T.C.
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TAHMİN GÖZLEM AÇIKLAMA VE BİLİŞSEL GELİŞİMİ HIZLANDIRMA TEMELLİ ETKİNLİKLERİN FEN BİLİMLERİ
ÖĞRETMEN ADAYLARININ MUHAKEME BECERİLERİNİN GELİŞİMİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
DOKTORA TEZİ
İBRAHİM YÜKSEL
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI
TAHMİN GÖZLEM AÇIKLAMA VE BİLİŞSEL GELİŞİMİ HIZLANDIRMA TEMELLİ ETKİNLİKLERİN FEN BİLİMLERİ
ÖĞRETMEN ADAYLARININ MUHAKEME BECERİLERİNİN GELİŞİMİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
İBRAHİM YÜKSEL
DOKTORA TEZİ
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
i
TELİF HAKKI ve TEZ FOTOKOPİ İZİN FORMU
Bu tezin tüm hakları saklıdır. Kaynak göstermek koşuluyla tezin teslim tarihinden itibaren 20 (yirmi) ay sonra tezden fotokopi çekilebilir.
YAZARIN Adı : İBRAHİM Soyadı : YÜKSEL Bölümü : FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ İmza : Teslim tarihi : TEZİN
Türkçe Adı : Tahmin Gözlem Açıklama ve Bilişsel Gelişimi Hızlandırma Temelli Etkinliklerin Fen Bilimleri Öğretmen Adaylarının Muhakeme Becerilerinin Gelişimine Etkisinin İncelenmesi
İngilizce Adı : Examination the Effect of Activities Based on Prediction Observation Explanation and Acceleration of Cognitive Development on Science Teacher Candidates' Reasoning Skills
ii
ETİK İLKELERE UYGUNLUK BEYANI
Tez yazma sürecinde bilimsel ve etik ilkelere uyduğumu, yararlandığım tüm kaynakları kaynak gösterme ilkelerine uygun olarak kaynakçada belirttiğimi ve bu bölümler dışındaki tüm ifadelerin şahsıma ait olduğunu beyan ederim.
Yazar Adı Soyadı : İbrahim YÜKSEL
iv
TEŞEKKÜR
Tezimin hazırlanmasında derin bilgi ve tecrübelerinden yararlandığım, tüm çalışma boyunca bilgisi ve destekleyici tutumu ile her aşamada desteğini ve rehberliğini esirgemeyen, yoğun çalışma saatlerinde bile vaktini ayırıp bana her zaman destek olan tez danışmanım ve değerli hocam Prof. Dr. Salih ATEŞ’e ,
Lisans, yüksek lisans ve doktora sürecinde kendimi geliştirmem için desteğini her zaman hissettiğim, her aşamada rehberlik ederek yardımını esirgemeyen, titiz çalışmaları ile beni hep en iyiye yönlendiren ve zorlukların üstesinden gelmemde beni cesaretlendiren değerli hocam Doç. Dr. Suna KALENDER’e, lisans eğitiminden bugüne kadar desteğini her zaman hissettiğim Prof. Dr. Ali GÜL ve Prof. Dr. Mehmet YILMAZ’a,
Dostça yaklaşımıyla ve değerli düşünceleriyle beni aydınlatan, verdiği öneri ve görüşlerle bana yol gösteren, bilgi ve tecrübeleriyle doktora tez çalışmamın daha nitelikli olması için bana yardımcı olan ve her zaman desteklerini yanımda hissettiğim değerli hocam Prof. Dr. Cengiz ÇINAR’a, bilgi ve tecrübesiyle özellikle CASE projesine dair İngiltere’de edindiği deneyimlerini tezime yansıtarak tüm tez çalışmam süresince uzman görüşlerini esirgemeyen değerli hocam Dr. Yasemin GÖDEK’e,
Uzman görüşleriyle tezime katkı sağlayan değerli hocalarım Prof. Dr. Mustafa SARIKAYA, Doç. Dr. Mustafa YILDIZ, Doç. Dr. Nusret KAVAK, Doç. Dr. Gökhan DUMAN ve değerli dostlarım Arş. Gör. Dr. Mehmet Güray ÜNSAL, Arş. Gör. Hüseyin İNALTUN, Köksal KARATAŞ ve Arş. Gör. Nisa YENİKALAYCI’ ya,
Prof. Dr. Anton E. LAWSON ve Yrd. Doç. Dr. Uygar KANLI’ ya,
Bütün çalışmam boyunca maddi ve manevi her türlü desteğini benden esirgemeyen anneme, babama, abime, yengeme, yeğenlerim İbrahim ve Ayşe’ye, kardeşim Seda’ya, Ve can yoldaşım sevgili eşime ve canım kızıma teşekkürü bir borç bilirim…
Araştırmanın Fen Bilimleri eğitimine katkı sağlaması ve bu alandaki çalışmalara öncülük etmesi dileğiyle… İbrahim YÜKSEL
v
TAHMİN GÖZLEM AÇIKLAMA VE BİLİŞSEL GELİŞİMİ HIZLANDIRMA TEMELLİ ETKİNLİKLERİN FEN BİLİMLERİ
ÖĞRETMEN ADAYLARININ MUHAKEME BECERİLERİNİN GELİŞİMİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
(Doktora Tezi)
İbrahim YÜKSEL
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Ağustos, 2015
ÖZ
Bu çalışmanın amacı, Tahmin Gözlem Açıklama ve Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma temelli etkinliklerin Fen Bilimleri öğretmen adaylarının bilimsel muhakeme becerilerinin gelişimine etkisini incelemektir. Bu çalışmada yarı deneysel yöntem kullanılmıştır. Pilot uygulama, 2013-2014 eğitim-öğretim yılı bahar döneminde Gazi Üniversitesi Fen Bilgisi Öğretmenliği programının 2. sınıflarında öğrenim görmekte olan toplam 52 öğretmen adayı ile yapılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu, 2014-2015 eğitim-öğretim yılı güz döneminde Gazi Üniversitesi Fen Bilgisi Öğretmenliği programının 2. sınıflarında öğrenim görmekte olan toplam 93 öğretmen adayı oluşturmuştur. Öğretmen adaylarının bilimsel muhakeme becerileri gelişimini izlemek için 47 öğrenciye öncelikle “Bilimsel Muhakeme Becerileri Testi - BMBT”, daha sonra araştırmacı tarafından geliştirilen TGA etkinlikleri uygulanmıştır. 46 öğrenciye öncelikle BMBT uygulanmış, daha sonra Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma (CASE) projesi kapsamında hazırlanan CASE etkinlikleri, son olarak ise BMBT son test olarak uygulanmıştır. BMBT Fen Bilgisi öğretmen adaylarının bilimsel muhakeme becerilerini ölçmek amacıyla geliştirilmiştir. Bu test, 7 alt boyuttan oluşmaktadır ve toplam 26 madde içermektedir. Çalışmanın alt problemlerine ait bulgular şu şekilde ifade edilebilir: Birinci olarak, TGA ve CASE grubundaki BMBT ön bilimsel muhakeme becerileri (ön test) ortalama puanlarının arasında anlamlı bir fark olmadığı; ikinci olarak, kız ve erkek öğrencilerin ön test puanları arasında bir fark olmadığı; üçüncü olarak, TGA ve CASE gruplarında yer alan öğrencilerin ön test puanlarına göre düzeltilmiş son test ortalama puanları arasında TGA grubunun lehine anlamlı bir farkın olduğu; dördüncü olarak, TGA yöntemine dayalı etkinliklerden öğrencilerin elde ettiği BMBT ön test ve son test ortalama puanlarının arasında son test lehine anlamlı bir farkın olduğu; beşinci olarak, CASE temelli etkinliklerden öğrencilerin elde ettiği BMBT ön test ve son test ortalama
vi
puanlarının arasında son test lehine anlamlı bir farkın olduğu; altıncı olarak, kız ve erkek öğrencilerin ön test puanlarına göre düzeltilmiş son test ortalama puanları arasında erkek öğrenciler lehine anlamlı bir farkın olduğu; yedinci olarak, öğretim yöntemi-cinsiyet etkileşimi BMBT puanlarına göre TGA yöntemi ve CASE temelli grupların BMBT ortalama puanları arasında anlamlı bir farkın olduğu, ayrıca, kız ve erkek öğrencilerin BMBT ortalama puanları arasında anlamlı bir farklılık olduğu, fakat öğretim yöntemi-cinsiyet etkileşiminin öğrencilerin BMBT son test puanlarına etkisinin anlamsız olduğu görülmüştür. Fen eğitiminde bilimsel muhakeme becerilerinin gelişimine katkı sağlamak amacıyla bu tür etkinliklerin ve analiz sonuçlarının büyük öneme sahip olduğu düşünülmektedir.
