Doç. Dr. Necati Hırça

SORGULAMAYA DAYALI ÖĞRENME İÇİN GÜNDELİK MALZEMELERLE HİPOTEZ DENEYLERİ

FEN PROJELERİ İÇİN İLK ADIMLAR

ISBN 978-605-318-238-2 Kitap içeriğinin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir.

© 2015, Pegem AkademiBu kitabın basım, yayın ve satış hakları

Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti.ne aittir.Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri,kapak tasarımı; mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıtya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz.

Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır.Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında

yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınlarısatın almamasını diliyoruz.

1. Baskı: Ağustos 2015, Ankara

Yayın-Proje Yönetmeni: Ayşegül EroğluDizgi-Grafik Tasarım: Gülnur Öcalan

Kapak Tasarımı:Selda TunçBaskı: Ayrıntı Basım Yayın ve Matbaacılık Ltd. Şti

İvedik Organize Sanayi 28. Cadde 770. Sokak No: 105/AYenimahalle/ANKARA

(0312 394 55 90)

Yayıncı Sertifika No: 14749Matbaa Sertifika No: 13987

İletişim

Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARAYayınevi 0312 430 67 50 - 430 67 51

Yayınevi Belgeç: 0312 435 44 60Dağıtım: 0312 434 54 24 - 434 54 08

Dağıtım Belgeç: 0312 431 37 38Hazırlık Kursları: 0312 419 05 60

İnternet: www.pegem.netE-ileti: pegem@pegem.net

ÖNSÖZBabaları, Wilbur ve Orville Wright kardeşlere çocukken lastik bant ile çalı-

şan helikoptere benzeyen oyuncak bir uçak hediye etmiştir. Wright kardeşler bu oyuncaktan esinlenerek daha büyük bir uçak yapmaya çalışmışlar ama uçurama-mışlardır. Kardeşler “büyük ölçekte çalışmayıp da küçük ölçekte çalışan nedir?” şeklinde durumu sorgulamaya başlamışlardır. Bu soru onların havacılık konusun-da aldıkları ilk ders olmuştur. Kardeşler uzun yıllar bisiklet tamirciliği yapmışlar bu süreçte de uçma çalışmalarına devam etmişlerdir.

Bu kitap, sorgulamaya dayalı öğrenme yaklaşımını esas alarak öğrencilerin proje yapabilmeleri için gerekli olan Bilimsel Süreç Becerilerini kavratmak için yazılmıştır. Bu kitabın diğer bir özelliği yapılan deneylerin hiçbir özel malzemeye ihtiyaç duymamasıdır.

Yapılandırıcı Kuramın öngördüğü gibi sıklıkla günlük hayatta karşılaşılan bi-limsel gerçekleri referans veren “Hipotez Deneyleri” adlı bu kitap ayrıca Yapılan-dırıcı 5E Modeline göre düzenlenmiştir.

Kitabın öğretmen adaylarına ve öğrencilere faydalı olması temennisiyle…

İÇİNDEKİLER

Önsöz ..................................................................................................................................... iii

1. BÖLÜM

DENEYLERİN TEORİK TEMELLERİ

Sorgulamaya Dayalı Öğrenme ve Hipotez Deneyleri ........................................................2Üstün Yetenekli Öğrenciler ve Sorgulamaya Dayalı Öğrenme ........................................4Bilimsel Süreç Becerileri ........................................................................................................7

6, 7 ve 8. Sınıf Düzeyi “Bilimsel Süreç Becerileri” ......................................................9Sorgulamaya Dayalı 5E Öğrenme Modeli .........................................................................11

vi Hipotez Deneyleri

2. BÖLÜM

FİZİK DENEYLERİ

Ses ...........................................................................................................................................20Hava Sesi İletir ...............................................................................................................21Kadın ve Erkeklerin Sesleri Neden Farklıdır? ...........................................................23

Işık ..........................................................................................................................................25Güneş Saati ....................................................................................................................26Sudaki Balıklar ..............................................................................................................28

Basınç .....................................................................................................................................30Kar Hediği ......................................................................................................................31Çivili Yataklar ................................................................................................................33Fışkıran Su .....................................................................................................................35Sıvının Cinsinin Sıvı Basıncına Etkisi Var mıdır? ....................................................37

Sıvıların Kaldırma Kuvveti ..................................................................................................39Yüzen Yumurta ..............................................................................................................40Denizaltılar Nasıl Yüzer? ..............................................................................................42

Sürtünme Kuvveti .................................................................................................................44Karda Kayan Arabalar ..................................................................................................45Karda Kaymayan Arabalar ...........................................................................................47Paraşütler Ne Kadar Büyük Olmalı? ...........................................................................49

Yay, Kuvvet, İş ve Enerji .......................................................................................................51Dinamometre Nasıl Çalışır? ........................................................................................52Kurmalı Saat ..................................................................................................................54Yelkenli Gemi ................................................................................................................56Uçan Toplar....................................................................................................................58

Newton Kanunları ................................................................................................................60Balon Roket ....................................................................................................................61

Akım ve Manyetik Alan İlişkisi ..........................................................................................63Maglev Trenleri .............................................................................................................64Elektromıknatısın Çekim Gücü ..................................................................................66

Statik Elektrik ........................................................................................................................68Kedinin Kabaran Tüyleri ..............................................................................................69

