İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin Anlamaları ve Zihinsel Modelleri *

Transkript

1 Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri Educational Sciences: Theory & Practice - 13(4) Eğitim Danışmanlığı ve Araştırmaları İletişim Hizmetleri Tic. Ltd. Şti. DOI: /estp İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin Anlamaları ve Zihinsel Modelleri * Ayşe ÖZTÜRK a Gaziantep Üniversitesi Ahmet DOĞANAY b Çukurova Üniversitesi Öz İlköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin anlama ve zihinsel modellerini, bu anlama ve zihinsel modellerin gerçeği ne derece yansıttığını, bunların sekizinci sınıf sonunda ne yönde bir değişime uğradığını tespit edebilmek amacıyla gerçekleştirilen bu çalışma gelişimsel araştırma yaklaşımlarından kesit alma modeline göre desenlenmiştir. Alt sosyo-ekonomik düzeydeki bir okulda 52 si beşinci sınıf 53 ü sekizinci sınıf olmak üzere 105 öğrenci üzerinde yürütülen araştırmada veriler nitel araştırma yöntemlerinden görüşme tekniğiyle toplanmıştır. Araştırmada ilgili alan yazından faydalanılarak geliştirilen yarı yapılandırılmış Dünya nın Şekli ve Yer Çekimine İlişkin Zihinsel Modeller Görüşme Formu (DŞYZGF) kullanılmıştır. Araştırma sonuçları, beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin biri bilimsel olmak üzere yedi farklı anlama ve zihinsel modelin taşındığını, bilimsel anlayışın her iki kademede de düşük olduğunu bununla birlikte sekizinci sınıfa doğru bir miktar arttığını göstermiştir. Bu bağlamda kavramsal değişimin gerçekleştirilerek anlamlı öğrenmenin sağlanması için soyut olan bu kavramların görsel, işitsel materyallerden, modellerden faydalanılarak somutlaştırılması, duruma ilişkin daha kapsamlı bilgi sağlamak için ise daha geniş örneklemlerle çalışmaların yapılması önerilebilir. Anahtar Kelimeler Yerçekimi, Dünya nın Şekli, Kavram Yanılgıları, Fen Eğitimi, Zihinsel Model. Fen bilimlerinin en eskisi olan astronomi, fen bilimlerinin çoğuyla (fizik, matematik, kimya vb.) doğrudan bağlantılı olup son yıllarda doğa bilimleri içinde merkez rol oynar hâle gelmiştir (Trumper, 2006). Astronomi, bilgilerin bireysel deneyimlerle toplandığı ve anlamlandırıldığı bir alan olup (Hannust ve Kikas, 2007) çocuklar astronomiyle ilgili bilgilerini günlük yaşamdaki gözlemlerinden ve insanlarla kurdukları iletişimlerden olmak üzere iki kaynaktan edinirler (Hannust ve Kikas, 2007; Vosniadou ve Brewer, 1990). Öğrencilerin yaşantılarıyla edindikleri bu bilgilerin çoğu bilimsel gerçeklerden uzak olup kavram yanılgılarını meydana getirmektedir (Sewell, 2002). * Bu çalışma Ekim 2011 tarihinde Eskişehir Anadolu Üniversitesi nde düzenlenen I. Eğitim Programları ve Öğretim Kongresi nde sözlü bildiri olarak sunulmuştur. a Sorumlu Yazar: Ayşe ÖZTÜRK Eğitim Programları ve Öğretim alanında araştırma görevlisi ve doktora öğrencisidir. Sosyo bilimsel konular aracılığıyla öğrencilerde argümantasyon becerileri ve insan hakları tutumu geliştirme üzerine çalışmaktadır. İletişim: Gaziantep Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Eğitim Bilimleri Bölümü, Eğitim Programları ve Öğretim Ana Bilim Dalı, Gaziantep. Elektronik posta: ozturkayse2007@gmail.com Tel.: b Dr. Ahmet DOĞANAY Eğitim Programları ve Öğretim alanında doçenttir. İletişim: Çukurova Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Eğitim Bilimleri Bölümü, Eğitim Programları ve Öğretim Ana Bilim Dalı, Adana. Elektronik posta: adoganay@cu.edu.tr.

2 KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ Fen eğitiminin temel amaçlarından birini de öğrencilerin Dünya ya ilişkin bilimsel olmayan anlayışlarını yani kavram yanılgılarını bilimsel olanlarla değiştirmek oluşturmaktadır (Brunsell ve Marcks, 2007). Dünya nın şekli, hareketleri (gece gündüz oluşumu, mevsimlerin oluşumu) yerçekimi, gibi astronomi temelli çok sayıda olay ve kavram yaygın olarak ilköğretim yıllarından itibaren öğretilmeye başlanmasına rağmen bunların öğrenilmesiyle ilgili zorluklar farklı eğitim kademeleri boyunca devam etmektedir (Brunsell ve Marcks, 2007; Vosniadou ve Brewer, 1990). Bu durumun farkına varan birçok ülkede bu kavram ve olayların öğretiminde yaşanan aksaklıkları belirleyebilmek amacıyla gözlemlenebilen astronomi olayları ile ilgili yetişkinler ve çocuklar üzerinde birçok araştırma (Baxter,1989; Bisard, Aron, Francek ve Nelson, 1994; Blown ve Bryce, 2006; Hannust ve Kikas, 2007; Mali ve Howe, 1979; Nussbaum, 1979; Nussbaum ve Novak, 1976; Sneider ve Pulos, 1983; Stahly, Krockover ve Shepardson, 1999; Trumper, 2000, 2001; Vosnidou ve Brewer, 1994; Zeilik, Schau ve Mattern, 1998) yapılmıştır. Bunlardan Nussbaum (1979), dördüncü sınıftan sekizinci sınıfa kadar beş öğrenci grubunu içerecek şekilde toplam 240 öğrenci üzerinde gerçekleştirdiği araştırmasında öğrencilerin Dünya nın şekli ve yerçekimi ile ilgili anlayışlarını ve yanılgılarını, bunların sınıf derecesindeki artışla nasıl değiştiğini; Bisard ve arkadaşları (1994), ortaokuldan üniversiteye kadar üniversite öğrencilerini de içerecek şekilde bir öğrenci grubu üzerinde yürüttüğü araştırmasında öğrencilerin astronomiyle ilgili kavram yanılgılarını ve bunlardan ortak olanları; Stahly ve arkadaşları (1999), üçüncü sınıf öğrencilerinin ayın evreleriyle ilgili anlayışlarındaki ders alma süreci öncesi ve sonrasında kavramsal değişim ve yanlış anlayışlarını; Trumper (2001), lise ve üniversite de eğitim görmekte olan 2087 öğrenci üzerinde yürüttüğü araştırmasında lise ve üniversite öğrencilerinin astronomi ile ilgili kavram yanılgılarını, bunlardan ortak olanları; Trumper (2000, 2006) üniversite öğrencilerinin gözlemlenebilen astronomi olayları ve astronomi kavramlarıyla ilgili anlayışlarını, zihinsel modellerini ve kavram yanılgılarını; Vosniadou ve Brewer (1994), birinci, üçüncü ve beşinci sınıf öğrencilerinin gece-gündüz oluşumu ile ilgili anlayış ve zihinsel modellerini; Lightman ve Sadler (1993) ilköğretim öğrencilerinin gece-gündüz oluşumu, mevsimlerin oluşumu, ayın evreleri konusunda kavram yanılgılarını incelemiştir. Bu araştırmalar farklı eğitim kademelerinde öğrenim görmekte olan öğrencilerin gözlemlenebilen astronomi olayları ile ilgili çok sayıda alternatif anlayış ve zihinsel model taşıdığını göstermiştir. Ayrıca, bu alternatif anlayış ve zihinsel modellerden bir bölümünün eğitim kademesindeki artışa rağmen değişime direnç göstererek süreklilik gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu çalışmalar içinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti ile ilgili yapılan araştırmaların (Baxter, 1989; Blown ve Bryce, 2006, 2010; Bryce ve Blown, 2006; Lidar, Almqvist ve Ostman, 2010; Nussbaum, 1979; Nussbaum ve Novak, 1976; Sadler, 1992; Sharp ve Sharp, 2007; Vosniadou ve Brewer, 1990, 1992) önemli bir yer tuttuğu görülmektedir. Bu kavramlar üzerinde önemle durulmasının nedenleri arasında öğrenilme sürecinde yaşanan güçlükler gösterilmektedir. Çocukların Dünya nın şekliyle ilgili bilimsel bir anlayış geliştirmeleri hem düzlük hem de yuvarlaklık özelliklerinin birlikte düşünülmesini ve bu bağlamda bir senteze ulaşmayı gerektirmektedir. Bu durum düz bir zeminde yürüyen ve kendi gözlemlerine bağlı olarak düz bir Dünya anlayışı taşıyan çocukların bu anlayışı terk ederek hem yuvarlaklık hem de düzlük özelliklerini birlikte düşünmeyi gerektiren bilimsel anlayışı kazanmaları sürecinde zorluklara yol açmaktadırlar (Sadler, 1992; Vosniadou ve Brewer, 1990, 1992). Diğer taraftan çok sayıda araştırma öğrencilerin soyut bir kavram olan yerçekimi kuvvetine ilişkin de birçok alternatif anlayış geliştirdiklerini göstermiştir (Baxter, 1989; Bryce ve Blown, 2006; Nussbaum ve Novak, 1979; Vosniadou ve Brewer, 1990, 1992). Hatta yerçekimi kuvvetiyle ilgili kavram yanılgılarının fen ve fizik öğretmen ve öğretmen adaylarınca da taşındığı gözlenmiştir (Burgoon, Heddle ve Duran, 2010; Gönen, 2008). Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetinin öğrenilmesi sürecinde yaşanan güçlükler ve bu kavramlara ilişkin alternatif anlayışların farklı eğitim kademelerinde de devam etmesi bu kavramlarla ilgili çalışmaların yapılmasını gerektirmektedir (Burgoon ve ark., 2010). Gözlemlenebilen astronomi kavramları olarak adlandırılan bu kavramların etkili bir şekilde öğretilmesi için bu kavramlarla ilgili eğitim-öğretim faaliyetlerine ilköğretim yıllarında başlanması ve ilerleyen yıllarda devam edilmesi gerekmektedir (European Association for Astronomy Education [EAAE], 1994). Eğitim öğretim faaliyetlerin etkili hâle getirilmesi için de öncelikle bu düzeyde taşınan alternatif anlayışların tespit edilmesi gerekmektedir. Bu doğrultuda yurt dışında ilköğretimde birden fazla sınıf düzeyini içerecek şekilde geniş kapsamlı araştırmalar (Baxter, 1989; Bryce ve Blown, 2006; Nussbaum ve Novak, 1976; Vosniadou ve Brewer, 1990, 1992) yapılarak öğrencilerin geliştirdikleri zihinsel modellerin neler olduğunun, ne tür kavram yanılgıları taşıdıklarının ve bunların sürekli olup 2456

