Fizik öğretmenlerinin ve fizik öğretmen adaylarının elektrik akımı konusundaki zihinsel modellerinin belirlenmesi

(1)

(2)

FİZİK ÖĞRETMENLERİNİN VE FİZİK ÖĞRETMEN ADAYLARININ

ELEKTRİK AKIMI KONUSUNDAKİ ZİHİNSEL MODELLERİNİN

BELİRLENMESİ

HANİFE KARACAN

YÜKSEK LİSANS TEZİ

ORTAÖĞRETİM FEN VE MATEMATİK ALANLARI EĞİTİMİ

ANA BİLİM DALI

FİZİK EĞİTİMİ BİLİM DALI

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

(3)

TELĠF HAKKI ve TEZ FOTOKOPĠ ĠZĠN FORMU

YAZARIN

TEZĠN

Türkçe Adı : Fizik Öğretmenlerinin ve Fizik Öğretmen Adaylarının Elektrik Akımı konusundaki Zihinsel Modellerinin Belirlenmesi

Ġngilizce Adı : Determining The Mental Models of Physics Teachers and Pre-service Physics Teachers About Electrical Current

Adı : Hanife Soyadı : KARACAN

Bölümü : Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanlar Eğitimi Anabilim Dalı, Fizik Öğretmenliği Bilim Dalı

Ġmza : Teslim tarihi :

(4)

ETĠK ĠLKELERE UYGUNLUK BEYANI

Tez yazma sürecinde bilimsel ve etik ilkelere uyduğumu, yararlandığım tüm kaynakları kaynak gösterme ilkelerine uygun olarak kaynakçada belirttiğimi ve bu bölümler dıĢındaki tüm ifadelerin Ģahsıma ait olduğunu beyan ederim.

Yazar Adı Soyadı : Hanife KARACAN

(5)

Jüri onay sayfası

Hanife KARACAN tarafından hazırlanan “Fizik Öğretmenlerinin ve Fizik Öğretmen Adaylarının Elektrik Akımı Konusundaki Zihinsel Modellerinin Belirlenmesi” adlı tez çalıĢması aĢağıdaki jüri tarafından oy birliği / oy çokluğu ile Gazi Üniversitesi Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanlar Eğitimi Anabilim Dalı’nda Yüksek Lisans Tezi olarak kabul edilmiĢtir.

DanıĢman: Prof. Dr. Bilal GÜNEġ

OFMAE Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi ………

BaĢkan: Prof. Dr. Musa SARI

Üye: Prof. Dr. Salih ATEġ

Tez Savunma Tarihi: 29/12/2014

Bu tezin Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanlar Eğitimi Anabilim Dalı’nda Yüksek Lisans tezi olması için Ģartları yerine getirdiğini onaylıyorum.

Eğitim Bilimleri Enstitüsü Müdürü

(6)

FĠZĠK ÖĞRETMENLERĠNĠN VE FĠZĠK ÖĞRETMEN

ADAYLARININ ELEKTRĠK AKIMI KONUSUNDAKĠ ZĠHĠNSEL

MODELLERĠNĠN BELĠRLENMESĠ

(Yüksek Lisans Tezi)

Hanife KARACAN

GAZĠ ÜNĠVERSĠTESĠ

EĞĠTĠM BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

Aralık 2014

ÖZ

Bu çalıĢmanın amacı; fizik öğretmenlerinin ve fizik öğretmen adaylarının zihinsel modellerinin ortaya çıkarılması ve sahip olunan benzer zihinsel modellerin gruplandırılmasıdır. ÇalıĢmada nitel araĢtırma yöntemlerinden çoklu durum çalıĢması kullanılmıĢtır. AraĢtırmaya 29 fizik öğretmeni ve 7 fizik öğretmen adayı katılmıĢ, katılımcılara yarı yapılandırılmıĢ mülakat uygulanmıĢtır. Her soru için katılımcıların verdiği cevaplar tek tek incelenerek, oluĢturulan ortak zihinsel modeller gruplandırılmıĢtır. Daha sonra katılımcılar cinsiyete göre 2 kategoriye, deneyime göre 5 kategoriye, akademik duruma göre 4 kategoriye ayrılmıĢtır. Katılımcıların zihinsel modelleri her bir kategori için ayrı ayrı değerlendirilmiĢtir. Elde edilen veriler incelendiğinde fizik öğretmenlerinin ve fizik öğretmen adaylarının zihinsel modellerinde farklılıklar olduğu ve bu farklılıkların cinsiyet, deneyim veya akademik düzey ile iliĢkisinin olmadığı sonucuna varılmıĢtır. Yapılan görüĢmeler analiz edildiğinde katılımcıların çoğunun elektrik akımı konusu ile ilgili problemlerinin olduğu görülmüĢtür. Sonuç olarak bazı katılımcıların zihinsel modellerinin bilimsel modellerle örtüĢtüğü bazı katılımcıların ise kavram yanılgılarına

(7)

sahip olduğu görülmüĢtür. Katılımcıların elektrik akımı konusundaki zihinsel modelleri ile ilgili 5 farklı model üretilmiĢtir.

Bilim Kodu :

Anahtar Kelimeler : Model, Modelleme, Zihinsel Modeller, Elektrik Akımı

Sayfa Adedi : 214

(8)

DETERMINING THE MENTAL MODELS OF PHYSICS TEACHERS

AND PRE-SERVICE PHYSICS TEACHERS ABOUT ELECTRICAL

CURRENT

(M. Sc. Thesis)

Hanife KARACAN

GAZI UNIVERSITY

GRADUATE SCHOOL OF EDUCATIONAL SCIENCES

December 2014

ABSTRACT

The aim of this study is to find out the mental models of physics teachers and pre-service physics teachers and to classify the similar mental models the teachers have. Multiple case study, which is one of the qualitative research methods, has been used in this research. 29 physics teachers and 7 pre-service physics teachers have participated in this research; a semi-structured interview has been applied to the participants. Common mental models have been classified as a result of the answers given by the interviewees. Then, participants have been divided into two groups according to gender; into five groups according to experience; into four groups according to academic status. The mental models of participants have been analyzed for each category. When the data have been analyzed, mental structures of physics teachers and pre-service physics teachers have been identified to be different and these differences are not due to gender, experience and academic status. When the interviews have been analyzed, most of the participants have been identified to have problems related to electricity current. To sum up, the mental models of some

(9)

have been determined to have misconceptions. Five different models have been created about the participants’ mental models of electricity.

