T. C.
GAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
İLKÖĞRETİM ANABİLİM DALI
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI
İLKÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN TEMEL FEN KAVRAMLARIYLA
İLGİLİ DÜŞÜNCELERİ
DOKTORA TEZİ
HAZIRLAYAN CANAN LAÇİN ŞİMŞEK
T. C.
GAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
İLKÖĞRETİM ANABİLİM DALI
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI
İLKÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN TEMEL FEN KAVRAMLARIYLA
İLGİLİ DÜŞÜNCELERİ
DOKTORA TEZİ
HAZIRLAYAN CANAN LAÇİN ŞİMŞEK
TEZ DANIŞMANI
PROF. DR. RAMAZAN TEZCAN
Gazi Üniversitesi
Eğitim Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğü’ ne,
Canan LAÇİN ŞİMŞEK’e ait, “İLKÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİNİN TEMEL FEN KAVRAMLARIYLA İLGİLİ DÜŞÜNCELERİ” adlı çalışma jürimiz tarafından İlköğretim Anabilim Dalı, Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı’nda DOKTORA TEZİ olarak kabul edilmiştir.
ÖNSÖZ
Çocuklarla birlikte çalışma yapmak, onların düşüncelerini ve nasıl düşündüklerini anlamaya çalışmak hep istediğim bir araştırma olmuştur. Çalışma konumun seçiminde ve daha sonraki her aşamada desteklerini esirgemeyen, hoşgörüsü ve güler yüzüyle bana hep moral veren danışmanım sevgili Prof. Dr. Ramazan TEZCAN’a,
Eleştirileri ve önerileriyle çalışmamın olgunlaşmasında önemli katkıları olan Prof. Dr. Ziya KILIÇ’a ve Prof. Dr. Necati YALÇIN’a, ölçme araçlarının incelenmesinde yardımcı olan, eleştiri ve fikirlerini aldığım Prof. Dr. Rahmi YAĞBASAN’a ve Yrd. Doç. Dr. Yasemin GÖDEK’e, çalışmamı dil açısından okuyan Öğr. Gör. İsmail Kasap’a
Dualarını her zaman hissettiğim, desteklerinden güç bulduğum, bu günlere gelmemi sağlayan sevgili anneme, babama, anneanneme; bilgisayarda yazılacak metinlerde imdadıma yetişen ve bana hep moral veren sevgili kardeşim Seyhan’a,
Çalışmalarımda hep yanımda olan, eleştirileriyle kimi zaman beni kızdıran, kimi zaman destekleyen, olayları farklı pencerelerden de görmemi sağlayan, çalışmamın olgunlaşmasında çok önemli destekleri olan sevgili eşim Yrd. Doç. Dr. Ahmet ŞİMŞEK’e,
Tez çalışmalarım süresince yanımda olan, sıkıntılarımı paylaştığım, görüşlerini aldığım dostum ve mesai arkadaşım sevgili Mutlu Pınar DEMİRCİ GÜLER’e, oda arkadaşım Dr. Aykut Emre BOZDOĞAN’a, birlikte vakit geçiremediğimizden şikayet edip, daha çok çalışmam için beni destekleyen aile dostlarımız Sündüs ve Mustafa AYSAL’a,
Çalışma boyunca yardımlarını esirgemeyen Süleyman Türkmani İlköğretim Okulu müdürü Dr. Ayfer Şahin’e, Cacabey İlköğretim Okulu Müdürü Emre Şahinci’ye, Hürriyet İlköğretim Okulu Müdür Yardımcısı Dursun Tekin’e, öğretmenlere ve çalışma boyunca görüştüğüm, rahat tavırları ve konuşkanlıklarıyla işlerimi kolaylaştıran öğrencilere,
ÖZET
İLKÖĞRETİM ÖĞRENCİLERİN TEMEL FEN KAVRAMLARIYLA
İLGİLİ DÜŞÜNCELERİ
LAÇİN ŞİMŞEK, Canan
Doktora, İlköğretim Fen Bilgisi Öğretmenliği Ana Bilim Dalı Tez Danışmanı: Prof. Dr. Ramazan TEZCAN
Bu çalışmada, ilköğretim öğrencilerinin formal fen eğitimi öncesinde, çevrelerinde gözlemledikleri olgu ve olaylarla ilgili düşüncelerinin neler olduğu, bu düşüncelerin alınan fen eğitimiyle nasıl değiştiği araştırılmıştır. Öğrencilerin düşüncelerinde olan değişimin, bilimsel olarak doğru kabul edilen açıklamalara yaklaşma durumlarının, sınıf seviyesi ve okudukları okulların sosyo-ekonomik çevresine bağlı olarak nasıl değiştiği ele alınmıştır.
Çalışma, 2005-2006 eğitim öğretim yılı içerisinde Kırşehir İli’nde bulunan, üst sosyo-ekonomik çevrenin okulunu temsil eden Cacabey İlköğretim Okulu’nda ve alt sosyo-ekonomik çevrenin okulunu temsil eden Hürriyet İlköğretim Okulu’nda yapılmıştır. Çalışmada, nicel ve nitel araştırma teknikleri kullanılmıştır. Nicel veriler için, hayvan, bitki, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimi kavramları ile ilgili sorular içeren bir tanılayıcı test kullanılmıştır. Bu test, her iki okulun 4-8. sınıflarının ikişer şubesine uygulanmıştır (toplam 597 öğrenci). Teste verilen cevaplar, sorulardaki genel eğilimin görülmesi açısından yüzdeler halinde ifade edilmiştir. Tanılayıcı testin değerlendirilmesi sonucunda, öğrencilerin doğru cevapları seçme oranlarının düşük olduğu, bu durumun her sınıf seviyesi ve her iki okul içinde benzer bir eğilim gösterdiği gözlenmiştir.
Tanılayıcı teste verilen cevaplar doğrultusunda nitel çalışma için her sınıftan dörder öğrenci seçilmiş ve toplam 80 öğrenci ile görüşmeler yapılmıştır. Ses kayıt cihazı ile kaydedilen görüşmeler, bire bir olarak yazıya geçirilmiş ve içerik analiziyle sistematik bir şekilde çözümlenmiştir.
Çalışmada, öğrencilerin formal fen eğitimi öncesinde çevrelerinde gözlemledikleri olgu ve olaylarla ilgili bir takım düşüncelere sahip oldukları ve bu düşüncelerin bilimsel olarak doğru kabul edilen gerçeklerden farklı olduğu görülmüştür. Çocukların bu düşüncelerinin, fen eğitimiyle birlikte aşamalı olarak değiştiği ve geliştiği görülmüştür. Fen eğitimi öncesinde, öğrenci açıklamaları gözlenen olayın doğal bir olay olduğu şeklinde nedensellik kaygısı taşımayan ifadeler içerirken, ilerleyen sınıf seviyesiyle birlikte bu düşünceler çeşitli nedenlere dayandırılmakta ve gerekçelendirilmeye çalışılmaktadır. Ancak yine de, bilimsel olarak doğru kabul edilen cevapların beklenen düzeyde olmadığı görülmüştür. Ayrıca, tanılayıcı testin bazı sorularında üst sosyo-ekonomik çevrenin okulunda okuyan öğrencilerin, bazı sorularında ise alt sosyo-ekonomik çevrede bulunan okulun öğrencilerinin daha fazla doğru cevap verdiklerinin görülmesine rağmen bu durum, mülakatlar sonucunda üst sosyo-ekonomik çevrenin okulu lehinde değişmiştir. Buradan, çocukların düşüncelerini ele alan araştırmalarda sadece tanılayıcı testle veri toplayarak sonuca gitmenin yetersiz bilgi sunduğunu ve yanıltıcı olabileceğini söylemek mümkündür.
Çalışma sonunda, öğrencilerin, gözlemledikleri olayları bilimsel olarak açıklama durumlarının sınıf seviyesiyle birlikte arttığı ve bu artışın üst sosyo-ekonomik çevrenin okulunun öğrencilerinde daha belirgin bir şekilde olduğu görülmüştür.
ABSTRACT
IDEAS OF PRIMARY SCHOOL STUDENTS ON THE FUNDAMENTAL CONCEPTS OF SCIENCE
It has been studied by this research that what had been the primary school students’ ideas about facts and events around themselves before taking formal science education, and how these views changed after taking the education. It also takes on how the approximations of the change in their thoughts to those statements which are scientifically accepted as true, changes with their level of class and the socio-economic environment that characterize their respective schools.
The study has been conducted, during 2005-2006 academic year, at Cacabey Primary School which represents the upper socio – economic classes, and at Hürriyet Primary School which represents the lower socio – economic classes in Kırşehir City. The research methods selected includes both the quantitative and qualitative approaches. A diagnostic set of question is used for testing the quantitative data with respect to the concepts of animals, plants, force, light, electricity and state changes. This test has been carried out in two branches of 4 to 8th classes from both the schools (597 students in total). The answers to the questions in these tests are expressed in terms of percentages in order to disclose the general tendency they present. Upon the assessment of the diagnostic test, it is observed that a majority of the students fail to pick the right answers, and such situation has showed a similar tendency at each class and in both schools.
Four students have been selected from each class, and 80 students in total are interviewed for the qualitative analyses conducted in line with the answers to the diagnostic questions. The interviews recorded via a tape recorder has been put into a written form with a one to one correspondence, and systemically analyzed by content analyze method.
