T.C.
DOKUZ EYLÜL ÜN VERS TES E T M B L MLER ENST TÜSÜ ORTAÖ RET M FEN VE MATEMAT K ALANLAR E T M ANAB L M DALI
F Z K Ö RETMENL PROGRAMI DOKTORA TEZ
ELEKTR K KONUSUNUN MODELLEME YOLUYLA
Ö RET M N N KAVRAMSAL ANLAMA, AKADEM K
BA ARI VE EP STEMOLOJ K NANÇLARA ETK S
Esra B LAL
zmir
2010
T.C.
DOKUZ EYLÜL ÜN VERS TES E T M B L MLER ENST TÜSÜ ORTAÖ RET M FEN VE MATEMAT K ALANLAR E T M ANAB L M DALI
F Z K Ö RETMENL PROGRAMI DOKTORA TEZ
ELEKTR K KONUSUNUN MODELLEME YOLUYLA
Ö RET M N N KAVRAMSAL ANLAMA, AKADEM K
BA ARI VE EP STEMOLOJ K NANÇLARA ETK S
Esra B LAL
Dan*+man
Prof. Dr. Mustafa EROL
zmir
2010
YÜKSEK Ö RET M KURULU DÖKÜMANTASYON MERKEZ TEZ VER FORMU
Tez No : Konu Kodu : Üniv. Kodu :
Tezin Yazar*n*n
Soyad* : B LAL Ad* :Esra
Tezin Türkçe Ad*: Elektrik Konusunun Modelleme Yoluyla Ö&retiminin
Kavramsal Anlama, Akademik Ba(ar) ve Epistemolojik nançlara Etkisi
Tezin Yabanc* Dildeki Ad*: Effects of Electricity Instruction By Modeling On
Conceptual Understanding, Academic Achievement and Epistemological Beliefs
Tezin Yap*ld*;*
Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi Enstitü: E&itim Bilimleri Enstitüsü Y*l: 2010 Tezin türü: 1- Yüksek Lisans Dili: Türkçe
2- Doktora (X) Sayfa say*s*: 233 3- Sanatta Yeterlilik Referans say*s*: 209 Tez Dan*+man*n*n
Ünvan*: Prof. Dr. Ad*: Mustafa Soyad*: EROL
Türkçe Anahtar Kelimeler: ngilizce Anahtar Kelimeler: 1- Fizik E&itimi 1- Physics Education
2- Elektrik 2- Electricity
3- Modellemeye Yoluyla Ö&retim 3- Modeling Based Instruction 4- Akademik Ba(ar) 4- Academic Achievement 5- Kavramsal Anlama 5- Conceptual Understanding 6- Epistemolojik nançlar 6- Epistemological Beliefs
TE EKKÜR
Uzun ve zorlu tez çal)(mam boyunca akademik bilgi birikimini ve deneyimlerini benimle payla(an ve tüm süreç boyunca beni cesaretlendirip, manevi deste&ini hiç esirgemeyen tez dan)(man)m Say)n Prof. Dr. Mustafa EROL’a sonsuz te(ekkürlerimi sunar)m.
Tez çal)(mam boyunca yapt)klar) ele(tirileriler ve yol gösterici tutumlar) ile bana yard)mc) olan tez izleme jürisi üyelerim Say)n Prof. Dr. Nevzat KAVCAR ve Say)n Prof. Dr. Ömer ERG N’e çok te(ekkür ederim.
Kat)l)mlar) ve çal)(maya kar() tak)nd)klar) olumlu tutum için tez uygulama çal)(mas)n) birlikte yapt)&)m lkö&retim Bölümü, lkö&retim Matematik Ö&retmenli&i kinci Ö&retim 2B S)n)f) ö&rencilerinin tümüne tek tek te(ekkürler…
Tez sürecimi Yurt çi Doktora Burs Program) ile maddi olarak destekleyen TÜB TAK’na te(ekkür ederim.
Son olarak, tüm ömrüm ve tez çal)(mam süresince desteklerini hiç esirgemeyen ve bu güne gelene kadar her zaman yan)mda olan annem Münire B LAL ve babam Mehmet Ali B LAL ba(ta olmak üzere tüm aileme sonsuz te(ekkür ederim.
Ç NDEK LER Sayfa Numaras) TEFEKKÜR... i Ç NDEK LER... ii TABLO L STES ... vi FEK L L STES ……… ix ÖZET... x ABSTRACT... xi 1. G R ... 1 1.1. Problem Durumu... 1
1.1.1. Mevcut Durum, Geleneksel Fizik Ö&retimi ………... 1
1.1.2. Yap)land)rmac) Ö&renme Kuram) ve Ö&retime Uygulanmas)…………... 4
1.1.3. Ö&renme çeri&i Olarak Elektrik………. 8
1.1.4. Akademik Ba(ar) ve Kavramsal Anlama……… 11
1.1.5. Epistemolojik nançlar……… 17
1.1.6. Modelleme Yoluyla Ö&retim……….. 20
1.2. Amaç ve Önem……….. 30 1.3. Problem Cümlesi……… 31 1.4. Alt Problemler……… 31 1.5. Say)lt)lar………. 33 1.6. S)n)rl)l)klar………. 33 1.7. Tan)mlar………. 33 1.8. K)saltmalar………. 34
2. LG L YAYIN VE ARA TIRMALAR……….. 36
2.1. Elektrik Konusunda Kavramsal Anlama/Ö&renme Üzerine Yap)lan Çal)(malar………. 37
2.1.1. Kavram Yan)lg)lar)………. 37
2.1.2. Kavramsal De&i(im………. 44
2.3. Epistemolojik nançlar Üzerine Yap)lan Ara(t)rmalar………... 2.3.1. Epistemolojik nançlar)n Dayand)&) Temeller………
54 54
2.3.2. Epistemolojik nançlar)n Belirlenmesi……… 56
2.3.3. Epistemolojik nançlar)n Di&er De&i(kenler le li(kisi………. 61
2.3.4. Ö&retim Yöntemlerinin Epistemolojik nançlar Üzerine Etkisi…………. 67
3. YÖNTEM………. 70
3.1. Ara(t)rma Modeli………... 70
3.2. Denekler………. 70
3.3. Veri Toplama Araçlar)………... 71
3.3.1. Elektrik Ba(ar) Testi (EBT)……… 71
3.3.2. Elektrik Kavram Testi (EKT)………. 74
3.3.3. Elektrik Yaz)l) S)nav) (EYS)……….. 78
3.3.4. Bilimsel Bilginin Do&as)na Yönelik (Epistemolojik) nançlar Ölçe&i (BBDY Ö)……… 79
3.3.5. Yar) Yap)land)r)lm)( Görü(me Sorular) (YYGS)………... 83
3.4. Deney Deseni………. 83
3.5. (lem Yolu……….. 84
3.5.1. Deney Grubundaki Deneysel Süreç………...……….. 85
3.5.2. Kontrol Grubundaki Deneysel Süreç………...………… 89
3.6. Veri Çözümleme Teknikleri………...……… 90
4. BULGULAR ve YORUMLAR……….……… 91
4.1. Modelleme Yoluyla Ö&retimin Elektrik Konusunda Akademik Ba(ar)ya Etkisi………. 91
4.1.1. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar) ö&rencilerinin uygulama öncesi akademik ba(ar)lar)n)n kar()la(t)r)lmas)…..….. 92
4.1.2. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar) ö&rencilerinin uygulama öncesi ve sonras) akademik ba(ar)lar)ndaki de&i(im.... 93
4.1.3. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar) ö&rencilerinin uygulama sonras) akademik ba(ar)lar)n)n kar()la(t)r)lmas)…..…. 96 4.2. Modelleme Yoluyla Ö&retimin Elektrik Konusunda Kavramsal Anlamaya
Etkisi………..………… 97 4.2.1. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar)
ö&rencilerinin, uygulama öncesi kavramsal anlamalar)n)n kar()la(t)r)lmas) .….. 98 4.2.2. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar)
ö&rencilerinin uygulama öncesi ve sonras) kavramsal anlamalar)ndaki de&i(im. 98 4.2.3. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar)
ö&rencilerinin, uygulama sonras) kavramsal anlamalar)n)n kar()la(t)r)lmas) ..… 100 4.2.4. Elektrik Kavram Testinin Nitel Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular….. 100 4.2.4.1. Soru 1 ve Soru 2 nin Nitel Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular…...… 101 4.2.4.2. Soru 3, Soru 4 ve Soru 5’in Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular…... 4.2.4.3. Soru 6, Soru 7 ve Soru 8 in Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular……..
106 113 4.2.4.4. Soru 9, Soru 10 ve Soru 11 in Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular….. 120 4.2.4.5. Soru 12 nin Nitel Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular………. 125 4.2.4.6. Soru 13, Soru 14 ve Soru 15 in Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular… 127 4.2.4.7. Soru 16, Soru 17 ve Soru 18 in Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular… 135 4.2.4.8. Soru 19, Soru 20 ve Soru 21 in Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular… 141 4.2.4.9. Soru 22, Soru 23 ve Soru 24 ün Analizi Sonucu Elde Edilen Bulgular... 147 4.2.5. Yar) Yap)land)r)lm)( Görü(melerin Analizi Sonucu Elde Edilen
Bulgular………. 151 4.3. Modelleme Yoluyla Ö&retimin Bilimsel Bilginin Do&as)na Yönelik
Epistemolojik nançlara Etkisi……….. 155 4.3.1. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar)
ö&rencilerinin uygulama öncesi bilimsel bilginin do&as)na yönelik inançlar)n)n
kar()la(t)r)lmas)………. 155
4.3.2. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar)
ö&rencilerinin uygulama sonras) ve öncesi bilimsel bilginin do&as)na yönelik inançlar)ndaki de&i(im……….. 4.3.3. Modelleme yoluyla ö&retim ve geleneksel ö&retim gruplar)
ö&rencilerinin uygulama sonras) bilimsel bilginin do&as)na yönelik
inançlar)n)n kar()la(t)r)lmas)……….