Science Code :

Key Words : Model, Modeling, Mental Models, Electricty

Page Number : 214

(10)

ĠÇĠNDEKĠLER

ÖZ ... ĠV ABSTRACT ... VĠ ĠÇĠNDEKĠLER ... VĠĠĠ TABLOLARIN LĠSTESĠ ... XVĠĠ BÖLÜM 1 ... 1 GĠRĠġ ... 1 AraĢtırmanın Amacı ... 1 Problem Durumu ... 2 Problem Cümlesi ... 2 Alt problemler ... 2 AraĢtırmanın Önemi ... 3 Varsayımlar ... 4 Sınırlılıklar ... 5 Ġlgili ÇalıĢmalar ... 5 Model ve Modelleme ... 5 Modellerin Sınıflandırılması ... 8 Ölçeklendirme Modelleri ... 8

Pedagojik Analojik Modeller ... 8

(11)

Simgesel veya Sembolik Modeller ... 8

Teorik Modeller ... 9

Haritalar, Diyagramlar ve Tablolar ... 9

Kavram-Süreç Modelleri ... 9

Simülasyonlar ... 9

Zihinsel Modeller... 9

Fizik Öğretiminde Modellerin Rolü ... 9

Zihinsel Modeller ...11

Zihinsel Modeller ve Kavram Yanılgıları ...13

İlgili Kavram Yanılgıları...14

Tahmin Et-Gözle-Açıkla (TGA) Tekniği ...15

Tahmin Aşaması (Prediction) ...16

Gözlem Aşaması (Observation) ...16

Açıklama Aşaması (Explanation) ...17

BÖLÜM 2 ...19

YÖNTEM ...19

AraĢtırmanın Modeli ...19

ÇalıĢma Grubunun Belirlenmesi ...20

ÇalıĢma Grubuna Ait Bilgiler ...20

Katılımcıların Cinsiyete Göre Gruplandırılması ...20

Katılımcıların Deneyime Göre Gruplandırılması ...20

Katılımcıların Akademik Duruma Göre Gruplandırılması ...21

Verilerin Toplanması ...22

Verilerin Analizi ...23

(12)

ARAġTIRMA BULGULARI...25

Soruların Değerlendirilmesi ...25

1. Sorunun Değerlendirilmesi...25

1. Sorunun Katılımcılara Göre Değerlendirilmesi ...28

1. Sorunun Cinsiyete Göre Değerlendirilmesi ...29

1. Sorunun Deneyime Göre Değerlendirilmesi ...30

1. Sorunun Akademik Duruma Göre Değerlendirilmesi ...31

6. Sorunu Değerlendirilmesi ...51

(13)

10. Sorunun Değerlendirilmesi ...69

(14)

15. Sorunun Cinsiyete Göre Değerlendirilmesi ... 100

15. Sorunun Deneyime Göre Değerlendirilmesi ... 100

15. Sorunun Akademik Duruma Göre Değerlendirilmesi ... 101

16. Sorunun Değerlendirilmesi ... 102

16. Sorunun Katılımcılara Göre Değerlendirilmesi ... 105

(15)

(16)

(17)

(18)

BÖLÜM 4 ... 185

SONUÇ VE TARTIġMA ... 185

Elektrik Akımı Konusunda Ortaya Çıkan Zihinsel Modeller ... 188

ÇalıĢmada Elde Edilen Diğer Zihinsel Modeller ... 190

Elektrik Kavramı ile Ġlgili Zihinsel Modeller ... 190

Elektrik Enerjisi ile Ġlgili Zihinsel Modeller ... 190

Pilin Yapısı ve ÇalıĢma Prensibi ile Ġlgili Zihinsel Modeller... 191

Ġletkenler ve Yalıtkanlarla Ġlgili Zihinsel Modeller ... 193

Ev Ortamında Kullanılan Elektrik Akımı ile Ġlgili Zihinsel Modeller ... 195

Elektrik Akımının GerçekleĢmesi Süreci ile Ġlgili Zihinsel Modeller ... 196

Benzer ÇalıĢmalar ... 197

Öneriler ... 204

KAYNAKÇA ... 207

(19)

TABLOLARIN LĠSTESĠ

Tablo 1. Katılımcıların 1. Soruda OluĢan Alt Gruplara Dağılımı ... 29

Tablo 2. Katılımcıların 1. Soruda OluĢan Alt Gruplara Cinsiyete Göre Dağılımı ... 29

Tablo 3. Katılımcıların 1. Soruda OluĢan Alt Gruplara Deneyime Göre Dağılımı ... 30

Tablo 4. Katılımcıların 1. Soruda OluĢan Alt Gruplara Akademik Duruma Göre Dağılımı ... 31

(20)

Tablo 25. Katılımcıların 9. Soruda OluĢan Alt Gruplara Dağılımı ... 66

(21)

(22)

Tablo 83. Katılımcıların 23. Soruda OluĢan Alt Gruplara Deneyime Göre Dağılımı ... 143 Tablo 84. Katılımcıların 23. Soruda OluĢan Alt Gruplara Akademik Duruma Göre Dağılımı ... 144

Tablo 92. Katılımcıların 25. Soruda OluĢan Alt Gruplara Akademik Duruma Göre Dağılımı ... 152 Tablo 93. Katılımcıların 26. Soruda OluĢan Alt Gruplara Dağılımı ... 155

Tablo 98. Katılımcıların 27. Soruda OluĢan Alt Gruplara Deneyime Göre Dağılımı ... 161 Tablo 100. Katılımcıların 27. Soruda OluĢan Alt Gruplara Akademik Duruma Göre Dağılımı ... 162

(23)

Tablo 104. Katılımcıların 29. Soruda OluĢan Alt Gruplara Akademik Duruma Göre Dağılımı. 166

Tablo 106. Katılımcıların 30. Soruda OluĢan Alt Gruplara Cinsiyete Göre Dağılımı ... 170 Tablo 107. Katılımcıların 30. Soruda OluĢan Alt Gruplara Deneyime Göre Dağılımı ... 171

(24)

BÖLÜM 1

GĠRĠġ

AraĢtırmanın Amacı

Fizik dersinde öğretmenlerin elektrik akımı ile ilgili bilgilerinin ne kadar bilimsel olduğu çok önemlidir. Bunun yanında bilgilerin öğrencilere nasıl öğretildiği de dikkat edilmesi gereken diğer bir noktadır. Çünkü sahip olunan bilgilerin yeterince bilimsel olması, bu bilgiler doğru Ģekillerde aktarılamadıkları sürece öğrenciye gerekli katkıyı sağlayamamaktadır. Bu doğrultuda bilgiyi aktaran kiĢilerin bilgileri ile bu bilgileri aktarma Ģekilleri kontrol altında olmalıdır. Bir konuyla ilgili ilk anlatılanlar kiĢinin zihninde o konunun nasıl Ģekilleneceği ile ilgili alt yapının oluĢmasında önemli yer tutmaktadır. Dolayısıyla eğitimin ilk aĢamasından itibaren bilimsel bilgiler doğru modeller kullanılarak aktarılmalıdır ki öğrenme, istenilen düzeyde gerçekleĢsin. Bunun sağlanabilmesi için hâlihazırdaki öğretmenlerin bilgilerinin, sahip oldukları zihinsel modellerinin, bilimsel modelleri nasıl kullandıklarının olması gerekenle örtüĢüp örtüĢmediği ortaya çıkartılmalıdır.

Bu araĢtırma sayesinde tüm fizik öğretmenleri veya fizik öğretmen adayları, çalıĢma grubunun zihinsel modellerini okuma, farklı zihinsel modellerle karĢılaĢma ve kendi zihinsel modeliyle karĢılaĢtırma yapma fırsatı bulacaktır. Bu durum çalıĢma grubunda ve okuyucularda farkındalık oluĢturacak ve sonucunda hangi modelin doğru olduğu konusunda araĢtırma yapma ihtiyacı duyacaktır. AraĢtırma kapsamında öğretmenlerle ve öğretmen adaylarıyla görüĢmeler yapılarak elektrik akımı ile ilgili sorulara cevap vermeleri istenmiĢ ve onlara, sahip oldukları zihinsel modelleri görme imkânı verilmiĢtir.

(25)

Bunun yanında araĢtırmanın alt amacı; fizik öğretmenlerinin ve öğretmen adaylarının elektrik akımı ile ilgili zihinsel modellerini gruplandırmaktır.

