FİZİKTE BİLGİSAYAR DESTEKLİ KULLANIM DERSİNE YÖNELİK BİR REHBER MATERYAL GELİŞTİRME ÇALIŞMASI: ÖĞRETMEN EĞİTİMİ II

Transkript

1 FİZİKTE BİLGİSAYAR DESTEKLİ KULLANIM DERSİNE YÖNELİK BİR REHBER MATERYAL GELİŞTİRME ÇALIŞMASI: ÖĞRETMEN EĞİTİMİ II Nevzat YİĞİT K.T.Ü. Fatih Eğitim Fakültesi, OFMA Eğitimi Bölümü, Fizik Eğitimi Anabilim Dalı ÖZET Soyut kavram ve olguların algılanmasındaki güçlüklerin giderilmesi için bilgisayar destekli öğretimden (BDÖ) yararlanılmaktadır. BDÖ, genellikle hazır ders yazılım uygulamalarıyla gerçekleştirilmekte ve bu mevcut yazılımlar pek çok araştırmacı tarafından eleştirilmektedir. Bununla birlikte, ideal olanın öğretmenin kendi ders materyallerini hazırlayabilmesidir. Bunun etkili olarak gerçekleştirilmesi ise hizmet öncesi öğretmen eğitiminden geçmektedir. Bu bağlamda LOGO programlama dili, çeşitli sınırlılıklarına rağmen fen ve fizik öğretimi için kullanılabilmektedir. Ülkemizde bu programlama diliyle çeşitli çalışmalar yapılmış olmasına rağmen fizik dersine yönelik rehberlik özelliği olan kaynaklara rastlanmamaktadır. Bu çalışmanın amacı, logo programlama dilinin uygulamalarda nasıl kullanılabildiğini örnekler üzerinde, materyal geliştirme yaklaşımlarına uygun olarak tartışarak sunmaktır. Örnek materyallerde, canlandırma ve benzeşim programlarında yapılması gereken işlemler aşamalı bir şekilde açıklanmaktadır. 1. GİRİŞ Günümüzde, teknolojinin yeni araçları kullanıma sokarak iletişim biçimlerini değiştirmesi, nitelikli bireylerin yetişmesi beklentisini artırmaktadır. Bilgi çağı toplumlarının bu beklentilere cevap verebilmesi, eğitim programları, öğretmen yetiştirme ve fiziki ortam gibi değişkenlerin iyileştirilmesine bağlıdır. Öğrenme ortamlarındaki tahta-tebeşir döngüsünden uzaklaşılmasının temelinde yeni teknolojilerin kullanılması yatmaktadır. Öğretimde kullanımı en etkili olabilecek bilgisayar, eğitim-öğretim sürecinin ve niteliğinin gelişmesini destekleyen teknolojik bir araçtır. Eğitim alanında, nitelikli öğretmenlerin sayıca artan öğrenci karşısında yetersiz kalması ve gelişen teknolojiye paralel olarak kazandırılması gereken davranışlardaki artış pek çok sorunun ortaya çıkmasına neden olmuştur. Buna karşın, eğitime olan talep de sürekli olarak artmakta ve eğitim olanaklarından daha fazla yararlanma isteği bireysel öğretimi daha önemli hale getirmektedir. Eğitimle direkt ilişkili olarak belirtilen bu gibi nedenler, bilgisayarın eğitim-öğretimde kullanımını zorunlu hale getirmektedir. Ayrıca, bilgisayarın öğrenciyi daha çok güdülemesi ve öğretim programlarındaki esnekliği artırması da eğitimde bilgisayar kullanımının gerekçesi olarak ileri sürülmektedir (Uşun, 2000). Ülkemizde BDÖ uygulamalarında, herhangi bir disipline (fizik, kimya, vb.) yönelik olarak materyal bulmak ve geliştirmek önemli sorunlardandır. Bununla birlikte, logo uygulamalarının öğrenci merkezli oluşu, ortamın cazibesi, görsel zenginliği ve öğrenci motivasyonunu artırması açısından düşünüldüğünde, bu programlama diliyle yapılacak öğretimin yeri göz ardı edilemeyecektir (Arı ve Bayhan, 1999). Logo programlama dili, BDÖ de kullanılabilmesinin yanında, öğretimde kullanımıyla ilgili materyal eksikliği da olduğu bilinmektedir. Yeni yetişen öğretmen adaylarının hem kendi özel ders yazılımlarını tasarlayabilecekleri hem de bilimsel süreç becerilerini geliştirebilecekleri düşünülen bu yaklaşımla daha nitelikli öğrenmelerin sağlanacağı düşünülmektedir (Yiğit ve Kurnaz, 2002). Bu çalışmanın amacı, Logo programlama dilinin bilgisayar destekli fen/fizik öğretiminde kullanılmasına yönelik bir rehber materyal geliştirmektir. 