156
157 4.4. Akademik Ba(ar), Kavramsal Anlama ve Bilimsel Bilginin Do&as)na
4.4.1. Deney grubu ö&rencilerinin elektrik konular)ndaki akademik ba(ar)lar), kavramsal anlamalar) ve bilimsel bilginin do&as)na yönelik inançlar) aras)ndaki
ili(ki………... 158
4.4.2. Kontrol grubu ö&rencilerinin elektrik konular)ndaki akademik ba(ar)lar), kavramsal anlamalar) ve bilimsel bilginin do&as)na yönelik inançlar) aras)ndaki ili(ki………... 160
5. SONUÇ TARTI MA VE ÖNER LER……… 163
5.1. Sonuç ve Tart)(ma……….. 163 5.2. Öneriler……….. 169 KAYNAKÇA………...………… 171 EKLER………...………….. 189 EK 1. UYGULAMA Z N BELGES ……….………. 190 EK 2. KATILIMCI Z N BELGES ………. 191
EK 3. VER TOPLAMA ARAÇLARININ GEL FT R LMES Ç N ALINMIF Z N BELGES ……… 192
EK 4.ÜN TELER BAZINDA ÖMRENC KAZANIMLARI………... 193
EK 5. ELEKTR K BAFARI TEST ………. 203
EK 6. ELEKTR K KAVRAM TEST ……….. 208
EK 7. ELEKTR K YAZILI SINAVI……… 217
EK 8. B L MSEL B LG N N DOMASINA YÖNEL K NANÇLAR ÖLÇEM ………...…………. 219
EK 9. YARI YAPILANDIRILMIF GÖRÜFME SORULARI………. 220
EK10. MODELLEME DENEYLER ………..………. 224
TABLO L STES
Sayfa
Tablo 1.1. Geleneksel ve Yap)land)rmac) S)n)flar)n Kar()la(t)r)lmas)…... 6
Tablo 2.1. Bilme ve Ö&renme Teorilerine Ait Veri Toplama Araçlar) ve Özellikleri……….. 55
Tablo 3.1. EBT Maddelerinin Do&ruluk Oranlar) ve Ay)rtedicilik ndisleri……….. 72
Tablo 3.2. EBT Sorular)n)n Üniteler Baz)nda Da&)l)m).……… 73
Tablo 3.3. EKT Sorular)na Ait Do&ruluk Oranlar) ve Ay)rtedicilik ndisleri………... 75
Tablo 3.4. EKT Sorular)n)n Üniteler Baz)nda Da&)l)m).……… 76
Tablo 3.5. EKT Yaz)l) Aç)klama Bölümüne Ait Kavramsal Anlama Kategorileri……… 77
Tablo 3.6. EYS Sorular)n)n Üniteler Baz)nda Da&)l)m)………. 78
Tablo 3.7. BBDY Ö Alt Boyutlar)……….. 81
Tablo 3.8. BBDY Ö Güvenirlik Çal)(mas) Sonuçlar)………. 82
Tablo 3.9. Deney Deseni……….. 84
Tablo 4.1. EBT ve EYS Ön Ölçüm Puanlar)n)n Gruba Göre U –Testi Sonuçlar)……… 93
Tablo 4.2. EBT Son-Ön Ölçüm Puanlar)n)n Wilcoxon (aretli S)ralar Testi Sonuçlar)………... 94
Tablo 4.3. EYS Son-Ön Ölçüm Puanlar)n)n Wilcoxon (aretli S)ralar Testi Sonuçlar)………... 95
Tablo 4.4. EBT Son Ölçüm Puanlar)n)n Gruba Göre U –Testi Sonuçlar)... 96
Tablo 4.5 EKT Ön Ölçüm Puanlar)n)n Gruba Göre U –Testi Sonuçlar)… 98 Tablo 4.6. EKT Ön-Son Ölçüm Puanlar)n)n Wilcoxon (aretli S)ralar Testi Sonuçlar)……… 99
Tablo 4.7. EKT Son Ölçüm Puanlar)n)n Gruba Göre U –Testi Sonuçlar)... 100
Tablo 4.8. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 1 ve Soru 2 ye Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m)………. 102
Tablo 4.10. EKT Soru 2 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……..… 104 Tablo 4.11. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 3 ve Soru 4 ye
Soru 5 e Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m)...… 107 Tablo 4.12. EKT Soru 3 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……..… 108 Tablo 4.13.EKT Soru 4 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……...… 110 Tablo 4.14. EKT Soru 5 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……….. 112 Tablo 4.15. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 6 ve Soru 7 ye
Soru 8 e Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m)…... 114 Tablo 4.16. EKT Soru 6 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)…..…… 115 Tablo 4.17. EKT Soru 7 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……….. 117 Tablo 4.18. EKT Soru 8 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……….. 118 Tablo 4.19. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 9 ve Soru 10 ye
Soru 11 e Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m)…. 121 Tablo 4.20. EKT Soru 9 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)…..…… 122 Tablo 4.21. EKT Soru 10 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 123 Tablo 4.22. EKT Soru 11 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 124 Tablo 4.23. EKT Soru 12 çin Ö&renci Çizimlerinin Gruplar)………….… 125 Tablo 4.24. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 13 ve Soru 14
ye Soru 15 e Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m) 128 Tablo 4.25. EKT Soru 13 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 129 Tablo 4.26. EKT Soru 14 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 131 Tablo 4.27. EKT Soru 15 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 133 Tablo 4.28. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 16, Soru 17 ve
Soru 18 e Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m).… 135 Tablo 4.29. EKT Soru 16 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 136 Tablo 4.30. EKT Soru 17 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 138 Tablo 4.31. EKT Soru 18 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 139 Tablo 4.32. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 19, Soru 20 ve
Soru 21 e Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m).… 142 Tablo 4.33. EKT Soru 19 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 143 Tablo 4.34. EKT Soru 20 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 144 Tablo 4.35. EKT Soru 21 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 145
Tablo 4.36. Deney ve Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Soru 22, Soru 23 ve
Soru 24 e Verdikleri Yan)tlar)n Kategorilere Göre Da&)l)m)…. 147 Tablo 4.37. EKT Soru 22 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 148 Tablo 4.38. EKT Soru 23 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 149 Tablo 4.39. EKT Soru 24 çin Ö&rencilerin Kavramsal Anlamalar)……… 150 Tablo 4.40. Yar) Yap)land)r)lm)( Görü(meler çin Ö&rencilerin EKT ve
EBT Test Puanlar)……….. 151
Tablo 4.41. Yar) Yap)land)r)lm)( Görü(melerde Elde Edilen Anlama
Zorluklar) ve Kavram Yan)lg)lar)………...………… 152 Tablo 4.42. BBDY Ö Ön Ölçüm Puanlar)n)n Gruba Göre U –Testi
Sonuçlar)………. 156
Tablo 4.43. BBDY Ö Son-Ön Ölçüm Puanlar)n)n Wilcoxon (aretli
S)ralar Testi Sonuçlar)……… 156
Tablo 4.44. BBDY Ö Son Ölçüm Puanlar)n)n Gruba Göre U –Testi
Sonuçlar)………. 157
Tablo 4.45. Deney Ö&rencilerinin Elektrik Konusundaki Akademik Ba(ar)lar), Kavramsal Anlamalar) ve Bilimsel Bilginin
Do&as)na Yönelik nançlar) Aras)ndaki li(ki……… 159 Tablo 4.46. Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Elektrik Konusundaki
Akademik Ba(ar)lar), Kavramsal Anlamalar) ve Bilimsel
EK L L STES
Sayfa
Fekil 1.1. Halloun’un (2004) Modelleme Yoluyla Ö&renme Döngüsü…….. 24 Fekil 1.2. Hestenes’in (2002) Modelleme Yoluyla Ö&retim Döngüsü……... 27
Fekil 3.1. EKT Örnek Maddesi………. 74
Fekil 3.2. BBDY Ö Özde&er-Faktör Say)s) De&i(imi Grafi&i……….. 81 Fekil 3.3. Grup Çal)(mas)yla Modelleme Deneyi Yapan Ö&renciler……… 87 Fekil 4.1. Deney ve Kontrol Gruplar)n)n EBT ve EYS Ön ve Son Ölçüm
Ortalamalar) Grafi&i……….. 92 Fekil 4.2. Deney ve Kontrol Gruplar)n)n EKT Ön ve Son Ölçüm
Ortalamalar) Grafi&i……….. 97 Fekil 4.3. Deney ve Kontrol Gruplar)n)n BBDY Ö Ön ve Son Ölçüm
Ortalamalar) Grafi&i……….. 155 Fekil 4.4. Deney Grubu Ö&rencilerinin Akademik Ba(ar), Kavramsal
Anlama ve Bilimsel Bilginin Do&as)na Yönelik nançlar)n)n
De&i(im Grafikleri………. 158 Fekil 4.5. Kontrol Grubu Ö&rencilerinin Akademik Ba(ar), Kavramsal
Anlama ve Bilimsel Bilginin Do&as)na Yönelik nançlar)n)n
ÖZET
Bu çal)(mada lisans düzeyindeki elektrik konular)n)n modelleme yoluyla ö&retiminin, ö&rencilerin elektrik konusundaki akademik ba(ar)lar), kavramsal anlamalar) ve bilimsel bilginin do&as)na yönelik inançlar) üzerindeki etkileri ve akademik ba(ar)lar), kavramsal anlamalar) ve epistemolojik inançlar) aras)ndaki ili(kinin ortaya ç)kar)lmas) amaçlanm)(t)r.
Ara(t)rmada yar) deneme modellerinden biri olan e(itlenmemi( kontrol gruplu öntest-sontest ara(t)rma modeli kullan)lm)( ve ara(t)rma 2007-2008 e&itim ö&retim y)l)nda Genel Fizik II dersi alan üniversite ikinci s)n)f ö&rencilerinin olu(turdu&u (n=41) iki grup üzerinde yürütülmü(tür. Deney grubunda modelleme yoluyla ö&retim yap)l)rken, kontrol grubunda geleneksel ö&retim yap)lm)(t)r.
Ara(t)rma verileri Elektrik Ba(ar) Testi, Elektrik Yaz)l) S)nav), Elektrik Kavram Testi, Yar)–Yap)land)r)lm)( Görü(me Sorular) ve Bilimsel Bilginin Do&as)na Yönelik nançlar Ölçe&i ile toplanm)(t)r. Ara(t)rma verilerinin analizinde parametrik olmayan test teknikleri kullan)lm)(t)r.
Ara(t)rma bulgular)na göre, modelleme yoluyla fizik ö&retiminin elektrik konular)ndaki akademik ba(ar) ve kavramsal anlama üzerinde olumlu etkilerinin oldu&u görülmü(tür. Ayr)ca, deney grubu ö&rencilerinin akademik ba(ar)lar), kavramsal anlamalar) ve epistemolojik inançlar) aras)nda anlaml) ili(kiler oldu&u belirlenmi(tir. Ara(t)rma sonuçlar) )()&)nda geli(tirilen öneriler sunularak çal)(ma tamamlanm)(t)r.
ABSTRACT
In this research, it was aimed to determine effects of modeling based electricity instruction on the students’ academic achievement, conceptual understanding and beliefs about the nature of scientific knowledge and also the correlation among the students’ achievement, conceptual understanding on electricity subjects and beliefs about the nature of scientific knowledge .
In the research, pre-test and post-test research model with unbalanced control group, which is one of the semi-experimental models, was used and the research was carried out on two groups consisting of second grade students (n=41) at graduate level who took General Physics II course at 2007-2008 academic year. Modeling based electricity instruction was carried out in the experimental group and traditional physics instruction was carried out in the control group.
The research data was collected by means of Electricity Success Test, Electricity Essay, Electricity Concept Test, Semi-Structured Interview Questions and Beliefs on the Nature of Scientific Knowledge Scale. Non-parametric test techniques were used in order to analyze the research data.
According to the findings of the research, it was seen that modeling based instruction had positive effects on students’ academic achievement and conceptual understanding of electricity subjects. Moreover, it was determined meaningful correlations between the experimental group students’ academic achievement, conceptual understanding and beliefs on the nature of scientific knowledge. Some suggestions were forwarded under the light of results.