Throughout the study performed in pre-formal science education period, it is seen that the students have certain judgements on the facts and events they have observed around themselves, and however, that their thoughts are not in agreement with the scientific facts generally accepted to be true. It is seen that such thoughts adopted by these children have gradually changed and developed with the science education. Prior to taking science education, the expressions of the students were including statements that the observed event is a natural fact, away from any causality concern while such expressions started to be based on various causes and tried to be justified in progressing class levels. Yet, it is observed, however that the collected answers that may be deemed scientifically true are not in the expected level. In addition, though it is seen for some questions in the diagnostic test that the students in the school from the lower socio – economic classes have superseded those student in the school from upper socio-economic classes, this situation got changed in the interviews on behalf of the students from the upper socio – economic classes. Here, it can be said that drawing to conclusions based on the data which is gathered via a mere diagnostic question during a study on the thoughts of the children present insufficient information and be deceptive.
In the end of study it is seen that the students’ capability of explaining their observations in a scientific manner is increased with their level of classes, and that such increase becomes more evident for the students in the schools from the upper socio – economic classes.
İÇİNDEKİLER s.n ÖNSÖZ ……… i ÖZET... ii ABSTRACT ………. iv İÇİNDEKİLER... vi
TABLOLAR LİSTESİ... xii
BÖLÜM I ... 1 GİRİŞ 1.1. Problem Durumu ... 1 1.2. Araştırmanın Amacı ... 4 1.3. Araştırmanın Önemi ……….. 5 1.4. Problem Cümlesi ... 6 1.5. Alt Problemler... 6 1.6. Hipotezler ... 7 1.7. Varsayımlar ... 7 1.8. Kapsam ve sınırlıklar ... 8 BÖLÜM II ……… 9
ÇOCUKTA FEN DÜŞÜNCESİ 9 2.1. Fen Öğretiminin Amacı ……… 9
2.2. Çocukların Düşünceleri Neden Önemli? …………... 10
2.3. Çocukta Fen Düşüncesinin Gelişimi ………. 13
2.3.1. Piaget’in Çalışmaları ve Çocuklarda Zihinsel Gelişim ………... 21
2.3.1.1. Somut İşlemler Dönemi ………... 24
2.3.1.2. Soyut İşlemler Dönemi ……… 25
BÖLÜM III ……….. 32 İLGİLİ YAYIN VE ARAŞTIRMALAR ………. 32 BÖLÜM IV ……….. 54 YÖNTEM ………. 54 4.1. Araştırmanın Modeli ………. 54 4.2. Evren ve Örneklem ………... 55 4.2.1. Okulların Seçimi ………. 56
4.3. Veri Toplama Araçları ……….. 58
4.4. Tanılayıcı Testin Uygulanması ………. 61
4.5. Nitel Verilerin Toplanması ………... 62
4.6. Verilerin Çözümlenmesi ………... 62
4.6.1. Nicel Verilerin Çözümlenmesi ……….…………... 62
4.6.2. Nitel Verilerin Çözümlenmesi ………. 63
BÖLÜM V ………... 65
BULGULAR ve YORUMLAR ………... 65
5.1. Nicel Çalışmaya İlişkin Bulgular ………. 65 5.1.1.Öğrencilerin “Hayvan” Kavramına İlişkin Sorulara Verdikleri
Cevapların Dağılımı ………. 65
5.1.2.Öğrencilerin “Bitki” Kavramına İlişkin Sorulara Verdikleri Cevapların Dağılımı ………...
67
5.1.3.Öğrencilerin “Kuvvet” Kavramına İlişkin Sorulara Verdikleri Cevapların Dağılımı ………
70
5.1.4. Öğrencilerin “Işık” Kavramına İlişkin Sorulara Verdikleri Cevapların Dağılımı ………...
73
5.1.5. Öğrencilerin “Elektrik” Kavramına İlişkin Sorulara Verdikleri Cevapların Dağılımı ……….
5.1.6. Öğrencilerin “Hal Değişimi” Kavramlarıyla İlgili Sorulara Verdikleri Cevaplarının Dağılımı ………...
77
5.2. Nitel Çalışmalara İlişkin Bulgu ve Yorumlar ……….. 81 5.2.1. Öğrencilerin “Hayvan” Kavramına İlişkin Düşünceleri ………. 81 5.2.1.1. Öğrencilerin “Hayvanların Özellikleri” ile İlgili Düşünceleri ……. 82
5.2.1.1.1. Öğrencilerin “Hayvan” Kavramına İlişkin Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ………
82
5.2.1.1.2.Öğrencilerin “Hayvanların Özellikleri” ile İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ………..
84
5.2.1.2. Öğrencilerin “İnsanın Hayvan Olup Olmadığı”na Yönelik Düşünceleri ……….
89
5.2.1.2.1. Öğrencilerin “Çocuğun Hayvan Olup Olmadığı”na İlişkin Düşüncelerin Sınıflara Göre Dağılımı ………...
90
5.2.1.2.2. Öğrencilerin “Çocuğun Hayvan Olup Olmadığı”yla İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ………..
91
5.2.1.3. Öğrencilerin “Hayvanların Yaşamak İçin Gerekli Enerjiyi Nereden Sağladıkları”na İlişkin Düşünceleri ………..
96
5.2.1.3.1. Öğrencilerin “Hayvanların Yaşamak İçin Gerekli Olan Enerjiyi Nereden Sağladıkları” ile İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ………
97
5.2.1.3.2. Öğrencilerin “Hayvanların Yaşamak İçin Gerekli Enerjiyi Nereden Sağladıkları”na İlişkin Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ……….
98
5.2.2. Öğrencilerin “Bitki” Kavramına İlişkin Düşünceleri ……… 103 5.2.2.1. Öğrencilerin “Bitkilerin Özellikleri” ile İlgili Düşünceleri 103
5.2.2.1.1 Öğrencilerin “Bitkilerin Özellikleri” ile İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ………..
104
5.2.2.1.2 Öğrencilerin “Bitki” Kavramı İle İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ………...
104
5.2.2.2. Öğrencilerin “Bitkilerin Yaşamak İçin Gerekli Olan Enerjiyi
Nereden Sağladıkları”na İlişkin Düşünceleri ………. 114
5.2.2.2.1. Öğrencilerin “Bitkilerin Yaşamak İçin Gerekli Olan Enerjiyi Nereden Aldıkları”na İlişkin Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ………...
115
5.2.2.2.2. Öğrencilerin “Bitkilerin Yaşamak İçin Gerekli Enerjiyi Nereden Sağladıkları”na İlişkin Düşüncelerin Okullara Göre Dağılımı ………...
116
5.2.3.Öğrencilerin “Kuvvet” Kavramına İlişkin Düşünceleri ……… 125 5.2.3.1. Öğrencilerin “Yavaşlamakta Olan Bir Bisikletin Üzerine Etkiyen
Kuvvetler”e İlişkin Düşünceleri ………
125
5.2.3.1.1. Öğrencilerin “Yavaşlamakta Olan Bisiklet Üzerine Etkiyen Kuvvetler”le İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı …………
127
5.2.3.1.2. Öğrencilerin “Yavaşlamakta Olan Bisiklet Üzerine Etkiyen
Kuvvetler”le İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı … 127
5.2.3.2.Öğrencilerin “Yatay Atış Hareketi Yapan Bir Top Üzerine Etkiyen Kuvvetler”le İlgili Düşünceleri ………...
132
5.2.3.2.1. Öğrencilerin “Yatay Atış Hareketi Yapan Bir Top Üzerine Etkiyen Kuvvetler”le İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ...
134
5.2.3.2.2. Öğrencilerin “Yatay Atış Hareketi Yapan Topun Üzerine Etki Eden Kuvvet”le İlgili Düşüncelerin Okullara Göre Dağılımı …
135
5.2.3.3. Öğrencilerin “Yukarı Doğru Atılan Bir Topa Hareket Süresince Etkiyen Kuvvetler”le İlgili Düşünceleri ………..
141
5.2.3.3.1. Öğrencilerin Yukarı Doğru Atılmış Bir Topa Hareket Boyunca Etkileyen Kuvvetler”le İlgili Öğrencilerin Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ………
143
5.2.3.3.2.Öğrencilerin “Yukarı Doğru Atılan Bir Topa Hareket Süresince Etkiyen Kuvvetler”le İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ………...
144
5.2.4. Öğrencilerin “Işık” Kavramı ile İlgili Düşünceleri ………... 154 5.2.4.1. Öğrencilerin “Yanmakta Olan Bir Mumdan Çıkan Işığın Gittiği
Mesafe”yle İlgili Düşünceleri ………. 154
5.2.4.1.1.Öğrencilerin “Yanmakta Olan Bir Mumdan Çıkan Işığın Gittiği Mesafe”yle İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ……….
157
5.2.4.1.2.Öğrencilerin “Yanmakta Olan Bir Mumdan Çıkan Işığın Gittiği Mesafe”yle İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ……….
158
5.2.4.2. Öğrencilerin “Nasıl Gördüğümüz”le İlgili Düşünceleri ………….. 162 5.2.4.2.1.Öğrencilerin “Nasıl Gördüğümüz”le İlgili Düşüncelerinin
Sınıflara Göre Dağılımı ………. 163
5.2.4.2.2.Öğrencilerin “Nasıl Gördüğümüz”le İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ………..
164
5.2.5. Öğrencilerin “Elektrik” Kavramına İlişkin Düşünceleri ……….. 168 5.2.5.1. Öğrencilerin “Devrede İkinci Telin Gerekli Olup Olmadığı”yla
İlgili Düşünceleri ……….. 169
5.2.5.1.1.Öğrencilerin Elektrik Devresinde İkinci Tele Gerek Olup Olmadığıyla İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ….
171
5.2.5.1.2. Öğrencilerin Elektrik Devresinde İkinci Tele Gerek Olup Olmadığıyla İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ….
171
5.2.5.2.Öğrencilerin “İkinci Telden Geçen Akım”la İlgili Düşünceleri …... 175 5.2.5.2.1. Öğrencilerin “İkinci Telden Geçen Akım”la İlgili
Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ………..
176
5.2.5.2.2. Öğrencilerin “İkinci Telden Geçen Akım”la İlgili
Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ………..