3 ÖZTÜRK, DOĞANAY / İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin... olmadığının incelendiği görülmektedir. Türkiye de ise temel astronomi kavramlarıyla ilgili yürütülen çalışmaların (Cin, 2007; Ekiz ve Akbaş, 2005; Emrahoğlu ve Öztürk, 2009; Gönen, 2008; Orbay ve Gökdere, 2006; Güneş, Ünsal ve Ergin, 2001; Kalkan, Ustabaş ve Kalkan, 2007; Korkmaz, 2009; Şahin, 2001) genellikle tek bir eğitim kademesine odaklanılarak çoğunlukla da yükseköğretim kademeleri üzerinde yürütüldüğü görülmektedir. Bunlardan Ekiz ve Akbaş (2005) ilköğretim altıncı sınıf öğrencilerinin astronomiyle ilgili; evren, güneş sistemi, gezegen, yıldız, uydu, yörünge ve güneş kavramlarını anlama düzeylerini ve bu kavramlarla ilgili yanılgılarını; Cin (2007) ise 14 yaşındaki ortaokul öğrencilerinin Dünya nın şekli ve büyüklüğü ile Güneş ve Ay a olan uzaklığıyla ilgili alternatif görüşlerini incelemiştir. Emrahoğlu ve Öztürk (2009), fen bilgisi öğretmen adaylarının evren, yıldız, güneş sistemi gibi astronomi kavramlarını anlama seviyelerini ve kavram yanılgılarını boylamsal bir çalışmayla incelerken; Orbay ve Gökdere (2006), fen bilgisi ve sınıf öğretmenliği bölümlerinde öğrenim görmekte olan öğretmen adaylarının temel astronomi kavramlarına ilişkin bilgi düzeylerini incelemişlerdir. Güneş ve arkadaşları (2001), lisans eğitimi almakta olan son sınıf öğrencilerinin Dünya, yerçekimi, Ay, yıldız, mevsimlerin oluşumu, gece ve gündüz oluşumu gibi temel astronomi konularındaki bilgi düzeylerini; Gönen (2008) ise fen ve fizik öğretmen adaylarının yerçekimi, kütle çekim kuvveti ve ağırlık gibi kavramlarla ilgili kavram yanılgılarını incelemişlerdir. Bu çalışmalar farklı eğitim kademelerinde eğitim görmekte olan öğrencilerin temel astronomi kavramları ile ilgili çok sayıda kavram yanılgısı taşıdıklarını göstermiştir. Ayrıca, farklı eğitim kademelerinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramları ile ilgili çeşitli kavram yanılgıları taşındığını ortaya koymuştur. İlgili alan yazın taramasıyla sınırlı olmak kaydıyla Türkiye de Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili ilköğretim öğrencileri üzerinde birden fazla eğitim kademesini içerecek şekilde öğrencilerin geliştirdikleri anlamalar ile zihinsel modellerin, kavram yanılgılarının ve bunlarının sürekliliğinin incelendiği araştırmalara rastlanmamıştır. Bununla birlikte fen ve teknoloji dersi öğretim programı Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramları açısından incelendiğinde hem ilköğretim birinci kademe hem de ikinci kademede bu kavramların öğretimi için çalışmaların yapıldığı gözlenmektedir (Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], 2005, 2006). Bu bağlamda Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramının etkili bir şekilde öğretilmesi için bu kavramların ilk temellerinin atıldığı ilköğretim düzeyinde öğrencilerin geliştirdikleri anlama ve zihinsel modellerin incelenerek alternatif anlama ve modellerin tespit edilmesinin; bunlardan hangilerinin her iki kademede de süreklilik gösterdiğinin ve diğer eğitim kademelerine taşındığının saptanmasının önemli olduğu düşünülmektedir. Böyle bir araştırmanın alan yazındaki boşluğun doldurulmasına katkı sağlayacağı; ilköğretim düzeyinde bu kavramların öğretiminin etkili hâle getirilmesi için detaylı bilgi sağlayacağı ve program geliştirme çalışmalarına ışık tutacağı; fen ve astronomi eğitiminin geliştirilmesine ilişkin ulusal ve uluslararası alan yazına katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Belirtilen gerekçeler doğrultusunda bu araştırmada, öğrencilerin Dünya nın şekli ve yer çekimi kavramlarını ilk kez öğrenmiş oldukları ilköğretim beşinci sınıfta bu kavramları nasıl anladıkları ve bu anlayışlar doğrultusunda ne tür zihinsel modeller geliştirdikleri; zorunlu ilköğretim eğitiminin sonunda bu anlayış ve zihinsel modellerinde bir değişimin olup olmadığı sorununa odaklanılmıştır. Bu odak noktası doğrultusunda şu sorulara yanıt aranmıştır: İlköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti kavramlarına ilişkin anlamaları ve zihinsel modelleri nelerdir? Bu anlamalar ve zihinsel modeller gerçeği ne derece yansıtmaktadır? Alternatif anlamalar ve zihinsel modeller geliştirmişlerse bunlar beşinci ve sekizinci sınıf düzeyleri arasında nasıl bir farklılaşma göstermektedir? Araştırmanın Modeli Yöntem İlköğretim beşinci sınıf ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimine ilişkin anlama ve zihinsel modellerinin neler olduğunun ve alternatif anlamalar ve zihinsel modeller geliştirmişlerse bunların sekizinci sınıf sonunda ne yönde bir değişime uğradığını tespit etmek amacıyla gerçekleştirilen bu araştırma gelişimsel araştırma yaklaşımından kesit alma modeline göre desenlenmiştir. Kesit alma araştırmalarında betimlenecek örneklemde farklı özellikte birden çok topluluk vardır ve incelenecek değişken açısından tek seferde ölçüm yapılarak mevcut durum betimlenmeye çalışılmaktadır (Büyüköztürk, Çakmak, Akgün, Karadeniz ve Demirel, 2008; Cohen ve Manion, 1994). Bu araştırmada da sınıf düzeyi açısından beşinci ve sekizinci sınıf olmak üzere iki farklı grup bulunmakta olup bu iki gruptaki öğrenciler Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin anlayış ve zihinsel modelleri açısından incelenmiştir. Aynı zamanda beşinci ve sekizinci sınıf düzeyleri arasında nasıl bir farklı- 2457

4 KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ laşmanın gerçekleştiği araştırılmıştır. Araştırmada aynı öğrencileri uzun süre gözlemlemenin zorluğu dikkate alınarak, boylamsal bir model yerine kesit alma modeli tercih edilmiştir. Ancak seçilen beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin sınıf farkı dışında, eğitsel ve sosyo-kültürel olarak benzer iki grup olmasına dikkat edilmiştir. Araştırmanın Katılımcıları Araştırma alt sosyo-ekonomik düzeydeki bir ilköğretim okulunda 52 si beşinci sınıf ve 53 ü sekizinci sınıf düzeyinde öğrenim görmekte olan toplam 105 öğrenci üzerinde yürütülmüştür. Araştırma katılımcılarının seçilmesi sürecinde öğrencilerden kişisel bilgiler toplanmış ve öğretmenler tarafından tutulan ev ziyaretleri bilgileri incelenmiştir. Ayrıca, öğrencilerin okul dışındaki aile yaşamları ve sosyo-kültürel çevreleriyle ilgili daha ayrıntılı bilgi sahibi olabilmek için öğrencilerin bir bölümüne ev ziyaretleri yapılmıştır. Bu bilgiler ışığında beşinci ve sekizinci sınıf düzeyinde sınıf farkı dışında, eğitsel imkânları, aile yapıları ve sosyo-kültürel olarak benzer özellikte iki grup oluşturulmuştur. Ayrıca, araştırmaya dâhil edilen öğrencilerin her iki düzeyde cinsiyet dağılımları da olabildiğince eşitlenmeye çalışılmıştır. Bu doğrultuda benzer özellikteki beşinci sınıf düzeyinde 23 kız 29 erkek, sekizinci sınıf düzeyinde ise 25 kız 28 erkek öğrenci çalışmaya dâhil edilmiştir. Araştırmanın katılımcılarını oluşturan öğrenciler taşımalı eğitim yapan bir ilköğretim okulunda eğitim görmekte olup, anne ve babaları ilkokul mezunu ya da okuma yazma bilmemektedirler. Devam ettikleri okul dışında dershane, özel ders vb. eğitim desteği almayan bu öğrenciler, internet, dergi, ansiklopedi gibi farklı kaynaklardan araştırma yapabilecekleri imkânlara da sahip değildirler. Ayrıca, öğretmenlerden alınan bilgiler ışığında bu öğrencilerin Dünya nın şekli ve yer çekimi kuvvetinin öğretimiyle ilgili somutlaştırmaya dönük deney, simülasyon gibi yöntemlerin kullanılmadığı düz anlatım yöntemi temelli bir öğretme-öğrenme yaşantısına sahip oldukları söylenebilir. Veri Toplama Aracı Araştırmada öğrencilerin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin anlama ve zihinsel modellerini belirleyebilmek için yarı yapılandırılmış Dünya nın Şekli ve Yerçekimine İlişkin Zihinsel Modeller Görüşme Formu (DŞYZGF) kullanılmıştır. DŞYZGF nın hazırlanması aşamasında Vosniadou ve Brewer (1992) ve Hannust ve Kikas ın (2007) araştırmalarında kullandıkları görüşme soruları temele alınmıştır. Bununla birlikte araştırmada Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin daha detaylı bilgi toplayabilmek için altıncı soru ve sondalardan bir bölümü araştırmacılar tarafından eklenmiştir. DŞYZGF Dünya nın şekli ve yerçekimine ilişkin çizim yapma sürecinde öğrencileri yönlendirme amaçlı yönerge niteliği taşıyan açık uçlu sorulardan ve bu çizimlerle neler anlatmak istediklerini yorumlamalarını isteyen sorulardan oluşturulmuştur. Oluşturulan form astrofizik eğitimi alanında ve kavram yanılgıları alanında uzman iki öğretim üyesinin görüşüne sunulmuştur. Daha sonra beşinci sınıf düzeyinde dört ve sekizinci sınıf düzeyinde altı öğrenci üzerinde pilot uygulama yapılmıştır. Alınan dönütler doğrultusunda değişiklikler yapılarak forma son şekli verilmiştir. DŞYZGF deki incelenen Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti ile ilgili sorular Tablo 1 de sunulmuştur. Tablo 1. Dünya nın Şekli ve Yerçekimine İlişkin Zihinsel Modeller Görüşme Formu (DŞYZGF) İçeriği 1. Dünya nın şekli nedir? Kâğıt üzerinde çizerek de gösterir misiniz? 2. CD, top, üçgen, kare modellerinden hangisinin Dünya nın şekline uygun olduğunu seçer misin? 3. Okuldan çıktın bir çizgi boyunca hep aynı yöne yürüdün nereye ulaşırsın? 4. Dünya nın şeklini kâğıt üzerine çizer misin? Çizdiğin şekil üzerinde insanların Dünya da nerelerde bulunduğunu ve bulundukları konumlara göre duruş şekillerinin nasıl olacağı gösterir misin? İnsanlar Dünya nın içinde mi yoksa yüzeyinde mi? -Neden böyle çizdin? Neden böyle duruyorlar? 5. Çizdiğin insanların ellerinde bir top olsa ve topu bıraksalar topların nereye düşeceğini çizerek gösterir misin? -Neden böyle çizdin? Açıklar mısın? Eğer yerçekimi kavramına ilişkin bilgi sağlanamamışsa şu soruyu yöneltiniz: Sizce çizdiğiniz bu insanlar Dünya dan düşer mi? Neden? 6. Yerçekimi kavramının varlığına ilişkin bilgi sağlanmış ise şu soruyu yöneltiniz: Yerçekimi kuvvetinin nasıl etki eder? Yerçekimi kuvvetinin nasıl etki ettiğini ettiğini/ çekim kuvvetini oklarla çizim yaparak gösterir misin? Verilerin Toplanması Veriler araştırma için gerekli izinler alındıktan sonra yaklaşık bir haftalık bir süreç içerisinde doktora düzeyinde eğitim görmekte olan fen ve teknoloji öğretmeni olarak çalışan alanda uzman araştırmacı tarafından nitel araştırma yöntemlerinden görüşme tekniğinden faydalanılarak toplanmıştır. Yarı yapılandırılmış görüşme formunun kullanıldığı araştırmada katılımcılarla görüşme için hazırlanan yerlerde birebir görüşülmüş ve görüşmeler hem araştırmacı tarafından yazılı olarak hem de kamerayla kayıt altına alınmıştır. Ayrıca, araştırma bulgularının değerlendirilmesi sürecinde kullanılmak için öğretmenlerden bu kavramların öğretilme sürecinde nasıl bir yöntem uyguladıklarına ilişkin bilgiler alınmıştır. 2458

