ANALOJİLERİN KİMYASAL DENGE KAVRAMLARININ ANLAŞILMASI ÜZERİNE ETKİSİ

Transkript

1 GAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ORTAÖĞRETİM FEN VE MATEMATİK ALANLARI EĞİTİMİ ANABİLİM DALI KİMYA EĞİTİMİ BİLİM DALI ANALOJİLERİN KİMYASAL DENGE KAVRAMLARININ ANLAŞILMASI ÜZERİNE ETKİSİ YÜKSEK LİSANS TEZİ Hazırlayan Menekşe UYSAL Ankara Ekim, 2013

2

3 GAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ORTAÖĞRETİM FEN VE MATEMATİK ALANLARI EĞİTİMİ ANABİLİM DALI KİMYA EĞİTİMİ BİLİM DALI ANALOJİLERİN KİMYASAL DENGE KAVRAMLARININ ANLAŞILMASI ÜZERİNE ETKİSİ YÜKSEK LİSANS TEZİ Menekşe UYSAL Danışman: Yrd. Doç. Dr. Hüseyin AKKUŞ Ankara Ekim, 2013

4 Menekşe UYSAL ın ANALOJİLERİN KİMYASAL DENGE KAVRAMLARININ ANLAŞILMASI ÜZERİNE ETKİSİ başlıklı tezi...tarihinde, jürimiz tarafından Orta Öğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalında Yüksek Lisans Tezi olarak kabul edilmiştir. Adı Soyadı İmza Başkan: Üye (Tez Danışmanı): Üye : Üye : i

5 ÖN SÖZ ANALOJİLERİN KİMYASAL DENGE KAVRAMLARININ ANLAŞILMASI ÜZERİNE ETKİSİ Tez çalışmamın her aşamasında bana destek olan, engin bilgisi ve tecrübesiyle beni yönlendiren, hem araştırmamı hem de geleceğimi şekillendirmeme yardımcı olan, zor dönemlerimde desteğini benden esirgemeyen, sabırla her soruma cevap veren, her konuda örnek aldığım danışmanım ve çok değerli hocam Sayın Yrd. Doç Dr. Hüseyin AKKUŞ a çok teşekkür ediyorum. Tezim konusunda beni motive ettikleri, değerli fikirlerini benimle paylaştıkları ve karşıma çıkarılan zorluklarda yanımda oldukları için değerli hocalarım Arş. Gör. Dr. Ebru KAYA ve Yrd. Doç Dr. Sevgi KINGIR a teşekkür ediyorum. Hep yanımda olan, varlıkları benim için çok kıymetli arkadaşlarım Gamze DEĞERLİ, Merve GÜREL ve Esma Şule YANIKKAYA ya teşekkür ediyorum. Benim için her türlü fedakârlığı yapan, hayatını bana ve kardeşime adayan annem Nesrin UYSAL ve babam Ekrem UYSAL a, ayrıca sabır ve anlayışı ile hep yanımda olan, desteğini hep hissettiğim en değerli varlığım, kardeşim Emre UYSAL a teşekkür etmek istiyorum. ii

6 ÖZET ANALOJİLERİN KİMYASAL DENGE KAVRAMLARININ ANLAŞILMASI ÜZERİNE ETKİSİ UYSAL, Menekşe Yüksek Lisans, Kimya Eğitimi Bilim Dalı Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Hüseyin AKKUŞ Eylül 2013, 177 sayfa Bu çalışmanın amacı; 11. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine analoji kullanımının etkisini incelemektir. Çalışma öğretim yılında Konya ilindeki bir devlet okulunda, dört farklı fen sınıfında öğrenim gören sınıf öğrencisi ile yapıldı. Sınıflardan ikisi deney grubu diğer ikisi kontrol grubu olarak seçildi. Deney gruplarında öğretmen, dersi analoji kullanarak ve öğrencilerin analoji üretmelerini sağlayarak yapılandırmacı yaklaşıma dayalı olarak işlerken, kontrol gruplarında ise dersler geleneksel öğretim yaklaşımı ile yine aynı öğretmen tarafından yürütüldü. Ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desenin kullanıldığı bu çalışmada KDKT-i, MDGT ve ADT ön test olarak deney ve kontrol gruplarına uygulandı. Uygulama sürecinde deney grubunda öğretmen analoji kullanarak ve öğrencilerden analoji üretmelerini isteyerek kimyasal denge konusunu anlattı ve bu analojiler puanlanarak uygulamadan önce yapılan ADT ile arasındaki ilişkiye bakıldı. Uygulama sonrasında hem deney hem de kontrol grubuna KDKT-s uygulandı ve bu testten elde edilen sonuçlara göre deney ve kontrol grubundan seçilen 10 öğrenci ile kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamalarını derinlemesine incelemek amacıyla mülakatlar yapıldı. Çalışmada elde edilen veriler analiz edildiğinde, öğrencilerin konuyla ilgili ön bilgileri ve mantıksal düşünme yetenekleri kontrol altına alındığında, yapılandırmacı yaklaşıma dayalı olarak öğretmenin analoji kullanması ve öğrencilerin analoji üretmesinin; öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerinde geleneksel öğretim yaklaşımına göre daha etkili olduğu sonucuna varıldı. Öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine konuyla ilgili ön bilgileri etkili olurken, mantıksal düşünme yeteneklerinin ve cinsiyetin bir etkisi olmadığı görüldü. Öğrencilerin analojik düşünme yetenekleri ve analoji üretmeleri bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir fark gösterirken; analoji üretmeleri ile analojik düşünme yetenekleri arasında anlamlı bir ilişki bulunamadı. Anahtar Kelimeler: Analoji, Analoji Üretme, Kimyasal Denge iii

7 ABSTRACT The purpose of this study is to examine the effect of using analogies on 11 th grade students understandings about chemical equilibrium. This study was administered to a total of th grade students in four different science classes in a public school, in Konya, during the second term of academic year. Two classes were assigned as control group and the others were assigned as experimental group. In experimental group, courses were completed with the constructivist approach in which analogies were presented by teacher and generated by students, while in control group courses were completed with traditional instruction approach by the same teacher. Pretest-posttest control group quasi experimental design was adopted in this study. Chemical Equilibrium Concept Test-pre, Group Assessment of Logical Thinking Test, and Analogical Reasoning Test were applied as pretests to both experimental and control groups. During the implementation, in experimental groups teacher used analogies and asked students to generate analogies. These analogies were scored and relationship between these scores and Analogical Reasoning Test which was administered before the implementation was examined. After the implementation Chemical Equilibrium Concept Test-post was applied both experimental and control groups, and according to the scores, 10 students were chosen from experimental and control groups to interview for examining their understandings deeply about chemical equilibrium. The results show that when students Group Assessment of Logical Thinking and their prior knowledge related to the subject are controlled, based on constructivist approach, that the teacher uses analogies and the students generate them is more effective on students conceptual understandings about chemical equilibrium than traditional instruction approach. While students prior knowledge related to the subject influences their understanding about chemical equilibrium, their logical thinking ability and gender have no effect on understanding. Students analogical reasoning ability and generating analogies differ significantly according to their cognitive development stage. Furthermore; there is no significant relationship between their achievement in generating analogies and analogical reasoning ability. iv

8 İÇİNDEKİLER ÖN SÖZ... İİ ÖZET... İİİ ABSTRACT... İV TABLOLAR LİSTESİ... Vİİ ŞEKİLLER LİSTESİ... Vİİİ KISALTMALAR LİSTESİ... İX BÖLÜM I PROBLEM DURUMU ARAŞTIRMANIN AMACI Problem Cümlesi Hipotezler ARAŞTIRMANIN ÖNEMİ ARAŞTIRMANIN SINIRLILIKLARI ARAŞTIRMANIN VARSAYIMLARI TANIMLAR BÖLÜM II ANALOJİ Analoji Nedir? Analoji Türleri Analoji ile Bilişsel Gelişim İlişkisi Analoji ile Öğretim Modelleri Analoji Öğretiminin Genel Modeli (GMAT) Analojilerle Öğretim Modeli (TWA) Odak Eylem Yansıma Modeli (FAR) Köprüleme Analojiler Modeli (Bridging Analogies) Çoklu (Multiple) Analojiler Modeli Öğrenci Tarafından Analoji Üretilmesi Modeli Hikâye Tarzı Analojiler Modeli Durum Temelli Düşünme Modeli Fen Eğitimde Analoji Kullanımının Önemi Analoji Kullanımının Olası Sınırlılıkları Çalışmada Kullanılan Analojiler Analojik Düşünme YAPILANDIRMACI ÖĞRENME YAKLAŞIMI VE ANALOJİ GELENEKSEL ÖĞRETİM YAKLAŞIMI v

9 BÖLÜM III ARAŞTIRMA MODELİ EVREN ÖRNEKLEM VERİ TOPLAMA ARAÇLARI Kimyasal Dengeyle ile ilgili Kavram Testi (KDKT) Analojik Düşünme Testi (ADT) Mantıksal Düşünme Grup Testi (MDGT) Mülakat Öğrenciler Tarafından Geliştirilen Analojiler VERİ ANALİZ YÖNTEMİ BÖLÜM IV HİPOTEZ 1 İN TEST EDİLMESİ HİPOTEZ 2 NİN TEST EDİLMESİ HİPOTEZ 3 ÜN TEST EDİLMESİ HİPOTEZ 4 ÜN TEST EDİLMESİ HİPOTEZ 5 İN TEST EDİLMESİ HİPOTEZ 6 NIN TEST EDİLMESİ HİPOTEZ 7 NİN TEST EDİLMESİ MÜLAKAT ANALİZLERİ BÖLÜM V SONUÇLAR ÖNERİLER KAYNAKLAR vi

10 TABLOLAR LİSTESİ Sayfa Tablo 2.1 : Kimyasal dengenin dinamik doğasını açıklamaya çalışan okul dansı analojisinin FAR modeli ile sunulması Tablo 2.2 : Bu çalışmada kullanılan analojiler Tablo 4.1 : Deney ve Kontrol Gruplarına Uygulanan Testlerin t- Testi Sonuçları Tablo 4.2 : Levene Testi Tablo 4.3 : Deney ve Kontrol Gruplarının KDKT-s Puanlarıyla ilgili ANCOVA Sonuçları.. 61 Tablo 4.4 : Deney ve kontrol Grubunun MDGT t-testi Sonuçları Tablo 4.5 : Deney ve Kontrol Grubunun KDKT-i t-testi Sonuçları. 62 Tablo 4.6 : Öğrencilerin Analojik Düşünme Yeteneği ve Analoji Ürettikleri Etkinlik Puanları Arasındaki Korelasyon 64 Tablo 4.7 : Öğrencilerin Analojik Düşünme Yeteneklerinin, Bilişsel Gelişim Aşamalarına Göre T-Testi Sonuçları Tablo 4.8 : Deney Grubundaki Öğrencilerin Analoji Üretme Etkinliklerinden Aldıkları Puanların Bilişsel Gelişim Aşamalarına Göre T-Testi Sonuçları.. 65 vii

11 ŞEKİLLER LİSTESİ Sayfa Şekil 1 : Işığın havadan cama geçerken kırılması bir çift tekerleğin kağıttan halıya daha yavaş ve eğimli bir şekilde yuvarlanmasına benzer.. 7 Şekil 2 : Basınç ile ilgili resimli bir analoji... 9 Şekil 3 : Analojilerin genel gösterimi. 23 Şekil 4 : Hücre organellerinin görevlerini açıklamaya çalışan resimli bir analoji Şekil 5 : Kimyasal denge-okul dansı analojisindeki spor salonu ve anlaşma odası.. 33 Şekil 6 : Bir köprüleme analoji örneği Şekil 7 : Önerilen analojik düşünme mekanizması. 43 viii

12 KISALTMALAR LİSTESİ MDGT: Mantıksal Düşünme Grup Testi KDKT-i: Kimyasal Denge ile ilgili Kavram Testi-ilk KDKT-s: Kimyasal Denge ile ilgili Kavram Testi-son ADT: Analojik Düşünme Testi X : Ortalama değer SS: Standart sapma X 2 :Kareler toplamı X 2 : Kareler ortalaması Sd: Serbestlik Derecesi N: Öğrenci Sayısı P, α : Anlamlılık düzey ix

13 1 BÖLÜM I GİRİŞ Hayatımız boyunca karşılaştığımız hiçbir durum, önceden karşılaştığımız başka bir durumla tamamen aynı değildir. Bizim hayatta kalma ve öğrenme yeteneğimiz geçmişte yaşadığımız ve şimdi karşılaştığımız durumlar arasındaki benzerlikleri bulma ve geçmişten elde ettiğimiz bilgiyi, deneyimi içinde yaşanılan an için kullanabilmemize bağlıdır. Analojik düşünme hayatta kalma mücadelemizde bize yardımcı olur (Orgill, 2003). Analojiler günlük hayat düşüncelerinin bir parçasıdır. Herkes farkında olarak veya olmayarak; düşünürken, konuşurken bir durumu ya da olayı açıklamaya çalışırken analojileri kullanır. Goswami nin (1991) yaptığı çalışmada da gösterdiği gibi küçük çocuklar bile, analojilerde kullanacakları ilişkiler ellerinde mevcut olduğunda analojik olarak düşünebilirler (aktaran: Lin, Shiau ve Lawrenz, 1996). Tarih boyunca bilim insanları ve fen eğitimcileri de düşünürken analojileri kullanmışlardır (Glynn ve Takahashi, 1998). Öğretmenler ise derste analojileri zor kavramları kolaylaştırmak, soyut kavramları somutlaştırmak için kullanırlar. Bunu yaparken de daha az bilinen sistemleri, kavramları ve hatta nesneleri daha çok bilinenleri ile karşılaştırırlar (Mintzes, Wandersee ve Novak, 2002). Fen eğitiminde analojinin önemini anlayabilmek için öncelikle fen bilimlerinin genel bir tanımını yapmak; neden öğrenilmesi gerektiğini ve öğrenilirken analojilerin ne amaçla kullanılması gerektiğini belirtmek gerekmektedir. Fen bilimleri doğayı, doğaya ilişkin olgu ve beklentileri sorgulama etkinliklerinin tümüdür. Çepni ve diğerleri (2005), Fen Bilimlerini, bilginin tabiatını düşünme, mevcut bilgi birikimini anlama ve yeni bilgi üretme süreci olarak tanımlamaktadır. Öğrenciler, tıpkı diğer insanlar gibi, farkında olsalar da olmasalar da günlük hayatlarında bilim ve teknoloji ile iç içedirler. Radyo, televizyon, gazeteler, internet gibi ortamlarda duydukları güncel tartışmalar bireylerin genellikle dikkatini çeker. Örneğin

14 2 genetiği değiştirilmiş organizma (GDO) kullanımı son zamanlarda tartışılan popüler konulardandır. İnsanların bu konuda fikir sahibi olup, üretim teknolojileri etiği, sürdürülebilir ekonomi açısından önemi gibi konularda yorum yapabilmeleri için belli bir fen eğitimi almış olmaları gerekmektedir (Coll, France ve Taylor, 2005). Günümüzde teknoloji sürekli gelişmektedir ve insanların da bu değişim ile gelişime ayak uydurmaları beklenmektedir. Fen ve dolayısıyla kimya eğitiminin en önemli amaçlarından birisi de budur. Fen öğretiminin temel amacı fen okuryazarı bireyler yetiştirmektir. Bireyin fen okuryazarı olarak nitelendirilebilmesi için; yüksek seviyeli düşünme, yüksek zihinsel beceriler, yaratıcılık, ahlaki değerler ve değerlerin açıklanması, evrensel görüş, karar verme ve problem çözme kapasitesi, fen; teknoloji ve toplum arasındaki etkileşimi anlama, teknolojik ve bilimsel etkinlikleri değerlendirme gibi yeterliklere sahip olması beklenir. Bu özelliklere sahip bireylerin yetişmesindeki en önemli görevler ise eğitim sistemi, öğretim programı ve onun uygulayıcısı olan öğretmenlere düşmektedir (Çepni, Bacanak ve Küçük, 2003). Eğitim süreci sonunda bireylerde olması beklenilen yeterlilikler fen, dolayısıyla kimya kavramlarının iyi anlaşılması ile mümkün olacaktır. Bu amaçla öncelikle kimya konuları içerisinde öğrenilmesi zor olanları belirlenmeli ve bu zorlukların giderilmesi için çalışılmalıdır. Kimya eğitimi alanında yapılan çalışmalarda kimyasal denge, mol, tepkime stokiyometrisi ve yükseltgenme indirgenme tepkimeleri öğrenciler için anlaşılması en zor konular olarak görülür. Bu konular içerisinde kimyasal denge, öğrenciler için anlaşılması en zor olanı olarak değerlendirilmiş ve öğrencilerin kimyasal denge konusuyla ilgili oldukça fazla alternatif kavramalarının olduğu ortaya konulmuştur (Johnstone vd., 1977; Wheeler ve Kass, 1978; Hackling ve Garnett, 1985; Camacho ve Good, 1989; Bergguist ve Heikkinen, 1990; Gussarsky ve Gorodedetsky, 1990; Banerjee, 1991; Jordaan, 1993; Boujaoude 1993; Quilez-Parda ve Solaz-Portoles, 1995; Huddle ve Pillay,1996, Voska ve Heikkinen, 2000 den aktaran: Akkuş vd., 2003; Akkuş, 2006; Atasoy, Akkuş ve Kadayıfçı 2009). Kimyasal denge ile ilgili anlaşılması en zor kavramlar: dengenin dinamik doğası, denge ve denge olmayan durumlar arasındaki fark, Le Chatelier s prensibinin zihinsel yorumu ve enerji ile ilgili bazı kavramlardır (Raviolo ve Garritz, 2009). Bu kavramların soyut olması, öğrenciye yabancı gelmesi anlaşılmasını güçleştirmektedir. Ayrıca fen eğitimi ile ilgili yapılan çalışmaların çoğunda ve okullarda öğrencilerin algoritmik problem çözme yeteneklerine odaklanılmış, kavramsal problem çözme yetenekleri nadiren ölçülmüştür. Son

15 3 zamanlarda yapılan çalışmalarda öğrencilerin kavramsal problem çözme becerilerinin algoritmik problem çözme becerilerinin bir hayli gerisinde kaldığının farkına varılmıştır ve Nakhleh 1993; Nakhleh ve Mitchell (1993) yaptıkları çalışmalarda fen öğrenimi daha çok kavram temelli bir yaklaşımla olmalıdır sonucuna varmışlardır (aktaran: Lin vd., 1996). Bu nedenle öğretmenler öğrencilerin kavram öğrenme ve buna dayalı problem çözme yeteneklerini geliştirici öğretimsel araçları, planlarına dahil etmelidir. Bu durumda öğretmenlere düşen görev öğrenciler için mümkün olduğunca kavramları somutlaştırmak onlara daha tanıdık hale getirmektir. Öğretmen pedagojik bilgisi ile dersin içerik bilgisini birleştirebilmelidir. Bu içeriğe özgü pedagojik bilgilerden birisi de analojilerin kullanımıdır. Analojiler, zor kavramların öğrenilmesinde, bilinmeyen bilimsel kavram ile öğrencinin sahip olduğu bilgi arasında analojik köprüler kurarak; öğrencilerin kavramla ilgili daha bilimsel bir anlama geliştirmeleri ve kavramın ön bilgi ile daha kolay özümsenmesi sağlar (Treagust 1993; Treagust, Harrison ve Venville, 1998). Analoji; bilinen bir kavram ile bilimsel (bilinmeyen), yeni bir kavramı analojik karşılaştırma yolu ile zihinde görüntüleme yani bireyin gözünde canlandırmadır (Raviolo ve Garritz, 2009). Glynn ve diğerleri (1989) ise analoji kavramını alan yazında oldukça sık kullanılan bir şekilde tanımlamıştır. Bu tanıma göre bir analoji diğer yönlerden birbirine benzemeyen kavramlar, ilkeler ve formüller arasındaki benzerlik ilişkisidir. Daha doğrusu bu kavram, ilke ve formüller arasındaki benzer özellikleri haritalamadır (aktaran: Thiele ve Treagust, 1991; Treagust 1993). En basit şekliyle analojik ilişki A:B::C:D şeklinde ifade edilebilir. Bu ilişkiye matematiksel bir örnek olarak 4:16::3:_ verilebilir. Boşluğa neyin geleceğini diğer üç terimi ve 4 ile 16 arasındaki ilişkiyi kullanarak bulabiliriz. Bu örnekte boşluk yerine 9 gelecektir. Bu ilişkiye sözel bir örnek olarak ise, Einstein:Görelilik::Darvin:_ verilebilir. Buradaki boşluğa evrim yazılması gerekmektedir. Çünkü Einstein ile görelilik teorisi arasındaki ilişki, bu teorinin Einstein tarafından geliştirilen çok önemli bir teori olmasıdır. Benzer şekilde Darwin ismi geçince akla gelen teori de kendisi tarafından geliştirilen evrim teorisidir (Thiele ve Treagust, 1991). Basitçe söylemek gerekirse analoji iki kavram arasındaki benzerlikleri tanımlama sürecidir. Bu iki kavramdan tanıdık yani öğrenci tarafından bilineni analog; bilinmeyen, öğretilecek olanı ki genellikle bilimseldir, hedef (target) olarak adlandırılır (Treagust,1993).

16 4 Bu çalışmada öğrencilerin, yukarıda bahsedilen sebeplerinden dolayı öğrenmede zorlandıkları kimyasal denge konusu kavramlarının anlaşılması üzerine öğretmenin analoji kullanmasının ve öğrencinin analoji üretmesinin etkisi ve analojik düşünme ile analoji üretme arasındaki ilişki incelendi Problem Durumu Geleneksel öğretim yaklaşımıyla fen kavramlarını anlamlı bir şekilde öğrenmek oldukça zor bir süreçtir. Öğrenci pasiftir ve bilgiyi alan konumundadır. Bilginin öğrencinin zihninde yapılandırılmadığı öğretme aktiviteleri sonucu, öğrenci ezbere yönelir bu da kavramların kalıcı bir şekilde öğrenilmesini engeller. Öğrencinin aşina olmadığı, soyut fen kavramlarını, geleneksel düz anlatım şekliyle kalıcı bir şekilde öğrenmesi oldukça zordur. Öğretmenin burada üstlenmesi gereken rol öğrenciye rehberlik edip kavramın öğrenilmesini kolaylaştırmaktır. Bunun için soyut kavramları somutlaştırıcı yöntemleri ders içerisinde kullanmalıdır. Analojiler de özellikle soyut, öğrenciye tanıdık olmayan, anlaşılması zor kavramların öğretilmesinde faydalı araçlardır. Bu düşüncelerden hareketle analoji kullanımının fen kavramlarının anlaşılması üzerine etkisi birçok araştırmacı tarafından merak edilmiş ve çalışılmıştır. Akar (2007), yaptığı çalışmada öğrenme amaçlı yazmanın ve analoji üretmenin üniversite fen bilgisi laboratuar uygulamaları dersinde akademik başarıya etkisini araştırmıştır. Elde edilen sonuçlar; öğrenme amaçlı metinlerde analoji kullanımının öğrenmeye küçük bir etkisi olduğunu ve akademik olarak daha alt seviyedeki muhataplara yazılmasının öğrenmede daha etkili olduğunu göstermiştir. Demirci (2007), 7. sınıf öğrencileriyle yaptığı çalışmasında ilköğretim fen ve teknoloji dersinin öğretilmesinde bir yöntem olarak analoji kullanımının, öğrencilerin başarısına, bilgilerinin kalıcılığına ve tutumlarına etkisini incelemiştir. Araştırmasının sonucunda analoji tekniği kullanımın öğrencilerin başarısı ve bilgilerinin kalıcılığını olumlu yönde etkilediği, tutumları üzerine ise etkisi bulunmadığı sonucuna ulaşılmıştır.

