Raziye ÖZTÜRK ÜREK, Hülya AYAR KAYALI, Leman TARHAN D.E.Ü. BucaEğitim Fakültesi, OFMAE Bölümü, Buca-İZMİR

Transkript

1 BİYOLOJİ DERS PROGRAMI CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ ÜNİTESİNDEKİ PROTEİNLER VE ENZİMLER KONUSUNDA AKTİF ÖĞRENME DESTEKLİ REHBER MATERYAL GELİŞTİRİLMESİ VE UYGULANMASI Raziye ÖZTÜRK ÜREK, Hülya AYAR KAYALI, Leman TARHAN D.E.Ü. BucaEğitim Fakültesi, OFMAE Bölümü, Buca-İZMİR Biyokimya ve Biyoteknoloji alanlarında olağanüstü hızla yaşanmakta olan gelişmeler, öğrencilerin lise Biyoloji programında yer alan pek çok konuya ilgilerini arttıran önemli bir faktördür. Ancak, mevcut liselerin pek çoğunda güncel öğretim yöntem ve teknolojilerinden yararlanılamıyor olması beklenen başarının düşmesine neden olmaktadır. Yapılan çalışmada; lise-1 biyoloji programındaki Canlıların Temel Bileşenleri Ünitesindeki Proteinler ve Enzimler konularına yönelik rehber materyal geliştirilmiştir. Bu amaçla; konuların bilgi dizinimi yeniden düzenlenmiş ve konunun işleniş özelliğine göre uygun yerlerde beyin fırtınası, işbirlikli ve probleme dayalı öğrenme yöntemlerinden yararlanılmıştır. Konular, deneyler, test ve yorum sorularıyla bütünleştirilmiş ve ayrıca öğretmen el kitabı hazırlanmıştır. Öğrencilerimizin, günümüzün önemli öğretim teknolojilerinden biri olan bilgisayar ortamında aktif öğrenmelerine imkan sağlama amacıyla bir internet sitesi oluşturulmuştur. Hazırlanan rehber materyal, hazır bulunuşluk testiyle oluşturulan deney gruplarına uygulanmış ve değerlendirme testinin istatistiksel analiz sonuçları, geleneksel öğretme yönteminin uygulandığı kontrol grubuyla kıyaslanmıştır. 1. GİRİŞ Fen Bilimlerinin tüm alanlarında olduğu gibi Biyoloji öğretiminde de amaç: öğrenciye, bilgileri ezbere dayalı öğretmek yerine, bilimsel düşünme yeteneğini kazandıracak özellikteki temel bilgi ve kavramları vererek onlara; araştırıcı, yaratıcı ve geliştirici yetenekler kazandırmak olmalıdır. Yurt dışında öğretim hizmetlerinin niteliğini ve öğrencinin derse aktif katılımıyla öğrenme başarısını arttırma amacıyla geliştirilen; beyin fırtınası, işbirliğine ve probleme dayalı öğrenme gibi pek çok aktif öğrenme yöntemlerine yönelik yaygın araştırmalar-uygulamalar yapılmaktadır (Goodwin,Miller,Cheetham,1991;Sharan,1980;Robertson,1983).Bu alandaki çalışma ve uygulamaların sınırlı olduğu ülkemizde, fen alanlarının tümünde olduğu gibi Biyoloji dersi programındaki konuların öğretiminde de aktif öğretim yöntemlerinden yararlanılması gerekmektedir. Bu amaçla, ders konularıyla ilgili çeşitli etkinliklerin geliştirilmesinde Eğitim Fakültelerine büyük sorumluluklar düşmektedir. Yapılacak düzenlemelerle; aktif öğrenme yöntemlerine dayalı etkinlikleri içerecek şekilde hazırlanan Rehber Materyallerin, ülkemiz genelinde gerek uygulamalarının yaygınlaştırılmasında gerekse geri bildirimlerden yararlanarak geliştirilmesinde, internet teknolojisi büyük yararlar sağlayacaktır. 