FEN BİLGİSİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ MODEL VE MODELLEME İLE İLGİLİ BİLGİLERİNİN İNCELENMESİ
Gonca HARMAN
Arş. Gör., Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, İlköğretim Bölümü, Fen Bilgisi Eğitimi Ana Bilim Dalı
Özet
Bu çalışmada fen bilgisi öğretmen adaylarının model, modelleme, bir modelin sahip olması gereken özellikler göz önünde bulundurularak model hazırlanırken dikkat edilmesi gereken hususlar, modellerin zaman içerisinde değişip değişmeyeceği, fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının avantajları ve dezavantajları hakkındaki bilgilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca öğretmen adaylarındankendilerine verilen model örneklerinden hangilerini model olarak nitelendirebileceklerini ifade etmeleri de istenmiştir.
Veri toplama aracı olarak ulusal ve uluslararası alan yazın taraması yapılarak ve uzman görüşü alınarak model ve modelleme ile ilgili 6 açık uçlu sorudan ve verilen model örneklerinin nitelendirilmesinden oluşan bir test hazırlanmıştır.
Soru hazırlanacak konu detaylı bir şekilde açıklanmış, testte yer alan soru cümlelerinin araştırılan konuyu temsil etme gücünün ve içerik geçerliliğinin artırılması için uzman görüşüne başvurulmuştur. Hazırlanan testin Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Fen Bilgisi Eğitimi Anabilim Dalında 2011-2012 bahar yarıyılında 4. sınıfta öğrenim görmekte olan öğretmen adaylarına uygulanması sonucunda toplanan veriler nitel araştırmalarda kullanılan betimsel analiz yöntemi ile çözümlenmiş ve yorumlanmıştır. Fen bilgisi öğretmen adaylarının cevaplarındaki ortak ifadelere göre kategorilere ayrılan verilerin frekansları ve yüzdeleri hesaplanmıştır.
Araştırma sonucunda fen bilgisi öğretmen adaylarının model, modelleme konularındaki bilgilerinin genel olarak yeterli; ancak verilen örneklerden hangilerinin model olarak nitelendirilebileceği ile ilgili bilgilerinde eksiklikler olduğu anlaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Model, modelleme, fen eğitimi, öğretmen adayı, bilgi.
1. GİRİŞ
Model bir sistemin nasıl çalıştığını anlamaya yardımcı olan, gerçek nesneler, olaylar ya da olayların sınıflandırılmasına karşılık gelen, açıklama gücüne sahip olan (NRC, 1996), karmaşık bir nesne veya sürecin basitleştirilmiş temsilidir. Model nesnelerin oluşumunu, davranışlarını ve sürecin gelişimini anlamamızı ve bunlara ilişkin öngörüde bulunmamızı sağlayan yapıdır (Harrison, 2001).
Nesneler, olaylar, düşünceler veya bunların bir araya gelmesiyle oluşan sistemleri çok daha kolay bir şekilde zihinde canlandıran modeller (Gobert ve Buckley, 2000) zenginleştirilebilir ve geliştirilebilirler (Ingham ve Gilbert; 1991). Modeller yeni bilgilerle değişebilen (Harrison, 2001) dinamik yapılardır (Justi ve Gilbert, 2002).
Modeller gerçeğin tüm özelliklerini yansıtmazlar (Örnek, 2008) bu nedenle gerçeğin tam bir kopyası değildirler ve temsil ettikleri hedefe ilave olarak ek açıklamalar da içerirler (Gobert ve Buckley, 2000; Harrison, 2001). Yani model temsil ettiği gerçek cisimden büyük, küçük ya da cisim ile tamamen aynı büyüklükte ve yapıda olabilir (Çilenti, 1985); gerçek cisim gibi çalışabilir ya da çalışmayabilir (Okan, 1993).
Bilimsel bir çalışma olan modelleme ise model oluşturmak amacıyla gerçekleştirilen süreçler boyunca kullanılan işlemlerdir (Justi ve Gilbert, 2002).
Fen derslerinin içeriğinde yer alan pek çok kavramın soyut ve karmaşık olması bu soyut kavramların somutlaştırılabilmesi için çeşitli yöntemlerin kullanılmasını gerekli kılmaktadır. Bu nedenle soyut konuları somutlaştırmak, öğretme ve öğrenmeyi kolaylaştırmak için (Yiğit ve Özmen, 2006) zor, soyut ve karmaşık konuların öğrenilmesinde etkili olan modeller kullanılmalıdır (Güneş ve Çelikler, 2010).
Yapılan araştırmalarda modelle öğretimin öğrenmede etkili olduğu (Gümüş, Demir, Koçak, Kaya ve Kırıcı, 2008; Stocklmayer, 2010), elle yapılan etkinliklerin fen derslerine karşı olumlu tutumu ve motivasyonu, öğrencilerin model yapmalarının ve yaptıkları modelleri kullanmalarının başarıyı arttırdığı tespit edilmiştir (Sarıkaya, Selvi ve Bora Doğan, 2004; Güneş ve Çelikler, 2010).