17 5 Karadoğu (2007), 5. sınıf öğrencileri üzerinde yaptığı çalışmada analoji tekniğinin, öğrencilerin fen ve teknoloji dersindeki akademik başarısına, anlatım becerilerine, derse karşı tutumlarına ve kalıcılık düzeylerine etkisini araştırmıştır. Sonuç olarak analoji ile işlenen derslerin, sadece öğretmen kılavuz kitabı takip edilerek işlenen derslere göre başarıda, anlatım becerilerinde ve derse karşı tutumda anlamlı bir farklılık oluşturmadığı ancak kalıcılıkta oldukça etkili olduğu görülmüştür. Kılıç (2009), yaptığı çalışmada analojilerin öğretmen ve öğrenci tarafından kullanılmasının ilköğretim 6. sınıf öğrencilerinin fen ve teknoloji dersi dolaşım sistemi konusundaki başarılarına, kavrama düzeylerine ve tutumlarına etkisini karşılaştırmıştır. Bu araştırmanın sonucunda, öğretmenin analoji kullandığı sınıf ile öğrencilerin analoji geliştirdiği sınıf arasında başarı ve tutum puanları yönünden anlamlı bir farlılık görülmezken; kavramsal anlama düzeyleri arasında analojilerin öğrenci tarafından üretildiği grup lehine anlamlı bir farklılık elde edilmiştir. Cerit (2008), yaptığı çalışmada kavramsal değişim metinleri ve analojik model kullanımının, 10. sınıf öğrencilerin iş-güç-enerji konusu ile ilgili başarılarına ve fizik dersi ile ilgili bazı seçilmiş duyuşsal karakteristiklerine olan etkisini araştırmış ve geleneksel ders anlatım yöntemi ile karşılaştırmıştır. 4 sınıf ile çalışılmış bunlardan üçü çalışmanın deney gruplarını, biri ise kontrol grubunu oluşturmuştur. Uygulama sonrasında iş-güç-enerji konusu kavramları açısından gruplar arasında deney grupları lehine anlamlı farklılıklar gözlenmiştir. Ayrıca deney grupları arasında da anlamlı bir fark olduğu ortaya çıkmıştır. Öğrencilerin fizik dersine ilişkin ilgi ve tutumları açısından deney grupları lehine anlamlı farklılıklar gözlenmiştir. Dilber (2006), yaptığı çalışmada analoji kullanımının ve kavramsal değişim metinlerinin, kavram yanılgılarının giderilmesi ve öğrenci başarısına etkisini araştırmıştır. Ayrıca kullanılan yöntemin öğrencilerin fiziğe karşı tutumları üzerine etkisi ve öğrencilerin başarıları ile tutumları arasında bir ilişkinin olup olmadığına da bakmıştır. Çalışmanın örneklemini, bir devlet üniversitesinin fen bilgisi öğretmenliği bölümü birinci sınıf öğrencilerinin iki farklı şubesi oluşturmuştur. Sonuç olarak kavramsal değişim ve analoji kullanımının öğrenci başarısına olumlu yönde etki ettiği, öğrencilerin fizik dersine ilişkin tutumlarını etkilemediği görülmüştür. Ayrıca öğrencilerin başarıları ile tutum puanları arasında da düşük bir korelasyonun olduğu tespit edilmiştir.

18 6 Venville ve Treagust (1997) yaptıkları çalışmada biyoloji eğitiminde analojiler yararlı bir fonksiyona mı hizmet eder? yoksa bilimsel bir bağlamda kullanıldığında istenmeyen kafa karışıklıklarına sebep olabilen edebi bir araç mıdır? Sorusuna cevap aramıştır. Öncelikle tarihteki bazı analoji örnekleri araştırılmış daha sonra biyoloji eğitimindeki analojilerin olumlu ve olumsuz etkileri incelenmiştir. Sonrasında biyoloji öğretiminde analoji kullanımına ilişkin tartışmalı konular üzerinde durulmuş, son olarak da biyoloji sınıflarında ve ders kitaplarında kullanılan analojiler eleştirel bir şekilde analiz edilmiş ve sunumu esnasında oluşabilecek problemlere çözümler üretilmiştir. Ders kitaplarında karşılaşılan analojilerin yeterince derin bir şekilde açıklanmadığı ve anahtar-kilit analogu ile enzim hedefinde olduğu gibi daha çok mekanik bağlantılar göz önüne alınarak analojilerin oluşturulduğu gözlenmiştir. Öğrencilere analog kavramın tanıdık gelmemesi, öğrencilerin analogdaki tüm özelliklerin hedefte de var olduğunu düşünmeleri tespit edilen başlıca sorunlardır. Bunu çözmek için ise FAR (focus actin reflection) gibi analoji kullanımına uygun modeller kullanılarak analojilerin sunulması önerilmiştir. Harrison ve Treagust (1993), yaptıkları durum çalışmasında bir öğretmenin 10. sınıf optik dersinde ışığın kırılması konusunu Glynn in analojilerle öğretim modelinin modifiye edilmiş şeklini kullanarak anlatmışlardır. Şekil 1 de resimli bir şekilde sunulan analojide ışık ışınlarının havadan cam ortamına girişi, bir çift tekerleğin kağıt gibi sert bir yüzeyden; halı gibi yumuşak bir yüzeye yuvarlandığında hızı azalacağı için eğik bir yol izlemesi durumuna benzetilmiştir. Çalışmada ışık ışınlarının daha yoğun bir ortama girdiğinde yavaşlaması bu yüzden de kırılma açısının değişmesi bu analog olaya benzetilmektedir. Bu durum çalışması, öğretmenin bu sistematik yaklaşımı öğretim repertuarına entegre ettiğinde, fen eğitiminin bu seviyesinde öğrencinin olguyu kavramsal anlaması ile sonuçlanmıştır.

19 7 Şekil 1: Işığın havadan cama geçerken kırılması bir çift tekerleğin kağıttan halıya daha yavaş ve eğimli bir şekilde yuvarlanmasına benzer (Harrison ve Treagust,1993). Bir önceki çalışmanın devamında Treagust, Harrison ve Venville (1996), ışığın kırılması ile ilgili kavramsal değişime neden olan analojinin kullanımının etkisini değerlendirmek amacıyla uygulamadan üç ay sonra öğrencilerle görüşmeler yapmışlardır. Yapılan görüşmelerin sonuçları ve araştırmacıların notları, yapılandırmacı bir bakış açısıyla yorumlanmıştır. Sonuçlar kavramsal değişim için analoji kullanımının önemini vurgulamaktadır. Görüşme yapılan deney grubundaki öğrencilerin büyük bir kısmının analojiyi kendileri hatırladıklarında, analojiyle ilgili ipucu verildiğinde, bir örnek ya da analoji sorulduğunda, ışığın kırılmasıyla ilgili olayı daha rahat açıkladıkları görülmüştür. Sarantopoulos ve Tsaparlis (2004), yaptıkları boylamsal çalışmada kimya kavramlarıyla ilgili 28 tane analoji kullanmışlar ve bunların 10. ve 11. sınıftaki 148 öğrenci üzerindeki bilişsel, duyuşsal faktörleri incelemişlerdir. Bu analojilerden ikisi örnek olarak çalışmada verilmiştir. Derişim hesabı, evli çiftlerin gelirinin hesaplanmasına; reaksiyonun verimliliği ise dans eden çiftlere benzetilerek açıklanmıştır. Çalışmada analog ve hedef arasındaki ilişkisel benzerliğe dikkat çekilmiştir. Kullanılan her bir analojiden sonra beş soruluk bir test hem deney hem kontrol grubuna uygulanmıştır. Ayrıca yılsonu sınav puanları da değerlendirme

20 8 sürecinde dikkate alınmıştır. Kullanılan analojilerin öğrencilere sosyal bağlamda mümkün olduğunca tanıdık olması gerektiği vurgulanmıştır. Çalışma sonunda cinsiyetin analojilerden faydalanmada bir etken olmadığı saptanmıştır. Ayrıca analojiler düşük bilişsel gelişim düzeyindeki öğrencilerde daha etkili olmuştur, somut işlem düzeyindeki öğrencilerin analojilerden daha fazla yararlandığı görülmüştür. Gelişimsel düzey ve motivasyonel özellik analojilerin etkililiğinde belirleyici rol oynamıştır. Somut işlem aşamasındaki ve meraklı öğrenciler bu öğretim stratejisine karşı daha olumlu tavır göstermiştir. Thiele ve Treagust (1991), hem öğretmen hem de araştırmacılara yardımcı olmak amacıyla, öğrencilerin kavramsal anlamalarına yardımcı olan analojilerle ilgili alan yazını gözden geçirmişlerdir. Bu çalışma özellikle ortaöğretim kimya müfredatındaki soyut kavramların çokluğu açısından önemlidir. Çalışmada ayrıca bu kavramların öğretimine yardımcı ders kitaplarından analoji örnekleri verilmiş, analoji kullanımının avantaj ve sınırlılıkları belirtilmiştir. Analojinin etkililiği ile Piaget in bilişsel gelişim aşamaları arasındaki ilişkinin alan yazındaki incelenmesi sonucunda analojinin daha düşük soyut muhakeme yeteneğine sahip öğrencilerde daha etkili olduğu, akademik olarak soyut düşünme yeteneğine sahip öğrenciler için gerekli olmadığı vurgulanmıştır. Bilişsel gelişimlerinin somut işlemler ya da geçiş aşamasındaki öğrenciler için böyle bir yardım gerekli olabilmektedir. Analoji kullanımı, soyut kavramların öğrenilmesi, ön bilgi ile yeni bilgi arasında köprü kurması ve öğrenenin gözünde canlandırma becerilerinin geliştirmesi sebebiyle daha etkili öğrenme sağlamakla birlikte yanlış kullanımında bazı sınırlılıkları mevcuttur. Kavramsal çerçeve başlığında detaylı bir şekilde açıklanacak olan bu sınırlılıkların başlıcaları: analog ve hedef arasındaki özelliklerin yanlış transferi, analogun öğrenciye tanıdık olmaması, bilişsel gelişim aşamalarıdır. Lin ve diğerleri (1996), 8. Sınıf öğrencileri üzerinde yaptıkları çalışmada resimli analojilerin fen eğitimine etkisini araştırmışlardır. Çalışmada yoğunluk, basınç, atmosferik basınç kavramlarıyla ilgili analojilerin etkisini ölçmek üzere bir kavramsal problem çözme testi kullanılmıştır. Analojiler Glynn in analojilerle öğretim modeli (TWA) ve köprüleme analojiler modelleri kullanılarak öğretmen tarafından sunulmuştur. Analojinin türünün ve öğrencinin analojiyi anlama seviyesinin, öğrencinin öğrenme performansını etkileyen iki ana faktör olduğu vurgulanmıştır. Bu çalışmada öğrencilere resimli analojiler sunulmuş ve bu analojiler öğretmenin sözlü açıklamasıyla

21 9 desteklenmiştir. Yoğunluk, basınç, atmosferik basınç kavramlarıyla ilgili gösterilen resimli analojiler çalışmada verilmiştir. Bu analojilerden basınç ile ilgili olanı Şekil 2 de örnek olarak verildi. Şekil 2: Basınç ile ilgili resimli bir analoji (Lin ve diğerleri, 1996) Kuvvet ve basınç arasındaki farkı anlatmak için kullanılan bu analojide, ilk şekille ilgili: hangi tahtayı kaldırmak daha zordur? B şeklindeki insan ile A şeklindeki insanlardan birinin kaldırdığı yükün ağırlığı arasındaki fark ne kadardır? Soruları sorulduktan sonra köprü durum olan ağırlıkların yayların üzerine konulduğu şekil gösterilmiştir. Öğrencilerin bu iki durum arasındaki benzerlik ve farklılıkları belirtmeleri istenmiştir. Son olarak aynı tahta parçasının farklı şekillerle, aynı köpük üzerine konulduğunda farklı derinliklere indiği üçüncü şekil gösterilmiş ve öğrencilerle sebepleri tartışılmıştır. Dersin sonlarına doğru öğrencilere üç durumun insanlar, yaylar ve köpük üzerindeki kuvvetten kaynaklandığı hatırlatılmış ve yer çekiminden kaynaklanan bu kuvvetin tahtanın ağırlığına eşit olduğu belirtilmiştir. Kuvvet, basınç ve yüzey arasındaki matematiksel ilişki de verildikten sonra öğrenciler küçük gruplarlar halinde topuklu ayakkabı giyen bir kişinin adım atmasının, düz ayakkabı giyen birinin

22 10 adım atmasından daha çok ayağı acıttığı gibi bazı durumları kendi aralarında tartışmışlardır. Çalışma sonunda resimli analojilerin kullanıldığı grup diğerine göre daha başarılı olmuştur ayrıca düşük başarılı öğrenciler analojilerden daha fazla faydalanmıştır. Nitel analizler öğrencilerin çoğunun yanlış kavramları analog öğretiminden ziyade öğrencilerin mevcut doğal içgüdülerinden, günlük hayat deneyimlerinden kaynaklanmakta olduğunu göstermiştir. Örneğin öğrenciler aksini öğrenmelerine rağmen, C nin altında kaynayan suyun aslında kaynamadığını iddia etmektedirler (Lin vd., 1996). Iding (1997), fen ders kitaplarındaki öğretimsel amaçlar için kullanılan metin tabanlı analojilerle ilgili bilgi vermiştir. Sinir sistemini, video oyununa; atomları, farklı boyutlardaki toplara; gözü, fotoğraf makinesine; atmosferdeki gaz moleküllerinin arasındaki boşlukların su buharı molekülleri ile doygun hale gelmesini ise bir süngerin üzerindeki gözeneklerin ve boşlukların suyu çekmesine ve su ile dolmasına benzeten analojileri de içeren örnekler mevcuttur. Fen eğitimindeki analojilerin en iyi şekilde nasıl kullanılabileceğine dair açıklamalar yapan araştırmalar gözden geçirilmiştir. İyi analojilerin özellikleri, analojilerin sebep olabilecekleri kavram yanılgıları, analojiden yararlanabilecek öğrenen tipleri tartışılmıştır. Analogun hedef kavrama mümkün olduğunca uzak alanlardan seçilmesi yanlış transfer olasılığını azaltacağı için daha uygun olduğu düşünülmüştür. Örneğin bir blendır mideye benzetildiğinde, çocuklar için bile, yanlış çıkarım yapılma olasılığı oldukça düşükken; bir karıncanın yaprak bitine benzetilmesi yani daha yakın alanlardan analoji yapılmasının yanlış çıkarımlara daha müsait olduğu ifade edilmiştir. Ayrıca çalışmada öğrencinin analojinin rolü hakkındaki üst bilişsel farkındalığı ile yeni bilgiyi öğrenme arasında önemli bir ilişki olduğu vurgulanmıştır. Bu sebeple analojiler kullanılırken öğrencilerin bunun önemi ve işlevi ile ilgili bir farkındalık kazanmasının yeni bilgilerin öğrenilmesi ve kavram yanılgılarının azalması açısından önemli olduğu ifade edilmiştir. Glynn ve Takahashi (1998) yaptıkları çalışmada fen metinlerinde analoji kullanımının öğrenme üzerine etkisini incelemişlerdir. Bir hayvan hücresi fabrikaya benzetilerek, hücreyi oluşturan elemanların daha kolay öğrenilebilir ve hatırlanabilir olması amaçlanmıştır. Sınıflardan birinde analoji ile geliştirilmiş metin, diğerinde ise sadece fen kavramlarını içeren metinler öğrenciye sunulmuştur. Analog alandaki

23 11 özelliklerin hedef alana sözlü ve görsel işlemlerin karşılıklı olarak, aktif bir şekilde, birbirini desteklemesiyle sistematik olarak haritalandığı analoji olarak tanımlanan ayrıntılı analojiye (elaborate analogy) örnek olarak gösterilen fabrika-hücre analojisinin, sırasıyla 8. ve 6. sınıf öğrencilerinin, öğrenmeleri üzerine etkisi incelenmiştir. Uygulama sonrasında sonuçlar hem çalışmadan hemen sonra hem de iki hafta sonra incelenmiştir. Deney ve kontrol grubu öğrencilerinin her birinden hücreyi bir şeye benzeterek açıklamaları istenmiştir. Hem 6. hem de 8. sınıfta analoji, hedef kavramın öğrenilmesini ve akılda kalma süresini olumlu yönde etkilemiştir. Fakat 6. Sınıf öğrencilerinin analojiden daha fazla yararlandıkları görülmüştür ve bunun nedeninin bilişsel gelişim aşamalarındaki farklılıklar olabileceği vurgulanmıştır. Öğrencilerin ürettikleri analojilerde ise 8. sınıf deney grubu öğrencilerinin fabrika analojisine 6. sınıfa göre daha az bağlı kaldığı görüldü. Bu duruma, 6. sınıf öğrencilerinin içerik-alan bilgisindeki eksikliğin ya da bu bilgiye sahip iseler bile üst bilişsel farkındalıklarındaki yetersizliklerin sebep olabileceği yorumu yapılmıştır. Treagust ve diğerleri (1992), fen eğitimcilerinin öğretim rutinleri içerisinde analojileri nasıl kullandıklarını incelemek amacıyla bir çalışma yapmıştır. Çalışma sonunda öğretmenlerin yetersiz sayıda basit ve zenginleştirilmiş analoji kullandıkları görüşmüştür. Sınıf gözlemleri sonucu yapılan mülakatlarda öğretmenlerin analoji kullanımının yararlı ve zararlı yönlerinden haberdar olduklarını, analoji ve örnekleri sık sık kullandıklarını iddia ettikleri görülmüştür. Ancak öğretmenlerin büyük bir kısmının analoji kullanmak ile örnek vermek arasındaki farkı tam olarak bilmedikleri ortaya çıkmıştır. Analojilerin sınıf ortamında öğretim ritüeli olarak kullanılabilmesi için öğretmenin iyi bir analojiyle öğretim repertuarına sahip olması ve öğrencinin kendi bilgisini oluşturmasına izin vermesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Çalık, Ayas ve Coll (2009), 9. Sınıf öğrencileri üzerinde yaptıkları çalışmalarda çözelti kimyası konusundaki kavram yanılgılarını değiştirme ve kavramların uzun süreli belleğe depolanmasında analoji kullanımının etkisini araştırmışlardır. Çalışmada öncelikle çözelti kimyasında kullanılmak üzere bir analoji aktivitesi geliştirilmiştir. Daha sonra öğrencilerin, analojiyle öğretimin entegre edildiği dört adımlı yapılandırmacı yaklaşım temelli bir uygulamadan önceki ve sonraki kavramsal öğrenmeleri değerlendirilmiş ve son olarak da öğrencilerin çözelti kimyası ile ilgili kavramlarında bir değişiklik olup olmadığı incelenmiştir. Veri toplama amacıyla öğrencilerin çizim yapmalarını gerektiren, kendilerini değerlendirmesini isteyen sorular

24 12 sorulmuş ve birebir görüşmeler yapılmıştır, böylece alan yazında tavsiye edilen veri çeşitlemesini uygulamak amaçlanmıştır. Çalışma sonunda analoji kullanılan deney grubundaki ön test ve son test sonuçları arasında anlamlı bir fark bulunmuş fakat son test ile ertelenmiş son test sonuçları arasında anlamlı bir fark bulunamamıştır. Bu nedenle araştırmacılar Analoji kullanarak öğretim, çözelti kimyası konusundaki kavramların anlaşılmasına yardımcı olmuştur ve bu değişiklikler uzun süreli bellekte depolanmış olabilir. yorumunu yapmıştır. Wong (1993), çalışmasında geçmiş bilgileri yetersiz veya iyi organize edilmemiş çeşitli branşlardaki öğretmen adaylarının bilimsel bir olguya nasıl açıklama getirebileceklerini tartışmıştır. Öğretmen adayları kendi geliştirdikleri analojiler yardımıyla bilimsel bir olguyu anlamada değişiklik meydana getirmeye çalışmışlardır. Eğitimsel analojiler kavram yanılgılarının giderilmesinden, kavramların anlaşılmasına, bir metni okurken hafızaya almaya kadar çok çeşitli amaçlar için kullanılır. Yapılan çalışmaların çoğunda analoji bir dış otorite, çoğunlukla öğretmen, tarafından sağlanır; tanımlanır ve açıklanır. Bu çalışmada ise katılımcılardan, başkası tarafından belirlenen bir problemden ziyade kendilerinin bir problemi belirlemeleri, somut aktiviteler planlamaları, söz konusu olguyu açıklamak üzere daha tanıdık bir alana benzeterek bir analoji oluşturup, analojiyi uygulayıp uygulama sonrasında sınıf ortamında değerlendirmeleri istenmiştir. Bu çalışmada öğretmen adaylarının açık hava basıncı konusundan bir problem belirlemeleri ve açıklamaları istenmiştir. Öğretmen adayları sırasıyla yukarıdaki işlemleri yapmış son olarak da, değerlendirmeden sonra oluşturdukları analojiyi değiştirmek ya da yeni bir analoji oluşturmak isteyip istemedikleri kendilerine sorulmuştur. Sonuç olarak, analojilerin öğretmen adaylarının açıklamalarındaki gerekli değişiklikleri kolaylaştırdığı, yani öğretmen adaylarının bilimsel bazı olguları daha kolay açıkladıkları görülmüştür. Çalışmaya katılan öğretmen adaylarının analoji üretme süreci esnasında, ön bilgilerini geri çağırma konusunda, var olan problemi belirleme ve yeni problemler tanımlama konusunda ilerleme gösterdikleri gözlenmiştir. Öğrencilere kendi analojilerini oluşturma fırsatı verilmesinin 3 önemli eğitimsel sonucu ortaya çıkmıştır: Problemi bulma, durumu anlama ve kendi algıları temelinde ifade etme yeteneği kazandırır.