2. YÖNTEM 2.1 Araştırmanın Amacı Bu çalışmada; Lise-1 Biyoloji Canlıların Temel Bileşenleri Ünitesinde yer alan Proteinler ve Enzimler konularının Milli Eğitim Bakanlığı, Talim ve Terbiye Kurulunun öngördüğü içerik ve dizinimine olabildiğince bağlı kalarak Rehber Materyal niteliğinde yeniden düzenlenmiştir (Voet&Voet, 1995; Horton, Moran, Ochs, Rawn, Scrimgeour, 2002). Hazırlanan Rehber Materyalde konular, aktif öğretim yöntemlerine dayalı bazı etkinliklerle de zenginleştirilmiştir. Halen okutulmakta olan mevcut kitaplarda, konunun anlaşılmasında büyük önem arz eden bazı kavram tanımlamalarında ciddi karmaşaların olduğu belirlenmiştir. Hazırlanan Rehber Materyalde konunun daha iyi anlaşılabilmesi, ileride işlenecek konulara temel olan bilgilerin de yerinde verilebilmesi amacıyla sınırlı düzeyde de olsa bazı eklemeler yapılmıştır. MEB in öngördüğü dizinimden farklı olarak da Enzimlerin Biyolojik Önemi, Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Etmenler den sonra ele alınmıştır. Hazırlanan Rehber Materyalde konular, öğrencinin derse aktif katılımını sağlama amacıyla; Beyin Fırtınası, İşbirlikli ve Probleme Dayalı Öğrenme yöntemlerine dayalı etkinlikler, Deneysel Grup Çalışmaları ve Sorularla zenginleştirilmiş ve Kavram Haritası oluşturulmuştur ( Hazırlanan Rehber Materyalde yer alan etkinliklerin yürütülmesiyle ilgili bazı açıklamalar ve uygulamaya yönelik stratejileri içeren Öğretmen El Kitabı da ayrıca hazırlanmıştır ( Örneklem ve Veri Toplama Aracı Aktif öğrenmeye dayalı etkinlikleri içeren Rehber Materyal; MEB na bağlı bir lisede (Buca) 40 ar kişilik deney ve kontrol grubu oluşturularak uygulanmıştır. Uygulama öncesinde öğrencilerin varsa bilgi eksiklikleri ve kavram yanılgılarını belirleme amacıyla her iki gruba da, 5 i çoktan seçmeli,

2 1 i doldurmalı test ve 4 ü açık uçlu olmak üzere toplam 10 soru yönlendirilmiştir. Soruların hazırlanmasında, deneyimli öğretim üyeleri ve lise öğretmenlerinden de destek alınmıştır. Hazır bulunuşluk test sonuçlarına göre; öğrencilere ek bir hazırlık dersi yapılarak, bilgi eksiklikleri ve kavram yanılgıları giderildikten sonra Rehber Materyal, öğretmen tarafından deney grubuna uygulanmış kontrol grubuna ise klasik eğitim yapılmıştır. Sınıf öğretmeni tarafından gerçekleştirilen uygulama sonrasında; 18 i çoktan seçmeli, 2 si doldurmalı test ve 5 i açık uçlu olmak üzere toplam 25 soru içeren değerlendirme testi yapılmıştır. Hazır bulunuşluk ve değerlendirme soruları da yukarıdaki Rehber Materyalin internet sitesinde sunulmuştur Verilerin Çözümlenmesi Yapılan çalışmanın verilerin analizi aşamasında; çoktan seçmeli sorularda doğru, yanlış ve boş cevap yüzdeleri belirlenmiş, açık uçlu sorularda ise öğrencinin cevapları; anlama, kısmen anlama, yanlış anlama ve cevapsız şeklinde dört kategoride değerlendirilmiş ve buradan başarı yüzdelerine geçilmiştir. Açık uçlu soru cevaplarının değerlendirilmesinde: Anlama, soruyla ilgili bilgilerin büyük bir kısmını veya tümünü içeren yaklaşımların olduğu cevaplar; kısmen anlama, kabul edilebilir düzeyde olan ancak sorunun tam karşılığı olmayan cevaplar; yanlış anlama, soru cevabının hiçbir şekilde karşılığı olmayan veya yanlış bilgi içeren cevaplar; cevapsız, soruya hiç cevap vermeyerek boş bırakanlar şeklinde değerlendirilmiştir. Sonuçların anlamlılığını istatistiksel olarak test etmek için student s t-testi SPSS paket programı uygulanmıştır. 