Problem Durumu

Fizik öğretmenlerin elektrik akımı ile ilgili farklı zihinsel modellere sahip olmaları ve bu zihinsel modellerin bilimsellikle örtüĢmemesi fizik eğitiminde önemli problemler doğurmaktadır. Bu problemler kiĢi kendini güncelleme veya bilgilerinin doğruluğunu test etme çabasına girmediği sürece artarak devam etmektedir. Bu nedenle öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının, sahip oldukları zihinsel modellerin ortaya çıkartılması, uygun olmayan zihinsel modellerin düzeltilmesi ve bu konuda farkındalık kazanmaları amacıyla çalıĢmalar yapılmalıdır. Fizik öğretmenlerinin birçoğu kendisine öğretileni kesinlikle doğru olarak benimsemekte ve bu bilgiyi test etme ihtiyacı görmemektedir. Bazı öğretmenler ise kendi bildikleriyle çeliĢen bilgilere karĢı olumsuz tutum geliĢtirerek değiĢime karĢı aĢırı direnç göstermektedir. Bu nedenle öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının hazır bulunuĢlukları adına farkındalık kazanmaları Ģarttır.

Fizik öğretmenlerinin ve öğretmen adaylarının elektrik akımının nasıl gerçekleĢtiğiyle ilgili farklı ve bilimsel modellerle çeliĢen zihinsel modellere sahip olmaları problem teĢkil etmektedir. Bu problemin ortadan kaldırılması için var olan zihinsel modellerin ortaya çıkarılması ve bu zihinsel modellerin bilimsel modellerle örtüĢüp örtüĢmediği test edildikten sonra sorunun kaynağına gidilmesi gerekmektedir.

Problem Cümlesi

Bu araĢtırmada aĢağıdaki soruya cevap aranmaktadır.

Fizik öğretmenlerinin ve fizik öğretmen adaylarının elektrik akımı ile ilgili zihinsel modelleri nelerdir?

Alt problemler

Bu araĢtırmada incelenecek alt problemler aĢağıda sıralanmıĢtır. Fizik öğretmenlerinin ve fizik öğretmen adaylarının;

(26)

 Elektrik kavramı ile ilgili zihinsel modelleri nelerdir?

 Elektrik enerjisi ile ilgili zihinsel modelleri nelerdir?

 Pilin yapısı ve çalıĢma prensibi ile ilgili zihinsel modelleri nelerdir?

 Ġletkenler ve yalıtkanlarla ilgili zihinsel modelleri nelerdir?

 Ev ortamında kullanılan elektrik akımı ile ilgili zihinsel modelleri nelerdir?

 Elektrik akımının gerçekleĢmesi süreci ile ilgili zihinsel modelleri nelerdir?

AraĢtırmanın Önemi

Modeller, daha genel ve esnek bilgiler kullanılarak diğer bilimsel kavramlara transferi sağlarlar ve model tabanlı pedagojik yaklaĢımlar geleneksel müfredatlara göre bilimsel çalıĢmalardan daha etkilidirler (Gobert vd., 2011). Bu nedenle özellikle Fen Bilimleri adı altında öğretilen Fizik, Kimya, Biyoloji derslerinde model tabanlı öğretim gerçekleĢtirmek hem öğretmenlerin sahip oldukları bilgileri aktarmalarına hem de öğrencilerin verilen bilgiyi zihinlerinde daha kolay yapılandırmalarına olanak sağlamaktadır.

YaĢamın her aĢamasında gerekli olan fen kültürünün etkili bir Ģekilde öğrencilere kazandırılabilmesi, fen derslerinde uygulanacak olan kavramsal öğretimin kalitesiyle doğrudan iliĢkilidir (Akgün, Gönen ve Yılmaz, 2005). Fizik dersinde elektrik akımı konusunun içinde bazı kavramlar öğretilmektedir. Bu kavramların öğrenciler tarafından daha kolay anlaĢılabilmesi ve öğretimin kalitesinin arttırılması için modellerden yararlanılır. Öğretim sürecinde kullanılan modeller öğrencilerin bilgiyi yapılandırmalarına yardımcı olur ve öğrenciler bu süre sonunda kendi zihinsel modellerini oluĢtururlar. Örneğin fiziğin alt dallarından biri olan “Elektrik” ile ilgili akım, direnç, potansiyel farkı, güç kaynağı gibi kavramların öğretilmesinde modeller kullanılır. Öğrenciler de kendi zihinsel modellerini oluĢturur fakat bilgiyi alıcı konumunda olan kiĢilerin kendi zihinlerinde oluĢturdukları modeller bireyseldir ve birbirlerinden farklılık gösterir. Bu farklılık bireylerin sahip oldukları zihinsel modellerin neyi, nasıl öğrendiklerini yansıtmasıyla ortaya çıkar (Ünal ve Ergin, 2006).

Zihinsel modellerin sahipleri hem modellerinin hem de onları kullandıklarının farkında olmayabilirler (Örnek, 2008). Bu bağlamda GüneĢ, Gülçiçek ve Bağcı (2004) tarafından yapılan bir çalıĢmada, öğretim elemanlarının zihinsel modellerin, herhangi bir kavramı zihinlerimizde canlandırmamıza olanak sağladıklarını belirtmelerine rağmen, model

(27)

örnekleri vermeleri istendiğinde zihinsel modellerden hiç örnek vermedikleri görülmüĢtür. Fakat zihinsel modeller sahip olduğumuz bilgilerin nasıl yapılandırıldığını gösterirler ve kavramsal modellerin bireyler tarafından benimsenmesi adına en az kavramsal modeller kadar önemlidirler.

Öğrencilerin bilgiyi alan kiĢiler olarak biliĢsel yapılandırmalarını test etmek gerekir ama bundan daha önemlisi onlara bilgiyi veren kiĢilerin yani öğretmenlerinin bilgiyi zihinlerinde nasıl yapılandırdıklarının tespit edilmesidir. Bu nedenle eğiticilerin de zihinsel modellerinin ortaya çıkartılması Ģarttır. Sonuç olarak öğretilmesi amaçlanan bilgilerin doğru öğrenilip öğrenilmediğini ya da bilimsel modellerle örtüĢüp örtüĢmediğini anlamak amacıyla öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının zihinsel modelleri sorgulanmalıdır. Yapılan çalıĢmalar öğrencilerin, bilimsel modellerin amacına yönelik bilgi sahibi olduklarını göstermektedir (Van Driel ve Verloop, 1999). Buna paralel olarak öğrenciler sahip oldukları eski bilgilerle bilimsel modeller aracılığıyla kazandıkları yeni öğrenimlerini bir araya getirerek zihinsel modellerini oluĢtururlar (Harrison ve Treagust, 2000). Bu nedenle bilimsel modeller öğrencilere en doğru Ģekilde sunulmalıdır. Bu da ancak bilimsel modeller ıĢığında oluĢturulmuĢ zihinsel modellere sahip öğreticiler tarafından gerçekleĢtirilebilir.

Elektrik akımı ile ilgili öğrencilerin anlayıĢları ve zihinsel modelleri üzerine birçok çalıĢma yapılmıĢtır. Bu araĢtırmalar sayesinde, fizik dersi veren öğretmenlerin ve ders verecek öğretmen adaylarının elektrik akımına ait zihinsel modellerinin bilimsel modellerle ve birbirlerinin zihinsel modelleriyle örtüĢüp örtüĢmediği tespit edilmiĢtir. Öğretmenlerin zihinsel modellerinin ne kadar bilimsel olduğu önemlidir çünkü öğretmenler öğrendikleri gibi öğretirler (Hestenes, 1996).