2. YÖNTEM Tarama modelleri kapsamında yürütülen bu çalışmada, ilk olarak LOGO programlama diliyle ilgili ulaşılabilen kaynaklardan bilgi verilmiştir. İkinci olarak, K.T.Ü. Fatih Eğitim Fakültesinde 4 yıldan bu yana yürütülmekte olan Fizikte Bilgisayar Destekli Kullanım (FBDK) derslerinde yapılan ödev çalışmalar incelenmiş ve materyal geliştirme ilkelerine uygun olarak ilgili öğretmen adaylarının düşünceleri doğrultusunda FBDK dersinde kullanılabilecek materyallere son şekilleri verilmiştir. 3. LOGO VE PROGRAMDA UYGULAMALAR Bu bölümde ilk olarak Logo ve özelliklerinin neler olduğu açıklanmış, ikinci olarak bu programlama diliyle yapılabilecek çalışmalara basitten karmaşığa doğru örnekler verilmiştir Logo ve Özellikleri Bir öğrenme dili olan logo (Language Of Graphical Output), görsel çıktı dili anlamına gelmektedir lı yıllarda Seymour Papert tarafından MIT (Massachussetts Institute of Technology) laboratuarlarında geliştirilmiştir. Papert, logo çalışmalarına soyut olguları öğretmek için, çocuğun formal düşünme yaşına gelmesinin gerekmediği ve farklı uygulamalarla soyut kavramların

2 öğretilebileceği düşüncesinden yola çıkarak başlamıştır. Logo dili önceleri bilgisayara bağlı özel bir zemin üzerindeki oyuncağa benzer bir kaplumbağaya komutlar girip, istenilen geometrik şekilleri çizdirmek için kullanıldı. Bu işlem sonradan bilgisayar ekranında sunulan bir ekranda yerine getirilmeye başlandı (Akpınar, 1999). Şekil 1 de Windows ile uyumlu sürümü olan Winlogo nun bilgisayar ekranında görünümü yer almaktadır. Şekil 1. Winlogo nun görünümü LOGO nun Windows ta aynı anda görünen çalışma (Work), dönüt (Text) ve grafik (Graphics) olmak üzere üç sayfası vardır. Kaplumbağa grafik sayfasının tam ortasındadır. Çalışma sayfasında yazılan komutlara bağlı olarak kaplumbağanın iz bırakması ile grafik sayfasında görsel çıktılar elde edilir. Kaplumbağanın iz bırakan hareketi düşünülerek geliştirilebilecek uygun programlar sayesinde fizikteki soyut olayları canlandırmak ve benzeşimleri tasarlayabilmek mümkündür (Alev, 1997). Bu, tıpkı kare kare resimlenip hızlı bir şekilde gösterilerek oluşturulan çizgi filme benzer. Buradan anlaşılacağı gibi, programlanmış bir projenin bütün olmadığı, bunun yerine parça parça programcıklardan oluştuğu görülür. Work, programların yazıldığı; text ise yazılan programlar hakkında bilgilendirmenin yapıldığı sayfadır. Aşağıda logo nun BDÖ amaçlı programların en çok kullanılan türlerine yönelik özellikleri, fizikte örneklendirilerek açıklanmıştır. Tablo 1. Logo nun Özellikleri Kullanıcı dostudur. Benzeşim imkanı sağlar. Program hazırlanırken hata yapıldığında logo programının dönüt sayfasında hatanın ne olduğu görülür. Ekranda görülen canlandırmalar bireylerin isteği doğrultusunda yönlendirilebilir. Işığın ortamlardan geçişi, açıların farklı değerleri için gözlenebilir. Geniş bir laboratuardır. Yüksek maliyetli deneyler ile laboratuar ortamında yapılması tehlikeli deneyleri canlandırma olanağı sağlar. Compton olayını canlandırır. Tabloda belirtilen özelliklerin yanında logo; Etkileşimlidir; çabuk oluşturulmuş komutlar yazılmasına izin verdiği gibi bir program satırını değiştirmek oldukça hızlı ve kolaydır.