5 ÖZTÜRK, DOĞANAY / İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin... Görüşme Protokolü: Görüşme sürecinde öncelikle katılımcılara araştırmanın amacı ile ilgili bilgi verilmiş, verdikleri bilgilerin gizli kalacağı ve notlarına etki etmeyeceği söylenmiştir. İkinci aşamada DŞYZGF nin kişisel bilgiler ile ilgili bölümü doldurulmuştur. Bu sürecin ardından ise Dünya nın şekli ve yerçekimiyle ilgili hazırlanmış olan açık uçlu sorular yöneltilmiş, çizimler yaptırılmış ve çizimlerle ne anlatmak istediklerini sözlü olarak açıklamaları istenilmiştir. Görüşme sürecinde ilk olarak Dünya nın şekli nedir? sorusu yöneltilmiş daha sonra bu şekli kâğıt üzerinde çizerek göstermeleri istenilmiştir. CD, top, üçgen, kare modelleri sunularak bu modellerden Dünya nın şekline uygun olanı seçmeleri istenilmiştir. Daha sonra Okuldan çıktın bir çizgi boyunca hep aynı yöne yürüdün nereye ulaşırsın? sorusu yöneltilmiştir. Dünya nın şekli tekrar çizdirilerek çizilen şekil üzerinde insanların Dünya da nerelerde bulundukları ve bulundukları konumlara göre duruş şekillerinin nasıl olacağı sorulmuştur. Sonra ise insanların Dünya nın içinde mi yoksa yüzeyinde mi oldukları sorularak Dünya ya ilişkin anlayışları daha ayrıntılı incelenmeye çalışılmıştır. Neden böyle çizdin? Neden böyle duruyorlar? soruları yöneltilerek yerçekimi kavramı ile tekrar ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. Çizdikleri insanların ellerinde top olsa ve topu bıraksalar topların nereye düşeceğini göstermeleri istenilmiş. Daha sonra neden böyle çizdiklerini açıklamaları istenilmiştir. Böylece yerçekimi kuvvetine ilişkin anlayışları daha ayrıntılı incelenmeye çalışılmıştır. Eğer yapılan görüşme sürecinde yerçekimi kuvvetine ilişkin yine bilgi sağlanamamış ise çizimler üzerinde insanların Dünya dan düşüp düşmeyecekleri sorulmuştur. Yerçekimi kuvvetinin varlığından bahseden öğrencilere yerçekimi kuvvetinin nasıl etki ettiği sorularak çekim kuvvetini oklarla çizim yaparak göstermeleri istenilmiştir. Böylece, Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti kavramlarıyla ilgili öğrencilerin zihinlerinde oluşturdukları anlamlar bunları yansıtan zihinsel modeller ve alternatif anlayışların ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. Verilerin Analizi Araştırmadan elde edilen verilerin çözümlenmesinde nitel veri analiz yöntemlerinden içerik analizinden faydalanılmıştır. Verilerin analiz için hazırlanması sürecinde her bir öğrencinin görüşme sürecindeki video kayıtları ve çizim yapılan yazılı kayıtlar bir araya getirilerek birleştirilmiştir. Böylece her bir öğrencinin görüşme sürecindeki hem görsel hem de işitsel veriler başka bir ifadeyle süreç içinde yapılan tüm çizim ve diyaloglar tek bir yazılı belge hâline dönüştürülmüştür. Analiz aşamasında içerik analizinin ilk aşamaları olan açık ve seçici kodlama (Strauss ve Corbin, 1990) süreci takip edilmiştir. Bu doğrultuda görüşme sürecine ilişkin transkript satır satır incelenerek bazen doğrudan bazen de ortaya çıkan anlamlardan yola çıkılarak anlama ve zihinsel model kodları oluşturulmuştur. Araştırmanın amacı doğrultusunda oluşturulan kodlar benzerlik ve farklılıklarına göre gruplandırılarak anlama ve zihinsel model kategorileri oluşturulmuştur. Bu kategoriler ilgili alan yazın gözden geçirilerek adlandırılmıştır. Döngüsel bir süreç olan nitel veri analizi sürecinde kodlar tekrar kodlama sürecinde değiştirilerek yeniden düzenlenebilmektedir. Bu süreçte yerçekimi kuvvetinin etki yönünü ifade etmek için kullanılan kuzey ve güney ifadelerinin alan yazındaki yukarı ve aşağı ifadeleriyle aynı anlamda kullanıldığı görülmüştür. Bu doğrultuda isimlendirme sürecinde öncelikle yukarı ve aşağı ifadeleri kullanılmış ancak bu ifadeler alıntılarla tutarlı olması için kuzey ve güney olarak değiştirilmiştir. Sonuçta, araştırma kapsamında tespit edilen anlayış ve zihinsel model kategorilerinden biri bilimsel dördü alternatif olmak üzere beş anlayış ve zihinsel modelin alan yazındaki Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramıyla ilgili anlayış ve zihinsel modellerle benzer özellikte olduğu gözlenmiştir. Görüşme verilerinin raporlaştırılması sürecinde ise betimlenen durumu okuyucunun zihninde canlandırabilmek, sonuçlara nasıl ulaşıldığını, nasıl çıkarımlarda bulunulduğunu göstermek ve araştırma bulgularını desteklemek için doğrudan alıntılara yer verilmiştir. Bu alıntılarda ilk olarak öğrencinin sınıf düzeyi belirtilmiş daha sonra sayı ile görüşülen öğrencinin sırası ifade edilmiştir. Bu durumda (8. Sınıf, 6) ifadesi sekizinci sınıf düzeyinde görüşülen altıncı öğrenciyi göstermektedir. Verilerin Analizine İlişkin Güvenirlik ve Geçerlik Çalışmaları Araştırma kapsamında araştırma sonuçlarının geçerliliği için aşağıdaki çalışmalar yapılmıştır: (i) Veri kaybının önlenmesi amacıyla görüşme verileri hem araştırmacı tarafından yazılı olarak hem de kamera ile kayıt altına alınmıştır. (ii) Araştırma örneklemi ve süreçlerinin özellikleri başka örneklemlerle karşılaştırma yapılabilecek düzeyde ayrıntılı olarak tanımlanmıştır. (iii) Araştırma sonuçlarına nasıl ulaşıldığı ve yapılan çıkarımlara ilişkin kanıtlar diğer kişilerin de süreci anlayabileceği açıklıkta ve ayrıntıda sunulmuştur. 2459

6 KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ Araştırma sonuçlarının güvenirliğini sağlayabilmek amacıyla kodlamalar için uzman görüşüne başvurulmuştur. Bu bağlamda görüşme sürecine ilişkin transkript alanda uzman bir öğretim üyesinin incelemesine sunulmuştur. Alanda uzman bu bağımsız kodlayıcının araştırma amacı doğrultusunda yaptığı kodlamalar araştırmacılar tarafından yapılan kodlamalarla karşılaştırılmış görüş birliği ve görüş ayrılığı tespit edilmiştir. Araştırma sonuçları güvenirliğinin hesaplaması aşamasında Miles ve Huberman ın (1994) önerdiği güvenirlik formülü uygulanmış görüşme verilerine ilişkin kodlayıcı güvenirliği %92,38 olarak hesaplanmıştır. Bununla birlikte görüş ayrılığı olan kodlar üzerinde uzmanla birlikte tartışılarak uzlaşmaya varılmıştır. Bulgular İlköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin anlayış ve zihinsel modellerinin neler olduğunu, bu anlayış ve zihinsel modellerin sekizinci sınıf sonunda ne yönde bir değişime uğradığını belirleyebilmek amacıyla görüşmeler yapılmıştır. İlköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin bu kavramlara ilişkin anlamaları ve zihinsel modelleri, bu modellerin özellikleri, gözlenme sıklıklarına ilişkin veriler birlikte analiz edilmiştir. Araştırma bulguları sonucunda ilköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin biri bilimsel olmak üzere yedi farklı anlama ve zihinsel model tespit edilmiştir. Beşinci sınıf öğrencilerine ilişkin bulgular Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili bu öğrencilerin biri bilimsel doğru olmak üzere beş farklı anlama ve bu anlamalara ilişkin beş farklı zihinsel modele sahip olduklarını göstermiştir. Bu zihinsel modellerden biri bilimsel olarak doğru olan anlamayı yansıtmakta olup diğer dört zihinsel model alternatif anlamaları göstermektedir. Sekizinci sınıf öğrencilerine ilişkin bulgular ise Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti ile ilgili beş farklı anlama ve bu anlamalara ilişkin beş farklı zihinsel modelin var olduğunu ortaya koymuştur. Aynı zamanda bulgular bilimsel anlamayı ve bu anlamayı yansıtan zihinsel model ile alternatif anlama ve zihinsel modellerden ikisinin her iki grupta ortak olduğunu göstermiştir. Ayrıca, her bir grupta ortak olmayan iki farklı alternatif anlama ve bu anlamalarla ilgili zihinsel modeller tespit edilmiştir. Bu anlamalar ve bu anlamalarla ilgili zihinsel modellere ilişkin bulgular aşama aşama sunulmuştur. Dünya nın Top Gibi Yuvarlak ve Kutuplardan Basık, Ekvatordan Şişkin Olduğu, İnsanların Dünya nın Yüzeyinde Bulunduğu, Yerçekimi Kuvvetinin Dünya nın Merkezine Doğru Çektiği Bilimsel Anlama Tablo 2 de ilköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili bilimsel anlama ve zihinsel model yüzde ve frekans değerleriyle birlikte sunulmuştur. Tablo 2 incelendiğinde bilimsel anlamaya ilişkin zihinsel modelin öğrenciler tarafından iki farklı çizimle ifade edildiği görülmektedir. Tablo 2 incelenmeye devam edildiğinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili bilimsel anlamaya ilişkin yüzdelerin beşinci sınıfta %21,15 sekizinci sınıfta ise %45,28 olduğu görülmektedir. Bu bulgular bilimsel anlamanın her iki grupta da düşük olduğunu ancak beşinci sınıftan sekizinci sınıfa doğru %24,13 oranında bir artışın meydana geldiğini göstermektedir. Bu anlayışa sahip olan öğrenciler Dünya nın şeklinin yuvarlak olduğunu ve topa benzediğini belirterek kutuplardan basık ekvatordan şişkin olduğu yönünde daha ayrıntılı bilgiler de sunmuşlardır. Aynı zamanda bu öğrenciler insanların Dünya nın tüm yüzeyinde bulunduğunu ve yerçekimi kuvvetinin dünyanın merkezine doğru çekme etkisi uyguladığını buna bağlı olarak da bir noktadan başlanıp bir doğru boyunca yürümeye devam edildiğinde yine başlangıç noktasına varılacağını, düşme olayının da gerçekleşmeyeceğini belirtmişlerdir. Ayrıca, bu öğrenciler insanların Dünya nın tüm yüzeyinde bulundukları konumlarda yerçekimi kuvvetinin etkisiyle Dünya nın merkezine doğru çekilirken bulunulan konumlarda da yeryüzüne dik olarak durabildiklerini ifade etmişlerdir. Dünya nın Düzleştirilmiş Top Gibi Olduğu, İnsanların Dünya nın Yüzeyinde ve Yalnızca Üst Kısımda Bulunduğu, Yer Çekimi Kuvvetinin Kuzeyden Güneye Doğru Çektiği Birinci Alternatif Anlama Tablo 3 te ilköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili birinci alternatif anlama ve zihinsel modeli ile bunlara ilişkin yüzde ve frekans değerleri verilmiştir. Tablo 3 incelendiğinde bu anlayış ve zihinsel modele ilişkin yüzde değerlerinin beşinci sınıfta %19,23 sekizinci sınıfta ise %16,98 olduğu ve bu anlamanın beşinci sınıftan sekizinci sınıfa doğru azaldığı görülmektedir. Bu anlayışa sahip olan öğrenciler Dünya nın şeklini yuvarlak olarak tanımlayıp çizimle göstermişlerdir. Uygun model olarak topu seçmişlerdir ancak topun üst kısmının düz olması gerektiğini belirtmişlerdir. Düşüncele- 2460