Bilim Kodu :
Anahtar Kelimeler : Bilimsel Muhakeme, Tahmin Gözlem Açıklama Yöntemi, Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma, Korunum Yasaları, Değişkenleri Belirleme ve Kontrol Etme, Hipotetik Düşünme, Orantısal Düşünme, Olasılıklı Düşünme, Korelasyonel Düşünme, Kombinasyonel Düşünme, Bilimsel Muhakeme Becerileri Testi Sayfa Adedi : 230
vii
EXAMINATION THE EFFECT OF ACTIVITIES BASED ON
PREDICTION OBSERVATION EXPLANATION AND
ACCELERATION OF COGNITIVE DEVELOPMENT ON SCIENCE
TEACHER CANDIDATES' REASONING SKILLS
(
PhD Thesis)
Ibrahim YUKSEL
GAZI UNIVERSITY
INSTITUTE OF EDUCATIONAL SCIENCES
August, 2015
ABSTRACT
The purpose of this study is to examine the effect of activities based on Prediction Observation Explanation and Cognitive Acceleration through Science Education on Science teacher candidates' scientific reasoning skills. In this study quasi experimental method was used. The pilot experiment was conducted with a total of 52 prospective teachers studying in 2nd year of the Science Teaching program of Gazi University during the 2013-2014 academic year spring semester. A total of 93 prospective teachers studying in 2nd year of Gazi University Science Teaching program in the 2014-2015 academic year fall semester constitutes the working group of the study. To observe the development of scientific reasoning skills of prospective teachers firstly "Scientific Reasoning Skills Test - SRST", and then POE Activities developed by researcher were implemented to 47 students. To 46 students firstly SRST was applied, then CASE activities prepared under the project CASE were applied and finally SRST was applied as the post-test. SRST has been developed to measure scientific reasoning skills of prospective Science teachers. This test consists of seven dimensions and comprises a total of 26 items. Findings belonging to the sub-problem of the study can be expressed as: Firstly, there is not any significant
viii
difference between SRST pre-test mean scores in the POE and CASE group; secondly, there is not any difference between pre-scientific reasoning skills (pre-test) scores of girls and boys; thirdly, there is a significant difference in favor of the POE group between the mean scores of post-test adjusted for pretest scores of students in the POE and CASE groups; fourthly, there is a significant difference in favor of the post-test between the SRST pre-test and post-test mean scores that the students have gained from the activities based on the POE method; fifthly, there is a significant difference in favor of the post-test between the SRST pre-test and post-test mean scores that students gained from CASE based activities; sixthly, there is a significant difference in favor of boys between the post-test mean scores that has been adjusted for pre-post-test scores of girls and boys; seventhly, there is a significant difference between SRST mean scores of groups based on POE method and CASE according to teaching methods-gender interaction SRST scores, there is also a significant difference between female and male students' SRST scores, however the effect of the teaching method-gender interaction to SRST post-test scores of students is insignificant. Such activities and analysis results is considered to be of major importance in order to contribute to the development of scientific reasoning skills in Science education.
Science Code :
Keywords : Scientific Reasoning, Prediction Observation Explanation Method, Cognitive Acceleration through Science Education, Conservation Laws, Identifying and Controlling the Variables, Hypothetical Thinking, Proportional Thinking, Probabilistic Thinking, Correlational Thinking, Combinatorial Thinking, Scientific Reasoning Skills Test
Page Number : 230
ix
İÇİNDEKİLER
TELİF HAKKI ve TEZ FOTOKOPİ İZİN FORMU ... i
ETİK İLKELERE UYGUNLUK BEYANI ... ii
JÜRİ ÜYELERİ ONAY SAYFASI ... iii
TEŞEKKÜR ... iv
ÖZ ... v
ABSTRACT ... vii
TABLOLAR LİSTESİ... xii
ŞEKİL LİSTESİ ... xvi
SİMGELER VE KISALTMALAR LİSTESİ ... xvii
BÖLÜM I ... 1 GİRİŞ ... 1 1.1. Problem Durumu ... 5 1.2. Araştırmanın Amacı ... 6 1.3. Araştırmanın Önemi ... 6 1.4. Sayıltılar ... 8 1.5. Sınırlılıklar... 8 1.6. Tanımlar ... 8 BÖLÜM II ... 10 KAVRAMSAL ÇERÇEVE ... 10
2.1. Bilimin Doğası ve Bilimsel Muhakeme Becerileri ... 10
2.2. Bilimsel Muhakeme Becerilerinin Fen Başarısı ile İlişkisi ... 14
2.2.1. Kavramsal Anlama ... 19
2.2.1.1. Piaget’in Bilişsel Gelişim Kuramı ... 19
2.2.1.2. Vygotsky’e Göre Bilişsel Gelişim ... 20
2.3. Bilimsel Muhakeme Becerilerinin Öğretilmesi İle İlgili Çalışmalar ... 22
2.3.1. CASE Projesi ... 22
x
2.5. Tahmin Gözlem Açıklama (TGA) Yöntemi ... 29
2.5.1. TGA Yönteminin Uygulama Süreci Nasıl Olmalıdır? ... 30
2.5.2. TGA Yönteminin Fen Başarısına Etkisi ... 30
2.5.3. TGA Yöntemi ve Kavram Öğretimi ... 33
BÖLÜM III ... 36
YÖNTEM... 36
3.1. Araştırmanın Modeli ... 36
3.2. Çalışma Grubu ... 37
3.3. Deneysel İşlem Basamakları ... 38
3.4. Veri Toplama Araçları ... 39
3.4.1. Bilimsel Muhakeme Becerileri Testi (BMBT) ... 39
3.4.1.1. BMBT’nin Geliştirilmesi ... 39
3.4.1.2. BMBT’ye Ait Pilot Uygulama ... 42
3.4.1.3. BMBT’nin Geçerliği ve Güvenirliği ... 42
3.4.2. TGA Etkinliklerinin Geliştirilmesi ... 45
3.4.2.1. TGA Etkinliklerinin Pilot Uygulaması ... 46
3.4.2.1.1. Pilot Uygulama Sonucunda TGA Etkinliklerinde Yapılan Değişiklikler ... 46
3.4.2.2. TGA Etkinliklerinin Asıl Uygulaması ... 47
3.4.3. CASE Projesi Etkinliklerinin Adaptasyon Süreci ... 47
3.4.3.1. CASE Etkinliklerinin Pilot Uygulaması ... 48
3.4.3.1.1. Pilot Uygulama Sonucunda CASE Etkinliklerinde Yapılan Değişiklikler ... 49
3.4.3.2. CASE Etkinliklerinin Asıl Uygulaması ... 49
3.4.4. Gözlem Formu ... 49 3.5. Verilerin Toplanması ... 50 3.5.1. Pilot Çalışma... 50 3.5.2. Asıl Uygulama ... 51 3.6. Verilerin Analizi ... 56 BÖLÜM IV ... 57 BULGULAR ve YORUM... 57
4.1. Birinci Alt Probleme Ait Bulgular... 57
xi
4.3. Üçüncü Alt Probleme Ait Bulgular ... 60
4.4. Dördüncü Alt Probleme Ait Bulgular ... 69
4.5. Beşinci Alt Probleme Ait Bulgular ... 74
4.6. Altıncı Alt Probleme Ait Bulgular ... 79
4.7. Yedinci Alt Probleme Ait Bulgular ... 87
BÖLÜM V... 89
SONUÇLAR ve TARTIŞMA ... 89
5.1. Sonuçlar ve Tartışma ... 89
BÖLÜM VI ... 94
ÖNERİLER ... 94
6.1. Öğretim ile İlgili Öneriler ... 94
6.2. Araştırmacılara Yönelik Öneriler ... 94
KAYNAKÇA ... 95
EKLER EK 1. Bilimsel Muhakeme Becerileri Testi (BMBT) ... 104
EK 2. Bilimsel Muhakeme Becerileri TGA Etkinlikleri... 131
EK 3. CASE Projesi Temelli Etkinlikler... 170
EK 4. Bilimsel Muhakeme Becerileri TGA Etkinlikleri Gözlem Formu ... 225
EK 5. Bilimsel Muhakeme Becerileri CASE Projesi Temelli Etkinlikler Gözlem Formu ... 228
xii
TABLOLAR LİSTESİ
Tablo 2.1 Lawson Mantıksal Düşünme Testi Puanlarına Göre Seviye Puanları ... 25
Tablo 2.2 Mantıksal Düşünme Grup Testi (GALT) Puanlarına Göre Seviye Puanları .. 27
Tablo 2.3 Tobin ve Capie Mantıksal Düşünme Testi Puanlarına Göre Seviye Puanları. 28 Tablo 3.1 Araştırma Deseninin Simgesel Görünümü ... 36
Tablo 3.2 TGA ve CASE Grubundaki Öğretmen Adaylarının Cinsiyete Göre Dağılımı ... 38
Tablo 3.3 Testin Alt Boyutlarında Yer Alan Sorular ... 40
Tablo 3.4 Pilot Uygulama Sürecine Katılan Öğrenciler ... 42
Tablo 3.5 Maddelerin Güçlük İndeksleri ... 43
Tablo 3.6 Maddelerin Ayırt Edicilik İndeksleri ... 43
Tablo 3.7 Testte Yer Alan Maddelere Göre Betimsel İstatistikler ... 44
Tablo 3.8 TGA Etkinliklerinin Geliştirilme Süreci ... 45
Tablo 3.9 CASE Projesi Temelli Etkinliklerinin Adaptasyon Süreci ... 48
Tablo 3.10 TGA ve CASE Projesi Temelli Etkinlikler ... 52
Tablo 4.1 BMBT Ön Test Puanlarına Ait K-S Normallik Testi Sonuçları ... 58
Tablo 4.2 BMBT Ön Test Puanlarına Ait Levene Testi Sonuçları ... 58
Tablo 4.3 Ön Test ile Son Test Arasındaki Puanlara Ait Regresyon Modeli Sonuçları ... 59
Tablo 4.4 BMBT Ön Test Bağımsız t Testi Sonuçları ... 59
Tablo 4.5 Kız ve Erkek Öğrencilerin BMBT Ön Test Puan Ortalamaları Bağımsız t Testi Sonuçları ... 60
Tablo 4.6 TGA ve CASE Gruplarına Ait Betimsel İstatistikler ... 60
Tablo 4.7 BMBT Son Test Puanlarına Ait K-S Normallik Testi Sonuçları ... 61
Tablo 4.8 BMBT Son Test Puanlarına Ait Levene Testi Sonuçları ... 61
Tablo 4.9 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 62 Tablo 4.10 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Son Test Düzeltilmiş Puanlarına
xiii
Göre ANCOVA Sonuçları ... 62 Tablo 4.11 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Son Test Alt Boyutlarına Ait
Düzeltilmiş Puanlarına Göre ANCOVA Sonuçları ... 63 Tablo 4.12 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Korunum Yasası Son Test
Puanları Betimsel İstatistikleri ... 63 Tablo 4.13 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Orantısal Düşünme Son Test