25 13 Sorular öğrenenin ön bilgisindeki özelliklerden kaynaklandığı için, öğrenene gereksiz gelmeyecek tam tersi ilginç ve merak uyandırıcı olacaktır. Bireyler çok az bir rehberlikle, ön bilgileri yoluyla tanımlama, karşılaştırma ve çalışma işlemlerini yerine getirebilirler. Brown ve Clement (1989), analojik düşünme yoluyla kavram yanılgılarının giderilmesi ile ilgili bir araştırma yapmışlardır. Çalışmalarında Bir analojinin başarısını ne etkiler? sorusuna cevap aramışlardır. Çalışmada anlama, kavramsal büyümeden ziyade kavramsal değişim olarak değerlendirilmiştir. Bununla ilgili dört durum çalışması incelenmiştir. Analojik düşünme ile yanlış kavramaları giderebilmek için öncelikle bir çapa kavrama ihtiyaç olduğu daha sonra çapa ile hedef durum arasında analojik bağlantının köprüleme analojiler; yani, bir seri analoji ile geliştirilmesi gerektiği sonucuna varmışlardır. Öğrencilerin bu süreçte aktif olması gerektiği ve soyut ilişkisel yapının analojik transferinden ziyade; yeni, açıklayıcı modeller oluşturmaya yönlendirilmelisi gerektiği vurgulanmıştır. Çalışmanın sonunda köprüleme analojiler kullanılırken öğrencilerin analojik düşünme işlemi ile sürece dâhil edilmesi gerektiği; derste veya ders kitaplarında analojinin otorite tarafından sunumunun bunun için yeterli olamayabileceği vurgulanmıştır. Kılıç (2007), yaptığı çalışmada 9. sınıf öğrencilerinin kimyasal bağlar konusundaki yanlış kavramalarının giderilmesinde analojilerle öğretim modeli ile geleneksel öğretim yaklaşımının etkilerinin karşılaştırılmasını hedeflemiştir. Çalışma sonunda analojilerle öğretim modelinin yanlış kavramaların giderilmesinde geleneksel yöntemden daha etkili olduğu görülmüştür. Çetingül ve Geban (2011), kavramsal değişim metinleriyle birlikte analoji kullanımının öğrencilerin asitler ve bazlar konusundaki anlamlı öğrenmesine etkisini araştırmışlardır. Ayrıca cinsiyet ve bilimsel işlem becerilerinin öğrencilerin asit ve bazlar konusunu anlamasına etkisi de incelenmiştir. Sonuç olarak kavramsal değişim metinleri ile birlikte analoji kullanımının geleneksel yaklaşıma göre, öğrencilerin bilimsel gerçekleri anlamasında ve kavram yanılgılarının giderilmesinde daha etkili olduğu görülmüştür. Kavramsal değişim metinleriyle analojik düşünmenin artırılmasının, yanlış anlaşılan kavramlar ve günlük hayat örnekleri arasında köprü

26 14 kurarak kafa karıştırıcı kavramlarla ilgili daha iyi bir anlamayı sağladığı ifade edilmiştir. Ayrıca bilimsel işlem becerilerinin öğrencilerin asitler ve bazlar konusundaki başarılarını tahmin etmede etkili olduğu fakat cinsiyetin herhangi bir etkisi olmadığı sonucuna varılmıştır. Bilgin ve Geban (2001), lise 2. Sınıf öğrencileri üzerinde yaptıkları çalışmada öğrencilerin kimyasal denge konusundaki yanlış kavramalarını gidermek ve konuyu daha iyi anlamalarını sağlamak amacıyla analoji kullanmışlardır. Yaptıkları çalışma sonucu öğretim aracı olarak kullanılan analojilerin, öğrencilerin yanlış kavramalarını gidermekte etkili olduğunu göstermektedir. Ayrıca sonuçların analizi her iki grupta da öğrencilerin kimyasal denge konusundaki: tepkime dengeye gelirken kimyasal dengenin özellikleri, kimyasal dengeye etki eden faktörler ve katalizör ilavesi ile ilgili kavram yanılgılarının olduğu görülmüştür. Karakethüdaoğlu (2010), Fen Bilgisi Öğretmenliği 1. sınıf öğrencileri üzerinde yaptığı çalışmada kavramsal değişim metinleri ve analojiler içeren kavramsal değişim yaklaşımına dayalı öğretim yönteminin kimyasal denge konusundaki yanlış kavramaları ortaya çıkarmakta ve gidermekteki etkisini araştırmıştır. Dengeye ulaşma süreci, ileri ve geri tepkime hızları, tepkime yönünün belirlenmesi, Le Chatelier ilkesi ve dengeye etki eden faktörler konuları deney grubunda analojiler ve kavramsal değişim metinleri ile kontrol grubunda ise aynı içerik geleneksel öğretim yöntemi ile anlatılmıştır. Çalışma sonucu kavramsal değişim yaklaşımına dayalı öğretim yönteminin, kimyasal denge kavramlarını anlamada geleneksel öğretim yöntemine göre daha etkili olduğunu göstermiştir. Harrison ve Jong (2005), kimyasal denge konusunda çoklu analojik modellerin kullanımını bir durum çalışması ile incelemişlerdir. Öğretmenin neden modelleri kullandığının, ders boyunca her bir modelin gelişiminin ve öğrencilerin modellerden elde ettikleri anlamaların analizleri yapılmıştır. Hiçbir analojinin hedefin tüm özelliklerini kapsamadığı ifade edilmiş, bu nedenle çoklu analojilerin hedefin daha fazla özelliğinin anlaşılmasını sağlaması açısından; özellikle hedef kavram soyut ve kompleks olduğunda kullanılması önerilmiştir. Çalışmada kullanılan analojik modeller şunlardır: okul dansı (kısıtlanmış hali), bir kayakçının bir tepeye tırmanması ve inmesi, model bir uçağı ya da arabayı bir araya getirmek, uçuş detaylarıyla birlikte bir uçağı uçurmak, tahterevalli üzerinde dengede durmak, akıl sağlığının normal ve anormal

27 15 olması arasındaki fark, okul dansı (derinleştirilmiş hali), bir çay bardağındaki şeker, tenceredeki köri sosu (sınıf ortamında öğrenciler tarafından oluşturulmuş bir analoji) ve trafiğin yoğun olduğu otoyoldur. Öğretmen derse başlamadan önce öğrencilerin ön bilgisini dikkate alan bir plan yapmış, öğrencilerin sorunlarına hikâyelerle, genişletilmiş ve zenginleştirilmiş analojilerle cevap vermiştir. Öğretmenin analojinin nerde başarısız olduğunu söylemeyi planladığı fakat bunu yapmadığı gözlenmiştir. Öğrencilerin öğretimden keyif aldıkları ve oldukça değişik, bazıları hatalı, zihinsel modeller geliştirdikleri görülmüştür. Fakat çoğu kimyasal denge ile ilgili hedeflenen kavramları doğru bir şekilde öğrenmiştir. Sonuç olarak araştırmacılar, öğretmenlere çoklu analojiler kullanmalarını önermekle birlikte analojinin nerede başarısız olduğunu belirtmeleri gerektiğini ifade etmektedir. Yani öğretmen hedef ve analog arasında paylaşılmayan özellikleri vurgulamalı, analojinin kavramsal sonuçlarını sınıf ortamında tartışılmasını sağlamalı ve kullanılan modeli özetlemelidir. Özetlemenin özellikle düşük başarılı öğrenciler için analojinin verimini artıracağı ifade edilmiştir. Pekmez (2010), 3 devlet okulunda 11. sınıf öğrencileri ile yaptığı çalışmada analoji kullanımının kimyasal denge konusuyla ilgili kavram yanılgılarını önlemedeki etkisini araştırmıştır. Deney grubunda toplam 19 tane analoji kullanılırken, kontrol gurubunda ise geleneksel öğretim yaklaşımı ile konu anlatılmıştır. Kullanılan 19 tane analojinin 10 u bilye analojisi; 9 u moleküler modelden oluşmuştur. Bilye analojileri: reaksiyonun dengeye ulaşması, farklı derişimdeki girenlerle başlayan reaksiyonun dengeye ulaşması, dengedeki bir sisteme giren ve ürün derişimlerindeki değişimin etkisi, heterojen sistemlerde denge ve bu dengeye katı madde eklenmesi, sıcaklığın dengeye etkisi hedef kavramlarıyla ilgilidir. Moleküler modeller ise: dengeyi moleküler düzeyde gösterme, moleküler düzeyde derişimdeki değişimlerin dengeye etkileri, basınçtaki değişimlerin dengeye moleküler düzeyde etkisi ve ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklığın artmasının dengeye etkisi hedef kavramlardır. Çalışmada deney ve kontrol gruplarına kimyasal dengeyle ilgili kavram yanılgısı testi ön test ve son test olarak uygulandı ayrıca çalışma sonunda öğrencilerin bir kısmıyla yarı-yapılandırılmış görüşmeler yapılmıştır. Hem test hem de yarı-yapılandırılmış görüşmelerin analizi sonucunda deney grubunda çok daha az kavram yanılgısının olduğu tespit edilmiştir. Akkuş (2006), kimyasal tepkimelerin dengeye ulaşması kavramını ve tepkimelerin neden dengeye ulaştığını öğrencilere öğretebilmek için bir meslek seçimi analojisi geliştirmiştir. Bu analojide: Kararlılık (minimum enerjili durum), gelir

28 16 düzeyinin fazlalığına; düzensizlik (entropi), sosyal imkânların çeşitliliğine; yürütücü kuvvet, kişinin bir mesleği seçmesinin nedenine; tepkimenin dengeye ulaşması, mesleki hayatta maddi gelirin ve diğer sosyal boyutların dengelenmesine benzetilmiştir. Trey ve Khan (2008) in yaptıkları çalışmada Le Chatelier s prensibini anlatmak amacıyla dinamik bir analojiyi de kapsayan bilgisayar destekli bir simülasyon geliştirilmişlerdir. Gruplardan birine, geliştirilen bu bilgisayar destekli simülasyonel analoji diğerine ise aynı analojinin hareket etmeyen resimleri ve hikâyesi verilmiştir. Çalışma sonucunda bilgisayar simülasyonuna entegre edilmiş, dinamik analojiler sunulan gruptaki öğrenciler, sadece metin tabanlı ve resimli analoji sunulanlara göre daha başarılı olmuştur. Hagans (2003), yaptığı çalışmada öğretmenin analoji sunmasına karşın öğrencilerin analoji geliştirmelerinin kimyada elektron dizilimi ve biyolojide hücre organelleri konularını anlamaları üzerine etkisini araştırmıştır. Her iki ders için de bir kontrol iki deney grubuyla çalışmıştır. Kontrol grubuna müdahale edilmezken, deney gruplarından birinde öğretmen analoji sunarken, ikincisinde öğrenciler kendileri analoji üretmiştir. Sonuçlar şu şekildedir: biyoloji sınıflarında ön test-son test sonuçları arasındaki en fazla fark öğretmenin analoji sunduğu sınıfta, sonra kontrol grubunda en az ise öğrencinin analoji ürettiği sınıftadır. Araştırmacı en başarılı sonucun öğretmenin analoji kullandığı deney gurubunda ortaya çıkmasının nedeni olarak hücre organellerinin görevlerini anlatmak hücreyi fabrikaya benzeten analojinin, analojilerle öğretim modeli ile sunulmasının öğrencilerin anlamasını ilerletmiş olabileceğini düşünmüştür. Kimya sınıflarında ise en fazla fark kontrol grubunda, sonra öğretmenin analoji kullandığı sınıfta en az ise öğrencilerin analoji ürettiği sınıfta elde edilmiştir. Hem biyoloji hem de kimya sınıflarında en az farkın öğrencinin analoji ürettiği sınıflarda ortaya çıkmasının sebebinin ise öğrencilerin yaşları ya da analoji üretme işlemi için gerekli bilişsel yeterliliklere sahip olmama olasılıkları düşünülmüştür. Son olarak da Pitmann (1999) un da önerdiği gibi öğrencilerin analoji üretmesini daha farklı amaçlarla, örneğin kavram yanılgılarının tespiti gibi kullanılabileceği önerisinde bulunulmuştur. Alan yazında daha önce yapılan çalışmaların büyük bir kısmında analojilerin kavram yanılgıların giderilmesi amacıyla kullanılması incelenmiştir. Analojilerin öğrenilen fen kavramlarının kalıcılığına etkisi, öğrencilerin derse olan tutumlarına

29 17 etkisi, nasıl kullanılması gerektiği, hangi öğrenciler için daha faydalı olduğu, kullanırken dikkat edilmesi gereken hususlar daha önce yapılan çalışmalarda vurgulanmıştır. Analojilerin öğretmen tarafından planlı bir şekilde uygulandığı çalışmaların kavramların anlaşılması üzerine etkisinin incelendiği çalışmalara oldukça sık rastlanırken, öğrenci tarafından analojilerin üretildiği çalışmalarla çok karşılaşılmamıştır. Bu çalışmada öğretmen kimyasal denge kavramlarının bazıları ile ilgili analojileri belli bir plan dâhilinde öğrenciye sunarken, bazı kavramlar için ise yine planlı bir şekilde öğrencilerden analoji üretmeleri beklendi. Analojilerin büyük bir kısmı resim ve video gibi görsellerle desteklendi. Böylece analoji türlerinin hemen hemen hepsi kullanılmaya çalışıldı. Bu şekilde, dersin yapılandırmacı yaklaşıma uygun bir şekilde analojiler kullanılarak ve öğrencilerin analoji üretmesiyle işlenmesi ile geleneksel, yani, ders kitabına bağlı olarak öğretmenin düz anlatım ile işlemesinin kimyasal denge kavramlarının anlaşılması üzerine etkisi karşılaştırıldı Araştırmanın Amacı Araştırmanın amacı 11. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge kavramlarını anlamaları üzerine, analoji kullanımının ve öğrencilerin analoji üretmesinin etkisini incelemektir Problem Cümlesi Bu çalışmanın ana problem cümlesi 11. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge kavramlarını anlamaları üzerine, analoji kullanımının ve öğrencilerin analoji üretmesinin etkisi nasıldır? Şeklinde belirlenmiştir. Çalışmanın alt problemleri ise şu şekildedir: sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, mantıksal düşünme yeteneklerinin anlamlı bir etkisi var mıdır? sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, kimyasal denge ile ilgili ön bilgilerinin anlamlı bir etkisi var mıdır?

30 sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, cinsiyetin anlamlı bir etkisi var mıdır? sınıf öğrencilerinin analojik düşünme yetenekleri ile analoji üretmeleri arasında anlamlı bir ilişki var mıdır? sınıf öğrencilerinin analojik düşünme yetenekleri bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermekte midir? sınıf öğrencilerinin analoji üretmeleri bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermekte midir? sınıf öğrencilerinin, mantıksal düşünme yetenekleri ve kimyasal denge ile ilgili ön bilgileri kontrol altına alındığında, analoji kullanımının ve öğrencilerin analoji üretmesinin öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine anlamlı bir etkisi var mıdır? Hipotezler sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, mantıksal düşünme yeteneklerinin anlamlı bir etkisi yoktur sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, kimyasal denge ile ilgili ön bilgilerinin anlamlı bir etkisi yoktur sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, cinsiyetin anlamlı bir etkisi yoktur sınıf öğrencilerinin analojik düşünme yetenekleri ile analoji üretmeleri arasında anlamlı bir ilişki yoktur sınıf öğrencilerinin analojik düşünme yetenekleri bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermemektedir sınıf öğrencilerinin analoji üretmeleri bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermemektedir.

31 sınıf öğrencilerinin, mantıksal düşünme yetenekleri ve kimyasal denge ile ilgili ön bilgileri kontrol altına alındığında, analoji kullanımının ve öğrencilerin analoji üretmesinin öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine anlamlı bir etkisi yoktur. 1.3 Araştırmanın Önemi Analojiler ile ilgili yapılan çalışmalar incelendiğinde, analojilerin yeni kavram ile öğrencinin ön bilgileri arasında bir köprü kurması ve bilimsel bilginin öğrencinin zihninde yapılandırılmasına yardımcı olması sebebiyle kavramların anlaşılmasında ve öğrencideki mevcut kavram yanılgılarının azaltılmasında geleneksel öğretim yaklaşımına göre daha etkili olduğu görülmektedir (Bilgin ve Geban, 2001; Sarantopoulus ve Tsaparlis, 2004; Pekmez, 2010). Kimyasal denge kavramlarının anlaşılması lise öğrencileri için bile çok zordur. Bu zorluğu sadece alana özgü bilginin eksikliği ile açıklamak doğru değildir. Bu, aynı zamanda öğrencilerin sub-mikroskobik düzeyde gerçekleşen tanecik hareketlerini ve taneciklerin birbiriyle etkileşimlerini zihinlerinde yapılandırmakta ve zihinsel modellerini organize etmekte zorlanmalarıyla; ve kimyasal denge kavramlarının soyut doğasıyla da ilgilidir. (Chiu, Chou ve Lui, 2002; Raviolo ve Garritz, 2009). Analojiler, anlamlı öğrenmenin oluşturulmasında oldukça etkilidir; ayrıca var olan bilginin yeniden düzenlenmesini ve bilgiye yeni bir perspektiften bakılmasını sağlar (Thiele ve Treagust 1991; Pienta ve diğerleri, 2005). Analoji soyut kavramların somutlaştırılmasında ve bu kavramların öğrencinin zihninde canlandırılmasında yardımcı olurken, bunu öğrencinin ön bilgisiyle ilişkilendirerek yapar (Brown ve Clement, 1989; Harrison ve Treagust, 1993; Treagust, 1993). Bu çalışma analoji kullanımının, öğrenilmesi en zor kimya konularından kimyasal denge kavramlarının anlaşılması üzerine etkisini ortaya çıkarmayı amaçlaması açısından önemlidir. Ayrıca kimyasal denge konusunu analoji kullanılarak öğretmeyi planlayan çalışmalar olmasına rağmen; analojiyi, öğretmenin sunması ile birlikte öğrencinin analoji üretmesinin beklendiği çalışmalar sınırlı sayıdadır ve Wong (1993) çalışmasında öğretmen adaylarından analoji üretmelerini istemiş ve sonra benzer çalışmaların daha genç öğrencilerle ve sınıf ortamında yapılmasını önermiştir. Benzer şekilde analojik

32 20 düşünme ile analoji üretme arasındaki ilişkiyi inceleyen çalışmalara da alan yazında sık rastlanılmamaktadır. 1.4 Araştırmanın Sınırlılıkları 1. Araştırmanın örneklemini öğretim yılında Konya İl Milli Eğitim Müdürlüğü ne bağlı bir lisede öğrenim gören sınıf öğrencisi oluşturdu. 2. Araştırma, kimyasal denge konusunda yer alan konu başlıkları ve kavramlarla sınırlıdır. 3. Araştırma süresi, veri toplama araçlarının uygulanmasını ve dersin işlenmesini kapsayan toplam sekiz haftadır. 4. Araştırmada elde edilen bulgular KDKT, MDGT, ADT ve analoji üretme ödevleri etkinliklerinden elde edilen puanlarla sınırlıdır 1.5 Araştırmanın Varsayımları 1. Öğrencilerin kimyasal denge kavram testi, analojik düşünme testi ve mantıksal düşünme grup testine ve mülakatta sorulan sorulara verdikleri cevaplarda samimi oldukları kabul edildi. 2. Uygulama esnasında deney grupları ve kontrol grubu öğrencilerinin birbirleriyle herhangi bir etkileşim içinde olmadığı varsayıldı. 3. Öğrencilerin not kaygısı taşımadan rahat bir ortamda öğrenim gördükleri varsayıldı.

33 Tanımlar Analoji: Analoji biri öğrencinin bildiği, diğeri daha az bildiği bilgi alanlarının karşılaştırılmasıdır. Bilinen alan için: araç, temel, kaynak, analog ; daha az bilinen alan için ise hedef kavramları kullanılır (Pienta, Cooper ve Greenbowe, 2005). Analojik Düşünme: Analojik düşünme iki alan arasındaki benzerlik ve farklılıkları bularak, bir alandaki öğelerin ve ilişkilerin diğerine haritalanmasını gerektiren karmaşık bir bilişsel süreçtir (Trey ve Khan, 2008). Yapılandırmacı Öğrenme Yaklaşımı: Gerçekliğin eşleştirilmesinden ziyade birey tarafından şekillendirildiği, bilginin bir kişiden diğerine aktarıldığı geleneksel yaklaşımın aksine bireyin zihninde yapılandırıldığını öne süren öğrenme yaklaşımıdır (Bodner, 1986). Geleneksel Öğretim Yaklaşımı: Dersin her aşamasında öğretmenin aktif olduğu, öğretim hedeflerinin ve bu hedeflere ulaşmak için izlenecek yolun, etkinliklerin belirli olduğu, öğrencinin sürekli izlendiği ve anında dönüt verildiği, tamamen öğretmen merkezli bir öğretim yaklaşımıdır (Semenoğlu, 1998 den aktaran: Kılıç, 2007).

34 22 BÖLÜM II KAVRAMSAL ÇERÇEVE 2.1 Analoji Analoji Nedir? Analoji basitçe iki kavram arasındaki benzerlikleri belirleme işlemi olarak tanımlanabilir (Treagust, 1993; Treagust vd., 1998). Analoji biri öğrencinin bildiği, diğeri daha az bildiği bilgi alanlarının karşılaştırılmasıdır. Bilinen alan için: araç, temel, kaynak, analog ; daha az bilinen alan için ise hedef kavramları kullanılır (Pienta vd., 2005). Analog, bilimsel sorgulayıcı araştırmayı destekleyen hedef kavramın basitleştirilmiş ya da abartılmış gösterimidir (Harrison ve Jong, 2005). Analog ve hedef kavram bilginin tanımlanmasına ve yapılandırılmasına katkı sağlayan ilişkilere izin veren özellikler paylaşır. Fakat aynı zamanda analogun bazı özellikleri hedefte mevcut değildir, paylaşılmayan bu durum, eğer doğru bir eşleştirme yani haritalama, yapılmazsa istenilmeyen öğrenmelere sebep olabilir. Sarantopoulos ve Tsaparlis e (2004) göre bir analoji iki alanın yapısının parçalarını birbirine bağlayan ilişkilerin bir sistemidir. Bu iki alandan hafızada var olanı analog alandır. Kaynak, temel olarak da bilinir. Çalışmanın altında yatan, öğrenilmesi amaçlanan ve bilimsel kavramı içeren diğer alan ise hedef tir. Analoji var olan bilgi ile yeni bilgi arasında bir arabulucu, yeni kavramlarla karşılaşan öğrenciler için erken zihinsel model olarak düşünülebilir. Öğrenciler öncelikle basit analojilerle konuyu anlar daha sonra öğrendiklerinin artmasıyla daha gelişmiş, güçlü ve açıklayıcı modelleri benimseyebilirler (Glynn ve Takahashi, 1998).