7 ÖZTÜRK, DOĞANAY / İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin... Tablo 2. Dünya nın Şekli ve Yer Çekimi Kavramına İlişkin 5. ve 8. Sınıf Öğrencilerinin Bilimsel Anlama ve Zihinsel Model Anlamalar Zihinsel Model 1 Zihinsel Modelin Özellikleri Dünyanın top gibi yuvarlak ve kutuplardan basık ekvatordan şişkin olduğu, insanların Dünya nın yüzeyinde bulunduğu, yerçekimi kuvvetinin Dünya nın merkezine doğru çektiği bilimsel anlama Çizim 1 Şekil: Yuvarlak ve kutuplardan basık, ekvatordan şişkin Benzetilen Model: Top Yürüme ve Düşme: Düşme gerçekleşmeksizin başlangıç noktasına dönme Yerçekimi Kuvveti: Dünya nın tüm yüzeyinde yerin merkezine doğru çekme Konum ve Duruş şekilleri: İnsanlar Dünya nın yüzeyinde ve her yerde merkeze doğru yönelmiş konumlarda Şekil: Yuvarlak ve kutuplardan basık, ekvatordan şişkin Benzetilen Model: Top Yürüme ve Düşme: Düşme gerçekleşmeksizin başlangıç noktasına dönme Yerçekimi Kuvveti: Dünya nın tüm yüzeyinde yerin merkezine doğru çekme Konum ve Duruş Şekilleri: İnsanlar Dünya nın yüzeyinde ve her yerde merkeze doğru yönelmiş konumlarda Çizim 2 Zihinsel Model 1 5. Sınıf 8. Sınıf Çizim 1 5 9, ,23 Çizim , ,92 Toplam 11 21, ,28 rini açıklamaları istenildiğinde ise yeryüzünün düz olduğunu bu nedenle insanların bulunduğu bu üst kısmın düzleşmiş olması gerektiğini belirtmişlerdir. Aynı zamanda insanların yalnızca bu düzleşmiş olan üst kısımda bulunduğunu yerçekimi kuvvetinin de yalnızca kuzeyden güneye doğru etki ettiğini ifade etmişlerdir. Bu durumla ilgili bir öğrenci şöyle açıklama yapmıştır: -Aslında topa benziyor ama tam değil. Üst kısmı biraz düz. Neden? Biraz açıklar mısın?- bizim bulunduğumuz her yer düz onun için - Biz insanlar bu düz kısımda bulunuyoruz. -Peki dünyanın başka yerlerinde insanlar yok mu? Yok öğretmenim. Şimdi bakın buradan başka her yer yuvarlak insanlar nasıl durur tümsekte? Peki neden böyle duruyorlar? Çünkü yer çekimi var. Bizi çekiyor -Yerçekimi kuvvetinin nasıl etki ettiğini gösterir misin?-evet. Böyle kuzeyden güneye doğru çekiyor (5. Sınıf, 6). Bu anlamaya sahip olan öğrencilerin ayrıca Dünya nın bir ucunun (kenarının) bulunduğu yönünde bir düşünceye sahip oldukları ve hep aynı Tablo 3. Dünya nın Şekli ve Yer Çekimi Kavramına İlişkin 5. ve 8. Sınıf Öğrencilerinin Birinci Alternatif Anlama ve Zihinsel Modeli Anlamalar Zihinsel Model 2 Zihinsel Modelin Özellikleri Dünya nın düzleştirilmiş top gibi olduğu, insanların Dünya nın yüzeyinde ve yalnızca üst kısımda bulunduğu, yer çekimi kuvvetinin kuzeyden güneye doğru çektiği birinci alternatif anlama Şekil: Üstten düzleştirilmiş yuvarlak Benzetilen Model: Top Yürüme ve Düşme: Dünyanın kenarına ulaşma ve düşme olayı gerçekleşir Yerçekimi Kuvveti: Yalnızca kuzeyden güneye doğru çekme Konum ve Duruş Şekilleri: İnsanlar Dünya nın yüzeyinde yalnızca düz kısmında kuzeyden güneye doğru yönelmiş konumlarda Zihinsel Modeller 5. Sınıf 8. Sınıf Zihinsel Model , ,

8 KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ yönde yürürlerse de düşebileceklerine inandıkları görülmüştür. Bu öğrencilerin gerek yerçekimi kuvveti gerekse Dünya nın şekline ilişkin bilimsel gerçeği yansıtmayan anlamalar taşıdıkları ve buna paralel zihinsel modellere sahip oldukları görülmüştür. Dünya nın Top Gibi Yuvarlak Olduğu, İnsanların Dünya nın İçinde Bulunduğu Yerçekimi Kuvvetinin Kuzeyden Güneye Doğru Etki Ettiği İkinci Alternatif Anlama İlköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yer çekimi kuvvetiyle ilgili ikinci alternatif anlama ve zihinsel model, yüzde ve frekans değerleri Tablo 3 te verilmiştir. Tablo 3 incelendiğinde bu anlayış ve zihinsel modele ilişkin yüzde değerlerinin beşinci sınıf öğrencilerinde %13,46 sekizinci sınıf öğrencilerinde ise %24,52 olduğu, bu anlamanın sekizinci sınıf öğrencilerinde daha fazla bulunduğu; sekizinci sınıfa ait alternatif anlamalar içinde de en fazla tekrarlanan alternatif anlama olduğu görülmektedir. Bu anlamaya sahip olan öğrenciler Dünya nın şeklini yuvarlak olduğunu belirterek çizimle göstermişlerdir. Örnek model olarak topu seçerek insanların Dünya nın yüzeyinde değil de içinde bulunduğunu ifade etmişlerdir. Bu duruma açıklama olarak ise insanların Dünya nın içinde olmazlarsa düşeceklerini belirtmişlerdir. Bu durumu bir öğrenci şöyle dile getirmiştir: İnsanlar Dünya nın içindedirler yüzeyinde olmaz yoksa uzaya düşeriz (5. Sınıf, 17). Yerçekimi kuvvetini ise Dünya nın tüm yüzeyinde yer kürenin merkezine doğru değil de kuzey güney doğrultusunda etki ettiğini belirtmişlerdir. Yerçekimi kuvvetiyle ilgili bir öğrenci şöyle açıklama getirmiştir: İnsanların duruşunu neden böyle çizdin açıklar mısın? Yerçekimi bizi böyle çekiyor?- Nasıl etki ediyor çizerek açıklar mısın? Kuzeyden güneye doğru-peki insanlar hep böyle mi dururlar? Duruş şekilleri farklı şekillerde olabilir mi? (Birkaç örnek figür çizilerek gösterilmiş) Öğretmenim siz hiç yan duran ya da baş aşağı duran insan gördünüz mü? Yok (8. Sınıf, 33). Hep aynı noktadan yürümeye devam ederlerse aynı noktaya ulaşacaklarını çünkü Dünya nın yuvarlak olduğunu belirtmişlerdir. Bu anlayışa sahip öğrencilerin yerçekimi kuvvetinin yalnızca kuzeyden güneye doğru etki ettiği ve insanların Dünya nın içinde bulunduğu yönünde yanlış anlamalara sahip oldukları gözlenmiştir. Dünyanın Top Gibi Yuvarlak Olduğu, İnsanların Dünyanın İçinde Bulunduğu ve Yerçekimi Kuvvetinin Dünya nın Merkezinden Dışa Doğru İtme Hareketini Gösterdiği Üçüncü Alternatif Anlama Tablo 5 te Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti ile ilgili beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin üçüncü alternatif anlama ve zihinsel modeli verilmiştir. Bu anlayışa ilişkin yüzde değerleri incelendiğinde bu anlamanın yalnızca beşinci sınıfta gözlendiği ve bu düzeyde de %5,76 gibi çok küçük oranda rastlandığı görülmektedir. Yalnızca beşinci sınıf öğrencilerinde rastlanan bu anlamaya sahip öğrenciler Dünya yı yuvarlak olarak tanımlayıp örnek model olarak topu seçmişlerdir. İnsanların Dünya nın içinde bulunduğunu ifade ederken yerçekimi kuvvetinin varlığını belirtmişlerdir. Ancak bu öğrencilerin diğer öğrencilerden farklı olarak yerçekimi kuvvetinin yerkürenin merkezine doğru çekme kuvveti değil de yerkürenin merkezinden dışa doğru itme kuvveti uyguladığı yönünde bir yanlış anlamaya sahip oldukları gözlenmiştir. Bu durumu bir öğrenci şöyle açıklamıştır: -Neden insanları böyle çizdin? Açıklar mısın?-yerçekiminden dolayı öğretmenim -Yerçekimi nasıl etki ediyor?-dışa doğru itiyor -Peki o zaman insanlar nasıl dünya üzerinde kalıyor?- Şimdi biz zaten dünyanın içindeyiz. Yerçekimi Tablo 4. Dünya nın Şekli ve Yer Çekimi Kavramına İlişkin 5. ve 8. Sınıf Öğrencilerinin İkinci Alternatif Anlama ve Zihinsel Modeli Anlayışlar Zihinsel Model 3 Zihinsel Modelin Özellikleri Dünya nın top gibi yuvarlak olduğu, insanların Dünya nın içinde bulunduğu yerçekimi kuvvetinin kuzeyden güneye doğru etki ettiği ikinci alternatif anlama Şekil: Yuvarlak Model: Top Yürüme ve Düşme: Başlangıç noktasına ulaşma ve düşme olayı gerçekleşmemekte Yerçekimi Kuvveti: Kuzeyden güneye doğru çekme Konum ve Duruş şekilleri: İnsanlar Dünya nın içinde ve her yerde kuzeyden güneye doğru yönelmiş konumlarda Zihinsel Modeller 5. Sınıf 8. Sınıf Zihinsel Model , ,