Öğrencilerin aktif oldukları model temelli öğretim sonucunda konuyla ilgili bilimsel olarak kabul edilebilir modeller oluşturdukları, daha karmaşık modelleri anlayabildikleri ve model temelli öğretimin öğrenmeyi olumlu yönde etkilediği ortaya konmuştur (Bouwma-Gearhart, Stewart ve
Brown, 2009). Modele dayalı öğrenmenin anlamlı öğrenmeyi sağladığı, konuyla ilgili bilimsel modellerin nasıl ortaya konulduğunu ve modellerin fendeki rolünü anlamaya, zihinsel model oluşturmaya, bu zihinsel modellerle gelişimi, sosyal yapılanmayı ve bilimin doğasını anlamaya ve değerlendirme yapmaya yardımcı olduğu tespit edilmiştir (Taylor, Barker ve Jones, 2003).
Pek çok öğrencinin modelleri temsil ettiği gerçeğin tam bir kopyası (Grosslight, Unger, Jay ve Smith, 1991; Treagust, Chittleborough ve Mamila, 2002), çok az öğrencinin ise düşüncelerin ya da soyut varlıkların temsilleri ve bilimsel bir ürün olarak belirttikleri, modellerin yeniden düzenlenebileceğini hatta gerekirse terk edilebileceğini ifade ettikleri ortaya konmuştur (Grosslight, Unger, Jay ve Smith, 1991).
Fen ve matematik öğretmen adaylarının modelleri gerçeğin bir temsili olarak gördükleri ve modellerin fendeki rolünün farkında oldukları tespit edilmiştir (Berber ve Güzel, 2009).
Çoğu öğretmenin modelleri gerçeklerin basitleştirilmiş veya şematik temsilleri olarak düşündükleri ortaya konmuştur (Van Driel ve Verloop, 1999). Öğretmenlerin çoğunluğunun çoklu temsiller olarak modelleri doğru biçimde algılamalarına rağmen modelin temsil ettiği şeye çok fazla benzemesi gerektiğini ifade ettikleri görülmüştür. Öğretmenlerin modellerin açıklayıcı araçlar olduğunu, bilimsel modellerin tahminde bulunmada, teori oluşturmada, teorileri formüle etmede ve bunların bilimsel araştırmalarda nasıl kullanılacağını göstermede faydalı olduğunu ve kabul edilmiş modellerin zaman içerisinde değişebileceğini bildikleri tespit edilmiştir. Öğretmenlerin çoğunlukla teorik, ölçeklendirme, harita-tablo-diyagram, pedagojik-analojik, matematiksel, simgesel ve sembolik modellere örnek verdikleri, kavram-süreç modellerine ve zihinsel modellere hiç örnek vermedikleri;
çoğunlukla fiziksel modelleri vurguladıkları görülmüştür (Güneş, Bağcı ve Gülçiçek, 2004).
Öğretmenlerin modellerin açıklayıcı araçlar olarak temsil amaçlı kullanılmalarının gerektiğini, modellerin bilimsel olayların zihinde canlandırılmasına yardımcı olduğunu ifade ettikleri tespit edilmiştir. Buna rağmen öğretmenlerin model örnekleri hakkındaki düşüncelerinin yetersiz olduğu ve derslerde kullandıkları araçların bir model olduğunun farkında olmadıkları anlaşılmıştır (Ergin, Özcan ve Sarı, 2012). Öğretmenlerin, fen ve matematik öğretim elemanlarının model ve modellemenin doğası ile ilgili olarak modellerin temsil ettiği nesneyi veya durumu ne derecede yansıtması gerektiği ve nelerin model olarak nitelendirilebileceği ile ilgili bilgi eksikliklerinin olduğu anlaşılmıştır (Güneş, Gülçiçek ve Bağcı, 2004; Ergin, Özcan ve Sarı, 2012).
Fen ve matematik öğretim elemanlarının modellerin zaman içerisinde değişebilen yapılar olduğunu kabul ettikleri tespit edilmiştir. Öğretim elemanlarının kullandıkları temsillerin bir model olduğunun farkında olmadıkları görülmüştür. Öğretim elemanlarının çoğunlukla ölçeklendirme modellerine ve teorik modellere örnek verdikleri ortaya konmuştur (Güneş, Gülçiçek ve Bağcı, 2004).
Bilimsel olayları açıklamak ve göstermek bazı durumlar için zordur. Bu durumlarda temsil amaçlı açıklamalar, örnekler, gösteriler ve resimler gibi çeşitli araçlar kullanılır. Yeterli pedagojik bilgiye sahip olan öğretmenler öğrencilerin bilişsel seviyelerine bağlı olarak bazı modelleri, analojileri ve benzetmeleri kullanırlar. Çocukların anlamasını, hayal gücünü ve yaratıcılığını teşvik etmek bilim sınıflarında modellerin uygun kullanımı ile modellerin kapsamını ve sınırlarını ayırt eden öğretmenlere bağlıdır (Gödek, 2004). Bu da öğretmenlerin model ve modelleme konusunda yeterli bilimsel bilgiye sahip olmaları ile mümkündür. Bu nedenle çalışmada fen bilgisi öğretmen adaylarının model ve modelleme ile ilgili bilgilerinin incelenmesi amaçlanmıştır.