3 Tekrarlıdır; bir prosedürün kendisinin bir alt prosedürü olmasına izin verir. Program içinde kullanılan bir değişken herhangi bir değeri alabilir. Kaplumbağa geometrisi düşüncesinde görüldüğü gibi ilginç uygulamalar için düzenlenmiştir. Yukarıdaki belirtilen yeterlikler hazır yazılım ortamlarında da ulaşılabilecek türden olmakla birlikte, logo ile gelen farklılık; bunların, küçük programcıklar üzerindeki uğraşılar sonucu fark edilmesidir (Yiğit, 1999) Logo İle İlgili Program Hazırlama İncelenen çalışmalardan faydalanarak canlandırma ve benzeşimler için izlenmesi gereken sıra en basitten en karmaşığa doğru sıralanmıştır. Program yazma Logo da program yazmak için bir sıralama takip edilir. Bu sıralama, TO ile başlar ve bir isim alır sonra, komut dizgesi ile noktalanır. Logo nun programı tanıması için enter onay tuşuna basılır. TO ÜÇGEN REPEAT 3 [FD 50 RT 120] ÜÇGEN + Enter TO ÇBR REPEAT 360 [FD.3 RT 1] ÇBR + Enter Şekil 1. Üçgen İşlemleri sonucu ne gözlemliyorsunuz? Programda değişken kullanma Kenarları 40, 100 veya 5 birim olan üçgenlere ihtiyaç duyulduğunda yapılması gereken programda değişken kullanmaktır. Harfler, programda değişken olarak kullanılabilir. Örneğin, a değişkenine bağlı olarak yukarıdaki ÜÇGEN programı yeniden yazılırsa her defasında kenarları farklı değerler alabilecek üçgenler elde edilebilir. TO ÜÇGEN :a REPEAT 3 [FD :a RT 60] 40 birimlik bir üçgen için ÜÇGEN 40 + Enter yazılması yeterlidir. Şekil 2. Üçgen TO ÇEMBER1 :b SETPC 52 REPEAT 360 [FD :b RT 1] RT 45 FD 5 FILL ÇEMBER1.3 + Enter Şekil 3. Çember ÇEMBER1 programında italik olarak yazılan komutlarla çemberin içinin farklı bir renkle renklendirildiğine dikkat ediniz. Yarıçapları birbirinden faklı üç daire nasıl oluşturulabilir? ÜÇGEN ve ÇEMBER1 komutları artık logo için yeni birer komuttur. ÇEMBER1 programı, aşağıdaki programda bir alt prosedür olarak kullanılmıştır. TO ÇEMBERLER1 :b REPEAT 4 [ÇEMBER1 :b LT 90] ÇEMBER1.5 ÇEMBERLER1.7 Şekil 4. Çemberler b değişkenine bağlı olarak yazılan ÇEMBER1 programcığı ÇEMBERLER1 programında da aynı değişkene bağlı olduğuna dikkat ediniz. Döngü programı yazma Logo da bir program döngüsel olarak tekrarlanabilir. Bunun için programın içinde, program adı nın yeniden geçmesi gereklidir. Burada dikkat edilmesi gereken husus, döngünün sonsuza kadar devam etmemesi için bir sınırlama getirilmesidir. Örneğin, N değişkenine bağlı olarak ÇARK programı yazıldıktan sonra bu programcık ÇARKLAR adlı yeni programda bir komut olarak kullanılmaktadır. Döngüyü sağlayan (IF ile başlayan satır) N değişkenine 10 birim eklenerek aynı işlemler tekrar