35 23 Analoji bilinen (familiar) bir kavramın, fikirlerin bilinmeyene (unfamiliar) transfer edilmesi ile yapılır. Bilinen kavram analog, bilinmeyen ise hedef (target) olarak adlandırılır ve her ikisinin de bazı özellikleri (features) ya da alt-kavramları vardır. Eğer iki alandaki bu özellikler birbirine benzer ise, sözlü veya görsel olarak sistematik bir karşılaştırma yani haritalama (mapping) yapılır (Glynn ve Takahashi, 1998). Şekil 3 te analojilerin genel yapısının bir şekli verilmiştir. Üst Düzey Kavram ya da İlke ANALOG... ile karşılaştırılır...hedef Özellik.....Özellik ile karşılaştırılamaz 4 Şekil 3: Analojilerin genel gösterimi (Treagust, 1993). Analoji kavramı; örnek verme, metafor, model, zihinsel model ve benzerlik kavramları ile sık sık karıştırılmaktadır. Bu kavramların analoji ile arasındaki farklar şu şekilde özetlenebilir: Analoji ile örnek vermek sık sık karıştırılan durumlardır. Fakat ikisi birbirinden farklıdır. Eğer analog hedefin tüm özelliklerine sahipse bu örnek tanımına daha çok uymaktadır (Glynn vd., 1989 den aktaran, Thiele ve Treagust, 1991). Örneğin halojenler anlatılırken Cl dan bahsetmek örnek vermektir. Cl atomu halojen atomların tüm özelliklerine sahiptir. Fakat molün madde miktarını gösteren bir birim olduğunu anlatmak için öğrencilere sunulan mol madde ile düzine yumurta arasındaki benzerlik bir analoji örneğidir. Bu analojide hedef kavram mol, analog kavram düzinedir. İkisinin de paylaşılan özelliği maddenin uygun gruplanmasıdır. Genellikle analoji olarak

36 24 düşünülen başka bir ifade, Avogadro sayısının büyüklüğünü anlatmak için kullanılan, dünyanın etrafını Avogadro sayısı kadar misketle kaplamaya kalkışsak oluşacak tabakanın kalınlığıdır. Öğretmenler tarafından sıkça kullanılan bu ifade de yapılan analoji tanımlarıyla eşleşmemektedir (Thiele ve Treagust, 1991). Analoji ile metafor (mecaz) da sıklıkla birbirlerinin yerine kullanılan kelimelerdir. Fakat genelde metafor edebi durumlarda, analoji ise bilim ve teknoloji kavramlarını açıklamada kullanılır (Glynn 1991 den aktaran: Hagans, 2003). Analoji ile metafor ikisi de bilinen ile bilinmeyen arasında bağ kurar, ancak analoji bunu açıkça yaparken, metafor üstü kapalı olarak yapar. Ayrıca kullanım amaçları da birbirinden farklılıklar gösterir: analojiler açıklayıcı ve tahmin edici, metaforlar ise etkileyici ve estetik amaçlarla kullanılırlar (Duit 1991 den aktaran: Venville ve Treagust, 1997, Hagans, 2003). Benzer şekilde analoji ile model terimleri de birbirilerine karıştırılmaktadır. Model bir fikrin, nesnenin, olayın, sürecin ya da sistemin gösterimidir (Gilbert ve Boulter, 2000 den aktaran: Coll vd., 2005). Analoji, bazı yönlerden birbirine benzeyen iki alan arasındaki benzerlikleri karşılaştırdığı ve genelde bilim insanları ya da fen eğitimcileri tarafından soyut kavramlar açıklanırken kullanıldığı için modelin bir alt kümesi olarak düşünülebilir (Coll vd., 2005). Analojilerin de içinde bulunduğu model ve modelleme süreci öğrencilere bilginin gelişimi ile ilgili üst bilişsel farkındalık kazandırması ve bunun yanı sıra öğrencilerin kendi bilimsel anlamalarını yansıtmalarına izin veren araçları olmaları açısından oldukça önemlidirler. Zihinsel model, modelin özel bir formu olup, doğrudan denenemeyen, tecrübe edilemeyen, olguları açıklamak ve tanımlamak üzere kullanılan insan zihninin bilişsel yapılarıdır. Analojiler, zihinsel modellerle karıştırılmamalıdır, genelde zihinsel modelleri sunmak için kullanılan araçlardır. Zihinsel modeller eylem, konuşma, yazma ve diğer sembolik şekillerle ifade edilirler. Bu ifadeler bazen öğretim araçları olarak görülür, bu araçlara örnek olarak: iki boyutlu model yani, ders kitaplarındaki diyagramlar vb., üç boyutlu modeller yani, minyatürler, ölçekli genişlemeler ve çalışan modeller ve son olarak da sözlü veya görsel olarak, bir metin içinde ya da öğretmen tarafından sunulan analoji ve metaforlar verilebilir. Bütün bu modeller bir zihinsel modelin bazı özelliklerini temsil ederler. Analojiler, gerçek ve zihinsel model arasında arabulucu bir pozisyon aldıkları için düşünce ve olguların basitleştirilmiş temsilleridirler (Coll vd., 2005).

37 25 Son olarak analoji ve yalnızca benzerlik birbirinden farklıdır. Hem nesneler hem de ilişkisel yapı çakışıyorsa bu karşılaştırma yalnızca benzerliktir. He ve Ne atomları arasındaki karşılaştırma bir analoji değildir. Çünkü hem nesneler hem de ilişkiler benzerdir. Fakat güneş sistemi ile Hidrojen atomunun karşılaştırması bir analojidir, çünkü nesneler birbirine benzememesine rağmen ilişki benzerdir (Gentner, 1980 den Aktaran: Iding, 1997) Analoji Türleri Analojiler genel olarak, kişisel (personal) ve resimli (pictorial) analojiler olmak üzere ikiye ayrılır (Thiele ve Treagust, 1991). Kişisel analojiler, öğrencilerin fiziksel ve zihinsel olarak aktif olmasına göre ikiye ayrılır. Drama ile bir kavramın, bilinen bir kavrama benzetilmesinin canlandırılması fiziksel; öğrencinin bir kavramı gözünde canlandırmaya çalışması zihinsel olarak aktif olduğu bir analojidir (Thiele ve Treagust,1991). Resimli analojilerde ise gerçek hayat durumunun yani öğrenci dünyasının bazı şematik ve grafiksel gösterimleri ya da bir fotoğraf, analogun tamamı ya da bir kısmı olarak sunulur. Resimli analojilerin çoğu sözlü açıklamalarla birlikte sunulur bu durumda resimli-sözlü (pictorial-verbal) analoji demek daha doğru olur (Treagust, 1993). Analojilerin resimli formatta sunulmasının en göze çarpan avantajı, analog kavramı ya da alanı öğrenen için daha tanıdık hale getirmesidir (Thiele ve Treagust,1991). Araştırmalar kişisel analojilerin öğrenci başarısı üzerinde daha etkili olduğunu göstermesine rağmen, kişisel analojiler öğrencilerin cansız nesne ve kavramlara sezgisel duygular yüklemesine de neden olabilmektedir (Treagust,1993). Paris ve Glynn (2004) yaptıkları çalışmada öğretmen adaylarının bazı önemli fen kavramlarını analoji içermeyen metinlerden, basit analoji içeren metinlerden ve derinleştilmiş analoji içeren metinlerden okumalarını istemiştir. Derinleştirilmiş (elaborate) analoji, analog ve hedef arasındaki benzer bileşenlerin görsel bir resmi ve ilişkilerin açıkça anlatıldığı bir metnin bir araya gelmesiyle oluşan analoji olarak tanımlanmıştır. Bu çalışmada derinleştirilmiş analoji olarak sunulan örneklerden biri de fabrika ve bir hayvan hücresi arasındaki benzerliği gösteren resimli bir analojidir. Şekil 4 te gösterilen fabrika ve hayvan hücresinin benzeyen bileşenleri şu şekildedir :

38 26 FABRİKA Güvenlik Görevlisi ve Kapılar Kontrol merkezi Güç Kaynağı Koridorlar Üretim makineleri BİR HAYVAN HÜCRESİ Hücre zarı Çekirdek Mitokondri Endoplazmik retikulum Ribozomlar Şekil 4: Hücre organellerinin görevlerini açıklamaya çalışan resimli bir analoji (Paris ve Glynn, 2004). Bu ilişkiler metin içerisinde net bir şekilde açıklanmıştır. Güvenlik görevlileri ve kapılar bir fabrikaya giren ve çıkanları kontrol eder, benzer şekilde hücre zarı da hücreyi çevreler ve maddelerin hücreye girmesini ve hücreden çıkmasını kontrol eder. Fabrikada tüm faaliyetleri kontrol eden bir kontrol merkezi vardır benzer şekilde hücrede de çekirdek tüm etkinlikleri kontrol eder. Bütün bu etkinlikler enerji gerektirir. Tıpkı fabrikalardaki güç kaynağı gibi hücrede de gerekli enerji besinlerden mitokondri organeli ile sağlanmaktadır. Fabrikada ham maddelerden ürünlerin elde edildiği makineler söz konusudur, hücre içerisinde de gerek büyüme gerekse bazı onarımlar için

39 27 protein ve bazı organik moleküllerin sentezlendiği ribozomlar vardır. Bu proteinler hücrede kalabildiği gibi başka hücrelere de endoplazmik retikulum yardımıyla taşınabilir, aynı işlem fabrikalarda koridorlarda sağlanır. Son olarak tüm analojilerde olduğu gibi paylaşılmayan özellikler belirtilmiştir. Örneğin, hücre zarı üzerinde maddenin taşındığı birçok kanal varken bir fabrikanın bu kadar çok kapısı yoktur. Çalışmanın sonuçları, derinleştirilmiş analojilerin öğretmen adaylarının fen bilimleri ile ilgili bilgi ve tutumlarını iyileştirdiğini göstermiştir. Duit (1991) çalışmasında analojileri genel olarak, sözlü, resimli, kişisel, köprüleme ve çoklu olarak sınıflandırmıştır. Sayılan analoji türlerinin ilk üçü eğitimde en sık kullanılanlarıdır (aktaran: Treagust,1993). Dagher (1995) yaptığı çalışmada analojileri, metin içerisinde geçen (metin tabanlı) veya öğretmen tarafından sunulan (öğretmen merkezli) olarak ikiye ayırmıştır. Gabel ve Sherwood (1980) ise analojileri öğrenci tarafından oluşturulması, fiziksel bir nesne olması ya da zihinde bir olgunun tanımı olmasına göre sınıflandırmıştır (aktaran: Lin vd., 1996). Analojinin sunuluş biçimi de oldukça önemlidir. Bazı öğretmenler kendi analoji oluşturmaları işlemine öğrencileri de dâhil ederler. Bazıları öğrencilere sunulmuş bir analojinin kullanılmasında rehberlik ederken, bazılarında ise sadece öğrencinin pasif katılımı gerekir (Thiele ve Treagust, 1991). Analojiler analog ve hedef kavram arasındaki ilişkiye bakarak da sınıflandırılır. Bu ilişki ya yapısal ya da fonksiyoneldir. Yapısal analojilerde analog kavramın bazı fiziksel özellikleri hedef kavramın da özelliğidir, yani ortaktır. Fonksiyonel analojilerde ise analog kavramın davranışı hedefte de mevcuttur. Ayrıca analog ve hedef arasında hem fonksiyonel hem de yapısal olarak benzer özellikler taşıyan analojiler de mevcuttur. Kesinlikle unutulmaması gereken analog ve hedefin paylaşılmayan özelliklerinin de bulunduğudur (Thiele ve Treagust, 1991). Curtis ve Reigeluth (1984), ders kitaplarındaki analojileri derinliklerinin derecesine göre üçe ayırmaktadır (aktaran: Harrison ve Jong, 2005). Harrison ve Jong (2005) çalışmalarında bu analojileri birer örnekle açıklamaktadır. Bunlardan en yaygın olanı basit analojilerdir. Basit analojilerde yazar sadece aktivasyon enerjisi bir tepeye benzer der ve aktivasyon enerjisinin bir tepeye ne açıdan benzediğinin yorumlanmasını

40 28 öğrenciden bekler. Zenginleştirilmiş analojide basit analojiden farklı olarak, bir arabayı birleştirmek kimyasal reaksiyonun mekanizmasına benzer, çünkü iki durum da adım adım gerçekleşir örneğinde olduğu gibi analog ve hedef arasındaki benzerlik vurgulanır. Genişletilmiş analoji ise aynı hedefi tanımlamaya, açıklamaya çalışan çoklu basit ya da çoklu zenginleştirilmiş analojilerin birlikte kullanıldığı durumdur. Buna örnek olarak aynı çalışmada geçen kauçuk toplar (super-rubber balls) analojisi verilmiştir. Bu analojide hedef ve analogun paylaştığı özellikler şunlardır: kutunun içersinde hareket eden toplar, bulundukları kabın içerisinde hareket eden atomlara; toplar arasındaki esnek çarpışmalar, atomlar arası esnek çarpışmalara ve son olarak da topların kutunun duvarlarına çarptığında uyguladığı kuvvet, atomların bulundukları kabın duvarlarına çarptıklarında oluşturdukları basınca benzetilmektedir Analoji ile Bilişsel Gelişim İlişkisi Fen eğitimi araştırmacıları, analojinin etkililiği ile Piaget in bilişsel gelişim aşamaları arasında bir ilişki olduğunu göstermişlerdir. Alan yazın araştırmalarına bakıldığında analojilerde kullanılan hedef kavramın daha çok soyut, analogun ise somut bir doğasının olduğu vurgulanmıştır. Hedef, yani öğretilmesi planlanan kavram genellikle birebir etkileşimin, deneyimin mümkün olmadığı kavramlardır. Kimya kavramlarının üç boyutlu doğasından biri olan sub-mikroskobik yani gözle görünmeyen boyutu bu tarz kavramlardan oluşur (Thiele ve Treagust, 1991). Gabel ve Sherwood (1980) göre kimya öğretimi ile analoji entegrasyonu daha çok bilişsel gelişim açısından düşük muhakeme yeteneğindeki öğrenciler için etkilidir, fakat akademik olarak daha yetenekli öğrenciler için uygun olmayabilir. Analoji, bilişsel gelişim aşaması bakımından, somut işlemler veya geçiş döneminde olan öğrenciler için soyut bir kavramın öğrenilmesinde yardımcı olabilecek bir unsurdur (aktaran: Thiele ve Treagust, 1991) Analoji ile Öğretim Modelleri Fen eğitimcileri öğrencilerin anlamalarına yardımcı olmak amacıyla öğretimsel analojiler içeren pek çok modeller geliştirmişlerdir. Hepsinin ortak tarafı öğrenmeyi,

41 29 bilginin yapılandırılmasını insanın aktif bir süreci olarak görmesidir. Bu modellerin tümü öğrencinin ön bilgisine ve öğretmenin süreçteki rolüne vurgu yapmaktadır. Modellerin bazıları birbirine benzese de hepsinin vurgusu faklıdır (Mintzes ve diğerleri, 2002). Analoji ile öğretim modellerinin başlıcaları şunlardır: Analoji Öğretiminin Genel Modeli (GMAT) Zeitoun un 1984 te geliştirdiği modelde öğretmenin pedagojik bilgisine ve öğrencinin ön bilgisinin dikkate alınması gerekliliğine vurgu yapılmaktadır. Bu modele göre analoji kullanılmadan önce plan yapılmalı ve uygulamadan sonra etkileri değerlendirilip gözden geçirilmelidir (Pienta vd., 2005). Oldukça kapsamlı olan model 9 adımdan oluşmaktadır (Aktaran: Mintzes vd., 2002; Pienta vd., 2005) : Öğrencilerin analojik düşünmelerine ilişkin karakteristiklerinin ölçülmesi Konuyla ilgili öğrencilerin ön bilgisinin değerlendirilmesi Öğrenme materyallerinin incelenmesi, bir analoji içerip içermediklerine bakılması Analojinin öğrenciye uygunluğunun yani zorluğunun ve öğrenciye tanıdıklığının incelenmesi Öğrencilerin özelliklerine göre analojinin özelliklerinin belirlenmesi Öğretim stratejisinin ve ortamının belirlenmesi yani, öğrencinin analoji geliştirdiği, öğretmenin rehberlik ettiği ya da öğretmenin açıklayıcı rol oynadığı bir strateji seçilebilir. Öğrenme ortamı ise yazılı, sözlü olabilir; televizyon, kaset, slâyt sunumu, gösteriler, oyunlar, elle yapılan modeller, resimler, grafikler vb. içerebilir. Analojinin sunulması yani tanıtılması, hedefe bağlanması, en göze çarpandan başlayarak benzeyen özelliklerin sunulması ve transfer ifadelerinin kullanılması. İlgisiz özelliklerin belirtilmesi ve tartışılması

42 30 Öğrencilerin süreç sonunda konuyla ilgili bilgilerinin, analojinin etkisinin değerlendirilmesi ve analoji kullanımından kaynaklanabilecek yanlış kavramaların belirlenmesi Gerekirse modelin aşamalarının gözden geçirilmesi Teorik olarak çok titiz hazırlanmasına rağmen çok fazla adımı olduğu için hatırlanması ve uygulanması biraz zordur Analojilerle Öğretim Modeli (TWA) Glynn tarafında fizik, kimya ve biyoloji ders kitaplarının geniş bir şekilde incelenmesi sonucu 1991 de geliştirilmiş model 6 basamaktan oluşmaktadır (aktaran: Mintzes vd., 2002; Pienta vd., 2005): Hedef kavramın tanıtılması Analog kavramın sunulması Hedef kavram ile analog kavram arasındaki benzerliklerin belirlenmesi Hedef ile analog kavram arasındaki benzerliklerin açıkça haritalanması Kavramlara ilişkin sonuç çıkarma Analojinin nerede başarısız olduğunun gösterilmesi Harrison ve Treagust (1993); Treagust, Harrison, Venville ve Dagher (1996) bu modelin değiştirilmiş bir versiyonunu kullanmışlardır. Son iki basamağın yer değiştirmesi yani önce analojinin nerede başarısız olduğunun gösterilmesi sonra sonuç çıkarılması değişiklikleriyle elde edilen bu versiyonla yapılan iki çalışmada da başarılı sonuçlar elde edilmiştir Odak Eylem Yansıma Modeli (FAR) Treagust ve arkadaşları tarafından geliştirilmiştir. Treagust (1993); Treagust, Harrison ve Venville (1998) de yaptıkları iki çalışmada analojilerle öğretim modelini kullanan 5 deneyimli öğretmeni gözlemlemişler ve hepsinin de bu modeli kullanmasına

43 31 rağmen adımların yerlerinin sabit olmadığını görmüşlerdir. Ayrıca söz konusu öğretmenler, öğretimden önce analoji için hazırlık yapmışlar ve uygulamadan sonra etkilerini (yansımalarını) incelemişlerdir. Sonuç olarak analojilerle öğretim modeline hazırlık ve yansıma aşamalarını ekleyerek FAR modelini geliştirmişlerdir. Bu model 3 aşamadan oluşmaktadır: Odak (Focus) Kavram: Zor mu? Yabancı mı? Soyut mu? Öğrenciler: Kavram hakkında öğrencinin ön bilgisi nedir? Analog: Öğrenci analog kavrama aşina mı? Sorularına cevap aranır. Bu aşama ders öncesi hazırlığı içerir. Eylem (Action) Benzerlikler: Analog ile hedef yani fen kavramının özellikleri tartışılır ve benzerlikleri ortaya çıkarılır. Farklılıklar: Analog kavramın hedef kavrama ne açıdan benzemediği sınıfça tartışılır. Bu aşama ders esnasındaki uygulamayı içerir. Yansıma (Reflection) Sonuçlar: Analoji açık mı? Kullanışlı mı? Kafa karıştırıcı mı? Düzeltmeler: Sonuçlar üzerine tekrar odaklanılır, varsa gerekli düzeltmeler yapılır. Analojinin dersteki uygulamasından sonraki sonuçlarının incelendiği aşamadır. Kolayca hatırlanabilir ve uygulanabilir bir modeldir (Treagust, 1993; Treagust, vd., 1998). Harrison ve Coll (2008), bu modelin fizik, kimya ve biyoloji konularında nasıl uygulanması gerektiğini örneklerle açıklamışlardır. Bu örneklerden bir tanesi kimyasal dengenin dinamik doğasının anlaşılmasını amaçlayan okul dansı analojisi aşağıdaki tabloda detaylarıyla açıklanmıştır.

44 32 Tablo 2.1: Kimyasal dengenin dinamik doğasını açıklamaya çalışan okul dansı analojisinin FAR modeli ile sunulması (Harrison ve Coll, 2008). ODAK EYLEM YANSIMA Strateji(önerilen) Kavram: Hemen hemen bütün kimyasal reaksiyonlar sonunda dengeye ulaşır. Bir reaksiyon başladığında ortamda girenler vardır ürünler yoktur. Reaksiyon sürerken girenler azalır, ürünler oluşur. Kimyasal reaksiyon dengeye ulaştığı anda ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları birbirine eşittir. İleri ve geri yönde reaksiyon devam etmesine rağmen, girenlerin ve ürünlerin derişimi sabit kalır. Öğrenci: Öğrenciler dengenin dinamik doğasını gözlerinde canlandırmakta zorlanırlar, genellikle reaksiyon dengeye ulaştığında durduğunu varsayarlar. Analog: Analog kavram okul dansıdır (şekil 5). Okul dansı için 1000 öğrenci gelmiştir. Bu 1000 öğrencinin yarısı kız, yarısı ise erkektir. Öğrencilerin anlaşma odasına girebilmeleri için, bir partner bulana kadar spor salonu içerisinde dolaşmaları gerekir. Anlaşma odası maksimum 250 çift, 500 kişi almaktadır. Daha fazla öğrenci girmek isterse birilerinin ayrılması gerekmektedir. Benzerlikler- Analogdan hedefe haritalama Analog-okul dansı Spor salonunda dans eden öğrenciler(girenler) Öğrencilerin birbiriyle anlaşması Spor salonundaki öğrenci sayısı Öğrenci sayısı değişmeksizin spor salonunun küçülmesi Dans eden çiftlerin hızı Anlaşma odasına giren ve anlaşma odasından çıkan çiftler Aynı zamanda anlaşma odasına giren ve anlaşma odasından çıkan çiftler Spor salonunun kapısının kapalı olması Hedef-denge Hareket eden ve çarpışan tanecikler Ürünlerin ve kimyasal bağların oluşması Reaksiyon hızına derişimin etkisi Reaksiyon hızına derişimin etkisi Reaksiyon hızına sıcaklığın etkisi Eş zamanlı ileri ve geri reaksiyon hızları İleri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının aynı olması Reaksiyonun kapalı sistemde olması Benzemeyen Özellikler-Analoji nerede başarısız olur? Spor salonunda 1000 öğrenci vardır, reaksiyon kabında milyonlarca tanecik vardır Tanecikler öğrencilerden çok daha hızlı hareket eder Tanecikler öğrencilerden çok daha küçüktür Gaz tanecikleri arasında öğrenciler arasındakinden daha çok boşluk vardır Sonuç: Analoji ikna edici miydi? Okul dansı hikayesini özetlemeye gerek var mı? Düzeltmeler: Açıklamaya ihtiyaç hissedilen bir paylaşılmayan özellik mevcuttur. Kapalı sistem kavramının, anlaşma odasına göre anlaşılması daha kolaydır. Spor salonunda 250 çifti aşmadığı sürece herhangi bir sayıda öğrenci bulunabilir. Fakat kimyasal dengede hem spor salonundaki hem de anlaşma odasındaki derişim önemlidir. Bu analoji bir resme ihtiyaç duyacaktır. Kaynaklar Harrison ve Jong (2004)

45 33 Spor Salonundaki Okul Dansı 1000 öğrenci 500 kız Öğretmen Anlaşma Odası 250 çift 500 erkek Şekil 5: Kimyasal denge-okul dansı analojisindeki spor salonu ve anlaşma odası Köprüleme Analojiler Modeli (Bridging Analogies) Köprüleme analojiler Brown ve Clement in 1989 daki çalışmasında karşımıza çıkmaktadır. Bu yaklaşım öğrencilerin sezgilerinden yararlanır. Bir seri aracı analoji vardır ve her biri hedeflenen bilimsel kavrama ulaşana kadar bir önceki üzerine inşa edilir. Öğrenciye analojiyi direk sunmaktan ziyade analojik düşünmeye teşvik etmek için kullanılabilir (Brown ve Clement, 1989). Bu yöntemde öncelikle öğrenciye hedef kavramla ilgili bir soru sorulur ve kavram yanılgısı mevcutsa bunu gidermek için bir çapa (anchor) kavram sunulur. Öğrenci eğer bu çapa örnek ve hedef durum arasında bir ilişki kuramazsa bu sefer öğretmen köprüleme (bridging) analoji yani seri halinde, birbiriyle ilişkili analojiler kullanır. Bu daha çok çapanın hedefe kavramsal olarak daha yakın hale getirilmesi amacıyla değiştirilmesiyle gerçekleşir. Sonuç olarak öğrenci hedef kavramı öğrenene ya da kavram yanılgısını değiştirene kadar bu süreç devam eder. Aşağıdaki şekilde bu çalışmada yapılan mülakat sorusunda kullanılan hedef, kavram ve köprü gösterilmektedir.