177
5.2.5.3.Öğrencilerin “B Telindeki Akımın Yönü” İle İlgili Düşünceleri 179 5.2.5.3.1. Öğrencilerin “B Telindeki Akımın Yönü” İle İlgili
Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımları ……….. 180
5.2.5.3.2. Öğrencilerin “B Telindeki Akımın Yönü” İle İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı ………..
181
5.2.6. Öğrencilerin “Hal Değişimleri” İle İlgili Düşünceleri ……….. 183 5.2.6.1. Öğrencilerin “Kaynamakta Olan Sudan Çıkan Kabarcıkların Ne
Olduğu”yla İlgili Düşünceleri ……….. 183
5.2.6.1.1.Öğrencilerin “Kaynamakta Olan Sudan Çıkan Kabarcıkların Ne Olduğu”yla İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı .
185
5.2.6.1.2. Öğrencilerin “Kaynamakta Olan Sudan Çıkan Kabarcıkların Ne Olduğu”yla İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı
186
5.2.6.2. Öğrencilerin “Fincanın Üzerindeki Su damlalarına Ne Olduğu” İle İlgili Düşünceleri ………...
190
5.2.6.2.1. Öğrencilerin “Fincanın Üzerindeki Suya Ne Olduğu” İle İlgili Düşüncelerinin Sınıflara Göre Dağılımı ……….
192
5.2.6.2.2 Öğrencilerin “Fincanın Üzerindeki Suya Ne Olduğu” İle İlgili” İle İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı …….
193
5.2.6.3. Öğrencilerin “Kavanozun Dışındaki Su Damlalarının Nasıl Oluştuğu” ile İlgili Düşünceleri ……….
196
5.2.6.3.1.Öğrencilerin “Öğrencilerin “Kavanozun Dışındaki Su Damlalarının Nasıl Oluştuğu” ile İlgili Düşünceleri Sınıflara Göre Dağılımı ………..
198
5.2.6.3.2. Öğrencilerin “Kavanozun Dışındaki Su Damlalarının Nasıl Oluştuğu” ile İlgili Düşüncelerinin Okullara Göre Dağılımı .
199
5.2.6.4. Öğrencilerin “Hal Değişimi” Kavramlarıyla İlgili Açıklamaları . 203 5.2.6.4.1. Öğrencilerin “Erime” Kavramıyla İlgili Açıklamaları …….. 203
5.2.6.4.1.1. Öğrencilerin “Erime” Kavramıyla İlgili
Açıklamalarının Sınıflara Göre Dağılımı ……….
203
5.2.6.4.1.2. Öğrencilerin “Erime” Kavramıyla İlgili
Açıklamalarının Okullara Göre Dağılımı ……….
205
5.2.6.4.2. Öğrencilerin “Kaynama” Kavramına İlişkin Açıklamaları .. 206 5.2.6.4.2.1. Öğrencilerin “Kaynama” Kavramına İlişkin
Açıklamalarının Sınıflara Göre Dağılımı …………... 207
5.2.6.4.2.2. Öğrencilerin “Kaynama” Kavramına İlişkin
Açıklamalarının Okullara Göre Dağılımı ………. 207
5.2.6.4.3. Öğrencilerin “Buharlaşma” Kavramına İlişkin Açıklamaları 210 5.2.6.4.3.1. Öğrencilerin “Buharlaşma” Kavramına İlişkin
Açıklamalarının Sınıflara Göre Dağılımı ………
5.2.6.4.3.2. Öğrencilerin “Buharlaşma” Kavramına İlişkin
Açıklamalarının Okullara Göre Dağılımı ……… 210
5.2.6.4.4.Öğrencilerin “Yoğunlaşma” Kavramına İlişkin Açıklamaları 212 5.2.6.4.4.1.Öğrencilerin “Yoğunlaşma” Kavramına İlişkin
Açıklamalarının Sınıflara Göre Dağılımı ……...…….. 212
5.2.6.4.2.2.Öğrencilerin “Yoğunlaşma” Kavramına İlişkin Açıklamalarının Okullara Göre Dağılımı …………...
212
SONUÇ ve ÖNERİLER ………... 219
KAYNAKÇA ……… 227
TABLOLAR LİSTESİ
Tablo 1. Tanılayıcı Testin Uygulandığı Öğrencilerin Sınıf ve Okullara Göre Dağılımı ……….
55
Tablo 2. Görüşme Yapılan Öğrencilerin Okul ve Sınıflara Göre Dağılımı …….. 56 Tablo 3. Öğrencilerin “Hangileri Hayvandır?” Sorusuna Verdikleri Cevapların Dağılımı ……….
66
Tablo 4. Öğrencilerin “Hayvanların Yaşamaları İçin Gerekli Enerjiyi Nereden Sağladıkları” Sorusuna Verdiklerin Cevapların Dağılımı ………
67
Tablo 5. Öğrencilerin “Hangileri Bitkidir?” Sorusuna Verdikleri Cevapların Dağılımı ……….
68
Tablo 6. Öğrencilerin “Bitkiler Yaşamak İçin Gerekli Enerjiyi Nereden
Alıyorlar?” Sorusuna Verdikleri Cevapların Dağılımı ……….. 69
Tablo7. “Yavaşlamakta Olan Bisiklete Etkiyen Kuvvetler”in Sorulduğu Soruya Öğrencilerin Verdiklerin Cevapların Dağılımı ………..
70
Tablo 8. Öğrencilerin “Yatay Atış Hareketi Yapan Bir Topa Etkiyen
Kuvvetler”in Sorulduğu Soruya Verdiklerin Cevapların Dağılımı ….. 71
Tablo 9. Öğrencilerin “Yukarı Doğru Atılmış Bir Topa Etkileyen Kuvvet”in Sorulduğu Soruya Verdikle Verdikleri Cevapların Dağılımı ………….
72
Tablo 10. “Yukarı Doğru Atılmış Bir Topa, Top En Üst Noktadayken Etkiyen Kuvvet” le İlgili Soruya Verilen Cevapların Dağılımı ……….
72
Tablo 11. “Yukarı Doğru Atılmış Bir Topa Aşağı Düşerken Etkiyen Kuvvetler”in Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı ………..
73
Tablo 12. “Yanmakta Olan Bir Mumdan Çıkan Işığın Gündüz Gittiği Mesafe”nin Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı …………
74
Tablo 13. “Yanmakta Olan Bir Mumdan Çıkan Işığın Gece Gittiği Mesafe” nin Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı ………...
74
Tablo 14. “Kızın Ağacı Nasıl Gördüğü” Sorusuna Verilen Cevapların Dağılımı 75 Tablo 15. “Basit Bir Elektrik Devresinde İkinci Bir Tele İhtiyaç Olup
Olmadığı”nın Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı ……… 76
Tablo 16. “Basit Bir Elektrik Devresindeki Tellerden Geçen Akım”ların Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı …...
Tablo 17. “Basit Bir Elektrik Devresinde İkinci Telden Geçen Akımın
Yönü”nün Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı …………. 77
Tablo 18. “Kaynamakta Olan Suyun İçinden Çıkan Kabarcıkları Ne
Olduğu”nun Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı ……….. 78
Tablo 19. “Fincanın Üzerinde Kuruyan Su Damlalarına Ne Olduğu”nun Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı ………...
78
Tablo 20. “İçi Buz Dolu Bir Kavanozun Dışındaki Su Damlalarının Nasıl Oluştuğu”nun Sorulduğu Soruya Verilen Cevapların Dağılımı ………
79
Tablo 21. Öğrencilerin “Hayvanların Özelliklerine” İlişkin Düşünceleri ……… 82 Tablo 22. Öğrencilerin “Çocuğun Hayvan Olup Olmadığı” Konusundaki
Düşüncelerinin Dağılımı ………... 90
Tablo 23. Öğrencilerin “Hayvanların Yaşamak İçin Gerekli Olan Enerjiyi Nereden Aldıkları”na İlişkin Düşünceleri ……….
96
Tablo 24. Öğrencilerin “Bitki” Kavramına İlişkin Düşüncelerinin Dağılımı …... 104 Tablo 25. Öğrencilerin “Bitkilerin Yaşamak İçin Gerekli Olan Enerjiyi
Nereden Sağladıklarına İlişkin Düşüncelerinin Dağılımı ………. 115
Tablo 26. Öğrencilerin “Yavaşlamakta Olan Bisiklet Üzerine Etkiyen
Kuvvetler”le İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ………..
126
Tablo 27. Öğrencilerin “Yatay Atış Hareketi Yapan Bir Top Üzerine Etkiyen Kuvvetler”le İlgili Düşüncelerinin Dağılımları ……….
134
Tablo 28. Öğrencilerin “Yukarı Doğru Atılan Bir Topa Hareket Süresince Etkiyen Kuvvetler”le İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ………...
142
Tablo 29. Öğrencilerin “Yanmakta Olan Bir Mumdan Çıkan Işığın Gittiği Mesafe”yle İlgili Düşüncelerinin Dağılımları ………...
156
Tablo 30. Öğrencilerin “Nasıl Gördüğümüz”le İlgili Düşüncelerinin Dağılımı .. 163 Tablo 31. Öğrencilerin Elektrik Devresinde İkinci Tele Gerek Olup
Olmadığıyla İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ………. 170
Tablo 32. Öğrencilerin “İkinci Telden Geçen Akım”la İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ……….
176
Tablo 33. Öğrencilerin “B Telindeki Akımın Yönü” İle İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ……….
Tablo 34. Öğrencilerin “Kaynamakta Olan Sudan Çıkan Kabarcıkların Ne Olduğu”yla İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ………...
184
Tablo 35. Öğrencilerin “Fincanın Üzerinde Su Damlalarına Ne olduğu” İle İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ………..