9 ÖZTÜRK, DOĞANAY / İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin... Tablo 5. Dünya nın Şekli ve Yer Çekimi Kavramına İlişkin 5. ve 8. Sınıf Öğrencilerinin Üçüncü Alternatif Anlama ve Zihinsel Modeli Anlamalar Zihinsel Model 4 Zihinsel Modelin Özellikleri Dünya nın top gibi yuvarlak olduğu, insanların dünyanın içinde bulunduğu ve yerçekimi kuvvetinin Dünya nın merkezinden dışa doğru itme hareketini gösterdiği üçüncü alternatif anlayış Şekil: Yuvarlak Benzetilen Model: Top Yürüme ve Düşme: Başlangıç noktasına ulaşma ve düşme olayı gerçekleşmemekte Yerçekimi Kuvveti: Dünya nın merkezinden dışarı doğru itme Konum ve Duruş şekilleri: İnsanlar Dünya nın içinde ve her yerde merkeze doğru yönelmiş konumlarda Zihinsel Modeller 5. Sınıf 8. Sınıf Zihinsel Model 4 3 5, bizi itiyor ama ozon tabakası var o da çekiyor. O bizim böyle kalmamızı sağlıyor (5. Sınıf, 17). Diğer bir öğrenci ise yer çekimi kuvvetinin çekme yerine itme kuvveti uygulamasıyla ilgili şunları söylemiştir: -Yerçekimi kuvveti bizi dışa doğru iter eğer çekseydi toprağa gömülürdük ve sonra da yanardık (5. Sınıf, 9). Açıklamalardan da anlaşılacağı gibi bu öğrencilerde yerçekimi kuvvetinin itme etkisi yaptığı yönünde kesinleşmiş bir yanılgının bulunduğu görülmektedir. Dünya nın Top Gibi Yuvarlak Olduğu, İnsanların Dünya nın İçinde Kuzey-Güney Doğrultusunda Yerleştirildiği Ancak Yerçekimi Kuvvetine İlişkin Bilginin Verilmediği Dördüncü Alternatif Anlama Tablo 6 da beşinci ve sekizini sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin dördüncü alternatif anlayış ve modeli ile bunlara ilişkin yüzde ve frekans değerleri verilmiştir. Bu anlamayı taşıyan öğrenciler Dünya nın yuvarlak olduğunu belirterek örnek model olarak topu seçmişlerdir. İnsanları Dünya nın içinde kuzeyden güneye doğru yerleştirmişlerdir ancak yerçekimi kuvvetinin varlığına ilişkin herhangi bir açıklama getirmemişlerdir. Bir noktadan başlayıp hep aynı yöne doğru yürürlerse aynı noktaya ulaşacaklarını ve aynı zamanda Dünya nın içinde oldukları için de düşmeyeceklerini belirtmişlerdir. Araştırmaya katılan beşinci sınıf öğrencilerinin 21 inde tespit edilen bu anlayış ve bunu yansıtan zihinsel model Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramı ile ilgili beşinci sınıflarda en fazla sahip olunan alternatif anlama olma özelliğini de taşımaktadır. Bu bağlamda araştırmaya katılan beşinci sınıf öğrencilerinde eğitim-öğretim süreci sonrasında yüksek oranda yerçekimi kavramına ilişkin anlamanın geliştirilemediği söylenebilir. Aynı zamanda bu öğrencilerin insanların dünyanın içinde bulunduğu yönünde bir anlamaya sahip oldukları gözlenmiştir. Dünya nın Top Gibi Yuvarlak Olduğu, İnsanların Dünya nın İçinde Bulunduğu ve Yer Çekimi Kuvvetinin Kuzeyden Güneye ve Güneyden Kuzeye Etki Ettiği Beşinci Alternatif Anlama Tablo 7 de Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin beşinci alternatif anlama ve zihinsel modeli verilmiştir. Tablo 6. Dünya nın Şekli ve Yer Çekimi Kavramına İlişkin 5. ve 8. Sınıf Öğrencilerinin Dördüncü Alternatif Anlama ve Zihinsel Modeli Anlamalar Zihinsel Model 5 Zihinsel Modelin Özellikleri Dünyanın top gibi yuvarlak olduğu, insanların Dünya nın içinde kuzey-güney doğrultusunda yerleştirildiği ancak yerçekimi kuvvetine ilişkin bilginin verilmediği dördüncü alternatif anlama Şekil: Yuvarlak Benzetilen Model: Top Yürüme ve Düşme: Başlangıç noktasına ulaşma ve düşme olayı gerçekleşmemekte Yerçekimi Kuvveti: Yerçekimi kuvvetine ilişkin bilgi verilmemekte Konum ve Duruş şekilleri: İnsanlar Dünya nın içinde ve her yerde kuzeyden güneye doğru yönelmiş konumlarda Zihinsel Modeller 5. Sınıf 8. Sınıf Zihinsel Model ,

10 KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ Tablo 7 incelendiğinde bu anlayışa yalnızca sekizinci sınıf düzeyinde rastlandığı görülmektedir. Sekizinci sınıf düzeyinde de çok düşük oranda (%3,77) rastlanan bu anlamayı taşıyan öğrenciler Dünya nın şeklinin yuvarlak olduğunu, insanların Dünya nın içinde bulunduğunu ve yerçekimi kuvvetinin yalnızca kuzeyden güneye ve güneyden kuzeye doğru çekme etkisi uyguladığını ifade etmişlerdir. Bu durumu öğrencilerden biri şöyle dile getirmiştir: -Dünya da kuzey ve güney diye iki kutup var. Dünyada insanların yarısı böyle (Kuzeyden güneye doğru) yarısı böyle (Güneyden kuzeye doğru) karşılıklı duruyor Peki neden böyle duruyor? Yerçekimi öyle çekiyor -(Şeklin doğu ve batı doğrultusundaki yan bölgeleri gösterilerek) Buralarda insanlar yok mu? Onlar nasıl duruyor? Yok öğretmenim olsa düşerlerdi (8. Sınıf, 47). Bu açıklayıcı örnekten de anlaşıldığı gibi bu anlamayı taşıyan öğrencilerin insanların Dünya daki konumları, duruşları ve yerçekimi kuvvetinin etki yönüne ilişkin yanlış anlamalara sahip oldukları söylenebilir. Dünya nın Top Gibi Yuvarlak Olduğu, İnsanların Dünya nın İçinde Bulunduğu ve Yerçekimi Kuvvetinin Dünya nın Merkezine Doğru Etki Ettiği Altıncı Alternatif Anlama Tablo 8 de beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili altıncı alternatif anlama ve zihinsel modeli, yüzde ve frekans değerleri sunulmuştur. Tablo 8 incelendiğinde bu anlama ve zihinsel modele yalnızca sekizinci sınıf öğrencilerinde ve %9,43 lük bir oranda rastlandığı görülmektedir. Bu anlamaya sahip olan öğrencilerin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetinin etki yönüne ilişkin doğru bir anlamaya sahip oldukları ancak insanların Dünya nın yüzeyinde değil de içinde bulunduklarına ilişkin bir yanlış anlama taşıdıkları gözlenmiştir. Ayrıca bu öğrencilerde insanların Dünya nın içinde bulunmazlarsa düşecekleri yönünde bir yanılgı tespit edilmiştir. Öğrenciler bu duruma ilişkin şöyle açıklamalar getirmişlerdir: İnsanlar dünyanın içinde bulunur dünya hepimizi çevreler dışında olsak düşeriz Peki biraz önce yer çekimi kuvveti bizi merkeze doğru çekiyor demiştin- Evet. Biz bu sayede rahatça yürüyoruz evler eşyalar yerinde kalıyor ama içinde olduğumuz için de uzaya düşmüyoruz (8. Sınıf, 51). Biz dünyanın içindeyiz. Ceviz kabuğu gibi bizi sarıp koruyor (8. Sınıf, 37). Bu öğrenciler, bir noktadan başlayıp hep aynı yöne doğru yürürlerse aynı noktaya ulaşacaklarını çünkü Dünya nın yuvarlak olduğunu belirtmişlerdir. Öğrencilerin hem açıklamalarında hem de çizimlerinde belirttikleri gibi insanların Dünya nın içinde bulunduğunu eğer yüzeyinde bulunurlarsa düşeceklerini düşünmeleri yerçekimi kuvveti kavramına ilişkin tam olarak doğru bir anlama geliştiremediklerini göstermektedir. Araştırmaya ilişkin bulgular genel olarak değerlendirildiğinde Dünya nın şekli ve yer çekimi kuvvetine ilişkin bilimsel anlamanın her iki sınıfta da düşük olduğu (beşinci sınıfta %21,15; sekizinci sınıfta %45,28) ancak eğitim kademesindeki yükselmeyle bir miktar arttığı söylenebilir. Ayrıca, her iki sınıf düzeyinde de öğrencilerin çeşitli alternatif anlamalar ve bunlara bağlı farklı zihinsel modeller geliştirdikleri; bunlardan bir bölümünün her iki sınıf düzeyinde de ortak olduğu, yani süreklilik gösterdiği; beşinci sınıf düzeyinde yüksek oranda yerçekimi kavramına ilişkin anlama geliştirilemediği; sekizinci sınıf düzeyinde ise alternatif anlamalardan ikisinin beşinci sınıf düzeyindekilerden farklı olduğu söylenebilir. Bu doğrultuda araştırmaya katılan öğrencilerin Dünya nın şekli ve yer çekimi kuvvetiyle ilgili yüksek oranda bilimsel anlayışı kazanamadan ilköğretimden mezun olduklarını söylemek olasıdır. Tablo 7. Dünya nın Şekli ve Yer Çekimi Kavramına İlişkin 5. ve 8. Sınıf Öğrencilerinin Beşinci Anlayış ve Zihinsel Modelleri Anlamalar Zihinsel Model 6 Zihinsel Modelin Özellikleri Dünyanın top gibi yuvarlak olduğu, insanların Dünya nın içinde bulunduğu ve yer çekimi kuvvetinin kuzeyden güneye ve güneyden kuzeye etki ettiği beşinci alternatif anlama Şekil: Yuvarlak Model: Top Yürüme ve Düşme: Başlangıç noktasına ulaşma ve düşme olayı gerçekleşmemekte Yerçekimi Kuvveti: Kuzeyden güneye ve güneyden kuzeye doğru çekim kuvveti uygulamakta Konum ve Duruş Şekilleri: İnsanlar Dünya nın içinde ve her yerde, kuzeyden güneye ve güneyden kuzeye doğru yönelmiş konumlarda Zihinsel Modeller 5. Sınıf 8. Sınıf Zihinsel Model 6 0 0,00 2 3,