2. YÖNTEM
Çalışmanın katılımcı grubu 2011-2012 eğitim öğretim yılı bahar yarıyılında Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi İlköğretim Bölümü Fen Bilgisi Eğitimi Anabilim Dalı’nda 4. sınıfta öğrenim görmekte olan 75 öğretmen adayından oluşturulmuştur.
Ulusal ve uluslararası alan yazın taraması yapılarak ve uzman görüşü alınarak model, modelleme, modelin sahip olması gereken özellikler göz önünde bulundurularak model hazırlanırken dikkat edilmesi gereken hususlar, modellerin zaman içerisinde değişip değişmeyeceği, fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının avantajları ve dezavantajları ile ilgili 6 açık uçlu soruyu ve verilen model örneklerinin nitelendirilmesini içeren bir test hazırlanmıştır.
Hazırlanan bu test pilot uygulamanın ardından kullanılmıştır. Uygulama sonunda öğretmen adaylarının cevapları nitel araştırmalarda kullanılan betimsel analiz yönteminden yararlanılarak çözümlenmiştir. Betimsel analiz ile veriler araştırma sorularının ortaya koyduğu temalara uygun bir şekilde organize edilebilir ya da gözlem ve görüşmede kullanılan sorulara ve boyutlara dikkat edilerek sunulabilir (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Bununla birlikte çalışmada fen bilgisi öğretmen adaylarının cevaplarına ait frekanslar ve yüzdeler de ifade edilmiştir. Ayrıca bir öğretmen adayı bir soru için birden fazla özellik ifade ettiği için tablolardaki toplam özellik sayısı öğretmen adayı sayısından fazladır. Bundan dolayı tablolar her bir cevap bir maddeye karşılık gelecek şekilde hazırlanmıştır.
3. BULGULAR
3.1. Modelin Tanımlanması
Araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının model kavramı ile ilgili sahip oldukları bilgiler analiz edilmiş ve Tablo 3.1’de verilmiştir.
Tablo 3.1. Öğretmen Adaylarının Model Kavramı ile İlgili Sahip Oldukları Bilgiler
Öğretmen adaylarının cevapları N %
Gerçeği temsil eden materyal 20 21,5
Soyut kavramları somutlaştıran materyal 16 17,2
Görsel materyal 16 17,2
Anlamlı öğrenmeyi sağlayan materyal 15 16,1
Örnek nesne 7 7,5
3 boyutlu şekil 6 6,5
Anlatımı kolaylaştıran materyal 5 5,4
Kalıcı öğrenmeyi sağlayan materyal 3 3,2
Güdüleme amaçlı kullanılan materyal 3 3,2
Kavramları zihinde canlandıran materyal 2 2,2
Boş 0 0
Tablo 3.1 incelendiğinde model kavramını öğretmen adaylarının gerçeği temsil eden materyal (%21,5), soyut kavramları somutlaştıran materyal (%17,2), görsel materyal (%17,2), anlamlı öğrenmeyi sağlayan materyal (%16,1), örnek nesne (%7,5), 3 boyutlu şekil (%6,5), anlatımı kolaylaştıran materyal (%5,4), kalıcı öğrenmeyi sağlayan materyal (%3,2), güdüleme amaçlı kullanılan materyal (%3,2) ve kavramları zihinde canlandıran materyal (% 2,2) şeklinde ifade ettikleri görülmektedir.
3.2. Modellemenin Tanımlanması
Araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının modelleme kavramı ile ilgili sahip oldukları bilgiler analiz edilmiş ve Tablo 3.2’de verilmiştir.
Tablo 3.2. Öğretmen Adaylarının Modelleme Kavramı ile İlgili Sahip Oldukları Bilgiler
Öğretmen adaylarının cevapları N %
Model oluşturma 21 28
Model kullanma 17 22,6
Soyut kavramları somutlaştırma 11 14,6
Model oluşturma sürecinde izlenen yollar 7 9,3
Kavramları görselleştirme 6 8
Model tasarlama 3 4
Gerçeği temsil etme 2 2,6
Boş 8 10,6
Tablo 3.2 incelendiğinde modelleme kavramını öğretmen adaylarının model oluşturma (%28), model kullanma (%22,6), soyut kavramları somutlaştırma (%14,6), model oluşturma sürecinde izlenen yollar (%9,3), kavramları görselleştirme (% 8), model tasarlama (% 4) ve gerçeği temsil etme (% 2,6) olarak ifade ettikleri görülmektedir.
3.3. Modelin Sahip Olması Gereken Özellikler Göz Önünde Bulundurularak Model Hazırlanırken Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar
Araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının bir modelin sahip olması gereken özellikler göz önünde bulundurularak model hazırlanırken dikkat edilmesi gereken hususlar ile ilgili olarak sahip oldukları bilgiler analiz edilmiş ve Tablo 3.3’te verilmiştir.