Puanları Betimsel İstatistikleri ... 64 Tablo 4.14 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Değişkenleri Belirleme ve Kontrol Etme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 65 Tablo 4.15 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Kombinasyonel Düşünme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 66 Tablo 4.16 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Korelasyonel Düşünme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 67 Tablo 4.17 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Olasılıklı Düşünme Son Test
Puanları Betimsel İstatistikleri ... 67 Tablo 4.18 TGA ve CASE Öğrencilerinin BMBT Hipotetik Düşünme Son Test
Puanları Betimsel İstatistikleri ... 68 Tablo 4.19 TGA Grubuna Ait Bilimsel Muhakeme Becerileri Testi Ön Test ve
Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları ... 69 Tablo 4.20 TGA Grubuna Ait Korunum Yasası Bilimsel Muhakeme Becerileri Testi Ön Test ve Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları... 70 Tablo 4.21 TGA Grubuna Ait Orantısal Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test
Bağımlı t Testi Sonuçları ... 70 Tablo 4.22 TGA Grubuna Ait Değişkenleri Belirleme ve Kontrol Etme BMBT
Ön Test ve Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları... 71 Tablo 4.23 TGA Grubuna Ait Kombinasyonel Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları ... 72 Tablo 4.24 TGA Grubuna Ait Korelasyonel Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları ... 72 Tablo 4.25 TGA Grubuna Ait Olasılıklı Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test
Bağımlı t Testi Sonuçları ... 73 Tablo 4.26 TGA Grubuna Ait Hipotetik Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test
xiv
Tablo 4.27 CASE Grubuna Ait BMBT Ön Test ve Son Test Bağımlı t Testi
Sonuçları ... 74 Tablo 4.28 CASE Grubuna Ait Korunum Yasası BMBT Ön Test ve Son Test
Bağımlı t Testi Sonuçları ... 75 Tablo 4.29 CASE Grubuna Ait Orantısal Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test
Bağımlı t Testi Sonuçları ... 76 Tablo 4.30 CASE Grubuna Ait Değişkenleri Belirleme ve Kontrol Etme BMBT
Ön Test ve Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları... 76 Tablo 4.31 CASE Grubuna Ait Kombinasyonel Düşünme BMBT Ön Test ve
Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları ... 77 Tablo 4.32 CASE Grubuna Ait Korelasyonel Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test Bağımlı t Testi Sonuçları ... 78 Tablo 4.33 CASE Grubuna Ait Olasılıklı Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test
Bağımlı t Testi Sonuçları ... 78 Tablo 4.34 CASE Grubuna Ait Hipotetik Düşünme BMBT Ön Test ve Son Test
Bağımlı t Testi Sonuçları ... 79 Tablo 4.35 Erkek ve Kız Gruplarına Ait Betimsel İstatistikler ... 79 Tablo 4.36 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Son Test Betimsel İstatistikleri ... 80 Tablo 4.37 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Son Test Düzeltilmiş Puanlarına Göre ANCOVA Sonuçları ... 80 Tablo 4.38 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Son Test Düzeltilmiş Puanlarına Göre ANCOVA Sonuçları ... 81 Tablo 4.39 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Korunum Yasası Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 82 Tablo 4.40 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Orantısal Düşünme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 82 Tablo 4.41 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Değişkenleri Belirleme ve Kontrol
Etme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 83 Tablo 4.42 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Kombinasyonel Düşünme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 84 Tablo 4.43 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Korelasyonel Düşünme Son Test
xv
Tablo 4.44 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Olasılıklı Düşünme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 86 Tablo 4.45 Erkek ve Kız Öğrencilerin BMBT Hipotetik Düşünme Son Test Puanları Betimsel İstatistikleri ... 86 Tablo 4.46 Öğretim Yöntemi-Cinsiyet Etkileşimi BMBT Puanlarının Betimsel
İstatistikleri ... 87 Tablo 4.47 Öğretim Yöntemi-Cinsiyet Etkileşimi BMBT Puanlarının ANCOVA
xvi
ŞEKİL LİSTESİ
xvii
SİMGELER VE KISALTMALAR LİSTESİ
BMBT Bilimsel Muhakeme Becerileri Testi
TGA Tahmin Gözlem Açıklama
CASE Cognitive Acceleration through Science Education (Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma)
MEB Milli Eğitim Bakanlığı
YÖK Yüksek Öğretim Kurumu
GALT Group Assessment of Logical Thinking
(Mantıksal Düşünme Grup Testi)
TTK Talim Terbiye Kurulu
ANCOVA Kovaryans analizi
TOLT Test of Logical Thinking
(Mantıksal Düşünme Yetenek Testi) NRC
National Research Council
(Amerikan Ulusal Araştırma Konseyi)
LMDT Lawson Mantıksal Düşünme Testi
LCSRT Lawson’s Classroom Test of Scientific Reasoning (Lawson Bilimsel Muhakeme Sınıf Testi)
F F değeri (ANCOVA için)
N Öğrenci sayısı
P Anlamlılık değeri
Sd Serbestlik derecesi
S.Sapma Standart sapma
ZPD Zone of Proximal Development
(Yakınsal Gelişim Alanı)
CAT Curriculum Analysis Taxonomy
1
BÖLÜM I
GİRİŞ
Bilim ve teknolojinin hızla geliştiği ve değiştiği günümüzde gerekli bilgi ve becerilerin gelecek nesillere aktarılması en önemli hedeflerden biri olmalıdır. Bir çalışmanın bilimsel olabilmesi için öncelikle bilimsel yöntemlerin kullanılması gerekir. Bilimsel çalışma yapan kişilerin hayal güçlerini ve üretkenliklerini katarak bilimsel bilgi ortaya koyması önemlidir. Öğrenilen bilgiler, uygulamaları ve ilgili deneyleri yapılabildiği sürece daha kalıcı olur. Böylece toplumların güçlü bir gelecek oluşturmaları bilim ve teknoloji alanında uluslararası rekabet edebilecek, karşılanılan problemleri kendileri çözebilecek bireyler yetiştirmeleri ile mümkündür. Bireysel farklılıkları ne olursa olsun erken yaşta öğrencilere olaylara bilimsel bakış açısı kazandırılması gerekir. Bilimsel bakış; kişilerin araştırma-sorgulama, eleştirel düşünme, problem çözme ve karar verme becerileri geliştirmeleri, yaşam boyu öğrenen bireyler olmaları, çevreleri ve dünya hakkındaki merak duygusunu sürdürmeleri şeklinde ifade edilmektedir (Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu [MEB TTK], 2012).
Birey bilişsel gelişimi araştırma ve tartışma yetisinden yoksun, eleştiri ve muhakeme yapma yeteneğinin kazanılamadığı bir ortamda olursa, ezberlenmiş bir bilgi birikimine sahip fakat karşılaştığı değişik durumlardaki problemleri çözemeyen düşünme yetenekleri gelişmemiş bir birey profili ortaya çıkar. Öğrencilerin öğrenim sürecine etkin katılımını içine almayan bir eğitim yaklaşımı, bilim öğrenimi ve özelikle fen bilimleri öğrenimi açısından ülkeleri istediği yerlere taşıyamayacaktır (Özer, 2009). Bilimsel düşünme becerilerine sahip bireyler hedeflerine ulaşmada ve güçlüklerle baş edebilmede daha başarılı olabilmektedir.
Çağımızda kişilerin kendilerine gerekli olan bilgileri elde edip, yeni bilgiler ve çıkarımlara ulaşabilecek muhakeme yeteneğine sahip olmaları ve teknolojiyi günlük yaşamda kullanabilir hale gelmeleri gerekmektedir (MEB, 2000). Değişen yaşam koşullarında
2
ihtiyaç duyulan nitelikli insan tipi isabetli kararlar alabilen, yeni fikirler üretebilen ve problem çözebilen bireylerdir. Bu da muhakeme ve düşünme becerisi gelişmiş bireyler anlamına gelmektedir. Bireyleri karşılaşabilecekleri bütün problem durumları ile karşılaştırmanın mümkün olmadığı çok açık olduğuna göre artık sadece bilgi edinen değil, edindiği bilgiyi kullanıp muhakeme yapabilen ve karşılaştığı sorunları bilimsel yöntemleri kullanarak çözebilen bireyler ancak hızla gelişen ve değişen dünyada başarılı olabileceklerdir (Çoban, 2010).
Öğrenmenin nasıl meydana geldiğini açıklamak için pek çok teori ortaya atılmakla birlikte, fen eğitimi ve öğretimini en fazla etkileyen teoriler Jean Piaget, Jerome Bruner, Robert Gagne ve David Ausubel tarafından ortaya atılan teorilerdir (Özmen, 2004). Özellikle Piaget’in bilişsel gelişim alanında yaptığı çalışmalar birçok ülkenin eğitim sistemini derinden etkilemiş ve etkilemeye devam etmektedir. Piaget öğrenmenin dışsal ve basit olduğu düşüncesinin aksine içsel ve karmaşık bir yapıda olduğunu savunmuş ve çalışmalarıyla bu görüşü desteklemeye çalışmıştır. Bu bulgularıyla da öğrenme ve bilgi edinimi konusunda yeni ufuklar açmıştır. Piaget’e göre genel anlamda bilişsel gelişim biyolojik ve psikolojiktir. Biyolojik ve psikolojik etmenlerin yanında duygusal ve sosyal yönler de dikkate alınır. Düşünce/duygu boyutları ve gelişim düzeylerinin ders başarısıyla arasındaki ilişki pozitif yöndedir (Lawson ve Johnson, 2002). Gelişimin bu özellikleri bilginin nasıl yapılandırıldığı meselesini ortaya çıkarmıştır.