46 34 Şekil 6: Bir köprüleme analoji örneği. Noktalı çizgi analojik ilişkinin ilk reddini, düz çizgiler ise analojik ilişkinin kabul edildiğini göstermektedir (Brown ve Clement, 1989). Köprüleme analojilerle ilgili araştırmacıların geliştirdiği stratejinin basamakları ve bu basamakların yukarıdaki örnek üzerinde uygulanması şu şekildedir: Kavram yanılgılarının belirlenmesi için bir hedef soru sorulması (Bir masa üzerindeki kitap): Öğrenciye; masa üzerinde bulunan bir kitaba masanın yukarı doğru bir kuvvet uygulayıp uygulamadığı sorulduğunda hayır, uygulamıyor cevabını vermiştir. Bu örneği düzeltecek bir çapa öğrenciye verilir (Bir yay üzerindeki kitap): Yayın kitaba yukarı doğru bir kuvvet uygulayıp uygulamadığı sorulduğunda öğrenci uyguladığını düşündüğünü, çünkü yayın sıkıştığını ve eski hale gelmeye çalıştığını ifade etmiştir. Ancak masa sert bir yüzey olduğundan eski haline dönmesi gibi bir durum olmadığı için yukarı doğru bir kuvvet uygulamadığını düşünmüştür. Öğrenci, bu örnekte olduğu gibi çapa ile hedefi arasındaki ilişkiyi anlamamış olabilir. Bunu anlamak için öğretmen çapa ve hedef arasında ilişki kurmaya çalışır. Öğrenci bu ilişkiyi kurmakta zorlanıyorsa öğretmen köprü analojiler kullanır (Esnek bir masa üzerindeki kitap): Öğrenci masanın sert olmasından dolayı yukarı doğru bir kuvvet uygulamadığını düşünmüştür. Öğrenciye iki destek üzerinde duran esnek bir yüzey üzerindeki kitap için aynı soru sorulduğunda, öğrenci öncelikle bunun kitabın yay üzerindeki durumuna benzediğini fark eder ve esnek yüzeyin üzerindeki kitaba bir kuvvet uyguladığını keşfetmiştir. Çocuk aynı zamanda ilk

47 35 sorudaki masanın da aslında kuvvet uyguladığını fakat masanın kalın ve sert bir yüzeyi olduğu için gözlenmediğini ifade etmiştir. Bu stratejinin etkili kullanılabilmesi için dört önemli şart vardır (Mintzes vd, 2002): (1) Öğrenciler mutlaka kullanılabilir bir çapa kavrama sahip olmalı (2) Eğer öğrenciler çapa ve hedef kavramın benzerliğini görmekte başarısız olursa, köprüleme analojiler kullanılarak ilişkiler açıkça gösterilmeli (3) Öğrencilerin birbirleriyle iletişim halinde olduğu bir öğrenme ortamı oluşturulmalı (4) Öğrencilere, bilimsel kavramı mantıklı ve kabul edilebilir bir hale getirmek için yardımcı olunmalıdır Çoklu (Multiple) Analojiler Modeli Spiro, Feltovish, Coulson ve Anderson (1989) tarafından geliştirilmiştir. Bu yaklaşımda da köprüleme analojilerde olduğu gibi bir önceki üzerine inşa edilen ardışık analojiler serisi vardır. İkisi arasındaki fark aracı analoglardır. Çoklu analoji yaklaşımında aracı analog bir öncekinin olumsuz yönünü düzeltmek için seçilirken diğerinde öğrencinin sezgilerine göre belirlenir. Bu modelde geliştirme süreci kendi kendine kontrol mekanizması sağlar bu da öğrencide kavram yanılgısı oluşması olasılığını azaltır. Amaç her bir analojinin bir öncekinin olumsuz yönlerini ortadan kaldırmasıdır (Mintzes vd., 2002) Öğrenci Tarafından Analoji Üretilmesi Modeli Bu modelin kullanımında fen kavramlarını içeren bir konu veya olay öğrenciye verilir, daha sonra söz konusu olguyla ilgili açıklama üretmeleri ve geliştirmeleri istenir. Bu model dört aşamada gerçekleşir (Mintzes vd., 2002): Olgunun açıklanması Olgunun daha iyi anlaşılmasını sağlayan analojilerin öğrenci tarafından geliştirilmesi Analojinin benzerlik ve farklılıklarının belirlenerek uygulanması Önerilen analojilerin yeterliliği ile ilgili sınıf tartışmasının oluşturulması Fen öğretim programının önemli bir kısmı öğrencilerin bilimsel olgular hakkında kendi anlamalarını yapılandırma yeteneğini geliştirmeleridir. Okul dışındaki birçok

48 36 problemin doğası belirsiz olduğu için, öğrenciler kendi başlarına daha iyi bir anlama elde etmelerine imkân verecek bilimsel olguları daha iyi tanımlama ve sunma yeteneğine ihtiyaç duyarlar. Bu nedenle okullarda öğretmen rehberliğinin ve öğretimsel ipuçlarının mümkün olduğunca az olmasıyla, kendi ön bilgilerini kullanarak problem çözmeye dayalı bir fen öğretimi benimsenmelidir (Wong, 1993). Bu modeli kullanan Wong (1993) un çalışmasında öğretmen adayları atmosfer basıncı ile ilgili bir seri analoji geliştirmişlerdir. Öğretmen adaylarının oldukça aktif olduğu bu süreçte analoji önce açıklanmış sonra değerlendirilmiş ve gerekiyorsa düzeltmeler yapılmıştır. Bu çalışmada öğretmen adaylarının kendi analojilerini üretmeleri verilen durumla ilgili kavramsal gelişimlerine katkıda bulunmuştur. Ayrıca kişinin bir problemi çözmek amacıyla kendi analojisini üretmesinin eğitimsel açısından yararları şu şekilde özetlenmiştir: Yeni durumları bilinen bir hale getirir Birey ön bilgisindeki özelliklere göre problemi sunar Problemin altında yatan yapı ve kalıplarla ilgili soyut düşünmeyi harekete geçirir Problemi bulma, kendi algılama ve anlamaları temelinde ifade etme becerisi gelişir Problemler bireyin kendi ön bilgisinin özelliklerinden ortaya çıktığı için bu tarz sorular daha ilgi çekici, önemli ve birey için gerekli olma olasılığı yüksektir. Birey herhangi bir otorite ya da uzmandan mümkün olduğunca az yardım alarak, kendi ön bilgileri rehberliğinde bir problemi tanımlar, problemle yüzleşir ve çözer. Zook a (1991) göre analojinin öğretmen tarafından sağlanmasının da öğrenci tarafından oluşturmasının da avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Öğretmen analojiyi sunduğunda, öğrenci için analojiye ulaşmak kolay fakat analojiyi hatırlamak, aktarmak ve haritalama yapmak zordur. İkinci durumda yani öğrencinin analoji oluşturmasında ise analojinin haritalanması kolay fakat oluşturulması süreci zordur (aktaran: Harrison ve Jong, 2005).

49 Hikâye Tarzı Analojiler Modeli Diğerlerinden farklı olarak analoji hikâye tarzında bir anlatımla sürer. Öğretmen hedef alandaki kavramları açıklamak için dinamik bir analog alan kullanır. Eğer hikâye iyi seçilirse öğrencinin dikkatini çeker ve iki alan arasındaki bağlantıları aktif olarak yapılandırmasını sağlar (Mintzes vd., 2002) Durum Temelli Düşünme Modeli Kolodner tarafından 1997 de geliştirilen bu modelde öğrencilere, kendilerinin ve başkalarının deneyimlerinden faydalanarak çözüm üretmeleri için problemler verilir. Bu model öğrenci açısından oldukça motive edici ve ilginçtir. Analojik düşünme bu modelin merkezindedir. Seçilen durumlar kaynakların içeriği ve erişilebilirliği açısından oldukça önemlidir (Mintzes vd., 2002) Fen Eğitimde Analoji Kullanımının Önemi Analojilerin anlamlı öğrenmenin oluşturulmasında oldukça fazla etkisi vardır. Öncelikle öğrencinin bilgiyi organize etmesini ve yeni bir perspektiften bilgiye yaklaşmasını sağlar. Analojiler var olan hafızanın düzenlenmesine ve onun yeni bilgi için hazırlanmasına yardımcı olurlar (Thiele ve Treagust 1991; Pienta vd., 2005). Analojiler, öğrencilerin hedefe daha soyut bir bakış açısıyla bakmalarını sağladıkları için öğrenme açısından faydalı araçlardır. Analoji hedef ile analog arasındaki ilişkinin soyut transferinden ziyade, hedef kavrama yeni bir bakış açısı getirebilir. Yani analoji, hedef kavrama ilişkin bilimsel bakış açısını öğrenci için mantıklı hale getirebilir (Brown ve Clement, 1989). Ayrıca analojiler soyut kavramların somutlaştırılmasına, öğrenciyi anlamlı öğrenmeye motive etmeye yardımcı olur. Burada motivasyon sadece öğrencinin ilgisini konu üzerine çekmek değildir ayrıca konuyla ilgili anlama ve problem çözme yeteneği konusunda da öğrencilerin inanışlarını etkiler. Öğretmenler analojileri kullandıklarında öğrencilerin ön bilgilerini de dikkate almış olurlar (Treagust, 1993). Analojiler, bilginin öğrencilere tanıdık olan bir alandan, olmayan bir alana transferine teşvik eden anlık zihinsel resimler oluşturabilecek potansiyele sahiptir, ayrıca öğrencilerin zihinsel

50 38 imajlarının somutlaştırırlar. Örneğin gaz haldeki moleküllerin kapalı bir kap içerisindeki toplara benzetilmesi, kavramın somut bir imajıdır (Harrison ve Treagust, 1993). Analoji kavramsal anlamaya yardımcı olmakla birlikte kavramsal değişime de katkıda bulunurlar. Özellikle çoklu analojiler kavramsal değişime etki eder. Posner ve diğerleri (1982) tarafından geliştirilen kavramsal değişim modeline göre, öğrenme eski ve yeni bilginin etkileşimi ve bu etkileşimin doğasına bağlı olarak ortaya çıkar (aktaran: Treagust vd., 1996). Öğrenenler yeni bilginin anlaşılır, akla yatkın ve faydalı olup olmadığına, var olan bilgilerini kullanarak karar verirler. Başka bir deyişle öğrenen yeni bilginin ne anlama geldiğini, inandırıcı olup olmadığını ve daha önce çözülmemiş bir problemi çözüp çözmediğini merak eder. Eğer bu üçü de yeni bilgide mevcutsa kavramsal değişim gerçekleşir. Analojinin kavramsal değişimdeki rolü de bu noktada ortaya çıkar. Analojiler yeni kavramların anlaşılır ve akla yatkın olup olmadığını anlamak konusunda öğrenciye yardım eder. Çünkü hem yeni bilgi ile var olan bilgi arasında ilişki kurulmasını sağlar hem de yeni bilgiyi daha anlaşılır hale getirir (Treagust vd., 1996). Duit (1991) yaptığı çalışmada analojilerin avantaj ve sınırlılıklarını yapılandırmacı bir bakış açısı ile değerlendirmiştir. Duit e (1991) göre analojiler, öğrencilerin yeni bilgiyi, sahip oldukları bilgiler ile ilişkilendirerek yapılandırmasından dolayı güçlü, faydalı pedagojik araçlardır. Bununla birlikte analojiler gözle görülemeyen ve soyut olguları somutlaştırmaları açısından oldukça önemlidir. Bir diğer avantajı ki genelde gözden kaçar, analojinin motivasyonel rolüdür. Eğer öğrenci süreç sonunda, analoji kullanımıyla daha yüksek bir başarı elde ederse, süreç motivasyonel kazanç ile sonuçlanır. (aktaran: Treagust vd., 1992; Venville ve Treagust, 1997). Ayrıca, Sarantopoulos ve Tsaparlis e (2004) göre de analojiler öğrencilerin çoğu için eğlenceli olarak görülür. Analojilerin farklı bir kullanımı analog ve hedef kavramların yer değiştirmesi durumu (dual manner, two-way aspect) yani analojilerin ikili kullanımı burada oldukça önem kazanır. Analog ve hedef aslında daima birbirinin simetriğidir ve rolleri değişebilirler (Treagust, Duit, Joslin ve Lindauer, 1992; Treagust, 1993). Treagust ve diğerleri (1992), fen derslerini yürüten öğretmenlerin sınıf içerisinde analoji kullanımını inceledikleri çalışmada, gözlemledikleri analojilerden birinde öğretmen elektrik alan, manyetik alan ve yer çekimi alanı kavramları arasında, özellikle elektrik alan ve yer

51 39 çekimi alanına daha çok zaman ayırarak analojiler kullanmıştır. Bu uygulamada ilginç olan öğretmenin analog ve hedefin rollerini defalarca yer değiştirmesidir. Yani öğretmen ders anlatırken elektrik alan konusunu yer çekimi alanının özelliklerine; yer çekimi alanını da elektrik alanın özelliklerine benzeterek açıklamıştır. Glynn (1991) tarafından geliştirilen analojilerle öğretim modelinin ilk dört basamağı bu şekilde yerine getirilmiş daha sonra analojilerin sınırlılıklarından bahsedilmiş ve öğrencilerin konuyla ilgili önerileri sorulmuş böylece beşinci ve altıncı basamakları da yerine getirilmiştir. Analojilerin bu şekilde ikili, birbirinin yerine kullanılması öğrencilerin zor kavramları öğrenmesinde oldukça önemlidir. Analoji kullanıldığında öğrenci tarafından hedef kavram geliştirilir, böylece analog kavram da gelişir. Yani öğrenci artık analog kavrama başka bir perspektiften, hedef kavramın perspektifinden de bakar (Treagust vd., 1992; Treagust, 1993;) Analoji Kullanımının Olası Sınırlılıkları Glynn (1989), analojileri iki ucu keskin kılıç (double edged sword) olarak nitelendirmiştir, çünkü analojiler öğrenci için faydalı olabileceği gibi zararlı da olabilir (aktaran: Venville ve Treagust, 1997). Analoji kullanımı öğrenciler için alternatif kavramaların, yani bilimsel olarak kabul edilen inançlardan farklı fikirlerin oluşmasına sebep olabilir (Venville ve Treagust, 1997). Özellikle öğretmenler analoji kullanırken kuralları göz önüne almazlarsa olumsuz sonuçlar ortaya çıkabilir. Eğer öğrenciler hedef kavrama zaten aşinalarsa analoji kullanmak gereksiz olabilir ve öğrencinin daha fazla kafasını karıştırabilir. Bazı durumlarda öğrenciler fakında olmadan yeni bilgiyi öğrenirken zihinlerinde analoji kurarlar. Ayrıca analojilerin mekanik kullanımı öğrencinin gerçek ile analoji arasındaki farkı ayırt etmesini engelleyebilir. Bazı durumlara ise her ne kadar analojinin kullanım amaçlarından biri anlamlı öğrenme sağlamak olsa da öğrencilerin derinlemesine düşünmesini engelleyebilir (Pienta vd., 2005). Tüm kullanışlılık ve avantajlarına rağmen analog ve hedef arasındaki ilişkiye bağlı bazı temel sınırlılıklardan dolayı, analojiler yanlış veya eksik öğrenmelere sebep olabilir. Bu sınırlılıkların başlıcaları şunlardır (Thiele ve Treagust, 1991):

52 40 Özelliklerin Yanlış Transferi: Analog kavram ile hedef kavram arasında paylaşılmayan özelliklerin de transfer edilmesi durumudur. Öğretmenler ders esnasında öğrencilerin analoji üretebildiğini ya da kullandıkları analojileri açıklama yapmadan öğrencilerin anlayabildiğini düşünürler (Lin vd., 1996). Fakat hiçbir analog hedefin tüm özelliklerini paylaşmaz ve her analoji mutlaka bir yerde başarısız olur (Treagust vd., 1998). Eğer öğrenciye analoji kullanımı esnasında rehberlik edilmezse öğrenci analogun hangi özelliğinin hedefte var olduğunu anlamayabilir, dolayısıyla yanlış haritalama yapabilir. Bunu önlemek için öğretim esnasında analoji kullanımı ile birlikte tartışma da kullanılmalıdır. Böylece eğer yanlış bir haritalama yapıldıysa öğretmen bunu fark eder ve müdahale edebilir. Ayrıca öğretmenler mutlaka analog ve hedefin paylaşılmayan özelliklerini açıkça belirtmelidir (Treagust, 1993; Harrison ve Treagust, 1993). Kısaca öğretmenler, öğrencilerin doğru analojik transferi ya da haritalamayı yapabilme yeteneğine sahip olduğunu varsayarak hareket etmemeli, analojileri açık bir şekilde kullanmalı ve sınıf içi tartışma ortamına izin vermelidir. Analog Kavramın Tanıdık Olmaması: Analoji kullanımının ikinci bir sınırlılığı ise kullanılan analog kavramın öğrenciye tanıdık olmamasıdır. Bu konuyla ilgili yapılmış çalışmalarda da gösterildiği gibi analog kavramın öğrenci tarafından tam olarak bilinmediği durumlarda öğrencilerin büyük bir kısmı analojiyi anlamakta zorlanmaktadır. Bunu önlemek için analoji hazırlanırken öğrenciye tanıdıklığına dikkat edilmeli ve dizayn edilen analoji sınıf ortamında uygulandıktan sonra mutlaka değerlendirilip, gerek varsa düzeltilmelidir. Eğer öğretmenin analog kavrama yüklediği anlam ile öğrencilerinki birbirinden çok farklı ise alternatif kavramalar ortaya çıkacaktır. Bunu önlemek amacıyla analojik haritalama yapılmadan önce öğretmen analojiden kendisinin ne anladığını öğrencilerin gözünde canlandırmalarını sağlamalıdır (Harrison ve Treagust, 1993). Bilişsel Gelişim Aşamaları: Analoji kullanımının bir diğer sınırlılığı Piaget in bilişsel gelişim aşamalarıyla olan ilişkisidir. Analojilerin genel olarak düşük bilişsel gelişimdeki öğrencilerin öğrenmelerine yardımcı olduğuna dair bir uzlaşma olmasına rağmen, eğer bu öğrencilerin görsel imgelemesinde, analojik düşünmesinde ya da ilişkisel düşünmesinde herhangi bir eksiklik bulunuyorsa bu analojilerle öğrenmeyi sınırlar (Thiele ve Treagust, 1991;

53 41 Treagust, 1993). Buna ek olarak soyut işlemler aşamasındaki öğrenciler için ise analoji kullanımı gereksiz olabilir. Bu durumda analoji ile öğretim öğrencilere gereksiz bilgi verilmesine hatta yeni alternatif kavramaların oluşmasına sebep olabilir. Analoji kullanılırken bilgiyi işleme kuramı göz önüne alındığında, öğrenci analojinin sunumu esnasında hem analojinin kendisini hem de kimyasal gerçekliği kısa süreli (işleyen) belleğinde aynı zamanda tutmak zorundadır. Bu sebeple analoji tekniği kullanılırken öğrencilerin işlem kapasiteleri dikkate alınmalıdır, eğer beklenen işlem öğrencinin kapasitesini aşarsa bu da problemlere sebep olur (Jhonstone, 1995 ten aktaran: Sarantopoulos ve Tsaparlis, 2004). Tüm bu sebeplerden dolayı eğitimciler analoji kullanmaktan kaçınmaktadır, fakat bunu yaparak analojilerin avantajlarından da yararlanamamaktadırlar. Bunun yerine bu sınırlılıklar dikkate alınarak, planlı bir şekilde analoji kullanılmalıdır. Analoji ile ilgili öğretim modellerinden herhangi birinin basamaklarına uyularak bir plan hazırlanmalı ve uygulanmalıdır. İlk bakışta zor gibi görünse de, bunu yapmak herhangi çok-adımlı bir beceriyi yerine getirmekten daha zor değildir. Örneğin araba kullanırken insanlar ilk önce vitesi boşa alırlar, el frenini indirirler, sonra aynaları kontrol ederler ve buna benzer bir sürü görevi yerine getirirler. Araba kullanmaya alıştıkça bireyler için bunlar artık bir alışkanlık haline gelir ve ayrı ayrı olaylara dikkat edilmeksizin bütün bu işlem yapılır. Analoji kullanımı da bu şekildedir zamanla öğretmenler analojileri kullanma konusunda daha pratik olurlar ve zorluk yaşamazlar (Treagust, 1993) Çalışmada Kullanılan Analojiler Kimyasal denge kavramlarının anlaşılması amacıyla bu çalışmada toplam 18 tane analoji ve altı etkinlik kullanıldı. Ayrıca öğrencilerden verilen hedef kavramla ilgili iki tane analoji üretmeleri istendi. Bu çalışmada kullanılan analojiler ve etkinlikler Ek- 7 de verildi. Çalışmada kullanılan analog ve hedef kavramlar Tablo 2.2 de verildi.

