Fifth Grade Students Misconceptions about Heat - Temperature and Evaporation Boiling

Transkript

1 Elementary Education Online, 7(1), 15-27, lköretim Online, 7(1), 15-27, [Online]: Fifth Grade Students Misconceptions about Heat - Temperature and Evaporation Boiling Esma BULU KIRIKKAYA 1 Doan GÜLLÜ 2 ABSTRACT: The purpose of this study is to identify the misconceptions of the fifth grade primary education students about heat - temperature and evaporation - boiling. For this research both quantitive and qualitative methods were used. In order to carry out this research, a conceptual test containing multiple choice and open ended questions was distributed to 300 fifth grade students in 10 randomly selected elementary schools in Kocaeli. In addition, semi-structured interview was done with 60 students. The results of this study revealed that the students in primary level have some misconceptions about the basic concepts of heat - temperature and boiling - evaporation. Key words: Misconceptions, heat, temperature, evaporation, boiling SUMMARY Purpose and significance: As a result of the major changes in the primary school education programs in 2004, science program was reconstructed by the name of Science and Technology Program which was included some renewals about controlling the learning progress and conception learning. After such big changes, it was believed that the renewal of studies in respect of misconceptions as well as other areas were needed, and also the results needed to be discussed. With this purpose in mind, the misconceptions 5 th grade primary school students had about heat-temperature and boiling-evaporation were investigated. Methods: Quantitive and qualitative methods were used in order to carry out this research. For this purpose; firstly objectives were determined about subjects of heat, temperature and boiling, evaporation being located in forth and fifth grade Science and Technology Program. A conceptual test on heat-temperature and evaporation-boiling was developed for first data, contained 13 choosen and 5 open-ended questions. Reliability of the test was found as 0,88 by using Sperman Brown Formula. he participants of the study were 300 randomly selected grade 5 students from 10 elementary schools in Kocaeli. Semi-structured interviews were carried out with 60 students from the same schools. Both of the methods, the applying test and the semistructured interview, were conducted by the same researchers. Results: The results of the study showed that approximately half of the students think that heat is measured with a thermometer and two out of three students think that temperature is a type of energy. More than half of the students think that water doesn t evaporate in every temperature while two out of three of the students think that water is required to be boiled in order for evaporation. Discussion and Conclusion: As a result, it was determined that most of the students had misconceptions about heat, temperature, evaporation and boiling. According to the results it is thought that the concepts of heat, temperature, evaporation and boiling are difficult to be perceived correctly by primary school students. It may not be enough to only have small warnings of these misconceptions in the course books prepared for science teachers. Specific activities which clearly reveal or obstruct these misconceptions should be suggested. 1 Yrd.Doç.Dr. Kocaeli Üniversitesi Eitim Fakültesi lköretim Bölümü. Bulus@kou.edu.tr 2 Yrd.Doç.Dr. Kocaeli Üniversitesi Eitim Fakültesi lköretim Bölümü dogangullu@kou.edu.tr

2 lköretim Beinci Sınıf Örencilerinin Isı - Sıcaklık ve Buharlama - Kaynama Konularındaki Kavram Yanılgıları Esma BULU KIRIKKAYA 3 Doan GÜLLÜ 4 ÖZ. Örenciler, fen alanındaki kavramlarla, formal olarak ilk kez ilköretimin birinci kademesinde karılatıklarından bu kademedeki kavram öretimi oldukça önemlidir. Bu çalıma ilköretim beinci sınıf örencilerinin ısı - sıcaklık ve buharlama - kaynama, ile ilgili kavram yanılgılarını belirlemek amacı ile nitel ve nicel yöntemler birlikte kullanılarak yapılmıtır. Bu amaçla çalımada Kocaeli ilinde rastgele yöntemle seçilmi 10 ilköretim okulunda beinci sınıfta örenim gören 300 örenciye çoktan seçmeli ve açık uçlu sorulardan oluan bir test hazırlanarak uygulanmı, 60 örenciyle de yarı yapılandırılmı görüme gerçekletirilerek nitel ve nicel aratırma yöntemleri birlikte kullanılmıtır. Aratırma sonucunda, ilköretim beinci sınıf örencilerinin ısı - sıcaklık ve buharlama - kaynama konuları ile ilgili olarak birçok kavram yanılgısına sahip oldukları belirlenmitir. Anahtar Sözcükler: kavram yanılgısı, ısı, sıcaklık, buharlama, kaynama GR Fen eitiminde önemli görülen konulardan birisi kavram öretimidir. Kavram öretiminin baarısı kavramların doru ve yerinde kullanılması baka kavramlarla karıtırılmamasıyla ölçülebilir. Bu güne dein bir çok bilim insanı, çeitli kademelerdeki örencilerde fen kavramlarıyla ilgili olumu birçok yanılgı tespit etmitir. Örenciler, fen alanındaki