11 ÖZTÜRK, DOĞANAY / İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin... Tablo 8. Dünya nın Şekli ve Yer Çekimi Kavramına İlişkin 5. ve 8. Sınıf Öğrencilerinin Altıncı Alternatif Anlama ve Zihinsel Model Anlamalar Zihinsel Model 7 Zihinsel Modelin Özellikleri Dünyanın top gibi yuvarlak olduğu, insanların Dünya nın içinde bulunduğu ve yerçekimi kuvvetinin Dünya nın merkezine doğru etki ettiği altıncı alternatif anlama Şekil: Yuvarlak Benzetilen Model: Top Yürüme ve Düşme: Başlangıç noktasına ulaşma ve düşme olayı gerçekleşmemekte Yerçekimi Kuvveti: Dünya nın tüm yüzeyinde yerin merkezine doğru çekme Konum ve Duruş Şekilleri: İnsanlar Dünya nın içinde ve her yerde merkeze doğru yönelmiş konumlarda Zihinsel Modeller 5. Sınıf 8. Sınıf Zihinsel Model 7 0 0,00 5 9,43 Tartışma ve Sonuç Araştırma bulguları ilköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinin Dünya nın şekli ve yer çekimi kuvvetine ilişkin farklı anlamalar ve buna bağlı olarak farklı zihinsel modeller geliştirdiklerini ortaya koymuştur. Araştırma bulguları bilimsel anlamayı yansıtan zihinsel modellerin oranının her iki eğitim kademesinde de düşük olduğunu ancak eğitim kademesindeki yükselmeyle birlikte bir miktar arttığını göstermiştir. İlköğretim beşinci sınıf öğrencilerinin %40,38 gibi önemli bir bölümünün eğitim-öğretim süreci tamamlanmış olmasına karşın yerçekimi kuvveti ile ilgili herhangi bir anlama geliştiremedikleri, %38,45 inin ise yerçekimi kuvvetinin yalnızca kuzeyden güneye doğru etki eden ya da çekme yerine itme hareketi uygulayan bir kuvvet olduğuna dair yanılgılar taşıdıkları gözlenmiştir. Aynı zamanda bu öğrencilerin bir bölümünün Dünya nın üst kısmının düz olduğu, insanların Dünya nın içinde bulunduğu yönünde düşünceler taşıdıkları ve zihinsel modellerini de bu anlamalar çerçevesinde şekillendirdikleri belirlenmiştir. İlköğretim sekizinci sınıf öğrencilerine ilişkin sonuçlar ise bu düzeyde de Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili öğrencilerin çeşitli yanlış anlayışlar taşıdıklarını, %45,27 gibi önemli bir bölümünün yerçekimi kuvvetini kuzeyden güneye doğru etki eden ya da kuzeyden güneye ve güneyden kuzeye doğru etki eden bir kuvvet olduğuna dair düşünceler taşıdıklarını göstermiştir. Bu bağlamda beşinci sınıf öğrencilerinin yüksek oranda herhangi bir anlama geliştiremediği yerçekimi kuvveti ile ilgili sekizinci sınıf öğrencilerinin daha çok çeşitte alternatif anlama geliştirdikleri söylenebilir. Ayrıca, bu düzeydeki öğrencilerin bir bölümünde de Dünya nın üst kısmının düz olduğu, insanların Dünya nın içinde bulunduğu gibi yanılgıların taşındığı; beşinci sınıf düzeyinde daha fazla olmak üzere her iki düzeydeki öğrencilerin bir bölümünde Dünya nın kenarı olduğu ve Dünya dan düşmenin mümkün olduğuna yönelik anlamaların var olduğu görülmüştür. Araştırmadan elde edilen bu sonuçlar ilgili alan yazındaki farklı çalışmalardan elde edilen sonuçlarla da paralellik göstermektedir. Baxter (1989), çeşitli astronomi olaylarını incelediği araştırmasında yerçekimi kuvveti ve Dünya nın şekli ile ilgi öğrencilerin geliştirdikleri anlayışları, zihinsel modelleri ve yanlış anlamalarını incelemiştir. Yaşları 9-16 arasında değişen 48 i erkek ve 52 si kız olmak üzere 100 çocuğu örneklem olarak seçtiği çalışmasında ve çocukları yaşlarına göre 9-10, 11-12, 13-14, şeklinde kategorize ederek incelemiştir. Araştırma kapsamında çocuklarda Dünya nın şekli ve yerçekimi ile ilgili biri bilimsel olmak üzere dört farklı zihinsel modelin var olduğunu tespit etmiştir. Aynı zamanda, bilimsel olmayan anlayışı yansıtan zihinsel modellerin yaş artışıyla bir azalma gösterdiğini ancak çok sayıda yanlış anlamanın ise birçok çocukta 16 yaşına kadar değişmeden kaldığını yani süreklilik gösterdiğini saptamıştır. Ayrıca, Baxter ın (1989), çalışmasında tespit ettiği düzleştirilmiş Dünya düşüncesi, kuzey güney (yukarı aşağı) doğrultusunda yerçekimi kuvveti anlayışı benzer olarak bu çalışmada da saptanmıştır. Vosniadou ve Brewer (1990) ise Yunan ve Amerikan öğrenciler üzerinde yürüttükleri karşılaştırmalı araştırmalarında ilköğretim öğrencilerinin Dünya nın şekli, hareketi ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili anlamalarını incelemişlerdir. 90 Yunan ve 60 Amerikan öğrenci üzerinde yürüttükleri araştırmalarında her iki grupta bulunan öğrencilerin Dünya nın şekli ve yerçekimi ile ilgili benzer kavramsal yapılara sahip olduklarını, benzer yanılgılar taşıdıklarını ve kavramsal değişimlerinin paralel olduğunu saptamışlardır. Araştırma kapsa- 2465

12 KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ mında Amerikan beşinci sınıf ve Yunan altıncı sınıf öğrencilerinde saptanan insanların Dünya nın düz kısmında bulunduğu, Dünya nın kenarı olduğu, insanların Dünya nın içinde bulunduğu ve insanların Dünya dan düşecekleri alternatif anlayışlarına ve kuzey güney (yukarı aşağı) doğrultusunda yerçekimi kuvveti anlayışına benzer şekilde bu araştırmaya katılan öğrencilerde de rastlanmıştır. Ayrıca, Vosniadou ve Brewer in (1990) çalışmalarında yerçekimi kuvvetine ilişkin doğru anlayışın Amerikan beşinci sınıf öğrencilerinde %55 Yunan altıncı sınıf öğrencilerinde ise %76,7 oranında taşındığı saptamışlardır bu oranlar bu çalışmadan elde edilen bulgularla karşılaştırıldığında bu değerlerin araştırmaya katılan hem beşinci sınıf hem de sekizinci sınıf öğrencilerinin yerçekimi kuvvetiyle ilgili doğru anlama oranlarından yüksek olduğu görülmektedir. Ayrıca, araştırma kapsamında saptanan yerçekimi kuvvetinin çekme yerine itme kuvveti uyguladığı ve kuzeyden güneye ve güneyden kuzeye doğru etki eden kuvvet olduğu görüşünün alan yazındaki çalışmalara ait bulgulardan farklı olduğu gözlenmektedir. Bu durum bilişsel gelişim kuramları ve alan yazındaki alternatif anlamaların kaynaklarını belirleme amaçlı çalışmaların bulguları çerçevesinde değerlendirildiğinde bu öğrencilerin, evdeki, okuldaki ve eğitim sürecindeki eğitsel yaşantılarındaki sınırlılıklara ve eğitsel olarak destekleyici çevrelerindeki yetersizliklere bağlamak olasıdır. Nitekim Wessel (1999) de alternatif anlamaların kaynağını öğrencilerin bireysel yaşantıları olarak gösterirken, gözlemlerin, yaşanılan kültürel çevrenin, alınan formal fen eğitiminin bu anlamalar üzerinde etkili olduğunu öğrencilerin bireysel yaşantıları farklı olduğundan geliştirilen alternatif anlamalarında farklı olacağını belirtmektedir. Piaget ise çocuklarda kavramsal gelişimin nesneler ile etkileşime geçerek nesneler üzerinde soyutlamalarla gerçekleştiğini, ne kadar çok ve farklı etkileşimde bulunulursa soyutlamaların da o kadar çok olacağını ve kavramsal yapılarının o kadar çok gelişmiş olacağını belirtmektedir. Bu bağlamda kavramsal gelişim sürecinde geçirilen yaşantıların türünün ve çeşitliliğinin önemli etkenler olduğu söylenebilir (akt., Evans, 1999). Ayrıca, Piaget kavram yanılgılarının bilgi eksikliği kaynaklı bir boşlukla başladığını ve bu boşluğun öğretim, öğrencinin mevcut bilgileri ve geçirdiği deneyimlerle dolduğunu belirtmektedir. Bu boşluğun rastgele doldurulması hâlinde kavram yanılgılarının ortaya çıkacağını belirterek yaşantıların ve öğretimin niteliğinin kavram yanılgıları üzerinde önemli etkileri bulunduğuna dikkat çekmektedir (akt., Rowell, Dawson ve Harry, 1990). Vygotsky de bilişsel gelişim kuramında öğrenmenin sosyo-kültürel yönünü vurgularken çocukların kazandıkları kavramların kaynağı olarak sosyal çevreyi göstermektedir. Çocuğun yaşadığı çevre ve kültürün bu bağlamda ona sağlanan yaşantıların türünün ve niteliğinin, çocuğun çevresindeki yetişkinlerle ve çocuklarla geçirdiği yaşantıların ve öğretme-öğrenme yaşantılarının bu süreçte önemli etkenler olduğunu belirtmektedir (akt., Senemoğlu, 2004; Wood, 2005). Bu açıklamalar incelendiğinde kavram gelişiminde ve kavram yanılgılarının oluşumunda çocuğun hem evde ailesiyle geçirdiği yaşantıların hem okuldaki eğitsel deneyimlerinin, hem de içinde bulunduğu sosyo-kültürel çevre ve arkadaşlarıyla etkileşimin etkili olduğu söylenebilir. Bu durumda, çalışmaya katılan öğrencilerin düşük sosyo-ekonomik düzeydeki ailelerden geldikleri; anne ve babaların ya okuma yazma bilmedikleri ya da ilkokul mezunu oldukları düşünüldüğünde; evlerinde internet, ansiklopedi hatta bazılarında televizyonun bile olmadığı göz önüne alındığında; öğretme-öğrenme sürecinde düz anlatım yöntemi ağırlıklı bir yaşantı geçirdikleri dikkate alındığında Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin kavramsal değişim sürecinde hem evdeki hem de okuldaki eğitsel deneyimlerinde sınırlılıklar olduğu ve bunların bilimsel olarak doğru anlamanın düşük oranlarda kazanılmasında ve alternatif anlamaların farklılaşmasında etkili olabileceği söylenebilir. Diğer taraftan araştırma sonuçlarını uygulamada olan ilköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programı bağlamında değerlendirmek de mümkündür. İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programı incelendiğinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramlarıyla ilgili içerik bilgisine dördüncü, beşinci ve altıncı sınıf düzeyinde yer verildiği görülmektedir. Dördüncü sınıf düzeyinde Dünya nın şeklinin öğretimiyle ilgili içerik bilgisinin programa dâhil edildiği ancak insanların dünyanın neresinde, nasıl ve hangi konumlarda bulunduğu ile ilgili bağlantının kurulmadığı gözlenmektedir. Ayrıca, yine bu düzeyde Dünya nın katmanlarıyla ilgili içerik bilgisine programda yer verildiği bu doğrultuda canlıların taş kürede bulunduğu taş kürenin ise hava küreyle/atmosferle örtülü olduğu bilgisinin sunulduğu görülmektedir. Beşinci sınıf düzeyinde ise fen ve teknoloji dersi öğretim programında Dünya ile ilgili daha çok Dünya, Ay ve Güneş in birbirine olan uzaklığı ve hareketleri üzerine odaklanıldığı görülmektedir. Yine bu düzeyde öğrencilerin fen ve teknoloji dersi kapsamında ilk defa yerçekimi kavramıyla karşılaştıkları gözlenmektedir. Bu çerçevede temassız kuvvetler başlığı altında yerçekimi ile ilgili yüzeysel bir açıklama yapıldığı ve Dünya nın şekliyle yerçekimi kuvvetinin etki yönü bağlantısı- 2466