54 42 Tablo 2.2: Bu çalışmada kullanılan analojiler. Hedef Analog Fiziksel-statik denge Eşit kollu terazi ( Yeşilel,2011) Dengenin dinamik doğası Yürüyen merdiven (Caldwell, 1932) Dengenin dinamik doğası Kırmızı ve mavi toplar animasyonu Bir reaksiyonun dengeye gelme süreci, ileri ve geri Arı kovanı (Olney, 1988) yöndeki reaksiyon hızlarındaki değişim Reaksiyon kabına sadece girenlerin konulmasıyla Bilye oyunu-1 (Wilson, 1998) başlatılan bir reaksiyonun dengeye gelmesi Bir reaksiyonun dengeye gelmesi, denge anında Sıvı transferi modeli (Russel, 1988) ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının eşitliği ve derişimlerin sabit kalması Denge sabiti kavramı ve hesabı Hammadde-ürün (Atasoy, Akkuş ve Kadayıfçı, 2006) Reaksiyon kabına hem girenlerin hem de ürünlerin Bilye Oyunu-2 (Wilson, 1998) konulmasıyla başlatılan reaksiyonun dengeye gelmesi Kimyasal dengeye etki eden faktörler Aileye yeni bir çocuğun katılmasıyla dengede olan aile ilişkilerinin bozulması ve yeniden dengeye gelmesi (Akkuş, 2004) Kimyasal dengeye etki eden faktörler İp cambazı (Yeşilel, 2011) Dengeye etki eden faktörler Le Chatelier ilkesi, Animasyon dengeye derişimdeki, sıcaklıktaki ve hacimbasınçtaki değişimin etkisi Dengedeki bir sisteme derişimdeki değişimin etkisi Bilye oyunu-3 (Wilson, 1998) Dengedeki bir sisteme basınç-hacimdeki değişimin Bilye oyunu-4 (Wilson, 1998) etkisi Dengedeki bir sisteme katalizörün etkisi Tünel-tepe analojisi ( Olney, 1988; Aubusson, Harrison ve Ritchie, 2006) Sıcaklık ve derişimdeki değişiminin denge sabitine Fabrika-ürün analojisi (Atasoy ve etkisi diğerleri, 2006) Dengedeki bir siteme katalizörün etkisi Bir duvarın iki tarafında çalışan iki işçi (Orna,1994) Dengedeki bir sisteme; derişimdeki, basınçtaki, (Huddle, 1998) sıcaklıktaki değişimin etkisini sub-mikroskobik boyutta inceleyen soru (etkinlik kağıdı) Dengedeki bir sistemle ilgili öğrenci imajları Araştırmacı Analojik Düşünme Analojik düşünme iki alan arasındaki benzerlik ve farklılıkları bularak, bir alandaki öğelerin ve ilişkilerin diğerine haritalanmasını gerektiren karmaşık bir bilişsel

55 43 süreçtir. Analojik düşünme esnasında analog alandaki yapısal ya da fiziksel özellikler hedef alandaki benzer özelliklere haritalanır. Bu haritalama işleminin bireyin uzunsüreli belleğindeki bilgi ile duyusal belleğindeki bir deneysel gözlemi ve çevresiyle devam eden etkileşimi sonucunda elde ettiği bilginin bir karşılaştırılması olduğu düşünülür (Trey ve Khan, 2008). Şekil 7: Önerilen analojik düşünme mekanizması (Trey ve Khan, 2008). Şekil 7 de analojik düşünme süreci özetlenmiştir. Bu süreçte işleyen (kısa-süreli) bellek bilişsel süreci destekleyen deneysel gözlemlerin tekrar ve onaylarının gerçekleştiği, yeni bilgi ile var olan bilginin birbirine bağlandığı bölümdür. Zenginleştirilmiş içsel bir temsil ya da zihinsel model analojik düşünmenin bir sonucu olarak ortaya çıkabilir ve bu ortaya çıkan model de uzun-süreli bellekte depolanabilir. Analojik düşünmeyle ilgili bu teoriyi kısaca aşağıdaki üç hipotezle özetleyebiliriz (Trey ve Khan, 2008): 1. Analojiler yeni kavramın anlaşılmasında bireye tanıdık bir temel sağlarlar. 2. Analojik düşünme yeni ve bilinen yapısal ilişkiler arasındaki dinamik bir ilişki ile desteklenir. 3. Analojik düşünme sonucunda zenginleştirilmiş bir zihinsel model ortaya çıkabilir.

56 44 Analojik düşünme biraz karmaşık bir süreç gibi görülse de küçük yaştaki çocuklar bile analojik düşünme yeteneğine sahiptir. Bu durumu Holyoak ve Thagard (1997) çalışmalarında bir anı ile örneklendirmişlerdir. Bu örnekte sadece 2 yaşında olan Aaron ile annesi arasında geçen olayda, daha önce başını bir yere her çarptığında annesinin öpmesiyle acısının azaldığını düşünen Aaron, annesinin dikiş dikerken elini yaralaması sonucu annesinin elini öpmek istemiş böylece daha iyi hissedeceğini söylemiştir. Aaron bu durumda daha önceden kendisine tanıdık olan bir durumla yeni bir durumu anlamaya çalışmıştır. Aaron daha okul çağına bile gelmeden, farkında olmadan analojik düşünme eyleminin tüm adımlarını gerçekleştirmiştir. Önce kendi başını çarpması ile annesinin elini yaralaması arasındaki ilişkiyi haritalamayı başarmış, üstelik yüzeysel bir haritalama da yapmamıştır, eğer öyle olsaydı annesine kendi elini öpmesini söylerdi. Daha sonra Aaron hedef durumdaki problemi çözmesi için annesine öneride bulunmuş yani çıkarım yapmıştır. Son olarak da Aaron birisinin canı yandığında, sevdiği bir insandan aldığı öpücük acısını azaltır şeklinde bir genelleme yapmış, bir durumdan genel bir yargı çıkarmış ve analojik düşünmenin öğrenme adımını de gerçekleştirmiştir. Analojik düşünme bilim tarihi boyunca bilim insanları için keşifsel bir araç olmuştur yılında Robert Hooke bir mantarın ince dilimlerini ışık mikroskobu ile incelemiş ve mantarların ince duvarlarla çevrili küçük boşluklardan oluştuğunu görmüştür. Daha sonra bu boşluklar ona rahiplerin yaşadığı küçük odaları anımsattığı için bu boşluklara hücre (cell) adını vermiştir. Bundan yaklaşık 300 yıl sonra ise Lewis Thomas (1974) yılında dünyayı, bir organizma olarak düşünmüş fakat gözle görünmeyen bağlantılarla çalışan, birçok parçadan oluşan, çok büyük ve karmaşık bu yapıyı organizmaya benzetememiştir. Sonrasında dünyanın daha çok tek başına bir hücreye benzediğini ifade etmiştir (aktaran: Glynn ve Takahashi, 1998). Yani bir bilim insanı için hedef kavram olan hücre bir diğeri için analog kavram olmuştur. Her ikisi de bilimsel süreç içerisinde analojilerle düşünme ve açıklama yolunu seçmiştir. Bilim tarihi incelendiğinde analojilerin keşifsel araçlar olarak kullanıldığının başka kanıtları da bulunmuştur. Örneğin, Johannes Kepler gezegen hareketi kavramını bir saatin çalışmasından esinlenerek keşfetmiştir (Bronowski, 1973 ten aktaran: Treagust, 1993). Huygens ise ışık olgusunu anlamakta su dalgasının hareketini kullanmıştır (Duit, 1991 den aktaran: Treagust, 1993; Harrison ve Treagust, 1993). Ayrıca insanlar günlük

57 45 hayatlarında, okulda öğrenme esnasında ya da karşılaştıkları problemleri çözmek amacıyla farkında olarak veya olmayarak analojilerle düşünürler. Eğitimsel açıdan bakıldığında önemli olan öğrenciler analojik düşünmeyi bilim insanları gibi kullanabilir mi? sorusunun cevabıdır. Elbette deneyimsiz düşünürlerden bunu beklemek zordur ama yapılan çalışmalar göstermiştir ki öğrencilerin analojik düşünme konusunda eğitilmesi, analojilerle öğretimin etkiliğini artırmaktadır (Friedel, Gabel ve Samuel, 1990; Genter, 1980; Klauer, 1989 dan aktaran: Harrison ve Treagust, 1993). Vosniadou ya (1989) göre ise analojik düşünme iki farklı şekilde gerçekleşir. İlkinde analoji yapıldığı anda, analog ve hedef alanın paylaştığı yapı her iki alan konusunda da sunulur. İkincisinde ise altta yatan yapı (her iki alanda da paylaşılan), sadece analog alanın konusu içinde sunulmaya ihtiyaç duyar. İkinci durum eğitimsel açıdan daha önemlidir. Çünkü bilginin öğrenilmesi birey tarafından gerçekleştirilir. Öğretimsel analoji verildiği anda, açıklayıcı yapı içindeki benzerlikler öğrenci tarafından, iki sistem arasındaki belirgin özelliklerin benzerliği temelinde keşfedildiğinde analojik düşünme, bilginin öğrenilmesi ile sonuçlanır. Analojik düşünme yaratıcı düşünme tekniklerinden biridir ve analojik ilişkiler kurarak fikir üretmede kullanılır. Sinektik, 4 terimli analoji ve analog senaryolar en sık karşılaşılan analojik düşünme teknikleridir (Kadayıfçı, 2008): Sinektik: Alakasız görünen parçaları bir araya getirme anlamına gelen sinektik bir yaratıcı düşünme ve problem çözme tekniğidir. Üç yöntemi vardır (Kadayıfçı, 2008): Doğrudan Analoji: Öğrenciden bir problemi doğadaki diğer canlıların problem çözmelerini örnek alarak çözmeleri istenir. Kişisel Analoji: Öğrenciden kendisini başka birisi ya da bir nesne yerine koyması istenir. Fantazik Analoji: Öğrencilerin isteklerini ve dileklerini sıralamaları istenir. Dört terimli analoji A:B::C:D tipi analoji olarak bilinir. A ile B arasındaki benzerlikten yola çıkarak C nin neye benzediği sorusunun cevabının bulunması istenir (Kadayıfçı, 2008).

58 46 Analog senaryolar: Birbirine benzeyen iki durumun bileşenleri arasındaki benzerliklerin ortaya konulduğu bir tekniktir (Kadayıfçı, 2008). 2.2 Yapılandırmacı Öğrenme Yaklaşımı ve Analoji Öğrenme-öğretme sürecini açıklamak amacıyla birçok öğrenme teorisi geliştirilmiştir. Yakın zamana kadar bilginin öğretmenin zihninden, öğrencinin zihnine direk olarak transfer edilebileceğine dair bir algı mevcuttu. Bunun için eğitimciler bilginin öğrencinin beyninde nasıl daha iyi yer edineceğine dair çalışmalar yapmışlar, fakat sonunda öğretme ile öğrenmenin eş anlamlı olmadıklarını fark etmişlerdir. Daha sonra bilginin insanın beyninde yapılandırıldığı düşüncesini benimseyen yapılandırmacı yaklaşım benimsenmiştir. Yapılandırmacı bir bakış açısında gelenekselden farklı olarak gerçekliğin eşleştirilmesinden ziyade birey tarafından şekillendirilmesi söz konusudur. Herkes, başkalarının gerçeklerini kabul etmekten ziyade kendi gerçeğini kendisi şekillendirir (Bodner, 1986). Yapılandırmacı yaklaşım, Wittrock tarafından geliştirilen ve Ausubel tarafından öğrenmeyi etkileyen en önemli faktör öğrencinin mevcut bilgi birikimidir şeklinde ifade edilen düşünceyi temel alır. Bu teori, öğrencinin yeni kazandığı bilgileri eski bilgileri ile karşılaştırarak zihninde yeniden yapılandırdığı ve böylece etrafındaki dünyayı anlamlandırdığı, öğrenci merkezli yani öğrencinin sürekli aktif olduğu bir düşünceyi benimser. Öğrenci kendisine sunulan bilgiyi direk olarak almaz, bireyin ön bilgisi, kişisel özellikleri ve öğrenme ortamı öğrenme sürecinde oldukça önemlidir. Öğrenme zihinsel ve aynı zamanda sosyal bir süreçtir. Öğrenme sürecinde bireyin ön bilgisi oldukça önemlidir, öğrencilerin mevcut bilgilerinin yanlış ya da tatmin edici düzeyde olmadığının onlara ispatlanması ile öğrenme daha verimli bir şekilde gerçekleşir. Sonuç olarak bireylerden öğrendikleri bilgileri yeni karşılaştıkları durumlara uygulayabilmeleri beklenir (Özmen, 2002). Bu yaklaşımda bilgiye araçsal bir bakış açısı vardır. Yani bilgi eğer işe yarıyorsa ya da hedeflerimizi gerçekleştirmemizde bize yardımcı oluyorsa iyidir. Yapılandırmacı yaklaşımın en önemli ilkelerinden biri, öğrenci bilgiyi yapılandırırken bunu zaten

59 47 bildikleri, yani ön bilgileri, aracılığıyla yaparlar. Bu nedenle öğretim aktiviteleri düzenlenirken yapılandırmacı yaklaşımın kilit noktalarından bir olan öğrencinin ön bilgisi mutlaka dikkate alınmalıdır (Çalık vd., 2009). Bu nedenle öğrenci ön bilgileri ile yeni bilgiyi ilişkilendirir ve bu durum analojinin temelidir. Analojiler bu şekilde kullanılabilirler ve öğrenciler de bilim insanlarınınkine benzer bir şekilde hareket ederler (Coll vd., 2005). Analojiler yeni bilginin özümsenmesine yardımcı olmak amacıyla, var olan bilişsel yapılan yeniden düzenlenmesi sonucunda öğrencilerin soyut kavramları öğrenmesine yardımcı olur (Thiele ve Treagust, 1991). Duit e (1991) göre araştırmacıların çoğunun fikir birliğine vardığı konulardan biri analojilerin yapılandırmacı yaklaşım esaslarına uygun bir yolla öğrencilerin öğrenmesine katkıda bulunmasıdır (aktaran: Harrison ve Treagust, 1993). Öğrenciler böylece yeni fikirleri alternatif şema ve ön bilgilerine entegre edebilmektedirler. Yapılandırmacı yaklaşıma göre öğrencideki mevcut ön bilgi öğrenme açısından son derece önemlidir ve Ausubel (1968), öğrencilerdeki bu ön bilgilerin değişime ya da yok olmaya son derece dirençli ve dayanıklı olduğunu ifade etmiştir (aktaran: Harrison ve Treagust, 1993). O tarihten sonra yapılan çalışmaların bazılarında öğrencilerin ön bilgilerini öğretmenin karşısında açıkça ve çelişkili bir kanıt olarak sunduğu, bazılarında bir süre öğretmenin bilimsel görüşlerini kabul ettiklerini fakat daha sonra kendi içgüdüsel düşüncelerine geri döndükleri, bazılarında ise öğrencilerin önyargılı düşüncelerini değiştirmeksizin dersin içeriğine eşlik eden alternatif şemalar geliştirdikleri görülmüştür (Harrison ve Treagust, 1993). Dupin ve Johsua nın (1989) epistemolojik engeller olarak adlandırdığı bu durumların değiştirilebilmesi için dikkatli bir şekilde planlanmış pedagojik bilgi gerektirir. Böyle bir planlama ise mümkün olduğu kadar çok öğrenciyi ilgilendirecek analojilerin kullanılmasıyla yapılmalıdır (aktaran: Harrison ve Treagust, 1993). Yapılandırmacı yaklaşıma göre öğrenciler yeni bilgiyi var olan bilgileri üzerine inşa ederler ve bunu sosyal olarak müzakere ederek ya da etmeyerek, aktif bir şekilde yaparlar. Daha geleneksel bakış açılarında bile, Gagne ninki (1970) gibi, bilinmeyenin bilinene ilişkilendirilerek öğrenilmesinin gerekliliği vurgulanır. Geleneksel öğretim yaklaşımında öğrenme bilgi zincirinin bir çeşit genişlemesi olarak görülür ve adım adım gerçekleşir. Yapılandırmacı bakış açısı da bu genişlemeyi büyük ölçüde kabul eder fakat öğrenmenin çoğunlukla var olan bilgilin yeniden yapılandırılması şeklinde

60 48 gerçekleştiğini savunur. Bu tarz öğrenme kavramsal değişim olarak bilinir ve özellikle böyle öğrenmelerde analojiler son derece önemli araçlardır. 2.3 Geleneksel Öğretim Yaklaşımı Geleneksel anlayışta eğitim, öğrenci değil öğretmen merkezlidir. Öğretmen bilgiyi aktaran, öğrenci ise alan konumundadır. Dersler, ders kitabına dayalı çoğunlukla öğretmenin düz anlatımı ile yürütülür. Öğretmen bilgi kanalı gibidir, öğrencilere bilgi ve düşüncelerini transfer etmeye çalışır. Öğrenci aktif değildir ve amacı öğretmen tarafından açıklanan açıklamayı aynen tekrar etmektir (Özden 2003 ten aktaran: Akkuş, 2004). Bilgiye ve bilginin edinilmesine geleneksel bakış açısı, bizim dünyaya zihinlerimizdeki gerçekliklerin kopya ya da eşlerini bulmak amacıyla gelen keşifçiler olduğumuzu varsayar. Bu bakış açısına göre bir durumun doğruluğunun yargılanması da onun gerçeklikte, gerçek dünyada karşılığının olup olmamasına bağlıdır. Zihinsel yapılardaki bu simgesel, resim benzeri kavramlar sanki doğrudan kopyalar ve resimlermiş gibi gerçekliğe karşılık gelirler (Bodner, 1986). Özden (1998), geleneksel öğretim yaklaşımının kullanımı için temel ilkeleri yararları ve sınırlılıklarını şu şekilde ifade etmiştir (aktaran: Kılıç,2007): Etkili kullanımı için temel ilkeler: Özellikle görsel ve işitsel materyallerle desteklenmeyen anlatımlar kısa tutulmalı, anlaşılabilir ve sade bir dil kullanılmalıdır. Dersin başında öğrencinin ilgisi konuya çekilmelidir, öğretmenin ses tonu, jest ve mimikleri ilgiyi konuya çekmek açısından önemlidir. Öğrenciye not tutmada yardımcı olunmalı ve konular günlük yaşam deneyimleri ile ilişkilendirilmelidir. Yararları: Öğrencilere yeni konuyu tanıtma esnasında, konuların tekrarını yapmada, özetlemede, tüm öğrencilerin ortak sorunu olan konu ve problemleri çözmede etkili bir yöntem olabilir. Süre kısıtlı olduğunda, sınıf kalabalık olduğunda etkili bir yöntemdir. Ayrıca öğrencilerin bir konu hakkında organize edilmiş bilgi edinmelerini sağlar.

61 49 Sınırlılıkları: Öğrenci uzun süre pasif bir dinleyici olduğu için dersten sıkılabilir. İyi bir konuşma yeteneği gerektirir ve her bir öğrenci için bireysel farklılıkları dikkate alarak anlatılanları onların öğrenme ihtiyaçlarına göre düzenlemek zordur. Konunun anlaşılıp anlaşılmadığını sınamak zordur. Öğrenci özellikle iyi not tutamadığı zamanlarda anlatılanların kalıcı olması zordur.

62 50 BÖLÜM III YÖNTEM Bu bölümde araştırmanın modeli, çalışma grubu, veri toplama araçları ve veri analizi yöntemi açıklanmıştır. 3.1 Araştırma Modeli Bu çalışmada, iki farklı öğretim tekniğinin etkinliğinin belirlenmesi için deneysel araştırma modelleri içerisinden ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanıldı. Çalışma bir lisedeki 4 tane on birinci sınıfın öğrencileri ile yapıldı. Sınıflardan ikisi kontrol diğer ikisi deney grubu şeklindedir. Araştırmada denekler seçkisiz bir şekilde belirlenmediği ve grupların eşleştirilmesi sağlanılmaya çalışıldığı için yarı deneysel desen olarak tasarlandı (Fraenkel, Wallen ve Hyun, 1990). Deney grubunda öğretmen kimyasal denge konusunu yapılandırmacı yaklaşıma uygun, analoji kullanarak ve öğrencilerden analoji üretmelerini isteyerek anlattı. Kontrol grubunda ise ders kitabına dayalı, öğretmen merkezli ders anlatıldı. Her iki grupta da dersler aynı öğretmen tarafından işlendi. Her iki gruba da ön test olarak KDKT-i ve MDGT ve ADT uygulandı. Daha sonra toplam 5 hafta boyunca kimyasal denge konusu hem deney hem de kontrol gurubunda farklı yöntemlerle işlendi. Her iki grupta da aşağıda verilen kavramların öğrenilmesi amaçlandı: Fiziksel denge, dengenin dinamik doğası, kimyasal denge, dengenin kurulması, denge anında reaksiyon hızlarının eşitliği, denge sabiti hesabı ve uygulamaları, homojen faz reaksiyonlarında denge, heterojen faz reaksiyonlarında denge, kısmi basınçlar cinsinden ve derişimler cinsinden denge sabiti, denge kesri, Le Chatelier s prensibi, dengeye etki eden faktörler, dengeye derişimdeki değişimin etkisi, dengeye hacim-basınç değişikliğinin etkisi, sıcaklık değişiminin dengeye etkisi katalizörün dengeye etkisi. Deney ve kontrol gruplarına yapılan uygulamaların tek farkı

63 51 izlenilen öğretim yaklaşımlarıydı. Kontrol grubunda öğretmen kimyasal denge konusunu ders kitabına bağlı kalarak, düz anlatım şeklinde, geleneksel öğretim yaklaşımına uygun bir şekilde anlatırken; deney grubunda öğretmen konuları yapılandırmacı yaklaşıma uygun analojileri kullanarak ve öğrencilerden analoji üretmelerini isteyerek anlattı. Analojiler kullanılırken; Glynn in analojilerle öğretim modeli, FAR, analojilerle öğretimin genel modeli, hikâye tarzı analojiler modeli gibi analojilerin nasıl kullanılması gerektiğini açıklayan modellerde vurgulanan özelliklere dikkat edildi. Her bir analojide benzeyen ve benzemeyen yönler vurgulandı, gerekli haritalamalar yapıldı. Analoji kurulduktan sonra sonuçları sınıf içinde tartışıldı. Bazı analojiler resimler ve videolarla desteklendi, ayrıca öğrencilere hedef kavramlar verilerek iki tane analoji üretmeleri istendi. İlk analojide öğrencilerden dengenin dinamik doğasını bir olaya ya da kavrama benzeterek açıklamaları istendi. İkincisinde ise derişimdeki değişimin dengeye etkisini açıklamak için de bir analoji üretmeleri istendi. Ayrıca öğrencilere analoji hazırlama sürecinde analojilerin nasıl değerlendirileceğini gösteren bir rubrik verildi. Her iki analoji ödevi de daha sonra sınıf ortamında tartışıldı varsa yanlış ve eksik yerleri tespit edildi. Böylece Wong un (1993) çalışmasında analoji üretilmesiyle ilgili vurguladığı adımlar yerine getirilmiş oldu. Öğrenciler tarafından üretilen analojiler incelendiğinde bir tanesinin alan yazındaki Harrison ve Jong (2005) tarafından geliştirilen okul dansı analojisine benzediği görüldü. Bu analojide; reaksiyon kabı bir düğün ortamına benzetilmiş, düğünde oynayan çiftler ürünler, oynamaktan yorulup oturanlar ise girenlere benzetilmiştir. Başka bir analojide ise öğrenci dengenin dinamik doğasını oyun parkında kaydıraktan kayan çocuklara benzetmiştir. Öğrenci girenleri kaydırağın merdiveninde bekleyen çocuklara, ürünleri ise kaydıraktan aşağı kayan çocuklara benzetmiştir. Bu çocuklar daha sonra tekrar kaydırağın merdiveninden çıkıp tekrar aşağı kayacaktır, böylece ürünlerin de denge reaksiyonlarında girenlere dönüşmesi vurgulanmıştır. Yine aynı analojide öğrenci paylaşılmayan özellikleri de vurgulamıştır. Örneğin kaydırağın açık bir sistem olduğunu fakat kimyasal dengenin kapalı sistemlerde olduğunu, ürünlerin ve girenlerin birbirinden farklı maddeler olduklarını, ama bu analojide aynı kişiler olduğunu, analojide ürünler ve girenler farklı tarafta iken bir reaksiyon ortamında ürünler ve girenlerin aynı ortamda olduklarını ifade etmiştir. Öğrencilerden, dengedeki bir sisteme derişimdeki değişimin etkisini günlük hayattan bir olaya benzeterek açıklamalarının istendiği ikinci analojide öne çıkan bazı

64 52 örnekler şunlardır: derişimdeki değişmenin dengeye etkisini açıklayan bir analojide, hacmin değişmesiyle derişimin dolayısıyla kimyasal dengenin de değişeceği hedef kavramı, aynı sayıdaki balığın akvaryumda ve havuzda yüzmesine benzetilmiştir. Bu analojide akvaryumda yüzen balıkların çarpışma olasılığının havuzda yüzenlerinkinden fazla olacağı belirtilmiştir. Başka bir analojide ise hedef kavram, bir sınıfa yeni gelen öğrenci ya da öğrencilerin sınıftaki mevcut arkadaşlık dengelerine etkisine benzetilerek açıklanmaya çalışılmıştır. Sınıf içi gözlemlerde ve verilen ödevler incelendiğinde öğrencilerin analoji üretmekte zorlandıkları, bazılarının anlatmak istediklerini şekil çizerek anlatmaya çalıştıkları görüldü. Öğrencilerin böyle ödevlere alışık olmamaları ve bazı kavramları tam anlayamamış olmaları onların analoji üretmelerinde zorlanmalarının nedeni olabilir. Glynn ve Takahashi nin (1998) yaptıkları çalışmanın sonucuna benzer olarak, öğrencilerden analoji üretmeleri istendiğinde bazılarının analojiyi üretirken sınıfta duydukları örneklere benzer analojiler ürettikleri görüldü. Örneğin dengenin dinamik doğası, ileri ve geri yöndeki hızların değişiminin anlaşılması için kullanılan arı kovanı analojisine benzer; karınca yuvası, marketteki ürünlerin satılıp yerine konması gibi analojilerle karşılaşıldı. Ayrıca deney grubu öğrencilerinin süreç içerisinde derse katılımlarının arttığı, öğretmenin sorduğu bazı soruları analoji kurarak cevap vermeye çalıştıkları gözlendi. Deney grubuna uygulanan ders planları ve analoji örnekleri Ek-7 de sunulmaktadır. Uygulama sonrasında deney ve kontrol grubu öğrencilerine uygulanan KDKT-s testinden aldıkları puanlara göre toplam 10 öğrenci ile kavramsal anlamalarını derinlemesine incelemek amacıyla mülakatlar yapıldı. 3.2 Evren Örneklem Bu çalışmanın örneklemi, öğretim yılının ikinci döneminde Konya ilinde bir ortaöğretim kurumunda dört farklı fen sınıfında öğrenim gören 96, 11. sınıf öğrencisinin katılımıyla oluşturuldu. Deney grubunda 25 i kız 23 ü erkek toplam 48; kontrol grubunda ise 27 si kız 21 si erkek toplam 48 öğrenci çalışmaya katıldı.