Piaget’e göre, bilgi birey tarafından pasif olarak alınmaz. Bilgi bireyin kendi yaşantıları hakkında muhakeme yapma süreci esnasında aktif olarak oluşturulur. Piaget, çocuğun bilişsel gelişiminin biyolojik olgunlaşmadan (büyümeden) kaynaklandığını ileri sürerek, her bireyin bilişsel gelişim süreçlerini dört aşamada değerlendirmiş ve her bireyin benzer yaşlarda bu süreçlerden (dönemlerden) geçtiğini savunmuştur. Bu dönemlerden birincisi olan duyusal devinim (sensorimotor) dönemi 0-2 yaş arası dönem olup, bu dönemde birey sözel olmayan davranışlar gösterir. Bu dönemde bebek dönem içinde duyuları ve motor faaliyetleri yoluyla dış dünya ile ilişki kurar, dönem içinde ilerledikçe çevresinde olanları ve kendisinin çevresinden farklı olduğunu keşfetmeye başlar. Dönemin sonuna gelindiğinde bebek, karmaşık olmayan bilişsel işlemleri gerçekleştirmeye başlayarak işlem öncesi döneme geçer. İşlem öncesi (pre-operational) dönem 2-7 yaş arası dönem olup, bu dönemde birey sözcük dağarcığını zenginleştirerek dilini geliştirir ve benlik kavramını oluşturur. Çocuk tümüyle ben merkezli bir düşünme yapısına sahiptir. Bu yaşlardaki
3
çocuklar kendi görüşlerinin olabilecek tek görüş olduğuna inanırlar, çevrelerindekilerin kendilerininkinden daha farklı bakış açılarına sahip olabileceklerini anlayamazlar. Bu dönemdeki çocuklarda korunum fikri gelişmemiştir. Dönemin sonuna doğru ilerledikçe ben merkezli düşünce gittikçe azalmaya ve yerini mantıklı düşünceye bırakmaya başlar. Böylece somut işlemler dönemine geçilir. Somut işlemler (concrete operational) dönemi ilköğretimin ilk beş yılına (7-11 yaş) denk gelir. Bu dönemde bireyin sınıflama, sınıflandırma, karşılaştırma, dört işlem yapma ve dönüştürme gibi becerileri gelişir, çocuğun işlemleri muhakeme edişi mantıklı bir hale gelir. İşlem öncesi dönemde çözülemeyen korunum problemleri bu dönemde çözülür. Somut işlemler döneminde çocukların bilişsel yapıları bazı problemleri bilişsel olarak çözebilecek düzeye gelmiş olmakla birlikte, bu dönemde bir problemin çözülmesi somut nesnelerle bağlantılı olmasına bağlıdır. Somut işlemler dönemi bilişsel işlem yapma yeteneğinin henüz gelişmediği işlem öncesi düşünce ile mantık işletme yoluyla muhakeme yapabilen soyut düşünce arasında bir geçiş dönemi olarak kabul edilebilir. Son dönem olan soyut işlemler (formal operational) dönemi 11 yaş ve sonrası dönem olup, bu dönemde bireyde ayırt etme, değişkenleri belirleme ve kontrol etme, hayal kurma, soyut kavramları algılayabilme gibi beceriler gelişir. Genelleme, tümdengelim, tümevarım gibi bilişsel işlemler yapılabilir. Birey kendi düşünce süreçlerinin farkındadır, kendi düşüncelerini eleştirir, diğer bilinen gerçekleri ölçüt alarak kendi yargılarının doğruluğunu yoklayabilir. Bu dönemden sonra bilişsel yapıda niteliksel bir gelişme ortaya çıkmaz. Ancak geliştirilen yaşantılara bağlı olarak niceliksel gelişmeler her zaman mümkündür (Özmen, 2004).
Linn (1982)’e göre Piaget’in bilişsel gelişim teorisi fen bilimleri eğitimi öğretiminin gelişimini en fazla etkileyen kuramlardan biri olmakla beraber teori araştırmacıları bir dizi soruyla baş başa bırakmıştır. Piaget’in çalışmaları araştırmacıları serbest içerikli stratejilere, gelişimsel temelli mekanizmalara ve muhakemenin her evresinin yapısal modellerine odaklamıştır. Pratikte, Piaget’in teorisinde olduğu düşünülen başka faktörler, teorik olarak muhakeme sürecinde geçerli bir stratejinin kullanılıp kullanılmamasını etkiler. Piaget’in odağı, neyin “pratik” faktör olarak adlandırılabileceğinin önemini en aza indirmiştir. Pratik faktörler birey tarafından gerçekleştirilecek bilişsel veya psikomotor görevlerin özellikleri veya bu süreçte teorik olarak geçerli bir stratejinin kullanılıp kullanılmamasını etkileyen geçmiş tecrübeler şeklinde tanımlanmaktadır. Piaget pratik faktörleri en aza indirerek, (1) muhakemenin olgusal bilgisini, (2) muhakemede belirli
4
görevleri, (3) bireysel yeteneklerin muhakemedeki etkisini ve (4) muhakemeyi değiştirmek için planlanan eğitimsel müdahale çabalarını boşa çıkarmıştır.
Bilginin bireyin zihninde önbilgiler, çevre ve kültürel faktörlere bağlı olarak yapılandırıldığı ve öğrenci merkezli eğitimin verimliliğinin benimsendiği günümüzde, fen eğitiminde öğrencilerin soyut işlemler döneminde sahip olması beklenen muhakeme becerilerine sahip olup olmadıklarını belirlemek verimli bir eğitim için ön koşullardan biridir (Lawson, 1985). Birçok öğrencinin soyut ve somut düşünme dönemlerindeki bilişsel becerilerinin gelişimindeki aksaklıklar ve muhakeme becerilerindeki eksikliğin kavramlara bilimsel anlamlar yükleyebilmeyi, problem çözmeyi ve bilimin doğasını anlamayı güçleştirdiği ifade edilmektedir (Lawson, 2004). Buna gerekçe olarak soyut işlemler döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerileri öğrencilerin bir sorunu hızlı ve sistemli bir şekilde çözebilmelerine yardımcı olması gösterilebilir. Soyut işlemler döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerileri gelişmemiş öğrencilerin ise problem çözme becerilerinde başarısız oldukları, bilimsel kavramsal yapıları oluşturmada ve teknik kelimelerin anlaşılmasında zorlandıkları görülmüştür (Gordon ve Nucci, 1979). Özellikle soyut işlemler döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerilerinin düzeyini ve hangi verimlilikte kullanıldığını belirlemek, bilişsel gelişim ve kavram öğretimi açısından önemlidir (Ateş, 2002). Araştırmalar; soyut işlemler döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerileri özelliklerinden olan soyut düşünme yeteneklerindeki eksikliğin (fen bilimleri, matematik, yabancı diller ve sosyal bilimler alanlarındaki) öğrenci başarısızlıklarının nedenlerinden biri olabileceğini belirtmektedir (Lawson, 1985).
McKinnon ve Renner (1971), 131 üniversite birinci sınıf öğrencisinin bilişsel gelişimlerini incelemiştir. Piaget’in bilişsel gelişim kuramına dayanan sınıflama yapıldığında, 131 öğrencinin; 33’ünün soyut, 32’sinin somut sonrası, 66’sının da somut işlemler döneminde olduğu bulgusuna ulaşılmıştır. Öğrencilerin %50’si somut dönemdeyken, %25’i soyut dönemde görülmektedir, soyut dönemin özellikleri de tam anlamıyla sergilenmemiştir. Bu bulguların nedeni, çocukların öğrendikleri pratik bilgileri özgün hale getirip başka durumlara adapte edememeleridir. Lawson (1999)’a göre bunun nedeni de ezberleme yoluna gitmeleri, olayın özünü kavrayamamalarıdır.
Lawson (1978) tarafından özel üniversite ikinci sınıfta okuyan 28 biyoloji öğrencisi üzerinde bilişsel gelişim ile ilgili yapılan çalışmada ise öğrencilerin soyut işlemler
5
döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerileri yaşlarında olmasına rağmen çoğunun somut ve soyut öncesi döneme ait özellikleri içeren açıklamalarda bulundukları görülmüştür. Öğrencilerin sadece 3 tanesi soyut işlemler döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerileri özelliklerini göstermiştir.
Ateş (2004) tarafından sınıf öğretmenliği bölümü 3. sınıf öğrencileri üzerinde yapılan çalışmada “Araştırma yoluyla öğretim metodunun farklı bilişsel gelişim dönemlerindeki sınıf öğretmenliği öğrencilerinin bilimsel işlem becerilerinin gelişimine etkilerini belirlemek” amaçlanmıştır. Bu çalışmasıyla McKinnon ve Renner (1971) ve Lawson’un (1978) çalışmalarını destekleyen sonuçlar elde etmiştir. Çalışmada öğrencilerin muhakeme yetenekleri belirlenmiş; öğrencilerin %30’unun somut dönem, %57’sinin geçiş dönemi, %13’ünün soyut dönemde oldukları tespit edilmiştir. Bulgular üniversite öğrencilerinin muhakeme yeteneklerini yeterli düzeyde kullanamadıklarını veya bu yeteneklere sahip olmadığını göstermektedir.
1.1. Problem Durumu
Bu çalışmanın genel problem durumu, “Tahmin Gözlem Açıklama ve Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma temelli etkinliklerin Fen Bilimleri öğretmen adaylarının bilimsel muhakeme becerilerinin gelişimine etkisi nedir?” şeklinde ifade edilebilir.