kavramlarla, formal olarak ilk kez ilköretimin birinci kademesinde karılatıklarından bu kademedeki kavram öretimi oldukça önemlidir yılında ilköretim programlarında yapılan köklü deiiklikler sonucu fen programı Fen ve Teknoloji Programı adını alarak, örenme sürecini kontrol etme ve kavram öretimi gibi önemli konularda oldukça büyük deiiklikler göstermitir. Fen ve Teknoloji Programında sadece fen kavramlarının geniletilmesi deil köklü ekilde yeniden düzenlenmesi amaçlanmıtır (MEB, 2005). Böylesine büyük program deiikliklerinden sonra birçok konuda olduu gibi kavram yanılgıları konusunda da çalımaların yinelenmesi ve sonuçlarının tartıılması gerekli hale gelmitir. Kavramlar; herhangi bir nesneden söz edildiinde, onunla ilgili olarak insan zihninde oluan ilk çarıımlardır (Çepni, 2005). Bununla birlikte literatürde birçok kavram tanımı bulunur. Sınırlı sayıda gözlem bile yapılmı olsa, gözlemlerden tümevarım yoluyla genellemelere gidilir ve genellemelerin her birine ortak bir ad verilir, bunlar kavramlardır. Daha belirgin bir ifadeyle; benzer özelliklere sahip olay, fikir ve objeler grubuna verilen ortak isme kavram denir (Kaptan, 1998). Kavramlar somut eya, olaylar veya varlıklar deil; onları belirli gruplar altında topladıımızda ulatıımız soyut düünce birimleridir. Kavramlar gerçek dünyada deil, düüncelerimizde vardır. Gerçek dünyada ancak örnekleri bulunabilir (Ayas vd.,1997). Hayatın her safhasında gerekli olan fen kültürünün, örencilere salıklı bir ekilde aılanabilmesi, fen derslerinde salanacak kavram öretiminin etkinlii ile doru orantılıdır. Örencilere kazandırılacak olan fen kavramlarının anlamlı ve kalıcı olması için, örencilerin yeni örendikleri ile sahip oldukları kavramlar arasında tutarsızlık olmamalıdır (Gülçiçek, 2002). Fen öreniminin çocuklar için birtakım gerçeklerin ezberlenmesi eklinde deil, bir çeit düünme yöntemi olarak görülmesi ve bu yöntemin onların dünyayı anlama 3 Yrd.Doç.Dr. Kocaeli Üniversitesi Eitim Fakültesi lköretim Bölümü. Bulus@kou.edu.tr 4 Yrd.Doç.Dr. Kocaeli Üniversitesi Eitim Fakültesi lköretim Bölümü dogangullu@kou.edu.tr 16

3 çabalarına ıık tutucu nitelikte olması gerekir. Buna göre etkili bir fen eitimi, insan bilgisinin temel taları olan kavramlar düzeyinde ele alınarak salanabilir (Cleminson, 1990). Örencilerin fen kavramlarıyla ilgili ilk sistematik örenmeleri lköretim 4. sınıfta Fen ve Teknoloji derslerinde balar. Ancak örencilerin bundan önce kazandıkları birikimler sonraki örenmelerini anlamlı kılması açısından son derece büyük önem taımaktadır. lköretim 4. ve 5.sınıf örencileri günlük yaantılarından edindikleri bazı yanlı bilgiler nedeniyle kavram yanılgılarına sahip olabilmektedirler. Bu yıllarda oluacak kavram yanılgıları bundan sonraki örenmelerini de olumsuz yönde etkileyecek ve tespit edilerek deitirilmesi zor olacaktır. Bu nedenle bu ya grubundaki örencilerin hem günlük yaantılarından getirdikleri hem de dersler sırasında ortaya çıkan kavram yanılgılarının belirlenmesi ve derslerin belirlenen bu kavram yanılgıları dikkate alınarak düzenlenmesi gerekmektedir (Nakibolu ve Özkılıç, 2006). Baki (1999) kavram yanılgılarını örencilerin yanlı inançları ve deneyimleri sonucu ortaya çıkan davranılar olarak tanımlayarak, kavram yanılgılarının örencilerin örenim yaantılarında önemli bir yeri olduunu ve bunların fen öretiminin önemli bir bileeni olarak gördüünü belirtmektedir. Eryılmaz ve Tatlı (2000) bir baka çalımada, kavram yanılgısını zihinde bir kavramın yerine oturan fakat bilimsel olarak o kavramın tanımından farklı olan eklinde belirtmektedir. Örencilerin bilimsel kavramları anlaması, örencilerin gelitirdikleri kavram yanılgılarının sebepleri ve giderilmesi, aratırmacıların önem verdii konular arasındadır. (Rowell, 1990). Kavram yanılgılarının aratırılmasındaki hareketlilik, örencilerin biyoloji, fizik, kimya ve yeryüzü bilimlerini içeren birçok alanda sahip oldukları yanlı kavramları ortaya çıkarmı, fen öretimi aratırmalarına önemli katkılarda bulunmutur (Wessel, 2000). Bilindii gibi literatürde, ısı - sıcaklık ve buharlama - kaynama konularında örencilerin sahip oldukları kavram yanılgıları ve bunların tespit edilmesi ile ilgili bir çok çalıma bulunmakatadır. Ericson (1979) çalımasında, 12 yaındaki çocukların ısının hava veya buhar gibi bir madde olduu, ısının souun tersi olduu, bir cismin sıcaklıının cismin hacmine ve büyüklüüne balı olduu gibi kavram yanılgılarına sahip olduunu ortaya koymaktadır. Isı ve sıcaklık konusunda örencilerde var olan kavram yanılgılarını ortaya çıkarmak amacıyla yapılan çok sayıdaki çalımada, örencilerin ısı ve sıcaklıı birbirinden ayırt etmede zorlandıkları tespit edilmitir. Bu çalımalardan bazılarında birbirleriyle temas ettirilen farklı sıcaklıktaki iki cismin balangıç sıcaklıklarının toplamının etkileim sonunda sıcaklıkların toplamına eittir, maddelerin ısınıp souması süreye balı deildir., ısı, sıcak sistemden souk sisteme akar., sıcak sistemden souk sisteme ısı deil, sıcaklık akar. ısı akıı yüksek sıcaklıktan düük sıcaklıa