191
Tablo 36. Öğrencilerin “Kavanozun Dışındaki Su Damlalarının Nasıl Oluştuğu” ile İlgili Düşüncelerinin Dağılımı ………...
197
1.1. Problem Durumu
İnsan yaşamının her alanında meydana gelen farklılaşma ve gelişim, ülkelerin eğitim sistemlerini gözden geçirmelerini gerekli kılmıştır. Çünkü, bu farklılaşma ve gelişim hep en iyi olma yolunda bir yarışı beraberinde getirmiş, bu yarışta hedefe ulaşmanın ön şartı olarak da iyi yetişmiş bireylerin gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Bu durum, eğitim sisteminin çağın gereklerine uyum gösterebilen, yetişmiş insan gücünü ortaya çıkarabilecek bir biçimde düzenlenmesinin öneminin farkına varılmasını sağlamıştır.
İyi bir eğitim sisteminden beklenenin ne olduğu uzun yıllar bir çok ülkenin başlıca tartışma konusu olmuştur. “Eğitim sisteminin hedefi ne olmalıdır ve buna nasıl ulaşılabilir” tartışmaları özellikle fen eğitimi alanında kendini daha belirgin bir şekilde hissettirmiştir. Bu, “fen eğitiminin amacı bilim adamı yetiştirmek mi olmalıdır” yoksa “herkes için fen eğitimi mi verilmelidir” tartışmasından kaynaklanmıştır. Bu konu, özellikle Amerikan fen eğitimi sisteminin gündemini uzun süre meşgul etmiştir. Bilim adamı yetiştirmek amacıyla tasarlanan bir fen eğitimi programının amacından çok uzak sonuçlar vermesi üzerine, bu programdan vazgeçilmiş, amacın “herkes için fen eğitimi vermek” olması gerektiğine karar verilmiştir (Leach, 1996).
Zamanla geleneksel öğretim yaklaşımlarının, belirlenen hedefe ulaşılmasını bir türlü sağlayamaması ve öğrencilerin özellikle fen derslerine karşı olumsuz tutum geliştirmeleri sonucunda bir çok konuyu anlayamadıklarının farkına varılmasıyla, öğrencinin derste dinleyici konumundan çıkıp, aktif hale gelmesinin gerekli olduğu düşüncesi kabul görmüştür. Bunun üzerine, öğrenciyi “öğrenme işinin” merkezine alan, onu kendi öğrenmesinden sorumlu kılan bir çok yöntem, strateji ve teknik (problem çözme, buluş yoluyla öğrenme vb., işbirlikli öğrenme) geliştirilmiş ve
uygulamaya konmuştur.
Öğrenme sürecinde öğrenciyi aktif hale getiren bütün bu yöntem ve tekniklere rağmen, öğrencilerin gözlemledikleri olgu ve olayları açıklamada hala yeterli olamadıkları ya da bunları açıklayamadıkları gözlenmiştir. Aynı öğretim sürecini yaşayan bireylerin farklı öğrenmeler gerçekleştirmeleri, her bireyin kendine has bir öğrenme tarzının olabileceği düşüncesini gündeme getirmiştir. Böylece, öğrenmenin kişiye özgü bir süreç olduğu fikri doğmuştur. Tüm bunlar, yapılandırmacı öğrenme teorisinin fen eğitiminde etkisinin yoğun olarak hissedilmesini sağlamıştır.
Yapılandırmacı öğrenme teorisi, öğrenmenin önceki bilgiler üzerine yapılandırıldığını ve kişiye özgü bir süreç olduğunu savunan bir yaklaşımdır. Yapılandırmacılığa göre, birey deneyimlerine bağlı olarak çevresinde gözlemlediği olgu ve olaylarla ilgili düşünceler geliştirir. Geliştirilen bu düşünceler, öğrenilecek yeni konuların zihninde yapılanmasında etkili olur. Dolayısıyla, bireyin okulda sunulan öğrenme sürecinden önce geliştirmiş olduğu düşünceler, bilimsel nitelikte bir öğrenme için anahtar konumundadır. Bu durum, yapılandırmacılıkla birlikte öğrenme kavramının yeni anlamlar kazanması yanında, fen eğitimi alanında yapılan araştırmaların yönünü de farklılaştırmıştır. Artık, fen eğitimi alanında çocukların fen konularıyla ilgili sahip oldukları düşünceler, üzerinde sıkça durulan bir konu haline gelmiştir. Çocukların, formal eğitim öncesinde, esnasında ve sonrasında sahip oldukları, bilimsel olarak kabul edilen gerçeklerden farklı olan düşünceleri ile ilgili bir çok çalışma yapılmış ve yapılmaya devam etmektedir (Duit, 1995: 275).
Çocukların düşüncelerini araştıran bu çalışmaları, Solomon (1993: 1-10) dört yaklaşım altında toplamıştır:
1. Etnografik yaklaşım: Çocukların düşüncelerinin sorulduğu ve verilen cevaplardaki açıklamaların dikkatle dinlendiği çalışmalardır.
2. Kavram yanılgıları yaklaşımı: Bu tür çalışmalar, etnografik araştırmalardan daha açıklayıcıdır. Belirli konularda çocukların yaşadıkları zorluklar üzerine yoğunlaşılır, belirlenen hatalar sınıflandırılır ve çözüm önerileri sunulur.
3. Kültürel etki yaklaşımı: Öğrencilerin fen ile ilgili düşüncelerini, sosyal etkilerin ve toplumda yaygın olan informal eğitimin bir yansıması olarak gören araştırmalardır.
4. Zihinsel temsil yaklaşımı: Araştırmanın konusu, yine çocukların düşünceleri olmasına rağmen, bu kez ilginin, düşüncenin durumundan, bu düşüncenin çocukların zihninde nasıl işlem gördüğüne kaydığı çalışmalardır.
Araştırma yaklaşımlarında, farklı bakış açılarına sahip olunması nedeniyle, bir çok araştırmacı, öğrencilerin bilimsel olarak doğru kabul edilenlerin dışında kalan düşüncelerini farklı şekilde isimlendirme yoluna gitmişlerdir. İlk etapta, bu düşünceler, “kavram yanılgıları” olarak isimlendirilmiştir (Harlen, 1993: 3). Artan araştırmalarla birlikte, bu düşüncelere, “sezgisel inançlar”, “toy inançlar”, “hatalı fikirler”, “önkavramlar”, “çocukların bilimsel içgüdüleri”, “genel duyu kavramları”, “kendiliğinden oluşan bilgiler” gibi çok farklı isimler verilmiştir. Ancak, “alternatif kavramlar” ve “çocukların bilimi” isimleri bir çok araştırmacı tarafından diğerlerine göre daha uygun ve kabul edilir olarak nitelendirilmiştir (Harlen, 1993: 3). Bu duruma gerekçe olarak, söz konusu düşüncelerin, öğrencilerin kendi fiziksel ve sosyal çevreleriyle etkileşimleri sonucu ortaya çıkması ve çocuklar açısından mantıklı bir açıklamaya sahip olmaları gösterilmiştir. Bu düşüncelerin, bireyin zihinsel şemasında anlamlı bir bütün içerisinde yer aldığı, bu anlamda bir değer ifade ettiği belirtilmiştir (Abimbola, 1988; Harlen, 1993: 3; Wandersee, Mintzes ve Novak, 1994: 178; Aydın ve Uşak, 2003; Nakiboğlu, 2006: 193-198).
Çocukların küçük yaştan itibaren çevrelerinde gözlemledikleri olgu ve olaylarla ilgili üretmeye başladıkları düşünceleri, zaman içinde bir çok faktörden etkilenmektedir. Çocuklar, küçük yaşlarda, zihinsel yeterliklerine bağlı olarak sadece basit gözlemler doğrultusunda basit önermeler yapabilmektedirler. Artan yaşla birlikte artan zihinsel yeterlilikleri doğrultusunda çocukların daha detaylı gözlemler yapabilmeleri, düşüncelerini farklı etkenlere bağlı olarak test ederek geliştirebilmeleri beklenmektedir. Çocukların belli yaşlarda belli zihinsel yeterliliklere sahip olduğu düşüncesi Piaget’nin zihinsel gelişim modeli ile hayat
bulmaktadır. Piaget’e göre, çocuğun, ilköğretimin ilk kademesinde somut işlemler döneminde, ikinci kademesinde ise soyut işlemler döneminde olduğu kabul edilir. Ancak, çocukların zihinsel gelişimleri farklı ilerlemeler gösterebilmektedir. Kimi çocuk, ikinci kademede hala somut işlemler evresinde bulunabilmekte iken, kimi ise daha erken yaşta soyut işlemler dönemine ait bazı işlemleri yapabilmektedirler. Bu ilerlemede, çocuğun içinde bulunduğu ortam şartlarının önemli bir etken olduğu düşünülmektedir. Buna göre, çocuğun bulunduğu ortam, gözlemlerini test edebilmesine fırsat veriyorsa, zengin uyaranlara sahipse (ansiklopedi, bilgisayar, kitap gibi), araştırma yapmaya, merak edilen sorulara cevap aramaya imkan tanıyorsa, zihinsel gelişiminin daha hızlı ilerlemesi beklenmektedir. Dolayısıyla, içinde bulunulan sosyo-ekonomik çevre, çocuğun düşüncelerini yapılandırmasında önemli bir etken olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu bağlamda, bu çalışmanın amacı, ilköğretimde 4. sınıftan itibaren fen eğitimi almaya başlayan öğrencilerin, etraflarında gözlemledikleri olaylarla ilgili düşüncelerinin ilerleyen sınıf seviyesine (yaş ve alınan fen eğitimiyle) göre nasıl değişitiği ve bu değişimin okulun bulunduğu sosyo-ekonomik çevreden nasıl etkilendiğini araştırmaktır.