Varsayımlar

AraĢtırma kapsamında katılımcıların uygulanacak mülakatta yöneltilen soruları uygun Ģekilde, samimi ve tam motivasyonla cevaplayacakları varsayılmaktadır.

Mülakatın uygulanması esnasında öğretmenlerin vermiĢ oldukları cevapların hazır bulunuĢluklarını ve mevcut durumlarını yansıttığı varsayılmaktadır.

(28)

AraĢtırmaya katılan tüm öğretmen ve öğretmen adaylarının görüĢme esnasında bilinçli ve sağlıklı oldukları varsayılmaktadır.

Sınırlılıklar

ÇalıĢma grubu, nitel çalıĢmanın uygulama zorluğu nedeniyle 7 fizik öğretmen adayı ve 29 fizik öğretmeni olmak üzere 36 kiĢi ile sınırlandırılmıĢtır.

ÇalıĢma grubundaki tüm katılımcıların zihinsel modelleri verdikleri cevaplarla sınırlandırılmıĢtır.

Ġlgili ÇalıĢmalar

Model ve Modelleme

Model kavramı aslında fen filozoflarının “Evren, kesin fiziksel özelliklere sahip Ģeyler tarafından doldurulur.” gerçeğini açıklamak amacıyla kullanılmıĢtır (Hestenes, 1996). Bilim adamları sahip oldukları paradigmaları somutlaĢtırıp gözler önüne serebilmek ve bunun üzerinde çalıĢarak yeni bilimsel bilgiler üretebilmek için bilimsel modelleri kullanırlar (Ergin, Özcan ve Sarı, 2012).

Modelleme hedefi tasvir etmek için model oluĢturmada hangi ayrıntının nasıl ve ne Ģekilde yer alacağının belirlendiği birçok aĢamadan oluĢan aktiviteleri kapsayan kompleks bir süreçtir (Aslan ve Yadigaroğlu, 2013). Klasik yöntemlerin dıĢına çıkıp öğretim olayını geniĢ alana yayarak kalıcı ve kolay öğrenmenin yollarını arayan öğretmenler modellemenin varoluĢuna öncülük etmiĢtir.

Modeller nesneleri, sistemleri veya süreçleri açıklamak için kullanılan kurallar grubudur (Berber ve Güzel, 2006) ve model kullanımı öğrenilenleri akılda tutmayı kolaylaĢtırır (Günbatar ve Sarı, 2005). Modeller bireysel olmalarına rağmen benzer durumların tamamının bir örneği olabilirler (Örnek, 2008) ve böylece iĢlevselliklerini arttırırlar.

Bilimsel araĢtırmalarda, üzerinde çalıĢılan konu kendi sınırlarımız içinde kolay incelenemiyorsa yani bize göre mikro ya da makro boyutlardaysa, konuyu daha iyi anlaĢılabilen baĢka olayların aracılığıyla açıklamaya çalıĢırız (Sina’dan aktaran Ünal ve

(29)

Ergin, 2006). Modeller mikroskop veya teleskop gibi çıplak gözle görülemeyenleri görülür, anlaĢılamayanları soyuttan somuta doğru yol açarak anlaĢılır hale getiren materyallerdir (Harrison, 2001). Bu açıdan sınırlarımız dıĢında kalan her ne varsa ona ulaĢmak için modeller aracıdırlar. Bu amaçları yerine getiren modeller açıklayıcı, tanımlayıcı ve betimleyici olarak gruplandırılmaktadırlar (Aslan ve Yadigaroğlu, 2013). Modeller hizmet ettikleri amaç doğrultusunda kendi içlerinde farklılıklar gösterirler aynı zamanda tüm modeller için ortak kabul edilen özellikler söz konusudur ve model seçiminde hedef kavrama ulaĢmak için dikkat edilmesi gereken noktalar vardır. Treagust, Chittleborough ve Mamiala, (2002) yaptıkları çalıĢma sonucunda bilimsel modellerle ilgili 5 farklı ölçek tespit etmiĢtir;

- Çoklu gösterimler gibi bilimsel modeller: Bir hedefi tanımlamak için tek bir model yeterli olmayabilir birden fazla model aynı anda kullanılabilir.

- Tam bir kopya olarak modeller: Modeller hiçbir zaman hedefi tam olarak yansıtamazlar. Model hedefin tam bir kopyası olamaz o zaman hedefin kendisi olur.

- Açıklayıcı olarak modeller: Modeller açıklayıcı olmalıdırlar.

- Bilimsel modellerin kullanımı: Bilimsel modeller araĢtırmalarda kullanılırken de modellerden yararlanılır (GüneĢ vd., 2004).

- Modellerin yapısının değiĢimi: Bilimin geliĢmesiyle yeni ihtiyaçların ortaya çıkmasıyla veya farklı etkenler nedeniyle modeller zaman içinde değiĢime uğrayabilirler.

Öğrenciler deneysel sonuçları açıklamak için modelleri kullanırlar (Chittleborough ve Treagust, 2007). Bunun yanında öğrenciler modeller ve gerçeklik arasında hiçbir fark olmadığını düĢünmekte ve modellerin kesinlikle doğru olduklarına inanıp modelin amacına yönelik araĢtırma yapmamaktadırlar (Berber ve Güzel, 2009). Modellerin doğasıyla ilgili yeterince bilgiye sahip olmadığımızda ise onların aslında içsel yanılsamalar olduğunu tamamen unutur, onları dıĢsal gerçeklik olarak kabul eder ve gerçekten öyle olduğuna inanırız.

Fen öğreniminde modeli anlamak önemli rol oynar. Bu nedenle model ve modelleme hem bilimsel keĢiflerde hem de bilimi öğrenmenin her seviyesinde olmalıdır (Gobert vd., 2011). Fakat öğrenen, model ile hedef arasında bağlantı kuramıyorsa modellerin bir anlamı olmaz (Chittleborough, Treagust, Mamiala ve Mocerino, 2005). Bu nedenle model ve hedef

(30)

kavramları arasındaki fark tam olarak anlaĢılmalı ve model hedefe giden bir yol olarak kullanılmalı, hedefin yerine konmamalıdır.

Modelin doğası ve bilimin doğası arasındaki bağlantı modelin tam olarak doğru olmadığını bilimsel açıdan geçici olması, geliĢim ve düzeltmeye açık olması gerektiğini göstermektedir (Crawford ve Cullin, 2004). Modeller kullanıldıkça daha iyi açıklama yapabilmeleri açısından geliĢtirilebilmeli, baĢka modellerle sentezlenerek derinleĢtirilebilmelidirler (Berber ve Güzel, 2009). Ancak bu Ģekilde gün geçtikçe geliĢen, sürekli yenilenen bilim dünyasına hizmet edebilirler.

Model ve modelleme öğrenenlerin hedef ile benzeri arasında iliĢki kurması için açıklayıcı bir araçtır (Chittleborough ve Treagust, 2007). Bilimsel modeller; zihinlerde yer edip iĢlenebilir, belirtilen özel Ģartlara sahiptir, problem durumunu açıklar ve onunla ilgili tahminlere ıĢık tutar (Ünal ve Ergin, 2006).