Tablo 3.3. Öğretmen Adaylarının Bir Modelin Sahip Olması Gereken Özellikler Göz Önünde Bulundurularak Model Hazırlanırken Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar Hakkındaki Bilgileri
Öğretmen adaylarının cevapları N %
Ekonomik olmalı 41 11,2
Kullanışlı olmalı 37 10,1
Açık ve anlaşılır olmalı 33 9,0
Gerçeği temsil gücü yüksek olmalı 29 7,9
Kavram yanılgısı oluşturmamalı 24 6,6
Amaca uygun olmalı 16 4,4
Konuyu kapsamalı 13 3,6
Basit olmalı 12 3,3
Kazanımlara uygun olmalı 12 3,3
Öğrenci düzeyine uygun olmalı 11 3,0
Konuyu en iyi şekilde açıklamalı 11 3,0
Soyut kavramları somutlaştırmalı 10 2,7
Konuya uygun olmalı 10 2,7
Öğrencilerin bilişsel seviyesine uygun olmalı 8 2,2
Bilimsel olmalı 8 2,2
Çok sayıda duyu organına hitap etmeli 7 1,9
İlgi çekici olmalı 7 1,9
Taşınabilir olmalı 7 1,9
Pratik olmalı 7 1,9
Güvenli olmalı 7 1,9
Gerçeğin birebir aynısı olmalı 6 1,6
Dikkat çekici olmalı 5 1,4
Güncel olmalı 5 1,4
Kalıcılığı sağlamalı 4 1,1
Uygulanabilir olmalı 4 1,1
Bireysel farklılıklara hitap etmeli 3 0,8
Kolay yapılmalı 3 0,8
Uygun malzemeler kullanılmalı 3 0,8
Görsel açıdan uygun olmalı 3 0,8
Sağlam olmalı 3 0,8
Öğrencilerin hazır bulunuşluk düzeylerine uygun olmalı 3 0,8
Çok sayıda bireye hitap etmeli 3 0,8
Oranları uygun olmalı 2 0,5
Kavram kargaşası oluşturmamalı 2 0,5
Günlük yaşamla ilişkili olmalı 2 0,5
Kavram yanılgılarını düzeltmeli 2 0,5
Doğru olmalı 2 0,5
Boş 0 0
Tablo 3.3 incelendiğinde bir modelin sahip olması gereken özellikler göz önünde bulundurularak model hazırlanırken dikkat edilmesi gereken hususları öğretmen adaylarının çoğunlukla ekonomik olmalı (% 11,2), kullanışlı olmalı (% 10,1), açık ve anlaşılır olmalı (% 9,0) ve gerçeği temsil gücü yüksek olmalı (% 7,9) şeklinde ifade ettikleri görülmektedir.
3.4. Modeller Zaman İçerisinde Değişir mi?
Araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının modellerin zaman içerisinde değişip değişmediği ile ilgili olarak sahip oldukları bilgiler analiz edilmiş ve Tablo 3.4’te verilmiştir.
Tablo 3.4. Öğretmen Adaylarının Modellerin Zaman İçerisinde Değişip Değişmediğine İlişkin Bilgileri
Öğretmen adaylarının cevapları N %
Modeller zaman içerisinde değişir. 73 97,3
Modeller zaman içerisinde değişmez. 0 0
Boş 2 2,6
Bilim sürekli değişen ve gelişen bir yapıya sahip olduğu için zaman içerisinde modeller değişir.
33 44 Bilimsel bilgiler zaman içerisinde değiştiği için modeller değişir. 22 29,3 Teknoloji geliştiği için zaman içerisinde modeller değişir. 4 5,3
Bilimde kesinlik olmadığı için modeller değişir. 4 5,3
Bilim ve teknoloji sürekli değişen ve gelişen bir yapıya sahip olduğu için zaman içerisinde modeller değişir.
2 2,6 Yeni bilgi ve fikirler ortaya çıktığı için modeller değişir. 2 2,6
Yeni buluşlar modellerin değişmesine neden olur. 1 1,3
Zamanla bilimsel olarak kanıtlanan olaylar değiştiği için modeller değişir. 1 1,3
Neden belirtmeyen 4 5,3
Tablo 3.4 incelendiğinde öğretmen adaylarının % 97,3’ünün modellerin zaman içerisinde değişebileceğini ifade ettikleri görülmektedir. Öğretmen adaylarının ifade ettikleri nedenler
incelendiğinde ise çoğunluğunun “Bilim sürekli değişen ve gelişen bir yapıya sahip olduğu için zaman içerisinde modeller değişir” (% 44) şeklinde cevap verdikleri anlaşılmaktadır.
3.5. Fen ve Teknoloji Öğretiminde Model Kullanımının Avantajları
Araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının avantajları ile ilgili olarak sahip oldukları bilgiler analiz edilmiş ve Tablo 3.5’te verilmiştir.
