T.C.
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
İLKÖĞRETİM ANABİLİM DALI
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI
ÖĞRETMEN ADAYLARININ FEN ÖĞRETİMİNDE
KULLANDIKLARI ÇOKLU TEMSİLLER: BİR EYLEM
ARAŞTIRMASI
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Hazırlayan Jale ERCAN
GAZİ ÜNİVERSİTESİ
İLKÖĞRETİM ANABİLİM DALI
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI
ÖĞRETMEN ADAYLARININ FEN ÖĞRETİMİNDE
KULLANDIKLARI ÇOKLU TEMSİLLER: BİR EYLEM
ARAŞTIRMASI
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Jale ERCAN
Danışman: Prof. Dr. Mehmet Fatih TAŞAR
Jale ERCAN’ın ‘‘Öğretmen Adaylarının Fen Öğretiminde Kullandıkları Çoklu
Temsiller: Bir Eylem Araştırması’’ başlıklı tezi 22.01.2014 tarihinde, jürimiz tarafından
İlköğretim Anabilim Dalı, Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı’nda Yüksek Lisans Tezi olarak kabul edilmiştir.
Adı Soyadı İmza Üye (Tez Danışmanı): Prof. Dr. Mehmet Fatih TAŞAR ..………. Üye: Doç. Dr. Nejla YÜRÜK .………. Üye: Doç. Dr. Şebnem KANDİL İNGEÇ .……….
i ÖNSÖZ
Akademik hayatımın başında tanıdığım için kendimi şanslı hissettiğim, çalışmalarımın anlamını sorgulamamı sağlayan ve her zaman özenli çalışmayı öğreten değerli Hocam Prof. Dr. Mehmet Fatih TAŞAR’a,
Görüşleri ve önerileriyle tez çalışmamın daha iyi bir hale gelmesini sağlayan hocalarım Doç. Dr. Nejla YÜRÜK ve Doç. Dr. Şebnem Kandil İNGEÇ’e,
Araştırmam süresince değerli vakitlerini ayırarak desteklerini esirgemeyen, benimle bilgilerini paylaşan, öğreten ve her zaman moral veren iş arkadaşlarım Arş. Gör. Hilal YANIŞ, Arş. Gör. Şeyma BARDAK, Arş. Gör. Meltem IRMAK, Arş. Gör. Hüseyin İNALTUN ve Arş. Gör. Duygu YILMAZ’a,
Kişilikleri ve çalışma ahlakları ile bana örnek olan, fikirlerini paylaşan, bu süreçte sıkıntılarımı dinleyerek, manevi olarak desteklerini her zaman hissettiren Yrd. Doç. Barış EROĞLU, Arş Gör. Dr. Nevin KOZCU ÇAKIR ve Arş. Gör. Dr. Sedef CANBAZOĞLU BİLİCİ’ye,
Hayatta bu günlere gelmemi sağlayan ve her zaman olduğu gibi araştırmam süresince de bana destek olan babam Kadir ERCAN, annem Nesibe ERCAN ve kardeşim Emre ERCAN’a,
Son olarak o olmasıydı bu çalışma olmazdı diyebileceğim tek kişi olan, her zaman yanımda olan, bu süreçte tüm sevinçlerimi ve üzüntülerimi benimle aynı derecede hissettiğine emin olduğum İbrahim Mert DURSUN’a teşekkür ederim.
ii
ÖĞRETMEN ADAYLARININ FEN ÖĞRETİMDE KULLANDIKLARI ÇOKLU TEMSİLLER: BİR EYLEM ARAŞTIRMASI
ERCAN, Jale
Yüksek Lisans, Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı Tez Danışmanı: Prof. Dr. Mehmet Fatih TAŞAR
Ocak-2014, 162 sayfa
Bu araştırmanın temel amacı fen bilgisi öğretmen adaylarının çoklu temsillerle desteklenmiş öğretim uygulamalarını geliştirmektir. Araştırmada pedagojik eylem araştırması desenine başvurulmuştur. Fen bilgisi öğretmenliği lisans programında, 4. Sınıf düzeyinde yer alan ‘Öğretmenlik Uygulaması’ dersi kapsamında yürütülen bu çalışmada, amaçlı örnekleme yöntemiyle 11 (8 bayan, 3 erkek) fen bilgisi öğretmen adayı seçilmiştir.
Öğretmen adaylarının uygulama okullarında anlatmak üzere, Işık ve Ses konuları ile ilgili hazırladıkları ders planları incelenmiştir. Ders planları betimsel olarak analiz edildiğinde, katılımcıların ele aldıkları tüm bilimsel kavramların ve süreçlerin öğretilmesinde çoklu temsillerine yer vermedikleri, genel olarak öğretmenler tarafından sunulan sözel-metinsel temsillere ağırlık verdiği ve öğrencilerin oluşturduğu çoklu temsillerden yeterince faydalanmadıkları ortaya çıkmıştır. Bu problemin kaynaklarını tespit etmek amacıyla 11 fen bilgisi öğretmen adayı ile görüşme yapılarak, temsil tercihlerinin nedenleri ve çoklu temsillere bakış açıları sorgulanmıştır. Yapılan görüşmeler sonucunda öğretmen adaylarının temsil seçimlerinde öğrencilerin gelişim düzeyine uygun olma, somut olma ve öğrencilerin kalıcı öğrenmesini sağlama gibi unsurları dikkate aldıkları, ancak temsil çeşitliliğini gözetmedikleri ortaya çıkmıştır. Ayrıca, sınıf yönetimi ve zaman yönetimi gibi sebeplerden dolayı öğrencilerin oluşturduğu çoklu temsillere ders planlarında yer vermediklerinden bahsetmişlerdir. Literatürde çoklu temsillerin fen öğretiminde sağladığı yararları konu alan çalışmalar düşünüldüğünde, bu durum çözülmesi gereken bir problem durumu olarak ele alınmıştır. Ortaya çıkan bu problemin çözülmesi için bir eylem planı oluşturulmuştur.
iii
uygulamalarını derinlemesine analiz edebilmek amacıyla, 4 (1 erkek, 3 bayan) fen bilgisi öğretmen adayı, maksimum çeşitleme yöntemiyle seçilmiştir. Seçilen katılımcıların, ders planlarını hem öğretmen hem de öğrenciler tarafından oluşturulan çoklu temsiller ile destekleyerek, ‘Öğretmenlik Uygulaması’ dersi kapsamında gittikleri uygulama okullarında sunmaları sağlanmıştır. Öğretmen adaylarının uygulama kapsamında çoklu temsillerle destekleyerek geliştirdikleri ders planlarından elde edilen veriler ve sınıf ortamında gerçekleştirdikleri ders anlatım performanslarına yönelik elde edilen gözlem verileri analiz edilmiştir. Analiz sonucunda, katılımcıların öğretim uygulamalarında çoklu temsillere daha fazla yer vererek, hem öğretmen hem de öğrenciler tarafından geliştirilen çoklu temsillerden faydalandıkları görülmüştür. Uygulamadan sonra 4 öğretmen adayı ile çoklu temsilerle desteklenmiş ders planı hazırlama ve sunma faaliyetlerine yönelik tecrübeleri ile ilgili görüşlerini ortaya çıkarmak amacıyla görüşme yapılmıştır. Yapılan görüşmelerin analizi sonucunda, öğretmen adaylarının, bilimsel kavramların ve süreçlerin öğretiminde hem öğretmen hem de öğrenciler tarafından geliştirilen çoklu temsillerin kullanılmasının, öğrencilerin öğrenmesine ve mesleki gelişimlerine olumlu katkılar sağladığını düşündükleri ortaya çıkmıştır.
Anahtar Kelimeler: Çoklu temsiller, Temsil modları, Öğrencilerin oluşturduğu temsiller, Pedagojik eylem araştırması, Öğretmen eğitimi, Fen bilgisi öğretmen adayları
iv
PRE-SERVICE TEACHERS’ USE OF MULTIPLE REPRESENTATIONS IN SCIENCE TEACHING: AN ACTION RESEARCH
ERCAN, Jale
M.S., Department of Elementary Science Education Supervisor: Prof. Dr. Mehmet Fatih TAŞAR
January-2014, 162 pages
The main purpose of this research was to improve pre-service science teachers’ teaching practices supported by multiple representations. Pedagogical action research design was conducted with purposefully selected 11 (8 female and 3 male) pre-service science teachers who were registered in ‘Teaching Experience’ course.
Pre-service science teachers’ lesson plans about ‘Light and Sound’ unit were analyzed descriptively. It was identified that they did not use multiple representations for all the scientific concepts and processes that they included in their plans. Moreover, it was identified that they mostly use verbal-textual representation modes and they did not use student- generated multiple representations sufficiently. Interviews were conducted with 11 pre-service science teachers to find out the reasons of these problems. The reasons of their representation preferences and views about using multiple representations in science teaching were investigated. The analysis of interviews revealed that pre-service science teachers consider the characteristics such as being appropriate for students’ grade levels, being concrete and supporting permanent knowledge while selecting the representations for their teaching experiences. On the other hand, it was revealed that they did not consider the diversity of modes of representations. Moreover, participants said that they did not prefer student generated multiple representations due to the problems like classroom and time management. When considered the studies concerning the positive effects of multiple representations on student learning, improving pre-service science teachers multiple representations integrated teaching practices becomes an important issue. Therefore, an action plan was prepared to improve their teaching practices related to both teacher and student generated multiple representations.
v
teachers were selected according to maximum variation sampling to deeply analyze their teaching practices. Moreover, these 4 participants presented a lesson which includes multiple representations of science concepts and processes in a real classroom environment within the scope of the action plan. The lesson plans of participants and the observation data about their teaching practices were analyzed. The analysis showed that they used variety of representational modes which were generated by both teacher and students. Another interview was conducted with 4 participants to identify their ideas about experiences related to preparing lesson plans including multiple representations and presenting this plan in a classroom setting. The analysis of interviews showed that pre-service teachers have positive opinions about their multiple representations integrated teaching practices in terms of both student learning and their professional development.