dorudur., ısı madde miktarına balı deildir. ve sıcaklık madde miktarına balıdır gibi yanılgılar tespit edilmitir (Gönen ve Akgün, 2005, Aydoan vd., 2003, Kesidou ve Duit, 1993). Harrison vd. (1999), ısı ve sıcaklık ile ilgili yanlı kavramların çounun nesnel-tabanlı kavramlar olduklarını belirtmektedir. Örnein örenciler ısıyı, hava veya buhar gibi nesnel olarak algılamaktadırlar (Ericson, 1979, 1980). Genellikle de ısı ve sıcaklıı birbirinin yerine kullanmaktadırlar (Ericson ve Tiberghien,1985; McDermott, 2003). Ayas ve Çotu (2001) örencilerin buharlama, younlama ve kaynama kavramlarını anlama seviyelerini tespit etmek amacıyla yaptıkları çalımanın sonucunda, örencilerin younlama ve kaynama kavramını su ile sınırladıklarını, dier sıvılarda ve alkollerde bu olayların meydana gelmeyeceini, kaynama esnasında sıcaklıın artacaını düündüklerini saptamıtır. Aydoan vd. (2003) tarafından yapılan bir dier çalımada da örencilerin sadece kaynama noktası veya daha yüksek sıcaklık deerleri için buharlama olduunu düündükleri, buradan da örencilerin buharlama ile kaynama olaylarını birbirine karıtırdıkları sonucuna 17

4 ulaıldıı belirtilmektedir. Cotu vd. (2007) ise çalımalarında örencilerin, kaynamanın kimyasal bir olay olduunu, kaynama anında oluan kabarcıkların içerisinde hidrojen ve oksijen gazı bulunduunu ve bu gazların tepkimeye girdiini düündükleri belirtilmektedir. Gerek kavramların doru yapılandırılması için lköretim birinci kademenin önemi, gerekse program deiikliinden sonraki uygulamaların kavram öretiminde nasıl bir etki yarattıına duyulan merak böyle bir çalıma yapılmasına ön ayak olmutur. Aratırmanın amacı, 2004 yılında uygulamaya konan Fen ve Teknoloji Dersi programına göre örenim görmü olan ilköretim beinci sınıf örencilerinin ısı - sıcaklık ve buharlama - kaynama konularıyla ilgili olarak sahip olduu kavram yanılgılarının ortaya çıkarılmasıdır. Bu ekilde yeni programa göre örenim gören örencilerin ilgili konulardaki kavram yanılgıları ile literatürde çeitli aratırmacılar tarafından saptanan kavram yanılgıları arasında karılatırma yapma fırsatı da domaktadır. YÖNTEM Yapılan aratırma tarama modeli nitelii taımaktadır. Tarama modelleri, geçmite ya da halen varolan bir durumu varolduu ekliyle betimlemeyi amaçlayan bir aratırma yaklaımıdır. Aratırmaya konu olan olay, birey ya da nesne kendi koulları içinde ve olduu gibi tanımlanmaya çalıılır (Karasar, 2002). Aratırmanın Evren ve Örneklemi Aratırmanın evrenini Kocaeli il merkezindeki devlet ve özel ilköretim okulunda örenim gören beinci sınıf örencileri oluturmaktadır. Örneklemin alınacaı 10 ilköretim okulu basit tesadüfi örnekleme yöntemi kullanılarak kurayla belirlenmi, sekizi devlet, ikisi özel ilköretim okuludur. Aratırmanın örneklemini ise kura sonucunda belirlenen her okuldan basit tesadüfi örneklemeyle seçilmi 30 örenci olmak üzere toplam 300 örenci oluturmaktadır. Aratırmaya katılan örencilerin 145 i kız 155 i erkektir. Bu örencilerden 240 ı devlet, 60 ı özel ilköretim okulu örencisidir. Veri Toplama Aracının Gelitirilmesi Bu aratırmada nitel ve nicel aratırma yöntemleri birlikte kullanılmıtır. Aratırmada ilk olarak, ısı-sıcaklık ve buharlama-kaynama ile ilgili olarak Fen ve Teknoloji Dersi dördüncü sınıf öretim programında yer alan Maddeyi Tanıyalım ünitesindeki üç kazanım ile beinci sınıf öretim programında yer alan Maddenin Deiimi ve Tanınması ünitesinde yer alan onbir kazanım belirlenerek veri toplama aracında yer alan sorular bu kazanımlara göre oluturulmutur. Soruların ilköretim birinci kademe düzeyinde olması ve kavramların bu kademedeki kapsamının darlıı nedeniyle sadece 15 çoktan seçmeli soru hazırlanabilmitir. Hazırlanan bu test, lköretim Bölümü Sınıf Öretmenlii örencilerinden 20 örenciye uygulanarak yanıtlamaları istenmitir. Bu testler daha sonra Orta Öretim Fen ve Matematik Alanları Eitimi Fizik Öretmenlii bölümünde tezsiz yüksek lisans yapan 20 öretmen adayıyla Özel Öretim II dersi kapsamında ölçme ve deerlendirme bölümünde testlerin hazırlanması ve güvenirlik ve kapsam geçerlii konuları ilenirken veri toplama aracındaki 15 çoktan seçmeli sorunun yarı güvenilirlik katsayısı Pearson Momentler Çarpımı Korelasyon katsayısı formülü kullanılarak 0.67 olarak bulunmutur. Bu deer Sperman Brown güvenirlik katsayısına göre düzeltildiinde 0.80 olarak hesaplanmıtır. Soruların madde analizleri yapıldıktan sonra iki soru elenmitir. Ardından 13 çoktan seçmeli ve 5 açık uçlu sorudan oluan veri toplama aracı alan uzmanı be öretim üyesinin (dördü Fen, biri Türkçe) incelemesine sunulmu ve gelen öneriler dorultusunda veri toplama aracına son ekli verilmitir. Veri toplama aracındaki 13 çoktan seçmeli sorunun güvenilirlik analizi, örneklemin tamamına uygulandıktan sonra tekrarlanmı ve Pearson Momentler Çarpımı yarı güvenirlik katsayısı 0,78 18