Tablo 3.5. Öğretmen Adaylarının Fen ve Teknoloji Öğretiminde Model Kullanımının Avantajları Hakkındaki Bilgileri
Öğretmen adaylarının cevapları N %
Soyut kavramları somutlaştırma 38 23,3
Kalıcı öğrenmeyi sağlama 17 10,4
Anlamayı kolaylaştırma 12 7,4
Çok sayıda duyu organına hitap etme 10 6,1
Görsellik sunma 10 6,1
Öğrenmeyi kolaylaştırma 10 6,1
Kavramları zihinde canlandırmayı sağlama 9 5,5
Dikkat çekici olma 5 3,1
Yaparak yaşayarak öğrenmeyi sağlama 5 3,1
İlgi çekme 5 3,1
Anlamlı öğrenmeyi sağlama 4 2,5
Günlük yaşamdaki durumu uygulama imkânı sunma 4 2,5
Uzun süreli hatırlama sağlama 3 1,8
Gözle görülmeyen sistemleri gösterme 3 1,8
Kavramayı kolaylaştırma 3 1,8
Güdüleme 3 1,8
Motive etme 2 1,2
Etkili olma 2 1,2
Dersi verimli hale getirme 2 1,2
Merak duygusunu arttırma 2 1,2
Diğer 14 8,6
Boş 0 0
Tablo 3.5 incelendiğinde fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının avantajlarını öğretmen adaylarının çoğunlukla soyut kavramları somutlaştırma (% 23,3), kalıcı öğrenmeyi sağlama (%10,4), anlamayı kolaylaştırma (% 7,4) olarak belirtikleri görülmektedir. Diğer kategorisi altında ise günlük yaşamla bağlantı kurma, öğretmene yardımcı olma, öğrenciyi aktifleştirme, düşünme becerilerini geliştirme, zamandan tasarruf sağlama, görsel zekâya hitap etme, bilgiyi yapılandırmayı sağlama, bilimsel olma, geliştirilebilme, anlatımı kolaylaştırma, bilişsel, duyuşsal ve devinişsel gelişimi destekleme, kavram yanılgılarının oluşumunu önleme, kullanışlı olma, öz değerlendirmede kullanma şeklinde ifade ettikleri görülmektedir.
3.6. Fen ve Teknoloji Öğretiminde Model Kullanımının Dezavantajları
Araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının dezavantajları ile ilgili olarak sahip oldukları bilgiler analiz edilmiş ve Tablo 3.6’da verilmiştir.
Tablo 3.6. Öğretmen Adaylarının Fen ve Teknoloji Öğretiminde Model Kullanımının Dezavantajları Hakkındaki Bilgileri
Öğretmen adaylarının cevapları N %
Hazırlanmasının uzun zaman alması 30 25,6
Maliyetli olması 16 13,7
Kavram yanılgısı oluşturması 9 7,7
Kalabalık sınıflarda kullanımının zor olması 4 3,4 Her öğrencinin ilgi ve dikkatini çekmemesi 4 3,4
Malzeme temin etme güçlüğü 4 3,4
Öğretmenin iş yükünün artması 3 2,6
Gerçeği temsil edememesi 3 2,6
Her konuya uygun olmaması 3 2,6
Zaman kaybına neden olması 3 2,6
Dikkat dağıtıcı olması 3 2,6
Öğrenciyi pasifleştirmesi 3 2,6
Sınıf kontrolünde güçlükler yaşanması 2 1,7
Kullanmanın zor olması 2 1,7
Tehlikeli olması 2 1,7
Öğrencinin hayal gücünü sınırlandırması 2 1,7
Dezavantajı yoktur 12 10,3
Diğer 5 4,3
Boş 7 5,9
Tablo 3.6 incelendiğinde fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının dezavantajlarını öğretmen adaylarının çoğunlukla hazırlanmasının uzun zaman alması (% 25,6), maliyetli olması (%
13,7) olarak belirttikleri görülmektedir. Diğer kategorisi altında ise herkesin anlayamaması, amaca uygun olmaması, soyut kavramları düşünmeyi engellemesi, konudan uzaklaşmaya neden olması, hedeflere ulaşmayı engellemesi şeklinde ifade ettikleri görülmektedir.
3.7. Verilen Örneklerin Model Olarak Nitelendirilmesi
Araştırmaya katılan fen bilgisi öğretmen adaylarının verilen örnekleri model olarak nitelendirebilmeleri ile ilgili bulgular Tablo 3.7’de verilmiştir.
Tablo 3.7. Öğretmen Adaylarının Verilen Örnekleri Model Olarak Nitelendirebilme ile İlgili Bilgileri
Örnekler
Modeldir. Model değildir.