Yüzey Gerilimi ......................................................................................................................71Bulaşıkları Sıcak Su ile Yıka .........................................................................................72

Benim Fizik Projelerim ........................................................................................................74Fizik Projem (1): ...........................................................................................................75Fizik Projem (2): ...........................................................................................................77Fizik Projem (3): ...........................................................................................................79

viiİçindekiler

3. BÖLÜM

KİMYA DENEYLERİ

Madde ve Isı ..........................................................................................................................82Kaynama Madde Miktarı İlişkisi.................................................................................83Isının Hızı ......................................................................................................................85

Isı, Kaynama ve Buharlaşma ...............................................................................................87Yollara Neden Tuz Dökülür? .......................................................................................88Kışın Çamaşırlar Nasıl Kurur? ....................................................................................90Denizden Tatlı Su Elde Edilebilir mi? ........................................................................92Geç Pişen Makarna .......................................................................................................94

Isı ve Genleşme .....................................................................................................................96Havanın Büzüşmesi ......................................................................................................97Gazların Genleşmesi .....................................................................................................99

Çözünme ............................................................................................................................ 101Çözünme Miktarı ....................................................................................................... 102Sıcak Suda Çözünen İlaç ........................................................................................... 104

Asitler ve Bazlar ................................................................................................................. 106Yangın Söndürme Cihazı .......................................................................................... 107Asit-Baz Tepkimesi .................................................................................................... 109Paslanan Fırın ............................................................................................................. 111İçeceklerin İçindeki Şeker Miktarının Tespiti ........................................................ 113Kolanın Dişlerimize Zararını Ölçelim .................................................................... 115

Benim Kimya Projelerim .................................................................................................. 117Kimya Projem (1): ...................................................................................................... 118Kimya Projem (2): ...................................................................................................... 120Kimya Projem (3): ...................................................................................................... 122

viii Hipotez Deneyleri

4. BÖLÜM

BİYOLOJİ DENEYLERİ

Bitkilerde Taşıma ............................................................................................................... 126Renkli Çiçek ................................................................................................................ 127

Çimlenme ........................................................................................................................... 129Işığın Çimlenmeye Etkisi .......................................................................................... 130

Canlılar ve Enerji İlişkileri ............................................................................................... 132Mayalanma.................................................................................................................. 133

Mayalanma Sıcaklığa Bağlı mıdır? .................................................................................. 135Sağlık ................................................................................................................................... 137

Sigaranın Zararları ..................................................................................................... 138Benim Biyoloji Projelerim ................................................................................................ 140

Biyoloji Projem (1): .................................................................................................... 141Biyoloji Projem (2): .................................................................................................... 143Biyoloji Projem (3): .................................................................................................... 145

Kaynaklar ............................................................................................................................ 147

1. BÖLÜM

ü Sorgulamaya Dayalı Öğrenme ve Hipotez Deneyleri ü Üstün Yetenekli Öğrenciler ve Sorgulamaya Dayalı Öğrenme ü Bilimsel Süreç Becerileri ü Sorgulamaya Dayalı 5E Öğrenme Modeli

DENEYLERİN TEORİK TEMELLERİ

SORGULAMAYA DAYALI ÖĞRENME VE HİPOTEZ DENEYLERİ

Son yüzyılda hızla gelişen ve değişen teknoloji hayatımıza da aynı hızla gire-rek ihtiyaçlarımızı değiştirmiş; yaşama, öğrenme ve düşünme biçimlerimize etki etmiştir. Devletler gerek kalkınmak gerekse ekonomik refaha ermek için bilimsel gelişmeleri yakından takip eden, gelişmiş yaratıcı ve analitik düşünme becerileri yardımıyla toplumsal sorunlara alternatif çözüm önerileri üretebilen bireyler ye-tiştirmeye ihtiyaç duymaya başlamışlardır. Bu değişim, gelişim, nitelikli birey ye-tiştirme ihtiyacı ve PISA gibi uluslararası yarışmalarda alınan kötü sonuçlar eğitim sistemimizi de etkilemiştir. Bu süreç, eğitim sistemimizi de etkileyerek Davranışçı Yaklaşım’dan, Yapılandırmacı eğitim anlayışına geçmesine neden olmuş ve böyle-likle 2000 yılından sonra eğitimde sorgulamaya dayalı bir öğrenme süreci kendini göstermiştir.

Yapılandırmacı Yaklaşım bilginin doğrudan aktarılamayacağını, bireyin öğ-renmeyi kendi deneyimleriyle elde edebileceğini savunur. Bu yaklaşıma göre birey bilgiyi ve düşünceleri sorgular ve kendi zihinsel modelini oluşturur. Yapılandır-macı yaklaşımda öğrenci “dinleyen” ve “pasif ” pozisyondan görev ve sorumluluk-larını kendisi belirleyen, okumaktan ve öğrenmekten zevk alan, araştıran-sorgu-layan, etkili kararlar verebilen, problem çözebilen, kendine güvenen, iş birliğine açık, etkili iletişim kurabilen, sürdürülebilir kalkınma bilinciyle yaşam boyu öğre-nen bireye; öğretmen ise “bilen” ve “otorite” konumundan çeşitli etkinlikler plan-layarak dersin kavranmasına uygun ortam hazırlayan, öğrencilerin sorgulamasını, araştırmasını ve düşünmesini sağlayan, sürekli olarak öğrencileri kitap dışı kay-naklara yönlendiren “rehbere” dönüşmüştür.