BÖLÜM I
G R
Tezin bu bölümünde, ara(t)rmay) ortaya ç)karan problem durumu, ara(t)rman)n amac) ve önemi, problem cümlesi ve alt problemleri, say)lt)lar) ve s)n)rl)l)klar), ara(t)rmada kullan)lm)( baz) terimler ve durumlara ait tan)mlar ve k)saltmalar bulunmaktad)r.
1.1. Problem Durumu
Ara(t)rman)n problem durumunda öncelikle üniversite seviyesinde kullan)lan mevcut ö&retim (ekli, geleneksel fizik ö&retimi, art)lar) ve eksileriyle irdelendikten sonra, yap)land)rmac) ö&renme kuram) ve tezde neden modelleme yoluyla ö&retim kullan)ld)&) aç)klanmaktad)r. Ayr)ca ö&renme içeri&i olarak seçilen elektrik konular)n)n neleri kapsad)&) belirlendikten sonra bu konulardaki kavramsal anlama ve akademik ba(ar)ya ait durum ele al)nmakta ve son olarak epistemolojik inançlar ile ara(t)rma problemi aras)ndaki ba& kurulmaktad)r.
1.1.1. Mevcut Durum, Geleneksel Fizik Ö;retimi
Okullar)m)zda süregelen ö&retmen merkezli geleneksel ö&retim uygulamalar), büyük ölçüde davran)(ç) ö&renme kuram)na dayal)d)r ve bu anlay)(ta, bilgi nesnel gerçekli&e dayal) ve mutlak bir bütün olarak görülür (Deryakulu, 2001). Davran)(ç) ö&renme kuramlar) ö&renme-ö&retme sürecini uzun y)llard)r etkilemi(tir ve bu kurama dayal) ö&retimde nesnel, objektif ve kesin olan bilginin ö&rencilere bir
otorite taraf)ndan aktar)labilece&i dü(ünülmektedir (Erdamar ve Demirel, 2008). Davran)(ç) ö&retim uygulamalar)nda, ö&rencilerin ö&renirken hangi etkinliklerde bulunacaklar) da önceden onlar ad)na ö&retmen ya da uzmanlar taraf)ndan kararla(t)r)l)r ve uygulan)r (Fim(ek ve Deryakulu. 1994). Ö&retmen ö&rencilere sormadan her (eyi planlad)&) için ö&rencinin sorumlulu&u çok azd)r. Ö&retmen ö&rencilerin ö&renmesini sa&lamakla yükümlüdür. Bu nedenle ö&renmedeki ba(ar)s)zl)k ya ö&retmenin suçu ya da ö&rencinin ö&renme yetene&inin olmay)() (eklinde yorumlan)r (Atasoy, 2004:123).
Davran)(ç) kurama dayal) ö&retimde izlenen yol genellikle ö&rencilerin özelliklerinin belirlenmesi gereksinimlerin saptanmas) davran)(ç) amaçlar)n yaz)lmas) ö&renme içeri&inin sunulmas) de&erlendirmenin yap)lmas) ve peki(tireç verilmesi (eklindedir (Cooper, 1993). Ö&renme sürecinde ö&rencinin zihinsel etkinliklerini d)(layan bu yöntem, temel ilgisini istenilen davran)(lar)n ö&rencide olu(mas)n) sa&layacak d)( çevrenin (ö&retim ortamlar), materyalleri ve stratejileri) düzenlenmesi üzerinde yo&unla(t)rm)(t)r (Deryakulu, 2001; Fahinel, 2002). Geleneksel ö&retim ortamlar)nda yürütülen etkinliklerde, didaktik anlat)mla, kitapla, tebe(irle ve çal)(ma yapraklar)yla mutlak bilginin ve ö&renmenin delilleri do&rulanmakta, gerçekler ö&retilmekte ve ö&renilmektedir (Keser ve Akdeniz, 2002). Mevcut ö&retim kullan)lan ders kitaplar)nda konu bilginin yap)land)r)lmas) (eklinde de&il bilginin aktar)lmas) anlay)()na ba&l) olarak düzenlenmi(tir ve ö&retmen kitaplarda olan bu tarz bilgileri tekrar ederek aktarmaktad)r (Atasoy, 2004:123) ve ö&rencilerden bu bilgiyi sorgulamaks)z)n kabullenmeleri beklemektedir. Geleneksel s)n)flardaki ö&renciler kendi ö&renmelerinin sorumlulu&unu ta()yamayacak kadar edilgen tutulmaktad)rlar ve bu tutumun ö&rencinin özgüvenini, güdüsünü ve yarat)c)l)&)n) yok etti&i dü(ünülmektedir (Aç)kgöz, 2003:33).
Geleneksel ö&retimin ö&rencilere uzman problem çözme yollar)n) ö&retmekte yetersiz oldu&u da aç)kt)r. Geleneksel fizik ö&retiminde s)kl)kla izlenen ö&retim yolu, ö&rencilere denklemler (eklinde olan fizik yasalar)n) vermek ve bu denklemler yard)m)yla nas)l problem çözece&ini ö&retmektir; ö&renciden beklenen ise problemde verilenleri uygun denklemlerle e(le(tirip gerekli cebirsel i(lemler
sonucunda bilinmeyeni bulmakt)r (White, 1993).
Geleneksel ö&retim yoluyla edinilen bilgi, ö&rencilerin varolan bilgileri ile genellikle tam olarak birle(tirilemez ve bu nedenle yeni bilgi ö&renciler taraf)ndan yaln)zca s)kl)kla s)navlar gibi okul etkinliklerinde kullan)lmak üzere üretilir ve di&er zamanlarda kullan)lmaz ya da kullan)labilece&i fark edilmez. Bu nedenle ö&renciler bilgiyi pasif (ekilde toplay)c) rolündedirler. Oysa fizik dersine yeni ba(layan bir ö&renci, derse fiziksel olgular hakk)nda ki(isel deneyimlerinden derledi&i bir inanç ve sezgi sistemine sahip olarak gelir (Halloun ve Hestenes, 1985). Ö&rencinin fizik dersinde ö&rendi&i bilgilerini önceden edinmi( oldu&u deneyimlerini yorumlamakta kullan)r ve geleneksel ö&retimin önemsemedi&i bu ön deneyimler ö&rencilerin derslerde ne ö&rendi&ini belirlemede önemli birer faktördür (Halloun ve Hestenes, 1985).
Ö&renme üzerine yap)lan çal)(malar ço&u fizik ö&reticisinin geleneksel yolla ula(may) dü(ündü&ü hedefler ile ö&rencilerin kavramsal anlamalar) aras)nda fark oldu&unu ortaya ç)karm)(t)r (Duit ve Treagust, 1998:46-69; Heron ve Meltzer, 2005; Thorton, 1999). Geleneksel ö&retim yöntemleri ö&rencilerin fizi&i anlamas) konusunda yard)mc) olamamaktad)rlar (Hestenes, 2006; Maloney, O’Kuma, Hieggelke ve Van Heuvelen, 2001; Redish ve Steinberg, 1999; Wells, Hestenes ve Swackhamer, 1995) ve fizik e&itiminde o kadar etkisizdirler ki ö&renme sürecinin sonundaki kazanç hemen hemen ihmal edilebilirdir (Özel, 2004).
Özetle; geleneksel anlay)(ta e&itim, ö&retmen merkezlidir ve ö&retmen ö&renci-bilgi üçgeninde, ö&retmen bilgiyi aktaran, ö&renci ise bilgiyi alan durumundad)r bu nedenle ö&renci bilginin olu(mas)nda aktif de&il pasif bir rol üstlenir. Bu yolla ö&renilen bilgiler kal)c) de&ildir, s)navlar için ezberlenip daha sonra h)zla unutulur, bilgilerin ço&u ö&rencilerce eksik ya da yanl)( anla()l)r ve ö&renciler ö&rendikleri bilgi ve becerileri gelecek ya(amlar)nda etkin biçimde kullanamazlar.
teknolojideki h)zl) de&i(melerle karakterize edilmekte ve e&itim sistemimizdeki temel amac)n, ö&rencilere mevcut bilgileri aktarmaktan çok, bilgiyi elde etme becerilerinin kazand)r)lmas) olmas) gerekti&i vurgulanmaktad)r (Gömleksiz ve Bulut, 2006). Davran)(ç) ö&renme kuram) ve geleneksel ö&retim ile ilgili olarak ortaya koyulan tüm bu sorunlar e&itim bilimcileri daha verimli, etkili bir ö&retim uygulamas) geli(tirmeye yöneltmektedir. Bu nedenle ö&renmenin nas)l gerçekle(ti&ine odaklanan farkl) kuramlar geli(tirilmi(tir. Ö&rencilere yukar)da bahsedilen nitelikleri kazand)rabilece&ine inan)lan yap)land)rmac) ö&renme kuram) ve bu kuramdan ö&retimde nas)l faydalan)labilece&ine dair bilgi a(a&)da verilmektedir.
1.1.2. Yap*land*rmac* Ö;renme Kuram* ve Ö;retime Uygulanmas*
Ö&renenlerin bilgiyi nas)l ö&rendiklerine ili(kin bir kuram olarak geli(meye ba(layan yap)land)rmac)l)k zamanla ö&renenlerin bilgiyi nas)l yap)land)rd)klar)na ili(kin bir yakla()m halini alm)(t)r (Demirel 2004:233; Fa(an, 2002). Demirel’e (2004:233) göre yap)land)rmac)l)k, ö&retimle ilgili bir kuram de&il, bilgi ve ö&renme ile ilgili bir kuramd)r ve bu kuram bilgiyi temelden kurmaya dayan)r.