3.BULGULAR 3.1.Kitap Eleştirileri Çalışmanın ilk aşamasında; Orta öğretim Lise-1 Biyoloji programında Canlıların Temel Bileşenleri Ünitesinin, Canlılardaki Organik Bileşikler Bölümünde yer alan Proteinler ve Enzimler konuları; Milli Eğitim Bakanlığı tarafından onaylı, ders kitabı olarak okutulmakta olan ve A, B, C, D olarak tanımladığımız kitaplarda, içerik açısından irdelenmiştir. Ele alınan kitaplardaki Proteinler Konusunda: uluslararası kabul edilen amino asit tanımlamasında kullanılan merkez karbon atomu kavramı yerine temel bir karbon atomu (A ve C) ve aynı karbon atomu (C); değişken R grubunun ise C kitabında radikal grup olarak tanımlanması, amino asitlerin temel yapılarının anlaşılmasını zorlaştırmakta ve karmaşaya neden olmaktadır. Amino asitlerin B ve C kitaplarında ele alınan amfoterlik karakteri, izoelektrik nokta ve protein denatürasyonu, konu içinde işlenecek olan proteinlerin ve enzimlerin davranışlarının açıklanmasında, neden-niçin ilişkisinin kurulmasında temel bilgi niteliğindedir. Bu kavramların Rehber Materyalde yer alması, hedeflenen etkinlikleri de destekleyici nitelikte olacaktır. Yaptığımız kitap incelemelerine göre; amino asitlerle ilgili peptid bağı tanımlaması, yalnızca A ve C kitaplarında yeterli düzeyde yapılmış olup B de dehidrasyon / peptidleşme, D de ise dehidrasyon sentezi ifadeleri kullanılmakta ve karmaşaya neden olmaktadır. Bir kondensazyon tepkimesi niteliğinde olan peptid bağı oluşumuyla ilgili olarak uluslararası kitaplarda çok nadiren dehidrasyon tepkimesi ifadesine rastlanmaktadır. Ancak, bu ifade çok uygun olmayıp tartışmalıdır. Ayrıca, bir polipeptidin protein olarak tanımlanabilmesi için yapısındaki peptid bağı sayısının kaç olması gerekliliği kitapların tümünde açık değildir, yanılgılı rakamlar bulunmaktadır. Halbuki, bir polipeptid zincirinin protein olarak tanımlanabilmesi için peptid bağı sayısının 100 den fazla olması gerekmektedir. Hazırlanan Rehber Materyalde ele alınan bir diğer konu olan Enzimler de Holoenzim kavramıyla ilgili olarak; Holoenzim (tam enzim) ardından aktif enzim (holoenzim) (C de) kavramları, zincirleme karmaşayı yansıtmakta ve diğer kitaplarda da Apoenzim, Koenzim, Kofaktör kavramlarına yer verilmesine rağmen hiç açıklanmıyor olması eksiklik olarak görülmektedir. Biyokatalizör olan enzimin substratla tepkimesinin anlaşılabilirliğinde önem arz eden aktif merkez tanımlaması da, aktif bölge (D) ve katalitik bölge (B) olarak verilmiş diğer kitaplarda ise hiç vurgulanmamıştır. Bu kavramla ilgili olarak yine uluslararası tanıma uyulmasında yarar vardır. Konunun Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Etmenler kısmında enzim ve substrat yoğunluğu ifadeleri (A, C ve D de ) kullanılmıştır. Bu ifadelerin; enzim ve substrat derişimi (konsantrasyonu) olarak değiştirilmesi gerekir. Çünkü, yoğunluk ile derişim kavramları eşdeğer değildir. Ayrıca bu kısımda yer alan şekiller de bilimsel hatalar içermektedir. Hazırlanan Rehber Materyaldeki bilgi diziniminde; neden- niçin bağlantılarına önem verilmiş, günlük hayatla bütünleştirmeler yapılmış, konuya uygun renkli şekiller ve deneysel uygulamaların