5 olarak bulunmutur. Bu deer Sperman Brown güvenirlik katsayısına göre düzeltildiinde güvenirlik katsayısı 0,88 olarak hesaplanmıtır. Veri toplama aracı, eitim-öretim yılı bahar döneminde beinci sınıfa devam eden 300 örenciye uygulanmıtır. Ayrıca her okuldan altı örenci olmak üzere toplamda 60 örenciyle de yarı yapılandırılmı görümeler gerçekletirilmitir. Yarı yapılandırılmı görüme için örenciler fen dersindeki baarı durumlarına göre seçilmitir. Her sınıftaki örenciler fen ve teknoloji dersindeki deerlendirmelerdeki baarı durumlarına göre gruplandırılmı (en baarılı, orta düzeyde baarılı ve en az baarılı) ve her gruptan tesadüfi yöntemle seçilmitir. Örencilerle yapılan görümeler veri toplama aracı uygulandıktan sonra gerçekletirilmitir. Yarı yapılandırılmı görüme yönteminde, aratırmacı önceden sormayı planladıı soruları içeren görüme protokolünü hazırlar. Buna karın aratırmacı görümenin akıına balı olarak deiik yan ya da alt sorularla görümenin akıını etkileyebilir ve kiinin yanıtlarını açmasını ve ayrıntılandırmasını salayabilir (Türnüklü, 2000). BULGULAR ve YORUM Bu bölümde, ısı - sıcaklık ve buharlama - kaynama konularıyla ilgili olarak 13 çoktan seçmeli ve 5 açık uçlu sorudan oluan veri toplama aracına örencilerin verdikleri yanıtlar ve yarı yapılandırılmı görümelerden salanan veriler yer almaktadır. Bulgular genel olarak ısı - sıcaklık ve buharlama - kaynama olmak üzere iki bölüm halinde sunulmaktadır. Örencilerin Isı - Sıcaklık ile lgili Kavram Yanılgıları Isı ve sıcaklık konusuyla ilgili olarak veri toplama aracında sekiz çoktan seçmeli ve iki açık uçlu soru yer almaktadır. Çoktan seçmeli sorular, açık uçlu sorular ve yarı yapılandırılmı görümeyle elde edilen veriler sırasıyla sunulacaktır. Isı ve sıcaklık ile ilgili olarak çoktan seçmeli sorulardan elde edilen bulgular Isı ve sıcaklık konusundaki sekiz çoktan seçmeli soruya örencilerin verdikleri yanıtlar deerlendirilmi ve tespit edilen kavram yanılgıları Tablo 1 de gösterilmitir. Tablo 1. Isı ve sıcaklık konusunda çoktan seçmeli sorularla saptanan kavram yanılgıları f % Souk maddeler ısıya sahip deildir Isı termometre ile ölçülür Bir maddenin sıcaklıı arttıkça kütlesi de artar Odun yandıında dıarı sıcaklık verir Isı bir maddedir Isı bir enerji çeidi deildir Isının kütlesi vardır Isı ölçülemez Sıcaklık kalorimetre ile ölçülür Sıcaklıın hangi araçla ölçüldüü sorusuna örencilerin %91.3 (f=274) ü termometre doru yanıtını vermesine ramen %5 (f=15) i sıcaklık termometre ile ölçülür eklinde bir kavram yanılgısına sahiptir. Ancak örencilerin %43 (f=129) ünün yine ısının da termometre ile ölçüldüünü belirtmesi, ısı ve sıcaklık kavramlarıyla ilgili net olmadıkları ve bu kavramları 19

6 birbirine karıtırdıklarını göstermektedir. Örencilerin %38 (f=114) i ısının hangi araçla ölçüldüü sorusuna kalorimetre doru yanıtını vermitir. Hangisi bir enerji çeidi deildir? sorusuna örencilerin %68 (f=204) i doru seçenei oluturan sıcaklık yanıtını vermesine ramen %15 (f=45) i ısının bir enerji çeidi olmadıını ifade etmektedir. Buna ek olarak ısının bir enerji olduunu bilen örencilerin oranı %65.7 (f=197) iken aynı soruda örencilerin %17.3 (f=52) ü ısının bir madde olduunu %9.7 (f=29) si ısının kütlesi olduunu ve %7.3 (f=22) ü ise ısının ölçülemeyeceini ifade etmilerdir. Örencilerin yüksek sayılabilecek deerlerde saptanan dier kavram yanılgıları ise %44 (f=132) ile souk maddelerin ısıya sahip olmadıkları, %37.3 (f=112) ile bir maddenin sıcaklıı arttıkça kütlesinin de artacaı ve %36 (f=108) ile odun yandıında dıarı sıcaklık vereceidir. Isı ve sıcaklıkla ilgili olarak açık uçlu sorulardan elde edilen bulgular Daha önce belirtildii gibi veri toplama aracında ısı ve sıcaklık konusuyla ilgili olarak iki açık uçlu soru yer almaktadır. Bu sorulardan biri olan Bir bardak sıcak suyu nasıl soutabiliriz? sorusuna örencilerin %54.4 (f=163) ü buzdolabına koyarız/souk yerde bekletiriz eklinde yanıtlamılardır. Örencilerin %42.6 (f=128) sı ise souk su veya buz ilave edebiliriz eklinde yanıt vermilerdir. Örencilerin %2.7 (f=8) i ise ondan daha souk bir cisimle temas ettiririz yanıtını vermitir. Sadece bir örenci de (% 0.3) bu soruyu durmadan karıtırız eklinde cevaplamıtır. Dördüncü sınıf Maddeyi Tanıyalım ünitesinde yer alan sıcak ve souk maddelerin teması sırasında meydana gelen sıcaklık deiimini gösteren deneyler tasarlar kazanımı dorultusunda örencilerden beklenen yanıt ondan daha souk bir cisimle temas ettiririz açıklamasıdır. Oysa soruyu bu ekilde yanıtlayanların oranı sadece %2.7 (f=8) dir. Bu sorudaki yanıtlar gibi örencilerin açıklamalarını günlük yaantılarındaki deneyimlerden oluturması, kavram öretiminde örencilerin beraberinde getirdii birikimlerin önemini ortaya koymaktadır. Isı ve sıcaklık konusuyla ilgili olarak hazırlanmı bir dier açık uçlu soru ise aaıdaki gibidir. Bu soruya verilen cevaplar gruplandırarak Tablo2 de gösterilmitir C 40 0 C 60 0 C ekildeki kaplarda farklı sıcaklıklarda eit miktarda su bulunmaktadır. Bu kapların her birine 40 0 C de eit miktarda su eklenirse hangi kaptaki su en fazla ısı alır? Neden? Tablo 2. Hangi kaptaki suyun en fazla ısı alacaıyla ilgili yanıtlar f % 60 0 C deki daha çok ısı alır. Çünkü sıcaklıı en büyük olan kaba 40 0 C daha eklenirse C olur C deki yani souk olanı daha çok ısı alır C deki kap daha çok ısı alır. Çünkü aynı sıcaklıkla karılaınca sıcaklıı dümeden 80 0 C ye yükselebilir. Üç kaptaki su da aynı miktarda ısı alır. Çünkü aynı sıcaklıkta ve aynı miktarda su eklenmitir

