DOKUZUNCU SINIF ÖĞRENCİLERİNİN BASİT ELEKTRİK DEVRELERİ KONUSUNA İLİŞKİN KAVRAM YANILGILARI

Transkript

1 DOKUZUNCU SINIF ÖĞRENCİLERİNİN BASİT ELEKTRİK DEVRELERİ KONUSUNA İLİŞKİN KAVRAM YANILGILARI Selen SENCAR, Ali ERYILMAZ ODTÜ, Eğitim Fakültesi, OFMAE Bölümü, ANKARA ÖZET: Fizik eğitimi alanında son yıllarda yapılan birçok araştırma, fizik kavramlarının öğrenciler tarafından doğru olarak algılanabilmesi üzerine yoğunlaşmıştır. Yapılan bu araştırmaların sonuçları, öğrencilerin bazı kavramları bilimsel gerçeklerden farklı algıladıklarını ortaya koymuş ve bu tür yanlış algı ve düşünceler kavram yanılgıları olarak literatüre geçmiştir. Yapılan çalışmalar kavram yanılgılarının hem bilginin kalıcı ve etkin olarak öğrenilmesini engellediğini hem de konuyla bağlantılı diğer konuların anlaşılmasını olumsuz yönde etkileyerek başarıyı düşürdüğünü ortaya koymuştur. Etkili ve anlamlı bir fen öğrenimi gerçekleştirmek için öncelikle bu kavram yanılgılarının geçerli ve güvenilir olarak tespit edilmesi ve daha sonrada azaltma ve iyileştirme yollarının bulunması gerekir. İşte bu nedenlerle, öğrencilerin fizik alanında sahip oldukları kavram yanılgılarının belirlenmesine ve iyileştirme yollarının araştırılmasına ihtiyaç vardır. Bu çalışmanın amacı dokuzuncu sınıf öğrencilerinin basit elektrik devreleri konusunda sahip oldukları kavram yanılgılarını ölçebilecek geçerli ve güvenilir bir test geliştirip, sonuçları ortaya koymaktır. 1. GİRİŞ Fen alanındaki birçok terim günlük hayatımızda farklı şekillerde kullanılmaktadır. Bu nedenle, öğrenciler bilim ve fen alanı ile ilgili bir konuşma dinleyip, bir yazı okuduklarında karşılaştıkları bilimsel içerikli kelimeleri günlük hayatlarında kullandıkları şekilde yorumlamaktadırlar ve çoğu zaman bu yorum bilim ile çelişir nitelikte olmaktadır. Yakın zamanda yapılan birçok çalışma göstermiştir ki öğrenciler okul hayatlarına başlamadan önce çevrelerinden doğru olanların yanında, doğru olmayan bilgilerde edinmekte ve gördükleri ile duydukları çerçevesinde kendilerine ait bir dünya kurmaktadırlar (Gilbert & Watts, 1983). Okul öncesi edindikleri bu düşünce ve inanışların hepsine birden öğretim öncesi kavramlar adı verilmiştir ve çalışmalar bu kavramların öğrenmeyi büyük oranda etkilediğini ortaya çıkarmıştır. Kavram yanılgıları ise eğitim öncesi kavramların bir alt kategorisidir. Kavram yanılgılarını eğitim öncesi yanılgılardan ayıran özellik kavram yanılgılarının bilimsel kavramlarla çelişiyor olmalarıdır. Öğrencilerin elektrik konusundaki kavram yanılgıları üzerine ülkemiz dışında birçok çalışma yapılmış olduğundan konuya ilişkin kavram yanılgıları literatür taraması yapılarak saptanmıştır. İlgili literatürden elde edilen çalışmalarda görülen ortak kavram yanılgıları aşağıda özetlenmiştir: Güç Çeken Model (K.Y.1): Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler pil ve lamba arasındaki tek bir telin lambayı yakmak için yeterli olduğunu, akımın tek tel yoluyla pilden lambaya akıp, bu şekilde lambayı yakabileceğini düşünmektedirler. Başka bir deyişle, pilin tek kutbunu kullanmanın lambayı yakmak için yeterli olduğuna inanırlar. Bu inanışta olan öğrenciler akımın oluşması için kapalı bir devrenin gerekliliğinin farkında değildirler (Chambers & Andre, 1997; McDermott & Shaffer, 1992). Çarpışan Akımlar Modeli (K.Y.2): Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler pozitif ve negatif olmak üzere iki çeşit akım olduğuna inanırlar ve pozitif kutuptan gelen pozitif akım ile negatif kutuptan gelen negatif akımın lambada karşılaşıp lamba için gerekli gücü sağladığını düşünürler (Chambers & Andre, 1997; Heller & Finley, 1992) Zayıflayan Akım Modeli (K.Y.3): Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler akımın devrede belli bir yönde aktığını fakat devredeki elemanlar akımı kullandığı için akımın devrede sürekli zayıflayarak yol aldığını düşünürler. Aynı zamanda devrede sonra gelen elemanın önce gelenlerden daha az akım aldığını da düşünürler. Yani pile yakın olan lambanın uzak olanlara göre daha parlak yanacağına inanırlar (Chambers & Andre, 1997; Heller & Finley, 1992). Paylaşılan Akım Modeli (K.Y.4): Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler akımın devre elemanları tarafından eşit olarak paylaşıldığını ve aynı zamanda devre elemanları tarafından eşit olarak harcandığını düşünürler (Chambers & Andre, 1997; Heller & Finley, 1992).