Yap)land)rmac)l)&)n temelinde, ö&rencilerin önceden edinmi( olduklar) bilgiler ve geçmi( deneyimlerinin ö&renmeyi kolayla(t)ran ve güçlendiren zengin bir kaynak oldu&u inanc) vard)r. Çünkü geleneksel ö&retimde görüldüklerinin aksine yap)land)rmac) ö&renme kuram)nda bireyler doldurulmay) bekleyen bo( variller de&ildir, tersine anlamlar) ara(t)ran etkin organizmalard)r (Jonassen, 1991). Bireylerin geçmi( ya(ant)lar) ayn) olmad)&) için bir kavramla ilgili (emalar) ve yeni bilgiyi yorumlamalar) da di&er bir birey ile ayn) olamaz. Bu dü(ünceye göre ö&renci yeni kazand)&) bilgileri daha önceden sahip oldu&u bilgilerle kar()la(t)rarak yorumlar ve anlaml) hale getirerek zihnine yerle(tirir bu nedenle ö&renci kendine sunulan bilgiyi aynen kabullenmek yerine, kendi zihin yap)s)na uygun olarak anlamland)r)r (Karamustafao&lu ve Yaman, 2006:66)
uyar)mlara anlam vermede önemli bir faktör olarak görülmektedir. Yap)land)rmac)l)&a göre bilgiyi yap)land)rma gereksinimi, bireyin çevresiyle etkile(imi s)ras)nda geçirdi&i ya(ant)lar)n getirdi&i s)k)nt)larla ba( edebilmek için bilgiyi yap)land)rmaya ve ya(ant)lar)ndan anlam ç)karmaya çal)()rken ortaya ç)kar ve bu süreç ya(am boyu sürer (Aç)kgöz, 2003:61). Her kazan)lan bilgi bir sonraki bilgiyi yap)land)rmaya zemin haz)rlarlar böylece yap)land)rmac) ö&renme var olanlarla yeni olan ö&renmeler aras)nda ba& kurma ve her yeni bilgiyi var olanlarla bütünle(tirme sürecidir (Fa(an, 2002)
Ayr)ca bu yakla()mda bilgi ya da anlam)n d)( dünyada bireyden ba&)ms)z olarak var olmayaca&) ve edilgen olarak d)(ar)dan bireyin zihnine aktar)lamayaca&), tersine etkin biçimde birey taraf)ndan zihinde yap)land)r)ld)&) görü(ü benimsenmi(tir (Duffy ve Jonassen, 1991; Erdamar ve Demirel, 2008; Hand ve Treagust, 1991; Olssen, 1996). Ö&renciler yeni kazand)&) bilgileri eski bilgileri ile kar()la(t)rarak zihninde yeniden yap)land)r)r ve böylece etraflar)ndaki dünyay) anlamland)r)rlar (Özmen, 2004). Bu nedenle, ö&rencilerin ön bilgileri ve varsa kavram yan)lg)lar) ortaya ç)kar)lmal) ve ö&retim bunlar)n dikkate al)nmas)yla planlanmal)d)r, çünkü ö&renci yeni bilgilerini bu eksik ya da hatal) bilgileri üzerine kuracakt)r. Farkl) ya(ant)lara sahip bireyler farkl) yap)lar üretirler. Görüldü&ü gibi, ö&renme sürecinde ö&rencilerin daha fazla sorumluluk almalar) ve aktif olmalar) gerekir.
Baz) e&itimciler yap)land)rmac) ö&renmeye Piaget'nin bili(sel geli(me a(amalar) yoluyla yakla()rken baz)lar) Dewey'in deneyselcili&i arac)l)&)yla yakla(maktad)r; di&erleriyse objektivizmin yani gelenekselcili&in kar()t) olarak kabul etmektedir. Bu kuramc)lar ö&renciyi do&as)nda etkinlik olan bir ki(i olarak görmü(lerdir. Ba(ka türlü ifade etmek gerekirse, ö&renci pasif olarak çevresinde olup bitene tepki veren biri de&il, dünyada etkin bir rol oynayan kendi kendini düzenleyen biri olarak kabul edilir. Detaylar tart)(maya aç)kt)r fakat ço&u otorite yap)land)rmac)l)&a göre ö&rencilerin bilgilerini olu(tururken deneyimlerine dayanan aktif kat)l)m)na ihtiyaç duyuldu&u konusunda hemfikirdir (Özerba(, 2007).
Bir ö&renme yakla()m) olarak yap)land)rmac)l)k; radikal yap)land)rmac)l)k ve sosyal yap)land)rmac)l)k olmak üzere iki alanda incelenmektedir (Aç)kgöz, 2003:63). Radikal yap)land)rmac)l)kta bilgiyi yap)land)rma bireysel bir etkinlik olarak görülürken sosyal yap)land)rmac)l)kta zihinsel süreçlerin özünde toplumsal süreçler oldu&una inan)l)r.
Yap)land)rmac) ö&renme kuram)n)n benimsendi&i s)n)flar ile geleneksel s)n)flar aras)ndaki farkl)l)klar Tablo 1.1 de verilmi(tir.
Tablo 1.1.
Geleneksel ve Yap*land*rmac* S*n*flar*n Kar+*la+t*r*lmas** Geleneksel S*n*f Yap*land*rmac* S*n*f
• Önceden haz)rlanm)( programlara s)k) s)k)ya ba&l)l)k söz konusudur. • Ö renciler bilgi ile doldurulabilecek
levhalar olarak ve bilginin pasif al)c)s) olarak görülürler
• Ö&retmenler bilgiyi aktaran kaynak olarak alg)lan)r.
• Ö&renciler ö&retim sürecinde genellikle bireysel olarak çal)()rlar. • Ö&renciler ö&retim sonunda ve
genellikle testler arac)l)&)yla de&erlendirilirler.
• Ö&rencilerin ihtiyaçlar)na göre program yönlendirilebilir.
• Ö&renciler kendi ö&renmelerinden sorumlu olan, edindikleri bilgilere anlam veren bireylerdir.
• Ö&retmenler ö&renciyle etkile(ime giren ö&renme çevresini düzenleyen yol göstericilerdir.
• Ö&renciler grup içerisinde
di&erleriyle etkile(im halindedirler. • Ö&renciler ö&retim süresince
de&erlendirilirler.
*Saban (2002) Ö renme-Ö retme Süreci ve Demirel (2004) E itimde Program Geli#tirme adl$ kitaplardan uyarlanm$#t$r.
Yap)land)rmac)l)kta ö&renme sürecinin temel ilkeleri (öyle s)ralanabilir (Saban, 2002:171).
sürecidir.
• Ö&renme özneldir.
• Ö&renme durumsal olup çevresel olanaklara göre biçimlenir. • Ö&renme sosyaldir.
• Ö&renme duygusald)r.
• Ö&renenin nas)l ö&rendi&i dikkate al)n)r. • Ö&renme geli(imseldir.
• Ö&renme ö&renci merkezlidir. • Ö&renme süreklidir.
Yap)land)rmac) ö&renme kuram)n)n okul ortam)nda uygulamalar) farkl) (ekillerde yap)lmaktad)r. Bulunla birlikte bu kuram)n ö&retime uyarland)&) dört a(amal) en temel model (4E modeli) (u (ekildedir (Ayas, 1995):
Birinci A ama: Bu a(amada ö&rencilerin dikkatleri ö&renilecek kavram
üzerine çekilir ve onlar)n kavrama yönelik ya(ant)lar), e&er varsa yanl)( ö&renmeleri belirlenmeye çal)()l)r ve bu yolla ö&rencilerin kavramla ilgili ön ö&renmeleri yani haz)r bulunu(luk düzeyleri belirlenir. Bunun için genelde s)n)f içi tart)(malardan ve uygulanacak yaz)l) test sonuçlar)ndan yararlan)l)r. Ö&retim etkinlikleri elde edilen verilere göre düzenlenir.
kinci A ama: Bu a(amada ö&rencilerin, ö&renilecek kavramla ilgili zengin
ö&renme ya(ant)lar) geçirmeleri için çaba gösterilir. Bu nedenle bu a(amaya
odaklama a amas da denilir. Bu amaçla ö&retmen, ö&rencilere ilginç gelebilecek
araç-gereçleri kullanman)n yan) s)ra, onlar) ö&renme sürecinde aktif k)lacak ö&retim yöntemlerinden (grup çal)(mas), beyin f)rt)nas), s)n)f tart)(mas), yeni araç-gereçlerle deneyim kazanma vb.) yararlanmaya çal)()r ve ö&rencileri kavramlarla ilgili dü(ünmeye ve yorum yapmaya yöneltir.
Üçüncü A ama: Bu a(ama, ö&rencinin kavramla ilgili yeni ö&rendiklerini ön ö&renmeleriyle kar()la(t)rd)&) ve sorgulad)&) a(amad)r, mücadele a amas olarak da adland)r)l)r. E&er ö&rencinin kavramla ilgili yeni ö&rendi&i bilgiler, önceki
ö&rendikleriyle çeli(miyor ve zihninde belli bir s)n)fa yerle(iyorsa bu bilgiler belle&e kaydedilir. Yeni ö&renilenlerin önceki ö&renilenlerle çat)(mas) durumunda ise ö&renci zihninde kavramla ilgili birtak)m yeni düzenlemeler yapar. Bunun için ö&renciye ö&renilecek kavramla ilgili de&i(ik birçok örnek sunulur. Yap)lacak aç)klamalar)n ö&rencilerin anlayabilece&i düzeyde olmas)na özen gösterilir.
Dördüncü A ama: Bu a(ama, ö&rencilerin kavramla ilgili yeni
ö&rendiklerini ba(ka durumlara uygulad)klar) a(amad)r bu yüzden uygulama
a amas da denilir. Bunun için ö&renme-ö&retme sürecinde ö&rencilerin ö&renilen
kavramla ilgili de&i(ik uygulamalar yapmalar)na olanak sa&layacak problem çözme, kompozisyon yazma gibi etkinliklere yer verilir.
Bu dört a(amal) modelin d)()nda en bilinen uygulamalardan biri girme (enter), ke(fetme (explore), aç)klama (explain), derinle(me (eleborate), de&erlendirme (evaluate) a(amalar)n) içeren 5E modeli ve te(vik etme (excite), ke(fetme (explore), aç)klama (explain), geni(letme (expand), kapsam)na alma (extend), de&i(tirme (exchange), inceleme/s)nama examine) a(amalar)n) içeren 7E modelidir (Çepni, Fan, Gökdere ve Küçük, 2001).
Yap)land)rmac) ö&renme kuram) ve kuram)n ö&retime uygulanmas) hakk)nda verilen bilgiler göz önüne al)nd)&)nda geleneksel ö&retimin yukar)da aç)klanan yetersizliklerini gidermede etkili olaca&) dü(ünülmektedir. Ayr)ca ara(t)rmada kullan)lan modelleme yoluyla ö&retim ö&rencilerin ö&renme sürecinde aktif rol oynad)klar), mevcut bilgilerinden yola ç)karak kendi bilgilerini yap)land)rd)klar) bir süreci içermektedir ve bu aç)dan yap)land)rmac) ö&renme kuram)n)n temelleri ile s)k) ba&lara sahiptir.