7 Örencilerin testin tümünde en çok yanılgıya dütükleri soruda yanıtlar incelendiinde örencilerin %63.3 (f=190) ü eklenen suyla kapta bulunan suyun sıcaklıklarının toplamı en büyük olanın en çok ısı alacaını, %25.3 (f=76) i ise en souk suyun daha çok ısı alacaını düünmektedir. Her üç kaba da aynı miktarda ve aynı sıcaklıkta su eklendii için kaplardaki suyun aynı miktar ısı alacaını, örencilerin sadece %1.4 (f=4) ü bilmitir. Isı ve sıcaklık ile ilgili olarak yarı yapılandırılmı görümeyle elde edilen bulgular Isı ve sıcaklıkla ilgili olarak örencilerle yapılan yarı yapılandırılmı görümelerde örencilere iki soru yöneltilmi elde edilen bulgular Tablo 3 te gösterilmitir. Tablo 3. Isı ve sıcaklık konusunda yarı yapılandırılmı görümelerde alınan yanıtlar. Sorular Biri küçük dieri büyük iki beheri (kap) aynı sıcaklıkta su ile tamamen dolduralım. Bu beherler aynı ısı kaynaı ile aynı süre içinde ısıtılırsa hangi kaptaki su daha çok ısı alır. Yukarıdaki sorudaki beherlere termometre daldırılsa hangi beherdeki termometreden okunan deer daha yüksek olur? Yanıtlar Küçük beher Büyük beher kisi eit ısı alır Yanıtsız f % f % f % f % Küçük beher Büyük beher Aynı sıcaklık okunur Yanıtsız f % f % f % f % Yarı yapılandırılmı görümeler sırasında, öncelikle örencilere ısı ve sıcaklıkla ilgili yapmı olduu deneyler hatırlatılmı sonrasında ise bunlarla ilgili iki soru yöneltilmitir. Biri küçük dieri büyük iki beheri (kap) aynı sıcaklıkta su ile tamamen dolduralım. Bu beherler aynı ısı kaynaı ile aynı süre içinde ısıtılırsa hangi kaptaki su daha çok ısı alır. sorusuna örencilerin sadece %3 (f=5) ü eit ısı alır eklindeki açıklamaları ile doru yanıtı vermilerdir. Bu soruda örencilerin %60 (f=36) ı küçük beherdeki su daha çok ısı alır, %30 (f=18) u ise büyük beherdeki su daha çok ısı alır yanıtını vermilerdir. Böylece örencilerin %90 ının bu konuda yanılgıya dütükleri saptanmıtır. Özellikle %60 oranında karılaılan küçük beherdeki su daha çok ısı alır yanıtını verirken, örencilerin küçük beherdeki su daha sıcak olur eklinde düündüklerinin ve ısı ile sıcaklık kavramalarını karıtırdıklarının bir göstergesidir. kinci soruda ise birinci soruda verilmi olan beherlere termometre daldırılsa hangi beherdeki termometreden okunan deerin daha yüksek olacaı sorusu örencilere yöneltilmitir. Bu soruda örencilerin % 60 (f=36) ı küçük beherdeki termometrede okunan deer daha yüksek olur eklinde doru bir açıklamada bulunmutur. Örencilerin %35 (f=21) i ise büyük beherdeki termometrede okunan deer daha yüksek olur ve %5 (3) i de her iki beherdeki termometrede de aynı sıcaklık okunur eklinde yanlı yanıt vermilerdir. Bir önceki soruda beherler eit ısı alır yanıtını veren örencilerin her iki beherdeki termometrede aynı sıcaklık okunur yanıtını da verdiklerinin saptanması, bu örencilerin ısı ve sıcaklık kavramlarının farkını kavrayamadıklarını göstermektedir. Örencilerin Buharlama ve Kaynama le lgili Kavram Yanılgıları Buharlama ve kaynama konusuyla ilgili olarak veri toplama aracında be çoktan seçmeli ve üç açık uçlu soru yer almaktadır. Çoktan seçmeli sorular, açık uçlu sorular ve yarı yapılandırılmı görümeyle edilen veriler sırasıyla sunulacaktır. 21

8 Buharlama ve kaynama ile ilgili olarak çoktan seçmeli sorulardan elde edilen bulgular Buharlama ve kaynama konusundaki be çoktan seçmeli soruya örencilerin verdikleri yanıtlar deerlendirilmi ve tespit edilen kavram yanılgıları Tablo 4 te gösterilmitir. Tablo 4. Buharlama ve kaynama konusunda çoktan seçmeli sorularla saptanan kavram yanılgıları f % Suyun buharlaması için kaynaması gerekir Su her sıcaklıkta buharlamaz Bir sıvının kaynayabilmesi için sıcaklık gereklidir Kaynayan sudan hava kabarcıkları çıkar Havadaki nem buharlamayı etkilemez Rüzgar buharlamayı etkilemez Ortamın ısısı buharlamayı etkilemez Kaynama sıvının yüzeyinde gerçekleir Buharlama sıvının her noktasında gerçekleir Bütün sıvı maddeler aynı sıcaklıkta kaynar Bir sıvının kaynayabilmesi için rüzgar gerekir. 9 3 Bir sıvının kaynayabilmesi için nem gerekir Örencilerin %66 (f=198) sı suyun buharlaması için kaynaması gerektiini düünmekte ve benzer olarak %57 (f=171) si de suyun her sıcaklıkta buharlamayacaına inanmaktadır. Burada örencilerin buharlama ve kaynama kavramlarını karıtırdıkları görülmektedir. Kaynama ile ilgili olarak örencilerin %39.3 (f=118) ü kaynayan sudan hava kabarcıkları çıkar., %16.7 (f=50) si Kaynama sıvının yüzeyinde gerçekleir. eklinde yanılgılara sahiptir. Benzer olarak örencilerin %14 (f=42) ü buharlama sıvının her noktasında gerçekleir. eklinde bir yanılgıya sahip olmaları bu örencilerin buharlama ve kaynama olayını birbiriyle karıtırdıklarının bir göstergesidir. Örencilerin %50.7 (f=152) si bir sıvının kaynayabilmesi için sıcaklık gereklidir. eklinde bir kavram yanılgısına sahipken, örencilerin %45 (f=135) i bir sıvının kaynayabilmesi için ısının gerekli olduunu bilmektedir. Burada yine ısı ve sıcaklık kavramlarının örenciler tarafından karıtırıldıı görülmektedir. Aynı soruda örencilerin %1.3 (f=4) ü bir sıvının kaynayabilmesi için nemin gerektiine ve %3 (f=9) ü de rüzgarın gerektiine inanmaktadır. Örencilerin %23 (f=69) ü havadaki nem oranının buharlamayı etkilemediine, %21 (f=63) i rüzgarın buharlamayı etkilemediine ve %18 (f=54) i de ortamın ısısının buharlamayı etkilemediine inanmaktadır. Burada yine buharlama ve kaynama kavramlarının birbirine karıtırıldıı dikkati çekmektedir. Ayrıca örencilerin %13 (f=39) ü bütün sıvıların aynı sıcaklıkta kaynadıını düünmektedir. Buharlama ve kaynama ile ilgili olarak açık uçlu sorulardan elde edilen bulgular Buharlama ve kaynama konusunda veri toplama aracında üç açık uçlu soru yer almaktadır. Bu sorulardan Elinize kolonya sürdüünüzde elinizin serinlemesinin nedeni nedir? sorusuna verilen yanıtlar Tablo 5 te, Çamaırlar sıcak yerde mi yoksa souk yerde mi daha çabuk kurur? sorusuna verilen yanıtlar Tablo 6 da ve Kaynayan suda kabarcıkların çıkmasının nedeni nedir? Sorusuna verilen yanıtlar Tablo7 de gösterilmitir. 22

9 Tablo 5. Örencilerin Elinize kolonya sürdüünüzde elinizin serinlemesinin nedeni nedir? sorusuna verdikleri yanıtlar f % Isı alıverii olduu için serinleriz Buharlama nedeniyle serinleriz Gaz olduu için serinletir Sıvı bir madde olduu için serinletir Alkollü olduu için serinletir Kokusundan dolayı ferahlarız Asit vardır o yüzden elimizi serinletir. 6 2 Tablo 5 incelendiinde, örencilerin %33 (f=99) ünün ısı alıverii olduu için serinleriz ve %24 (f=72) ünün de buharlama nedeniyle serinleriz yanıtını verdikleri görülmektedir. Bu yantlar, doru ya da kısmen doru olarak deerlendirilebilir. Ancak bu yanıtların dıındaki %43 (f=129) oranındaki yanıtlar örencilerin kavram yanılgılarına iaret etmektedir. Tablo 6. Çamaırların sıcak yerde mi yoksa souk yerde mi daha çabuk kuruyacaına dair örenci açıklamaları Sıcak yerde daha çabuk kurur çünkü Souk yerde çabuk kurur çünkü, f % Sıcakta buharlama çabuk olur Neden belirtilmemi Sıcak yerde ısı alıverii olur Souk yerde çamaırlar nemlenir Toplam (sıcak yerde kurur) Neden belirtilmemi Toplam (souk yerde daha çabuk kurur) 18 6 Örencilerin toplamda %94 (f=282) ü çamaırların sıcak yerde daha çabuk kuruyacaını bilmesine ramen, örencilerin %6 (f=18) sında çamaırlar souk yerde daha çabuk kurur yanılgısına rastlanmıtır. Çamaırların sıcak yerde daha çabuk kuruyacaını bilen örencilerin %35 (f=105) i bu durumun nedeni olarak sıcakta buharlamanın daha çabuk olacaını, %19.7 (f=59) si ise sıcak yerde ısı alıverii olacaını ifade etmitir. Örencilerin %33 (f=99) ü ise çamaırların sıcak yerde daha çabuk kuruyacaını ifade etmelerine ramen bunun nedenini belirtmemilerdir. Burada örencilerin günlük hayatta çok yakından gördükleri olayları daha iyi kavradıkları sonucuna varılabilir. Tablo 7. Örencilere göre kaynayan suda kabarcıkların çıkmasının nedeni. f % Kaynayan su her taraftan buharlatıı için Su ısındıı için Su kaynadıı için Su buharı (gaz) olutuu için Kaynayan suyun içi çok sıcak olduu için Genlemeden dolayı 6 2 Atomların titreimi yüzünden

10 Kaynayan sudan niçin kabarcıklar çıkar? sorusuna verilen yanıtlar incelendiinde örencilerin %23 (f=69) ünün su ısındıı için, %22 (f=66) sinin su kaynadıı için ve %8.3(25) ü ise kaynayan suyun içi çok sıcak olduu için eklinde açıklamalarda bulundukları görülmütür. Örencilerin yalnızca %27 (f=81) si kaynayan su her taraftan buharlatıı için kabarcıklar çıkar yanıtını vermilerdir. Buharlama ve kaynama ile ilgili olarak yarı yapılandırılmı görümeyle elde edilen bulgular Buharlama ve kaynama ilgili olarak örencilerle yapılan yarı yapılandırılmı görümelerde örencilere dört soru yöneltilmitir.sorulara verilen yanıtlardan elde edilen bulgular Tablo 8 ve Tablo 9 da gösterilmitir. Tablo 8. Buharlama ve kaynama konusundaki görümelerde örencilerden alınan yanıtlar Sorular Bir bardak çeme suyunu ısıtmaya balarsak suda nelerin deitiini söyleyebiliriz? Yanıtlar Sıcaklık deiir Isınır Buharlaır Kaynar Kütlesi ya da aırlıı artar f % f % f % f % f % buhar hava gaz kaynama Yanıtsız Kaynayan sudaki f % f % f % f % f % kabarcıklar sizce nedir? Yarı yapılandırılmı görüme sırasında, ilk olarak örencilere buharlama ve kaynama ile ilgili yapmı oldukları deneyler hatırlatılmı, ardından bunlara ilikin sorular yöneltilmitir. Bir bardak çeme suyunu ısıtmaya balarsak suda nelerin deitiini söyleyebiliriz? sorusuna örencilerin %30 (f=18) u sıcaklıı deiir, %25 (f=15) i ısınır, yine %25 (f=15) i buharlaır eklinde doru yanıtlar vermilerdir. Örencilerin %15 (f=9) i kaynar ve %5 (f=3) i kütlesi ya da aırlıı artar yanıtını vermilerdir. Bu yanıtlar örencilerin buharlama ve kaynamayı birbirine karıtırdıkları ve ısının bir madde olarak algılanması sonucu suyun kütlesinin ya da aırlıının artacaını düündüklerini göstermektedir. Kaynayan sudaki kabarcıklar sizce nedir? sorusuna örencilerin %35 (f=21) i kaynayan sudaki kabarcıklar buhardır diyerek doru yanıtı bilmilerdir. Kaynayan sudaki kabarcıkları örencilerin %35 (f=21) i hava, %10 (f=6) u gaz, %10 (f=6) u kaynama olarak belirtirken, %10 (f=6) u ise bu soruyu bir yanıt vermemitir. Tablo 9. Buharlama ve kaynama konusundaki görümelerde örencilerden alınan yanıtlar Sorular Buharlama her sıcaklıkta gerçekleir mi? Kaynama her sıcaklıkta gerçekleir mi? Yanıtlar gerçekleir gerçeklemez Maddeye göre deiir f % f % f % gerçekleir gerçeklemez Yanıt yok f % f % f %