3 yanı sıra Beyin Fırtınası, İşbirlikli ve Probleme Dayalı Öğrenme gibi bazı aktif öğrenme etkinliklerine yer verilmiş, öğrencilerle birlikte konunun Kavram Haritası oluşturulmuştur. Rehber Materyalde yer alan aktif öğrenme yöntemleri ; Proteinler ve Enzimler konularının farklı kısımlarında: proteinlerin metabolizmadaki rolleri ve önemi, amino asitlerden proteinlerin nasıl meydana geldiği, çevremizdeki canlıların hangi büyüme koşullarına gereksinim duyduğu, metabolizmada enzim eksikliğinin neden olabileceği hastalıklara yönelik Beyin Fırtınası soruları, Canlı hücrelerinde 20 amino asitten yola çıkarak binlerce protein sayısına nasıl ulaştığının ve proteinlerin 3 boyutlu yapısı, bu yapıyı oluşturan şekilsel özellikler ve ortam koşullarına bağımlı protein denatürasyonunun kavratılması amacıyla farklı birer Grup Çalışması; Biyokatalizör olan enzimlerin; ortam koşullarına bağımlı olarak aktivitelerini yitirdiği, bu olay canlı sistemlerde gerçekleştiğinde aktivite göstermeyen enzimin farklı enzimlerle parçalanarak amino asit birimlerine kadar yıkıldığı ve sonra tekrar sentezlendiğine ve ayrıca; enzim aktivitesinin, sıcaklığa bağımlı belirli bir değere kadar arttığı ve bu değerden sonra bir protein olan enzimin yapısında denatürasyon nedeniyle azaldığına yönelik bilgilere ulaşmayı sağlayacak İşbirlikli Öğrenmeye dayalı birer etkinlik; Yine enzim aktivitesinin ph ya bağımlı değişimi, düşük ve yüksek ph değerlerinde yapıdaki iyon yük dengelerinin bozulması ve denatürasyon oluşumuna yönelik bilgilere ulaşacakları Probleme Dayalı Öğrenmeye yönelik bir etkinlik; Canlı kaynağa bağımlı olarak protein miktarındaki farklanmalar, enzimatik bir tepkimenin hızı ve maya hücreleri metabolizmasındaki zincirleme tepkimelere yönelik 3 farklı Deneysel Grup Çalışması, Enzimlerin biyolojik önemine ve endüstrideki uygulamalarıyla ilgili 1 er Okuma Parçası, şeklinde özetleyebiliriz. Ayrıca,Rehber Materyalin bilgisayar ortamında öğrencilerin kullanımına sunulması, onları motive edici bir unsur olmuştur. 3.2.Testlerin Analiz Sonuçları Hazır bulunuşluk testleri; deney ve kontrol gruplarının homojen ayrılıp ayrılmadığını belirlemede kullanılır ( Tablo 1: Deney ve Kontrol Grupları Hazır Bulunuşluk Test Sonuçlarına İlişkin t-testi Sonuçları Hazır Bulunuşluk Testi N Ortalaması Standart sapma T P Deney grubu 40 55,95 4,29 0,495 0,622 Kontrol grubu 40 56,25 3,76 Yukarıdaki Tablodan görüldüğü gibi; hazırlık sorularında deney ve kontrol grubu öğrencilerin başlangıç seviyeleri arasında anlamlı bir fark olmadığı görülmektedir (p >0,001). Proteinler ve Enzimler konusuna temel teşkil eden bilgilerin büyük çoğunluğu, kimya alanına yöneliktir. Öğrencilerin açık uçlu test sonuçlarından belirlenen kavram yanılgıları ve bilgi eksikliklerinden bazıları; Atom, molekül ve bileşik kavramlarını birbirine karıştırdıkları, Anyon, katyon