Keywords: Multiple representations, Representation modes, Student-generated representations, Pedagogical action research, Teacher education, Pre-service science teachers
vi
ÖZET ... ii
ABSTRACT ... iv
İÇİNDEKİLER ... vi
TABLOLAR LİSTESİ ... ixx
ŞEKİLLER LİSTESİ ... xii
KISALTMALAR LİSTESİ ... xii
1 BÖLÜM 1 ... 1 GİRİŞ ... 1 1.1 Problem Durumu ... 1 1.1.1 Araştırma Soruları ... 5 1.2 Araştırmanın Amacı ... 6 1.3 Araştırmanın Önemi ... 7 1.4 Sınırlılıklar ... 8 1.5 Tanımlar ... 9 2 BÖLÜM 2 ... 11 KAVRAMSAL ÇERÇEVE ... 11 2.1 Temsil Kavramı ... 11
2.2 Çoklu Temsil Nedir? ... 14
2.2.1 Fen öğretiminde Çoklu Temsillerin Kullanımı ile İlgili Yapılan Çalışmalar 19 2.3 Öğrencilerin Oluşturduğu Temsiller ... 24
2.3.1 Öğrencilerin Oluşturduğu Temsiller İle İlgili Yapılan Çalışmalar ... 25
3 BÖLÜM 3 ... 28
YÖNTEM ... 28
3.1 Araştırma Modeli ... 28
3.2 Araştırma Süreci ... 32
3.3 Katılımcılar ... 36
3.4 Veri Toplama Araçları ... 38
3.4.1 Ders Planı ... 39
3.4.2 Görüşme ... 40
3.4.3 Gözlem ... 42
vii
3.8 Geçerlik ve Güvenirlik ... 47
3.8.1 İç Geçerlik (İnandırıcılık) ... 47
3.8.2 Dış Geçerlik (Aktarılabilirlik) ... 48
3.8.3 İç Güvenirlik (Tutarlılık) ... 48
3.8.4 Dış Güvenirlik (Teyit Edilebilirlik) ... 49
3.9 Işık ve Ses Ünitesinin Odak Ünite Olarak Seçilme Nedeni ... 49
4 BÖLÜM 4 ... 50
BULGULAR ve YORUMLAR ... 50
4.1 Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Uygulamadan Önce Işık ve Ses Ünitesine İlişkin Kavramların ve Bilimsel Süreçlerin Öğretimindeki Temsil Tercihlerine ve Nedenlerine Yönelik Bulgular ... 50
4.1.1. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Temsil Tercihlerinin Nedenleri ... 62
4.1.2. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Çoklu Temsillerin Avantaj ve Dezavantajlarıyla İlgili Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 66
4.1.3. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Öğrencilerin Oluşturduğu Temsillerin Avantajları ve Dezavantajlarıyla İlgili Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 70
4.2 Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Uygulama Süresince Işık ve Ses Ünitesine İlişkin Kavramların ve Bilimsel Süreçlerin Öğretiminde Kullandıkları Temsillerin Değişimine Yönelik Bulgular ... 80
4.2.1 Canan ile İlgili Bulgular ... 80
4.2.2 Anıl ile İlgili Bulgular ... 92
4.2.3 Emel ile İlgili Bulgular ... 97
4.2.4 Bahar ile İlgili Bulgular ... 104
4.3 Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Uygulamadan Sonra Fen Öğretiminde Çoklu Temsillerin Kullanımıyla İlgili Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 113
4.3.1. Katılımcıların Çoklu Temsillerle Desteklenmiş Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinliklerinde Karşılaştıkları Güçlükler ... 113
4.3.2. Katılımcıların Çoklu Temsiller ile Destekledikleri Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinliklerinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri ile İlgili Görüşlerine İlişkin Bulgular 115 4.3.3. Katılımcıların Çoklu Temsillerin Öğrencilerin Konuyu Öğrenmesindeki Etkisine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 118
4.3.4. Katılımcıların Çoklu temsiller ile Desteklenmiş Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinliklerinin Mesleki Açıdan Kendilerine Katkılarına Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 120
viii
İlgili Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 123
4.3.6. Katılımcıların Öğrencilerin Oluşturduğu Temsillerin Öğrencilerin Konuyu Öğrenmesindeki Etkisine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 127
4.3.7. Katılımcıların Öğrencilerin Oluşturduğu Temsiller ile Desteklenmiş Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinliklerinin Mesleki Açıdan Kendilerine Katkılarına Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 128
5 BÖLÜM 5 ... 132
SONUÇ, TARTIŞMA ve ÖNERİLER ... 132
5.1 Sonuç ve Tartışma ... 132
5.1.1 Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Uygulamadan Önce Işık ve Ses Ünitesine İlişkin Kavramların ve Bilimsel Süreçlerin Öğretimindeki Temsil Tercihlerine ve Nedenlerine Yönelik Sonuç ve Tartışma ... 133
5.1.2 Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Uygulama Süresince Işık ve Ses Ünitesine İlişkin Kavramların ve Bilimsel Süreçlerin Öğretiminde Kullandıkları Temsillerin Değişimine Yönelik Sonuç ve Tartışma ... 136
5.1.3 Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Uygulamadan Sonra Fen Öğretiminde Çoklu Temsillerin Kullanımıyla İlgili Görüşlerine Yönelik Sonuç ve Tartışma .. 137
5.2 Öneriler ... 139
6 KAYNAKLAR ... 141
7 EKLER ... 154
Ek-1. Ders Planı Şablonu ... 154
Ek-2. Uygulamadan Önce Yapılan Görüşmeye İlişkin Görüşme Formu ... 155
Ek-3. Uygulamadan Sonra Yapılan Görüşmeye İlişkin Görüşme Formu ... 157
ix
TABLOLAR LİSTESİ
Tablo 2.1. Temsillerin Modlarına Göre Sınıflandırılması ... 13
Tablo 3.1. Araştırma Süresince Haftalara Göre Yapılan Etkinlikler ... 36
Tablo 3.2. Araştırma Sorularına Göre Veri Toplama Araçları ... 39
Tablo 3.3. Öğretmen Adaylarının Gözlemleri ile İlgili Bilgiler ... 43
Tablo 4.1. Ders Planı Analizinde Esas Alınan Temsil Sınıflandırması ... 52
Tablo 4.2. 11 Fen Bilgisi Öğretmen Adayının, Uygulamadan Önce Ders Planlarında Ele Aldıkları Konular ve Kazanımlara Göre Öğretim Uygulamalarında Yer Vermeyi Planladıkları Temsiller ve Sayıları ... 53
Tablo 4.3. Öğretmen Adaylarının Ders Planlarında Yer Verdikleri Temsillerin Türlerine Göre Sayıca Dağılımı ... 60
Tablo 4.4. Katılımcı Öğretmen Adaylarının Ders Planlarında Yer Verdikleri Temsil Seçimlerinin Nedenleri ... 63
Tablo 4.5. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Fen Öğretiminde Çoklu Temsillere Yer Vermenin Avantajları ile İlgili Görüşleri ... 66
Tablo 4.6. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Fen Öğretiminde ÇTlere Yer Vermenin Dezavantajları ile İlgili Görüşleri ... 68
Tablo 4.7. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Fen Öğretiminde ÖOTlere Yer Vermenin Avantajları ile İlgili Görüşleri ... 71
Tablo 4.8. Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Fen Öğretiminde ÖOTlerden Yer Vermenin Dezavantajları ile İlgili Görüşleri ... 74
Tablo 4.9. Katılımcıların Ders Planlarında ÖOTlere Yer Vermeme Sebepleri ... 76
Tablo 4.10. Canan’ın Eylem Planından Önce ve Eylem Planı Süresince Kazanımlarına Yönelik Yer Verdiği Temsillerin Karşılaştırması ... 82
Tablo 4.11. Anıl’ın Eylem Planından Önce ve Eylem Planı Süresince Kazanımlarına Yönelik Yer Verdiği Temsillerin Karşılaştırması ... 88
Tablo 4.12. Emel’in Eylem Planından Önce ve Eylem Planı Süresince Kazanımlarına Yönelik Yer Verdiği Temsillerin Karşılaştırması ... 98
Tablo 4.13. Bahar’ın Eylem Planından Önce ve Eylem Planı Süresince Kazanımlarına Yönelik Yer Verdiği Temsillerin Karşılaştırması ... 105
Tablo 4.14. Katılımcıların ÇTler ile zenginleştirilmiş Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinliklerinde Zorlandıkları Durumlar ... 113
Tablo 4.15. Katılımcıların ÇTler ile Zenginleştirdikleri Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinlikleri ile İlgili Gözlemledikleri Olumlu Yönler ... 115
Tablo 4.16. Katılımcıların ÇTler ile Zenginleştirdikleri Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinliklerinin Öğrencilerin Konuyu Öğrenmesindeki Etkisine Yönelik Görüşleri .... 119
Tablo 4.17. Katılımcıların ÖOTler ile Zenginleştirdikleri Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinlikleri ile İlgili Gözlemledikleri OlumluYönler ... 123
Tablo 4.18. Katılımcıların ÖOT ile Zenginleştirdikleri Ders Planı Hazırlama ve Sunma Etkinlikleri İle İlgili Gözlemledikleri Olumsuz Yönler ... 125
xi
ŞEKİLLER LİSTESİ
Şekil 1.1. Fen Öğretiminde Pedagojik Alan Bilgisinin Bileşenleri ... 2
Şekil 2.1. Çoklu Temsillerin İşlevleri ... 15
Şekil 3.1. Çalışmada Yürütülen Pedagojik Eylem Araştırması Basamakları ... 35
Şekil 3.2. Data Analizi Sarmalı ... 48
Şekil 4.1. Öğretmen Adaylarının Ders Planlarında Yer Verdikleri Temsillerin Modlarını Göre Dağılımı ... 59
Şekil 4.2. Öğretmen Adaylarının Yer Verdikleri Temsiller Arasında ÖOTlerin Yüzdece Dağılımı ... 61
Şekil 4.3. Canan’ın Ders Anlatımı Yaptığı Bilgisayar Laboratuvarı Ortamı Şeması ... 88
Şekil 4.4. Anıl’ın Ders Anlatımı Yaptığı Fen Laboratuvarı Ortamı Şeması ... 95
Şekil 4.5.Emel’in Ders Anlatımı Yaptığı Laboratuvar Ortamı Şeması ... 100
xii ÇT: Çoklu Temsil
ÖOT: Öğrencilerin Oluşturduğu Temsil PAB: Pedagojik Alan Bilgisi
EA: Eylem Araştırması
1 BÖLÜM 1
GİRİŞ
Bu bölümde öncelikle araştırma konusuna ilişkin problem durumu açıklanmıştır. Ayrıca, araştırma problemi ve soruları, araştırmanın amacı ve önemi, sınırlılıklar ve araştırmada yer alan terimlerin tanımlarına yer verilmiştir.