1.1.3. Ö;renme çeri;i Olarak Elektrik
Mevcut ö&retim sistemimizde elektrik konular)n)n ö&retimi ilkö&retim seviyesinde ba(lamakta ve Ya(am)m)zdaki Elektrik Ünitesi içeri&i olarak i(lenmektedir. lkö&retim düzeyinde ö&retilen elektrik konular)nda ö&rencinin genel
olarak:
• Çevresindeki elektrikli araçlar) tan)mas),
• Araçlar) kullan)rken nelere dikkat etmesi gerekti&ini bilmesi, • Basit elektrik devrelerini kurabilmesi,
• Devre elemanlar)n)n i(levlerini aç)klayabilmesi,
• Elektrik enerjisi iletiminin hangi maddelerle sa&lanaca&)n) bilmesi, • Elektriklenme türlerini bilmesi,
• Elektrik ak)m) ve gerilim kavramlar)n) anlamas) ve ak)m ve gerilimi ölçebilmesi,
• Direnç-ak)m-gerilim aras)ndaki ili(kiyi kurabilmesi,
• Ampulleri ve pilleri seri ve paralel ba&layabilmesi ve günlük hayatta bu bilgilerini kullanabilmesi amaçlanmaktad)r (Ba& ve U(ak, 2005)
Ortaö&retim seviyesine gelindi&inde elektrik konular)n)n ö&retimi Fen Bilimleri 2 Dersinde Madde ve Elektrik Ünitesinde i(lenmektedir. Bu ünite kapsam)ndaki konular oldukça kapsaml)d)r ve ünitenin amaçlar) MEB Talim ve Terbiye Kurulu Ba(kanl)&) taraf)ndan (URL1) a(a&)daki gibi belirlenmi(tir:
• Elektriklenmeyi ve elektrik yükünü kavrayabilme • Yüklü iki cisim aras)ndaki etkile(meyi kavrayabilme • Elektrik yükünü ve ak)m) ölçebilme
• Maddelerin elektrik iletmelerinin atomik yap)lar)ndan kaynakland)&)n) kavrayabilme
• Elektrik ak)m) kaynaklar) görme ve bunlar)n nas)l çal)(t)&)n) kavrayabilme
• Alternatif ak)m kaynaklar)n) görme ve bunlar)n nas)l çal)(t)&)n) kavrayabilme
• Basit elektrik devrelerini görme, devre elemanlar)n) tan)ma, seri ve paralel ba&lant)lar) inceleme ve devrelerin emniyetinin nas)l sa&land)&)n) anlama
12. s)n)fa gelindi&inde Elektrik ve Elektronik Ünitesinde elektrik konular)n)n tekrar ele al)nd)&) görülmektedir. Bu ünitenin amaçlar) MEB Talim ve
Terbiye Kurulu Ba(kanl)&) taraf)ndan (URL1) a(a&)daki gibi belirlenmi(tir:
• De&i(ken ak)m ve do&ru ak)m aras)ndaki farklar) ay)rt edebilme
• De&i(ken ak)m)n frekans etkin de&er ve maksimum gerilim de&erlerini ifade edebilme
• Elektrik enerjisinin s)&açlarda nas)l depoland)&)n) aç)klama • Yüklenmi( bir s)&açta yük gerilim aras)ndaki ili(kiyi ke(fetme
• Bir s)&ac)n s)&as)n)n geometrik özelliklerine ba&l) oldu&unu aç)klayabilme
• De&i(ken ve do&ru ak)m devrelerinde s)&ac)n davran)()n) aç)klayabilme • E(de&er s)&ay) hesaplayabilme
• De&i(ken ve do&ru ak)m devrelerinde bobinin davran)()n) aç)klayabilme • Elektrik enerjisinin santrallerden evlere iletimini aç)klayabilme
• Bir transformatörün ç)k)( gerilimi ile ak)m de&eri aras)ndaki ili(kiyi deneyerek bulabilme
• Elektronik devrelerinde kullan)lan diyot, transistor, LED, fotodiyot, fotodirenç gibi devre elemanlar)n)n rolünü kavrayabilme
• Basit elektronik devrelerini kurabilme
Görüldü&ü gibi elektrik konular)n)n ö&retimi küçük ya(larda ba(lamakta ve lisans seviyesine gelene kadar konu içeri&i artarak ve yo&unla(arak devam etmektedir. Ayr)ca elektrik konular)n)n uygulamalar) günlük ya(ant)m)zda s)kl)kla kar()m)za ç)kmaktad)r. Buna ra&men üniversiteye gelen pek çok ö&rencinin elektrik konular)nda anlama zorluklar)na ve kavram yan)lg)lar)na sahip oldu&u hatta üniversite ö&retimi sonunda bile bu s)k)nt)lar)n sürebildi&ini gösteren pek çok ara(t)rma vard)r (Çepni ve Kele(, 2006; Dupin ve Johsua, 1987; Engelhart ve Beichner, 2004; Fruio ve Guisasola 1998; Maloney, O’Kuma, Hieggelke ve Heuvelen, 2001; Sencar ve Ery)lmaz, 2002; Thacker, Ganiel ve Boys, 1999; Y)ld)r)m, Yalç)n, Fensoy ve Akçay, 2008). Bu ara(t)rmalar)n sonuçlar) Bölüm II de ayr)nt)l) olarak ele al)nm)(t)r.
seçilmi(tir. Elektrik konular) günlük ya(amla, teknolojik geli(melerle ve üniversite Temel Fizik Dersi içeri&indeki di&er pek çok konu ile ili(kilidir. Bu nedenle bu konular)n ö&rencilerce ö&renilmesi önemlidir. Ayr)ca elektrik konular)ndan seçilmesinin bir di&er nedeni bu konular)n modelleme yoluyla ö&retim uygulamalar) için uygunlu&u ve daha önce modelleme yoluyla ö&retim konusunda yap)lm)( çal)(malar)n genellikle kuvvet ve hareket konular) üzerine odaklanmas)na bir alternatif olmas) iste&idir. Uygulaman)n yap)ld)&) elektrik konular) ve k)saca içerikleri a(a&)daki gibidir:
1. Elektrik Alan: Elektrik yüklerinin özellikleri, yal)tkanlar ve iletkenler,
Coulomb Yasas), elektrik alan, sürekli yük da&)l)m)n)n elektrik alan), elektrik alan çizgileri ve düzgün elektrik alanda hareket.
2. Gauss Yasas*: Elektrik ak)s), Gauss yasas) ve yüklü yal)tkan ve iletkenler
için yasan)n uygulamalar).
3. Elektriksel Potansiyel: Potansiyel fark) ve elektrik potansiyeli, düzgün
elektrik alanda potansiyel fark), noktasal bir yükün ve sürekli yük da&)l)m)n)n olu(turdu&u elektrik potansiyeli ve enerjisi, elektrik potansiyeli elektrik alan ili(kisi.
4. S*;a ve Dielektrik: S)&an)n tan)mlanmas) ve hesaplanmas), kondansatörlerin ba&lanmas), kondansatörlerde depolanan enerji, dielektrikli kondansatörler.
5. Ak*m ve Direnç: Piller, elektrik ak)m), direnç, özdirenç, Ohm Yasas),
elektriksel enerji ve güç.
6. Do;ru Ak*m Devreleri: Elektromotor kuvvet, dirençlerin ba&lanmas),
Kirchoff Kurallar), RC devreleri
Elektrik konular)n)n lisans seviyesinde ö&retimi ile ula()lmas) istenen ö&renci kazan)mlar) ara(t)rmac) taraf)ndan belirlenmi( ve Ekler bölümünde verilmi(tir.
Bu tezde ö&retim sürecinin ö&rencilerin akademik ba(ar)lar) ve kavramsal anlamalar)na etkilerinin incelenmesi planlanm)(t)r. Akademik ba(ar)dan kas)t ö&rencilerin bili(sel ba(ar)lar)d)r. Ö&rencilerin bu bak)mdan ö&retim sonundaki eri(ileri genellikle mevcut sistemde çoktan seçmeli testler ve yaz)l) s)navlar gibi yollar kullan)larak belirlenmektedir. Bu çal)(mada akademik ba(ar)n)n yan) s)ra ölçülen bir di&er de&i(ken ise ö&rencilerin kavramsal anlamalar)d)r.
Kavramlar, e(yalar), olaylar), insanlar) ve dü(ünceleri benzerliklerine göre grupland)rd)&)m)zda gruplara verilen adlard)r (Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut, 1997:4.1). Fizik bilimi soyut kavramlar) da içerdi&inden, fizik ö&reniminde kavramsal boyutta anlaml) ö&renmenin gerçekle(mesi çok önemlidir. Bu nedenle ö&rencilere kendi kavramlar)n) olu(turmalar)na f)rsat verecek ö&renme ortamlar)n)n sa&lanmas) gerekmektedir.
Fizik e&itimi alan)ndaki ara(t)rmalar)n vard)&) önemli sonuçlardan birisi, ö&rencilerin fizik ile ilgili bilimsel kavramlarda birçok yan)lg)ya sahip olarak e&itimlerine ba(lad)klar), di&eriyse fizik konular)ndaki anlamalar)n)n ö&retim süreci sonunda bile oldukça yetersiz oldu&udur (Engelhardt ve Beichner, 2004; Halloun ve Hestenes, 1985; Maloney, O’Kuma, Hieggelke ve Heuvelen, 2001).
Bilim adamlar)n)n görü(leri ile uyu(mayan ö&renci görü(leri fizik e&itimi alan yaz)n)nda ara(t)rmac)lar)n bu durumu aç)klamak için seçtikleri yollara ba&l) olarak çe(itli isimler ile kar()m)za ç)kar. Örne&in, ön kavramlar (preconceptions) (Clement, 1982), alternatif kavramlar (alternative conceptions) (Petersson, 2002; Van den Berg ve Grosheide, 1993), alternatif çerçeve (alternative frameworks) (Muthukrishna, Camine, Grossen ve MilIer, 1993; Pardhan ve Bano, 2001) veya kavram yan)lg)s) (misconceptions) (Andre ve Ding, 1991; Caillot ve Xuan, 1993) gibi. Bu ara(t)rmada ö&rencinin kavram) anlad)&) (eklin, ortakla(a kabul edilen bilimsel anlam)ndan farkl)l)k göstermesi durumu için kavram yan)lg)s) terimi kullan)lacakt)r.
1982; Ery)lmaz ve Tatl), 2000; Gunstone, 1987; Trowbridge ve McDermott, 1981), yeryüzünde hareket ( sen ve Kavcar, 2006), elektrik ve manyetizma (Demirci ve Çirkino&lu, 2004; Maloney ve arkada(lar), 2001), )s) ve s)cakl)k (Aydo&an, Güne( ve Gülçiçek, 2003), )()k (Kara, Avc) ve Çekba(, 2008) gibi fizi&in her dal)nda kavram yan)lg)s)na sahip oldu&unu göstermektedir.
Ö&rencilerin kavram yan)lg)lar) üzerine yap)lan ara(t)rmalarda ula()lan ortak bir sonuç bu yan)lg)lar) de&i(tirmenin oldukça güç oldu&udur (Duit and Treagust, 1998:5; Hameed, Haekling ve Garnet, 1993; Osbome ve Freyberg, 1985; Redish ve Steinberg, 1999). Üniversitede temel fizik e&itimini tamamlayan pek çok ö&renci de bile bu yan)lg)lar)n devam etti&i görülmektedir (Periago ve Bohigas, 2005). Baz) çal)(malarda ise fen ö&retmenlerinde bile benzer yan)lg)lar)n oldu&u ortaya koyulmu(tur (Pardhan ve Bano, 2001). Ö&rencilerin s)n)fa bu kavram yan)lg)lar) ile birlikte gelmeleri bilimsel kavramlar) ö&renmeleri üzerinde olumsuz bir etkendir. Bir ba(ka deyi(le, ö&rencilerin yeni kavramlar) ö&renmelerinde, konu ile ilgili daha önceden edindikleri bilgiler son derece önemlidir. Bu nedenle ö&renme yap)land)rmac)l)k esaslar)na dayanmal)d)r.