Çalışmada, öğrencilerin bilimsel gerçeklere uygun olmayan düşünceleri kadar bilimsel olarak doğru kabul edilen düşünceleri üzerinde de durulmuş, bunlardan bilimsel olarak doğru kabul edilen düşüncelerinin ilerleyen sınıf düzeylerinde nasıl değiştiği ve bu değişimin okulun sosyo-ekonomik çevresinden nasıl etkilendiği incelenmiştir. Dolayısıyla, bu çalışmada, çocukların düşünceleri alternatif kavram ya da kavram yanılgısı olarak isimlendirilmemiş, aksine hem hatalı hem de doğru olan düşünceler bir bütün olarak ele alınmıştır. Bu yüzden, çocukların sahip oldukları düşünceler herhangi bir ayrıma gidilmeksizin “çocukların düşünceleri” olarak nitelendirilmiştir.
1. 2. Araştırmanın Amacı
Çalışma, ilköğretim öğrencilerinin çevrelerinde gözlemledikleri olgu ve olaylarla ilgili geliştirdikleri düşüncelerin, sınıf düzeyine ve okulun bulunduğu sosyo-ekonomik çevreye bağlı olarak nasıl değiştiğini incelemek amacıyla
yapılmıştır.
1. 3. Araştırmanın Önemi
Günlük hayat içerisinde fen ile ilgili bir çok olgu ve olayla karşılaşan çocuklar bunlara yönelik derin bir ilgiye sahiptirler (Okan, 1993: 9). Bu yoğun ilgi ve merakından dolayı küçük bir bilim adamı olarak nitelendirilebilecek olan çocuklar, fen eğitimi almış olsunlar ya da olmasınlar, etraflarındaki dünya ile ilgili bir çok düşünce üretip (Harlen, 1993: 3), dünya hakkında bildiklerini organize etmek için “önbilimsel yollar” (Holt, 1991) oluştururlar.
Çocuğun kendine has oluşturduğu bu düşünceler bilimsel gerçeklere her zaman uygun olmayabilir. Bilimsel gerçeklerle örtüşmeyen bu düşünceler son yıllarda özellikle üzerinde durulan bir konu olmuş ve bu amaçla pek çok araştırma yapılmıştır. Bu araştırmaların sonunda, çocukların fikirlerinin beklenenlerden farklı olduğu ve bir çok çocuğun fikirlerinin formal eğitimden etkilenmediği görülmüştür (Osborne ve Freyberg, 1985: 8; Driver ve diğerleri, 1994; Duit, 1995: 277).
Yapılan araştırmalarla, etkili fen öğretimi için çocukların sahip oldukları düşünceleri tanımanın önemi açık bir şekilde görülmüştür. Kullanılan yöntemler ne kadar iyi olursa olsun, çocukların düşünceleri ve bu düşüncelerinin nedenleri bilinmediği sürece, öğretimin etkili olma şansının oldukça az olduğunun farkına varılmıştır (Osborne ve Freyberg, 1985: 13). Çocukların bilimsel gerçeklerden farklı olan düşüncelerinin tipi ve doğasının, cevabın doğruluğunun geleneksel ölçümü kadar önemli olduğu görülmüştür (Hoz, 1993’den Aktaran: Katharyn ve Shuel, 1993: 193). İşte bu yüzden, her çocuk için doğru ve anlamlı bir öğrenme deneyiminin olmasını sağlamanın yolunun, öğrenme ortamında çocuğun varlığını başlangıç noktası olarak almak (Holt, 1991: 4) olduğu inancı yaygınlaşmıştır.
Literatürde, farklı yaş aralıklarında ya da farklı kültürlerde bulunan öğrencilerle yapılmış bir çok çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalar, genellikle alternatif kavramlar üzerinde durmaktadırlar. Ancak, sadece bilimsel olarak doğru
olmayan düşünceler üzerinde odaklanmak, çocukların dünyayı anlamlandırmalarında dengesiz bir yorumun ortaya çıkmasına neden olabilir. Çünkü, alternatif kavramlar, çocukların dünyayı anlamlandırma çalışmalarının bir kısmını oluşturmaktadır. Bu yüzden, çocukların düşünceleri irdelenirken, hem bilimsel hem de bilimsel olmayan anlayışlar hesaba katılmalı ve bunlar arasında olabilecek ilişkiler açıklanmaya çalışılmalıdır (Palmer, 1999: 650). Buradan hareketle, çocukların bilimsel ve bilimsel olmayan düşüncelerinin sınıf düzeyine bağlı olarak nasıl ilerlediğini ve bu süreçte sosyo-ekonomik çevrenin etkisinin nasıl olduğunu derinlemesine incelemek amacıyla bu çalışma yapılmıştır. Mevcut eğitim sistemi içinde, fen eğitimi alan öğrencilerin hem bilimsel hem de bilimsel olmayan düşüncelerinin nasıl geliştiği ve değiştiği üzerinde duran, bu değişimi farklı sınıf düzeyine ve farklı sosyo ekonomik çevreye göre aynı anda, bütüncül bir yaklaşımla karşılaştıran bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu çalışmanın, çocukların düşüncelerinin yaşa bağlı olarak nasıl değiştiği ve bunun ait olunan çevrenin sosyo-ekonomik durumundan nasıl etkilendiği ile ilgili bütüncül bir bakış açısı sunması bakımından önemli olduğu düşünülmektedir.
1.4. Problem Cümlesi
İlköğretim 4.-8. (9-14 yaş) sınıf öğrencilerinin günlük yaşamda gözlemledikleri fen olgu ve olaylarına ilişkin düşünceleri;
a. Öğrenim gördükleri sınıf seviyesine,
b. Öğrenim gördükleri okulun bulunduğu sosyo-ekonomik çevreye göre nasıl değişmektedir?
1.5. Alt Problemler
1. İlköğretim 4-8. sınıf öğrencilerinin, hayvan, bitki, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimleri kavramlarını içeren tanılayıcı teste verdikleri cevapların dağılımları,
a. Sınıf seviyesi,
b. Okulun bulunduğu sosyo-ekonomik çevre faktörlerine göre nasıl değişmektedir?
2. İlköğretim 4-8. sınıf öğrencilerinin hayvan, bitki, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimi kavramıyla ilgili düşüncelerini bilimsel olarak açıklayabilme yeterlilikleri,
a. Sınıf seviyesi,
b. Okulun bulunduğu sosyo-ekonomik çevre faktörlerine göre nasıl değişmektedir?
1.6. Hipotezler
1. İlköğretim 4-8. sınıf öğrencilerinin, hayvan, bitki, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimleri kavramlarını içeren tanılayıcı teste verdikleri cevapların dağılımlarında sınıf seviyesine göre fark vardır.
2. İlköğretim 4-8. sınıf öğrencilerinin, hayvan, bitki, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimleri kavramlarını içeren tanılayıcı teste verdikleri cevapların dağılımlarında sosyo-ekonomik çevreye göre fark vardır.
3. İlköğretim 4-8. sınıf öğrencilerinin hayvan, bitki, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimi kavramıyla ilgili düşüncelerini bilimsel olarak açıklayabilme yeterliliklerinde sınıf seviyesine göre fark vardır.
4. İlköğretim 4-8. sınıf öğrencilerinin hayvan, bitki, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimi kavramıyla ilgili düşüncelerini bilimsel olarak açıklayabilme yeterliliklerinde sosyo-ekonomik çevreye göre fark vardır.
1.7. Varsayımlar
1. Araştırma örneklemi için ekonomik açıdan ele alınan okullar sosyo-ekonomik sınıflamaya uygundur.
2. Öğrenciler betimsel çalışma için sunulan tanılayıcı teste ve klinik görüşmelerde samimi, bilgileri ve algıları dahilinde cevap vermişlerdir.
3. Araştırmacı, görüşmeler boyunca yansız davranmış ve görüşülen öğrencinin düşüncesini etkilememiştir.
1.8. Kapsam ve Sınırlılıklar
1. Bu araştırma, Kırşehir İl merkezinde bulunan sosyo-ekonomik açıdan üst-alt kategorileri temsil eden iki ilköğretim okulunda 2005-2006 eğitim-öğretim yılında 4-8. sınıflarda okuyan öğrencileri kapsamaktadır.
2. Tanılayıcı testteki konular, bitki, hayvan, kuvvet, ışık, elektrik ve hal değişimi konularıyla sınırlıdır.
BÖLÜM II
ÇOCUKTA FEN DÜŞÜNCESİ
Bu bölümde; fen öğretiminin amacı, fen öğretiminde yaşanan değişim, fen öğretiminde yapılandırmacı yaklaşım, bu yaklaşımda öğrencinin rolü, öğrencilerdeki fen düşüncesinin gelişimi, bu gelişimle ilgili Piaget ve Vygotsky’nin görüşleri ele alınmıştır.
2.1. Fen Öğretiminin Amacı
Çevresiyle sürekli etkileşim halinde olan insan, gözlemlediği olay ve olguların nedenlerini anlama ihtiyacı duymuştur. Bu olgu ve olayları açıklayabilmek için bir takım yöntemler geliştirmiş ve bunların doğrultusunda onlara anlam vermeye çalışmıştır. Ancak, doğru gözlem ve doğru bilgiye ulaşmak eleştirel bir bakışla mümkün olabileceği için, insanın bu olay ve olgulara anlam vermeye çalışırken bir sistematik çerçevesinde çalışması gerekmiştir. Kuşkucu yaklaşımlar bilimsel kuralları doğurmuş ve insanlar kendinden sonra gelen kuşakların da aynı kuşkucu yaklaşımla, eleştirel bir sistematik dahilinde olay ve olgulara anlam vermesini amaçlamışlardır. Bu, genel anlamda bilim, özel anlamda ise fen eğitimini ortaya çıkarmıştır.