13 ÖZTÜRK, DOĞANAY / İlköğretim Beşinci ve Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Dünyanın Şekli ve Yerçekimi Kavramlarına İlişkin... nın kurulmadığı dikkat çekmektedir. Bu durumda öğrencilerin ilköğretim beşinci sınıf sonunda hem Dünya nın şekli hem de yerçekimi ile ilgili bilgiler edinmiş oldukları; ancak programda yapılan düzenlemelerin Dünya nın şekli ve bu şekle bağlı olarak insanların Dünya nın neresinde, hangi konumlarda bulunduğu ve yerçekimi kavramıyla ilgili bilimsel anlayışın kazanılması için yeterli olmayacağı söylenebilir. Ayrıca, dördüncü sınıf düzeyinde yerçekimiyle ilgili öğretim sürecinde yaşantı geçirmemiş öğrencilere canlıların taş kürede bulunduğu ve taş kürenin atmosferle örtülü olduğu bilgisinin sunulmasının Dünya nın içinde bulunduklarına dair bir algının oluşmasında etkili olabileceği düşünülmektedir. Bu bağlamda, ilköğretim beşinci sınıf düzeyinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramıyla ilgi bilimsel anlama ve zihinsel modelin taşınma oranının düşük olmasında; yerçekimi kavramı ile ilgili yüksek oranda bilgi verilememesinde, insanların Dünya nın içinde bulunduğu yönünde bir algının oluşmasında; kısaca Dünya nın şekli, insanların konumları ve yerçekimi kuvveti arasında bağlantının kurulamamasında etkili olan faktörlerden birinin de programdaki içerik düzenlemesinin olabileceği söylenebilir. İlköğretim ikinci kademe fen ve teknoloji dersi öğretim programı incelendiğinde ise altıncı sınıf düzeyinde kuvvet ve hareket ünitesi kapsamında yerçekimi kuvvetinin Dünya nın şekli ile bağlantılı olarak sunulduğu gözlenmektedir. Bu durumun bilimsel anlama ve bu anlamaya ilişkin zihinsel modelinin sekizinci sınıf düzeyinde daha yüksek oranda taşınmasında etkili olabileceği söylenebilir. Ayrıca, sekizinci sınıf düzeyinde tespit edilen altıncı alternatif anlama ve yedinci zihinsel modelde insanların konumlarının ve yerçekimi kuvvetinin etki yönünün doğru olarak gösterilmesinde de bu durumun etkili olabileceği bununla birlikte bu alternatif anlamayla ilgili insanların Dünya nın içinde bulunduğu algısının dördüncü sınıf düzeyinde gerçekleşebilecek bir yanlış anlamadan kaynaklanabileceği düşünülmektedir. Çünkü ilköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programında dördüncü sınıf düzeyinden sonra taş küre ile atmosferin birlikte incelenmesine yönelik bir içerik düzenlemesinin yapılmadığı gözlenmektedir. Bu durumda eğer öğrencide dördüncü sınıf düzeyinde insanların Dünya nın içinde bulunduğuna dair bir yanılgı oluşmuşsa bu yanılgının değiştirilmeden diğer sınıflara taşınması ihtimalide artmaktadır. Aynı zamanda, altıncı sınıfta yerçekimi kuvvetinin dünyanın şekliyle bağlantılı olarak sunulmasına rağmen çok sayıda alternatif anlama ve bunlara ilişkin zihinsel modellerin taşındığı gözlenmektedir. Bu durum beşinci sınıf düzeyinde Dünya nın şekliyle insanların konumları, duruş şekilleri ve yerçekimi kuvveti arasındaki bağlantının kurulamamasından ya da yerçekimi ile ilgili yetersiz bilgiden kaynaklanan boşluğun altıncı sınıf düzeyinde eğitsel yaşantı geçirilene kadar çeşitli alternatif anlamalarla doldurulması ve bu anlamaların değişime direnç göstermesine bağlanabilir. Çünkü kavram yanılgılarının oluşumunda bilgi eksikleri önemli bir faktör olup oluşan kavram yanılgıları sıklıkla değişime direnç göstererek öğretim sürecinden sonrada değişmeden kalabilmektedir (Eryılmaz, 2002). Bu saptamalar doğrultusunda araştırma kapsamında tespit edilen alternatif anlama ve zihinsel modellerin oluşumu ile bilimsel anlama ve zihinsel modelinin düşük oranda taşınmasında fen ve teknoloji dersi öğretim programında ilgili kavramlara ilişkin içerik düzenlenmesinin etkili olabileceği söylenebilir. Ancak, bu durumla ilgili daha doğru bir yargıya varabilmek için farklı sosyoekonomik düzeylerdeki öğrencilerle daha detaylı araştırmaların yapılması gerekmektedir. Araştırma sonuçları ilgili alan yazın bulguları çerçevesinde değerlendirilmeye devam edildiğinde Bryce ve Blown (2006), Nussbaum (1979), Sadler (1992), Vosniadou ve Brewer (1992) de araştırmalarında benzer şekilde öğrencilerin Dünya nın şekli ve yer çekimi kuvveti ile ilgili bilimsel olmayan çok sayıda zihinsel modele sahip olduklarını ve bu modellere sahip olunma oranının eğitim kademesindeki artışla azaldığını belirlemişlerdir. Alan yazında gözlemlenebilen astronomi olayları üzerinde yapılan farklı araştırmalarda da bu olaylarla ilgili alternatif anlayışların ilköğretimden yüksek öğretime kadar birçok düzeyde ortak olduğunu ve değişime direnç göstererek süreklilik gösterebileceğini ortaya koymuştur (Bisard ve ark., 1994; Lightman ve Sadler, 1993; Trumper, 2001). Türkiye de yapılan araştırmalar da farklı eğitim kademelerinde Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti ile yanlış anlamalar taşındığını göstermiştir (Cin, 2007; Gönen, 2008; Güneş ve ark., 2001). İlgili alan yazın bulgularıyla da desteklenen araştırma sonuçları doğrultusunda ilköğretim beşinci ve sekizinci sınıf öğrencilerinde Dünya nın şekli ve yerçekimi ile ilgili bilimsel anlayışın tam olarak gerçekleştirilemediğini, bilimsel anlama oranında bir miktar artış olmakla birlikte öğrencilerin büyük bir çoğunluğunun bu kademelerden çeşitli alternatif anlamalar ve bunları yansıtan zihinsel modellerle ayrıldıklarını söylenebilir. Bununla birlikte araştırmadan elde edilen bu sonuçların belli sınırlılıklar içinde değerlendirilmesi gerekmektedir. Araştırmadan elde edilen bu sonuçların yalnızca araştırmaya 2467

14 KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ katılan öğrenciler için geçerli olduğunun, her iki gruptaki öğrencilerin benzer özellikler taşımakla birlikte aynı öğrenciler olmadığının bu bağlamda beşinci sınıftan sekizinci sınıfa doğru değişim ile ilgili çıkarımların sınırlılıklar taşıdığının ve örneklemi oluşturan bu öğrencilerin sosyo-kültürel çevre ve eğitsel olarak destekleyici çevre bakımından özel bir yapıya sahip olduklarının araştırma sonuçlarının değerlendirilmesi sürecinde dikkate alınması gerekmektedir. Araştırma sonuçları doğrultusunda aşağıdaki öneriler sunulmuştur. Araştırma sonuçları öğrencilerin Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvveti ile ilgili yüksek oranda bilimsel anlamayı kazanamadıklarını göstermiştir. Dünya nın şekli ve yerçekimi kavramıyla ilgili bilimsel anlamanın kazandırılması için etkili öğretim yöntem ve tekniklerinin neler olabileceği ile ilgili araştırmalar yapılabilir. Araştırma bulguları öğrencilerin yer çekimi kuvvetin dünyanın tüm yüzeyinde nasıl etki ettiğini ve buna bağlı olarak insanların konum ve duruş biçimlerinin nasıl olduğunu yüksek oranda öğrenemediklerini göstermiştir. Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetine ilişkin bütüncül bir anlayış kazandırılması için Dünya nın şekli, insanların Dünya üzerindeki konumları, nerelerde bulundukları (yüzeyinde mi yoksa içinde mi oldukları) ile yerçekimi kuvvetinin etki yönünün birlikte öğretilmesinin faydalı olabileceği söylenebilir. İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programındaki Dünya nın şekli ve yerçekimi kuvvetiyle ilgili içerik düzenlemesinin alternatif anlayış ve zihinsel modellerin oluşumunda etkili olup olmadığının belirleyebilmek için farklı sosyoekonomik düzeyleri içerecek şekilde ve daha kapsamlı çalışmalar yapılabilir. Bu araştırma özel bir örneklem üzerine gerçekleştirilmiş ve araştırmadan elde edilen veriler de bu doğrultuda belli sınırlılıklar taşımaktadır. Duruma ilişkin daha kapsamlı bilgi sağlamak için ise daha geniş örneklemlerle çalışmaların yapılması önerilebilir. 2468