11 Örencilerin %25 (f=15) inin buharlamanın her sıcaklıkta gerçeklemeyeceini belirtmelerine ramen %70 (42) i buharlamanın her sıcaklıkta gerçekleeceini bilmektedir. Benzer ekilde örencilerin %25 (f=15) inin kaynamanın her sıcaklıkta gerçekleeceini belirtmelerine ramen %75 (f=45) i kaynamanın her sıcaklıkta gerçekleemeyeceini bilmektedir. Buharlama her sıcaklıkta gerçeklemez eklinde düünenlerle kaynama her sıcaklıkta gerçekleir eklinde düünenlerin buharlama ve kaynama olaylarını birbirleriyle karıtırdıı görülmektedir. TARTIMA VE SONUÇ Bu çalıma ilköretim beinci sınıf örencilerinin ısı - sıcaklık ve buharlama - kaynama konularındaki kavram yanılgılarını belirlemek amacıyla yapılmıtır. Belirlenen kavram yanılgılarının birçounun literatürde karılaılan kavram yanılgılarını iaret ettii görülmektedir. Çalımanın bulgularından elde edilen sonuçlara göre, örencilerin yarısına yakını ısının termometre ile ölçüldüünü, üçte ikisinin sıcaklıın bir enerji çeidi olduunu, üçte birinden fazlasının odunun yandıında dıarıya sıcaklık verdiini düünmesi, ısı ve sıcaklık kavramlarının örenciler tarafından birbirine karıtırıldıını göstermektedir. Yapılan literatür çalımasında Kaptan ve Korkmaz (2001) ın sınıf öretmeni adaylarıyla gerçekletirdikleri çalımada, örencilerin büyük bir çounluunun ısı ile sıcaklık kavramlarının aynı anlamda olduunu ifade ettikleri görülmütür. Aydoan vd. (2003) nin çalımarında ise örencilerin, çounlukla ısı ve sıcaklık kavramlarını birbirine karıtırmakla birlikte, sıcaklıı da ısı gibi bir tür enerji olarak düündüü belirtilmektedir. Bu çalımada, örencilerin üçte birinden fazlası bir maddenin sıcaklıı arttıkça kütlesinin de artacaını, bete birine yakını ısının bir madde olduunu, onda birinin ısının kütlesi olduunu düündüü saptanmıtır. Erickson (1979,1980) yaptıı çalımalarda örencilerin, ısıyı souk ortamdan sıcak ortama akan bir madde gibi algıladıklarını belirtmitir. Örencilerin buharlama - kaynama sorularına verdikleri yanıtlar incelendiinde suyun her sıcaklıkta buharlamayacaını düünenlerin oranın yarıdan fazla olması buharlama kavramının kaynama ile karıtırıldıını göstermektedir. Suyun buharlaması için kaynaması gerektiini düünenlerin de üçte iki gibi çok yüksek bir oranda olması buharlama kaynama konusundaki yanılgıyı güçlendirmektedir. Buharlama ve kaynama ile ilgili sonuçlarda, örencilerin %16.7 si kaynamanın sıvının yüzeyinde gerçekletii, benzer ekilde %14 ünün ise buharlamanın sıvının her noktasında gerçekletii eklinde bir yanılgıya sahip olmaları da yine bu örencilerin buharlama ve kaynama olayını birbiriyle karıtırdıklarını göstermektedir Aydoan vd. (2003) tarafından lise ve üniversite örencileriyle yapılan bir çalımada, örencilerin %24 ünün sadece kaynama noktası veya daha yüksek sıcaklık deerleri için buharlama olduunu belirterek buharlama ile kaynama olaylarını birbirine karıtırdıkları sonucuna ulamılardır. Cotu vd. (2007) de yaptıkları çalımada örencilerin kaynama olayını sıvı yüzeyinde gerçekleen bir olay olduunu düündükleri belirtilmektedir. Kaynama ile ilgili bulgular incelendiinde örencilerin üçte birinden fazlası kaynayan sudan hava kabarcıkları çıktıını, onda biri ise kabarcıkların gaz olduunu belirtmesi, örencilerin bu konudaki kavram yanılgılarını ortaya koymaktadır. Kaynama kavramıyla ilgili literatürde var olan bir çok çalımada, kaynama anında oluan kabarcıklar içerisinde bulunan maddenin ne olduuna ilikin bir soruya yer verilmitir (Cotu vd., 2007; Paik vd., 2004; Cotu, 2002; Aya ve Cotu, 2001) Bu çalımalarda, örencilerin kaynama anında oluan kabarcıkların içerisinde ısı, hava, oksijen ve hidrojen gazı, sıcak hava ve karbondioksit gazı bulunduunu düündüü belirtilmektedir. 25

12 Çamaırları sıcak yerde mi yoksa souk yerde mi daha çabuk kuruturuz? ve bir bardak sıcak suyu nasıl soutabiliriz? sorularını daha yüksek oranda doru yanıt vermeleri, örencilerin günlük yaamda sıkça karılatıkları bazı olayları daha kolay kavradıklarını göstermektedir. Bu nedenle kavram öretiminin günlük yaamla ilikilendirilerek yapılmasına, dikkat edilmesi ve özen gösterilmesine ihtiyaç vardır. Aratırmanın yapıldıı okullarda öretmen ve örenci görümelerinde Fen ve Teknoloji dersinde aratırma kapsamındaki konularla ilgili etkinlik ve deneylerin gerçekletirildii örenilmitir. Örencilerin önceki deneyimleri ve algılarının faklılıı yapılan etkinlik ya da deneylerden farklı sonuçlar çıkarmasına sebep olacaı düünülerek öretmenlerin deney ve etkinlik balarında örencilerin ön bilgilerini yoklamaları sonunda ise etkinlikten ya da deneyden