2 Güç Kaynağının Sabit Akım Kaynağı Olarak Algılanması (K.Y.5): Akımın voltaja göre daha somut bir kavram olması öğrencilerde voltajın akım sonucu oluştuğu fikrini ortaya çıkarmış ve bu fikir basit bir pilin voltaj değil de akım kaynağı olarak algılanmasına neden olmuştur. Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler pili bağlandığı devreden bağımsız olarak devreye sürekli aynı akımı veren bir devre elemanı olarak düşünürler. Başka bir deyişle, bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler pil tarafından üretilen akımın pile bağlanan devreden bağımsız olduğunu düşünmektedirler (Cohen, Eylon & Ganiel, 1983; Dupin & Johsua, 1987; Heller & Finley, 1992). Bölgesel ve Sırasal Düşünce (K.Y.6): Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler, devrede herhangi bir değişiklik yapıldığında sadece değişiklik yapılan bölgeye odaklanıp devrenin diğer noktalarında olabilecek değişikliklere önem vermezler ve devreyi değiştirilen elemandan önceki bölüm ve sonraki bölüm olmak üzere iki parça halinde analiz etmeye eğilimlidirler. Değişiklik yapılan elemandan önceki devre elemanların bu değişiklikten etkilenmeyeceğini fakat ondan sonraki elemanların bu değişiklikten etkileneceğini düşünürler. Ayrıca, devrenin başlarında yapılan bir değişikliğin tüm devreyi etkileyeceğine inanırlarken, devrenin sonlarına yakın bir yerde yapılan değişiklikten devrenin etkilenmeyeceğine inanırlar (Cohen ve arkadaşları, 1983; Heller & Finley, 1992). Kısa Devre Önyargısı (K.Y.7): Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler devreye bağlanan boş bir telin devre üzerinde herhangi bir etkisi olmadığını düşünürler (Shipstone, Jung & Dupin, 1988). Paralel Bağlı Devrelerde Eşdeğer Direnç Önyargısı (K.Y.8): Bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler devreye bağlanan direnç sayısı arttıkça bağlanma şeklinden bağımsız olarak devrenin eşdeğer direncinin artacağını düşünürler. Bundan dolayı, devreye paralel olarak eklenen yeni bir direncin devrenin eşdeğer direncinin arttıracağına inanırlar. Ayrıca, bu kavram yanılgısına sahip olan öğrenciler paralel olarak bağlanan iki eşdeğer ampulün onlara eşdeğer tek bir ampulden daha sönük yandığını düşünürler (Chambers & Andre, 1997; Cohen ve arkadaşları, 1983; Dupin & Johsua, 1987). 2. ÖLÇÜM ARACI ve ÖRNEKLEM Bu çalışmada kullanılan ölçüm aracı literatürden çok sayıda kaynak kullanılarak hazırlanmıştır (Chambers & Andre, 1997; Cohen ve arkadaşları, 1983; Fredette & Lochhead, 1980; Heller & Finley, 1992; McDermott & Shaffer, 1992; Shepardson & Pizzini, 1994; Shipstone, 1988). Bazı sorular doğrudan Türkçe ye çevrilip kültürümüze adapte edilirken, bazıları araştırmacı tarafından ilgili literatürden faydalanılarak hazırlanmıştır. Çoktan seçmeli sorular sadece öğrencilerin bilgi düzeyini ölçebildiğinden, literatürde kavram yanılgısı tespitinde sıkça kullanılan soru çeşitlerinden biri olan ikiaşamalı sorular bu çalışmanın da temelini oluşturmaktadır. Literatürde