Etkina, Matilsky, ve Lawrence (2003) çalıĢmalarında fizikçilerin modeller hakkındaki ortak düĢüncelerini 4 baĢlık altında toplamıĢtır.

 Model nesnenin veya sürecin bir çalıĢma altında basitleĢtirilmiĢ halidir. Modeli geliĢtiren bilim adamı modelin hangi özelliklerinin dikkate alınmayacağını belirler. (Etkina, Warren ve Gentila, 2005)

 Model açıklayıcı ve betimleyici olmalı. Açıklayıcı modeller analojiler üzerine kurulmuĢtur.

 Modellerin yordama gücü olmalıdır.

 Yordama gücünün de bazı kısıtlamaları vardır.

Bilimden modelin rolünü çıkarmak kolay değildir çünkü modeller çeĢitli varlık durumlarına ulaĢtırır (Gilbert, 2004). Modeller hem var olan durumu açıklamak için kullanılan ürün hem de yapılacak araĢtırmalar için yol göstericidir bu bağlamda atom modelinin evrimi modellerin iĢlenmesi, değiĢmesi, durumu açıklaması ve yapılacak diğer araĢtırmalara ıĢık tutması açısından güzel bir örnek olarak gösterilebilir (Ünal ve Ergin, 2006).

Gilbert’e (2004) göre herkes tarafından kabul edilemeyen zihinsel modellerin yanı sıra halk içinde yerleĢen ifade edilmiĢ (expressed) modeller vardır. Ġfade edilmiĢ model bir grup tarafından kabul görürse uzlaĢma (consensus) modeli olur. Bilim adamları uzlaĢma modelleri kullanırlarsa bilimsel (scientific) model olur.

(31)

Modellerin Sınıflandırılması

GüneĢ vd. (2004) modelleri dokuz baĢlık altında sınıflandırmıĢtır. Bunlar:

Ölçeklendirme Modelleri

Hayvanların, bitkilerin, arabaların ve binaların ölçeklendirilmiĢ modelleri; renkleri, dıĢ Ģekilleri ve yapısal özellikleri tanımlamakta kullanılır. Ölçeklendirme modelleri ayrıntılı bir Ģekilde dıĢ görünüĢü yansıtmasına rağmen nadiren iç yapıyı, iĢlevleri ve kullanımı yansıtır. Ölçeklendirme modelleri genellikle oyuncaktır veya oyuncak gibidir. Bu nedenle, model ile hedef arasındaki paylaĢılmayan farklılıkların saklı kalmasına yol açabilir.

Pedagojik Analojik Modeller

Bu modellerin analojik olarak isimlendirilmesinin nedeni, modelin bilgiyi hedefle paylaĢmasından kaynaklanır. Pedagojik olarak isimlendirilmesinin nedeni ise, atom ve molekül gibi gözlenemeyen varlıkları öğrenciler için ulaĢılabilir yapmak üzere öğretmenler tarafından açıklayıcı olarak geliĢtirilmelerinden kaynaklanmaktadır. Analojinin yapısına bir veya birden fazla özellik hükmeder, örnek olarak molekül modellerindeki top ve çubuk temsili verilebilir. Analojik özellikler kavramsal özelliklere dikkat çekmek için genellikle aĢırı basite indirgenmiĢ veya geniĢletilmiĢtir.

Matematiksel Modeller

Fiziksel özellikler ve süreçler, kavramsal iliĢkileri ortaya çıkaran matematiksel eĢitliklerle ve grafiklerle temsil edilebilir. Örnek olarak, Boyle-Mariotte Kanunu, üstel eğriler veya Newton’un ikinci hareket kanununun temsili olan F= m.a eĢitliği verilebilir.

Simgesel veya Sembolik Modeller

Kimyasal formüller veya eĢitlikler sembolik modellerle anlamlı hale getirilmiĢtir. Formüller ve eĢitlikler bu Ģekilde kimya diline yerleĢmiĢtir. Örnek olarak CO2 (karbon

(32)

Teorik Modeller

Elektromanyetik alan çizgileri ve fotonlar teorik modellerdir, çünkü bu modeller iyi yapılandırılmıĢ ve insanlar tarafından oluĢturulan teorik temellerle tanımlanmıĢtır. Kinetik teorinin gaz basıncını açıklaması, ısı ve basınç bu kategoriye girer.

Haritalar, Diyagramlar ve Tablolar

Bu modeller öğrenciler tarafından kolaylıkla canlandırılabilen yolları, örnekleri ve iliĢkileri temsil eder. Bu modellere örnek olarak periyodik tablo, soy ağaçları, hava durumunu gösteren haritalar, devre Ģemaları, kan dolaĢımı sistemi ve beslenme zinciri gösterimleri verilebilir.

Kavram-Süreç Modelleri

Birçok fen kavramı nesneden ziyade süreçten ibarettir. Örnek olarak kimyasal denge veya asit-baz reaksiyon modelleri verilebilir.

Simülasyonlar

Simülasyonlar global ısınma, uçuĢlar, nükleer reaksiyonlar, trafik kazaları gibi karmaĢık süreçleri temsil etmede kullanılır.

Zihinsel Modeller

Zihinsel modeller özel bir çeĢit zihinsel temsildir ve bireyler tarafından biliĢsel iĢlemler sonucunda üretilir. Öğrenciler tarafından üretilen ve kullanılan zihinsel modeller tamamlanmamıĢtır ve kararlı değildir yani değiĢebilir.

Fizik Öğretiminde Modellerin Rolü

Model tabanlı öğretim öğrencilerin ihtiyaçlarına ve zihinsel kabiliyetlerine karĢı daha duyarlıdır (Chittleborough ve Treagust, 2007). Günümüzde eğitim sisteminin amacı öğrenciye hazırda var olan bilgiyi aktarmaktan çok, bilgiye ulaĢma becerilerini

(33)

kazandırmak olmalıdır bundan dolayı eğitim ve öğretim, deney ve modeller kullanılarak gerçekleĢtirilmeli ve böylece kavramların kolay öğrenilmesi ve bilginin kalıcı olması sağlanmalıdır (Günbatar ve Sarı, 2005).

Öğrencilere bilimsel düĢünme ve çalıĢma becerilerini kazandırmak fen eğitiminin temel amaçlarından olması sebebiyle, öğrencilere model ve modelleme iĢleminin tabiatını anlamaları ve uygulamalar yapmaları için fırsat verilmelidir (GüneĢ vd., 2004). Bilim araĢtırmacıları, eğitimde önemli ve tamamlayıcı bir rol oynarlar (Hackling ve Garnett, 1995). Bu çerçevede fen eğiticileri öğrencilerin kendilerine ait fikirlerinin olduğunu ve bu fikirlerin genellikle bilim adamlarının görüĢlerinden farklı olduklarını tespit etmiĢlerdirler (Cosgrove, 1995). Öğrencilerde doğa olayları ile ilgili kavramların oluĢturulmasını ve bu kavramlar arasındaki iliĢkilerin kurulmasını sağlamak da fen eğitiminin temel amaçlarından biridir (Ünal ve Ergin, 2006). Bu bağlamda Gilbert (2004) öğrencilerin özellikle fen bilimlerindeki temaların geliĢiminde anahtar rolü oynayan modellerin doğası ve önemini anlamaya baĢladıklarını belirtmiĢtir. Öğrencilerin kendilerinin model yapabilmesi, kendi modellerini test edip sorgulayabilmesi fen öğretiminin merkezinde olmalıdır (Ergin vd., 2012).