65 Veri Toplama Araçları Kimyasal Dengeyle ile ilgili Kavram Testi (KDKT) Kimyasal Denge konusunda öğrencilerin kavram yanılgılarını tespit etmek amacıyla kullanılan test, Hackling ve Garnett (1985) tarafından geliştirilen testten yararlanılarak Akkuş, Kadayıfçı ve Atasoy (2011) tarafından hazırlanmıştır. Test iki basamaklı çoktan seçmeli sorulardan oluşmaktadır. Test; sistemin dengeye yaklaşması, denge durumu, sıcaklık ve derişimdeki değişme, inert gaz ve katalizör ilavesi durumunda meydana gelen değişmeleri içeren sorulardan oluşmaktadır. Test; öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili sistemin dengeye yaklaşması, dengenin özellikleri, denge şartlarının değiştirilmesi, denge sabiti, katalizör ve inert gaz ilavesinin dengeye etkisi gibi konulardaki öğrenme düzeylerini belirlemek amacıyla geliştirilmiştir. Testin kapsam geçerliği, fen eğitiminde uzman kişilerce kontrol edilerek, araştırmanın amacına uygun olduğuna karar verilmiştir. Test, Akkuş tarafından sınıf öğrencisine uygulanmış, testin iç tutarlık katsayısı cronbach alfa değeri a=0,903 olarak tespit edilmiştir. Madde Güçlük indeksleri 0,20 ile 0,93 arasında değişmektedir. Madde ayırt edicilik indeksleri ise 0,19 ile 0,89 değerleri arasında değişmektedir (Akkuş vd., 2011). Bu test deney grupları ve kontrol gruplarına ön test ve son test olarak uygulanmıştır. Öğrencilerin ön test ve son test puanları belirlenirken; cevap ve cevabın nedeni doğru ise 1, cevap ya da nedenden herhangi birisi ya da ikisi de yanlışsa sıfır olarak puanlanmaktadır. Testin orijinali 46 iki basamaklı çoktan seçmeli sorudan oluşmasına rağmen, müfredatta inert gaz eklenmesinin kimyasal dengeye etkisi ile ilgili kazanımlar bulunmadığı için bu kazanımı ölçen son 9 soru sorulmamıştır. İlk 37 sorunun sorulduğu test, sınıf öğrencisine uygulandı ve iç tutarlık anlamında güvenirliği, cronbach alfa değeri a=0,896 olarak hesaplandı.

66 Analojik Düşünme Testi (ADT) Öğrencilerin analojik düşünme yeteneklerini ölçen test, sözel bölüm ve şekil bölümü olmak üzere iki bölümdür. 1. Sözel bölüm Kadayıfçı (2008) tarafından hazırlanan sözel bölüm Ferguson un (2003) önerdiği 9 analoji tipini ölçen 4 seçenekli çoktan seçmeli sorulardan oluşmaktadır. Sözel analojik ilişki kurma yeteneğini ölçen sözel bölümdeki sorular temelde dört terimli analojideki (A:B::C:D) ilişkiyi bulmaya yöneliktir. Her bir soru, iki sözel terim arasındaki ilişkiyle (A:B) seçeneklerdeki hangi iki terim arasındaki ilişkinin (C:D) benzediğini sormaktadır. Sözel bölümde her bir analoji tipini ölçen ikişer soru bulunmaktadır. Testin değerlendirilmesi yapılırken doğru cevaplar için1, yanlış cevaba 0 puan verilecektir. Testte ele alınan analoji tipleri şöyledir: 1. Tip Analoji Özellik: Bir kelime ve onun tanımını, özelliğini gösteren veya eş anlamlısı olan başka bir kelime. 2. Tip Analoji Parçadan bütüne (Grup üyeliği): Bir kelime ve onu meydana getiren öğelerden birini ifade eden başka bir kelime. 3. Tip Analoji Örnek: Bir kelime ve ona örnek olarak verilebilecek başka bir kelime. 4. Tip Analoji Mekân: Bir kelime ve onunla ilgili mekânı belirten başka bir kelime. 5. Tip Analoji Sebep Olma veya Engelleme: Bir kelime ve onun sebep olduğu veya engellediği (durdurduğu) olguyu belirten başka bir kelime. 6. Tip Analoji Karakteristik (Alışılmış) Davranış veya İşlev: Bir kişi veya nesnenin adı ve onun alışılmış davranışını veya işlevini gösteren başka bir kelime. 7. Tip Analoji Kullanıcı ve Araç: Bir kişiyi belirten kelime ve o kişinin kullandığı aracı belirten başka bir kelime. 8. Tip Analoji Derecelendirme: Bir kelime ve ondan daha büyük veya küçük dereceyi gösteren başka bir kelime.

67 55 9. Tip Analoji Eksiklik / Karşıtlık: Bir kelime onun eksikliğini veya karşıtını ifade eden başka bir kelime. Sözel bölüm 9. sınıf 83 öğrenciye uygulanmıştır. Kapsam geçerliği, teste 9 tip analojik ilişkiyi ölçen sorulara yer verilerek ve bu sorular hakkında 4 kimya eğitimcisinin görüşleri alınarak sağlanmıştır. Yapı geçerliği için faktör analizi yapılmış, testin bir ana faktörü ölçtüğü ve çoğu soruların faktör yükünün 0,3 ten fazla, testin güvenirliğinin a=0,658 olduğu tespit edilmiştir (Kadayıfçı, 2008). 2. Şekil bölümü Şekilsel analojik ilişki yeteneğini ölçen sekil bölümü de dört terimli (A:B:C:D) analojik ilişki sorularından oluşmaktadır. Testin orijinali Sharpe (1980) tarafından geliştirilmiş geçerlik ve güvenirlik çalışmaları yapılmıştır. Şekil bölümü 9. sınıf 82 öğrenciye uygulanmış. Yapı geçerliği için faktör analizi yapılmış, testin bir ana faktörü ölçtüğü ve tüm soruların faktör yükünün 0,3 ten fazla olduğu, güvenirliğinin a=0,808 olduğu tespit edilmiştir (Kadayıfçı, 2008) Mantıksal Düşünme Grup Testi (MDGT) Araştırmada öğrencilerin mantıksal düşünme yeteneklerini ölçmek için kullanıldı. Testin orijinali Roadrangka, Yeany ve Padilla tarafından geliştirilmiştir. Toplam 21 sorudan oluşan bu test, daha önce bu alanda geliştirilmiş olan ve farklı muhakeme yeteneklerini ölçen testlerden (Classrom Test of Formal Operation (Lawson, 1978); Raven s Test of Logical Operations (Raven, 1973) ve Piagetian Logical Operations Test (Staver ve Gabel, 1979) geçerliği ve güvenirliği yüksek sorular seçilerek oluşturulmuştur. Roadrangka, Yeany ve Padilla (1983), testin 6. sınıftan üniversiteye kadar olan aralıktaki öğrencilerin mantıksal düşünme yeteneklerini ölçebilecek geçerlik ve güvenirliğe sahip olduğunu ifade etmişlerdir ve testin güvenirliği (Cronbach s alpha) a=0,85 olarak belirlenmiştir (aktaran: Akkuş, 2004). Toplam 21 sorudan oluşan testin özellikleri şöyle sıralanmaktadır (Akkuş,2004); 1. Test altı farklı mantıksal muhakeme yeteneğini ölçer. Bunlardan birisi somut işlem yapabilme düzeyi, diğer beş tanesi olan orantısal muhakeme, değişkenleri kontrol edebilme, birleştirici muhakeme, olasılıklı muhakeme ve ilişkisel muhakeme yetenekleri de soyut işlem yapabilme düzeyi ile ilgilidir.

68 56 2. Testte cevaplar ve gerekçeleri çoktan seçmeli olarak verilmiştir. Öğrencilerden doğru cevabı ve nedenini seçmesi istenmektedir. Puanlamada ilk 18 soru için doğru cevabı nedeni ile birlikte cevaplayan 1 puan, bunlardan herhangi birini veya her ikisini yanlış cevaplayan sıfır puan almaktadır. Son üç soruda ise öğrencinin ihtimaller sıralaması istenmektedir. Öğrencilerin yazmış olduğu ihtimallerin sayısı dikkate alınarak cevaplar 1 ve 0 olarak değerlendirildi. 19. sorunun doğru cevabında 9 ihtimal vardır. Bu soruya verilen cevap hatalı veya bir eksik ihtimal olduğu durumda doğru kabul edildi. 20. sorunun doğru cevabında 24 ihtimal vardır ve 21. sorunun doğru cevabında 16 ihtimal vardır. 20 ve 21. sorulara verilen cevaplarda 2 hatalı veya 2 eksik ihtimal olduğu durumda soruların cevapları doğru kabul edildi. Bunların dışındaki hatalı veya eksik durumlarda soru yanlış kabul edilmiştir. 3. Tüm test sorularında nesneler ve durumları açıklamak için resimli ifadelere yer verilmiş ve altıncı sınıf ve daha yukarıdaki öğrenciler için uygun olduğu vurgulanmıştır. Test, somut işlem dönemi, geçiş dönemi ve soyut işlem dönemindeki öğrenci grupları arasındaki farkı ayırt edebilecek yeterlilikte güvenirlik ve geçerliğe sahiptir. Toplam 21 sorudan 0 ile 8 arasında soru yapan öğrenci somut, 9-15 arasında soru yapan öğrenci geçiş, arasında soru yapan öğrenci soyut düşünebilme becerisine sahip olarak değerlendirilecektir. Test bir ders saati süresinde büyük gruplara uygulanabilir (Akkuş, 2004). Test Türkçeye Aksu, Berberoğlu ve Paykoç (1990) tarafından çevrilmiştir. Testin güvenirlik katsayısı ITEMAN programı kullanılarak 0,88 olarak bulunmuştur (aktaran: Akkuş, 2004) Mülakat Uygulama sonrasında öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramlarını incelemek ve araştırma sonucu elde edilen verileri desteklemek amacıyla mülakatlar yapıldı. Mülakat yapılacak öğrenciler KDKT-s testinden aldıkları puanlara göre seçildi. 5 deney, 5 kontrol grubundan olmak üzere toplam 10 öğrenci ile yarı yapılandırılmış görüşmeler yapıldı. Katılımcılar, KDKT-s testinden düşük, orta ve yüksek puan alan

69 57 öğrencilerden seçildi böylece mülakattan elde edilen verilerin mümkün olduğunca tüm örneklemi temsil etmesi amaçlandı. Görüşmeler, görüşme formu yaklaşımı benimsenerek yapıldı, yani görüşmeci hem konuyla ilgili önceden hazırladığı soruları, hem de bu sorular hakkında daha detaylı bilgiler almak istediğinde ek sorular sordu (Yıldırım ve Şimşek, 2011). Görüşmeler video kamera ile öğrencilerde izin alınarak kaydedildi Öğrenciler Tarafından Geliştirilen Analojiler Bu çalışmada analojiyi öğretmenin kullanmasının yanında öğrencilerin de üretmeleri istendi. Çalışma süresince öğrencilere iki analoji üretme ödevi verildi. İlk ödev dengenin dinamik doğası hedef kavramı, diğeri ise dengedeki bir sisteme derişimdeki değişimin etkisi hedef kavramı idi. Öğrencilerden toplanan ödevler puanlandı ve öğrencilerin analojik düşünme yetenekleri ve analoji üretmeleri arasındaki ilişkiyi incelemek üzere kullanıldı. Ödevler puanlanırken analogun mantıklı olması, paylaşılan ve paylaşılmayan özelliklerin belirtilmesi dikkate alındı. Ödev verilmeden önce öğrencilere, puanlamanın nasıl yapılacağını gösteren bir rubrik verildi. 3.4 Veri Analiz Yöntemi İstatistiksel değerlendirme SPSS 21.0 (Statistical Package for the Social Sciences) programı kullanılarak yapıldı. Ön testler sonucunda gruplar arasında mantıksal düşünme yeteneği ve ön bilgi açısından anlamlı bir fark olup olmadığını ölçmek için t-testi; grupların kimyasal denge kavramlarıyla ilgili kavramsal anlamalarını karşılaştırmak amacıyla ANCOVA analizi kullanıldı. Öğrencilere verilen analoji üretme ödevleri belirlenen rubriğe göre puanlandı ve ADT ile elde edilen puanlar arasındaki ilişkiyi incelemek amacıyla Pearson korelasyon analizi yapıldı. Öğrencilerin analoji üretmeleri ve analojik düşünme yeteneklerinin bilişsel gelişim düzeylerine göre anlamlı bir farklılık gösterip göstermediğini test etmek amacıyla t-testi yapıldı. Ayrıca öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine cinsiyetin etkisini incelemek amacıyla, konuyla ilgili ön bilgileri ve mantıksal düşünme

70 58 yetenekleri kontrol altına alınarak ANCOVA analizi yapıldı. Mülakat verileri analiz edilirken mülakat esnasında yapılan video kayıtları analiz edildi ve öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları ve süreç ile ilgili düşünceleri ortaya çıkarılmaya çalışıldı.

71 59 BÖLÜM IV BULGULAR VE YORUM Bu çalışmada ortaya konulan hipotezler SPSS 21 kullanılarak =0.05 anlamlılık düzeyinde test edildi. Hipotezleri test etmek amacıyla korelasyon, t- testi ve ANCOVA analizleri kullanıldı. Tablo 4.1 de deney ve kontrol gruplarına uygulanan MDGT, KDKT-i ve KDKT-s testlerinden alınan puanlar ve t- testi sonuçları gösterilmektedir. Tablo 4.1: Deney ve Kontrol Gruplarına Uygulanan Testlerin t- Testi Sonuçları Uygulanan Testler Deney Grubu Kontrol Grubu N X ss N X ss t p KDKT-i 48 8,895 4, ,666 4,2493 1,376 0,172 KDKT-s 48 19,187 4, ,666 3,4761 6,152 0,000* MDGT 48 7,062 8, ,208 5,2199-2,761 0,007* Analiz sonuçları deney ve kontrol grubu öğrencilerinin KDKT-i puanları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmadığını göstermektedir. MDGT puanlarına göre, kontrol grubu ile deney grubu arasında, kontrol grubu lehine istatistiksel olarak anlamlı bir fark vardır. Öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili ön bilgilerinin ve mantıksal düşünme yeteneklerinin, kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamalarında etkili olabileceği düşünüldüğü için bu değişkenler kontrol altına alındı. Testlerden elde edilen puanların analizinde ANCOVA analizinin kullanılabilmesi için gerekli bazı ön koşullar vardır (Büyüköztürk, 2012): Grupların her biri için bağımlı değişkenlere ait puanlar normal dağılım göstermeli, gruplar içi regresyon eğimleri eşit olmalı, ortak değişken ile bağımsız değişken arasında doğrusal

72 60 bir ilişki olmalı (randomize örneklemler için), varyansları eşit olmalı ve ortalama puanları karşılaştıracak örneklemler ilişkisiz olmalıdır. Tablo 4.2: Levene Testi Bağımlı Değişken sd1 sd2 F p KDKT-s ,600 0,035 Tablo 4.2 de görüldüğü gibi levene istatistiği anlamlıdır. Bunun anlamı deney ve kontrol gruplarının KDKT-s (bağımlı değişken) ile ilgili varyansları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark vardır. Bu sonuç ANCOVA uygulama koşullarından birinin sağlanamaması demektir. Fakat Kirk e (2008) göre her bir uyguluma grubu gözlemleri birbirine eşitse, örneklem normalse ve en büyük varyansın en küçük varyansa oranı 3 ü aşmıyorsa varyansların homojenliği ihmal edilebilir. Bu uygulama grubunda gözlemler birbirine eşittir, örneklem normaldir. Ayrıca en büyük varyansın en küçük varyansa oranına bakılırsa (4,1122) 2 /(3,4761) 2 = 1,3994 olarak bulunur ve bu sonuca göre varyansların homojenliği şartı ihmal edilebilir. Regresyon doğrularının eşit olup olmadığını belirlemek için ise kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlama üzerine; yöntemxmdgt (F=0,506, p=0,479), yöntemxkdkt-i (F=3,581, p=0,062) etkilerinin anlamlı olup olmadığı kontrol edildi. p>0,05 olduğu için bu değişkenlerin regresyon doğrularının eğilimleri eşittir. Uygulanan testlerin normal dağılım gösterip göstermediği ise tek grup Kolmogrov-Smirnov Testi ile belirlendi. Analiz sonuçlarına göre uygulanan testlerin normal dağılım gösterdiği belirlendi. Yapılandırmacı yaklaşıma dayalı olarak öğretmenin analoji kullanmasının ve öğrencilerin analoji üretmesinin, öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine etkilerini görmek amacıyla ANCOVA analizi yapıldı. Öğrencilerin kimyasal denge ile kavramları anlamaları üzerine etkili olabileceği düşünüldüğü için MDGT ve KDKT-i bağımsız değişkenleri kontrol altına alınarak analiz yapıldı. Analiz sonuçları Tablo 4.3 te gösterildi.

73 61 sonuçları. Tablo 4.3: Deney ve Kontrol Gruplarının KDKT-s Puanlarıyla ilgili ANCOVA Varyansın Kaynağı X 2 (Kareler Toplamı) sd X 2 ( Kareler Ortalaması) F P (Anlamlılık Düzeyi) 2 KDKT-i 857, ,193 26,275 0,00 0,226 MDGT 78, ,425 2,404 0,125 0,026 YÖNTEM 1294, ,471 39,678 0,00 0,306 CİNSİYET 17, ,874 0,548 0,461 0,006 Hata 2936, ,222 Toplam 6070, R 2 =0,516 (Düzeltilmiş R 2 =0,489) Tablo 4.3 te gösterildiği gibi öğrencilerin kimyasal dengeyle ilgili kavramsal anlamaları üzerine, öğretmenin yapılandırmacı yaklaşıma uygun olarak analoji kullanması ve öğrencilerin analoji üretmesinin, geleneksel öğretim yaklaşımına göre daha etkili olduğu sonucuna varıldı. Başka bir ifadeyle 11. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamalarında analojilerin kullanıldığı yöntem, geleneksel öğretim yaklaşımına göre daha etkilidir. 4.1 Hipotez 1 in Test Edilmesi 11. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, öğrencilerin mantıksal düşünme yeteneklerinin anlamlı bir etkisi yoktur.

74 62 Tablo 4.4: Deney ve kontrol Grubunun MDGT t-testi Sonuçları. GRUP N X ss t p MDGT DENEY KONTROL * Tablo 4.4 teki t-testi sonuçlarına bakıldığında kontrol grubunun mantıksal düşünme yetenekleri puanları ortalamasının deney grubunun ortalamasından daha yüksek olduğu görülebilir. Elde edilen bulgulara göre deney ve kontrol grubu arasında mantıksal düşünme yeteneği açısından, kontrol grubu lehine anlamlı bir fark vardır, yani kontrol grubu mantıksal düşünme yeteneği açısından deney grubundan daha iyidir. Hipotez 1 i test etmek amacıyla yapılan ANCOVA analizi yapıldı. Tablo 4.3 teki analiz sonuçlarına göre öğrencilerin mantıksal düşünme yeteneklerinin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine anlamlı bir etkisi yoktur. p=0,125 yani; p>0,05 olduğu için hipotez kabul edildi. 4.2 Hipotez 2 nin Test Edilmesi 11. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili ön bilgilerinin anlamlı bir etkisi yoktur. Tablo 4.5: Deney ve Kontrol Grubunun KDKT-i t-testi Sonuçları KDKT-i GRUP N X ss T p DENEY 48 8,895 4,497 1,376 0,172 KONTROL 48 7,666 4,249 Tablo 4.5 teki KDKT-i ile ilgili sonuçlara bakıldığında deney grubunun ortalamasının kontrol grubundan daha yüksek olduğu görülebilir. Fakat deney ve kontrol grupları arasında KDKT-i puanları açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktur. Bu sonuca göre uygulama öncesinde deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili bilgilerinin aynı düzeyde olduğu söylenebilir.