1.1 Problem Durumu
Dünyada bilimsel, teknolojik ve toplumsal alanlarda süregelen gelişmeler, eğitim alanında da yeniliklere yol açmakta ve bunun sonucunda öğretme-öğrenme anlayışında da gelişmeler yaşanmaktadır. Bu gelişmelerin takip edilmesi ve uygulamaya konulmasındaki en önemli unsurlardan biri de öğretmenlerdir. Eğitim ve öğretim faaliyetlerinin nitelikli olması için öğretmenlerin bir takım bilgi ve becerilere sahip olması gerekmektedir. Shulman (1986) tarafından ortaya koyulan pedagojik alan bilgisi (PAB), öğretmenlerin sahip olması gereken önemli bir bilgi türü olarak görülmektedir. Shulman (1986), iyi bir öğretmenin, alan bilgisi ve mesleki bilgisinin yanı sıra pedagoji bilgisini de kullanarak etkili öğrenmeyi sağlaması gerektiğinden bahsederek, “Pedagojik Alan Bilgisi…konu alanıyla ilgili en kullanışlı temsil formlarını, en güçlü analojileri, şekilleri, örnekleri, açıklamaları ve gösterimleri- kısaca, konunun başkaları tarafından anlaşılmasını sağlayacak şekilde temsil ve formüle edilmesini içermektedir” (s.9) demiştir. Bu ifadeyle Shulman (1986), bir konunun öğretiminde kullanılan temsillerin, kavramların anlaşılmasındaki önemine vurgu yapmıştır. Bu bakımdan, öğretilmesi hedeflenen kavramların daha anlaşılır hale gelmesi için farklı ve anlaşılır temsillerinden yararlanmak önemli bir husustur.
Magnusson, Krajcik ve Borko (2002), fen öğretimi için PAB’ın beş bileşeninden bahsetmektedirler. Bunlar;
içerir
b) Fen öğretim programı ile ilgili bilgi ve inançlar,
c) Öğrencilerin belirli fen konularını anlaması ile ilgili bilgi ve inançlar, d) Fen öğretimindeki değerlendirmeler ile ilgili bilgi ve inançlar,
e) Fen öğretimi için öğretim stratejileri ile ilgili bilgi ve inançlardır.
Şekil 1.1. Fen Öğretiminde Pedagojik Alan Bilgisinin Bileşenleri (Magnusson ve
diğerleri, 2002, s.99)
Fen Öğretiminin Amaç Ve Hedeflerinin Bilgisi Bilimsel Okuryazarlığı Değerlendirme Bilgisi Öğrencilerin Fene Yönelik Anlayışları Bilgisi Fen Programı Bilgisi
Öğretim Stratejileri Bilgisi PAB Konuya Özgü Fen Programı Amaçlar ve Kazanımlar Öğrenme İçin Gereksinimler Öğrencilerin Zorlandıkları Alanlar Fene Özgü
Stratejiler Konuları İçin Belirli Fen Stratejiler Fen Öğretiminde Değerlendirme Boyutları Fen Öğretiminin Değerlendirme Metotları Temsiller Aktiviteler içerir içerir şekillendirir şekillendirir şekillendirir şekillendirir
Şekil 1.1 incelendiğinde, fen öğretimi için öğretim stratejileri ile ilgili bilgi ve inançlar bileşeninde yer alan belirli fen konularına yönelik stratejilerin, temsiller ve aktiviteler olmak üzere iki öğeye ayrıldığı görülebilir. Burada bahsedilen konuya özgü temsiller; öğretmenin, öğrencilerin öğrenmesini sağlamak için belirli kavram ve prensipleri temsil etmesini ve temsillerin güçlü ve zayıf yönleri ile ilgili bilgi sahibi olmasını kapsar. Aynı zamanda, öğrencilerin fen kavramlarını anlaması ve ilişkileri kurabilmesi için, öğretmenlerin temsil geliştirebilme becerilerini de ifade eder.
Ders kitapları ve öğretim programı materyalleri ne kadar iyi geliştirilmiş olsa bile, öğrencilerin konuyu kavrayabilmesi için, öğretmenlerin konuyu tekrar organize etmesi gerekmektedir. Chen ve Ennis (1995), öğretmenlerin yalnızca alan bilgisine sahip olmasının yeterli olmadığını vurgulayarak; analojileri, metaforları, örnekleri, görsel ve fiziksel temsilleri içeren sağlam bir pedagojik alan bilgisine sahip olmaları ve bunları etkili bir şekilde sunmaları gerektiğini ifade etmişlerdir. Geddis ve Wood (1997), alan bilgisinin öğrencilere aktarılması için PAB’ın önemini vurgulayarak, PAB’ı 4 ana başlık altında incelemişlerdir: (1) Öğrencilerin ön bilgileri hakkında bilgi sahibi olma (2) Etkili öğretim stratejilerini kullanma (3) Konunun alternatif temsillerine yer verme (4) Öğretim programı bilgisi. Benzer şekilde Grossman, Schoenfeld ve Lee (2005), PAB’ın anlatılan konunun farklı temsillerini ve örneklerini geliştirme becerisini de içerdiğini belirtmişlerdir. Farklı araştırmacılar tarafından öne sürülen farklı pedagojik alan bilgisi boyutları incelendiğinde; öğretmenin, konuyu öğrenciye aktarmayı sağlayacak temsil bilgisine sahip olmasının gerekliliğini vurguladıkları görülebilir. Son yıllarda özellikle fen eğitiminde, öğretmenlerin öğretimde yer verdikleri temsillerin etkililiğini inceleyen çalışmalara bakıldığında bilimsel kavramların ve süreçlerin öğretiminde çoklu temsillerin (ÇTler) kullanılmasının önemine vurgu yapılmaktadır (Ainsworth, 1999, 2006; Lemke, 1998, 2003; Prain ve Waldrip, 2006)
Çoklu temsil (ÇT) kavramı; aynı kavramın sözel, grafiksel ve matematiksel gibi farklı temsil modlarıyla tekrar tekrar temsil edilmesini ifade eder (Prain ve Waldrip; 2006). Özellikle fen eğitimi alanında yapılan çalışmalar, bilimin etkili bir şekilde öğrenilmesi için; bilimsel kavramların ve süreçlerin ÇTlerinin anlaşılmasının, birbirine dönüştürülmesinin ve eşgüdümlü kullanılmasının gerektiğini ortaya koymaktadır (Ainsworth, 1999, 2006; Gilbert, 2004, 2008; Jewitt, 2008; Lemke, 1998, 2003; Prain ve Waldrip, 2006; Russell ve McGuigan, 2001). Bilimsel okuryazarlığın geliştirilmesi için öğrencilerin tabloları, grafikleri ve diyagramları anlayarak, yorumlamaları
gerekmektedir (Norris ve Phillips, 2003). Prain ve Waldrip (2006)’ya göre özellikle ilkokul ve ortaokul düzeyindeki öğrencilerin, bilimsel kavramlara ilişkin farklı temsil modlarının tanıtılmasına, bu temsillerinin anlaşılıp, birbirlerine dönüştürebilme becerisi kazandırılmasına ihtiyaçları vardır.
Fen öğretiminde temsillerin kullanımı ile ilgili yapılan araştırmalar, hem otoriteler tarafından (authorized representations) hem de öğrenciler tarafından oluşturulan (student-generated representations) ÇTlerin öğrencilerin öğrenmesi üzerindeki olumlu etkilerinden bahsetmişlerdir (Ainsworth, 1999, 2008; de Jong ve diğerleri, 1998; Lemke, 1998, 2003; Russell ve McGuigan, 2001). ÇTler ile ilgili yapılan çalışmaların çıkış noktası öğretmen, öğrenci ya da bilim adamı olsun, öğrenenler için bilimi yapılandırma ve paylaşmada dilin oynadığı rolü anlayabilmektir. Burada dil kavramı daha geniş anlamda ele alınır ve bilimin içerdiği tüm temsil formlarını ifade eder. En etkili bilimsel iletişim sözel, metinsel ve matematiksel temsil modları gibi farklı temsil modlarını içerir. Bu yüzden bilimsel okuryazarlık, dilin farklı modlarıyla ilgili yeterli olmayı gerektirir (Yore ve Hand, 2010). Okullarda gerçekleştirilen fen dersleri genellikle sözel ve matematiksel dili vurgulamaktadır, ancak bilginin değişen teknolojik durumu diğer temsil formlarının da düşünülmesini gerektirmektedir (Gilbert, 2004, 2008). Anlaşılması zor olan fen kavramlarının öğrenilmesinde diyagramlar, grafikler ve eşitlikler gibi farklı temsil formlarından yararlanmak kişilere önemli yararlar sağlar (Ainsworth, 2008).