çıkardıkları sonuçları gözden geçirmeleri gereklilii bu çalımayla bir kez daha vurgulanabilir. Kavramların doru yapılandırılmasının özellikle de ilköretim birinci kademede oldukça zor ve bir o kadar da önemli olduu bir gerçektir. Bu problemin çözülmesi ancak öretmenlerin bu konudaki çabalarıyla mümkün olabilecektir. Öretmenlerin Fen ve Teknoloji Programındaki yeniliklere uyum salaması, alıılmı yöntemlerin deitirilmesi ve yerine yeni yöntemler koyabilmesi bir süreçtir. Bu sürecin zararsız atlatılabilmesi için yardım arttır. Kavram öretimi konusunda öretmenlerin hizmet öncesi aldıkları eitim yeterli görülmemeli hizmet içi eitimle de konunun önemi ve acillii kavratılmalıdır. Fen ve Teknoloji kılavuz kitaplarında belirgin kavram yanılgıları konusunda öretmenlere küçük uyarılarda bulunulmutur ama yeterli deildir. Bu kavram yanılgılarını ortaya çıkaracak ya da kavram yanılgısının olumasını engelleyecek özel etkinlikler ve yöntemler önerilmeli ve bu özel etkinlikler ve yöntemler konusunda öretmenlerin bilgilendirilmesi salanmalıdır. KAYNAKLAR Ayas, A. & Çepni, S., Johnson, D. & Turgut, M.F. (1997), Kimya öretimi. Ankara: YÖK/Dünya Bankası Milli Eitimi Gelitirme Projesi Hizmet Öncesi Öretmen Eitimi yayınları. Ayas, A. & Cotu, B. (2001). Lise 1 Örencilerinin buharlama, younlama ve kaynama kavramlarını anlama seviyeleri, Fen Bilimleri Eitim Sempozyumu Bildiriler içinde (ss ). stanbul: Maltepe Üniversitesi. Aydoan, S., Güne, B. & Gülçiçek, Ç. (2003). Isı ve sıcaklık konusunda kavram yanılgıları, G.Ü. Gazi Eitim Fakültesi Dergisi, 23( 2), Baki, A. (1999). Cebirle ilgili ilem yanılgılarının deerlendirilmesi. III. Fen Bilimleri Eitimi Sempozyumu Bildiriler içinde (ss ). Trabzon: Karadeniz Teknik Üniversitesi. Cleminson, A. (1990), Establishing and epistemological base for science teaching in the light of contemporary notions of the nature of science and of how children learn science, Journal of Research in Science Teaching, 27(5), Çepni, S. (2005). Kuramdan Uygulamaya Fen ve Teknoloji (4.baskı). Ankara: PegemA Yayıncılık. Cotu, B. (2002). Ortaöretimin farklı seviyelerindeki örencilerin buharlama, younlama ve kaynama kavramlarını anlama düzeylerine ilikin bir çalıma. Yayınlanmamı yüksek lisans tezi. Trabzon: K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Cotu, B., Aya, A. & Ünal, S. (2007). Kavram yanılgıları ve olası nedenleri: kaynama kavramı. Kastamonu Eitim Dergisi, 15(1), Ericson, G.L. (1979). Children s conceptions of heat and temperature. Science Education, 63(3), Ericson, G. L. (1980). Children's viewpoint ofheat: A second look. Science Educatin, 64(3),

13 Ericson, G. & Tiberghien, A. (1985). Heat and Temperature. In R. Driver, E. Guesne, & A Tiberghien(Eds.), Children's ideas in science. Philadelphia, PA: Open University Press. Eryılmaz, A. & Tatlı, A. (2000).ODTÜ örencilerinin mekanik konusundaki kavram yanılgıları. Hacettepe Üniversitesi Eitim Fakültesi Dergisi, 18, Gülçiçek, Ç. (2002). Lise 2. sınıf örencilerinin mekanik enerjinin korunumu konusundaki kavram yanılgıları. Gazi Eitim Bilimleri Enstitüsü. Ankara. (Yayınlanmamı Yüksek Lisans Tezi) Harrison, A. G., Grayson, D. J., & Treagust, D. F. (1999). Investigation a grade II student's evolving conceptions of heat and temperature. Journal of Research in Science Teaching, 36(1), Gönen, S & Akgün, A. (2005). Isı ve sıcaklık kavramları arasındaki iliki ile ilgili olarak gelitirilen çalıma yapraının uygulanabilirliinin incelenmesi. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 3(11), Kaptan, F. (1998). Fen Bilgisi Öretimi. Ankara: Anı Yayıncılık. Kaptan, F. & Korkmaz, H. (2001). hizmet öncesi sınıf öretmenlerinin fen eitiminde ısı ve sıcaklıkla ilgili kavram yanılgıları. Hacettepe Üniversitesi Eitim Fakültesi Dergisi, 21, Karasar, N. (2002). Bilimsel Aratırma Yöntemi: Kavramlar, lkeler ve Teknikler. Ankara: Nobel Yayıncılık. Kesidou, S. & Duit, R. (1993). Students'conceptions of the second law of thermodynamics- an interpretive study. Journal of Research in Science Teaching, 30(1), MEB, (2005). Fen ve Teknoloji Programı. Ankara: MEB Yayınları. McDermott, L.C. (2003). Improving student learning in sciences. Physical Science News, 4(2), Nakibolu, C. & Özkılıç, R. (2006). 4. sınıf örencilerinin gazlar ile ilgili kavram yanılgılarının V-diyagramı kullanılarak belirlenmesi. adresinden 10 Mart 2007 tarihinde indirilmitir. Paik S-H., Kim H-N., Cho B-K & Park J-W. (2004). K-8th grade Korean students conceptions of changes of state and conditions for changes of state, International Journal of Science Education, 26(2), Rowell, A. J. Dawson, C. J. & Harry, L. (1990). Changing misconceptions: a challenge to science education. International Journal Science Education, 12( 2), Türnüklü, A. (2000). Eitim bilim aratırmalarında etkin olarak kullanılabilecek nitel bir aratırma teknii: Görüme. Kuram ve Uygulamada Eitim Yönetimi, 6 (24), Wessel, W. E. (2000). Knowledge construction in high school physics: A study of student/teacher ınteractions. Physics in Canada, 56 (4),