Problemin seçiminde göz önünde bulundurulması gereken genel ve özel ölçütlere dikkat edilerek problem durumu ve alt problemler belirlenmiştir. Problem seçiminde göz önünde bulundurulması gereken genel ölçütlere göre, seçilen problem durumu yenidir. Literatürde bu çalışma ile aynı bir çalışmaya rastlanmamıştır. Seçilen problem durumu ile öğretmen adaylarının bilimsel muhakeme becerilerinin geliştirilmesi hakkında farkındalık oluşturulduğu için önemli olduğu düşünülmektedir. TGA ve Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma temelli etkinliklerin önemini ortaya çıkarma Öğretmen adaylarının bilimsel muhakeme becerilerinin geliştirilmesine önemli bir katkı olacağı düşünülmektedir. Çalışmanın alt problemleri şu şekilde sıralanabilir:
1. TGA yöntemi ve CASE (Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma) temelli etkinlikleri tamamlayan öğretmen adaylarının ön bilimsel muhakeme becerileri puan ortalamaları arasında bir fark var mıdır?
2. Kız ve erkek öğretmen adaylarının ön bilimsel muhakeme becerileri puan ortalamaları arasında bir fark var mıdır?
6
3. TGA yöntemi ve CASE temelli etkinlikleri tamamlayan öğretmen adaylarının son bilimsel muhakeme becerileri puan ortalamaları arasında bir fark var mıdır? 4. TGA yöntemine dayalı etkinlikleri tamamlayan öğretmen adaylarının ön ve son
bilimsel muhakeme becerileri puan ortalamaları arasında bir fark var mıdır? 5. CASE temelli etkinlikleri tamamlayan öğretmen adaylarının ön ve son bilimsel
muhakeme becerileri puan ortalamaları arasında bir fark var mıdır?
6. Kız ve erkek öğretmen adaylarının son bilimsel muhakeme becerileri puan ortalamaları arasında bir fark var mıdır?
7. TGA yöntemi ve CASE temelli etkinlikleri tamamlayan öğretmen adaylarının son bilimsel muhakeme becerileri puanları açısından öğretim yöntemi-cinsiyet etkileşimi var mıdır?
1.2. Araştırmanın Amacı
Araştırmanın amacı, TGA ve Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma temelli etkinliklerin Fen Bilimleri öğretmen adaylarının bilimsel muhakeme becerilerinin gelişimine etkisini incelemektir.
1.3. Araştırmanın Önemi
Piaget’e göre soyut işlemler döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerileri bilişsel gelişimin en üst noktasıdır. Bireyler bu seviyenin düşüncelerini soyut olarak gerçekleştirebilirler. Piaget bu dönemi formal operasyonel dönem olarak isimlendirmiştir (Şimşek, 2007). Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma (CASE) öğrencilerin yüksek seviye düşünme becerilerini geliştirmeyi ve buna karşılık başarılarını artırmayı amaçlayan bir proje çalışmasıdır (Adey, Shayer ve Yates, 1989). CASE projesi, İngiltere’deki ilköğretim ve ortaöğretim öğrencilerinin bilişsel gelişimini hızlandırmak amacıyla yapılmıştır. CASE projesi, her çocuğun potansiyel bilişsel gücünün önerilen etkinlikleri tamamlama yoluyla en yüksek düzeye çıkarılabileceğini vurgulamaktadır (Adey ve Shayer, 1994, s. 79).
Piaget’in teorisi, Vygotsky’nin çocuğun düşünmesinde sosyal çevrenin önemi görüşü ve yakınsal gelişim alanı (ZPD) düşüncesi ve Feuerstein’ın Vygotsky temelli müdahale programı, CASE projesi için teorik altyapı oluşturmaktadır. Ancak, Piaget’in aşamalı gelişim modeli CASE için bir açıklamadan ziyade bir bakıma kılavuz olarak kabul edilir (Gödek, 2005).
7
Shayer ve Adey (1981)’e göre, aşamalarla gelişen muhakeme yeteneklerine sahip olma Piaget’in ifade ettiği gibi kronolojik yaşa değil çocuğa bağlıdır. Shayer ve Adey bilişsel gelişimin genetik oluşumdan, yaştan ve tecrübeden etkilendiğini iddia eder. Bu özellikler çocukların bilişsel seviyelerindeki ana farkları oluşturur (Gödek, 2005).
CASE projesi ile ilgili araştırma makalelerinin bulguları, bu proje kapsamında uygulanan etkinliklerin öğrencilerin nasıl düşündüklerini anlamalarına ve düşünme şekillerini geliştirmelerine yardımcı olduğunu, problem çözme becerilerini geliştirdiği, grup etkileşimi yoluyla güven ve sosyal beceriler kazanmalarını sağladığını, konuşma ve dinleme becerilerini geliştirdiğini ortaya koymuştur (Adey ve Shayer, 1994, s. 106). Bu nedenle öğrencilerin kendi öğrenmelerinin farkında olmalarına ve muhakeme becerilerini geliştirmelerine yardımcı olması açısından bu ve benzeri çalışmalar önemlidir.
Öğrencilerin muhakeme becerileri ve gelişimsel seviyeleri için bir eğitim programı geliştirilmesi ve uygulanması ihtiyacının farkındalığına ulaşılması, üniversite öğrencileri düzeyinde de güvenilir ve geçerli bir ölçekle ölçülmüş soyut düşünme evresine ait bilişsel yetenekleri ve öğrencilerin muhakeme becerilerini geliştirmeye yönelik etkinlik ve yöntemlerin araştırılmasını gerektirmiştir. Bireysel olarak yönetilen Piaget’in görevleri, gelişimsel seviyenin geçerli bir göstergesi bulunmasına rağmen testi yapan kişinin deneyimli olmasını, özel materyaller ve ekipman kullanımını gerektirir ve sınıf ortamındaki uygulamalı kullanım için oldukça zaman tüketicidir (Lawson, 1978). Bu yüzden, güvenilir ve geçerli bilimsel muhakeme testleri geliştirerek bilimsel muhakeme becerilerinin gelişimini incelemek için bu araştırma yapılacaktır. Üst düzey düşünme becerisi ve karmaşık bir süreç olan muhakemenin bilimdeki yeri de çok önemlidir. Bilimin özü muhakemedir. Bilim sadece deneysel becerilerin değil, aynı zamanda üst düzey düşünme becerilerinin kullanıldığı özellikle de muhakemenin çok sık kullanıldığı bir alandır. Bu nedenle fen eğitimi muhakeme becerilerinin gelişmesi açısından son derece önemlidir.
Araştırma kullanılacak olan veri toplama aracı açısından değerlendirildiğinde, ülkemizde kullanılacak kültürel, sosyal ve bağlamsal anlamda uygun üniversite seviyesinde öğrencilerin bilimsel muhakeme yeteneklerini ölçen bir ölçme aracı geliştirilmesi alana ve uygulayıcılara önemli bir katkı sağlayacaktır. Ayrıca üniversite öğrencilerinin muhakeme becerilerini geliştirmeye yönelik öğrenci merkezli TGA ve Fen Eğitimi Yoluyla Bilişsel Gelişimi Hızlandırma temelli etkinliklere göre geliştirilmiş öğretim etkinliklerini ortaya
8
çıkarmanın fen eğitimine ve sorgulayıcı araştırma yetenekleri gelişmiş öğretmen yetiştirmeye katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
1.4. Sayıltılar
Bu çalışmanın sayıltıları şu şekilde ifade edilebilir:
1. Araştırmaya katılan Fen Bilimleri öğretmen adayları uygulamalı soruları içtenlikle yanıtlamıştır.
2. TGA ve CASE gruplarının benzer özelliklerde olduğu kabul edilmiştir.
3. Fizik, kimya ve biyoloji temel derslerini aldıkları için hazırbulunuşluk düzeylerinin benzer olduğu kabul edilmiştir.
1.5. Sınırlılıklar
Bu çalışmanın sınırlıkları şu şekilde ifade edilebilir:
1. Bu araştırma 2014-2015 eğitim-öğretim yılı güz döneminde gerçekleştirilmiştir. 2. Muhakeme becerileri kullanılan BMBT tanımı ile sınırlıdır.
3. Bu çalışma Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi İlköğretim Bölümü Fen Bilgisi Eğitimi programında öğrenimleri devam etmekte olan 2. sınıf öğrencileriyle sınırlıdır.
1.6. Tanımlar
Muhakeme: Türk Dil Kurumu tarafından “Bir sorunu çözmek için çıkar yol arama” olarak tanımlanır (TDK, 2014). İngilizcede “reasoning” olarak geçen kelimenin Türkçe karşılığı “muhakeme”, “akıl yürütme” veya “usa vurma” olarak kullanılmaktadır. “Reasoning” kavramı, eldeki bilgilerle karar verme, mantıklı düşünüp genellemeler ve uygun tahminler yapma anlamındadır (Çoban, 2010).
Muhakeme Yeteneği: Olgunlaşma ve deneyimin (sosyal ve psikolojik) bir ürünü olan bilimsel muhakeme yeteneği; doğrusal yaşantı desteği, düz ya da atak olarak olgunlaşmanın etkisiyle artar. Olgunlaşma ve deneyimin (sosyal ve psikolojik) muhakeme yeteneğine etkisi gelişim teorisiyle de tutarlıdır (Kwon ve Lawson, 2000).
Mantıksal Düşünme Yetenekleri: Bireyin çeşitli zihinsel işlemler yaparak bir sorunu çözmesi ya da bir takım soyutlama ve genellemeler yaparak ilke ve yasalara ulaşmasıdır (Yaman, 2005).
9
Soyut İşlemler Dönemi: Lawson, Clark, Cramer-Meldrum, Falconer, Sequist ve Kwon’a (2000) göre, Piaget’in bilişsel gelişimi açıkladığı gelişim evrelerinin sonuncusudur. Bu evre 11 yaş ve üzeri dönemi kapsar. Soyut düşüncenin geliştiği bu dönemde bireylerden beklenen bilişsel ve davranışsal becerilerden bazıları; birleştirici düşünme, göreceli düşünme, üst düzey akıl yürütme ve bilimsel düşünme, neden-sonuç ilişkisi kurma, hipotez kurma, hipotez test etme, çıkarımda bulunma, problem çözme, muhakeme kurma olarak sıralanabilir (Lawson vd. aktaran Budak, 2011).