Elektrik konular) günlük hayat)m)zda s)kl)kla kullan)lan konulard)r. Bununla birlikte yap)lm)( olan çal)(malar ö&rencilerin elektrik yüklerinin özellikleri (Ba(er ve Geban, 2007; Park, Kim, Kim ve Lee, 2001), elektrik alan ve elektrisel kuvvet (Engelhardt ve Beichner, 2004; Furio ve Guisasola, 1998; Pocovi, 2007; Saarelainen, Laaksonen ve Hirvonen, 2007; Törnkovist, Petterrson ve Tranströmer, 1993; Viennot ve Rainson, 1992) ile elektrik devreleri (Brna, 1988; Pardhan ve Bano, 2001; Thacker, Ganiel ve Boys, 1999; Planinic, Krsnik, Pecina, ve Susac, 2005) konular)n) hakk)ndaki anlamalar) üzerine yo&unla(m)(t)r. Üniversite düzeyinde genel içeri&i yukar)daki gibi olan elektrik konular)nda ö&rencilerin zorland)klar)n) ve kavramsal anlamalar)n)n yetersiz ya da kavram yan)lg)lar)na sahip oldu&u hem yurtiçi hem de yurt d)()ndaki pek çok ara(t)rmada (Çepni ve Kele(, 2006; Engelhaardt ve Beichner, 2004; Furio ve Guisasola, 1998; Lee ve Law, 2001; Pardhan ve Bano, 2001; Park, Kim, Kim ve Lee, 2001, URL 2, URL 3, URL 4) ortaya koyulmu(tur.
Alanyaz)n incelendi&inde ö&rencilerde elektrik konular)nda s)kl)kla kar()la()lan kavram yan)lg)lar) ve anlama zorluklar) temel konular baz)nda a(a&)daki gibi özetlenebilir (Bak)n)z Bölüm 2):
Elektriksel Alan ve Elektriksel Kuvvet:
• Elektrik alanda hareket eden bir yük her zaman alan çizgilerini takip eder/Alan çizgileri hareketli yüklerin yoludur.
• Elektrik alan çizgileri üzerinde olmad)&) zaman bir yüke kuvvet etkimez. • Alan çizgileri gerçektir.
• Alan çizgileri sadece iki boyutludur.
• Bir yerde yük yoksa orada elektrik alan çizgileri de yoktur.
• Yüklü cisimler her zaman elektrik alanla ayn) yönde hareket ederler. • Düzgün elektrik alandaki yüklü cisimler sabit h)zla hareket ederler. • Elektrik alanla z)t yönde hareket eden parçac)klar her zaman yava(larlar. • Yük miktarlar) farkl) iki cisimden yükü büyük olan cisim küçük olan
cisme daha fazla kuvvet uygular.
• Yüklü bir cisim sadece pozitif ya da negatif tip yüke sahiptir. E(potansiyel, Potansiyel Fark) ve S)&a:
• E( potansiyel çizgileri üzerinde bir yükü hareket ettirmek için i( yap)l)r. • S)&a ve pil ayn) prensiple çal)()r.
• Potansiyel fark) sadece s)&an)n iki levhas) üzerinde vard)r, levhalar aras)nda bir yerde potansiyel fark yoktur.
• Yükler dielektrik maddelerden akabilir -mesela cam-. • Yükler kondansatör boyunca hareket eder.
Do&ru Ak)m Devreleri:
• Dirençler ak)m harcarlar (tükenen ak)m modeli) • Ak)m devre boyunca akt)kça kullan)l)p biter.
• Bir pilin negatif ve pozitif kutuplar)ndan ç)kan ve devre içerisinde çarp)(an iki ayr) ak)m vard)r (çarp)(an ak)mlar modeli)
• Bir lamban)n pilin bir kutbuna ba&lanmas) yanmas) için yeterlidir (tek uçlu ak)m modeli)
• Elektronlar devrede oldukça h)zl) ()()k h)z)na yak)n h)zlarda) hareket eder. • Yükler direnç üzerinden geçerken yava(larlar.
• Cisimlerin büyüklü&ü ile direnci daima do&ru orant)l)d)r. • Daha büyük pil daha büyük gerilim demektir.
• Bir devredeki lambalar)n parlakl)&) devredeki (ba&lan)(lar) dikkate al)nmaks)z)n) pil say)s) ile do&ru orant)l)d)r.
Görüldü&ü gibi elektrik konular)n)n kavranmas)nda ö&rencilerin sorun ya(ad)&) pek çok nokta vard)r. Kavram yan)lg)lar)n)n giderilmesi ve anlaml) ö&renmenin gerçekle(tirilebilmesi için, mevcut bilgilerin gözden geçirilmesi ve yeni bilgilerle uyum sa&lamak amac)yla bu yanl)( bilgilerin de&i(tirilmesi gerekir. Bu süreç, kavramsal de;i+im süreci olarak adland)r)lmaktad)r (Smith, Blakeslee ve Anderson, 1993). Kavramsal de&i(im süreci, Redish ve Steinberg (1999) taraf)ndan ö&rencilerin var olan kavramalar)n)n yeniden yap)land)r)lmas) olarak tan)mlanm)(t)r.
“Kavramsal de&i(im yakla()m), ö&rencilerin kavram yan)lg)lar)ndan, yani bilimsel olmayan bilgilerinden, bilimsel olarak do&ru kabul edilen bilgilere geçi( yapabilmeleri konusunda ö&rencileri cesaretlendiren, alternatif bir yakla()m) temsil etmektedir ve Piaget’in özümleme, düzenleme ve dengeleme ilkeleri üzerine kurulmu(tur” (Wang ve Andre, 1991; aktaran Canpolat, P)narba(), Bayrakçeken ve Geban, 2004).
Posner, Strike, Hewson ve Gertzog’a (1982) göre ö&renciler kar()la(t)klar) yeni bir olguyla ba( etmek için bazen var olan kavramlar)n) kullan)rlar. Özümleme olarak adland)r)lan bu durum kavramsal de&i(imin ilk a(amas)d)r. Ancak s)kl)kla ö&rencilerin mevcut kavramlar) yeni bir olguyu ba(ar)yla kavramalar)nda yetersiz kal)r ve bili(sel bir çat)(ma ya(an)r. Bu nedenle, ö&renci mevcut kavramlar)n) de&i(tirmek ya da yeniden düzenlemek zorunda kal)r. Uyumsama denilen bu durum ilkine göre kavramsal de&i(imin daha radikal bir halidir. Bununla birlikte Posner ve di&erleri (1982) her durumda kavramsal de&i(im olamayaca&)n), kavramsal
de&i(imin ya(anmas) için (u dört (art)n sa&lanmas) gerekir: Ho+nutsuzluk: Ö&renci var olan kavram)ndan ho(nutsuz olmal)d)r, yeni kavram) aç)klamada mevcut kavram yetersiz kalmal)d)r. Anla+*l*rl*k: Yeni kavram ö&renci için anla()l)r olmal)d)r.
Makullük: Yeni kavram ö&rencinin akl)na uygun olmal)d)r. Verimlilik: Yeni
kavram verimli olmal) yani gelecekte benzer sorunlar) çözebilmelidir. Ayr)ca kavramsal de&i(imi etkileyen bir di&er önemli hususta bireyin kavramsal ekolojisidir. Kavramsal ekoloji çe(itli bili(sel yap)lar) –ayk)r)l)klar), analojileri, metaforlar), epistemolojik inançlar), metafiziksel inançlar), di&er ara(t)rma alanlar)ndan gelen bilgileri- içerir ve ö&retmenlerce kavramsal de&i(imi kolayla(t)rmak amac)yla dikkate al)nmal)d)r.
Carey (1991) e göre kavramlar aras)ndaki de&i(im üç süreçle ba(ar)labilir:
De;i+tirme: Bu süreçte bir kavram di&erinin yerini al)r. Farkl*la+ma: Bu süreçte
ba(lang)çta var olan kavram iki veya daha fazla kavrama ayr)l)r. Birle+me: farkl)la(man)n tam tersi bir süreçtir ve bu süreçte iki ya da daha fazla kavram tek bir kavram alt)nda toplan)r (aktaran: Özdemir ve Clark, 2007).
Kavramsal de&i(im yakla()m) ile yap)land)rmac) ö&renme kuram) aras)nda s)k) ba&lar vard)r. Yap)land)rmac)l)kta bireyin ön bilgileri ve deneyimlerinin yeni bilgiyi anlamland)rmada temel olu(turdu&una inan)l)r. Kavramsal de&i(im yakla()m)nda da ö&rencilerin ö&retim öncesinde sahip oldu&u kavram yan)lg)lar)n)n di&er bilgileri ö&renmesini etkileyebilece&i dü(ünülür ve bu nedenle bu yan)lg)lar)n bilimsel olarak kabul gören bilgilerle de&i(tirilmesi gerekmektedir. Bu aç)dan bak)ld)&)nda yap)land)rmac) ö&renme yakla()m) temel al)narak düzenlenmi( ö&renme ortamlar)n)n kavramsal de&i(im için daha etkili olabilece&i görülmektedir.
Özetle, ö&renciler üniversiteye elektrik konular)ndaki ö&renme güçlükleri, eksiklikleri ya da kavram yan)lg)lar) ile gelmektedirler. Bütün bunlar)n yap)land)rmac) ö&renme kuram) dikkate al)nd)&)nda ö&rencilerin Temel Fizik II dersindeki performanslar)n) ciddi (ekilde etkileyece&i aç)kt)r. Yine az önce bahsedilen ara(t)rmalar)nda gösterdi&i üzere geleneksel fizik ö&retimi bu yan)lg)lar)n üstesinden gelmede çok az etkili olabilmekte ya da etkisiz kalmaktad)r ve bu sonuç,
ço&unlukla ö&reticinin bilgi birikimi, deneyimi ya da ö&retme yetene&inden ba&)ms)zd)r. Bu nedenle ö&rencilerin kavramsal anlamalar)n) geli(tirmek için yeni yakla()mlara ihtiyaç vard)r.
1.1.5. Epistemolojik nançlar
Felsefenin bir alan) olan epistemoloji farkl) yazarlar taraf)ndan birçok yönüyle benzer olmas)na kar()n (u (ekilde tan)mlanmaktad)r. Epistemoloji terimi yunanca epistémé (bilgi) ve logia (bilim/kuram/aç)klama) sözcüklerinin birle(iminden olu(maktad)r (Deryakulu, 2004; Buehl ve Alexander, 2001) ve felsefenin bilgi sorununu ele alan; bilgi nedir, bilginin kaynaklar) nelerdir, insanlar nas)l bilir gibi çe(itli sorular) yan)tlayan çal)(ma alan)n) nitelemektedir (Deryakulu, 2004). Sönmez (2005:11) epistemolojide “Bilgi nedir? Kaynaklar) var m)d)r? Varsa nelerdir? Gerçek bilinebilir mi? Bilginin neli&i nedir? Do&ru, yanl)(, olas), belirsiz bilgi nedir? Bilgi apriori mi, aposteriori m)d)r? Do&ruluk de&eri nedir? Mutlak (kesin, yüzde yüz do&ru) bilgi var m)d)r?” vb. gibi sorular)n)n incelendi&ini ve ayr)ca bu sorulara verilen yan)tlar)n da epistemolojinin kapsam) içinde oldu&unu söylemektedir. Demir ve Acar’a (1992:120) göre epistemoloji, bilginin do&as), kayna&), s)n)rlar), do&rulu&u, güvenilirli&i, geçerlili&i ile elde edilme ve aktar)lma biçimlerini inceleme, ara(t)rma ve sorgulamay) konu edinen disiplin olarak tan)mlanmaktad)r. Buehl ve Alexander’a (2001) göre epistemolojik çal)(man)n esaslar) aras)nda insan bilgisinin do&as) ve yap)s) ile bu bilginin do&rulanmas) (verify), savunmas) (justify) ya da tart)()lmas)na (argue) yönelik sorular vard)r. Epistemoloji, bilginin do&as), kapsam) ve kayna&) ile ilgilenen felsefe dal)d)r (URL 5).