Fen bilimlerinde kullanılan modellerin amacı gerçek bir durumu, üzerinde çalıĢabilir hale getirmektir (Ġyibil ve Sağlam Arslan, 2010). Bilimsel modeller; bilim insanlarının doğal olguları, parçacıkları ve yapıları tahmin etmesine, tanımlamasına açıklamasına olanak sağlar (Günbatar ve Sarı, 2005).

Fen eğitiminde modellerin nasıl sunulduğu önemli bir yer kaplamaktadır. Bilimsel modeller fen bilimlerindeki bir sistemin yapısını ve özelliklerini; sistemin çalıĢma prensibi, nasıl göründüğü, sistemde zaman içinde meydana gelen değiĢiklikler ve bilimsel teorilerle etkileĢimi olmak üzere dört bölümde açıklamaktadır (Hestenes, 1995). Gilbert (2004) bu açıklamanın devamı olabilecek nitelikte sunum modlarını beĢ baĢlık altında incelemiĢtir. Bunlar;  Materyal mod  Sözel mod  Sembolik mod  Sanal mod  El hareketleri modu

(34)

Fizik öğretiminde doğru yerde doğru modelin seçilip doğru Ģekilde sunulması önemli yer tutmaktadır. Etkina vd. (2005) modelleri nesne modeli, etkileĢim modeli, sistem modeli ve süreç modeli olarak dörde ayırmıĢlardır. Süreç modelini de nitel ve nicel olarak iki Ģekilde belirtmiĢlerdir. Bu modellerden hangisinin hangi Ģartlar altında kullanılmasının daha doğru olacağını belirleyebilmek ve model tercihini ona göre yapabilmek öğretimi daha verimli kılacaktır.

Öğretmenler, öğrenciler tarafından bilimsel aktivitelerde dile getirilen kavram yanılgılarını kendi bilgileri ile çözerek, öğrencilerin doğru ve açıklayıcı modeller elde etmelerini sağlamalıdırlar (Métioui, (2012). Öğretmenlerin fen eğitiminde model ve modelleme ile ilgili bilgili olmaları gerekliliğinin yanı sıra öğrencilerin de fikir sahibi olmaları gerekmektedir. Öğrenciler fen derslerinde öğretmen rehberliğinde modelleri incelemeli, yorumlamalı ve kendi zihinsel modellerini üretebilmelidirler bu nedenle de öğrencilerin model ve modelleme ile ilgili yeterince bilgi sahibi olmaları gerekmektedir (Ergin vd., 2012).

Zihinsel Modeller

Eğitim öğretim faaliyetlerinin verimliliğini artırmak, bilgi aktarımını daha etkili hale getirmek için alternatif anlayıĢların tespit edilmesi gerekir (Öztürk ve Doğanay, 2011). Buna paralel olarak zihinsel model kavramı ilk kez fiziksel dünyayı anlamlandırmak ve günlük olayları açıklamak amacıyla zihinsel temsillerini oluĢturma olayını ifade etmek için Gentner ve Stevens (1983) tarafından ortaya atılmıĢtır (Yürümezoğlu ve Çökelez, 2010). Ne kadar etkin bir öğretim yapılırsa yapılsın öğrenci kendi zihninde anlamlandırabildiği kadar öğrenmektedir (Bodner, 1990). Son yıllarda, fen eğitimcileri öğrencilerin fizik kavramlarını nasıl anladıklarını öğrenmek için daha yakından inceleme yapmaya baĢlamıĢlardır (Engelhardt ve Beichner, 2004); fakat öğrenciler öğrenme sürecinde zihinsel etkinlikler açısından bireysel farklılıklar gösterirler (Uyangör ve Dikkartın, 2009). Her bir öğrenci kendi zihinsel fonksiyonlarıyla kendisine ait zihinsel modellerini oluĢturur. Zihinsel modellerin diğerleri tarafından kabul edilmemesi ya da paylaĢılmaması onun doğasında vardır (Gilbert, 2004). Öğrencilerin hayal etme yeteneklerini kullanarak kavramlar hakkında kaliteli zihinsel modeller oluĢturması için öğrenme ortamı en iyi Ģekilde değerlendirilmelidir. Öğrencilere kavramsal model sunulduğunda eski bilgileriyle

(35)

yeni bilgileri arasında iliĢki kurarlar ve kendi zihinsel modellerini oluĢtururlar (Günbatar ve Sarı, 2005).

Zihinsel modeller anlama, sonuç çıkarma ve tahmin yapma yeteneğini destekleyen bazı etki alanlarının ve durumların gösterimidir (Rapp, 2005). Zihinsel modeller bazı araĢtırmacılara göre dünyaya bakıĢ açılarını temsil etmekte bazıları da dünyadaki nesnelerin analojileri olarak görmekteler (Gilbert ve Borges, 1999).

Zihinsel modelleri kavramsallaĢtırırken ağırlıklı olarak görüĢlerimiz, fikirlerimiz ve karĢılaĢtığımız durumlar olan;

 Dünyaya

 Öğrenci veya öğretmen olarak kendimize

 Yeteneklerimize ve tecrübelerimize

 Üstlendiğimiz görevlere

 KarĢılaĢtığımız konulara

 Kullandığımız stratejilere bağlıdır.

Ġnsanlar dünyayı doğrudan değil, dünyanın içsel tasvirini yaparak algılarlar (Günbatar ve Sarı, 2005). Zihinsel modeller ise dıĢ dünyanın içsel bilgi gösterimleridir (Rapp, 2005). KiĢiler gerçek dünyayı açıklamada, kestirmede ve anlamada zihinsel modellerini kullanırlar ve mevcut modellerden yola çıkarak yeni zihinsel modellerini yapılandırırlar (Kurnaz ve Değirmenci, 2012). Zihinsel modeller bilginin bir temsilidir, dolaylıdır, tamamlanmamıĢtır, kiĢiseldir; bundan dolayı da bilimsel değildir ve insanların inanıĢlarını yansıtırlar (Günbatar ve Sarı, 2005).

Norman’a göre (1983) zihinsel modeller;

 KiĢinin gözlem öğretim ya da çıkarım yoluyla elde ettiği inanç mekanizmasını anlamamızı

 KiĢinin sahip olduğu zihinsel model ile gerçek dünya arasındaki benzerliği gözlemlememizi

 KiĢiyi anlayıp davranıĢları üzerinde tahminde bulunmamızı sağlar.

KiĢilerle ile ilgili bu genel yargılara ulaĢmak için öncelikle onların zihinsel modellerini anlamak gerekir. Rapp (2005) zihinsel modelleri anlamada karĢılaĢılan zorlukları dört maddede toplamıĢtır. Bunlar;

(36)

 Ġlk olarak zihinsel modeller gerçek fiziksel varlık değillerdir. Onları direk olarak gözlemleyemeyiz, sadece onlar hakkında gözlemlerimize dayalı çıkarım yapabiliriz.

 Zihinsel modeller sadece hafızanın soyut tanımlamalarıdır. Ve zamanla değiĢen dinamik yapıya sahiptirler.

 Zihinsel modeller farklı araĢtırmalarda çeĢitli yollarla belirlenmiĢtir. Birçok durumda araĢtırmalar arasında ufak benzerlikler bulunmaktadır.