Jewitt (2008), bilginin nasıl sunulduğunun, başka bir deyişle seçilen temsil modunun, hem bilgiyi yapılandırmada hem de öğrenmede ve anlam çıkarmada oldukça önemli olduğunu ileri sürmüştür. Bir şeyin temsil edilme şeklinin hem ne öğrenileceğini ve nasıl öğrenileceğini hem de öğretim programı içeriğini belirlediğini söylemiştir. Aynı zamanda, bazı eğitim sistemlerinin (Avustralya, Güney Afrika ve Kanada resmi öğretim programları) artık resmi olarak çoklu okuryazarlık (multiliteracy) önemini tanımasına rağmen, bu konudaki öğretmen eğitimi ve müfredat politikaları açışından gelişimine dair çalışmaların yetersiz ve gerekli olduğunu öne sürmüştür. Jewitt (2008)’in belirttiği gibi öğretmen eğitiminde temsillerin yeri ile ilgili çalışmaların yetersiz olduğu görülmektedir. Zembal (1996), ilköğretim düzeyinde eğitim verecek öğretmen adaylarının fen alan temsillerinin incelenmesinin 2 açıdan önemli olduğunu söylemiştir. Birincisi, ilköğretim öğretmen adaylarının alan bilgisi hazırlıklarının yeteri kadar iyi olmaması, bu yüzden konuyu temsil etme becerilerinin ilgi çekmesidir. İkincisi ise
ilköğretim düzeyinde fen öğretiminin genellikle bir takım problemler içermesidir. Zembal (1996)’ın da belirttiği gibi fen bilgisi öğretmen adaylarının öğretim uygulamalarında yer verdikleri temsillerin araştırılması ve geliştirilmesi gereklidir. Ancak ulaşılabilir literatürde bu konuda yeteri kadar çalışmaya rastlanmamıştır. Ulaşılabilir literatür, 09.2012 tarihinde; ERIC, Scopus, Web Of Science, ScienceDirect Journals ve Academic Search Complete veri tabanlarında ‘Multiple Representations’ anahtar kelimesiyle bulunan 92 yayın, ‘Multimodal Representations’ anahtar kelimesiyle bulunan 31 yayın, ‘Student Generated Representations’ anahtar kelimesiyle bulunan 7 yayını kapsamaktadır. Bunun yanı sıra YÖK Tez Merkezi ve ProQuest veri tabanlarında aynı anahtar sözcülerle yapılan tarama sonucunda konuyla ilgili ulaşılan 45 tez çalışması incelenmiştir. Bu araştırmalar sonucunda ele alınan konuya en yakın çalışmaların Zembal (1996) ve Sheehan (2008) tarafından yazılan doktora tezleri olduğu görülmüştür. Zembal (1996) 3 öğretmen adayı çiftinin ders planı hazırlama, sunma ve performanslarını değerlendirme sürecinin, fen alanına yönelik temsillerini nasıl geliştirdiğini incelemiştir. Ancak Zembal (1996) bu çalışmasında öğretmen adaylarının kullandığı çoklu temsillere ve öğrencilerin geliştirmesine olanak verdikleri temsillere odaklanmaktan çok kullanılan temsilerin doğruluğuna ve uygunluğuna değinmiştir. Sheehan (2008) ise yüksek lisans programında öğrenim gören öğretmenlere verilen çoklu temsil odaklı eğitimlerin, onların alan bilgisini ve öğretimde kullandıkları çoklu temsilleri nasıl etkilediğini araştırmıştır. Bu çalışmada ise Sheehan (2008)’den farklı olarak, fen bilgisi öğretmen adaylarının hem öğretmenler hem de öğrenciler tarafından oluşturulan çoklu temsillere öğretim uygulamalarında yer verip vermediği araştırılmıştır. Öğretmen adaylarının çoklu temsillere dayalı öğretim uygulamaları ile ilgili tecrübe kazanmaları sağlayacak bir uygulama tasarlanarak bu konudaki görüşleri ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. Bu bakımdan çalışmanın, literatürde bu konuda bulunan boşluğu gidermeye çalıştığı söylenebilir. Bu doğrultuda araştırmada ele alınan araştırma soruları şöyledir:
1.1.1 Araştırma Soruları
1. Fen bilgisi öğretmen adayları uygulamadan önce, ışık ve ses ünitesine ilişkin kavramların ve bilimsel süreçlerin öğretiminde hangi tür temsilleri, neden tercih etmektedirler?
2. Fen bilgisi öğretmen adaylarının uygulama süresince, ışık ve ses ünitesine ilişkin kavramların ve bilimsel süreçlerin öğretiminde kullandıkları temsil çeşitleri nasıl değişmiştir?
3. Fen bilgisi öğretmen adaylarının uygulamadan sonra, fen öğretiminde çoklu temsillerin kullanımı ile ilgili görüşleri nelerdir?
a. Fen bilgisi öğretmen adaylarının, fen öğretiminde öğretmenler tarafından sunulan çoklu temsillerin kullanımıyla ilgili görüşleri nelerdir?
b. Fen bilgisi öğretmen adaylarının fen öğretiminde öğrencilerin oluşturduğu çoklu temsillerin kullanımıyla ilgili görüşleri nelerdir?
1.2 Araştırmanın Amacı
Bu araştırmanın amacı fen bilgisi öğretmen adaylarının öğretim uygulamalarında yer verdikleri temsilleri tespit etmek, hem öğretmenler tarafından sunulan hem de öğrencilerin oluşturduğu çoklu temsillerin kullanımına ilişkin sorunları belirlemek, bu sorunların giderilmesini sağlamak ve fen bilgisi öğretmen adaylarının bu konudaki uygulamalarını geliştirmektir. Araştırmanın diğer bir amacı ise öğretmen adaylarının ÇTler ile desteklenmiş öğretim uygulamaları ile ilgili görüşlerini ortaya çıkarmaktır. Bu araştırmada, fen bilgisi öğretmen adaylarının ortaokul seviyesinde, ‘Işık ve Ses’ ve ‘Işık’ ünitesine ilişkin bilimsel kavramların ve süreçlerin öğretilmesinde hem öğretmen hem de öğrenciler tarafından geliştirilen çoklu temsillere yer verip vermediklerine odaklanılmıştır. 11 fen bilgisi öğretmen adayının ‘Işık ve Ses’ ve ‘Işık’ ünitelerine ilişkin hazırladıkları ders planları incelenerek ele aldıkları her bilimsel kavram ve süreç için hem öğretmen tarafından sunulan hem de öğrencilerin oluşturduğu çoklu temsilleri kullanımları ile ilgili sorunlar tespit edilmiştir. Tespit edilen sorunlar, çözülmesi gereken bir problem olarak düşünülerek, çözümüne yönelik bir eylem planı tasarlanmıştır. Bu eylem planı doğrultusunda, fen bilgisi öğretmen adaylarının, bilimsel kavramların ve süreçlerin öğretilmesinde hem öğretmen tarafından hem de öğrenciler tarafından oluşturulan çoklu temsillere yönelik öğretim uygulamaları geliştirilmeye çalışılmıştır. Ayrıca uygulama sonrasında öğretmen adaylarının ÇTler ile desteklenmiş bir ders anlatımı süresince yaşadıkları tecrübelere ilişkin görüşleri ortaya çıkarılmıştır.
1.3 Araştırmanın Önemi
Yaklaşık son yirmi yıldır literatürde yapılan çalışmalar, bilimsel kavramların ve süreçlerin öğretilmesinde çoklu temsillerin; derinlemesine anlamayı ve öğrenmeyi sağladığını (Adadan, 2013; Tregust, Chittleborough ve Mamiala, 2003; Tsui ve Treagust, 2003; Mayer, 2003; Wu, Krajcik ve Soloway, 2001), bireylerin dikkat ve ilgisini arttırdığını (Chen ve Fu, 2003; Carolan, Moreno ve Mayer, 2007; Prain ve Waldrip, 2006) göstermektedir. Bunun yanısıra literatürde bulunan çalışmalar, çoklu temsillerin; bir temsilin gösteremediği durumu diğerlerinin göstermesini sağladığını (Ainsworth ve Van Labeke, 2002; Kaput, 1989) söylemektedir. Bu yüzden, son yıllarda araştırmacılar, fen alanının anlaşılabilmesi için farklı modların farklı ihtiyaçlara hitap ettiği çoklu temsil modlarının geliştirilmesi ve bütünleştirilmesi gerektiği konusunda fikir birliği içerisindedirler (Kress, Jewitt, Ogborn ve Tsatsarelis, 2001; Lemke, 2003, 2004; Norris ve Phillips, 2003).
Öğrenciler temsillerin çoklu modsal doğasını öğrenmeli ve öğrencilerin bilimsel okuryazarlığının gelişimi için aynı kavramlar farklı modlar vasıtasıyla temsil edilmelidir. Nuthall (1999), aynı konuya farklı açılardan yaklaşmanın öğrenmeyi arttırdığı düşüncesine paralel olarak, bilginin kalıcı olması için, öğrencilerin aynı kavramla ilgili üç veya dört kez tecrübe edinmesi gerektiğini ortaya koymuştur. Adadan (2013) yaptığı çalışmada; maddenin tanecikli yapısıyla ilgili yapılan çoklu temsillere dayalı öğretimin, öğrencilerin konuyu anlamasında sözel temsillerle yapılan öğretimden daha etkili olduğunu göstermiştir. Diğer bilimsel konuların öğretilmesinde de çoklu temsil odaklı yaklaşımlar izlenebileceğini vurgulayarak; öğretmenlerin, öğretilmesi hedeflenen konuların öğretimi sürecinde temsillerin seviyelerine ve modlarına (görsel, sözel) daha çok vurgu yapması gerektiğini dile getirmiştir.
Fen eğitimi araştırmacıları, fen okuryazarlığının geliştirilmesi için sözel, görsel ve matematiksel dillerin öğrenilmesi gerektiği konusunda son yıllarda görüş birliği içerisindedirler. Tabloların, grafiklerin, diyagramların ve yazılı metinlerin nasıl, neden ve ne zaman bütünleştirilmesi gerektiğini bilmek, bilimsel süreçleri ve düşünceleri sunmak için oldukça önemlidir. Literatürde özellikle öğrencilerin geliştirdiği temsillere odaklanmanın hem öğretmenler hem de öğrenciler için anlamlı ve verimli olacağını gösteren çalışmalar da bulunmaktadır (Prain ve Waldrip, 2010). Prain ve Waldrip (2006)’ya göre de, fen kavramlarına yönelik, öğretmenler ve öğrenciler tarafından oluşturulan çoklu temsillere odaklanma amacı güden programlar geliştirmeye ve
uygulamaya ihtiyaç vardır. Bu araştırmacılara göre öğrencilerin oluşturduğu temsillerin nasıl geliştirilip yaygınlaştırılabileceği ile ilgili de daha fazla çalışmaya gerek duyulmaktadır.