Boş
N % N % N %
Dünya 73 97,3 2 2,6 0 0
Hücre 73 97,3 1 1,3 1 1,3
İnsan vücudu 73 97,3 2 2,6 0 0
Güneş sistemi 72 96 2 2,6 1 1,3
Çiçek 72 96 3 4 0 0
Haritalar 65 86,6 10 13,3 0 0
Seri ve paralel bağlı devre şemaları 53 70,6 20 26,6 2 2,6
Elmasın kristal yapısının gösterimi 52 69,3 21 28 2 2,6
Simülasyonlar 50 66,6 25 33,3 0 0
Elektromanyetik kuvvet çizgilerinin temsili 46 61,3 27 36 2 2,6
Kan dolaşımı sistemi 45 60 28 37,3 2 2,6
Periyodik tablo 34 45,3 40 53,3 1 1,3
Diyagramlar 34 45,3 39 52 2 2,6
Beslenme zinciri 32 42,6 41 54,6 2 2,6
Grafikler 30 40 43 57,3 2 2,6
Karbondioksit’in (CO2) kimyasal formülü 11 14,6 62 82,6 2 2,6
Newton Kanunları 5 6,6 70 93,3 0 0
Graham Difüzyon Yasası 5 6,6 69 92 1 1,3
Boyle Yasası 3 4 71 94,6 1 1,3
Kimyasal reaksiyon denklemleri 3 4 71 94,6 1 1,3
d=m/V 3 4 70 93,3 2 2,6
Öğretmen adaylarına verilen örneklerin hepsi birer modeldir. Tablo 3.7 incelendiğinde öğretmen adaylarının % 97,3’ünün Dünya, hücre ve insan vücudunu; % 96’sının Güneş sistemi ve çiçeğin kısımlarını temsil amaçlı hazırlanan bir materyali; % 86,6’sının haritaları; % 70,6’sının seri ve paralel bağlı devre şemalarını; % 69,3’ünün elmasın kristal yapısının gösterimini; % 66,6’sının simülasyonları; % 61,3’ünün elektromanyetik kuvvet çizgilerinin temsilini; % 60’ının kan dolaşımı sistemini; % 45,3’ünün periyodik tablo ve diyagramları; % 42,6’sının beslenme zincirini; % 40’ının grafikleri model olarak nitelendirdikleri görülmektedir. Bununla birlikte öğretmen adaylarının önemli bir bölümünün karbondioksit’in (CO2) kimyasal formülü, Newton Kanunları, Graham Difüzyon Yasası, Boyle Yasası, kimyasal reaksiyon denklemleri ve d=m/V eşitliğini model olarak nitelendirmedikleri anlaşılmaktadır.
4. TARTIŞMA, SONUÇ VE ÖNERİLER
Çalışma sonucunda öğretmen adaylarının modelleri gerçeği temsil eden, soyut kavramları somutlaştıran, anlamlı öğrenmeyi sağlayan, anlatımı kolaylaştıran, kalıcı öğrenmeyi sağlayan, güdüleme amaçlı kullanılan, kavramları zihinde canlandıran, görsel olan bir materyal; örnek nesne ve 3 boyutlu şekil olarak ifade ettikleri görülmüştür. Yapılan çalışmalarda öğrencilerin çoğunun modelleri gerçeğin tam bir kopyası, çok az öğrencinin ise düşüncelerin ya da soyut varlıkların temsili
(Grosslight, Unger, Jay ve Smith, 1991), bazı öğrencilerin ise modelleri temsil ettiği şeyin tam bir kopyası olan açıklayıcı araçlar olarak belirttikleri anlaşılmıştır (Treagust, Chittleborough ve Mamiala, 2002). Öğretmen adaylarının ise modelleri gerçeğin görsel ya da somut bir temsili, doğada var olan bir şeyin kopyası ya da yansıması, gerçeğin hemen hemen aynısı olarak (Smit ve Finegold, 1995), bazı öğretmen adaylarının ise gerçeğin bir temsili olarak ifade ettikleri ortaya konmuştur (Berber ve Güzel, 2009). Çoğu öğretmenin modelleri gerçeklerin basitleştirilmiş veya şematik temsilleri, (Van Driel ve Verloop, 1999), gerçeğin tamamını veya bir kısmını temsil eden araç, zihinsel temsil, (Justi ve Gilbert, 2003), temsil ettiği şeye oldukça çok benzeyen açıklayıcı araç olarak ifade ettikleri tespit edilmiştir (Güneş, Bağcı ve Gülçiçek, 2004).
Öğretmen adaylarının modellemeyi model oluşturma, model kullanma, soyut kavramları somutlaştırma, model oluşturma sürecinde izlenen yollar, kavramları görselleştirme, model tasarlama ve gerçeği temsil etme olarak ifade ettikleri görülmüştür. Yapılan bir çalışmada ise pek çok öğretmenin modellemeyi yapılandırmacı yönlendirme olarak ifade ettikleri ortaya konmuştur (Van Driel ve Verloop, 1999).
Bir modelin sahip olması gereken özellikler göz önünde bulundurularak model hazırlanırken dikkat edilmesi gereken hususları öğretmen adayları çoğunlukla ekonomik olmalı, kullanışlı olmalı, açık ve anlaşılır olmalı ve gerçeği temsil gücü yüksek olmalı olarak ifade etmişlerdir. 6 öğretmen adayının ise “Model gerçeğin birebir aynısı olmalıdır” şeklinde verdikleri ifade bir modelin gerçeğin tüm özelliklerini yansıtmaması (Örnek, 2008), gerçeğin tam bir kopyası olmaması ve modelin temsil ettiği hedefe ilave olarak ek açıklamalar içermesi (Gobert ve Buckley, 2000; Harrison, 2001) ile uyuşmamaktadır. “Model gerçeğin tam bir kopyası olmalıdır”, “Model gerçeğin hemen hemen aynısı olmalıdır” gibi ifadelere alan yazında da rastlanmaktadır (Grosslight, Unger, Jay ve Smith, 1991; Smit ve Finegold, 1995; Treagust, Chittleborough ve Mamiala, 2002).
Öğretmen adaylarının % 97,3’ünün modellerin zaman içerisinde değişebileceğini ifade ettikleri tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalarda da öğrencilerin (Grosslight, Unger, Jay ve Smith, 1991), fen ve matematik öğretmen adaylarının (Berber ve Güzel, 2009), öğretmenlerin (Justi ve Gilbert, 2003;
Güneş, Bağcı ve Gülçiçek, 2004) ve fen ve matematik öğretim elemanlarının modellerin zaman içerisinde değişebileceğini ifade ettikleri görülmüştür(Güneş, Gülçiçek ve Bağcı, 2004).
Fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının avantajlarını öğretmen adayları soyut kavramları somutlaştırma, kalıcı öğrenmeyi sağlama, anlamayı kolaylaştırma, çok sayıda duyu organına hitap etme, görsellik sunma, öğrenmeyi kolaylaştırma, kavramları zihinde canlandırmayı sağlama, dikkat çekici olma, yaparak yaşayarak öğrenmeyi sağlama, ilgi çekme, anlamlı öğrenmeyi sağlama, günlük yaşamdaki durumu uygulama imkânı sunma, uzun süreli hatırlama sağlama, gözle görülmeyen sistemleri gösterme, kavramayı kolaylaştırma, güdüleme, motive etme, etkili olma, merak duygusunu arttırma, dersi verimli hale getirme, günlük yaşamla bağlantı kurma, öğretmene yardımcı olma, öğrenciyi aktifleştirme, düşünme becerilerini geliştirme, zamandan tasarruf sağlama, görsel zekâya hitap etme, bilgiyi yapılandırmayı sağlama, bilimsel olma, geliştirilebilme, anlatımı kolaylaştırma, bilişsel, duyuşsal ve devinişsel gelişimi destekleme, kavram yanılgılarının oluşumunu önleme, kullanışlı olma, öz değerlendirmede kullanma olarak ifade etmişlerdir.
Fen ve teknoloji öğretiminde model kullanımının dezavantajlarını öğretmen adayları hazırlanmasının uzun zaman alması, maliyetli olması, kavram yanılgısı oluşturması, kalabalık sınıflarda kullanımının zor olması, her öğrencinin ilgi ve dikkatini çekmemesi, malzeme temin etme güçlüğü, öğretmenin iş yükünün artması, gerçeği temsil edememesi, her konuya uygun olmaması, zaman kaybına neden olması, dikkat dağıtıcı olması, öğrenciyi pasifleştirmesi, sınıf kontrolünde güçlükler yaşanması, tehlikeli olması, öğrencinin hayal gücünü sınırlandırması, kullanmanın zor olması, modeli herkesin anlayamaması, amaca uygun olmaması, soyut kavramları düşünmeyi engellemesi, konudan uzaklaşmaya neden olması, hedeflere ulaşmayı engellemesi olarak ifade etmişlerdir. 12 öğretmen adayı ise “dezavantajı yoktur” şeklinde cevap vermiştir. Kalabalık sınıflarda model kullanımında ve bu durumda sınıfın kontrolünde güçlükler yaşanabilir. Ancak dezavantajla ilgili diğer ifadeler öğretmenin model ve modelleme konusunda yeterli bilimsel bilgiye ve uygulama deneyimlerine sahip olması ile önlenebilir.
Çalışma sonucunda öğretmen adaylarının % 97,3’ünün Dünya, hücre ve insan vücudunu; % 96’sının Güneş sistemi ve çiçeğin kısımlarını temsil amaçlı hazırlanan bir materyali; % 86,6’sının
haritaları; % 70,6’sının seri ve paralel bağlı devre şemalarını; % 69,3’ünün elmasın kristal yapısının gösterimini; % 66,6’sının simülasyonları; % 61,3’ünün elektromanyetik kuvvet çizgilerinin temsilini;
% 60’ının kan dolaşımı sistemini; % 45,3’ünün periyodik tablo ve diyagramları; % 42,6’sının beslenme zincirini; % 40’ının grafikleri model olarak nitelendirdikleri görülmüştür. Bununla birlikte öğretmen adaylarının önemli bir bölümünün karbondioksit’in (CO2) kimyasal formülü, Newton Kanunları, Graham Difüzyon Yasası, Boyle Yasası, kimyasal reaksiyon denklemleri ve d=m/V eşitliğini model olarak nitelendirmedikleri tespit edilmiştir. Öğretmen adaylarının verilen örnekleri model olarak nitelendirmede eksikliklerinin olduğu anlaşılmıştır. Yapılan çalışmalarda da öğretmenlerin, fen ve matematik öğretim elemanlarının nelerin model olarak nitelendirilebileceği ile ilgili bilgi eksikliklerinin olduğu tespit edilmiştir (Güneş, Gülçiçek ve Bağcı, 2004; Ergin, Özcan ve Sarı, 2012).
Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre fen bilgisi öğretmen adaylarının model ve modelleme konularındaki bilgilerinin genel olarak yeterli olduğu tespit edilmiştir. Ancak öğretmen adaylarının verilen örneklerden hangilerinin model olarak nitelendirilebileceği ile ilgili bilgilerinde eksiklikler olduğu ve fen eğitiminde sık sık kullanılan temsillerin bir model olduğunun farkında olmadıkları anlaşılmıştır. Öğretmen adaylarının sahip oldukları bilgilerin genişletilebilmesi ve verilen örnekleri model olarak nitelendirebilme konusundaki bilgi eksikliklerinin giderilebilmesi için öğretim ilke ve yöntemleri, öğretim teknolojileri ve materyal tasarlama, özel öğretim yöntemleri derslerinde modellerle ilgili geniş kuramsal bilgi verilmeli ve çeşitli uygulamalar yaptırılmalıdır.