halindeki elementlerin yüklerinin çekirdekten kaynaklandığı, Kimyasal bağların elektronların çekimiyle oluştuğu, bağ tiplerinin karıştırıldığı, Asit-bazların kuvvetliliğinin derişimlerinden kaynaklandığı, ph ı tanımlayamadıkları, İndikatörün rolünün algılanmadığı, Metabolizmada minerallerin element halinde etkin olduğu şeklinde sıralanabilir. Hazırlanan Rehber materyale göre konu işlendikten sonra uygulanacak olan son (değerlendirme) testteki her bir sorunun geçerlilik ve güvenilirliğini belirlemek amacıyla bu konuların işlenmiş olduğu bir başka okulda rastgele seçilen 40 öğrenciye, 23 u çoktan seçmeli 6 tanesi açık uçlu olmak üzere toplam 29 soru pilot olarak uygulanmıştır. Çoktan seçmeli sorulardan 3 tanesinin ayırt edicilik indeksi 0,3 ün altında olmasından dolayı bu sorular testten çıkarılmıştır. Kalan 26 sorunun seviyelerine göre dağılımı Tablo 2 de belirtilmiştir

4 Tablo 2: Değerlendirme Testindeki Soruların Seviyelendirilmesi Seviyeler Soru No Bilgi 1,2,8,12,20,21 Anlama (Kavrama) 3,5,6,9,10,11,13,17,22,23 Uygulama ve daha üst seviyeler 4,7,14,15,16,18,19,24,25,26 Son test uygulamasında deney ve kontrol grubu öğrencilerinin sorulara verdikleri cevapların % dağılımı aşağıdaki Tablo da verilmektedir. Students-t testi uygulaması sonucunda ise deney ve kontrol grubu arasında anlamlı farklılık olduğu belirlenmiştir (p< 0,001). Tablo 3: Deney ve Kontrol Grubu Öğrencilerinin Son Testteki Başarı Dağılımları Sorular Doğru DENEY GRUBU (N=40) KONTROL GRUBU (N=40) seçenek D % Y % B % D % Y % B % 1 B C C E B D B D B E E A C C D D A E A D Kontrol ve deney gruplarının son testteki çoktan seçmeli sorulara verdikleri cevapların istatistiksel analizlerine göre çıkarılan sonuçlar: Deney grubundaki öğrenciler arasında; bilgi, kavrama ve uygulama sorularına verdikleri cevaplar arasında anlamlı bir fark olmadığı (p> 0.001), Kontrol grubundaki öğrenciler arasında ise; bilgi sorularını cevaplamadaki başarıları ile kavrama ve uygulama sorularını cevaplama başarıları arasında anlamlı farklılığın olduğu (p< 0.001), Tüm sorularda deney grubunun başarı düzeyinin kontrole göre anlamlı farklı olduğu (p< 0.001), Bu farklılığın özellikle kavrama ve uygulama sorularındaki başarıların kıyaslanmasında daha çok olduğu (p< 0.001) gözlenmiştir. Son (değerlendirme) testte yer alan açık uçlu sorulara yönelik % başarı dağılımı Tablo-4 de görülmektedir. Tablo 4: Açık Uçlu Sorulara Verilen Cevaplardan Elde Edilen Bulgular Anlama Kısmen Anlama Yanlış anlama Cevapsız Soru No F k % F d % F k % F d % F k % F d % F k % F d %

5 (F k : kontrol grubu, F d : deney grubu) Açık uçlu sorularını anlama düzeyleri kontrol grubunda 46,66 ± 25,47 iken deney grubunda 85,83 ± 9,7 ye yükselmiştir (p < 0,001). Yanlış anlama düzeylerine bakıldığında bu değerlerin; 15,83 ± 6,05 den 2,5 ± 2,2 ye düştüğü gözlenmiştir (p < 0,001). 