kullanılan iki-aşamalı sorular her kavramı 2 soruyla ölçmektedirler. İlk sorunun alternatifleri cevabı ve çeldiricileri içerirken, ikinci sorunun alternatifleri birinci soruya verilen cevabın sebepleri olabilecek, literatürden elde edilmiş kavram yanılgıları ve doğru sebepten oluşmaktadır. Bu çalışmada ise, bahsedilen iki-aşamalı sorulardan farklı olarak sorunun cevabı ve verilen cevabın sebebi tek soruda istenmiştir. Yani mantıksal olarak iki-aşamalı sorularla aynı, format olarak ise çoktan seçmeli sorulara benzeyen sorular kullanılmıştır. Ayrıca test kendi içinde tecrübeye ve teoriye dayalı sorular olmak üzere iki farklı soru çeşidinden oluşmaktadır. Tecrübeye dayalı sorular elektrik devrelerinin kullanımına yönelik sorular iken teoriye dayalı sorular derste verilen teorik bilgiler ışığında cevaplandırılabilecek sorulardır. Tecrübeye dayalı sorularda pil ve lambalar kullanılırken, teoriye dayalı sorularda pil yerine güç kaynağı lamba yerine ise dirençler kullanılmıştır. Her iki soru çeşidinde de öğrencilere soruda verilen devrenin çalışıp çalışmayacağı sorulmuştur. Araştırmanın örneklemini Ankara merkez ilçelerden seçilen 13 liseden toplam 1678 dokuzuncu sınıf öğrencisi (914 kız, 764 erkek) oluşturmaktadır. Değerlendirme sırasında öğrencinin sahip olduğu her kavram yanılgısına bir puan verilmiş böylece yüksek puan alan bir öğrencinin düşük puan alan bir öğrenciye göre daha fazla sayıda kavram yanılgısına sahip olduğu gösterilmek istenmiştir. Elde edilen veriler betimsel istatistiksel metotlarla değerlendirilmiştir.

3 3. BULGULAR VE ÖNERİLER Çalışmanın sonuçlarına bakıldığında öğrencilerin büyük bir bölümünün basit elektrik devreleri ile ilgili çok sayıda kavram yanılgısına sahip oldukları ortaya çıkmıştır. Şekil 1 kavram yanılgılarını ve bu kavram yanılgılarına sahip olan öğrenci yüzdelerini göstermektedir. KAVRAM YANILGILARI ve BU KAVRAM YANILGILARINA SAHİP ÖĞRENCİ YÜZDELERİ kavram yanılgısı yüzdeleri 35,24 81,96 55,89 83,04 64,29 66,49 40,24 31,01 Kavram Yanılgıları Şekil 1. Kavram yanılgıları ve bu kavram yanılgılarına sahip öğrenci yüzdeleri Ayrıca birçok kavram yanılgısında kız öğrencilerin erkek öğrencilere oranla daha fazla hata yaptıkları gözlemlenmiştir. Şekil 2 kavram yanılgılarını ve bu kavram yanılgılarına sahip kız ve erkek öğrencilerin yüzdelerini göstermektedir. KAVRAM YANILGILARININ KIZ VE ERKEK ÖĞRENCİLERE GÖRE DEĞİŞİMİ kızlar erkekler 40,72 86,03 56,77 83,30 64,74 68,01 41,92 29,80 28,63 76,99 54,77 82,61 63,66 64,58 38,17 32,42 Şekil 2. Kavram yanılgıları yüzdelerinin kız ve erkek öğrencilere göre dağılımı Diğer tarafta, kavram yanılgılarının iki farklı soru çeşidindeki yüzdelerine baktığımızda, öğrencilerin büyük bir bölümünün teoriye dayalı soruları rahatlıkla çözebildiği fakat tecrübe isteyen sorularda teorik sorularda olduğu kadar başarılı olamadıkları görülmektedir. Şekil 3 pratiğe ve teoriye dayalı sorulardaki kavram yanılgısı yüzdelerini göstermektedir.