TGA Yöntemi: Öğrencilerin, araştırmacı tarafından hazırlanan etkinlikte geçen olayın sonucunu nedenleriyle birlikte tahmin etmeleri, olayı gözlemlemeleri ve tahminleri ile gözlemleri arasındaki çelişkiyi ortadan kaldırmaya yönelik açıklama yapmalarını gerektiren öğrenme yöntemidir (Atasoy, 2004, s.201). Tahmin etme, tahminleri doğrulama, gözlemleri tanımlama ve yapılan tahmin ve gözlemler arasında var olan çelişkileri giderme yöntemidir (White ve Gunstone, 1992, s. 44).
10
BÖLÜM II
KAVRAMSAL ÇERÇEVE
Bu bölümde bilimin doğası ve bilimsel muhakeme becerileri, bilimsel muhakeme becerilerinin fen başarısı ile ilişkisi, Piaget’in Bilişsel Gelişim Kuramı, Vygotsky’e göre bilişsel gelişim, bilimsel muhakeme becerilerinin öğretilmesi, bilimsel muhakeme becerilerinin öğretilmesi ile ilgili çalışmalar (CASE projesi ve CASE etkinlikleri), bilimsel muhakeme becerilerinin ölçülmesi, TGA yöntemi, TGA yönteminin uygulama süreci, TGA yönteminin fen başarısına etkisi, TGA yöntemi ve kavram öğretimi ile ilgili literatür açıklanmaktadır.
2.1. Bilimin Doğası ve Bilimsel Muhakeme Becerileri
Son yıllarda fen eğitiminin en önemli konularından biri fen eğitiminin bir parçası olarak bilimin doğasının öğretilmesidir (Taşar, 2003). Bilimin doğasının öğretilmesi bilişsel bir öğrenme ürünü olarak düşünülmelidir (Küçük, 2006).
Ülkemizin de içinde bulunduğu pek çok ülkenin fen müfredatlarında bilim okuryazarlığının temel ve kritik bileşenlerinden biri bilimin doğası ile ilgili anlayışlar olmuştur. Son 50 yılda bilim ve bilimin doğası ile ilgili paradigma değişimleri yaşanmış ve birçok çalışma öğrenci ve öğretmenlerin bilimin doğası hakkındaki yeni anlayışlar kazanmasına odaklanmıştır. Bilimsel tartışmalarda öne sürülen iddiaları, gerekçeleri, muhakeme ve argümanları eleştirel olarak değerlendirebilecek ve bilimin düşünme yollarını kullanarak bilinçli kararlar verebilecek bilim okuryazarı bir toplum oluşturmak artık tüm ülkelerin öncelikli konularından biri haline gelmiştir (Köseoğlu, Tümay ve Budak, 2008).
Nitelikli ve üretken bireyler yetiştirilebilmesi için fen eğitimi sınıflarda daha etkin olarak uygulanmalıdır. Fen eğitiminin merkezi amaçları arasında öğrencilerin bilimin doğasını ve bilimsel muhakemenin nasıl yapıldığını anlamasının gerekliliği son yüzyılda vurgulanmaktadır (Schen, 2007). Lawson (1999) da bilimin doğasını anlamanın temeline
11
“eğer…..ve……öyleyse……bu nedenle’’ şeklinde kurulan bilimsel muhakemeyi koymaktadır. Eğer öğrencilere bilimin doğası öğretilmek isteniyorsa, bilim insanlarının deneyimleri ancak zihinsel süreçlerinin de öğretilmesi ile yaşatılabilir. Temel bilimsel muhakeme kalıplarının açıklanması, bilimsel sorulara cevap bulmak için kalıbın nasıl kullanılacağının gösterilmesi, gözlenebilen ve gözlenemeyen bağlamların öğretilmesinde bilimsel muhakeme kalıplarının kullanılması bilimin doğasının daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.
Tekeli (2009)’ye göre bilimsel muhakeme kalıplarının gelişmesi aşamalı bir şekilde olmaktadır. “Eğer…..ve……öyleyse……bu nedenle’’ kalıbı öncelikle duyusal-motor bağlamlarda, daha sonra kategorisel ve hipotetik bağlamlarda, en son teorik bağlamlarda uygulanabilir. “Eğer…….ve…….öyleyse………bu nedenle’’ kalıbı uygulanırken;
Öğrencilerin zihinsel gelişiminin hangi aşamada olduğu bilinmelidir.
Öğretim etkinlikleri, öğrencilerin muhakeme becerileri açısından zihinsel yapıları farkında olunarak hazırlanmalıdır.
Öğretim bağlamları, öğrenci becerileri ile doğru bir şekilde ilişkilendirilmelidir. Öğrencilerin bilimin doğasını ve bilimsel içeriği anlaması için en uygun yollardan biri onların bilim adamlarının sosyo-kültürel bağlamlarına benzer eğitimsel bağlamlarda bilimsel argümantasyon ve muhakeme sürecini mümkün olduğu kadar çok yaşamalarıdır (Köseoğlu, Tümay ve Üstün, 2010).
Bilimsel muhakeme, yani kanıta dayalı muhakeme bilimsel bilgi üretiminin kalbidir. Bu yöntem kanıtların toplandığı ve analiz edildiği ve kavramlar ve teoriler arasındaki bağlantıların kurulduğu bir yöntemdir. Başka bir deyişle, bilimsel muhakeme kanıt-temelli muhakeme yoluyla bilimsel bilgi üretme sürecidir (Schen, 2007). Bilimsel muhakeme becerilerini kazanmış öğrenciler ise yeni zihinsel açılımlarla bir bilinç sıçraması yaşarlar. Bu yaşantı onlara, kendilerini bir araştırmadan diğerine sürükleyecek yeni ufuklar açar (Dökme, 2004).
Bilişsel gelişimle ilgili araştırmasında Piaget, zihinsel gelişimi bebeklikten yetişkinliğe dört aşamada sınıflandırmıştır. Bu aşamalar kişilerin edindiği ve olgunlaştıkça önceki tecrübeleri ve işlemleriyle bütünleştirdiği bilişsel yapılar ve işlemlerle tanımlanır. Fen eğitimi açısından sıklıkla "muhakeme desenleri" ya da "muhakeme yetenekleri" olarak ele alınırlar (Karplus’tan aktaran Schen, 2007).
12
Piaget’in sınıflandırmasındaki son iki aşama, somut işlemler ve soyut işlemler, ileri muhakeme becerilerinin gelişmeye başladığı aşamalar olmaları bakımından bilimsel muhakemeyle ilişkilidir. Somut işlemler dönemindeki bireyler somut deneyimlere bağımlıdır ve bu tecrübelere dayanan hipotezler geliştiremezler. Hipotezler üretebilen ve test edebilen bireyler, soyut işlemler döneminde düşünmeye ulaşmıştır. Bu muhakeme düzeyinin kazanımı tüm bireyler için ya da tüm konu alanlarında ortaya çıkmayabilir (Piaget, 1972) ama bu fende son derece önemlidir (Schen, 2007).
Soyut işlemler döneminde sahip olunması beklenen muhakeme becerileri kişilerde bulunması beklenen ve geliştirilmesi gereken tüm becerileri içine alan bilimsel düşünme becerileridir. Çünkü bilimsel düşünme birleştirici düşünme, göreceli düşünme, üst düzey akıl yürütme, neden-sonuç ilişkisi kurma, hipotez kurma, test etme, çıkarımda bulunma, problem çözme, muhakeme kurma becerileri gibi birçok beceriyi gerektirir (Budak, 2011). Kişilerin bilimsel düşünme becerisi beş bilişsel aktiviteye bağlıdır. Bunlar Lawson tarafından 1985 yılında şöyle tanımlanmıştır:
Kombinasyonel düşünme: Belirsiz olsa bile olası bütün teorik veya deneysel ilişkileri sistematik bir şekilde göz önüne alma becerisidir. Soyut işlem sürecinde öğrencilerin bir problemi çözebilmek için problemle ilgili mümkün olan tüm faktörleri veya kombinasyonları kullanabilme yeteneğini geliştirme becerisidir.
Orantısal düşünme: Değişkenler arasındaki ilişkileri karşılaştırmada kullanılan bilişsel süreç becerisidir. Öğrenciler olaydaki değişkenlerin oran ve boyutlarını belirleyebilmelidir. Değişkenleri belirleme ve kontrol etme: Hipotez, olay veya kavramın test edilmesinde durumun sürekliliğini etkileyen bağımlı ve bağımsız etkenlerin belirlenerek tanımlama ve kontrol altına alınmasını içeren süreçtir.
Olasılıklı düşünme: Bir olayın veya hipotezin başlangıcından sonuç evresine kadar bütün aşamalarda mümkün olan her türlü olasılıkları düşünmedir.
Korelasyonel düşünme: Değişen bir nesnenin başka bir değişken nesne ile ilişkilendirilmesi sürecidir. Öğrenciler neden sonuç ilişkileri arasında inceleme ve yorumlama yeteneği kazanır.
Çepni (2008, s.42-47)’ye göre ise; en üst düzey bilişsel gelişim dönemi olan soyut işlemler dönemi 11 yaş ve sonrasını kapsar. Bu dönemde bireyde ayırt etme, değişkenleri belirleme ve kontrol etme, hayal kurma, soyut kavramları algılayabilme gibi beceriler gelişir. Bu
13
dönemdeki bireylerde Piaget’in öğrenme kuramına göre, soyut işlemler dönemine gelmiş bir bireyin bilişsel olarak gerçekleşen altı işlemi şöyle verilmektedir:
Hipotetik Düşünme: Bir problemi çözmek için oluşturulan geçici çözüm yolu niteliğindeki bilgilere hipotez denir. Hipotetik düşünme ise günlük hayatta ve eğitim –öğretimde karşılaşılan bir sorunu çözmek için olası çözüm yolları geliştirip, bunları belirli düzene göre yapmayı sağlayan düşünme sürecidir. Eğer …… ve ….. olursa …. olur şeklinde genel bir cümle yapısıyla ifade edilir.