4.TARTIŞMA /YORUM Proteinler ve Enzimler konusunun aktif öğrenme yöntemlerinden yararlanarak işlenmesi, öğrencilerin başarısında çok olumlu katkı sağlamıştır. Uygulama sonrası değerlendirme testi sonuçlarına göre; kontrol grubundaki başarı ortalaması ± iken deney grubunda 85,19± 6.8 ye yükselmiştir (p < 0,001). Öğrencilerle yapılan görüşmelerden: tartışma ortamlarında aralarındaki arkadaşlıkların geliştiği; birbirlerini dinlemeyi öğrendikleri; bir probleme karşı sorumluluk bilincinin geliştiği; fikir üretmek, bilgilerini önceki birikimleri ve günlük olaylarla bütünleştirebilmenin ve yorum yapabilmenin kendilerine olan özgüvenlerini arttırdığını; bir grubun parçası olma nedeniyle önemli olduklarını hissettiklerini belirtmişlerdir. Öğrenciler ayrıca, konu bitiminde öğretmenle birlikte oluşturulan kavram haritasıyla bilgilerinin yapılandırılarak üst düzeye çıktığını ifade etmişlerdir. Rehber Materyalin internet ortamında sunumu, ders saatleri dışında bilgi kaynağına kolaylıkla ulaşabilme imkanının sağlanması ve kaynaktaki görselliğin onların ilgilerini çekecek nitelikte olması, öğrencilerin motivasyonlarının artışında bir diğer önemli faktör olarak belirlenmiştir. 5.ÖNERİLER Lise-1 Biyoloji Proteinler ve Enzimler konusuna yönelik; Beyin Fırtınası, İşbirlikli ve Probleme Dayalı Öğrenme, Deneysel Grup Çalışmaları gibi bazı aktif öğrenme yöntemlerinin yer aldığı Rehber Materyalin ön uygulamaları başarıyla sonuçlanmıştır. Bir Rehber Materyalin hazırlanmasında, konunun özelliklerine bağımlı olarak farklı aktif öğrenme yöntemlerinin bir arada kullanılmasında yarar vardır (Reece&Walker, 1998; Shyang&Lawrence,1992). Aktif öğretim yöntemlerinin uygulandığı Rehber Materyalde öğrenme başarısında öğrencilerin; bir problemin çözümüne yönelik dayanışma içinde araştırma yapmaları, bilgiye ulaşmaları, ulaşılan bilgilerden gerekli olanları seçmeleri, analiz ve sentez yaparak değerlendirmeye ulaşmalarının getirdiği kazanımların derse olan motivasyonlarını çok olumlu yönde etkilediği gözlenmiştir. Türkiye nin önemli eksikliklerinden olan Rehber Materyal ve Öğretmen El Kitaplarına yönelik çalışmaların MEB in de desteğiyle yaygınlaştırılması gerekmektedir. Bu konuda başarının sağlanmasında önemli rolleri olan öğretmenler için uygulamalı aktif öğretim yöntemlerinin ele alındığı Hizmet İçi Eğitim Kurslarının yaygınlaştırılmasında yarar vardır. Gerek aktif öğretim yöntemlerine dayalı etkinliklerin geliştirilmesi gerekse bu alana yönelik uygulama seminerlerinin yürütülmesinde Eğitim Fakültelerine büyük görevler düşmektedir. 6. LİTERATÜRLER 1. Goodwin L., Miller J.E., Cheetham R.D (1991). Teaching freshman to think-does active learning work? Bio-Science 41, Robertson E.B.,( 1983). Teaching problem solving The Alberta Science Teacher, 4, Sharan S., (1980). Cooperative Learning in small groups : Recent methods and effects on achievement, attitudes and ethnic relations. Rewiev of Educational Research 20 (2), Voet D., Voet J.G.,( 1995). Biochemistry, (2.basım).New York:John Wiley and Sons, Inc. 5. Horton, H.R., Moran L.A., Ochs R.S., Rawn J.D., Scrimgeour K.G., (2002). Principles of Biochemistry, (3.basım). Upper Saddle River:Prentice Hall Ltd. 6. Reece I., Walker S. ( 1998).Teaching, training and learning: Practical guide.business Education Publishers.