4 PRATİK VE TEORİK İÇERİKLİ SORULARDAKİ KAVRAM YANILGILARI VE ÖĞRENCİ YÜZDELERİ PRATİK TEORİK 19,31 73,36 50,54 65,26 51,55 36,05 29,26 18,18 22,88 26,82 21,10 62,69 30,21 52,09 25,63 16,98 Şekil 3. Pratik ve teorik içerikli sorulardaki kavram yanılgısı yüzdeleri Teoriye dayalı sorulardan elde edilen kavram yanılgısı skorlarında kız ve erkek öğrenciler arasında gözle görülebilen bir farklılık yokken, tecrübe isteyen sorularda kız öğrencilerin sahip oldukları kavram yanılgısı sayısının erkek öğrencilere göre daha fazla olduğu görülmektedir. Şekil 4 basit elektrik devreleri ile ilgili kavram yanılgılarını ve bu kavram yanılgılarına teorik ve pratik sorularda düşen öğrenci yüzdelerini göstermektedir. PRATİK SORULARDAN ELDE EDİLEN KAVRAM YANILGISI YÜZDELERİNİN KIZ VE ERKEK ÖĞRENCİLERE GÖRE DEĞİŞİMİ 2 1.P.K. 2.P.K. 3.P.K. 4.P.K. 5.P.K. 6.P.K. 7.P.K. 8.P.K. KIZLAR 27,18 76,09 52,73 65,50 53,60 35,26 30,46 16,38 ERKEKLER 9,80 69,67 47,71 64,58 48,76 36,86 27,71 20,26 TEORİK SORULARDAN ELDE EDİLEN KAVRAM YANILGISI YÜZDELERİNİN KIZ VE ERKEK ÖĞRENCİLERE GÖRE DEĞİŞİMİ 2 1.T.K. 2.T.K. 3.T.K. 4.T.K. 5.T.K. 6.T.K. 7.T.K. 8.T.K. KIZLAR 22,16 25,76 18,56 62,12 29,15 53,82 25,76 17,03 ERKEKLER 23,66 27,97 23,92 63,01 31,37 49,80 25,36 16,86 Şekil 4. Pratik ve teorik sorulardaki kavram yanılgısı yüzdelerinin kız ve erkek öğrencilere göre dağılımı

5 Tecrübe gerektiren sorulardaki başarıyı arttırabilmek için labaratuvar aktivitelerine daha fazla önem verilmesi, konu anlatılırken gerçek hayatla bağlantısının kurulması, derste okutulan kitapların konuyu sadece teorik olarak değil güncel hayattan örneklerle anlatanların arasından seçilmesi ve öğrencilerin başarısını ölçerken teorik sorular kadar pratik sorulara da yer vermek gerekmektedir. KAYNAKÇA Chambers, S. & Andre, T. (1997). Gender, prior knowledge, interest, and experience in electricity and conceptual change text manipulations in learning about direct current. Journal of Research in Science Teaching, 34(2), Cohen, R., Eylon, B. & Ganiel, U. (1983). Potential differences and current in simple electric circuits: A study of students concepts. American Journal of Physics, 51(5), Dupin, J.J., Johsua, S. (1987). Conception of French pupils concerning electric circuits: structure and evolution. Journal of Research in Science Teaching, 24(9), Fredette, N. & Lochhead, J. (1980) Students conceptions of simple circuits. The Physics Teacher, 18(3), Gilbert, J.K. & Watts, D.M. (1983). Concepts, misconceptions and alternative conceptions: changing perspectives in science education. Studies in Science Education, 10, Heller, M.P. & Finley, N.F. (1992). Variable uses of alternative conceptions, a case study in current electricity. Journal of Research in Science Education, 29(3), McDermott, L.C. & Shaffer, P.S. (1992) Research as a guide for curriculum development: An example from introductory electricity. Part I: investigation of student understanding. American Journal of Physics, 60(11), Shepardson, D.P. & Moje, E.B. (1994) The nature of fourth graders understanding of electric circuits. Science Education, 78(5), Shipstone, D.M., Jung, W. & Dupin, J.J. (1988). A study of students understanding of electricity in five European countries. International Journal of Science Education, 10(3),