15 Educational Sciences: Theory & Practice - 13(4) Educational Consultancy and Research Center DOI: /estp Primary School 5th and 8th Graders Understanding and Mental Models about the Shape of the World and Gravity * Ayşe ÖZTÜRK a Gaziantep University Ahmet DOĞANAY b Çukurova University Abstract This study investigated primary school 5th and 8th graders understanding and mental models related to the shape of the world and gravity, and how these models reflected the fact and what kind of a change there is from 5th to 8th graders. This research is based on a cross-sectional design. The study was conducted in a low socioeconomic level school and 105 students -52 girls and 53 boys- participated in the study. The data were collected through interviews, one of the qualitative research methods. As a data collection tool, a semi-structured Conceptual Models interview form about the Shape of the World and Gravity (SWGCIF) was used. The results of this study showed that 5th and 8th graders have seven different understandings and mental models about the shape of the world and gravity, one of which was scientific. The scientific approach and understanding were low in both 5th and 8th graders but a slight increase was observed towards 8th graders. In order for a meaningful learning through conceptual change, it can be suggested that these abstract concepts should be concretized by means of visual and audio materials and models. Also, studies with extensive samples should be conducted in order to provide a more comprehensive understanding of the situation. Key Words Gravity, the Shape of the World, Conceptual Misunderstandings, Science Education, Mental Models. Astronomy, one of the oldest branches of sciences, is in direct relation with most of sciences (physics, mathematics, chemistry etc.). Recently, it has played a leading role among nature sciences as well (Trumper, 2006). Astronomy is a field in which information is gathered and made meaningful through personal experiences (Hannust & Kikas, 2007). Children receive information about astronomy in two ways; by means of their daily life observations and their communications with people around them (Hannust & Kikas, 2007; Vosniadou & Brewer, 1990). However; this information that children get through experience is mostly far away from scientific facts and cause conceptual misunderstandings (Sewell, 2002). One of the aims of science education is to change students unscientific views about the world, in other words, their conceptual misunderstandings, * This study was presented as a paper at the First International Congress of Curriculum and Instruction, October, 2011, Eskişehir Anadolu University, Eskişehir, Turkey. a Ayşe ÖZTÜRK is a doctoral student of Curriculum and Instruction. She currently studies argumentation skills and human rights education by using socio-scientific subjects. Correspondence: Res. Assist. Ayşe ÖZTÜRK, Gaziantep University, Faculty of Education, Department of Educational Sciences, Sub department of Curriculum and Instruction, Gaziantep, Turkey. ozturkayse2007@gmail.com Phone: b Ahmet DOĞANAY, Ph.D., is currently an associate professor of Curriculum and Instruction. Contact: Çukurova University, Faculty of Education, Department of Educational Sciences, Sub department of Curriculum and Instruction, Adana, Turkey. adoganay@cu.edu.tr.

16 EDUCATIONAL SCIENCES: THEORY & PRACTICE and to replace them by scientific information (Brunsell & Marcks, 2007). Although students have been thought a lot of astronomy-based topics such as the shape and actions of the world (night and day, seasons formation), and gravity since primary school, learning difficulties about these topics have been observed during all education levels (Brunsell & Marcks, 2007; Vosniadou & Brewer, 1990). In countries where the problems about teaching astronomy-related concepts and events were realised, a lot of studies were conducted with children and adults about observable astronomy events. In these studies, it was aimed to determine the difficulties of teaching these concepts and events (Baxter, 1989; Bisard, Aron, Francek, & Nelson, 1994; Blown & Bryce, 2006; Hannust & Kikas, 2007; Mali & Howe, 1979; Nussbaum, 1979; Nussbaum & Novak, 1976; Sneider & Pulos, 1983; Stahly, Krockover, & Shepardson, 1999; Trumper, 2000, 2001; Vosnidou & Brewer, 1994; Zeilik, Schau, & Mattern, 1998). These studies showed that students at different education levels had a great number of alternative perspectives and intellectual models about observable astronomy events and some parts of these models do not change and exhibit continuity although students passed from one year into another. Among all this research, studies about the shape of the world and gravity have taken a significant place (Baxter, 1989; Blown & Bryce, 2006, 2010; Bryce & Blown, 2006; Lidar, Almqvist, & Ostman, 2010; Nussbaum, 1979; Nussbaum & Novak, 1976; Sadler, 1992; Sharp & Sharp, 2007; Vosniadou & Brewer, 1990, 1992). The reason why these concepts have been given much importance is the difficulties encountered during the learning process. For children, it requires to develop a scientific understanding about the shape of the world, to combine both the flatness and roundedness characteristics of the world and finally come into a synthesis. In other words; a children walking on a flat surface has an approach that the world is flat through his observations but he has to change his perspective, employ a scientific point of view and to consider flatness and roundness properties of the world. This process of gaining a different view is difficult (Sadler, 1992; Vosniadou & Brewer, 1990, 1992). Also, various studies indicated that students developed a lot of alternative understanding about gravity, an abstract concept (Baxter, 1989; Bryce & Blown, 2006; Nussbaum & Novak, 1979; Vosniadou & Brewer, 1990, 1992). Moreover; it was observed that even science and pyhsics teachers and teacher trainees had some conceptual fallacies about gravity (Burgoon, Heddle, & Duran, 2010). As the problems have been encountered during the process of learning about the shape of the world and gravity and alternative approaches have been emerged about these concepts at different levels of education, it has been realised that more studies are needed in this field (Burgoon et al., 2010). For an effective teaching of these concepts, classroom activities should be organized and should start from the primary school and continue in the following years (European Association for Astronomy Education [EAAE], 1994). In line with this, firstly, alternative approaches students have formulated related to these concepts should be investigated. Extensive studies at different education grades in the primary schools were carried out abroad in order to see what intellectual models were developed by students, what kind of conceptual misunderstandings students had and whether these fallacies were continuous or not (Baxter, 1989; Bryce & Blown, 2006; Nussbaum & Novak, 1976; Vosniadou & Brewer, 1990, 1992). However, in Turkey, it was seen that astronomy-based research is generally quite limited, especially at a specific education grade at schools and mostly at higher education levels (Cin, 2007; Ekiz & Akbaş, 2005; Emrahoğlu & Öztürk, 2009; Gönen, 2008; Orbay & Gökdere, 2006; Güneş, Ünsal, & Ergin, 2001; Kalkan, Ustabaş, & Kalkan, 2007; Korkmaz, 2009; Şahin, 2001). Upon the limits of our literature review in the field, no studies have been seen related to the students understandings and misunderstandings, their intellectual models about the shape of the world and the continuity of these beliefs, focusing on various students at different education levels. However; when the science and technology course curriculum were considered regarding the shape of the world and gravity, it was seen that there were activities both in the first and second grade of primary school about teaching these concepts (Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], 2005, 2006). Therefore; for an effective teaching of concepts about the shape of the world and gravity, the meaning and intellectual models students have developed since the primary school should be investigated and which alternative models have been developed by students and which of these models have been used in both grades and transferred into the next education level ought to be analyzed. It has been believed that such a study will contribute into the related research field significantly, will provide a strong background and detailed information to improve astronomybased topics teaching and will help curriculum development studies. In addition, national and international research domain will be supported by 2470

17 ÖZTÜRK, DOĞANAY / Primary School 5th and 8th Graders Understanding and Mental Models about the Shape of the World and Gravity the results of these studies in terms of science and astronomy teaching field. In line with these ideas; the research questions of our study are as follows: 1- What are primary school 5th and 8th graders understanding and mental models about the shape of the world and gravity? 2- To what extent do these understanding and mental models reflect the fact? 3- What kind of change can be observed about students understanding and mental models between 5th and 8th graders if they have developed alternative understanding and mental models? Method This cross sectional study (Büyüköztürk, Çakmak, Akgün, Karadeniz, & Demirel, 2008; Cohen & Manion, 1994) was conducted in a primary school which mostly students from low socio-economic class attended through transportation. 105 students 52 of them were 5th graders and 53 of them were 8th graders- participated in the study. High attention was given that students had very similar educational family structures and sociocultural characteristics except their school levels. Personal information about students background was gathered, their teachers notes about their home visits were considered and some of them students were visited at their home for further information. The participant students parents were either primary school graduates or illiterate. Also, the students did not receive any further education in any private courses and they did not have any opportunities for supplementary education or access to internet, journals or encyclopedia. Their educational background was based on lecture-type teaching-learning experiences, not experiments and simulations in order to concretize astronomybased topics. For data collection, a semi-structured Conceptual Models Interview Form about the Shape of the World and Gravity (SWGCIF), developed through the data in the related literature (Hannust & Kikas, 2007; Vosniadou & Brewer, 1992) was used. The interviews were videorecorded. Content analysis was conducted on the data collected by using explicitly and selectively coding (Strauss & Corbin, 1990). For the analysis of the data, reliability and validity studies were done and coder reliability of the interview data was found to be 92.38% by using Miles and Huberman s (1994) reability formula. Table 1. Fifth and Eighth Graders Understandings and Mental Models Related to Shape of The World and Gravity Concepts Understandings Mental Models Features of Mental Model The scientific understanding is that the world is round like a ball, oblate and bulging equator, people stand on the surface of the world and thanks to gravity, we have been pulled towards the center of the worlda Drawing 1 Shape: Round, oblate and bulging equator Model: Ball Walking and Falling: Arriving to starting point and not falling down Gravity Force: Gravity pulls towards the center of the world Location and Standing: Human beings are on the surface of the world and human s standing is towards the center of world Shape: Round Model: Ball Walking and Falling: Arriving to starting point and not falling down Gravity Force: Gravity pulls towards the center of the world Location and Standing: Human beings are on the surface of the world and human s standing is towards the center of world Drawing 2 Mental Model 1 5th Grader 8th Grader Drawing 1 5 9, ,23 Drawing , ,92 Total 11 21, ,

18 EDUCATIONAL SCIENCES: THEORY & PRACTICE Results As a result of the analysis, it was seen that primary school 5th and 8th graders had seven different understandings and intellectual models; one of them was a scientific one, about the shape of the world and gravity. Findings of students understandings and mental models related to shape of world and gravity are presented in Table 1. This understanding and models have been as follows: the scientific view and mental model is that the world is round like a ball, oblate and bulging equator, people stand on the surface of the world and thanks to gravity, we have been pulled towards the center of the world (5th graders 21.15%, 8th graders 45.28%). The first alternative understanding and mental model The first alternative understanding in which the world is like a flattened ball, the human beings are either out of or only on the top of the world and gravity pulls from the North to the South (5th graders 19.23%, 8th graders 16.98%). The second alternative understanding and mental model is that the world is like a ball, people are in the world and gravity works from north to South (5th graders 13.46%, 8th graders 24.52%). This was found with both 5th and 8th graders. The third alternative understanding an model in which the world is round like a ball, the human beings are in the world and gravity shows the movement from the center of the world to the outer side of the world that the world is Table 1. Fifth and Eighth Graders Understandings and Mental Models Related to Shape of The World and Gravity Concepts Understandings Mental Models Features of Mental Models The first alternative understanding in which the world is like a flattened ball, the human beings are either out of or only on the top of the world and gravity pulls from the North to the South Shape: Flattened round Model: Ball Walking and Falling: Arriving to edge of world and falling down Gravity Force: Gravity pulls from North to South Location and Standing: Human beings are either out of or only on the top of the world Mental Models 5th Grader 8th Grader Mental Model , ,98 Understandings Mental Models Features of Mental Models The second alternative understanding and mental model is that the world is like a ball, people are in the world and gravity works from north to South Shape: Round Model: Ball Walking and Falling: Arriving to starting point and not falling down Gravity force: Gravity pulls from North to south Location and Standing: Human beings are in the world and human s standing is towards from north to south Mental Models 5th Grader 8th Grader Mental Model Understandings Mental Models Features of Mental Models The third alternative understanding in which the world is round like a ball, the human beings are in the world and gravity shows the movement from the center of the world to the outer side of the world Shape: Round Model: Ball Walking and Falling: Arriving to starting point and not falling Gravity force: Gravity shows the movement from the center of the world to the outer side of the world Location and Standing: Human beings are in the world and human s standing is towards the center of the world Mental Models 5th Grader 8th Grader Mental Model