Yapılan çalışmalar, öğretmenin temsil seçiminin ve bu seçimden dolayı ortaya çıkan sınırlılıkların ve olasılıkların, öğrencilerin bilgisini nasıl şekillendirdiğini anlamanın önemine vurgu yapmaktadır. Bu yüzden öğretim programı bilgisinin temsil edilmesi süreci, öğretilecek hedef bilginin belirli modsal temsillerle eşleştirilmesini içeren pedagojik çoklu modsal tasarım süreci olarak görülebilir (Jewitt, 2008). Bu bakımdan, farklı temsil modlarıyla ilgili yeterliliğin sağlanması yoluyla bilimsel okuryazarlığın geliştirilmesi için; gelecek araştırmalar, hem teorik (bilişsel eylem) hem de pedagojik (öğrenme ve öğretme amacıyla kullanımı) açıdan düşünmeyi, müfredat geliştirme çalışmalarını, mesleki gelişim projelerini ve uygulama çalışmalarını içermelidir (Yore ve Hand, 2010).
Yukarıda bahsedildiği gibi öğretmenlerin sınıf içerisinde kullandıkları temsil modlarına odaklanan ve onların farklı temsil modlarını ve öğrenci temsillerini kullanmalarını hedef alan mesleki gelişim programlarına ihtiyaç vardır. Fen bilgisi öğretmen adayları da geleceğin öğretmenleri olarak düşünüldüğünde, onların da hem öğretmenin hem de öğrencilerin geliştirdiği çoklu temsil modlarının fen öğretimindeki önemine ilişkin farkındalığını sağlamak, öğretim uygulamalarında bu tür temsillere yer verip vermediklerini ortaya çıkarmak ve bu uygulamalarını geliştirmek önem kazanmaktadır. Ancak ulaşılabilir literatür incelendiğinde bu amacı güden bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu çalışma literatürdeki bu açığı giderme ve fen bilgisi öğretmen adaylarının bu konudaki uygulamalarını geliştirme açısından önem kazanmaktadır.
1.4 Sınırlılıklar
Bu araştırma aşağıda belirtilen sınırlılıklar doğrultusunda geçerlidir:
1. Bu araştırmada fen bilgisi öğretmen adaylarının öğretim uygulamalarında kullandıkları temsiller incelenmiş ancak bu temsillerin nitelikleri ve fen bilgisi öğretmen adaylarının bu temsilleri kullanma konusunda ne kadar yeterli olduğu incelenememiştir. Bunun nedeni, araştırma süresinin bu özellikleri ölçecek bir ölçme aracı geliştirmek için yeterli olmamasıdır.
2. Eylem planı kapsamında, fen bilgisi öğretmen adayları ile gerçekleştirilen, çoklu temsil ve öğrenciler tarafından geliştirilen temsillerin fen öğretiminde kullanılmasını konu alan eğitim 2 ders saati sürmüştür. Bu dersin daha uzun bir zaman diliminde yapılması ve katılımcılara daha fazla örnek sağlanması, fen bilgisi öğretmen adaylarının bu konudaki farkındalık düzeylerini arttırabilirdi. Ancak araştırma süresi, bu dersin daha uzun süreli yapılmasını sınırlamıştır.
3. Öğretmen adaylarının ders planlarının analizi sadece araştırmacı tarafından yapılmıştır. Ders planı analizinde araştırmacı çeşitlemesine başvurulamaması bu araştırmanın diğer bir sınırlılığıdır.
1.5 Tanımlar
Çoklu temsil (Multiple Representations): Aynı kavramın; sözel, grafiksel, matematiksel modlar gibi farklı temsil modlarıyla tekrar tekrar temsil edilmesini, öğrencilerin aynı kavrama birkaç kez maruz kalmasını ifade eder (Prain ve Waldrip, 2006, s. 1844).
Çoklu modsal temsiller (Multi-modal Representations): Bilimsel muhakeme ve bulguların sunulmasında farklı modların birleştirilmesini içerir (Prain ve Waldrip, 2006, s. 1844).
Öğrencilerin Oluşturduğu Temsiller (Student Generated Representations): Bu araştırmada öğrencilerin oluşturduğu temsiller, fen bilgisi öğretmen adaylarının öğretim uygulamalarına yönelik hazırladıkları ders planlarında ve ders anlatımları sırasında öğrencilerin düşüncelerini ortaya çıkarmak amacıyla onlardan oluşturmalarını istedikleri temsilleri ifade etmektedir.
Fen bilgisi öğretmen adayları: Bu araştırmada fen bilgisi öğretmen adayları, Fen bilgisi öğretmenliği programının 4. sınıfında öğrenim gören öğrencileri ifade etmektedir.
Eylem Araştırması: Eylem araştırması “Uygulayıcıların çalışmalarını her yerde yürütmelerine ve değerlendirmelerine olanak sağlayan bir araştırma biçimidir” (McNiff ve Whitehead, 2006, s.7). Uygulayıcılar bu araştırma kapsamında ‘Ne yapıyorum?’, ‘Nasıl geliştiririm?’ ‘Geliştirmek için neye ihtiyaç duyuyorum?’, şeklinde sorular sorarlar.
Pedagojik eylem araştırması: Pedagojik eylem araştırması ise pedagojik bir problemi derinlemesine ele alma ve bu problemi çözmek için birtakım adımları yerine getirerek harekete geçmektir (Norton, 2009).
2 BÖLÜM 2
KAVRAMSAL ÇERÇEVE
2.1 Temsil Kavramı
Temsil kelimesi genel anlamda soyut kavram veya sembolleri, gerçek dünya içinde somut şeyler olarak modelleme işlemi olarak tanımlanabilir. Temsiller, durumların kişiler tarafından anlaşılmasıdır (Kaput, 1989). Temsil kavramının literatürde birçok tanımı bulunmaktadır. Ancak Seeger, Voight ve Werschescio (1998, s.311) var olan tanımları şu şekilde özetlemişlerdir:
“…temsil,
belirli bir konuyla ilgili herhangi bir zihinsel ifadedir.
Önceki zihinsel durumun zihinsel ürünüdür.
Bir resim, sembol ya da işarettir.
Kişinin dilini öğrenmek zorunda olduğu sembolik araçtır.
Başka bir şeyin yerine kullanılan şeydir.”
Farklı araştırma amaçlarına hizmet etmesi için, farklı temsil sınıflandırmaları önerilmiştir (Gilbert, Boulter ve Rutherford, 1998; Harrison ve Treagust, 2000). Örneğin, Greca ve Moreira (1997), temsilleri zihinsel modeller (mental models), ifadeler (propositions) ve resimler (images) olmak üzere 3’e ayırmıştır. Cobb, Yackel ve Wood (1992) ise temsilleri iç temsiller (internal representations) ve dış temsiller (external representations) şeklinde sınıflandırmışlardır. İç temsiller, bireyin kendi bilgisi çevresinde yapılandırdığı zihinsel şekiller, zihnindeki yapı ve bilgilerdir. İç temsiller öğrencilerin zihinlerindeyken, dış temsiller öğrencilerin çevrelerinde yer alır. Dış temsiller, kavramların ve fikirlerin anlaşılması ve aktarılmasını sağlayan yardımcı bir araç; problemler ve çözüm yolları üzerinde konuşulmasına olanak sağlayan bir dildir. Dış temsiller gözlemlenebilir, diğer kişilere iletilebilir. Lesh ve Doerr (2003) dış temsil sisteminde 8 farklı öğenin bulunduğunu ifade eder. Bunlar; grafik, tablo, denklem, metafor, diyagram, konuşulan dil, somut modeller, yazılı sembollerdir. Diğer taraftan
Prain ve Waldrip (2006), temsilleri; betimleyici (sözel, grafiksel), deneysel, matematiksel, figüratif (resim, mecazi) ve kinestatik temsiller şeklinde sınıflandırmıştır.
Bazı araştırmacılar ise temsilleri,
Hitap ettikleri duyu organlarına (İşitsel ve görsel)
Modlarına (metinsel ve grafiksel)
Soyutlama derecesine (somut ve sembolik)
Boyutlarına ( 2 boyutlu ve 3 boyutlu)
Temsil ettiği bilginin türüne (nitel ve nicel) göre sınıflandırmışlardır (Wu, Lin ve Hsu, 2012).
Ancak, Ainsworth (2006) temsil sınıflandırmaları arasında ortak noktalar olsa da, yaygın olarak kabul gören bir sınıflandırma bulunmadığını dile getirmiştir.
Fen eğitimi alanındaki araştırmacılar da temsiller için uygun taksonomiyi seçerken benzer durumla karşılaşmaktadırlar. Johnstone’un kimya alanında yaptığı sınıflandırma dışında uzlaşmaya varamamışlardır (Wu ve Puntambekar, 2012). Johnstone (1993), kimya alanında kullanılan temsilleri makro, sub-mikro ve sembolik olmak üzere üç ana gruba ayırmaktadır. Ancak bu sınıflandırma bilimsel temsillerin farklı karakterlerini yansıtmadığı gibi fizik ve biyoloji gibi farklı alanlar için kullanışlı olmayabilir. Bu araştırmada Tablo 2.1’de görülen Lemke (1998) tarafından sunulan ve Tsui (2003) tarafından geliştirilen, temsillerin modlarına göre sözel-metinsel, sembolik-matematiksel, görsel-grafiksel ve eylemsel-işlemsel temsiller olarak ayrıldığı temsil sınıflandırması esas alınmıştır. Ayrıca analiz sonucunda ortaya çıkan drama aktiviteleri ve video temsilleri Oh ve Kim (2012) tarafından kompleks temsil modu adı altında sınıflandırıldığı için bu sınıflandırma da analiz sırasında esas alınmıştır. Ayrıca analiz sonucunda ortaya çıkan poster temsili hem sözel-metinsel hem de eylemsel işlemsel temsiller içerdiği için kompleks temsil modu altında sınıflandırılmıştır. Çoklu temsiller, bir kavramı öğretmek için farklı temsil modlarını kullanmayı ifade ettiği için bu sınıflandırma bu araştırma için uygun bulunmuştur.