Epistemoloji temelde üç ana konu ile ilgilenmektedir: 1. Bilginin kayna&), 2. Bilginin do&rulu&u ve 3. Bilginin s)n)rlar). Özlem’e (2008: 42) göre epistemoloji bu ana konular çerçevesinde (u türden sorulara yan)t vermeye çal)(maktad)r: Neyi bilebiliriz? Bildi&imiz sadece nesnenin bilgisi ile mi s)n)rl)d)r? Nesne denince ne anl)yoruz? Nesneleri olduklar) gibi mi yoksa bize göründükleri gibi mi biliyoruz? Bilgimizin kayna&) duyumlar)m)z m)d)r deney midir? Yoksa bizde deneyden önce
sahip oldu&umuz baz) bilgiler de var m)d)r? Do&ruluk nedir?
Varl)k; çok boyutlu, çok yönlüdür. Bilgi de varl)&a ili(kindir. Bu nedenle bilgi, ait oldu&u alan, elde edili(i, özne nesne ili(kisi ve bilgi akt) aç)s)ndan a(a&)daki biçimde çe(itli türlere ayr)labilir (URL 6):
Gündelik bilgi: Duyu organlar) arac)l)&)yla d)( dünyan)n aç)klanma
biçimidir. Bu bilginin olu(umunda denemelerin, tecrübelerin ve gözlemlerin etkisi büyüktür. Belirli bir yönteme dayan)larak kazan)lm)( bir bilgi de&ildir, genel geçerlili&i de yoktur
Teknik bilgi: nsan)n temel ihtiyaçlar)n) kar()lamak ve günlük ya(am)n)
kolayla(t)rmak amac)yla araç gereç yap)m) ile ilgili bilgidir. Teknik bilginin bilgi akt) yarard)r.
Dinî bilgi: Tanr)'n)n insanlara peygamberler arac)l)&)yla, vahiy yoluyla
do&ru olan ya(am tarz)n) bildirmesi (eklindeki bilgidir. Kutsal olanla bunun kar()s)ndaki insan)n konumunu ifade eder. Dinsel bilgiye kesin iman ile inan)l)r, ele(tirisi yap)lamaz.
Co;rafi bilgi: Bir co&rafi varl)k hakk)ndaki bilgidir. Mekansal Bilgi
türüdür. Bu ba&lamda Yermekansal Bilgi olarak da adland)r)l)r.
Felsefî bilgi: Füphe edilerek ba(layan dü(ünme yolculu&undaki (üphe
edilemeyen en son dü(üncedir.
Bilimsel bilgi: Bilimsel yöntem ve ak)l yürütme yoluyla varl)klar hakk)nda
elde edilen bilgidir. Bilimsel bilgi nedensellik ilkesini kullanarak olgular üzerinde hipotezler üretir ve bunlar) deneyle s)nar. Deneysel testleri geçen hipotezler bilimsel bilgi da&arc)&)na kat)l)r.
Çepni (2010:18) taraf)ndan bilimsel bilgi bilim insanlar)n)n nitel veya nicel gözlemler veya ak)l yürütme yolu ile merak ettikleri varl)klar ve olaylar hakk)nda elde ettikleri bilgiler olarak tan)mlanmaktad)r.
Bilimsel bilgi aç)klan)rken temel al)nan yakla()ma göre farkl) bak)( aç)lar) olu(maktad)r. Pozitivist aç)dan bak)ld)&)nda gerçeklik heterojen de&il homojendir; akla uygundur; gözlem ve deney yoluyla anla()labilir ve do&ada her (ey bir makine
düzeninde i(ler, do&aya hâkim olan yasalar)n her zaman geçerli olaca&)na inan)l)r, gerçekli&in ke(fedilmesinin zamandan ve mekândan ba&)ms)z oldu&u dü(ünülür (Terzi, 2005) Bu yakla()mda, deney yapan nesnel gerçekli&i do&ru olarak yans)t)r, gerçekli&in mekanik düzeni mant)k ve matemati&in diliyle ifade edilebilir ve bilimin sonuçlar) evrenseldir, zorunludur çünkü tam bir nesnellikle deneysel ve matematiksel yoldan elde edilmi(tir (Terzi, 2005). Yap)land)rmac) bilim anlay)()nda ise bilimsel bilgi, pozitivizmin aksine kendisini olu(turan bilim adamlar)n)n yanl)l)klar)n) bar)nd)r)r ve de&i(ebilir do&rular olarak kabul edilmek zorundad)r. (Terzi, 2005).
Çepni (2010:17) taraf)ndan bilimin do&as) aç)s)ndan bilimsel bilgiye yönelik farkl) bak)( aç)lar) sunulmu(tur. Buna göre:
• Bilimsel bilgi kesin de&ildir: Bilimdeki bütün bilgiler (uan da kabul edilse de gelecekte yeni delil ve teorilerin geli(tirilmesiyle kabul edilmebilirler. • Bilimsel bilgi ç)kar)mlara dayal)d)r: buradaki ç)kar)mlar bilim insanlar)
gözlem veya daha önceki bilgilerini kullanarak bir sonuca varabilir.
• Bilimsel bilgi deneyseldir: Bilimde bilgi üretmek için deneylere ihtiyaç duyulur.
• Bilimsel bilgi k)smen insan hayalcili&ine ve yarat)c)l)&)na ba&l)d)r.
• Bilimsel bilgi özneldir: Gözlemciden kaynaklanan ön yarg)lar olmaks)z)n objektif gözlem ve yorumlar yap)lamaz çünkü bireyin önceki bilgileri, deneyimleri ve önyarg)lar) yapt)klar) gözlemi ve yorumlar)n) etkiler.
Epistemoloji oldukça köklü bir alan olmas)na ra&men, ki(ilerin bilginin do&as)na yönelik inançlar)n)n ara(t)r)lmas) görece daha yeni bir aland)r.
Epistemolojik inançlar ise, en genel biçimde, bireylerin bilginin ne oldu&u bilmeleri ve ö&renmenin nas)l gerçekle(ti&i ile ilgili öznel inançlar) olarak tan)mlanmaktad)r (Deryakulu, 2004). Baz) ara(t)rmac)lara (Schommer, 1990) göre epistemolojik inançlar bilgi, bilginin edinilmesi ve kullan)lmas) sürecine ili(kin ö&renme ve zekâ ile ilgili inançlar) kapsayacak (ekilde kapsaml) olarak ele al)n)rken, baz)lar) (Brownlee, Boulton-Lewis ve Purdie, 2002; Hofer ve Pintrich, 1997)
ö&renme ve zeka ile ilgili inançlar)n epistemolojik inançlar içinde dü(ünülmemesi gerekti&ini vurgulamaktad)r.
Bireylerin inançlar)n)n rolünün ve etkisinin incelenmesi e&itim alan yaz)n)nda büyük yer tutar. Örne&in, kavramsal de&i(im alan yaz)n), ö&rencilerin geli(memi( ve sezgisel kavramalar)n)n sadece mant)kla yap)lan kavramadan (cold cognition) daha fazlas)n) gerektirdi&ini ileri sürmektedir ve inançlar)n, kavram yan)lg)lar)n)n olu(umu ve yeni bilgiye kar() direnme de belirleyici olabilece&ini söylemektedir (Alexander, 1992; Gardner, 1991: aktaran Buehl ve Alexander, 2001). Epistemolojik inançlar)n kavramsal de&i(im sürecini kolayla(t)rabilece&i ya da zorla(t)rabilece&i öne sürülmektedir (Vosniadou ve Brewer 1994). Epistemolojik inançlar insan do&umuyla birlikte gelen bir ki(ilik özelli&inden çok zamanla de&i(ebilen bir yap) olarak görülmektedir (Deryakulu, 2004:268). Bu nedenle ö&rencilerin bilgi hakk)ndaki inançlar) ara(t)r)lmaya de&er önemli bir konu haline gelmektedir.
Ülkemizde yap)lan çal)(malar)n ço&u epistemolojik inançlar)n baz) de&i(kenler aç)s)ndan incelenmesi esas)na dayal) olarak yap)lmaktad)r (Deryakulu, 2002; Deryakulu ve Büyüköztürk, 2002; Deryakulu ve B)kmaz, 2003; Ero&lu ve Güven, 2006; Fahin, 2009). Yurtd)()nda yap)lm)( olan baz) çal)(malarda ö&rencilerin epistemolojik inançlar)n)n kavramsal anlamalar) ya da ö&renmeleri ile ili(kisi incelenmi(tir (Cano, 2005; Hammer, 1994; Schommer-Aikins ve Easter, 2006; Songer ve Linn, 1991; Stathopoulou ve Vosniadou, 2007; Windschitl ve Andre, 1998). Bilimsel epistemolojik inançlar)n incelenmesi üzerine yap)lan çal)(malar görece daha azd)r (Buehl ve Alexander, 2001; Terzi, 2004; Pomeroy, 1993; Tsai, 1998). Bu çal)(mada bilimsel bilginin do&as)na yönelik ö&renci inançlar)n)n modelleme yoluyla ö&retim sürecindeki de&i(iminin ve kavramsal anlama ve akademik ba(ar)yla ili(kisinin incelenmesinin gerekti&i dü(ünülmü(tür.
1.1.6. Modelleme Yoluyla Ö;retim
birçok aç)&)n) gidermede yap)land)rmac) ö&renme kuram)ndan yola ç)k)larak haz)rlanm)( ö&retim yollar)ndan yararlanmak mant)kl) ve gereklidir. Bu ara(t)rmada modelleme yoluyla fizik ö&retiminden yararlan)lacakt)r. Bu nedenle ara(t)rman)n problem durumunun ortaya koyulmas) s)ras)nda modeller, modelleme yoluyla ö&retim ve neden modelleme yoluyla ö&retim konusu aç)klanacakt)r.
Modeller fiziksel olgular) gözlenebilen örneklerle temsil etmek için kullan)lan yap)land)r)lm)( bilgi birimleridir. Fizik, teorik ilkeler sistemiyle ili(kili karma()k bir model a&) olarak karakterize edilebilir ve bundan dolay), ‘fiziksel anlama’ bir dizi karma()k modelleme becerisi (eklinde tan)mlan)r (Hestenes, 1996). Bilimsel modeller, bilim adamlar)n)n ara(t)rma yaparken ve problem çözerken gerçe&i basitle(tirebilmek için kulland)klar) ürünler (Richards, Barowy ve Levin, 1992) ya da bilim adamlar)n)n çal)()rken izledi&i do&al süreçlerin sonucu olarak ortaya konan bilimsel ürünler (Cartier, Rudolph ve Stewart, 2001) olarak tan)mlanmaktad)r.