Değişkenleri Belirleme ve Kontrol Etme: Gözlemlenen bir olayı etkileyebilecek faktörlere değişken adı verilir. Bu süreç; hipotez, olay veya kavramın test edilmesinde durumun sürekliliğini etkileyen bağımlı ve bağımsız etkenlerin belirlenmesi, tanımlanması ve kontrol altına alınmasını içerir. Değişkenler bağımlı, bağımsız, kontrol edilebilir ya da kontrol edilemez şeklinde alt gruba ayrılabilir. Orantısal Düşünme: Değişkenler arası oranın anlaşılabilmesi ve ilişkilerin karşılaştırılmasında kullanılan bilişsel süreç becerisidir. Bu beceri, herhangi bir olayı etkileyen değişkenler arasında ne tür bir oranın olduğunu algılayabilme ile ilgilidir. Değişkenler arasında doğru ya da ters orantı olabilir. Yani birindeki artış diğerindeki azalmaya, birindeki azalma diğerindeki artışa yol açabilir.
Olasılıklı Düşünme: Bir olayın ya da hipotezin başlangıcından sonuç evresine kadar olan bütün aşamalarda mümkün olan her türlü olasılıkları düşünebilme yeteneğidir. Olasılıklı düşünmede karşılaşabilecek olasılıklar yüzdeliklerle ifade edilir. Karşılaşılması muhtemel olaylar vardır, kesinlikten söz edilemez.
Kombinasyonel Düşünme: Tanımlanmamış olsa bile olası bütün teorik veya deneysel ilişkileri sistematik bir şekilde göz önüne alan bilişsel beceridir. Bu beceri bir olayın, bir deneyin veya kuramsal bir modelin mümkün olabilecek tüm yönlerinin düşünülmesi şeklinde gerçekleşir. Örneğin, bir para havaya atıldığında oluşabilecek yazı ve tura şeklinde iki kombinasyon vardır. Kombinasyonel düşünmede kesinlik vardır. Karşılaşacak durumlar belli olduğu için kesinliği daha fazladır.
Korelasyonel Düşünme: Değişken bir nesnenin bir başka değişken nesne ile ilişkilendirilmesidir. Araştırılan olay veya durumlar arasında ne tür ilişkilerin, bağlantıların olduğunun veya olmadığının düşünülmesi şeklinde yürüyen bir süreçtir. Korelasyonun olması için iki değişkene ihtiyaç vardır. Bunlar arasında herhangi bir
14
ilişki yoksa korelasyon sıfırdır. İki değişkenin pozitif ya da negatif korelasyonu neden-sonuç arasındaki durumu gösterir.
2.2. Bilimsel Muhakeme Becerilerinin Fen Başarısı ile İlişkisi
Fen bilgisi öğretiminde mantıksal düşünmek ve muhakeme gücünü kullanmak çok önemlidir (Temizyürek, 2003, s.72). Eğitimin temel amaçlarından biri öğrencilerin muhakeme yeteneklerini geliştirmektir. Bu doğrultuda günümüze kadar pek çok çalışma yapılmıştır.
Kwon ve Lawson (2000) yaptıkları çalışmada, çocukların benzer yaş aralıklarında benzer muhakeme becerilerine sahip olduğu sonucuna ulaşmışlardır. Soyut muhakeme uygulamaları ve gelişim bozukluklarının kökeninde bireysel farklılıklar vardır. Bireysel farklılıktan kaynaklanan sınırlı bilişsel kapasite soyut muhakemenin gelişmesini geciktiren bir etkiye sahiptir (Lawson, 1985). Çünkü soyut muhakeme kalıplarını öğrenme, akademik başarı için önemlidir (Lawson ve Johnson, 2002).
Pulos ve Linn (1981), muhakemede uzmanlığın etkisini araştırmışlardır. Araştırmaya katılan bir grup, balıkçılıkta uzman kişilerden oluşmuştur. Bu katılımcılar bir nehir deltasının yanında yaşamaktadır; onlar için, balık tutmayı etkileyen değişkenler bilindiktir. Diğer grup, fizik problemi çözmede uzman kişilerden oluşmuştur. Bu katılımcılar deneysel fen dersleri aldıkları için, bükme çubuklar gibi bir fizik görevini etkileyen değişkenler onlara göre bilindiktir. Balıkçılık ve fizikle ilgili değişkenleri belirleme ve kontrol etme görevlerine iki grup da cevap vermiştir. Buna ek olarak, iki grupta da diğer ikisine paralel üçüncü bir görev de kurgusal bir gezegende uzay kişilerini içeren yapay bir bağlamda çalışmayı ve düşünmeyi içermiştir. Bu görevdeki değişkenler iki grup için de bilindik değildir. Her görevde, denekler kontrollü değişkenler tasarlamıştır. Üç görevin tamamı alan uzmanlığı olmadan çözülebilmiştir. Performansta uzmanlığın önemli bir etkisi olduğu görülmüştür. Nehir deltası denekleri balık tutma görevlerinde bükme çubuklar görevlerine göre daha iyi performans sergilemiştir; deneysel fen denekleri ise bükme çubuklarda balık tutmaya göre daha iyidir. Yapay görev performansında farklılık tespit edilmemiştir.
Olgusal ve bağlamsal bilgi, muhakeme gerektiren problemlerdeki performansı etkilemektedir. Bir yandan, önceki başarısızlık tecrübeleri muhakemede bir reddetmeye yol açarken, diğer yandan balıkçılık teşvikleri gibi bir konu ile aşinalık performansı artırmaktadır. Piaget’in serbest içerikli muhakeme vurgusunun aksine, bağlamsal ve olgusal bilgi ve deneyimin muhakeme becerisini etkilediği görülmektedir (Linn, 1982).
15
Linn ve Swiney (1981)’e göre on sekiz yaşındaki kişilerin deney yaparken değişkenleri nasıl kontrol ettiği ve kullandığını belirlemeye çalışmıştır. Araştırmaya katılanların görev aparatlarını incelemeleri ve çıktıyı etkileyeceğini düşündükleri değişkenleri adlandırmaları istenerek katılımcıların değişkenleri belirleme becerileri ölçülmüştür. Araştırmacılardan beklenen değişkenleri adlandırmaları istenmiştir. Yapılan her deneyde her değişkenin doğru şekilde kontrol edilip edilmediği, araştırılıp araştırılmadığı ve değişkenlerin uygun bir şekilde kullanıp kullanılmadığı belirlenmiştir. Deney yapmadan önce bütün katılımcılara deneyi yapan kişinin değişkenleri kapsamlı bir şekilde anlatılmıştır. Yapılan araştırma belirtilen değişkenlerin ve deneklerin kullandıkları değişkenlerin karşılaştırılmasında, katılımcıların kendi belirledikleri değişkenleri belirtilen değişkenlerden önemli ölçüde daha fazla kullandıklarını ortaya koymuştur. Deneklerin deney yapma sorularına sadece kendi beklenen değişkenleri önemliymiş gibi cevap verdikleri ve deneycinin kapsamlı değişkenlerini göz ardı ettikleri görülmüştür (Linn ve Swiney aktaran Lawson,1985).
Diamond, Keller ve Mobley (1977) yaptıkları çalışmalarında, 18-30 yaşları arasında 39 üniversite öğrencisini 72 çoktan seçmeli somut ve bilimsel muhakeme becerileri testiyle test etmişlerdir. Performans IPAT Kültür Fuarı IQ Ölçeği 3’teki performansla korelasyon göstermiş, akışkan ve kristalize zekanın ölçekleri olarak sırasıyla “Form A” ve “Sözel Akademik Yetenek Testi” kullanılmıştır. Bilimsel ilgiyi değerlendirmek için “Kuder Mesleki İlgi Anket Formu DD” de uygulanmıştır. Bilimsel muhakeme becerileri fizik ilgisiyle önemli ölçüde korelasyon (,39) göstermiş ama Sözel Akademik Yetenek Testi ya da Kültür Fuarı IQ ile korelasyon daha az bulunmuştur (sırasıyla ,22 ve ,17). Bu sonuç Piaget’in yapılandırılmış görev performansı fizik biliminin konusuna olan ilgiye bağlıdır tezine destek sağlamaktadır (Diamond vd. aktaran Lawson, 1985).
Bart, Baxter ve Frey (1977) yaptıkları çalışmalarında, 18-25 yaşlarında 34 üniversite öğrencisini bilimsel muhakeme becerilerinin beş ölçeğinde (görünmez manyetizma, sarkaç, hareketin korunumu, denge aleti, korelasyonlar), uzamsal yetenekte (Bilişsel Faktörler için Referans Testleri kitinden Form Board Testi), serebral baskınlıkta (el kullanımı ve göz kullanımıyla değerlendirilen) ve genel akışkan zekada (Raven’in Progresif Matrisleri) test etmişlerdir. Sarkaç ve denge aleti görevlerinde erkeklerin lehine önemli cinsiyet farkları bulunmuştur fakat toplam soyut skorda böyle almadığı görülmüştür. Görevler ve diğer bilişsel değişkenler arasında hiçbir önemli korelasyon bulunmamıştır. Bilimsel muhakeme
16
becerilerinde akışkan zekanın korelasyonunun olmamasının muhtemel sebebini Raven Testi’ndeki tavan etkisi ve sınırlı puan aralıkları olarak açıklamışlardır (Bart vd. aktaran Lawson,1985).