 Bireyler çoğunlukla yanlıĢ ve kesin olmayan modeller üretirler. Bu yüzden modeller kiĢilerin bireysel anlamalarını yansıtır fakat çoğunlukla geçerli olmaz. Zihinsel modeller kiĢilerin grup içinde veya bireysel olarak geliĢtirdikleri gizli ve kiĢisel sembolleridir (Gilbert, 2004). Ġnsanlar zihinsel modelleri fiziksel sistemlerle ilgili sonuç çıkarmayı açıklamakta kullanır (Rapp, 2005). Zihinsel model, kiĢinin biliĢsel faaliyetleri esnasında oluĢturduğu özel bir çeĢit zihinsel temsildir (Çökelez ve Yalçın, 2012). Zihinsel modeller, zihinsel simülasyonlara izin verir. KiĢi zihinsel modeli içsel olarak çalıĢtırabilir ve sonuçlarını gözlemleyebilir (Rapp, 2005).

Zihinsel modeller yeni bilgilere sahip olmamızda aktif rol oynarlar. Bazen yeni bilgilerin tamamen önünü kapatırlar, bazen kendine göre değiĢime uğratarak kabul ederler, bazen de kendisine uygun olan kısmı seçer ve kabul ederler.

Zihinsel Modeller ve Kavram Yanılgıları

Bütün kimya öğrencileri atom, biyoloji öğrencileri virüs, fizik öğrencileri de elektrik akımı hakkında zihinsel modellere sahip olmalıdırlar (Gilbert, 2004). Modeller zihinsel modellerin yapılanmasına yardımcı olurlar. Modeller eğer doğru yerde ve doğru Ģekilde kullanılmazsa öğreten ile öğrenci arasında görüĢ ayrılıklarına ve yanlıĢ anlaĢılmalara neden olabilmektedirler (Grosslight, Unger, Jay ve Smith, 1991). Yapılan araĢtırmalar, öğrencilerin fizik derslerinde özellikle de elektrik konusunda çok sayıda kavram yanılgısına sahip olduklarını göstermektedir (Çıldır ve ġen, 2006).

Öğretmenlerin öğrencilerin zihinsel modelleri hakkındaki düĢünceleri her zaman doğru değildir (Treagust, Chittleborough ve Mamiala, 2002). Her öğrenci hayat tecrübesine göre kendine has ve tek bilimsel model rolü geliĢtirir ve bu kabullenmeler her zaman bilimsel olarak doğru olmaz ama alternatif fikirlere öncülük ederler (Treagust vd., 2002).

(37)

Öğrencilerin oluĢturduğu zihinsel modellerin kalitesi; kavramların nasıl anlaĢıldığının, bilginin nasıl yapılandırıldığının önemli bir göstergesidir (Ünal ve Ergin, 2006). KiĢi de bulunan kavram yanılgılarını tespit etmek için zihinsel modellerin ortaya çıkarılması gerekir.

Doğru oluĢturulmayan zihinsel modellerin yanlıĢ kavramalara neden olabileceği gibi daha önceden edinilmiĢ yanlıĢ kavramlar varsa bu da doğru olmayan zihinsel modellerin oluĢmasına neden olabilir (Nakiboğlu, Karakoç ve Benlikaya, 2002).

Gilbert ve Borges’in (1999) yaptıkları çalıĢmaya göre elektrik ile ilgili zihinsel modeller farklı bakıĢ açıları içermektedir. Bunlar;

 Elektrik hakkında konuĢulan akım, elektrik ve enerji gibi temel kavramların farkı

 Bataryaların çift kutuplu olması ve devre elemanlarını tanıma

 Akımın dolaĢımı için kapalı devrenin gerekliliği

 Akımın korunup korunmaması konusu

 Dirençlerin akım üzerinde etkisi

 Akım dolaĢım modeli

 Elektrik akımının doğası ġeklinde sıralanabilir.

Zihinsel modeller davranıĢları yönlendiren aktif yapılardır ve zihinsel modeller kavram yanılgıları üzerine inĢa edilirlerse bilimsel bilgiyi öğrenmede engel teĢkil ederler.

İlgili Kavram Yanılgıları

Fizikte karĢılaĢılan elektrik, elektrik akımı, doğru akım devreleri ile ilgili kavram yanılgıları aĢağıdaki gibidir (GüneĢ, 2007):

 Akımın yönü negatiften pozitife doğrudur.

 Elektrik yükleri devreden akar.

 Elektrik akımı enerji akıĢıdır.

 Elektrik akımı olduğu sürece elektronlar bir atomdan diğerine atlar.

 Elektriksel enerji devreden akar.

 Elektriksel güç jeneratörden kullanıcıya doğru akar.

(38)

 Dirençler yük tüketir.

 Yükler direnç üzerinden geçerken yavaĢlar.

 Bir pilin uçları arasında akım yoktur.

 Büyük cisimler büyük dirence sahiptir.

 Bir devreden akım geçmesi için kapalı bir ilmek halinde olması gerekmez.

 Akım devreden geçerken tükenir.

 Bir iletkenin direnci yoktur.

 Paralel bağlı dirençlerin eĢdeğer direncinin değeri en büyük direncin değerinden büyüktür.

 Akım yük fazlalığıdır.

 Devreden geçen akım pilden çıkar.

 Büyük piller daha büyük voltaj uygular.

 Piller sadece enerji üretir.

 Elektrik fiziksel bir büyüklüktür.

 Elektrik bir enerji türüdür.

 Elektronlar yaklaĢık ıĢık hızı ile hareket ederler.

 Piller ve jeneratörler elektrik üretir.

 Statik elektrik, elektrik akımının tersidir.

 Atomlar eĢit sayıda proton ve elektrona sahiptir.

 Ġletkenler yüklerin geçmesine izin verirler.

 Piller yük depo ederler.

Tahmin Et-Gözle-Açıkla (TGA) Tekniği

TGA tekniği kavram öğretiminde en çok dikkat çeken tekniklerden bir tanesidir. TGA tekniği öncelikle öğrencilerin araĢtırmacı tarafından hazırlanan etkinlikte geçen olayın sonucunu nedenleriyle birlikte tahmin etmelerini daha sonra olayı gözlemlemelerini ve tahminleri ile gözlemleri arasında bir çeliĢki varsa bu çeliĢkiyi ortadan kaldırmaya yönelik açıklama yapmalarını gerektirmektedir (Bilen ve Köse, 2012). Öğrencileri tahmin etmeye zorlayıp gözlemleri ile tahminleri arasında karĢılaĢtırma imkânı sunması açısından TGA kavram öğretiminde etkili bir tekniktir (Bilen ve Aydoğdu, 2010). TGA tekniği, fizik

(39)

öğretiminde öğrencinin araĢtırmacı kimliğini ön plana çıkarıp baĢarısını arttırması ve uygulanabilirliği yüksek ve kolay olması açısından da tercih edilmektedir (Tekin, 2008). TGA tekniği, kavramsal değiĢimin gerçekleĢmesinde ve etkin öğrenme ortamı oluĢturulmasında önemli rol oynamaktadır. TGA’nın yararlarından biri de öğrencilerin, olayların sebeplerini açıklamak için olaya aktif katılımlarını sağlamasıdır. Böylece öğrenciler, kitaptaki bilgileri düĢünmeden tekrar etmek yerine olaylara kendi kendilerine açıklama getirmiĢ olurlar (Saka ve Mısır, 2012). Bunun yanında TGA tekniğinin en önemli özelliği, öğrenciye mevcut bilgisini, deneyimlerini ve günlük hayatta karĢılaĢtığı benzer olayları tahminlerini desteklemek için kullanmasını sağlamasıdır (Köse, CoĢtu ve Keser, 2003).

