Başer, 2009).
PDÖ’ de öğrenciler gerçek yaşam problemleri ve yarı yapılandırılmış problemlerle karşılaşarak, öğrenme durumları ve hedefleri ile ilgili yardım alırlar. Bu aşamadan sonra, çeşitli araştırmalar yaparak, bilgilerini paylaşıp çözümleri tartışırlar. Öğrenme süreçleri, öğrencilerin birbirlerinden ve öğretmenden aldıkları geribildirim ve açıklamalara dayanarak sürekli gözden geçirilir. Bu süreçler içerisinde PDÖ, öğrencilerin problem çözme, motivasyon, kendi kendine öğrenme, bağımsız öğrenme gibi özeliklerinin gelişmesinde etkili olmaktadır (Chung ve Chow, 2004).
PDÖ’ de problem, öğrenci ve yönlendirici olmak üzere üç temel dinamik etken vardır (Kumaş, 2008). PDÖ’nin temel eğitim gerecini, gerçek yaşamla uyumlu sorunların yer aldığı kurgulanmış olgu diye adlandıracağımız “senaryolar” oluşturur (Dicle, 2002). Senaryolar, öğrenme süreci içerisinde belirlenen hedeflere ulaşmada yol gösterici ve yönlendirici araçlardır. Senaryolarla öğrenciler, çeşitli problemlerle karşılaşırlar ve bu problemi çözmek için çoklu yollar üreterek sürekli öğrenmeye istekli olurlar. PDÖ sürecinde öğrenciler, önceki bilgi ve deneyimlerini kullanarak yeni bilgilere ulaşıp, senaryodaki özel problemlere olası cevaplar oluştururlar (Peterson ve Treaguest, 1998).
PDÖ’de öğrenciler gruplar halinde çalışırken ve öğretmen öğrenme olayında rehber, yönlendirici, öğrenmeyi kolaylaştırıcı roldedir. Bu yaklaşım, öğrencilerin; bilgiyi anlamlandırmalarına, etkili problem çözme becerilerinin gelişmesine, kendi kendine ve yaşam boyu öğrenme becerisi kazanmalarına, verimli bir işbirliği geliştirmelerine öğrenmede iç motivasyonlarının gelişmesine ve üretken bireyler olmalarına yardımcı olur (Hmelo-Silver, 2004). PDÖ modelinin uygulandığı sınıflarda, öğrenciler aşamalı olarak ve giderek daha çok kendi eğitimleri için sorumluluk alırlar ve yaşam boyu öğrenmeye devam eden bağımsız bireyler olurlar. Öğretmen bilgiyi aktaran geleneksel rolü yerine, öğrencilerle birlikte öğrenen, öğrenciler için süreci kolaylaştıran ve öğrencileri cesaretlendiren bir role sahip olur (Kaptan ve Korkmaz, 2001).
5
Tüm bu bilgiler ışığında denilebilir ki, düşünen, araştıran, üretken bireylerin yetiştirilmesi, öğrencilerin eğitim sürecine aktif katılımları ile sağlanacaktır. Fakat ülkemizde 2005 yılından itibaren ilköğretim programlarında başlayan değişimle birlikte öğrenci merkezli bir eğitim anlayışı benimsenmesine rağmen ilköğretimden üniversiteye kadar her aşamada öğretmen merkezli bir eğitim anlayışının ağırlıklı olarak tercih edildiği görülmektedir. Fen derslerinin işlenmesinde de aynı durum söz konusudur. Bütün bunların tersi bir anlayışın olması, öğrenci merkezli bir eğitimin olması için, öğrencilerin öğretim süreci içerisinde bilgiye ulaşma ve bilgiyi gerçek yaşama uygulayabilme becerileri kazanmaları gerekmektedir (Akpınar ve Ergin, 2005). Bu becerilerin öğrencilere kazandırılması öğretmen adaylarının hizmet öncesi süreçte alan bilgilerini, mesleğe yönelik yeterliliklerini, bilimsel süreç ve düşünme becerilerini geliştirip, süreç sonunda ve hizmet öncesi dönemde bu becerilerin üst seviyelere ulaştırmalarını sağlayacak yapılandırmacı öğretim modelinin içerisinde yer alan PDÖ yaklaşımına dayalı laboratuar etkinlikleri ile fen ve teknoloji laboratuarlarında sıklıkla karşılaştıkları fiziki koşullardaki nitelik, nicelik, güvenlik ve aynı zamanda öğrenme-öğretme sürecinden kaynaklanan problemlerle başa çıkmalarını sağlayacak sanal laboratuar ortamlarının oluşturulmasında gerekli olan temel ve alan bilgisine dayalı bilgisayar yazılımları öğrenen ve uygulayabilen nitelikli öğretmenlerin yetişmesine bağlıdır.