Fen Bilgisinin İçeriği

Transkript

1 Fen Bilgisinin İçeriği Yazar Yrd.Doç.Dr.Berna GÜCÜM ÜNİTE 3 Amaçlar Bu üniteyi çalıştıktan sonra; bilimsel bilgilerin neler olduğunu kavrayabilecek, bilimsel bilgiler arasındaki farkları açıklayabilecek, bilgi edinme yollarını sınıflayabilecek, bilimsel tutumların neler olduğunu açıklayabilecek, bilişsel süreç becerilerinin neler olduğunu açıklayabilecek, bilimsel yöntemi ve aşamalarını kavrayabilecek, bilimsel araştırma becerilerini kavrayabileceksiniz. İçindekiler Giriş 33 Bilimsel Bilgiler 33 Bilimsel Bilgileri Edinme Yolları 35 Bilimsel Yöntem ve Araştırma Becerileri 37 Özet 39 Değerlendirme Soruları 40 Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar 41

2 Çalışma Önerileri Bu üniteye başlamadan önce, fen bilgisi içeriğinin nelerden oluştuğunu düşününüz. Bilim, bilimsel yöntem ve bilimsel araştırma konularıyla ilgili önceki bilgilerinizi hatırlayınız. ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ

3 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ Giriş Birinci ünitede bilimin oluşumu ve bağlantılı olarak fen bilimlerinin gelişimi ile ilgili yapılan açıklamalardan anlaşılacağı üzere, fen bilimleri denildiğinde "bilimsel bilgiler" ile "bilgi edinme yolları" (bilimsel süreçler) akla gelmektedir. Fen bilgisi içeriğinin incelendiği bu ünitede, önce bilimsel bilgilerle ilgili açıklamalar yapılmış, daha sonra da bilgi edinme yolları üzerinde durulmuştur. 2. Bilimsel Bilgiler Bilimsel bilgiler, insanın yeryüzüne gelişinden bugüne kadar, gereksinimlerini gidermek için doğal çevresiyle etkileşmesi sırasında edindiği bilgiler arasından süzülmüş,belli bir düzene göre biriktirilmiş,denenerek güvenirliği kanıtlanmış geçerli bilgileri kapsar. Bilimsel bilgiler insanoğlunun, doğal çevresini anlama, açıklama ve kontrol altına almasını kolaylaştırarak daha rahat ve güvenli bir yaşam sürmesini olanaklı kılar. Bilimsel bilgiler nasıl gruplandırılır? Bilimsel bilgiler; olgusal önermeler kavramlar bilimsel genellemeler denenceler bilimsel yasalar kuramlar olarak gruplandırılır.? 2.1. Olgusal Önermeler Doğrudan veya dolaylı bir tek gözlem sonucunda saptanan ve herkes tarafından aynı şekilde gözlenebilen gerçeklere olgu denir. Bir tek gözlem sonucu saptanan olgunun ifade edilmiş biçimine de olgusal önerme denilir. Hiçbir önerme, gözlem ve deney sonuçlarına dayanılarak kanıtlanmadıkça doğru kabul edilmez.örneğin, bakırın elektriği iletmesi bir olgudur. Bu olgu, isteyen herkes tarafından tekrarlanıp gözlenebilir. Bu olguyu, Bakır elektriği iletir cümlesiyle anlatabiliriz. Bu anlatım bir olgusal önermedir. AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ

4 34 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ 2.2. Kavramlar Kavramlar, aynı guruptan varlıklar veya olguların ortak özelliklerini içeren anlamlardır. Kavramlar, varlıklar veya olgularla ilgili olarak geçirilen yaşantılar sonucu zihinde oluşur.varlık veya olgu türüyle ilgili olarak geçirilen yaşantı sayısı ne kadar fazla ve çeşitliyse, zihinde o varlık veya olgu türüyle ilgili olarak geliştirilen kavram da o kadar soyut olur. Örneğin evlerindeki çöp kutusu ile ilgili olarak zihninde belli bir çöp kutusu kavramı oluşturan, ancak daha sonra bilgisayar monitöründeki sanal çöp kutusunu da tanıyan bir çocuk, zihninde çöp kutusu ile ilgili olarak önceden oluşturduğu kavramı yeniden düzenleyerek ona daha soyut bir nitelik kazandırır. Kavramların öğrenciler tarafından anlaşılıp anlaşılmadığı, onlara çeşitli seçenekler sunularak sınanır. Örneğin,öğrencilere sodyum kavramı ile ilgili olarak Sodyum metal midir, yoksa ametal midir? sorusu yöneltilerek öğrencilerin kendilerine sunulan bu iki seçenekten doğru olanını seçmeleri istenir.öğrencilerin kavramla ilgili doğru seçeneği seçmeleri onların kavramı anladıklarını gösterir. Kavramların varlıkları veya olguları sınıflama, ayırt etme özellikleri olduğu gibi ortak hale getirme, bütünleştirme özellikleri de vardır. Örneğin rende, makara, kaldıraç basit makinalar olarak sınıflandırılır. "Tüylü olma, ve yumurtlama gibi özellikler de kuş kavramında bir araya gelir. 2.3.Bilimsel Genellemeler Bilimsel genellemelere değişik türden olgu ya da olgusal durumlar gözlenerek ulaşılır. Bilimsel genellemeler, olgular ya da olgusal önermeler arasındaki ilişkileri belirleyen ifadelerdir.örneğin, herbiri bir olgu olan, "suyun içinde bulunduğu kabın şeklini alması," "zeytinyağının içinde bulunduğu kabın şeklini alması," "gaz yağının içinde bulunduğu kabın şeklini alması"... gibi "farklı sıvıların içinde bulundukları kabın şeklini almaları," sayılan bütün maddelerin sıvı olduğu düşünülerek, Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini alır biçiminde ifade edilir. Böylece değişik maddelerle ayrı ayrı gözlenen bir özellik daha büyük bir guruba genellenmiş olur Denenceler Denence, yeni gözlenen bir olgu veya olayın ya da karşılaşılan bir problemin, daha önceki bilgi ve deneyimlere dayalı olarak önerilmiş, ancak doğruluğu henüz sınanmamış bir ifadesidir. Bir başka deyişle denenceler, denenmeye ve doğru ya da yanlışlığı kanıtlanmaya muhtaç genelleme veya önermelerdir. Denenceler, doğrudan ya da dolaylı gözlem yoluyla elde edilen veriler çözümlenerek sınanır. Verilerin çözümlenmesi sonucunda denence kabul ya da red edilir. ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ

5 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ Bilimsel Yasalar Bilimsel yasalar olgu niteliği gösteren doğruluğu kanıtlanmış evrensel düzeydeki bilimsel genellemelerdir. Bu tür genellemeler birbirleriyle tutarlı olgusal önermelere dayalı olarak oluşturulmuşlardır. Bunlar, belli koşullar altında her yerde ve her zaman geçerlidirler. Örneğin, Arşimet yasası, Mendel yasaları, Ohm yasası bu türden bilimsel genellemelerdir Kuramlar Olgu ya da olguları açıklayan kavramsal sisteme, kuram ya da teori denilir. Kuramlar kesin olarak ispatlanamamakla birlikte, doğru oldukları kuvvetli kanıtlarla desteklenmektedir. Kuramlar, sürekli olarak geliştirilmeye açık kavramsal yapılar olarak görülür. Geçerliğini kaybeden ya da zayıflayan kuramlar, ya atılır ya da yeniden tanımlanır. Kuşkusuz bu durum, bilimin kendini eleştiren, yenileyen ve geliştiren bir özelliğe sahip olmasından kaynaklanır. Örneğin, Kullanılmayan organlar işlevini yitirir, biçiminde ifade edilen bir kuram, Lamarc ın üzerinde çalışıp geliştirdiği bir bilgi sistemidir. Bu kuramın doğruluğu kesin olarak ispatlanamamakla birlikte, yanlış olduğuna ilişkin de herhangi bir kanıt bulunmamaktadır. Nitekim vücudumuzda apandisit olarak bilinen kör bağırsağın, kullanılmadığı için işlevini yitirdiği iddia edilmektedir. Kuramlar genelde denence biçiminde ortaya çıkmaktadır. Ortaya çıkan denencenin doğruluğu kesin olarak kanıtlanamazsa ve doğru olma olasılığına ilişkin kuvvetli veriler elde edilirse, o zaman denence kurama dönüşmektedir. Kuşkusuz bu veriler her türlü bilimsel bilgileri ve hatta başka denenceleri de kapsamaktadır. 3. Bilimsel Bilgileri Edinme Yolları Fen bilimlerinin bilimsel bilgiler bölümünü oluşturan kısmı, duragan bir yapıya sahip olmayıp, sürekli değişen, yenilenen, gelişen ve adeta canlı bir görünüm sergileyen bir özelliğe sahiptir. Fen bilimlerinin bu hareketliliği, bilim adamlarının bilinçli olarak izledikleri yollar ve sürdürdükleri çabalardan kaynaklanmaktadır. Bilim adamlarının fen alanında bilgi edinmek için izledikleri yollara "bilimsel süreçler" adı verilmektedir. Bilimsel süreçler de bilimsel tutumlar ve bilişsel süreç becerileri olmak üzere iki grupta toplanmaktadır Bilimsel Tutumlar Bilimsel tutumlar, bilgi edinme yolunda çaba gösteren bilim adamlarında bulunması gereken duyuşsal özelliklerdir. AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ

6 36? FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ Bilim adamları hangi bilimsel tutumlara sahip olmalıdırlar? Bilim adamları, meraklılık, alçak gönüllülük, açık fikirlilik, kuşkuculuk, başarısızlık karşısında yılmama ve doğruluk gibi bilimsel tutumlara sahip olmalıdırlar. Meraklılık: Bu, çocukların doğuştan getirdikleri bir özelliktir. Çocukların meraklılık düzeylerinin en yüksek olduğu dönem, ilköğretim çağının birinci basamağındaki öğrenim yıllarını kapsar. Bu nedenle bu yılların çok iyi değerlendirilmesi gerekir. Çünkü meraklılıkları sayesinde çocuklar, öğrenilecek konular üzerinde daha kolay yoğunlaşabilmektedirler. Alçak gönüllülük: Bu, herkeste bulunması istenen, ancak fen alanında çalışan kişilerde özellikle bulunması gereken bir niteliktir. Çünkü fen alanındaki önemli problemler, küçük ayrıntılara alçak gönüllülükle eğilinerek çözüme kavuşturulabilmektedir. Açık fikirlilik: Bilim adamı doğruluğu kanıtlanmış her türlü bilgi ve yeniliğe açık olmalı, kendisinin de yanılabileceğini hiç aklından çıkartmamalıdır. Kuşkuculuk: Bu, fen alanında araştırmacı olarak çalışan kişilerde bulunması gereken en temel özelleklerden birisidir. Bilim adamı, her duyduğuna her okuduğuna hemen inanmamalı, ileri sürülen iddialarla ilgili olarak kanıt aramalıdır. Başarısızlık karşısında yılmama: Bilim adamı olabilmenin en temel koşullarından birisi bireyin başarısızlık karşısında yılmaması, yani sabırlı olmasıdır. Doğruluk: Bu, bilim adamında bulunması gereken en önemli özelliklerden birisidir. Bilim adamı düşünce ve gözlemlerinde yansız olmalı, tüm çabalarını doğruyu ve gerçeği bulma yönünde yoğunlaştırmalıdır. Ayrıca, yaptığı araştırmaların sonuçlarını çarpıtmadan, yansız ve doğru olarak vermelidir. Çünkü hiç kimsenin gelecek kuşakları yanıltmaya hakkı yoktur.? 3.2. Bilişsel Süreç Becerileri Bilim adamları hangi bilişsel süreç becerilerine sahip olmalıdırlar? Bilgi edinme uğraşısı içinde bulunan bilim adamları, gözlem yapabilme, ölçebilme, gözlemlerden sonuç çıkartabilme ve araştırma yapabilme olarak adlandırılan bilişsel süreç becerilerine sahip olmalıdırlar. Gözlem yapabilme: Gözlem, çevrede olup bitenleri duyu organlarını kullanarak doğrudan ya da çeşitli araçlar yardımıyla dolaylı yoldan inceleyerek olgu ve olgusal durumları saptama sürecidir. Fen alanında çalışan herkesin öncelikle gözlem yapabilme becerisini kazanması gerekir. Çünkü gözlem yapabilme, ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ

7 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ 37 bilimsel bilgileri edinmede en gerekli olan becerilerden birisidir. Gözlem yapma becerisini kazanan öğrenciler, çevrelerindeki olup bitenlere karşı daha duyarlı olurlar ve algıladıkları uyarıcılar arasındaki farkı açıklayabilirler. Bu nedenle fen bilgisi derslerinde öğrencilerin, görme, işitme, dokunma, koklama ve tad alma duyularını kullanarak gözlem yapmalarına olanak sağlayacak fırsat ve durumlar yaratılmaya çalışılır. Ölçebilme: Cisim, olgu ve olayların gözlenmiş olan özelliklerine sayısal semboller verme işidir.başka bir deyişle ölçme, cisim, olgu ve olayların, kütle, uzunluk, hacim, zaman ve enerji gibi özelliklerini uygun araçlar kullanarak belli bir birim cinsinden sayısal olarak ifade etme sürecidir. Gözlemlerden sonuç çıkarabilme: Bu süreç, gözlenen olgu veya varlıklarla ilgili olarak kavram geliştirme, sınıflayabilme, genelleme yapabilme, önceden kestirebilme ve iletişim kurabilme gibi becerileri kapsar. Kavram geliştirme, aynı gruptan olgu ya da varlıkların gözlenmesi sonucu, zihinde o olgu ya da varlıkların ortak özellikleriyle ilgili anlam oluşturma sürecidir. Sınıflayabilme, cisimleri olgu ve olayları gözlem ya da ölçme sonucu belirlenen özelliklerine göre gruplayabilme becerisidir. Genelleme yapabilme, cisim,olgu ve olaylar arasındaki ilişkileri daha soyut ve kapsamlı olarak açıklayabilme becerisidir. Önceden kestirebilme, cisim, olgu ve olaylar arasındaki ilişkilerin geçmişine bakarak geleceğe yönelik tahminde bulunma becerisidir. İletişim kurabilme, belirlenen cisim, olgu ve olayları ve bunların birbirleriyle olan ilişkilerini, sayı, zaman ve yer bakımından sözlü ya da yazılı olarak açıklayabilme becerisidir. Araştırma yapabilme: Bu, karşılaşılan güçlük ya da problemin bilimsel yöntem uygulanarak çözüme kavuşturulması sürecidir. 4. Bilimsel Yöntem ve Araştırma Becerileri Bilgi üretmede yararlanılan bilimsel yöntem, genelde, "problem çözmek için izlenen düzenli yol" olarak tanımlanmaktadır. Bilimsel yöntemin bugünkü anlamda biçimlendrilişini John Dewey ile başlatmak olanaklıdır. Dewey'nin problem çözme yönteminde yer verdiği aşamalar bilimsel yöntemin aşamaları olarak kabul edilmektedir. Bilimsel yöntemin aşamaları nelerdir?? AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ

8 38 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ Bilimsel yöntemin aşamaları şöyle sıralanabilir.? Güçlüğün sezilmesi. Güçlüğün problem biçiminde tanımlanması. Problemin çözümüne yönelik denencelerin kurulması. Denencelerin gözlenebilecek sonuçlarının saptanması. Denencelerin sınanması. Sonuca ulaşma. Araştırmanın raporlaştırılması. Bilim adamları karşılaştıkları problemleri nasıl çözerler? Bilim adamları karşılaştıkları problemleri çözmek için araştırma sürecinde bilimsel yöntemden yararlanırlar. Araştırma, "problemlere güvenilir çözümler bulmak amacıyla planlı ve sistemli olarak verilerin toplanması, çözümlenmesi, yorumlanması, değerlendirilmesi ve rapor edilmesi süreci " olarak tanımlanmaktadır. Bilimsel yöntemin araştırma sürecinde uygulanabilmesi için, araştırmacıların bu yöntemin aşamalarına uygun birtakım becerileri geliştirmiş olmaları gerekir. Araştırma becerileri olarak adlandırılan bu beceriler, ana çizgileriyle şöyle açıklanabilir. Güçlüğü sezebilme: Bu, bireyin kendisine rahatsızlık veren durumu farkedebilme ya da sezebilme becerisidir. Bu beceri araştırmacının, meraklılık, kuşkuculuk özelliklerinin yanısıra, iyi bir gözlemci olmasını da gerektirir. Örneğin, Newton'a kadar dünyanın pek çok yerindeki pek çok insan, olgunlaşan elmanın ağaçtan yere düştüğünü gözlemiş, ancak bunun araştırılması gereken bir problem olduğunu düşünmemiştir. Güçlüğü problem biçiminde tanımlayabilme: Bu aşamada birey, kendisini rahatsız eden düzensizlik ya da güçlük durumunu problem biçiminde tanımlamaya çalışır. Problemin çözümüne yönelik denenceler kurabilme: Bu aşamada birey, daha önceki bilgi ve deneyimlerine dayalı olarak denenceler oluşturur. Denenceleri oluştururken problemle ilgili değişkenlerden yararlanır. Bunun için, önce bağımsız ve bağımlı değişkenleri belirler. Daha sonra da, bu değişkenler arasındaki ilişkilerden yararlanarak denenceler kurar. Denence, bağımsız değişkenin değeri değiştikçe bağımlı değişkende nasıl bir değişme görülebileceğini öngören bir ifadedir. Örneğin, "Kütlenin, bir nesnenin hızı üzerindeki etkisi nedir?" sorusunda, "kütle" bağımsız değişken, "hız" da bağımlı değişkendir. Araştırmacı bu değişkenlere dayalı olarak denencesini, "Bir nesnenin kütlesi arttıkça, hızı da artar," veya "Bir nesnenin kütlesi arttıkça, hızı azalır," biçiminde kurar. ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ

9 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ 39 Denencelerin gözlenebilecek sonuçlarını saptayabilme: Bu aşamada araştırmacı, denencelerin olası sonuçlarını kestirmeye ya da saptamaya çalışır. Eğer araştırmacının kurduğu denence doğruysa, beklenen durumların gerçekleşmesi beklenir. Denenceleri sınayabilme: Bu aşamada araştırmacı, olgu ya da olaylara bakarak, kanıtlar toplayarak, kurduğu denencelerin doğru olup olmadığını sınamaya çaılışır. Sonuca ulaşabilme: Bu aşamada araştırmacı, doğrulanan ya da red edilen denencelerinin sonuçlarına dayalı olarak bir genellemede bulunur. Araştırma raporunu yazabilme: Bu, araştırma sürecinin son aşamasıdır. Araştırmacı, yaptığı deney, gözlem ve elde ettiği bulguları, başkaları tarafından doğruluğunun kontrol edilebilmesi ya da araştırmanın aynen veya kısmen tekrarlanabilmesi düşüncesiyle açık seçik olarak raporlaştırır. Raporlaştırma sürecinde araştırmacı, biçim, içerik ve anlatım bakımından belli kurallara uymaya özen gösterir. Özet Fen bilgisinin içeriği, bilimsel bilgiler ile bilimsel bilgileri edinme yollarından oluşur. Bilimsel bilgiler, olgusal önermeler, kavramlar, bilimsel genellemeler, denenceler, bilimsel yasalar ve kuramları kapsar. Bilgi edinme yolları da, bilimsel tutumlar ve bilişsel süreç becerilerinden oluşur. Bilimsel tutumlar, meraklılık, alçak gönüllülük, açık fikirlilik, kuşkuculuk, başarısızlık karşısında yılmama, ve doğruluk gibi duyuşsal özellikleri kapsar. Bilişsel süreç becerileri de, gözlem yapabilme, ölçebilme, gözlemlerden sonuç çıkarabilme ve araştırma yapabilme becerileri olarak sıralanır. Bilim adamları bilgiye ulaşmada bilimsel yöntemden yararlanırlar. Bilimsel yöntem, güçlüğün sezilmesi, güçlüğün problem biçiminde tanımlanması, problemin çözümüne yönelik denencelerin kurulması, denencelerin gözlenebilecek sonuçlarının saptanması, denencelerin sınanması, sonuca ulaşma ve araştırmanın raporlaştırılması basamaklarından oluşur. Bilimsel yöntemin araştırma sürecinde uygulanabilmesi için, araştırmacılar, bu yöntemin aşamalarına uygun becerileri geliştirirler. AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ

10 40 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ Değerlendirme Soruları Aşağıdaki soruların yanıtlarını, verilen seçenekler arasından, bulunuz. 1. Bilimsel araştırmaların daha önceki araştırmalara dayalı olması hangi bilimsel tutumun çok önemli olduğunu gösterir? A. Doğruluk B. Alçak gönüllülük C. Açık fikirlilik D. Meraklılık E. Kuşkuculuk 2. Hangi bilimsel bilgi çeşidi bir tek gözlem sonucunda elde edilir? A. Genelleme B. Olgusal önerme C. Kuram D. Denence E. Kavram 3. Doğadaki bir güçlük durumunu daha çok kimler hisseder? A. Bilgili insanlar B. Kuşkucu insanlar C. Sabırlı insanlar D. Meraklı insanlar E. Açık fikirli insanlar 4. Aşağıdakilerden hangisi bilimsel yöntemin basamaklarını doğru olarak sıralamaktadır? I. Güçlüğü sezme II. Denence kurma III. Genelleme yapma IV. Problemi tanımlama V. Araştırmayı raporlaştırma VI. Denenceyi sınama A. II, VI, I, IV, III, V B. II, I, IV, VI, III, V C. IV, II, I, VI, III, V D. IV, I, II, VI, V, III E. I, IV, II, VI, III, V Aşağıdaki cümlelerin DOĞRU ya da YANLIŞ olduklarını belirleyiniz. 5. Bilimsel genellemeye birden fazla olgusal durum gözlenerek ulaşılır. 6. Bilimsel tutumlar sadece fen bilgisi derslerindeki davranışlarla sınırlıdır. 7. Bilimsel yöntem bilimin süreç kısmını tanımlar. 8. Gözlem yapabilme bilim adamı için bir amaçtır. ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ

11 FEN Bİ LGİ S İ N İ N İ ÇERİĞİ 41 Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar Burnett, W. Teaching Science in the Secondary Schools. New York: Holt, Rinehart and Winston, Collette, A., Chiappetta, E. Science Insturction in the Middle and Secondary Schools. Santa Clara: Times Mirror College Publication, Çilenti, K. Fen Bilgisi Öğretimi. Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi Yayınları, Çilenti, K ve D. A. Özçelik. Biyoloji Öğretimi. Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi Biyoloji Lisans Tamamlama Programı, Keeves, J. The IEA Study of Science New York: III. Pergamon Press, Yaşar, Ş. Çağdaş Bilim Anlayışı, Çağdaş Yaşam Çağdaş İnsan. Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi Lisans Tamamlama Programı, 1998, ss Yıldırım, C. Bilim Felsefesi. İstanbul: Remzi Kitabevi, AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