4 yapılmaktadır. N değişkeni için girilen değer 100 den daha büyük olduğunda grafik ekranındaki şekil tamamlanacaktır (Kurnaz ve Altunkal, 2001). TO ÇARK :N REPEAT 3 [FD :N RT 120] LT 120 REPEAT 3 [FD :N RT 120] LT 120 REPEAT 3 [FD :N RT 120 ] ÇARK 50 + Enter TO ÇARKLAR :N IF :N > 100 [STOP] ÇARK :N ÇARKLAR :N + 10 ÇARKLAR 24 + Enter Şekil 5. Çark Şekil 6. Büyüyen Çarklar Cisim hareketlendirme (Canlandırma) Verilen komutlar doğrultusunda kaplumbağanın iz bırakması periyodik hale getirilirse cisim ekranda hareket ediyor gibi görünür. Aşağıda, Akdeniz ve Yiğit (2001) in canlandırma amaçlı programına yer verilmiştir. TO CİSİM SETPC 11 RT 90 FD 50 LT 90 FD 20 LT 90 FD 15 RT 90 FD 20 LT 90 FD 20 LT 90 FD 20 RT 90 FD 15 LT 90 FD 20 LT 135 FD 5 SETPC 11 FILL BK 5 RT 135 HT TO HAREKET YOL WAIT 40 CİSİM WAIT 100 LT 90 PU FD 200 LT 90 PD CİSİM WAIT 100 LT 90 PU FD 95 LT 90 Şekil 7. Hareket eden cisim PD CİSİM WAIT 100LT 90 PU FD 55 LT 90 PD CİSİM HT Değişkene Bağlı Hareketlendirme (Benzeşim) TO GRAFİK HT SETBG 249 PU HOME PD SETPW 1 PU FD 95 RT 90 BK 240 PD REPEAT 26 [FD 480 RT 90 FD 10 RT 90 FD 480 LT 180] FD 480 PU BK 480 PD LT 90 REPEAT 24 [FD 260 RT 90 FD 10 RT 90 FD 260 LT 90 FD 10 LT 90] FD 260 TO BASLA PU HOME FD 95 RT 90 BK 240 PD TO TOP SETPC 10 SETPW 3 PU LT 90 FD RT 90 PD REPEAT 2160 [FD 0.05 RT 1] PU RT 90 FD PD LT 90 a) yatay 0 b) yatay 30 Şekil 8. Cismin konumları

5 TO YATAY :V SETWS "GRAPHICS [ ] SETPC 16 GRAFİK PU HOME PD BASLA TOP PU FD :V RT 90 FD 10 LT 90 PD TOP PU FD :V RT 90 FD 30 LT 90 PD TOP PU FD :V RT 90 FD 50 LT 90 PD TOP PU FD :V RT 90 FD 70 LT 90 PD TOP PU FD :V RT 90 FD 90 LT 90 PD TOP RT 180 Yiğit ve Akdeniz (2000) in yatay düzlemde hareket konusunun öğretimine yönelik çalışmasından alınan bu etkileşimin istenilen şekilde kullanılması, öğrenci için yapılacak yönlendirmelere bağlıdır. Bu yönlendirmenin nasıl yapılacağı bu çalışmanın kapsamı dışındadır. 4. SONUÇ VE ÖNERİLER Öğretmenlerin, hizmet öncesi eğitimde yetiştirilmesine yönelik olarak alan bilgilerinin kullanılması ve sorgulanmasıyla bireysel öğrenme daha etkili olarak gerçekleşmektedir. Problem çözme becerilerinin etkili olarak geliştirilebilmesi ise, nitelikli çalışma yapraklarının uygulamalarda kullanılmasıyla mümkündür. Bunun için, programların uygulamalarına eşlik edecek ve lise öğrencine kendi başına iş yapma alışkanlığı kazandırması amacıyla hazırlanan çalışma yapraklarının anlaşılır, dikkat çekici ve ne yapılacağını açıkça belirten bir yaklaşımdan bağımsız olarak öğrenciyi yönlendirecek şekilde tasarlanmalıdır. BDÖ materyali hazırlamak isteyen bir öğretmenin tasarım ilkelerini göz önünde bulundurarak sırayla üç adımda belirtilenleri yapması gerekir. 