Tablo 2.1.
Temsillerin Modlarına Göre Sınıflandırılması
Kaynak: Lemke, 1998; Tsui, 2003; Oh ve Kim, 2012
Her bir temsilin kendine göre güçlü ve zayıf yönleri olduğundan, bu temsillerin birlikte sunulduğu çoklu temsil ortamları derinlemesine öğrenmeyi sağlar. Örneğin; metinler, diyagramlar ve veri tabloları gibi sözel-metinsel ve görsel-grafiksel temsillerin birlikte kullanılması, öğrencilerin bilimsel düşünceleri okumasına, yazmasına, çizmesine ve paylaşmasına fırsat verir (Lemke, 2004; Wu ve Krajcik, 2006).
Kullanılma Sıklığı Temsil
Modları
Modlarına göre temsil türleri Öğretmen Öğrenci
Sözel-Metinsel Sözlü anlatımlar Analojiler Okuma parçaları Sözlü sorular Yazılı sorular Yazma aktiviteleri Projeksiyon aracılığıyla yansıtılan metinler Matematiksel Matematiksel eşitlikler
Semboller Görsel- Grafiksel Grafikler Simgeler Resimler Süreç Diyagramları Yapı Diyagramları Tablolar Animasyon Simülasyon Eylemsel-İşlemsel Fiziksel modeller Gösteri deneyleri Deneyler
Kompleks Drama Aktiviteleri Video
2.2 Çoklu Temsil Nedir?
Çoklu temsiller; aynı kavramın; sözel, grafiksel, matematiksel modlar gibi farklı temsil modlarıyla tekrar tekrar temsil edilmesini, öğrencilerin aynı kavrama birkaç kez maruz kalmasını ifade eder (Prain ve Waldrip, 2006, s. 1844).
Birçok öğrenme materyali çoklu temsilleri içermektedir. Örneğin, ders kitapları metnin kısımlarını açıklamak ve örneklemek için resimlere başvurur. Modern, bilgisayar tabanlı öğrenme ortamları; ses, video, animasyon ve dinamik bir şekilde değişen grafikler, tablolar gibi farklı temsil çeşitlerinin kullanımına olanak sağlamaktadır. Gerçek sistemin ya da sürecin gösterilmesinde farklı temsillere başvuruluyorsa burada çoklu temsillerin kullanımından bahsedebiliriz. Bu temsiller gerçek sistemin benzer ya da farklı özelliklerini farklı biçimlerde ifade edebilirler (van der Meij, 2007)
Güncel fen eğitimi araştırmaları, öğrencilerin feni öğrenmeleri ve muhakeme edebilmeleri için farklı temsil modlarını veya formlarını anlamaları ve bu temsilleri kavramsal olarak bütünleştirmeleri gerektiğinin üzerinde durmaktadır (Ainsworth,1999; Lemke, 2003, 2004; Prain ve Waldrip, 2006, 2010; Russell ve McGuigan, 2001). Günümüzde fen eğitimi uygulamaları hem öğretmen hem de öğrenciler tarafından geliştirilen çoklu temsilleri ve çoklu modsal temsilleri içermektedir (Hubber, Tytler ve Haslam; 2010).
Öğretimde çoklu temsil kullanımının birçok sebebi vardır. Öncelikle, öğrenciler her temsilin özelliklerinden yararlanabilirler. Böylece temsil edilen durum ile ilgili daha net bir resim oluşturabilirler. Birden fazla temsil kullanmanın genel gerekçesi öğrenenin ilgisini daha çok çekmesi ve bu sayede etkili öğrenme için koşulları sağlamada önemli bir rol oynamasıdır. Bu durum öğretilen konunun daha detaylı bir şekilde anlaşılmasını sağlar (Ainsworth, 1999; de Jong ve van Joolingen, 1998). Ainsworth (1999), çoklu temsil ortamlarını kavramsal olarak analiz etmiş ve bunun sonucunda çoklu dışsal temsillerin öğrenme ortamında tamamlama (complement), yorumu sınırlama (constrain interpretation) ve derinlemesine anlamayı sağlama (construct deeper understanding) olmak üzere 3 farklı işlevi olduğunu ortaya koymuştur.
Çoklu dışsal temsillerin işlevleri Tamamlama Sınırlama Derinlemesine anlamayı sağlama Soyutlama Genişletme İlişkilendirme
Şekil 2.1. Çoklu Temsillerin İşlevleri
Şekil 2.1’de görülebileceği gibi Ainsworth (1999)’a göre çoklu temsillerin ilk işlevi tamamlayıcı olmalarıdır. Her temsil öğrenilecek alanın belirli özelliklerini gösterir. Temsiller yeterlilikleri bakımından farklılaştığından farklı amaçlar için kullanışlı olabilir. Örneğin; diyagramlar nitel verileri anlatmak için uygunken, grafikler ve formüller sayısal verileri ifade etmek için daha uygundur. Çoklu temsillerin diğer bir işlevi de yorumları sınırlamaktır. İlk temsil, ikinci temsilde sunulan bilgiyi sınırlamak için kullanılabilir. Ainsworth (1999), çoklu temsillerin derinlemesine anlamayı sağlama işlevini; soyutlama (abstraction), genişletme (extension) ve ilişkilendirme (relation) olmak üzere üç alt işleve ayırmıştır. Öğrenciler çoklu temsiller yardımıyla kaynakları oluşturduğunda, temsil edilen alanın altında yatan daha soyut yapıyı anlamakta, bu anlayışı yeni durumlarda kullanabilmektedir (abstraction). Kişiler öğrenme ortamında sunulan alanla ilgili bilgiyi başka benzer bir duruma transfer edebilirler (extension). Ainsworth (2006), ilişkilendirmeyi bilgiyi yeniden organize etmeden, iki temsil arasında ilişki kurmak şeklinde tanımlamıştır (relation).
Ainsworth, Bibby ve Wood (1997)’ye göre, öğrenciler çoklu temsillerle öğrenirken 3 farklı şeyi yerine getirmelidir: 1) her temsili anlamalı, 2) temsiller ve temsil ettikleri alanla arasındaki ilişkiyi kavrayabilmeli, 3) temsilleri birbirleri ile ilişkilendirebilmelidir.
Literatürde, çoklu temsillere dayalı öğrenme sürecinin olumlu etkilerinin nedenlerini ortaya koymak amacıyla, İkili Kodlama Teorisi (Dual Coding Theory) ve Multimedya Öğrenmenin Bilişsel Teorisi (Coginitive Theory of Multimedia Learning) gibi bilişsel birtakım teoriler ortaya atılmıştır. İkili kodlama teorisi (Paivio, 1986); bilginin, sözel ve sözel olmayan formlarının, yapısal ve işlevsel özelliklerine dayanarak, bireylerin hafızasında nasıl kodlandığı ve hatırlandığı ile ilgilidir. İkili kodlama teorisine göre; sözel sistem, dili içeren bilginin temsil edilmesinden sorumluyken, sözel olmayan sistem, resimlerle ilgili bilginin işlenmesinden sorumludur. Sözel ve sözel olmayan şeklinde ayrılan bu iki sistem yapısal olarak farklıdır. Çünkü her biri, belirli modlar için bireysel temsil kodlarına sahiptir. Bu temsil kodları, logogen ve imagen olarak isimlendirilmiştir. Logogen kelimelerle ile ilgili kodlarken, imagenler görsel kodlar ile ilgilidir. Görsel kodlar soyut kavramları daha somut hale getirerek, imagenler ile logogenler arasındaki ilişkinin kurulmasını sağlar. Yapılan çalışmalar, bilginin, hem görsel hem de sözel temsilleriyle karşılaşan bireylerin, sadece sözel temsillerine maruz kalan bireylere göre bilgiyi daha iyi anlamlandırdıklarını ortaya koymuştur. (Clark ve Paivio, 1991).
Multimedya Öğrenmenin Bilişel Teorisi (Mayer, 2003) de İkili Kodlama Teorisi gibi kelimeler ve resimler yoluyla sunulan bilginin yalnızca kelimeler ile sunulan bilgiye göre daha derinlemesine öğrenmeyi sağladığını öne sürmektedir. Mayer’in bu teorisinin altından yatan 3 varsayım vardır: İkili kanallar (dual channels), kısıtlı kapasite (limited capacity) ve aktif işleme (active processing). Yazılı materyaller ve resimler, görsel/ resimsel bir kanal olan gözlerle kayıt altına alınırken, sözel materyaller işitsel/ sözel bir kanal olan kulaklar ile kayıt altına alınır. Bu iki kanal kayıt altına alınan resimleri ve kelimeleri seçerek çalışan hafızaya (working memory) aktarır. Ancak, her kanalda işlenen bilginin miktarı kısıtlıdır. Bir hikâyede yalnızca bir cümle ya da bir animasyonda sadece 10 saniyelik bir kısım gibi. Kısıtlı miktarda alınan bu bilgi çalışan hafızada işlenir. Çalışan hafıza kelimeleri ya da resimleri direk olarak sözel ve görsel temsiller olarak organize ettiği gibi, birbirine de dönüştürerek farklı bir kanalda işlenmesini sağlayabilir. Bilginin seçilmesi ve organize edilmesinin ardından zihinsel sözel ve görsel temsiller arasında, uzun süreli hafızada bulunan ön bilgileri de kapsayarak bağlantı kurulur (Mayer, 2003’ten akt. Adadan, 2006)
Farklı temsil modlarını içeren öğrenme ortamları, sözel ve sözel olmayan temsil modlarını alan bilgisini sunmak için kullanan öğrenme ortamları olarak tanımlanır (Paivio, 1986). Bu öğrenme ortamlarında, konu öğrencilere, sözel temsilleri ve ilgili
görsel temsili ile sunulur. Eğitimde genellikle sözel mod baskındır (Moreno ve Mayer, 2007) ancak multimedia prensibine göre, öğrencilerin anlaması, sözel temsillere ek olarak, sözel olmayan temsillerin sunulmasıyla geliştirilebilir (Fletcher ve Tobias, 2005).