Sorgulamaya dayalı öğrenme stratejisi öğrencilerin çocukluktan itibaren bil-giyi sorgulayarak öğrenmelerini hedefler. Sorgulamaya dayalı öğrenme stratejisine göre öğrenciler; araştırma, inceleme ve sorgulama aktiviteleri ile bir bilim adamı gibi veri toplayarak, onları analiz ederek ve bu analizlerle güncel hayatın karmaşık sorunlarına çözüm bularak öğrenmeleri için cesaretlendirilirler. Bu süreç öğrenci-lere bilimsel süreç becerilerini kullanmaları için imkân sağlar ve onların bilimsel yöntemler kullanarak bilim insanları gibi çalışmalarına izin verir. Bu şekilde öğ-renciler kavramları yaparak-yaşayarak öğrenirler. Sadece elle yaptıkları tekrarla-ma ve doğrulama çalışmalarından öte sürecin planlanmasında, uygulanmasında ve değerlendirilmesinde aktif olarak çalışırlar. Wilbur ve Orville Wright kardeşle-rin hayat hikâyeleri konunun daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.

Wilbur ve Orville Wright kardeşler çocukken, babaları onlara lastik bant ile çalışan basit bir helikopter benzeri uçan bir oyuncak hediye etmiştir. Çoğu ço-cuk gibi, onlar da oyuncağın uçmasına hayran kalmışlardır. Ancak çoğu çocuğun

2 Hipotez Deneyleri

aksine uçağın daha büyük bir ölçekte kopyasını yapacak kadar hünerli idiler. Bu küçük çocukların büyük bir uçak yapacak kadar yeterli pratik bilgilerinin kaynağı anneleriydi. Çünkü anneleri deniz taşımacılığı yapan ve aynı zamanda marangoz olan bir babanın kızıydı ve çocuklarına babasından öğrenmiş olduğu bilgileri ak-tarıyordu.

Wright kardeşler uğraşarak büyük bir uçak yapmışlar fakat uçağı başlangıçta uçuramamışlardır. Kardeşler “Büyük ölçekte çalışmayıp da küçük ölçekte çalışan nedir?” şeklinde durumu sorgulamaya başlamışlardır. Bu soru onların havacılık konusunda aldıkları ilk ders olmuştur. Kardeşler uzun yıllar bisiklet tamirciliği yapmışlar, bu süreçte de uçma çalışmalarına devam etmişlerdir. Sonuçta kardeşler bisiklet parçalarını kullanarak tarihin ilk motorlu uçağı olarak kabul edilen uçağı ürettiler.

Hikâyede görüldüğü gibi, Wright kardeşlerin başarısının arkasında araştırma, sorgulama, ilgi ve merak, rehberlik, deneyim ve yeterli malzeme olduğu görül-mektedir. Bu bağlamda sorgulamaya dayalı öğrenmenin amacı, öğrencinin bilgi edinme sürecini ve problem çözme becerilerini kullanarak yaşamın içinden bilgi-leri araştırması ve bu bilgileri genelleyebilecek beceri ve tutumlar geliştirmesidir.

Wright kardeşlerin hayatlarında da görüldüğü gibi, öğrencilerin yaratıcılığı-nı ortaya çıkarmak isteyen öğretmen, önce öğrencinin ilgisini konuya çekmeli, öğrenciye ortam hazırlamalı, sonra ise problemleri kendisi vermek yerine prob-lemleri öğrencilerin oluşturmasını ve sorgulamasını sağlamalıdır. Öğretmen bu süreçte öğrencinin ilgi ve motivasyonunu devam ettirecek davranışlarda bulun-malı, kısaca öğrenciye rehberlik yapmalıdır. Öğrencilerin bu süreçte problemleri kendisinin belirlemesi çok önemlidir. Çünkü öğrenciler kendi ihtiyaç, merak ve ilgilerine göre problem belirlediklerinde, çalışmalarını daha yüksek bir motivas-yonla sürdürüp güzel sonuçlar ortaya koymaya çalışmaktadırlar.

Yapılandırmacılığı, kavramsal değişimi ve sorgulayıcı öğrenmeyi sınıf ortamı içerisine uyarlamanın yollarından biri 5E modelidir. Bybee tarafından geliştirilen 5E öğretim modeli, bu teorinin fen ve teknoloji programında en fazla uygulanan biçimidir. Bu model giriş (engage-enter), keşfetme (explore), açıklama (explain), derinleşme (elaborate) ve değerlendirme (evaluation) aşamalarından oluşur.