Fen eğitimi, modern anlamda başlangıçta John Locke ve Jean Jacques Rousseau’nun etkisi ile didaktik bir tarzda genelde ezber şeklinde gelişirken, 1860-1880 yılları arasında Pestallozzi'nin "nesne öğretimi" yaklaşımı ile gözlem, deney ve mantıklı düşünme becerilerinin geliştirilmesinin amaçlandığı bir derse dönüşmüştür. Bu dönüşüm, fen öğretiminin, Endüstri Devrimi ile mesleki nitelik kazanmasını, bireyin günlük yaşamda karşılaştıkları sorunların çözümünü üstlenmesini, bilimsel bilgilerin yanı sıra, bilgiye ulaşma yollarının da öğretmesini ve bilimsel tutumları geliştirmesini öngörmüştür (Gücüm, 1998:5-7).
Zaman içinde değişen şartlar ve beklentiler doğrultusunda, fen öğretiminden beklenenler de değişmiştir. Günümüzde fen eğitimi, çocukların, içinde yaşadıkları dünyayı anlama yollarını geliştirmelerini, kendi deneyimleriyle bağlantı kurarak kavramlar oluşturmalarını, bilgiyi kazanmayı ve organize etmeyi öğrenmelerini, fikirlerini uygulayabilmelerini ve test edebilmelerini sağlamayı amaçlamaktadır (Harlen, 1985: 2). Bunun gerçekleşebilmesi için, öğretmenlerin fen derslerinde, olayları araştırma, fikirleri inceleme, yararlı ve üretken sorular sorabilme, doğal ve teknolojik dünya ile ilgili akla uygun ve yararlı açıklamalar geliştirebilme, doğal ve teknolojik deneyimlerini genişletebilme, bilimsel bilginin nasıl elde edildiğini açıklayabilme gibi konularda öğrencilere yardımcı olmaları beklenmektedir (Köseoğlu ve Kavak, 2001: 140).
Bu bağlamda, fen öğretiminin amaçlarının 19. yy.dan bu yana değiştiğini, buna bağlı olarak da derslerde öğrenci konumundaki “çocuk” kavramının yerinin farklılaştığını söylemek mümkündür. Başlangıçta pasif alıcı konumundaki çocuk, zamanla değişen amaçlar çerçevesinde bu durumdan çıkmıştır. Artık, tüm etkinliklerin öğrenci merkezinde ve öğrenme kavramı çerçevesinde yeniden yorumlandığı bir duruma varılmıştır. Öğrenciye yüklenen yeni roller, sadece derste aktif hale gelmesi ile sınırlı kalmamış, onun aynı zamanda, çevrelerinde gerçekleşen olaylara ilgi duyan, bu olayları gözlemleyen, gözlemlerine anlamlar vermeye çalışan, gözlemleri ve deneyimleri doğrultusunda düşünceler üreten etkin bireyler oldukları kabulünü de beraberinde getirmiştir. Bununla birlikte, fen derslerinde yer alan konularla ilgili olarak öğrencilerin sahip oldukları düşünceler, fen öğretiminin önemli bir parçası haline gelmiştir.
2.2. Çocukların Düşünceleri Neden Önemli?
Eğitim sisteminde, uzun yıllar davranışcı yaklaşımın etkileri görülmüştür. Davranışcı yaklaşıma göre, bir organizmaya karşı belli bir uyaran verildiğinde, o organizmanın benzer şartlar altında benzer tepkiler vereceği kabul edilir. Bu yaklaşım doğrultusunda oluşturulan öğretim programları, öğretmene, bilgiyi öğrenciye aktaran rolünü verir. Bu öğretim programları, öğrencilerin sınıfa, konu
hakkında ön bilgileri olmadan geldiklerini ve yeni bilgiyi olduğu gibi aldıklarını kabul eder. Kurama göre, istendik yönde bir davranış değişikliğinin olması öğrenmenin olduğu anlamına gelir.
Davranışçı yaklaşım, fen eğitiminde de uzun yıllar etkili olmuş ve diğer alanlardaki bakış açısıyla işe koşulmuştur. Bu düşünce doğrultusunda, aynı öğretme stratejileriyle fen eğitimi alan, aynı gözlemi, aynı deneyi, aynı araştırmayı yapan öğrencilerin aynı öğrenmeyi gerçekleştirecekleri benimsenmiştir. Bu beklentiyle, derslerde anlatılan konuyla ilgili sorulara istendiği şekilde cevap veren öğrenci başarılı sayılmış, öğrenmenin gerçekleştiğine inanılmıştır. Ancak, gözlenen bir olay ya da olgunun sorgulanmasında klasik ölçme araçlarının (tanımlama içerikli sorular, çoktan seçmeli ya da kısa cevaplı testler vs.) dışına çıkıldığında, öğrencilerin açıklamalarının beklenenden oldukça farklı olduğu görülmüştür (Marek, 1986: 35; von Glasersfeld, 1995: 4). Aynı öğretim sürecinden geçmelerine rağmen, öğrencilerin oldukça farklı cevaplar verdiklerinin fark edilmesi üzerine, öğrenme sürecinde her bireyin aynı tepkiyi vermediği, bireylerin kendine has bir öğrenme tarzı olabileceği düşüncesi doğmuştur. Bu düşünce ise yankılarını, yapılandırmacı (constructivism) öğrenme kuramında bulmuştur.
Yapılandırmacılık, aslında, Kantçı epistomoloji ile 19. yy. düşünürü Giambattista Vico’nun görüşleri yanında, John Dewey gibi 20. yy. pragmatistlerinin ve F. C. Barlett, Jean Piaget ve L.S. Vygotsky gibi bilişsel ve sosyal psikolojinin önde gelen isimlerin düşüncelerine dayanır (Tynjälä, 1999: 363; Atasoy, 2002: 6). Yapılandırmacılık, bir öğrenme teorisi olarak başlamış olmasına rağmen, daha sonra alanı genişlemiş ve bir öğretim teorisi, eğitim teorisi, düşüncelerin kökeni teorisi ve hem kişisel hem de bilimsel bilginin teorisi haline gelmiştir (Matthews, 2002: 121).
Yapılandırmacılık, radikal, bilişsel ve sosyal yapılandırmacılık (Bağcı Kılıç, 2001) gibi farklı yorumlara sahiptir. Ancak, bunların hepsi, bilginin pasif olarak alınmadığı, bireyin zihninde kendi yöntemiyle yapılandırıldığı üzerinde durur. Birbirlerinden ayrılan noktaları, yapılandırma sürecinde, bireye ve sosyal çevreye verdikleri rollerdir. Radikal ve bilişsel yapılandırmacılık, zihinsel modeller ve
yapılandırma süreci üzerinde dururken, sosyal yapılandırmacılık, sosyallik, iletişim ve işbirliği süreçleri üzerinde durmaktadır (Tynjälä, 1999: 364).
Yapılandırmacı öğrenme kuramına göre, öğrenen, kendi öğrenmesini kontrol eder. Bu basit gerçek, eğitimde yapılandırmacı yaklaşımın kalbini oluşturmaktadır (Brooks ve Brooks, 1999: 21). Yapılandırmacılığı davranışçılıktan ayıran en önemli nokta da budur. Çünkü davranışçılıkta öğrenciler, üzerlerine bilgilerin ekleneceği tabula rasalar (boş levha) olarak görülürken, yapılandırmacılıkta onlara aktif, yaratıcı ve sosyal öğrenen rolleri (Perkins, 1999: 7) yüklenmiştir.
Yüklenen bu yeni rollerle birlikte, öğrenen, pasif konumundan çıkarılmış, çevresiyle sürekli etkileşimde bulunan, etraflarında olan olayları gözlemleyen, bu gözlemlerinin nedenlerini merak eden ve gözlemlerine kendince açıklamalar getirmeye çalışan bir konuma getirilmiştir. Yeni konumuna göre çocuk, kendine has ilgi ve merakının olduğu alanlara sahiptir. Belirli çeşitteki deneyimleri araştıracak, diğer olasılıkları reddedecektir. Böylelikle çocuk, bireysel bir araştırma yolu kullanacaktır. Her çocuk, olayları kendi beklentileriyle, önceden deneyimleyerek öğrendikleriyle biçimlendirecektir. Yani, yeni deneyim kişinin sistemine kendi yöntemiyle oturacaktır (Holt, 1991: 3). Kavramsallaştırma ise daha önceden kazanılmış bilgi ile yeni veri arasında etkileşim sonucunda oluşacaktır (Watts, 1994: 52).
Öğrenenin niteliğine karşı değişen bu bakış açısı, öğretme ve öğrenme kavramlarına yüklenen anlamların değişmesini de beraberinde getirmiştir. Artık öğrenme, öğretme sürecinin bir sonucu değil, aksine, öğrencilerin, sunulan yeni bilgiyle ne yaptığının bir sonucu haline gelmiştir (Sewell, 2002: 24). Öğretme ise, bir aktarma sürecinden çıkıp, bireysel yapılandırma sürecinin yönlendirilmesi halini almıştır.
Yapılandırmacılığa göre, her kazanılan bilgi bir sonraki bilginin inşaasına zemin hazırlamaktadır. Çünkü, yeni bilgiler önceden yapılanmış olanların üzerine bina edilmektedir. Böylece öğrenme, varolanlarla yeni olan öğrenmeler arasında bağ
kurma ve her yeni bilgiyi varolanlarla bütünleştirme süreci haline gelmiştir. Ancak bu süreç, sadece bilgilerin üst üste yığılması anlamını taşımamaktadır. Birey bilgiyi gerçekten yapılandırmışsa kendi yorumunu yapabilecek ve bilgiyi temelden kurabilecektir. Yapılandırmacılık, bilginin biriktirilmesi ve ezberlenmesiyle değil, düşünme ve analiz etme ile ilgilidir (Şaşan, 2002: 50).