Modeller, analojiler, eşitlikler, grafikler, diyagramlar, resimler ve simülasyonlar gibi fen alanında kullanılan temsiller sözel, matematiksel, görsel ve eylemsel-işlemsel formlarda/modlarda bulunurlar (Lemke, 1998). Farklı temsil çeşitleri kavramsal anlamayı geliştirmek için kullanılır ve çoklu temsillerin kavramsal anlama üzerindeki etkisini araştırmak için birçok çalışma yürütülmüştür. (Ainsworth, 1999; de Jong ve diğerleri, 1998; Dolin, 2001; Lemke, 1998; Prain ve Waldrip, 2006; Russell ve McGuigan, 2001). Bu araştırmacılar, çoklu temsillere odaklanmanın, bilimsel söylemin doğasıyla örtüştüğünün üzerinde durmaktadırlar. Hem kişisel olarak geliştirilen hem de belirli bir otorite tarafından sunulan, bilimsel kavramların ve süreçlerin çoklu temsillerinin ve çoklu modsal temsillerinin öğrencilerin öğrenmesini geliştireceğini varsaymaktadırlar. Öğrencilerin fen anlayışlarına, çoklu modsal düşünme ve temsil açısından odaklanılması, hem öğrencilerin bireysel öğrenme ihtiyaçları ve tercihleri hem de aktif katılımları gibi son zamanlarda etkili olduğu düşünülen pedagojik prensiplerle örtüşmektedir (Tytler, 2003).
Bilimsel okuryazarlığın sağlanabilmesi için temsil yeterliğine sahip olunması gerekmektedir. Öğrenciler, çeşitli temsilleri ilişkilendirmek için her bir temsil formunun özelliklerini ve farklılıklarını anlamalıdırlar (Kozma, 1997).
Ainsworth (1999, s. 131), bilimsel kavramların anlatılmasında birden fazla temsile yer verilmesinin önemini şu şekilde ifade etmiştir: “Birden fazla temsil kullanmanın yaygın gerekçesi, öğrencilerin dikkatini çekmeye daha yatkın olması ve bu sayede etkili öğrenme koşullarını sağlamada önemli rol oynamasıdır”.
Çoklu temsiller birbirini tamamlamasına rağmen, aynı anda sunulan temsiller öğrencileri zorlayabilir. Çoklu temsiller aracılığı ile öğrenirken öğrenciler en az şu üç görevi yerine getirmelidir: (a) her temsili çözümleme (b) temsilleri konuyla ilişkilendirme ve (c) temsiller arasında geçiş yapabilme. Bu görevleri yerine getirirken öğrencilerin yaşadığı zorlukları gidermenin bir yolu, temsillerin sıralı bir şekilde öğrencilere sunulmasıdır. Çoklu temsillerin sıralı olarak verilmesi, öğrencilerin aynı anda daha az temsili kavramasını gerektirdiğinden, temsilleri çözümleme sürecindeki yükünü azaltabilir. Bu şekilde öğrencilerin aşırı bilgi yüklemesi önlenmiş olabilir. Temsillerin uygun bir şekilde sıralanması, temsiller ile konu arasındaki bağlantıların
daha iyi yapılmasını sağlayabilir (Wu, Lin ve Hsu, 2012). Örneğin, Ploetzner, Fehse, Kneser ve Spada (1999), fizik alanında nitel temsillerden sonra nicel temsillere yer verilmesinin bilginin kazanılmasında daha etkili olacağını önermektedirler. Çoklu temsillerin kullanımında aynı anda sunulmasındansa sıralı bir şekilde sunulması, öğrencilerin temsiller arasındaki ilişkiyi geliştirmesini sağlayarak (Frederiksen, White ve Gutwill, 1999), temsiller arasında geçiş yapmalarını destekler (Wu ve Puntambekar, 2012).
Ainsworth (1999), öğrencilere çoklu dışsal temsilleri kullanma şansı verildiğinde bir temsilin zayıf yönlerini bir başka temsile dönüştürerek telafi edebileceklerinden bahsetmektedir. Buradan çıkarılabilecek sonuçlardan birisi fen bilgisi öğretmenleri, öğrencilerine, aynı bilgiyi içeren farklı temsilleri sunmalıdırlar. Bu sayede konunun farklı yönlerini daha belirgin hale getirebilirler.
Literatürde, hem farklı temsillerin ne ifade ettiğini anlamak hem de bilimsel kavramlarla ilgili güçlü bir anlayışa sahip olmak için, öğrencilerin konunun belirli bir temsil moduyla gösterimine bağlı kalmaktansa, farklı temsil modlarıyla gösterimini anlamaları gerektiği ile ilgili bir görüş birliği vardır. Aynı zamanda farklı temsil modlarının; hassasiyet, açıklık ve ilişkileri ifade edebilme gibi güçlü ve zayıf yanlarının farklı olduğuna dair de araştırmacılar görüş birliği içerisindedirler. Öğrenciler, temsillerin bu farklı yönlerini anlamalıdırlar. Öğrenciler ayrıca farklı temsil modlarının farklı amaçlar için kullanıldığını da anlamalıdırlar. Örneğin, ölçme işlemi gerektiren süreçlerin matematiksel temsillerin, ilişkinin vurgulanması gerektiren temsillerde diyagram ile birlikte yazılı temsillerin kullanılması gibi. Ancak, ilkokul ve ortaokul seviyesinde, bilimsel kavramların çoklu temsillerinin ve çoklu modsal temsillerinin öğrencilere tanıtılması ve bu temsil modlarını anlamaları, birbirine dönüştürmeleri ve birleştirmeleri sağlanmalıdır. Günümüzde, fen öğretimi faaliyetleri hem otoriteler tarafından kullanılan hem de öğrenciler tarafından geliştirilen çoklu temsillerin ve çoklu modsal temsillerin kullanılmasını içermektedir. Örneğin, öğrenciler elektrik konusunu üç boyutlu nesnelerle, kavram haritalarıyla, diyagramlarla, sözel ifadelerle, rol oynama gibi temsil modlarıyla öğrenebilirler (Prain ve Waldrip, 2006).
2.2.1 Fen öğretiminde Çoklu Temsillerin Kullanımı ile İlgili Yapılan Çalışmalar Son yıllarda fen eğitimi alanında yapılan çalışmalar, öğrenmenin önemli bir boyutu olarak konunun temsilsel ihtiyaçlarına odaklanmaktadır. Öğrencilerin, bilimsel kavramların nasıl sunulması ve kullanılması gerektiği ile ilgili güçlü bir anlayış geliştirmeleri için sadece bir temsil moduna bağlı kalmaktansa, farklı temsil modlarını anlamaları gerektiği ile ilgili literatürde görüş birliği bulunmaktadır. (Ainsworth, 1999; Dolin, 2001; Karmiloff-Smith, 1992; Kress, 2003; Lemke, 1998, 2004; Roth,1995; Russell ve McGuigan, 2001).
Jewitt, Kress, Ogborn ve Tsatsarelis (2001), eğitim alanında yapılan çalışmaların, öğrenmenin öncelikli olarak dilsel başarı olduğu görüşünü yansıtarak, sınıf içerisindeki konuşmalara ve yazılı metinlere odaklanma eğiliminde olduğunu ileri sürmüşlerdir. Eğitim araştırmalarında farklı temsil modlarının kullanımını ele almanın, yalnızca yazılı ve sözlü ifadeleri ele alan çalışmalara göre şu açılardan daha avantajlı olduğunu söylemişlerdir. Öncelikle, araştırmaya sözlü ifadeler, görsel ve eylem gibi farklı kaynaklara odaklanma olanağı sunmaktadır. Bu durum özellikle fen eğitimi açısından oldukça önemlidir, çünkü eylem ve görseller sınıf ortamında sıklıkla ön plana çıkmaktadır ve öğretim programında önemli bir yeri vardır. İkinci olarak çoklu temsil yaklaşımı konuşma ve yazmanın ötesine gitmektedir. Öğrenme ve öğretme faaliyetlerini sadece dilsel bir süreç olarak ele alan çalışmalar, öğretmen ve öğrencilerin dilsel olmayan aktivitelerini reddederek, sınıfta gerçekleşen öğrenme ve öğretme faaliyetlerini tüm yönleriyle incelemek konusunda başarısız olurlar. Son avantajı ise, öğretmenin yalnızca ne söylediğine değil eylemlerine, tavrına ve hareketlerine odaklanmayı sağlamasıdır.