5. KAYNAKLAR
Berber, C. N. & Güzel, H. (2009). Fen ve Matematik Öğretmen Adaylarının Modellerin Bilim ve Fendeki Rolüne ve Amacına İlişkin Algıları. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi. 21, 87-97.
Bouwma-Gearhart, J., Stewart, J. & Brown, K. (2009). Student Misapplication of A Gas-Like Model to Explain Particle Movement in Heated Solids: Implications for Curriculum and Instruction Towards Students' Creation And Revision of Accurate Explanatory Models.
InternationalJournal of Science Education. 31(9), 1157-1174.
Çilenti, K. (1985). Fen Eğitimi Teknolojisi. Ankara: Kadıoğlu matbaası.
Ergin, İ., Özcan, İ. ve Sarı, M. (2012). Farklı Akademik Unvanlara Sahip Fen Öğretmenlerinin Branşlara Göre Model ve Modelleme Hakkındaki Görüşleri. Journal of Educatıonal and Instructional Studies in the World. 2(1), 142-159.
Gobert, J. D. & Buckley, B. C. (2000). Introduction to Model-Based Teaching and Learning, International Journal of Science Education. 22(9), 891-894.
Gödek, Y. (2004). The Importance of Modelling in Science Education and in Teacher Education.
Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. 26, 54-61.
Grosslight, L., Unger, C., Jay, E. & Smith, C. L. (1991). Understanding Models and Their Use in Science: Conceptions of Middle and High School Students and Experts. Journal of Research in Science Teaching. 28(9), 799-822.
Gümüş, İ., Demir, Y., Koçak, E., Kaya, Y. ve Kırıcı, M. (2008). Modelle Öğretimin Öğrenci Başarısına Etkisi. Erzincan Eğitim Fakültesi Dergisi. 10(1), 65-90.
Güneş, B., Bağcı, N. ve Gülçiçek, Ç. (2004). Fen Bilimlerinde Kullanılan Modellerle İlgili Öğretmen Görüşlerinin Tespit Edilmesi. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. 4(7), 1-14.
Güneş, B., Gülçiçek Ç. ve Bağcı, N. (2004). Eğitim Fakültelerindeki Fen ve Matematik Öğretim Elemanlarının Model ve Modelleme Hakkındaki Görüşlerinin İncelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi. 1(1), 35-48.
Güneş, M. H. & Çelikler, D. (2010) .The Investigation of Effects of Modelling and Computer Assisted Instruction on Academic Achievement. The International Journal of Educational Researchers. 1(1), 20-27.
Harrison, G. A. (2001). How Do Teachers and Textbook Writers Model Scientific İdeas for Students?
Research in Science Education. 31, 401-435.
Ingham, A. & Gilbert, J. K. (1991). The Use of Analogue Models By Students of Chemistry at Higher Education Level. International Journal of Science Education. 13(2), 193-202.
Justi, S. R. & Gilbert, J. K. (2002). Modelling, Teachers’ Views on The Nature of Modelling, and Implications for The Education of Modellers. International Journal of Science Education.
24(4), 369-387.
Justi, R. S. & Gilbert, J. K. (2003). Teachers' Views on The Nature of Models. International Journal of Science Education, 25(11), 1369–1386.
National Research Council. (1996). National Science Education Standards. Washington DC: National Academy Press.
Okan, K. (1993). Fen Bilgisi Öğretimi. Ankara: Okan yayınları.
Örnek, F. (2008). Models in Science Education: Applications of Models in Learning and Teaching Science. International Journal of Environmental & Science Education. 3(2), 35-45.
Sarıkaya, R., Selvi, M. ve Bora Doğan, N. (2004). Mitoz ve Mayoz Bölünme Konularının Öğretiminde Model Kullanımının Önemi. Kastamonu Eğitim Dergisi. 12(1), 85-88.
Smit, J. J. A. & Finegold, M. (1995). Models in Physics: Perceptions Held By Final-Year Prospective Physical Science Teachers Studying at South African Universities. International Journal of Science Education. 17(5), 621-634.
Stocklmayer, S. (2010). Teaching Direct Current Theory Using A Field Model. International Journal of Science Education. 32 (13), 1801-1828.
Taylor, I., Barker, M. & Jones, A. (2003). Promoting Mental Model Building in Astronomy Education. International Journal of Science Education. 25(10), 1205-1225.
Treagust, D. F., Chittleborough, G. & Mamiala, T. L. (2002). Students’ Understanding of The Role of Scientific Models in Learning Science. International Journal of Science Education. 24(4), 357-368.
Van Driel, J. H. & Verloop, N. (1999). Teachers’ Knowledge of Models and Modelling in Science.
International Journal of Science Education. 21(11), 1141- 1153.
Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2008). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.
Yiğit, N. ve Özmen, H. (2006). Fen Öğretimine Yönelik Hazırlanan Modellerin Kazandırmayı Amaçladıkları Davranışlar Açısından İncelenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 21, 1-14.