Deneylerin Teorik Temelleri 3

ÜSTÜN YETENEKLİ ÖĞRENCİLER VE SORGULAMAYA DAYALI ÖĞRENME

Bloom’a göre öğrencilerin düşünme seviyeleri en basitten en karmaşığa doğru altı seviyeden oluşmaktadır. Bloom’un taksonominin eğitimsel hedefi öğrencilerden eğitim uygulamaları sonucu planladığımız veya beklediğimiz ifadeleri sınıflandırmak için kullandığımız bir sistemdir (Krathwohl, 2002). Bunlar hatırlama, anlama, uygula-ma, çözümleme, değerlendirme ve yaratma basamaklarıdır. Bu taksonominin en basiti olan hatırlama basamağında kabul edilen bireyin önceden edindiği bilgiyi hatırlaması ve tanılanması yani geri çağırım yapabilmesi beklenir. Anlama basamağında kabul edi-len birey bilgiyi yorumlayabilir ve başka sözcüklerle tekrar tanımlayabilir. Uygulama basamağına gelen birey ise artık önceden edindiği bir bilgiyi yeni koşullarda kullana-bilmektedir. Çözümleme basamağına ulaşmış birey ise elde ettiği verilerden mantıklı çıkarımlar yapabilir. Bir üst basamak olan değerlendirme basamağındaki bir birey ise edindiği bilgi parçalarını birleştirerek yeni bir bilgi bütünü oluşturabilir. Bu basamak-ların en üst seviyesinde bulanan basamak ise yaratma basamağıdır ve üst düzey bilişsel beceri üst düzey zekâ ister. Bu seviyedeki birey bilgiyi doğru kriterleri seçerek sorgular ve edindiği bilgilerden yeni bilgiler ve ürünler oluşturur.

Ülkemizde eğitim sistemi incelendiğinde konular genelde hatırlama ve anlama düzeyinde düzeyinde verilmektedir. Bloom taksonomisine göre bu düzey eğitim uy-gulamaları sonucu planladığımız hedeflerin en düşük noktasıdır. Kişinin yeteneğini en etkin bir biçimde kullanabilmesi için bireydeki yeteneklerin sistemli ve programlı bir şekilde geliştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle yetenekli çocuklar, yetenekten kaynaklanan yaratıcılık potansiyellerini geliştirmek için normal programlar yolu ile sağlanamayan geniş kapsamlı eğitim olanakları ve hizmetlerine gereksinim duyarlar.

Üstün ve özel yetenekli birey zekâ, yaratıcılık, sanat, liderlik kapasitesi veya özel akademik alanlarda yaşıtlarına göre bir ya da birden fazla alanda yüksek dü-zeyde performans gösteren kişilerdir (Bilim ve Sanat Merkezleri Yönergesi, 2007). Bu çocukların özelliği yüksek düzeyde yaratıcı özelliklere ve belli bir görev alanında ödev sorumluluğuna sahip olmalarıdır. Bu nedenle üstün ve özel yetenekli öğrenci-ler normal eğitim ortamlarında tatmin edici düzeyde eğitim alamazlar. Dolayısıyla bu öğrencilerin ilgi duydukları alanlardaki bilgiyi yaratıcılıklarını kullanabilecekleri düzeyde eğitim alma hakları vardır ve onlara özel eğitim verilmelidir. Bu çocuklara verilecek özel eğitim ve bu özel eğitim sürecinde sunulacak bilinçli seçilmiş uyarıcı-lar, araç-gereçler; bilinçli düzenlenmiş eğitim ortamları ve etkinlikler onların mev-cut potansiyellerini kullanmasını ve daha da geliştirmesini sağlayacaktır.

Bu nedenle ülkemizde üstün ve özel yetenekli bireylerin eğitimine yönelik Bilim ve Sanat Merkezleri açılmıştır. Öyle ki BİLSEM’lerin işlevi yeni proje ge-liştirmek ve projeleri yaşama geçirmektir. Bu amaca yönelik olarak üstün ve özel yetenekli öğrenciler, örgün eğitimleri dışındaki zamanlarda ilgi ve yetenekleri doğrultusunda BİLSEM’lerde proje tabanlı eğitim almaktadırlar (MEB, 2010).

4 Hipotez Deneyleri

BİLSEM’lerde yöntem olarak öğretmenlerin öğrenciye öğretmesi yerine, öğ-rencilerin kendi belirleyecekleri projeler içinde kendi çözümlerini uygulamaları ve süreç içinde ilgili konuyu öğrenmeleri modeli uygulanır (Durum Tespit Komisyo-nu Ön Raporu, 2004, 62). Bununla birlikte MEB, Bilim ve Sanat Merkezleri Yöner-gesi (2007)’nde programlar hazırlanırken öğrencilerin canlılarla ve nesnelerle olan ilişkisini iyi gözlemlemeye dayalı analiz, sentez ve değerlendirme yapma gibi üst bilişsel düşünme becerilerini geliştirmesini sağlayan çeşitli yöntem ve tekniklerin planlanmasına ve uygulamasına dikkat edildiği belirtilmektedir. Bloom’un yaptığı çalışmalara göre öğrencilere eğitim verirken şu noktalara dikkat edilmelidir:

1. Gerçek yaşamda karşılaşılan problemlerin çözümü için uygulamalı et-kinliklere odaklanılmalı ve gerçek yaşamla ilişkili öğrenme ortamları sağlanmalıdır.

2. Problem çözme, üst düzey düşünme ve derin anlama vurgulanmalı, öğ-retmen problemlerin çözümü için stratejileri analiz etmeli ve bu konuda öğrencilere yardımcı olmalıdır.

3. Yaşamı çeşitli açılardan yorumlayabilmeleri için öğrencilere yardımcı olacak araçlar ve ortamlar oluşturulmalı, öğretmenler rehber, yansıtıcı, yardımcı ve kolaylaştırıcı rollerini üstlenmelidirler.