1) Canlandırma veya etkileşimi hazırlanacak konunun davranışlarını belirler. Davranışların kazandırılmasına yönelik nasıl bir yazılım hazırlanacağına karar verildikten sonra logo programları yardımıyla çalışma tasarlanır. Tasarım sürecinde çalışma yapraklarının da düşünülmesi materyalin daha etkili olarak oluşturulmasına yardımcı olur. 2) Öğretmen adayları ve alan eğitimi uzmanlarıyla tartışılarak ön değerlendirmeler yapılır ve taslak program hazırlanmış olur. Daha sonra hazırlanan materyal 2-3 lise öğrencisi üzerinde çalışma yaprakları ile uygulanır. Bu süreçte, öğrencinin neleri, nerede, neden uyguladığı/uygulayamadığı gözlenerek ve yardıma ihtiyaç duyduğu noktalar belirlenmeye çalışılır. Çalışma yaprakları (ÇY) ile esas olan öğrencinin, öğretmenin yardımına en az ihtiyaç duyacak şekilde yönlendirilmesi olduğundan, yapraklardaki dönütler de ÇY nın geliştirilmesini sağlar. 3) Son değerlendirmeler bölümünde, öğrencilere uygulanacak başarı testi, anket ve bire bir mülakatlarla programın amaçlanan davranışları daha etkili olarak kazandırabilmesine yönelik bulgular toplanmaya çalışılır ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda materyal yeniden düzenlenerek son haline getirilir. 5. KAYNAKLAR Akdeniz, A. R. ve Yiğit, N. (2001). Fen bilimleri öğretiminde bilgisayar (logo) destekli materyallerin öğrenci başarısı üzerine etkisi: sürtünme kuvveti örneği (ss ).istanbul: Yeni bin yılın başında Türkiye de fen bilimleri eğitimi sempozyumu bildiri kitabı. Akpınar, Y. (1999). Bilgisayar destekli öğretim ve uygulamalar. Ankara: Anı Yayıncılık. Alev, N. (1997). Fizik eğitim öğretiminde bilgisayar destekli yaklaşım. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, K.T.Ü. Trabzon. Arı, M. ve Bayhan, P. (1999). Okul öncesi dönemde bilgisayar destekli eğitim. İstanbul: Epsilon yayıncılık. Kurnaz, M. A. Altunkal, A. (2001). Fizik öğretiminde logo. Dr.Nevzat Yiğit danışmanlığındaki Alan Çalışması projesi. Trabzon. Uşun, S. (2000). Dünyada ve Türkiye de Bilgisayar Destekli Öğretim. Ankara: Pegem Yayıncılık. Yiğit, N. (1999). FİZO 365 Fizik öğretiminde bilgisayar destekli kullanım ders notları. K.T.Ü. Yiğit, N. ve Akdeniz, A. R. (2000). Fizik öğretiminde bilgisayar destekli materyallerin geliştirilmesi: öğrenci çalışma yaprakları (ss ). Ankara: Milli eğitim basımevi (IV Fen Bilimleri eğitimi kongresi 2000).