Birbirinden oldukça farklı olan bu iki yaklaşım doğrultusunda hazırlanan öğretim programlarında, konumu oldukça farklı olan öğrencilerden beklenenler de farklılaşmıştır. Davranışçı kuramdaki pasif alıcı rolü değişen, yapılandırmacı yaklaşımla bilgiyi kendi yeterlilikleri doğrultusunda yapılandırır bir konuma gelen öğrencinin, dersin konusuyla ilgili olarak ne düşündüğü, ne tür bilgi ve deneyimlere sahip olduğu önemli hale gelmiştir.
2.3. Çocukta Fen Düşüncesinin Gelişimi
Bireyin çevresiyle etkileşimi doğduğu andan itibaren başlar. Bu etkileşim, başlarda çok sınırlı iken büyüme ile birlikte artar. Örneğin, çocuklar (0-2 yaş) çevrelerini keşfettikçe, farklı nesnelere farklı tepkiler vermeyi, hatta onları hatırlamayı öğrenirler. Bu süreç, henüz sınıflamayla ilgili olmasa da sınıflamanın gelişimiyle ilgilidir. Buna karşın, büyük çocuklar, nesneleri keşfetmeye devam ederler ve daha önce keşfedilenlerle ilişkili olarak yeni nesneleri gruplandırırlar (Micklo, 1995: 24). Böylece, etraflarındaki dünyaya anlam verme çabaları, bu basit gayretlerle şekillenmeye başlamış olur. Çevreyle etkileşim arttıkça, çocuklar etraflarında gelişen olaylara daha fazla ilgi duymaya başlarlar. Aslında, gözlemledikleri olayların nedenlerini merak edip, bunu sorgulamak onların bulundukları yaşın (2-6) en belirgin özelliklerindendir. Bir bilim adamı kadar meraklı olan çocuklar, araştırmaya, keşfetmeye, öğrenmeye ve yeni şeyler yaratmaya isteklidirler (Holt, 1991: 3). Onların bu çabaları, bilim adamlarınınki kadar değerli, vardıkları sonuçlar bilim adamlarınınki kadar önemlidir (Soylu, 2004: 12-13,).
Çocukların, duydukları, dokundukları, tattıkları, hissettikleri her şeye anlam verme çabaları, onların bu olaylarla ilgili çeşitli düşünceler üretmelerine neden olur.
Ancak, etraflarındaki dünyayı anlama 5, 9 ve 13 yaşındaki çocuklar için birbirinden oldukça farklıdır. Çünkü bu yaşlardaki çocukların dünyayı algılama kapasiteleri aynı değildir. Örneğin çocuklar, ilk başlarda, o an için amaçlarına uyan, ancak geniş kapsamlı olmayan ve ayrıntı içermeyen gözlemler yaparken, bu durum yaş ilerledikçe, yine artan deneyimlere dayalı olarak detaylı bir hal alır ve belirli bir probleme ilişkin gözlemlere doğru ilerler (Harlen, 1985: 4-5). Ancak, çocukların düşünme ve bilgiyi yapılandırma yolları, sanıldığı kadar basit değildir. Çocuklar için anlamlı olan şey, yetişkinler için aynı değeri ifade etmeyebilir. Onların kişisel deneyimleri, duyguları, metaforları, yorumlama çatıları vb., kişisel bilgilerinin ve onları yapılandırma biçimlerinin doğasını etkileyen yöntemlerin karmaşık bir sistemini yaratmalarını sağlar (Bloom, 1992: 319). Bu yapılandırma süreci, her bireye özgü bir biçimde gerçekleşir. Böylece, çocuk gözlemlediği olaylarla ilgili düşünceler üretir, bu düşünceler doğrultusunda genellemeler yapar ve kendi bilgi dünyasını oluşturur.
Küçük yaştan itibaren, etraflarındaki olaylarla ilgili gözlem yapma, organize etme, düzenleme, genellemeye gitme gibi bir takım alışkanlıklar geliştiren çocuklar, okul hayatlarına bunlarla başlarlar. Bu alışkanlıklar neticesinde çocuklar, formal eğitim içerisinde öğretimi yapılacak bir çok konu hakkında ön düşüncelere sahip olurlar. Bu düşünceler, kendilerini en çok fen derslerinde hissettirirler. Çünkü, fen dersleri çocuğun çevresindeki çekici ve şaşırtıcı zenginliğin eğitimini içermektedir. Fenin konularını; çocuğun yediği besin, içtiği su, soluduğu hava, beslediği hayvan, bindiği araba, kullandığı elektrik ve vücudu oluşturur (Gürdal, 1988’den aktaran; Hançer, Şensoy ve Yıldırım, 2003: 80). Dolayısıyla, çocuğun formal fen eğitiminde göreceği konularla ilgili bir takım ön düşüncelere sahip olması kaçınılmaz bir hal alır. Ancak, çocukların bu düşünceleri, formal fen eğitimi ile verilmeye çalışılandan oldukça farklı olabilir (Osborne ve Freyberg, 1985; Driver, Guesne ve Tiberghien, 1985: 2; Treagust, Duit ve Fraser, 1996: 2; Wandersee, 1985: 581). Çünkü,
1. Çocukların deneyimleri sınırlı olduğu için kanıtları da kısmi olur.
2. Çocuklar, farklı yorum yapmalarını sağlayacak mantıksal şeylere değil, duyularıyla algıladıkları şeylere dikkat ederler.
olasılığını göz önünde bulundurmak yerine, bir özellik üzerine odaklanırlar.
4. Çocukların kullandıkları muhakeme biçimi, bilimsel muhakemeyle karşılaştırılamayacak şekilde olabilir.
5. Çocuklar kelimeleri, anlamlarını bilmeden kullanabilirler.
6. Kendileri için anlamlı olan alternatif bir görüşü kazanamadıkları için, aksi kanıtların varlığına rağmen, önceki düşüncelerini sürdürebilirler (Harlen, 1993: 52-53).
Çocukların, bu sınırlı ve taraflı çabalarla da olsa, etraflarındaki dünya ile ilgili ürettikleri düşünceler, fen derslerinde öğretilecek kavramların biçimlenmesinde oldukça önemli bir rol oynarlar. Bu düşünceler, kimi zaman fen derslerinden olumlu yönde etkilenir ve bilimsel olarak doğru kabul edilen düşünceye doğru ilerler. Ancak kimi zaman da, bu düşünceler, fen eğitimini olumsuz yönde etkiler ve kavramların yanlış yorumlanmasına sebep olur.
Çocukların fen kavramlarıyla ilgili düşüncelerinin gelişimi bir çok dış faktörden etkilenir. Bu faktörlerin başında, çocukların kavramlara ilişkin olgu ve olayları ne kadar deneyimledikleri gelir. Çünkü çocuklar, gözlemledikleri olaylarla ilgili daha çok yorum yapabilirler. Örneğin çocuklar, fen derslerinde öğretilecek olan kuvvet kavramıyla ilgili olarak beklenenden farklı düşüncelere sahiptirler. Çünkü, bir nesnenin hareket etmek için kuvvete ihtiyaç duyduğunu görürler ve kuvvetle ilgili çeşitli inançlar geliştirirler. Ancak, atom teorisiyle ilgili herhangi bir deneyime sahip olmadıkları için bu konuyla ilgili eğitim öncesinde düşünceler üretmezler (White, 1994: 256). Dolayısıyla, bu konuyla ilgili kavramların gelişimi çocuğun ön düşüncelerinden etkilenmediği için daha sağlıklı olur.
Çocuklara öğretilen kavramın soyutluk derecesi de bu düşüncelerin gelişiminde etkilidir. Bir kavram, daha az soyut, daha az algılanır ve daha az deneyime açık olduğunda çocuklar onunla ilgili daha az alternatif düşünce üretirler. Örneğin, hareket, hız ve ivme kavramları soyutluk dereceleri farklı olan kavramlardır. Öğrenci, hareketi algılayabilirken, ivmenin algılanması daha zordur (White (1994: 257).
Öğrenilen kavramların karmaşıklığı çocukların geliştirecekleri düşüncelerde de önemli bir yere sahiptir. Bir kavramla ilgili alt kavramların sayısı arttıkça, onunla ilgili doğru düşüncelerin oluşması da zorlaşır. Örneğin, yoğunluk kavramı, kütle, hacim, sıcaklık gibi az sayıda kavramı içine alırken, ses kavramı, şiddet, kalite, dalga hareketi, dalga boyu, frekans gibi bir çok kavramı içerir (White, 1994: 257) .
Çocukların düşüncelerinin gelişiminde, günlük konuşma dilinde kullanılan kelimeler de etkilidir. Fen derslerinde öğretilen konunun içinde geçen kelimelerin bilimsel anlamı ile günlük dildeki anlamı birbirinden farklı ise çocuk problem yaşar (Gilbert ve Osborne, 1980; Watts ve Zylbersztajn, 1981; Gilbert, Watts ve Osborne, 1982; Osborne ve Wittrock, 1983: 496). Dolayısıyla çocuk, kavramı doğru şekilde oluşturmakta zorlanır. Örneğin; hayvan kelimesi günlük yaşamda sıklıkla kullanılan bir kelime olmasına rağmen bilimsel dilde sahip olduğu anlamda kullanılmaz. Bu yüzden çocuklar, hayvan kavramıyla ilgili bilimsel olarak kabul edilen gerçeklerin dışında düşünceler geliştirebilirler (Bell, 1981’den aktaran Bell and Freyberg, 1985: 32). Benzer şekilde, solunum kelimesinin günlük dilde nefes alma ile eşanlamlı olarak kullanılması çocuğun bu kavramı yapılandırmasında sorun yaratmaktadır (Tekkaya ve Balcı, 2003).