4. Bilginin tekrarı ya da yeniden üretimine değil, yapılandırılmasına odak-lanılmalı ve bu konuda bireysel özellikler (öğrencinin var olan bilgisi, inançları ve tutumları), sosyal etkileşim ve iş birliği çabaları önemli bir yer tutmalıdır.

5. Öğrenme, öğrenenler tarafından gerçekleştirilmeli (öğrenci merkezî bir rol oynamalı) ve içsel olarak kontrol edilmelidir. O nedenle, öğrencilerin öz-düzenleme (self-regulation) veya bilişüstü (metacognition) bilgileri-ne önem verilmelidir.

6. Öğrenme ortamlarında kullanılan öğrenme ve değerlendirme etkinlik-leri ve kullanılan araçlar öz-çözümleme, öz-düzenleme, öz-yansıtma ve öz-farkındalık gibi bilişüstü becerileri geliştirmeye dönük olmalıdır.

7. Çoklu bakış açısı için farklı değerlendirme etkinliklerinden yararlanıl-malı ve öz-değerlendirme konusunda öğrencilere deneyim sağlanmalı-dır (Yurdabakan, 2011).

Bu hedefler dikkate alınarak Bilim ve Sanat Merkezlerinde eğitim programla-rı beş aşamalı uygulanmaktadır:

1. Uyum (Oryantasyon): Uyum süreci daha çok öğrenciyi tanıma ve kuru-mun amaçlarını tanıtma yönündedir. Bu aşamadaki öğrencilere yapıla-cak etkinliklerin içeriği, üstün ve özel yetenekli öğrencilerde merkezlere ait kurum kültürü ve biz bilinci oluşturacak şekildedir.

Deneylerin Teorik Temelleri 5

2. Destek Eğitimi: uyum programı sonunda ortaya çıkan performanslarına göre öğrenciler gruplara ayrılır ve destek eğitimi verilmeye başlanır. Bu aşamada verilecek eğitimler öğrencinin ilgi ve yeteneğine göre verilir. Bu eğitimler, a) İletişim Becerileri, b) Grupla Çalışma Teknikleri, c) Öğrenme Yöntemleri, d) Problem Çözme Teknikleri, e) Bilimsel Araştırma Teknik-leri, f) Yabancı Dil, g) Bilgisayar, h) Sosyal Etkinlikler, başlıkları altında yü-rütülür. Destek eğitim programında Üstün ve Özel yetenekli öğrencilerce bireysel ya da grup hâlinde proje hazırlama çalışmalarına başlanır.

3. Bireysel Yetenekleri Fark Ettirme: Uyum ve destek eğitimi programında yapılan gözlemler ve alınan geri bildirimler sonucu belirlenen bireysel yetenek alanı/alanları doğrultusunda öğrenciler gruplara ayrılır. Birey-sel yetenekleri fark ettirici dönemde disiplinler arası ilişkiler dikkate alı-narak proje üretim çalışmaları devam ettirilir ve projeler destek eğitimi programına göre daha kapsamlı hazırlanır.

4. Özel Yetenekleri Geliştirme: Üstün ve Özel yetenekli öğrencilerin birey-sel ilgi ve yeteneklerinin farkında olmalarını, kapasitelerini geliştirerek en üst düzeyde kullanmalarını sağlayacak eğitim bu dönemde verilir. Üstün ve Özel yetenekli öğrencilerce bu dönemde, daha çok özel yetenek alanı/alanlarına yönelik proje üretim çalışmaları yapılır.

5. Proje Üretimi/Yönetimi: Merkezlerdeki bütün etkinliklerin temelinde proje üretme ve geliştirme çalışmaları esas alınır. Proje hazırlama ve ge-liştirme konularında bilgi ve beceri kazandırmak üzere kurumdaki lider ve/veya danışman öğretmenler aracılığıyla gerekli ön öğrenmeler sağla-nır ve proje yönergeleri hazırlanıp örnekler sunulur. Çocuk/öğrenciler-ce lider ve/veya danışman öğretmenlerin rehberliğinde proje konuları belirlenir. Yöntem olarak öğretmenlerin çocuk/öğrencilere bilgi aktar-masından çok, kendi seçecekleri projeler doğrultusunda çalışmaları, geliştirdikleri çözüm uygulamaları ve bu süreç içerisinde öğrenmeleri temel alınır. Çocuk/öğrenciler ilgi, yetenek ve tercihlerine göre 3–5 ki-şiden oluşan proje gruplarına ayrılır ve kendi seçtikleri proje üzerinde çalışarak gerektiğinde bireysel proje üretme çalışmaları da yapılır. Pro-je konularının belirlenmesi, seçilmesi ve sonuçlarının değerlendirilip geliştirilmesinde çevredeki iş yeri, yerel yönetimler, gönüllü kurum ve kuruluşlar ve üniversitelerden yararlanılır. Projeler ilgili kurum ve kuru-luşlarda geliştirilebileceği gibi, gerektiğinde uzman kişilerden de destek sağlanır. Projelerin konusu ve seçiminde herhangi bir sınırlama yapıl-maz. Her türlü üretim, hizmet, bilimsel çalışma ve sanat etkinlikleri pro-jelendirilir. Projeler, disiplinler arası çalışma ve farklı becerilerin sentezi-ni gerçekleştirmeye yönelik hazırlanır.