Tahmin Aşaması (Prediction)

Tahmin Etme aĢamasında öğrencilere bir gösteri deneyi veya olay hakkında bilgi verilir ve gösteri deneyinin veya olayın sonucunu tahmin etmeleri ve tahminlerini gerekçeleri ile birlikte açıklamaları istenir. Bu aĢamada dikkat edilmesi gereken noktalardan bir tanesi öğrencileri yönlendirmemektir. Liew & Treagust (1998), yapmıĢ oldukları çalıĢmada seçenekler verilerek hazırlanan soruların öğrencilerin tahminlerini sınırlandıracağını belirtmektedir ve bundan dolayı da öğrenci tahmin ve gözlemlerini sınırlandırmayan açık uçlu soruların kullanılmasını önermektedir.

Gözlem Aşaması (Observation)

TGA tekniğinin ikinci basamağını oluĢturan gözlem aĢamasında gösteri deneyiyle veya etkinlikte sunulan olayla ilgili gözlem yapmaları sağlanır. Eğer öğrencilerin tahminleri ile gözlemleri arasında fark varsa, bu çeliĢkiler öğrenmeyi ilerletebilir (Bilen ve Köse, 2012). Ortaya çıkan bu tür çeliĢkiler, öğrencilerin anlamaları hakkında daha ayrıntılı bilgiler elde edilmesinde yardımcı bir nitelik oluĢturmaktadır. Ayrıca öğrencilerin önceki deneyimleri ve öğrenmeleri, olayları gözlemelerini etkilendiğinden onların olayı dikkatli bir biçimde gözlemelerini sağlayıcı bazı etkinlikler yapılmalıdır (Köse, CoĢtu ve Keser, 2003).

(40)

Açıklama Aşaması (Explanation)

Üçüncü basamak olan açıklama aĢamasında ise öğrencilerin, gözlem öncesindeki tahminleri ile gözlemleri arasında meydana gelen çeliĢkili durumu ortadan kaldırıcı açıklama yapmaları sağlanır.

Öğrencilerin kavramlarını yeniden yapılandırmasına yardımcı olan açıklama aĢamasıdır. Bu aĢamada öğrencilerden tahminleri ve gözlemleri arasındaki çeliĢkileri tartıĢmaları ve bu çeliĢkileri gidermeleri istenir. Bu amaçla öğrencilerin kavramları kendi kendilerine yapılandırması için gözlemler sınıfta tartıĢılır (Bilen ve Köse, 2012).

(41)

(42)

BÖLÜM 2

YÖNTEM

AraĢtırmanın Modeli

Fizik öğretmenlerinin ve fizik öğretmen adaylarının elektrik konusundaki zihinsel modellerinin ortaya çıkarılması amacıyla nitel araĢtırma modellerinden çoklu durum çalıĢması kullanılmıĢtır.

AraĢtırmada öncelikle öğretmen ve öğretmen adaylarının zihinsel modellerinin ortaya çıkarılabilmesi için 32 soru seçilmiĢtir. Gerekli literatür taraması yapılarak sorulara verilebilecek kavram yanılgısı içeren cevaplar tespit edilmiĢtir.

ÇalıĢma görüĢme Ģeklinde gerçekleĢtirilmiĢ ve bütün görüĢmeler kaydedilmiĢtir. GörüĢme TGA tekniğine uygun olarak gerçekleĢtirilmiĢtir. Katılımcılardan önce sorulara cevap vermeleri ve cevaplarını gerekçeleriyle beraber açıklamaları istenmiĢtir. Cevaplar alındıktan sonra gösteri deneyi yapılarak sonucun verilen cevaplarla örtüĢüp örtüĢmediği test edilmiĢtir. Eğer verilen cevaplarla gözlem arasında çeliĢkili bir durum varsa bunun nedeninin açıklanması beklenmiĢtir. Bu sırada katılımcıların tutum ve davranıĢlarına dikkat edilerek verdikleri cevaplardan emin olup olmadıkları tespit edilmeye, gerek duyulduğunda farklı sorularla katılımcıların zihinsel modellerine ulaĢılmaya çalıĢılmıĢtır. Sorular yöneltilirken ve TGA tekniği uygulanırken katılımcıların yönlendirilmemesine dikkat edilmiĢtir. Bu nedenle açık uçlu sorular tercih edilmiĢtir.

ÇalıĢmanın son aĢamasında sesli kayıtlar yazıya dökülerek kontroller yapılmıĢtır. Tüm sorularda tüm katılımcıların verdikleri cevaplar gruplandırılarak kodlanmıĢtır. Kodların her biri zihinsel model olacak Ģekilde seçilmiĢtir. Böylece katılımcıların zihinsel modelleri gruplandırılmıĢtır. Bunun yanında katılımcılar da cinsiyet, deneyim ve akademik durumlarına göre gruplara ayrılarak kodlanan zihinsel modellerin bu gruplardaki

(43)

dağılımları incelenmiĢtir. Katılımcıların akademik düzeyleri ile deneyim durumları ile veya cinsiyetleri ile sahip oldukları zihinsel modeller arasında iliĢki olup olmadığı kodlanan zihinsel modellerin gruplardaki yığılmalarına bakılarak karar verilmiĢtir.

ÇalıĢma Grubunun Belirlenmesi

Bu araĢtırma bireylerin sahip oldukları zihinsel modelleri ortaya çıkarmaya yöneliktir ve zihinsel modeller kiĢinin kavramları kendi zihninde nasıl yapılandırdığıyla ilgilidir. Bundan dolayı araĢtırmada örneklemin evrene genelleme kaygısı bulunmamaktadır.

ÇalıĢma grubu Ankara Ġli’nde görev yapan bazı fizik öğretmenleri ile Ankara Ġli’nde öğrenim gören bazı fizik öğretmen adaylarından oluĢmaktadır. ÇalıĢmanın amacı, fizik öğretmenlerinin ve fizik öğretmen adaylarının elektrik akımı ile ilgili zihinsel modellerini ortaya çıkarmak olduğundan çalıĢma grubu belirlenirken, katılımcıların kendilerini açıkça ifade etmeleri adına gönüllü olmaları esas alınmıĢtır.

ÇalıĢma Grubuna Ait Bilgiler

ÇalıĢma Ankara Ġli’nde öğretmenlik yapan ve Gazi Üniversitesi Fizik Eğitimi Anabilim Dalı’nda son sınıfı okuyan öğretmen adaylarından oluĢan 36 kiĢilik grupla görüĢme yapılarak gerçekleĢtirilmiĢtir. 36 kiĢi kendi içerisinde cinsiyete göre, deneyime göre ve akademik duruma göre gruplandırılmıĢtır ve değerlendirmeler üç grup için ayrı ayrı yapılmıĢtır.

Katılımcıların Cinsiyete Göre Gruplandırılması

Katılımcılar cinsiyete göre gruplandırıldığında 10 kadın 26 erkek katılımcıdan oluĢmaktadır. Kadın katılımcılar “K” olarak, erkek katılımcılar “E” olarak kodlanmıĢtır.

Katılımcıların Deneyime Göre Gruplandırılması

Katılımcılar deneyime göre beĢ gruba ayrılmıĢtır.