Lawson, Nordland ve DeVito (1975), üç formal düşünme gerektiren görevde 71 üniversite öğrencisini test etmişlerdir. Performansın fen başarısıyla (,40), matematik başarısıyla (0,33) ve İngilizce başarısıyla (,36), ve Akademik Yetenek Testi-Matematik ile (,38) ve Akademik Yetenek Testi-Sözel (,53) ile pozitif olarak ilişkili olduğunu bulmuştur. Performans fen öğretimine karşı tutumla da ilişkilendirilmiştir (,35). Bir temel bileşenler analizi yapılandırılmış görevleri başarıdan ve yetenekten ayırmış fakat tutum ölçeklerinden ayırmamıştır. Analiz, bilimsel muhakeme becerileri başarı ve yetenekle ilişkili olmasına rağmen bütün ve aynı değildir hipotezine belli ölçüde destek vermiştir (Lawson vd. aktaran Lawson,1985).
Valanides (1997) mantıksal düşünme yeteneğinin başarıya olan katkısını incelemiştir. Araştırmaya, fen bölümünden 12. sınıf öğrencisi olan 115 kişi katılmıştır. Öğrenciler, mantıksal düşünme yeteneği testinden aldıkları puanlara göre somut (0-1 puan), geçiş (2-3 puan) ve soyut (4-10 puan) düzeyde düşünenler olarak sınıflandırılmıştır. Öğrencilerin yüksek oranda (%73) soyut işlemler aşamasında olduğu, sadece %4’ünün somut, %23’ünün geçiş döneminde olduğu belirlenmiştir. Araştırmada kız ve erkek öğrenciler arasında mantıksal düşünme işlemlerine göre sadece olasılıklı düşünme işleminde erkekler lehine anlamlı bir fark ortaya çıkmıştır. Kız ve erkek öğrencilerin testten aldıkları toplam puanlar arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır. Ayrıca mantıksal düşünme yeteneğinin, matematik başarısındaki varyansın %23’ünü, fizik başarısındaki varyansın %14’ünü ve kimya başarısındaki varyansın %12’sini açıkladığı sonucuna ulaşılmıştır (Valanides aktaran Kılıç, 2009).
Linn ve Swiney (1981), Inhelder ve Piaget (1958) tarafından yapılan çalışmalardaki gibi, beklentilerin problemlerdeki performansı nasıl etkilediğini araştırmıştır. Beklentiler hangi faktörlerin problem çıktılarını etkilediği ve bu etkinin nasıl oluştuğu ile ilgili inançlardır. Örneğin, muhakeme yanlış şekilde çekülün ağırlığının sarkacın hızını etkileyeceği gibi yanlış bir beklenti içinde olmaktan sadece sarkaç kolunun uzunluğunun sallanmayı etkileyeceği beklentisine doğru yetişkinlik boyunca değişebilir (Linn ve Swiney aktaran Lawson,1985).
17
Clayton ve Overton (1976) yaptıkları çalışmalarında, üç yaş grubundan (18-20 yaş, 60-70 yaş ve 70-80 yaş) 80 kadını bir somut görevde (geçişlilik) ve iki soyut görevde (sarkaç görevi ve kart sınıflamayı içeren bir kombinasyonlar testi) test etmişlerdir. Akışkan ve kristalize zeka ölçekleri de (Raven’in Progresif Matrisleri ve WAIS’ın kelime bilgisi alt testi) uygulanmıştır. Ortalama puanlar soyut görevler ve Raven Testi’nde yaşla önemli ölçüde azalmış ama somut görevler ya da WIAS’ta azalmamıştır. Yaşça daha büyük iki grup da genç gruptan önemli ölçüde daha kötü performans sergilemiştir fakat birbirleri arasında önemli performans farkları tespit edilmemiştir. Sonuçlar şunları ortaya koymaktadır: (1) bilimsel muhakeme becerileri ve akışkan zeka/bilişsel kapasite yaşla azalsa da, kristalize zeka sabit kalır ve (2) muhakemedeki azalmalar somut düşünmedeki azalmaların öncesinde oluşur. Sadece daha genç örneklemde, akışkan zekanın muhakeme yeteneğiyle önemli ölçüde ilişkili olduğu bulunmuştur (Clayton ve Overton aktaran Lawson,1985).
Fizik derslerindeki kuvvet ve hareket ünitesinde yaygın olarak görülen “Hareket kuvveti gerektirir.” kavram yanılgısının kaynağının belirlenmesi, bilişsel gelişim düzeyi ile ilişkisinin tespit edilmesi ve bu konunun daha verimli bir şekilde öğretilmesine yardımcı olması açısından yapılan çalışmada Fen Bilgisi öğretmenliği birinci sınıf öğrencilerinin genel olarak hepsinin soyut evrede olmadığı ve “Hareket kuvveti gerektirir.” kavram yanılgısına sahip olma düzeylerinin yüksek düzeyde (%36) olduğu görülmüştür. Bu nedenle öğrencilerin CASE düzeyleri ve kavram yanılgıları tespit edilerek, nitelikli eğitim öğretime uygun öğrenme ortamları hazırlanmalıdır (Budak, 2011).
Schen (2007) üniversite öğrencilerini iki dönem biyolojiye giriş dersi sürecinde birçok kez değerlendirerek bilimsel muhakeme becerilerinin gelişimini araştırmıştır. Katılımcılar birinci dönemin başında, birinci dönemin sonunda ve ikinci dönemin sonunda değerlendirilmiştir. Güncellenmiş Lawson Bilimsel Muhakeme Sınıf Testi'nin iki-yarı versiyonu ve bu çalışma için geliştirilen bir kağıt ve kalem tartışma aleti öğrencilerin hipotetik-tümdengelimli muhakeme ve tartışma becerilerini değerlendirmek için sırasıyla kullanılmıştır. Bilimsel muhakemenin gelişimini etkileyebilecek faktörleri belirlemek için yaş, cinsiyet, tamamlanan bilim dersi ve gelecek planlara ilişkin demografik bilgiler toplanmıştır. Bilimsel muhakeme dersinin önemine dair bulunan kanıtlar ders notları, ödevler ve laboratuvar çalışmalarıdır. Bu çalışma hem ilk dönem boyunca hem de iki dönem sonunda öğrencilerin hipotetik-tümdengelimli muhakeme ya da tartışma
18
becerilerinde hiçbir gelişme eğilimi bulamamıştır. Değişkenlerin kontrolü ve doğrudan hipotetik-tümdengelimli muhakemede Lawson’s Classroom Tesf of Scientific Reasoning (LCSRT) verilerinin analiziyle belirli zorluklar saptanmıştır. Bilimsel veri kümelerinden başlangıç argümanlarını üretmeleriyle kıyaslandığında öğrencilerin karşıt tezleri belirleme ve çürütmede de sorun yaşadıkları görülmüştür. Genel bir iyileşme gözlenmiş olmasa da her uygulamada LCSRT ve tartışma puanları arasında tahmini ilişkiyi doğrulayan orta derecede, pozitif bir ilişki saptanmıştır. Son olarak, biyoloji anabilim dalı ve ayrıca derslere kayıtlı diğer öğrenciler arasında hiçbir fark saptanmamıştır. Genel olarak, hem hipotetik-tümdengelimli muhakeme hem de tartışma için burada bulunan sonuçlar literatürde biyoloji dallarının çalışılan diğer gruplara benzer olabileceğini belirterek sınıflandırılanlara benzerdir. Ayrıca iki derste bilimsel muhakeme becerilerine hiçbir şekilde özel olarak dikkat edilmemiştir, bu bulgular bu becerilerin gelişimini desteklemek için üzerinde yoğunlaşılması ihtiyacını gösterenleri haklı çıkarmaktadır. Bu sonuçlar gelecekteki biyoloji bilim adamlarının lisans yıllarında bilimsel muhakeme becerilerini geliştirmek amacıyla doğrudan ve açık yöntemler geliştirme gerekliliğini ortaya koymaktadır.
Badders, Fu, Bethel, Peck, Sumners, Valentino, ve Mullane (1999) gelişmiş ülkelerde fen öğretiminin a) bilimsel muhakeme becerileri b) eleştirel düşünme becerileri c) bilimsel süreç becerileri olmak üzere öğrencilerde üç boyutlu düşünme gelişimini sağlayacak tarzda yapılandırılmakta olduğunu vurgulamışlardır. Bilimsel muhakeme becerileri; bilmeyi ve anlamayı arzulama, bilimsel kabulleri sorgulama, veri toplama ve yorumlamayı isteme, varsayımlardan yola çıkarak toplanan verileri sınamadan, sonuç çıkarmaya doğru giden mantık çizgisine riayet etme, dayanak noktalarını göz önünde bulundurma, araştırılan konuyla ilgili daha önce yapılmış çalışmaları öğrenmeyi ve anlamayı istemedir. Bilimsel süreç becerileri; gözlem yapabilme, sınıflandırma yapabilme, ölçüm yapabilme ve sayıları kullanabilme, iletişim kurabilme, çıkarım yapabilme, tahmin edebilme, veri toplama, kaydetme ve yorumlayabilme, değişkenleri belirleme ve kontrol edebilme, tanımlama yapabilme, hipotez oluşturabilme, deney yapabilme, model oluşturma ve kullanabilme olarak adlandırılır. Eleştirel düşünme becerileri ise; analiz edebilme, sentez yapabilme, öğrendiği bilgi, yöntem ve becerileri yeni durumlara uygulayabilme, fikir üretebilme, üretilen fikri ifade edebilme ve problem çözebilmedir (Badders vd. aktaran Dökme, 2004). Fen bilgisi öğretiminde mantıksal düşünmek ve muhakeme gücünü kullanmak çok önemlidir. Fen bilimlerinde her olayda önceden kestirimde bulunmak kolay değildir. Fen