6 Hipotez Deneyleri

BİLİMSEL SÜREÇ BECERİLERİ

Bilimsel yöntem; problemlerin çözümünde, çalışmaların yürütülmesinde ve karşılaşılan bir duruma yönelik tahmin etmede kullanılan akıl yürütme sürecidir. Bilimsel sürecin esasını yaptığımız gözlemler ve deneyler oluşturur. Bilimsel yön-temi kullanarak bilgiye ulaşmak ve bilgi üretme çabaları, becerileri “Bilimsel Süreç Becerileri” olarak adlandırılır. Öğrencilerin araştırma projeleri yapabilmeleri için bu becerilere sahip olmaları gerekmektedir.

Bu beceriler MEB Fen ve Teknoloji Programı’nda gözlem, karşılaştırma, sı-nıflama, çıkarım yapma, tahmin, kestirme, değişkenleri belirleme, hipotez kurma, deney tasarlama, deney malzemelerini, araç ve gereçlerini tanıma ve kullanma, de-ney düzeneği kurma, değişkenleri kontrol etme ve değiştirme, ölçme, bilgi ve veri toplama verileri kaydetme veri işleme ve model oluşturma yorumlama ve sonuç çıkarma şeklinde sıralanmıştır.

Bilimsel süreç becerileri kısaca bir bilim-insanının yaptığı araştırma boyunca kullandığı beceriler olarak tanımlanabilir. İlköğretim Fen Teknoloji Dersi Öğre-tim Programı ise bilimsel süreç becerilerini bilgi oluşturmada, problemler üzerine düşünmede ve sonuçları formüle etmede kullandığımız düşünme becerileri olarak tanımlamıştır.

Fen Teknoloji Dersi Öğretim Programı öğrencilerin bilimsel süreç becerile-rinin geliştirilmesinin önemi üzerinde de durur. Böylece öğrenciler kendi dün-yalarında meydana gelen olay ve olguların bilimsel yönünü anlayabilecekler, do-layısıyla fen kavramlarını kendi deneyimleri sonucunda daha kalıcı bir biçimde öğreneceklerdir.

“Bilimsel süreç becerileri, bir bilim-insanının yaptığı araştırma boyunca kul-landığı beceriler” şeklinde verilen tanım yanlış anlaşılmasın. Çünkü bilimsel süreç becerilerini sadece bilim-insanları ya da fen ile uğraşanlar kullanmaz. Bilimsel sü-reç becerileri daha çok hızlı değişen toplumda karşılaştığımız problemlerin üste-sinden gelmek ve çözmek için kullanılır.

Günlük hayatta bilerek veya bilmeyerek kullandığımız bilimsel süreç beceri-leri; gözlem yapma, karşılaştırma, sınıflama yapma, çıkarım yapma, tahmin etme, kestirme, değişkenleri kontrol etme ve değiştirme, işlevsel tanımlama, ölçme, bilgi ve veri toplama, verileri kaydetme, veri işleme ve model oluşturma, yorumlama ve sonuç çıkarma şeklinde sayılabilir.

Örneğin, “Çaya iki kaşık şeker koy.”, “Yemeğe bir tutam tuz at.” gibi kendimi-ze özgü ölçü aletlerimizle tuzun veya şekerin miktarını ölçeriz. Sonra “bir tutam daha, bir tutam daha” gibi miktarı (bağımsız değişken) belirli ölçüye göre artırıp

Deneylerin Teorik Temelleri 7

ağız tadımıza (bağımlı değişken) uygun oluncaya kadar bu işlemi devam ettiririz. Sonra komşularımız ve misafirlerimiz elde ettiğimiz harika yemek tarifini (verile-ri) bizden isterler.

Dünkü hava durumuna göre yarınki hava durumu hakkında tahminde bulu-nuruz. Tahminler bizi yanıltabilir. Daha iyisini yaparız. Gökyüzünü gözlemleriz, gözlem sonuçlarımıza göre yarın havanın yağmurlu mu güneşli mi olduğu hak-kında çıkarımda bulunuruz. Bir sürü elbisemiz var. Kolaylık olsun diye elbiseleri-mizi dolabın gözlerine yazlık kışlık olarak sınıflandırıp koyarız. Gerektiğinde ara-dığımız kazağı mutfakta değil, zihnimizde yaptığımız sınıflandırmaya göre ilgili yerde ararız.

Fen ve Teknoloji Programı’nda öğrencilerin kazanması beklenilen Bilimsel Süreç becerileri yukarıdakilerden çok farklı değildir. Bu beceriler aşağıda veril-miştir. Aşağıda verilen bilimsel süreç becerilerini birde yukarıda verilen açıklama-ya göre tekrar okumanızı tavsiye ediyorum.