Mayer (2003), bilginin hem görsel hem de sözel formlarda sunulmasının, bilginin görsel ve sözel olarak uzun süreli hafızada kodlanmasını sağladığını, bu sayede öğrencilerin hatırlama ve problem çözme becerilerini arttırdığını belirtmiştir. Aynı zamanda, öğrencilerin kelimelerle birlikte resimlerin kullanıldığı durumlarda, sadece kelimelerin kullanıldığı durumlardan daha derinlemesine öğrenme gerçekleştirdiklerini savunarak, bu durumu multimedya etkisi olarak tanımlamıştır. Öğretimde multimedya kulanım olanaklarının artması konunun çoklu temsillerini (yazılı metinler, video, sesli öğeler, resimler, interaktif öğeler) sunabilme açısından birçok fırsat vermektedir. Bu durum farklı öğrenme stillerine sahip olan ve farklı temsil modlarını tercih eden
öğrencilere etkili bir öğretim yapılmasını sağlayabilmektedir. Aynı zamanda çoklu modsal ortamlarda öğrenmeyi gerçekleştiren öğrencilerin, tek bir temsil moduyla daha geleneksel yaklaşımlarla öğrenme gerçekleştiren öğrencilerden daha başarılı olduklarını ortaya koymuştur. Bir materyali farklı modlarda sunmak öğrencilerin öğrenmelerinde çok yönlü bir yaklaşım geliştirmelerini sağlamaktadır (Hazari, 2004). Farklı temsil modlarını içeren ortamlar öğretim materyalinin görsel, işitsel ve metinsel gibi farklı modlarda sunarak, özellikle başarı seviyesi düşük olan öğrencilerin konuyu daha kolay öğrenmesini sağlamakta, ilgilerini çekmekte ve bu sayede öğrencilerin öğrenme performanslarını arttırmaktadır (Chen ve Fu, 2003; Moreno ve Mayer, 2007). Birçok öğrenci sürekli olarak görsel ya da sözel modları tercih etmek yerine birkaç modun birlikte kullanılmasını tercih etmektedir (Richardson 1977, Barbe ve Milone 1980, Kavale ve Forness 1987, Kirby ve diğerleri, 1988, Specht ve Martin 1998’ den akt. Klein, 2003).
Hand ve Choi (2010), yaptıkları bir çalışmada, farklı temsil modlarının entegre edildiği organik kimya laboratuvarında, bu temsillere yer vermenin, öğrencilerin yazılı argümanları üzerine etkisini araştırmışlardır. 826 yazılı örneğin belirli kriterlere göre analizi sonucunda, farklı temsil modlarının kullanımıyla, argümanların niteliği arasında anlamlı bir ilişki bulunmuştur. Marquez, Izquierdo ve Espinet (2006), fen sınıflarında sözlü öğeler, görseller ve mimikler gibi farklı semiyotik modların birlikte ya da özel olarak kullanıldığını göstermişlerdir. Örneğin, bilimsel modeller sözel, görsel, matematiksel ve diğer semiyotik kaynakları içerir, bu sayede birçok bilgi ve muhakeme sürecini daha somut bir şekilde organize eder (Gilbert ve Boulter, 2000; Oh ve Oh, 2011).
Her temsil formu öğrencinin farklı ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Ayrıca her modun öğrenme üzerinde farklı potansiyel etkilere sahip olduğu çalışmalar sonucunda saptanmıştır. Yazma aktiviteleri, görüntü ve diğer modlar farklı anlamları birleştirir ve okuyucuyu tek bir yorumu reddetmeye teşvik eder. Buna ek olarak, yeni teknolojiler bilgisayar oyunları, web siteleri gibi farklı temsil formlarını ulaşılabilir kılmaktadır (Coles ve Hall, 2001). Sankey, Birch ve Gardiner (2010), yaptıkları deneysel çalışmanın sonucunda elde ettikleri nicel verilerle, çoklu temsillerle desteklenmiş öğrenme ortamının öğrencilerin performansını olumlu yönde etkilediğine dair anlamlı bir sonuca ulaşmamışlardır. Ancak elde edilen nitel veriler öğrencilerin farklı temsil kaynaklarıyla zenginleştirilmiş öğrenme ortamını daha eğlenceli ve ilginç bulduklarını, aynı zamanda
konunun anlaşılmasında ve kalıcı olmasında destek olduğunu düşündüklerini ortaya çıkarmıştır. Bu bulgular eşliğinde araştırmacılar, öğrencilerin gelişimi, bilginin kalıcılığının sağlanması ve daha eğlenceli bir öğrenme ortamının sunulması için eğitimcilerin öğretilen konunun çoklu temsillerine yer vermesinin teşvik edilmesi gerektiği önerisinde bulunmuşlardır.
Birçok araştırmacı (Moreno ve Mayer, 1999; Mousavi, Low ve Sweller, 1995) bilgiyi görsel ve sözel modlarla ifade etmenin öğrencilerin kavrama ve hatırlama becerisini geliştirdiğini göstermişlerdir. Günel ve diğerleri (2006) de, fizik konularında öğrencilerin farklı modlar arasında geçiş yapmaları gerektiğini düşünerek, öğrencilerin farklı temsil modlarıyla zenginleştirdikleri yazma aktivitelerinin etkisini araştırmışlardır. Kuantum teorisi ile ilgili bir ünitenin öğretim sürecinde, bir grup öğrenci Powerpoint sunusu (grafik ve matematiksel formüllere yer verilebilen) hazırlarken diğer grup konuyla ilgili özet (grafik ve matematiksel formüllere yer verilmeyen) çıkarmıştır. Diğer grubun öğretim sürecinde ise grupların hazırladıkları sunumlar 15 slayt ile özetler 4 sayfa ile sınırlanmıştır. Daha sonra öğrencilerin kavramsal anlama düzeyini ölçen bir test uygulayan araştırmacılar, bu testin istatiksel analizi sonucunda sunum hazırlayan grubun özet yazan gruba göre daha başarılı olduğunu gözlemlemişlerdir.
Bilim adamları da konuşurken, yazarken, çalışırken ve çalışmalarını öğretirken çoklu temsil modlarını kullandıkları için (Lemke, 1998), sınıf içerisindeki fene ilişkin alan bilgisinin pedagojik aktarımı sürecinde sadece sözlü öğelerden değil, resimlerden, diyagramlardan, animasyonlardan, somut materyallerden, mimiklerden yararlanılması beklenen bir durumdur. Bu nedenle, Wellington ve Osborne (2001), etkili öğretmenlerin, sınıf içerisinde kullanılabilecek farklı temsil modlarını tanıması, farklı öğrenciler için uygun modlardan yararlanması ve öğretim sürecinde modlar arasında geçiş yapabilmesi gerektiğini öne sürmüştür. Fen alan bilgisinin sunulması sırasında farklı temsillere başvurmanın beraberinde fen öğretiminde uzmanlaşmayı getirdiğine bazı çalışmalarda yer verilmiştir. (Clermont, Borko ve Krajcik, 1994; Clermont, Krajcik ve Borko, 1993; Zembal-Saul, Blumenfeld ve Krajcik, 2000).
Bazı araştırmalar sınıf içerisinde öğretmenlerin çoklu temsil kullanımlarını inceleyerek bu tür temsilleri içeren öğretim sürecini gözlemlemişler ve öğretmen ve öğrenci görüşlerini araştırmışlardır. Örneğin; Prain ve Waldrip (2006), öğrencilerin
grafiksel ve sözel modlar gibi farklı temsil modlarını anlamalarını ve ilişkilendirmelerinin bilimsel düşünme ve davranmadaki etkisini göz önüne alarak, 4-6 sınıf seviyesinde bulunan öğrencilerin ve öğretmenlerinin bir konunun çoklu temsilleri ile işlenen ders ile ilgili düşüncelerini ve uygulamalarını betimlemeye çalışmışlardır. Nitel ve nicel ölçme araçlarını veri toplama aracı olarak kullanan araştırmacılar, analiz sonucunda öğretmenlerin farklı temsil modlarına yer verdiklerini ancak öğrencilerin bu sürece dahil edilmesi ve temsil modlarının birbirine dönüştürülmesi sürecine odaklanmadıklarını gözlemlemişlerdir. Bunun yanı sıra, temsiller arasında ilişki kuran öğrencilerin, diğer öğrencilere göre daha iyi bir kavramsal anlama düzeyine sahip olduğu gözlenmiştir. Araştırmacılar, elektrik ve çarpışma konularını farklı temsil modlarını yer vererek yürüten öğretmenlerle görüşmeler yapmışlardır. Bu görüşmeler sırasında öğretmenler, farklı temsil modlarının farklı öğrenme stillerine sahip öğrencilere hitap ettiğini, özellikle görsellerin daha motive edici olduğunu, öğrencilerin konuyu gerçek hayatla ilişkilendirmesini sağladığını ve öğrenmeyi kolaylaştırdığını ifade etmişlerdir. Ayrıca öğretmenlerin öğrenciler tarafından geliştirilen temsilleri yararlı bulmalarına rağmen, değerlendirmesi zor olduğu düşüncesiyle fazla yer vermedikleri ortaya çıkmıştır. Görüntü ve diğer dilsel olmayan modlar bilginin yapılandırılmasında önemli rol oynamaktadır. Benzer şekilde; Kress ve van Leeuwen (2001), Londra’daki fen sınıflarında yaptıkları etnografik çalışmada dokuz fen sınıfını yarım dönem boyunca gözlemlemiş, video kayıtlarını almış, öğretmen ve öğrencilerle görüşmeler yapmış ve derste kullanılan metinleri analiz etmişlerdir. Bu araştırmada ortaya çıkan önemli bir bulgu, farklı temsil modlarının, bilimsel ve doğal dünyanın farklı şekillerde yapılandırılmasını sağladığıdır. Örneğin, bir fen dersinde hücre temsilinin görüntü olarak ya da yazma yoluyla, 3D model ya da animasyon yoluyla gösterilmesi hücre kavramının farklı yönlerinin öne çıkmasını sağlamaktadır.
Hubber, Tytler ve Haslam (2010), yaptıkları çalışmada kuvvet kavramına ilişkin temsilsel zorlukları ve öğrenme fırsatlarını keşfetmenin yanı sıra öğretmenlerle yapılan görüşmeler sonucunda gelişen pedagojiyi açıklamaya çalışmışlardır. Aynı zamanda fen öğretiminde temsilsel yaklaşımı uygulama sırasında öğretmenlerin tecrübe ettiği zorlukları ve başarıları incelemişlerdir. Araştırmacılar öğrencilerin temsillerinin gelişimin sağlama amacıyla farklı yenilikçi stratejileri kullanma becerisine sahip tecrübeli 3 öğretmen ile çalışmışlardır. Video kaydı, öğrenci çıktıları (student work), alan notları (field note), toplantıların ve tartışmaların ses kayıtları ve görüşmeler veri