Çocuğun yaşadığı çevre de düşüncelerin gelişmesinde önemli bir role sahiptir. Çocuğun ailesinde bulunan bireylerin eğitim durumları, ailenin sosyo-ekonomik durumu (Pittman, 1999: 3; Üstün, Akman ve Etikan, 2004), çocuğun arkadaş çevresi gibi bir çok faktör, çocuğun düşüncelerinin gelişimini olumlu ya da olumsuz yönde etkiler. Örneğin çocuk, bilimle ilgili kitaplara sahipse, ailesinde bilim ile ilgili konuları konuşabildiği kişiler varsa ya da merak ettiği soruları araştırma fırsatı bulabiliyorsa çocuğun düşünceleri daha hızlı ve bilimsel gerçeklere uygun bir şekilde gelişme fırsatı bulur. Diğer taraftan, çocuğun bulunduğu çevrenin sahip olduğu inançlar da çocuğun düşüncelerinin gelişim sürecini olumlu ya da olumsuz yönde etkileyebilir. Örneğin; yaratılış, evrim gibi kavramların, bireyin ait olduğu çevrenin sahip olduğu düşüncelerden etkilendiği bilinmektedir (White, 1994: 258-9).
gelişiminde oldukça önemlidir. Çocuk ilgi duyduğu olayların üzerinde daha çok duracağı için o konularla ilgili düşünceleri de daha hızlı gelişecektir. Ancak, çocuk konuyla ilgili bir antipatiye sahipse ya da konu ilgi alanına girmiyorsa, bu konunun üzerine durmayacak, dolayısıyla ilgili kavram hakkındaki düşünceleri olduğu gibi kalacaktır.
Fen derslerinin işleniş biçimi de çocukların düşüncelerin gelişiminde önemli rollere sahiptir. Fen konularının anlatılış biçimi, tercih edilen öğretim yöntem, teknik ve stratejileri, yapılan deney ve etkinlikler, öğretmenin ve ders kitabının kullandığı dil gibi bir çok faktör çocukların düşüncelerinin gelişmesini olumlu ya da olumsuz yönde etkileyebilir. Örneğin, fen konularının çoğunun soyut olması nedeniyle öğretmenler ve ders kitapları yeni bir bilgiyi anlatmak için analoji kullanırlar (Kikas, 2004: 433). Analoji, farklı olgularla ilgili bilgiyi genelleme biçimidir ve bilginin iyi bilinen bir alandan yeni olan alana transfer edilmesinde kullanılır (Kikas, 2004: 433). Bu analojiler, çocuk tarafından doğru anlaşıldığında ve çocuk yeni bilgisiyle eski bilgisi arasında doğru bağ kurabildiğinde, düşüncenin gelişimine katkıda bulunmuş olur. Ancak analojiler, çocuğun seviyesine uygun olmadığında ya da çocuğun bilgileri ilişkilendirmesi noktasında yetersiz kaldığında öğrencinin niyetlenilenden farklı düşünceler üretmesine neden olabilirler (Webb, 1985: 647; Pittman, 1999: 2; Taber, 2001).
Bir diğer etmen ders kitapları olabilmektedir. Çünkü ders kitaplarında bilgilerin nasıl sunulduğu, bu sunumda kullanılan dil, resimler, diyagramlar ve modeller de öğrencilerin düşüncelerinin gelişiminde önemli rollere sahiptir (Akdeniz, Bektaş ve Yiğit, 2000; Küçükahmet, 2001; Yağbasan ve Gülçiçek, 2003 ; Kikas, 2004: 434). Çocuğun konuyu anlamasına yardım etmek amacıyla kullanılan resimler ve modeller, onların zihinsel gelişimine ve deneyimlerine uygun ise bu etki olumlu olabilir.
Öğretmenlerin alanlarındaki yeterlilikleri, öğrencilerin düşüncelerinin gelişiminde oldukça önemli bir yere sahiptir. Öğretmenin, konuyla ilgili iyi bir donanıma sahip olması kadar, bu konunun nasıl ve hangi yöntemlerle işlenmesi
gerektiğinin de farkında olması gerekir. Ancak, yapılan bir çok çalışma, öğretmenlerinde öğrenciler gibi, bilimsel olmayan bir çok düşünceye sahip olduklarını göstermektedir (Kruger ve Summers, 1988; Kruger, Palacio ve Summers, 1992).
Bu dış faktörlerin yanında, çocukların fen kavramlarıyla ilgili düşüncelerinin gelişimde zihinsel gelişim, zeka, muhakeme yeteneği (Serin, 2005) gibi iç faktörler de oldukça önemli bir yere sahiptir. Bu iç ve dış faktörlerin etkileri doğrultusunda çocukların, kavramlarla ilgili düşüncelerinin gelişimleri farklı yollar izler. Bunlar şu şekilde özetlenebilir (Tytler (2002: 15):
1. Öğrenci, önceki bilgisini reddederek bilimsel bilgiyi kabul eder.
2. Öğrenci bilimsel bilgiyi kabul eder ancak bazı durumlarda kullanmak için önceki düşünceleri de var olmaya devam eder.
3. Öğrenci bilimsel düşünce ile önceki düşünceyi birleştirerek melez bir kavram oluşturur.
4. Öğrenci bilimsel düşünceyi ret eder. Ancak, bu konuyla ilgili düşüncesi okulda sorulduğunda bilimsel düşünceyi kullanır ama buna inanmaz.
Çocukların formal eğitimi aldıkları çevre ve öğrenim şartları iyi olursa, bilimsel düşünce ilişkili ve anlamlı olur, çocuk bilimsel deneyimi doğrultusunda varolan düşüncesini test eder ve düşüncesini, öğrendikleri doğrultusunda düzenler ya da değiştirir (Alfrod, 1997). Ancak, yeni olan bilginin eski olanın yerine geçebilmesi için, o bilginin çocuk için anlamlı, yararlı ve kullanışlı olması gerekir (Hewson, 1996: 133). Aksi taktirde çocuğun düşüncesinde istenilen yönde bir gelişme görülmeyecektir. Ancak, bu pek de kolay bir süreç değildir. Özellikle de, çocuğun düşünceleri bilimsel olan düşüncelerden deneyimleri doğrultusunda farklı bir şekilde oluşmuşsa, düşüncenin olumlu yönde gelişimi daha da zor olmaktadır. Çocukların düşünceleriyle ilgili yapılan bir çok araştırma, ön düşüncelerin yeni öğrenmeler karşısında çok güçlü ve değişime dirençli olduklarını göstermiştir (Driver, 1989: 481; Fetherstonhaugh ve Treagust, 1992: 653; Harlen, 1993: 3; Treagust, Duit and Fraser, 1996: 2; Campanario, 2002: 1096, Bilgin ve Geban, 2001: 26). Bu düşüncelerin
değiştirilmesinin bu denli zor olmasının nedenlerinden biri çocukların, oldukça kişiselleşmiş “bilgi yapıları” geliştirmiş olmalarıdır (Bloom, 1992: 400). Çocuk bir deneyimini anlamlandırmaya çalışırken, önceki deneyimleriyle ilgili düşünceleri kullanır, haliyle yeni deneyimi eski deneyimleri doğrultusunda şekillenir. Bu süreçte öğrencilerin düşünceleri, fen dersinde verilmeye çalışılan formal teorilere karşılık “eylemdeki teoriler” halini alırlar (Camanario, 2002: 1096), dolayısıyla konunun öğrenilmesinde daha etkin bir rol oynarlar.
Yeni bir bilgi karşısında izlediği yolla ilgili yukarda özetlenen (Tytler, 2002: 15) duruma bakıldığında çocuğun, dört farklı tepki verdiği görülür. Ancak, bu tepkilerden sadece biri istenilen şekildedir. Diğerlerinde, çocuk hep kendi düşüncelerinin etkisini taşımaktadır. Bu tepkileri, bilimsel düşüncenin oluşma olasılığı olarak değerlendirecek olursak, bu şansın üçe karşı bir olduğu şeklinde bir yorum yapmak mümkün olabilir. Aslında, bu durum çocuğun kendi oluşturduğu düşüncelerinin ne denli önemli olduğunu bize tekrar hatırlatır. Bu öneminden dolayı, çocukların düşüncelerinin farkında olmak gerekir. Eğer, çocukların bu düşünceleri fark edilmez ya da ciddiye alınmazsa, istenilen yönde bir gelişme gerçekleştirilemeyeceği için çocuklar da bilimsel düşünceye ulaşamayacaktır.
Ancak, çocukların bilimsel gerçeklerden farklı olan düşünceleri, her zaman hatalı ya da yanlış diye değerlendirilip, önemsiz hale getirilmemelidir. Çünkü, bu düşünceler her ne kadar bilimsel olarak doğru olmasa da, kavramın bilim tarihindeki gelişim ve değişimine bakıldığında, eski çağlarda yaşamış bilim adamları ve filozofların da kimi zaman benzer düşünceleri taşıdıkları görülmektedir (Wandersee, 1985; Gilbert ve Zylbersztajn, 1985; Sequeira ve Leite, 1991). Örneğin; çocuklar Aristo gibi, madde ve ağırlığı birbirinden ayırmaktadırlar (Stavy, 1990: 248). Çocukların kuvvet ve hareketle ilgili düşünceleri de Aristo’nun düşüncelerine yakındır. Çocuklarda, Eski Yunanlılar gibi, sabit durmanın doğal olduğunu ve top ya da taş gibi ağır nesnelerin yukarıya doğru giderken doğal olmayan bir hareket yaptıklarını, nesnelerin doğal yerlerine doğru hareket edeceklerini düşünürler (Watts ve Zylbersztajn, 1981: 360). Ayrıca, çocuklar, Aristo gibi, nesnelerin sadece bir kuvvetin etkisi altındayken hareket edeceği düşüncesine sahiptirler (Hashweh, 1998).