8 Hipotez Deneyleri

6, 7 ve 8. Sınıf Düzeyi “ Bilimsel Süreç Becerileri”1

Beceriler Beceriye yönelik kazanımlar

Gözlem

1. Nesneleri (cisim, varlık) ve olayları duyu organlarını veya gözlem araç gereçlerini kullanarak gözlemler.

2. Bir cismin şekil, renk, büyüklük ve yüzey özellikleri gibi duyusal özelliklerini belirler.

3. Gözlem için uygun ve gerekli araç gereci seçip bunları beceriyle kullanır.

Karşılaştırma - Sınıflama

4. Nesneleri sınıflandırmada kullanılacak nitel ve nicel özellikleri belirler.

5. Nesneler veya olaylar arasındaki belirgin benzerlikleri ve farklılıkları saptar.

6. Gözlemlere dayanarak bir veya birden fazla özelliğe göre karşılaştırmalar yapar.

7. Benzerlik ve farklılıklara göre grup ve alt-gruplara ayır-ma şeklinde sınıflamalar yapar.

Çıkarım yapma8. Olmuş olayların sebepleri hakkında gözlemlere daya-

narak açıklamalar yapar.

Tahmin9. Gözlem, çıkarım veya deneylere dayanarak geleceğe

yönelik olası sonuçlar hakkında fikir öne sürer.

Kestirme10. Olay ve nesnelere yönelik kütle, uzunluk, zaman, sıcak-

lık ve adet gibi nicelikler için uygun birimleri de belir-terek yaklaşık değerler hakkında fikirler öne sürer.

Değişkenleri

Belirleme

11. Verilen bir olay veya ilişkide en belirgin bir veya birkaç değişkeni belirler.

12. Verilen bir olaydaki bağımlı değişkeni belirler.13. Verilen bir olaydaki bağımsız değişkeni belirler.14. Verilen bir olaydaki kontrol edilen değişkenleri belirler.

Hipotez kurma15. Verilen bir olaydaki bağımsız değişkenin bağımlı de-

ğişken üzerindeki etkisini denenebilir bir önerme şek-linde ifade eder.

Deney tasarlama 16. Kurduğu hipotezi sınamaya yönelik bir deney önerir.

1 Kaynak: MEB, Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı (2006). İlköğretim Fen ve Teknoloji Dersi (6, 7, 8. Sınıflar) Öğretim Programı, Ankara.

Deneylerin Teorik Temelleri 9

Beceriler Beceriye yönelik kazanımlarDeney malzeme-lerini, araç ve ge-reçlerini tanıma ve kullanma

17. Basit araştırmalarda gerekli malzeme, araç ve gereçleri seçerek emniyetli ve etkin bir şekilde kullanır.

Deney düzeneği kurma

18. Verilen malzemeleri kullanarak kurduğu hipotezi sı-namaya yönelik tasarladığı deneyi gerçekleştireceği bir düzenek kurar.

Değişkenleri kontrol etme ve değiştirme

19. Hipotezle ilgili olan değişkenlerin dışındaki değişken-leri sabit tutar.

20. Bağımsız değişkeni değiştirerek bağımlı değişken üze-rindeki etkisini belirler.

İşlevsel tanımlama

21. Değişkenlerin birden fazla anlama gelebileceği, sınır-ları tam çizilmemiş durumlarda araştırmanın amacına (hipotez) uygun değişkenleri kesin olarak ve ölçme kri-teri ile birlikte tanımlar.

Ölçme

22. Cetvel, termometre, tartı aleti ve zaman ölçer gibi ölç-me araçlarını tanır.

23. Büyüklükleri, uygun ölçme araçları kullanarak belirler.24. Büyüklükleri, birimleri ile ifade eder.

Bilgi ve veri toplama

25. Değişik kaynaklardan yararlanarak bilgi (çevrede, sı-nıfta gözlem ve deney yaparak; fotoğraf, kitap, harita veya bilgi ve iletişim teknolojilerini kullanarak) toplar.

26. Kurduğu hipotezi sınamaya yönelik nitel veya nicel ve-riler toplar.

Verileri kaydetme27. Gözlem ve ölçüm sonucunda elde edilen araştırmanın

amacına uygun verileri yazılı ifade; resim, tablo ve çi-zim gibi çeşitli yöntemlerle kayıt eder.

Veri işleme ve model oluşturma

28. Deney ve gözlemlerden elde edilen verileri derleyip iş-leyerek gözlem sıklığı dağılımı, çubuk grafik, tablo ve fiziksel modeller gibi farklı formlarda gösterir.

29. Grafik çizmeyle ilgili kuralları uygular.

Yorumlama ve sonuç çıkarma

30. İşlenen verileri ve oluşturulan modeli yorumlar.31. Elde edilen bulgulardan desen ve ilişkilere ulaşır.

Sunma32. Gözlem ve araştırmaları ve elde ettikleri sonuçları söz-

lü, yazılı ve/veya görsel malzeme kullanarak uygun şe-killerde sunar ve paylaşır.

10 Hipotez Deneyleri

SORGULAMAYA DAYALI 5E ÖĞRENME MODELİ

Bu kitapta yeni bir yaklaşımla 5E öğrenme modelinin aşamaları ve bilimsel süreç becerileri birbirine yedirilerek proje yapmaya yeni başlayan öğrencilerin uygulayabilecekleri hipotez deneyleri geliştirilmiştir.

Geliştirilen deneylerin bölümleri aşağıda verilmiştir.

1) Giriş Basamağı:

Deneylerin giriş aşamasında, günlük hayattan bir problem durumu verilmiş-tir. Bunun amacı öğrencilerin deneye başlamadan önce ilginç olaylarla merakları-nın uyandırılması ve fenin günlük yaşam problemlerini çözmeye çalıştığı gerçeği-nin öğrencilerin daha iyi anlamasını sağlamaktır.