Çe(itli ara(t)rmac)lar taraf)ndan modeller farkl) (ekillerde s)n)fland)r)lm)(t)r a(a&)da Harrison ve Treagust’a (2000) göre modellerin s)n)fland)r)lmas) sunulmaktad)r:
Ölçek Modelleri: Bitkilerin, hayvanlar)n, arabalar)n, teknelerin ve binalar)n
ölçek modelleri renklerini, d)( (ekillerini ve yap)lar)n) tarif etmek için kullan)l)rlar. Ölçek modelleri nesnelerin d)( özellilerini oldukça iyi bir (ekilde yans)tmas)na kar()n nadiren nesnelerin içyap)lar)n), i(levlerini ve kullan)mlar)n) gösterirler. Ölçek modellerine oyuncaklar ve oyuncak benzeri modeller örnek olarak gösterilebilir. Bu modellerde model ve hedef aras)nda payla()lmayan ba&lar sakl) kalabilir.
Pedagojik Analojik Modeller: Bu modeller ö&retim ve ö&renmede
kullan)lan tüm analojik modelleri ve ölçek modellerini kapsamaktad)r. Bu modellere analojik denmesinin nedeni modelin bilgiyi hedef ile payla()yor olu(udur, olarak adland)r)l)rlar çünkü model bilgiyi hedef ile payla()r. Bu modeller atomlar, moleküller gibi gözlenemeyen varl)klar) aç)klamak amac)yla biliminsanlar) ya da
ö&retmenler taraf)ndan üretilirler bu nedenle pedagojik olarak adland)r)l)rlar. Analojik modeller, model ile hedef aras)nda belirli özellikler için birebir uyu(an ba&lar kurarlar.
Simgesel ya da Sembolik Modeller: Kimyasal denklemler ve e(itlikler bu
tür modellerin iyi örneklerindendir. Bu modeller aç)klay)c) ileti(im modellerindendir. Bu modeller kullan)l)rken formüller ve e(itliklerin yorumlanmas) gereklidir.
Matematiksel Modeller: Fiziksel özellikler ve süreçler kavramsal ili(kileri
ortaya koyan matematiksel denklemler ve grafiklerle gösterilebilir (F=ma veya k=PV gibi). Matematiksel modeller di&er modeller aras)nda en do&ru, en soyut ve öngörücü gücü en yüksek modellerdir. Yaln)z bu modellerin ço&unlukla ideal durumlar) yans)tt)&) ö&rencilerle payla()lmal)d)r. Ayr)ca ö&rencilerin kendi kendilerine matematiksel modellerin sözlü ya da yaz)l) olarak nitel aç)klamalar)n) olu(turmalar) önemlidir.
Teorik Modeller: Manyetik alan çizgilerinin ya da fotonlar)n analojik
gösterimleri teorik modellerdir. Çünkü bu modeller teorik varl)klar) aç)klamak için insanlar taraf)ndan olu(turulmu( yap)lard)r.
Haritalar, Diyagramlar ve Tablolar: Bu modeller ö&renciler taraf)ndan
kolayca görselle(tirilen ili(kileri, yollar) ve örnekleri temsil ederler. Örne&in periyodik tablo, hava haritalar), devre (emalar), kan dola()m), soy a&ac), besin zincirleri gibi.
Kavram-Süreç Modelleri: Ço&u fen kavram) nesnelerden çok süreçlerden
olu(maktad)r. Örne&in )()&)n k)r)lmas)n) en iyi yapan aç)klamalardan biri toplar)n, tekerleklerin ya da askerlerin zordan kolaya hareket etti&i (eklindeki kavram-süreç modeliyle aç)klanmaktad)r.
Simülasyonlar: Simülasyonlar çoklu dinamik modellerin özel bir türüdür.
modellerler. Simülasyonlar acemi ö&rencilerin ve ya ara(t)rmac)lar)n can ve mal riski ta()madan becerilerini geli(tirirler ve sanal deneyimler içerirler.
Zihinsel Modeller: Zihinsel modeller bireylerin bili(sel i(lemler s)ras)nda
ürettikleri bir çe(it özel zihinsel, analojik gösterimdir. Bu modeller ö&rencilerin kendi kendilerine ürettikleri modellerdir. Bu nedenle ö&rencilerin olu(turduklar) zihinsel modeller tamamlanmam)( ve de&i(ken olabilece&i gibi bilimsel olmayabilirler ve s)n)rlar) kesinle(tirilmemi( modeller de olabilirler.
Sentetik Modeller: Bu modeller ö&rencilerin kendi içsel modelleriyle
ö&retmenlerinin bilimsel modellerini sentezleyerek olu(tuklar) alternatif kavramalar)n)n geli(imini sergileyen modellerdir.
Bir sistemi anlamak o sisteme ait do&ru zihinsel modele sahip olmay) gerektirir. Ö&rencilerin soyut bir kavram) ya da fiziksel bir sistemi göstermek için kulland)klar) zihinsel modeller (mental models), ö&retim öncesinde ve hatta ö&retim sonras)nda bile ö&retmenlerin ya da bilim adamlar)n)n kulland)klar) bilimsel modellerden farkl) oldu&unu ortaya koyan çal)(malar vard)r (Coll ve Treagust, 2003; Hubber, 2006; Norman, 1983; Samarapungavan, Vosniadou ve Brewer, 1998; Vosniadou, 2002). Dolay)s)yla ö&retim sürecinde ö&rencilerin sahip olduklar) modelleri bilmek ve do&ru modeller olu(turmalar)na yard)mc) olmak önemlidir.
Fen bilimlerinde modelleme; mevcut kavramlardan hareketle bilinmeyen bir hedefi anla()l)r hale getirmek için yap)lan i(lemler bütünü olarak tan)mlan)rken, modelleme sonucu ortaya ç)kan ürün ise model olarak nitelendirilmektedir (Treagust, 2002).
Woolridge’e (2000) göre, fen ö&retiminde modellemenin gere&i iki dü(ünce etraf)nda toplanabilir. Birincisi, fen, fen biliminin yap)ld)&) gibi ö&retilmelidir dü(üncesidir. Bilim insanlar) modellemeyi ve model tabanl) dü(ünmeyi soyut dü(ünceyi somut yapmak, karma()k olgular) basitle(tirmek, i(leyi( ve süreci öngörmek ve aç)klamak için kullan)rlar (Raghavan ve Glasser, 1995). Modelleme
bilim insanlar)n)n teorilerini yaratma çabalar)nda önemli bir tekniktir. Modelleme bilgiyi olu(turmam)za ve bilginin do&as)n) ö&retmemize olanak sa&lar. kincisi, modelleme kavramsal de&i(imde önemli bir etkendir. Modelleme yaparken ö&renciler kendi ö&renmelerini yönetirler, onlara bilgiyi yaratma ve ö&renme (ans) verilmi( olur. Niedderer, Schecker ve Bethge’ye (1991) göre model yap)m) ve kavramsal anlama el ele gitmektedir. Modelleme yöntemi geleneksel ö&retim yönteminin; bilginin parçalanmas), ö&renci pasifli&i ve fiziksel dünya ile ilgili kavram yan)lg)lar) gibi zay)f yönlerini düzeltmeyi amaçlamaktad)r (Hestenes, 1996).
Halloun (2004) taraf)ndan Fekil 1.1’de gösterilen modelleme yoluyla ö&renme süreci be( a(amal) bir döngüde tan)mlanmaktad)r: Ke(if, model olu(turma, model formulasyonu, modeli kullan)m) ve pragmatik sentez.
ekil 1.1
Halloun’un (2004) Modelleme Yoluyla Ö;renme Döngüsü
Ke(if a(amas) ö&rencilerin yeni bir model olu(turmaya motive edildikleri bir a(amad)r. ki bölümden olu(maktad)r: kan)t ve sözde model. Ö&renciler kan)t a(amas)nda bili(sel bir dengesizlik ya(ayacaklar) bir durumla kar()la()rlar ve ön
bilgilerinin ya da varsa daha önceden yap)land)rd)klar) modellerinin bu durumu aç)klamada yetersiz kald)&)n) fark ederler bu nedenle durumu aç)klayacak bir model yap)land)rma ihtiyac) hissederler. Yard)mc) modeller arac)c)&)yla yeni modelin olu(umu sözde model a(amas)nda ba(lar. Bu a(amada ö&retmen yönetiminde ö&renciler kendi sözde modellerini tart)()rlar ve modellerini iyili(tirmeye çal)()rlar. Ö&retmen bu a(amada ö&rencilerini durumu aç)klamakta kullanacaklar) sözde modellerini sergilemeleri için cesaretlendirir ve beyin f)rt)nas) yoluyla ö&rencilerin kavram yan)lg)lar)n), alternatif kavramalar)n) ortaya ç)kartmaya çal)()r. A(ama bitiminde ö&renciler olu(turulan sözde modeller aras)ndan eleme yaparak durumu aç)klayan aday model say)s) üç ve daha az olacak (ekilde sözde modellerini belirlerler (Halloun, 2004).
Ke(if a(amas)n) ö&rencinin dikkatinin durumu aç)klamada kullan)lacak akla uygun bir modele odakland)r)ld)&) model olu(turma a(amas) izler. Halloun’a (2004) göre modelleme yoluyla ö&renme halkas)n)n etkinli&i ve verimlili&i büyük ölçüde ke(if a(amas) ve özellikle model olu(turma a(amas)na ba&l)d)r. Ö&retmen bu a(amada düzenleyici rolündedir. Ö&renciler ilk olarak bir önceki a(amada olu(turduklar) sözde modellerini kar()la(t)rarak akla uygun tek bir model üzerinde uzla()rlar. Uzla(t)klar) bu model bir çe(it hipotez modeli olur. Daha sonra bu durumu inceleyebilecekleri bir ara(t)rma süreci tasarlan)r. Bu tasar) eldeki olanaklara göre s)n)fta yap)lacak bir deney, gözlem ya da ö&retmen taraf)ndan yap)lm)( bir deneyin verilerinin verilmesi (eklindeki farkl) yollar olabilir. Formülasyon a(amas)nda ö&renciler i(birlikli gruplarda çal)()rlar ve tasarlad)klar) deneyi ya da gözlemi gerçekle(tirirler ve bu yolla bir önceki a(amada olu(turduklar) aday modellerini deney sonuçlar)n) kullanarak iyile(tirirler. Elde ettikleri verilerini kullanarak modellerini matematiksel olarak gösterirler. Henüz model kullan)lmad)&) için bu gösterim çok ayr)nt)l) de&ildir. Ö&renciler matematiksel olarak olu(turduklar) modellerini kapsaml) hale getirmek için rasyonel olarak incelerler ve aç)k kalan noktalar) ak)l yoluyla tamamlamaya çal)()rlar ve raporlar)n) haz)rlarlar.
Olu(turulan zihinsel ve matematiksel model döngünün dördüncü a(amas)nda kar()la()lan fiziksel olaylar) aç)klamada, kestirmede ve kontrol etmede