Problem durumunun sunulmasının diğer bir amacı ise öğrencilerin mevcut bilgilerinin ortaya çıkarılmasıdır. Bu kısımda ilginç sorular, ilginç benzetmeler, konuyla ilgili günlük hayattan örnekler verilmiş öğrencilerin yapacakları deneye dikkatleri çekilmeye çalışılmıştır. Böylece öğrenciler durumun neden böyle oldu-ğunu ve neler yapabileceklerini düşünmeye başlayacaklardır. Aşağıda örnek prob-lem durumları verilmiştir.

“Bize hep yangın tüpü olmadığında küçük yangınlara su ile müdahale yerine ateşin üstünü ıslak battaniye ile kapatmak sureti ile müdahale etmemiz söylenir. Suyun söndüremediği ateşi, battaniyenin nasıl söndürdüğünü merak ettim, siz de merak ettiniz mi?”

“Safranbolu’da eski bir caminin bahçesinde tarihî bir güneş saati gördüm. Biz saatin kaç olduğunu kolumuzdaki saatlerden ya da akıllı telefonlarımızdan öğrenir-ken onlar acaba bu güneş saatlerini nasıl kullanıyorlardı?”

“Soğuk bir kış günüydü ve dışarı hoş görüntüler oluşturan mükemmel bir kar yağıyordu. Merve de evde sobanın üzerinde pişirdiği kestaneleri yiyordu. O ara tele-vizyonda kar yağışının çok fazla olduğu ve araçların kesinlikle zincirsiz yola çıkma-maları gerektiğini bildiren bir haber veriliyordu. Ancak araçların tekerlerine takılan zincirin kar yağışı ile nasıl bir bağlantısı olduğunu Merve bir türlü anlamamış ve çözememişti. Sağ tarafında meyve soymaya devam eden annesine birden dönerek bunun sebebini sordu. Ancak annesi Merve’nin sorusunu cevaplayamadı. Acaba se-bebi neydi?”

Deneylerin Teorik Temelleri 11

2) Keşif Aşaması:

Deneylerin keşif aşaması (Explore) kendi içerisinde 5 bölüme ayrılmıştır. Bu aşamalar “Bilimsel Süreç Becerileri”ni kapsamaktadır. Bu bölümler; bağımlı, ba-ğımsız ve kontrol değişkenlerini belirleme; hipotez cümlesi kurma; deney mal-zemeleri temin etme; deney düzeneğini kurma ve deneyin yapılışı, tahminlerde bulunma ve verileri kaydetme aşamalarından oluşmaktadır.

Giriş aşamasında öğrencilerin konuya ilgi ve dikkatleri çekildikten sonra ilk olarak deneydeki bağımlı, bağımsız ve kontrol değişkenleri verilmiştir. Bunun ne-deni, öğrenci deneydeki değişkenlerini belirlediği zaman deneyde test edeceği de-neyi etkileyebilecek tüm etkenleri ifade edebilecek konuma gelebilmesidir.

a) Bağımlı-bağımsız ve kontrol değişkeni: Ba-ğımsız değişken tasarladığımız bir deneyde bizim değiş-tirdiğimiz değişkendir. Bağımlı değişken ise bizim de-ğiştirdiğimiz değişkene yani bağımsız değişkene bağlı olarak değişen değişkendir. Kontrollü değişken ise kont-rolümüzde kalan değişkenlerdir. Bunlara örnek verecek olursak;

Yanan bir ateşin üzerine battaniye atıldığında ate-şin söndüğünü görüyoruz. Bunun nedenini araştırmak için bir deney tasarlıyoruz. Bu deneyde hava miktarı ile yanma arasındaki ilişkiyi inceleyeceğiz. Öyleyse hava miktarını biz değiştireceğiz. Bizim değiştirdiğimiz değişkene göre yanma süresi değişecek mi onu inceleyeceğiz. Yani bağımlı değişkene bakacağız. Bu iki değişken harici diğer değişkenler kontrol değişkeni olacaktır. Yani bu deneyde;

Bağımsız değişken: Kavanozun içindeki hava miktarı

Bağımlı değişken: Ateşin yanma süresi

Kontrol altında tutulacak değişken(ler): Kavanozların cinsi, ortam sıcaklığı, mum büyüklüğü, mum cinsi

Başka bir örnek verelim. Barajlardan çıkan suyun fış-kırdığını gözlemledik. Bunun nedenini araştırmak is-tiyoruz. Bu nedenle bir şişeyi farklı yüksekliklerinden delerek baraj benzeri bir sistem oluşturuyoruz. Bu şişe incelendiğinde;

Bağımlı değişken: Suyun fışkırma seviyesi

Bağımsız değişken: Deliklerin farklı yüksekliklerden delinmesi

Kontrol altında tutulacak değişken(ler): Pet şişe, delik çapı olacaktır.

● ● ●Bağımsız değişken

tasarladığımız bir de-neyde bizim değiştir-diğimiz değişkendir.

● ● ●

● ● ●Bağımlı değişken

ise değiştirdiğimiz değişkene yani bağımsız değişkene bağlı olarak değişen değişkendir.

● ● ●

12 Hipotez Deneyleri