75 63 Hipotez 2 yi test etmek amacıyla ANCOVA analizi yapıldı. Tablo 4.3 teki analiz sonuçlarına göre öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili ön bilgilerinin, kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine anlamlı bir etkisi vardır. p=0,000 yani; p<0,05 olduğu için hipotez kabul reddedildi. Elde edilen bulguya göre, öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerinde konuyla ilgili ön bilgilerinin anlamlı bir etkisi vardır. 4.3 Hipotez 3 ün Test Edilmesi 11. sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerine, cinsiyetin anlamlı bir etkisi yoktur. Öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili ön bilgilileri ve mantıksal düşünme yetenekleri kontrol altına alınarak, cinsiyetin kimyasal denge kavramlarını anlamaları üzerine etkisini incelemek amacıyla KDKT-s testinden aldıkları puanlara göre ANCOVA analizi yapıldı. Analiz sonuçları Tablo 4.3 te verildi. Deney grubunda 25 i kız 23 ü erkek toplam 48; kontrol grubunda ise 27 si kız 21 si erkek toplam 48 öğrenci ile çalışıldı. Tablo 4.3 te elde edilen bulgulara göre öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine cinsiyetin anlamlı bir etkisi olmadığı sonucuna varıldı. p=0, 461yani; p>0,05 olduğu için bu hipotez kabul edildi. Ayrıca değişkenler arasındaki ilişkinin gücünü ifade etmekte kullanılan Eta kare sonucuna bakıldığında öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamalarındaki değişimin sadece % 0,6 sını açıkladığı görüldü. 4.4 Hipotez 4 ün Test Edilmesi 11. sınıf öğrencilerinin analojik düşünme yetenekleri ile analoji üretmeleri arasında anlamlı bir ilişki yoktur.

76 64 Bu hipotezi test etmek amacıyla öğrencilerin analoji üretme ödevlerinden elde ettikleri puanların (ETKİNLİK) ortalaması ile uygulamadan önce yapılan ADT puanları arasındaki ilişkiye bakıldı. İki puan arasındaki ilişkinin düzeyi Pearson korelasyon katsayısı ile bulundu. Yapılan analiz sonucunda elde edilen bulgular Tablo 9 da verildi. Tablo 4.6: Öğrencilerin Analojik Düşünme Yeteneği ve Analoji Ürettikleri Etkinlik Puanları Arasındaki Korelasyon ETKİNLİK Pearson Korelasyon p N ADT Pearson Korelasyon p N ETKİNLİK ,274 0, ADT 0,274 0, Tablo 4.6 nın incelenmesinden öğrencilerin analojik düşünme yetenekleri ile analoji üretmeleri arasında bir ilişki olmadığı görülmektedir. p=0,076 yani; p>0,05 olduğu için bu hipotez kabul edildi. 4.5 Hipotez 5 in test Edilmesi 11. sınıf öğrencilerinin analojik düşünme yetenekleri bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermemektedir. Bu testler hem deney hem de kontrol grubuna uygulandığı için karşılaştırma her iki grup için de yapıldı. Analiz sonucu elde edilen sonuçlar şu şekildedir. Çalışmaya katılan toplam 96 öğrenci, MDGT den aldıkları puanlara bakılarak Piaget in bilişsel gelişim aşamalarına göre sınıflandırıldı. Bu öğrencilerden 49 u bilişsel gelişim aşamalarına göre somut işlemler döneminde iken, 46 sı geçiş dönemindedir. Öğrencilerden sadece bir tanesi soyut işlemler dönemindedir. Deney grubundaki 48 öğrencinin 30 u somut işlemler dönemindeyken 17 si geçiş aşamasındadır. Öğrencilerden sadece bir tanesi soyut işlemler dönemindedir ve geçiş aşamasına göre sadece 2 puan yüksek almıştır. Bu öğrenci analizler esnasında geçiş döneminde kabul

77 65 edildi. Kontrol grubundaki öğrencilerin ise 19 u somut işlemler döneminde iken, 29 u geçiş dönemindedir. Tablo 4.7: Öğrencilerin Analojik Düşünme Yeteneklerinin, Bilişsel Gelişim Aşamalarına Göre T-Testi Sonuçları Bilişsel Gelişim Aşaması N X ss sd t p Somut İşlemler Dönemi 49 29,9184 6, ,359 0,001 Geçiş Dönemi 47 33,7234 4,46095 Tablo 4.7 de elde edilen bulgulara göre öğrencilerin ADT testinden aldıkları puanlar bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermektedir, t(94)=3,359 p=0,001 yani p <0,05 tir. Bilişsel gelişim aşamaları açısından geçiş dönemindeki öğrencilerin ADT testinden aldıkları puanların ortalaması 33,7234 iken, somut işlemler dönemindekilerin 29,9184 dir. Bu bulgulara göre, geçiş dönemindeki öğrencilerin analojik düşünme yeteneklerinin somut işlemler dönemindekilere göre daha iyi olduğu sonucuna varıldı. Bu hipotez reddedildi. 4.6 Hipotez 6 nın Test Edilmesi 11. sınıf öğrencilerinin analoji üretmeleri bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermemektedir. Bu çalışmada analoji üretme ödevleri sadece deney grubunda uygulandı. Öğrencilere süreç içerisinde iki tane analoji üretme etkinliği yaptırıldı ve sonuçlar hazırlanan rubriğe göre puanlandı. Bu puanların ortalaması ile öğrencilerin bilişsel gelişim aşamaları arasındaki ilişki incelendiğinde şu şekilde bir sonuç elde edildi. Tablo 4.8: Deney Grubundaki Öğrencilerin Analoji Üretme Etkinliklerinden Aldıkları Puanların Bilişsel Gelişim Aşamalarına Göre T-Testi Sonuçları Bilişsel Gelişim Aşaması N X ss sd t p Somut İşlemler Dönemi 28 50,982 16,19241 Geçiş Dönemi 15 71,500 15, ,055 0,000

78 66 Tablo 4.8 de elde edilen bulgulara göre öğrencilerin analoji üretme etkinliğinden aldıkları puanlar bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermektedir, t(41)=4,055 p=0,000 yani p <0,05 tir. Bilişsel gelişim aşamaları açısından geçiş dönemindeki öğrencilerin analoji üretme etkinliğinden aldıkları puanların ortalaması 71,500 iken; somut işlemler dönemindekilerin 50,982 dir. Bu bulgulara göre, geçiş dönemindeki öğrencilerin, somut işlemler dönemindekilere göre, analoji üretme etkinliğinde daha başarılı olduğu sonucuna varıldı. Bu hipotez reddedildi. 4.7 Hipotez 7 nin Test Edilmesi 11. sınıf öğrencilerinin, mantıksal düşünme yetenekleri ve kimyasal denge ile ilgili ön bilgileri kontrol altına alındığında, analoji kullanımının ve öğrencilerin analoji üretmesinin öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine anlamlı bir etkisi yoktur. Hipotez 7 yi test etmek amacıyla ANCOVA analizi yapıldı. Tablo 4.3 te verilen ANCOVA analizinin sonuçlarına göre yapılandırmacı yaklaşıma göre analoji kullanımının ve öğrencilerin analoji üretmesinin öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine anlamlı bir etkisi olduğu sonucuna varıldı. p=0,000 yani, p<0,05 olduğu için bu hipotez reddedildi. Tablo 4.3 e göre bağımlı değişken olan, kimyasal denge ile ilgili kavramları anlama üzerine etki eden faktörlerin %48,9 u araştırmada kullanılan bağımsız değişkenler tarafından açıklandı. Eta-kare değeri değişkenler arasındaki ilişkinin gücünü karşılaştırmada kullanılan istatistiksel bir korelasyon katsayısıdır ve bağımsız değişkenin bağımlı değişken üzerinde ne kadar etkili olduğunu gösterir. Tablo 5 teki Eta-kare değerlerine bakıldığında, öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamalarındaki değişimin %30,6 sı uygulanan yöntem tarafından, %22,6 sı kimyasal denge ile ilgili ön bilgileri tarafından ve %0,26 sı mantıksal düşünme yetenekleri tarafından açıklanmaktadır.

79 Mülakat Analizleri Uygulamanın sonunda deney ve kontrol grubunda toplam on öğrenci ile görüşmeler yapıldı. Bu görüşmelerin amacı, ekte verilen mülakat soruları yardımıyla öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramlarını derinlemesine inceleyip, uygulama sonucu elde edilen verileri desteklemektir. Ayrıca analojilerin kullanılmasının öğrencilerin kimyasal denge kavramları anlaması üzerine herhangi bir etkisi olup olmadı hakkında da fikir edinilmeye çalışıldı. Bu görüşmeler sonucunda deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin bazı kavram yanılgılarına sahip oldukları görüldü. Deney grubundaki mevcut kavram yanılgıları ve görülme sıklıkları parantez içinde verilmiştir: 1. Basınçtaki değişim kimyasal dengeyi etkilemez. (3) 2. Bir reaksiyon dengedeyken girenlerin derişimleri ürünlerinkine eşittir.(2) 3. Dengedeki bir sisteme girenlerden herhangi biri eklendikten sonra sistem yeniden dengeye geldiğinde ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları, ilk dengedekine eşittir. (1) 4. Basınçtaki değişim kimyasal dengeyi etkilemez, N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) tepkimesinde basınç artırılırsa ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları aynı oranda artar. (1) 5. Fiziksel denge her zaman statiktir. (1) 6. Reaksiyon başlamadan önce, ortamda ürün yokken geri yönde bir reaksiyon vardır. (1) 7. Denge sabitinin büyük olması giren ve ürün miktarının fazla olması demektir. (1) 8. Ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklık artarsa ileri yöndeki reaksiyon hızı daha fazla artar, çünkü N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonunda girenler toplam 4 mol; ürünler ise 2 moldür (basınçtaki değişimin etkisi ile karıştırılmış). (1) 9. Öğrenci, derişimi bir atomun ya da molekülün bulunduğu ortamdaki miktarı; kütlesi olarak tanımladı. (1) 10. İleri ve geri yöndeki reaksiyon hızları birbirine zıt olarak değişir. Yani biri artarken diğeri azalır. (2)

80 İleri ve geri yöndeki reaksiyon hızları reaksiyonun kayma yönüne göre artar ya da azalır. Yani reaksiyon sağa kayarsa ileri yöndeki reaksiyon hızı artar gibi. (2) 12. Dengedeki bir sisteme katalizör eklenirse yeniden dengeye geldiğinde denge sabiti değişir. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonu için katalizör eklendiğinde ileri yöndeki reaksiyon hızı artarken geri yöndeki reaksiyon hızı azalır. (1) 13. Fiziksel olaylarda denge yoktur. (1) 14. Bir reaksiyonun dengede olması girenlerin derişiminin ürünlerin derişimine eşit olması demektir. (1) 15. Reaksiyon dengeye geldikten sonra durur. Sonra tekrar başlar bu yüzden dinamiktir (1). 16. Denge sabiti her zaman 1 dir. (1) 17. CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g) reaksiyonunun C deki denge sabiti 4, dur. Bu kadar büyük olması sıcaklığın çok fazla olduğunu gösterir normalde 1 olması gerekirdi.(1) 18. Kimyasal dengeyi sadece sıcaklık ve madde cinsi etkiler. (1) 19. Denge sabiti mol sayılarının oranıdır. (1) 20. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonu dengedeyken basıncı artırılırsa geri yöndeki reaksiyon hızı önce sabit kalır sonra artar. (1) 21. Katalizör, duran reaksiyonu yeniden başlatır. (1) 22. Reaksiyon kabında girenler solda, ürünler sağdadır. (1) 23. Reaksiyon kabına sadece girenlerin konulmasıyla başlatılan bir reaksiyonda ileri yöndeki reaksiyon hızı önce sıfırdır sonra artar ve sabitlenir. (1) 24. Denge reaksiyonlarındaki ok tek yönlüdür. (1) 25. Dengedeki bir sisteme girenlerden herhangi biri eklendikten sonra sistem yeniden dengeye geldiğinde ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndekinden büyük olur. (1) 26. Tüm reaksiyonlarda ortamda girenler daha fazladır. (1) 27. Buharlaşma ve yoğunlaşma kimyasal olaylardır. (1) 28. Dengedeki bir sisteme girenlerden herhangi biri eklendikten sonra sistem yeniden dengeye geldiğinde ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları birbirine eşittir ve bir önceki dengedekinden daha büyüktür. (1) Kontrol grubundaki mevcut kavram yanılgıları ve görülme sıklıkları parantez içinde verilmiştir: 1. Denge anında girenlerin derişimi ürünlerinkine eşittir. (3)

81 69 2. Dengedeki bir sisteme girenlerden herhangi biri eklenirse geri yöndeki reaksiyon hızı azalır.(2) 3. Giren ve ürünlerin stokiyometrik katsayıları eşit olduğunda sistem dengededir. (1) 4. Hacim, mol sayısı ve diğerleri eşit olunca denge durmaz devam eder. (1) 5. Kimyasal bir reaksiyon başladığı andan dengeye gelene kadar ileri yöndeki reaksiyon hızı önce artar sonra azalır. (1) 6. Dengedeki bir sisteme girenlerden biri eklendikten sonra sistem yeniden dengeye geldiğinde yeniden dengedeki ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları ilk dengedekine eşit olur. (1) 7. Ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklık arttığında denge ürünlere kaydığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı artar. (1) 8. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonunda basınç artırıldığı anda denge sağa kaydığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı artar. (1) 9. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonunda basınç artırıldığı anda denge sağa kaydığı için geri yöndeki reaksiyon hızı önce azalır sonra artar. (1) 10. Dengedeki bir sisteme katalizör eklendiğinde önce ileri yöndeki reaksiyon hızı sonra geri yöndeki reaksiyon hızı artar. (1) 11. Denge sağa sola kaydığı için dinamiktir. (1) 12. Reaksiyon esnasında herhangi bir etki olmasa bile girenlerin ürünleri oluşturması ürünlere kaymadır. (1) 13. İleri ve geri yöndeki reaksiyon hızları birbirine zıt olarak değişir. (1) 14. Denge çoktan aza doğru gider. (1) 15. Dengedeki bir sisteme girenlerden herhangi birini eklersek ileri yöndeki reaksiyon hızı arttığı için geri yöndeki reaksiyon hızı azalır. (1) 16. Dengedeki bir sisteme girenlerden herhangi biri eklendikten sonra yeniden dengeye geldiğinde ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndekinden fazladır. (1) 17. Dengenin yönü, hız ve denge sabitinin yönüdür. (1) 18. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonunda basınç artırıldığında geri yöndeki reaksiyon hızı azalır. (1) 19. Dengedeki bir sisteme katalizör eklendiğinde geri yöndeki reaksiyon hızı azalır, ürünler lehine kayar. (1) 20. Bir tepkimenin dengeye gelmesi, tepkimenin bozulmaması, eşit yönde olması, aynı ortamda aynı maddelerin olmasıdır. (1) 21. Denge sabiti dengeyi, hızını etkileyen sayısal değerdir. (1)

82 Denge reaksiyonlarındaki ok tek yönlüdür. (1) 23. Denge sabitinin büyük olması reaksiyonun dengeye ulaşmasın zor bir ortamda gerçekleştiğini gösterir. (1) 24. Dengedeki bir reaksiyona girenlerden biri eklenirse denge bozulmaz. (1) 25. Ekzotermik bir reaksiyon dengedeyken sıcaklık artırılırsa denge girenler yönüne kayar. (1) 26. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonunda basınç artırıldığında denge mol sayısı fazla olan tarafa kayar. Bu reaksiyonda denge sola kaydığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı değişmez. (1) 27. İleri ve geri yöndeki reaksiyon hızı, dengenin kaydığı yöne göre değişir. (1) 28. Katalizör denge yavaşsa hızlandırır, hızlıysa etkilemez. (1) 29. Dengedeki bir sisteme katalizör eklenirse ileri yöndeki reaksiyon hızı önce değişmez sonra azalır. Çünkü katalizör yavaş basamağı hızlandırır. İleri yöndeki reaksiyon zaten hızlıdır. (1) 30. Denge reaksiyonlarında girenler ürünlere dönüşür. (1) 31. Reaksiyon çözünürlük ya da çözünme katsayısına ulaşana kadar devam eder sonra durur. (1) 32. Denge statiktir. (1) 33. Reaksiyon kabına sadece girenlerin konulmasıyla başlatılan bir reaksiyonda girenlerin derişimi değişmez, sadece kütlesi azalır. (1) 34. CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g) reaksiyonunun C deki denge sabiti 4, dır. Bu kadar büyük olması sıcaklıktan dolayı çok hızlı gerçekleşmesinden kaynaklanmaktadır. (1) 35. Temas yüzeyi dengeyi etkiler; basınç ve sıcaklık etkilemez. (1) 36. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonunda 1 mol N 2 varken 1 mol daha eklenirse iki mol olur ve denge sağa doğru kayar. (1) 37. Dengede reaksiyon durur, eğer madde eklenirse devam eder bu nedenle ileri yöndeki reaksiyon hızı artar ve denge ürünlere doğru kayar. (1) 38. Dengedeki bir reaksiyona girenlerden biri eklendiğinde denge sabiti değişmez, çünkü eklenen madde diğer tarafa geçer. (1) 39. Ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklık artarsa denge ürünlere doğru kayabilir. Fakat reaksiyon durmuşsa etkilenmez. (1) 40. Denge sabiti sıcaklıkla değişmez. (1)

83 Katalizör ilk başta girenler sonra ürünler tarafında olduğu için denge sabitini değiştirebilir. (1) 42. N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) reaksiyonunda kap içerisinde ilk başta homojen bir durum vardır. Sonra NH 3 (g) oluştukça homojenliğini yitirir. (1) 43. Reaksiyon kabına girenlerin konulmasıyla başlatılan bir reaksiyonda ileri yöndeki reaksiyon hızı zamanla artar. (1) 44. Dengedeki bir sisteme girenlerden herhangi biri eklenirse denge bozulmaz. (1) 45. Reaksiyon kabında girenler solda ürünler sağdadır. (1) 46. Dengedeki bir sisteme katalizör eklenmesi dengeyi etkiler. Denge sağa ya da sola kayar. (1) Mülakat verileri analiz edildiğinde kontrol gurubu öğrencilerinin deney grubuna göre daha fazla kavram yanılgılarının olduğu görüldü. Deney grubu öğrencileri sorulan sorulara cevap verirken derste kullanılan analojileri hatırlamışlar, bazı sorularda bu analojiler yardımıyla doğru cevabı verirken, kontrol grubunda ise öğrenciler sıklıkla bilmiyorum, bu soruyu geçelim gibi cevaplar vermişlerdir. Örneğin deney grubundan bir öğrenci katalizörün dengeye etkisi sorulduğunda derste anlatılan tünel analojisini hatırlamış böylece doğru cevabı da bulmuştur. Hem deney hem de kontrol grubundaki öğrencilerin, ekzotermik reaksiyon ve derişim gibi kimya ile ilgili bazı temel kavramları hakkında sorunları olduğu görüldü.

84 72 BÖLÜM V SONUÇLAR VE ÖNERİLER 5.1 Sonuçlar Bu çalışmanın amacı; 11. Sınıf öğrencilerinin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamaları üzerine, analojilerin kullanılması ve öğrencilerin analoji üretmesi ile geleneksel öğretim yaklaşımının etkisini karşılaştırmaktır. Analoji, hedef kavrama ilişkin bilimsel bakış açısını öğrenci için mantıklı hale getirirken, soyut kavramların somutlaştırılmasına, öğrenci öğrenmeye motive etmeye yardımcı olur. Ayrıca öğretmenler analoji kullandıklarında yapılandırmacı yaklaşımın en çok önem verdiği hususlardan biri olan ön bilgiyi de dikkate almış olurlar (Brown ve Clement, 1989; Treagust, 1993). Bu nedenle analoji kullanımı soyut fen kavramlarının öğrenilmesini kolaylaştırır ve daha kolay hatırlanmasına yardımcı olur. Bu çalışmada öğretmenin analoji kullandığı ve öğrencilerin analoji ürettiği deney gruplarındaki öğrencilerin, geleneksel öğretim yaklaşımının kullanıldığı kontrol grubuna göre kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamlarının daha iyi olduğu ve yapılan mülakatlar sonucunda kontrol grubu öğrencilerinin deney grubuna kıyasla daha fazla kavram yanılgılarının olduğu tespit edildi. Bu sonuç alan yazında yapılan çalışmalarla benzerlik göstermektedir (Lin ve diğerleri, 1996; Bilgin ve Geban, 2001; Sarantopoulus ve Tsaparlis, 2004; Harrison ve Jong, 2005; Piquette ve Heikkinnen, 2005; Trey ve Khan, 2008; Çalık ve diğerleri,2009; Pekmez, 2010). Uygulama sonucunda elde edilen verilerin analizine göre öğrencilerin kimyasal denge kavramlarını öğrenmeleri üzerine mantıksal düşünme yeteneklerinin istatistiksel olarak anlamlı bir katkısı olmadığı görüldü. Fakat alan yazında mantıksal düşünme yetenekleri ile kavramsal anlama arasında anlamlı bir ilişki olduğuna dair çok sayıda

85 73 mevcuttur (Akkuş, 2004; Sarantopoulos ve Tsaparlis, 2004; Kılıç, 2007). Sarantopoulos ve Tsaparlis e (2004) göre ise öğrencilerin bilişsel gelişim düzeyleri analojilerden yararlanma ve öğrencilerin öğrenmeleri üzerinde etkilidir. Araştırmada, Öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramları anlamalarına konuyla ilgili ön bilgilerinin anlamlı bir katkısı olduğu tespit edildi. Yapılandırmacı yaklaşımın en temel öğretilerinden biri, öğrenenin yeni bilgiyi yapılandırması bu mevcut bilgisi aracılığıyla olur (Good, Wandersee ve Julien,1993 ten aktaran: Çalık ve diğerleri, 2007; Whatley 1991 den aktaran: Çalık ve diğerleri, 2007). Yani, öğrenci yeni bilgiyi, daha önce bildikleriyle ilişkilendirerek öğrenmeye çalışır, bu da analojilerin temel prensibidir (Çalık vd., 2007). Brown ve Clement (1989), ön bilginin öğrenmede çok önemli bir rolü olduğunu belirtmiş, ön bilgiyi yani mevcut bilgi ve anlamları dikkate almadan yapılacak bir öğretimin başarısızlıkla sonuçlanacağını ifade etmiştir. Analojilerin kullanımı, sıklıkla öğrencinin mevcut bilgisini ortaya çıkaran bir araç olarak görülmüştür ve yapılan çalışmalar gerekli ön bilgiyi aktif hale getirerek analoji kullanımının yeni bilginin öğrenilmesine yardımcı olduğunu göstermiştir (Royer ve Cable, 1975,1976; Mayer,1983,1989; Simons,1984; Stephich ve Newby, 1988 ten aktaran: Brown ve Clement, 1989). Buna bağlı olarak yapılan birçok araştırmada öğrencilerin ön bilgilerinin öğrenmeleri üzerine etkisi olduğu belirtilmiştir (Treagust ve diğerleri, 1992; Ausubel 1968 ten aktaran: Harrison ve Treagust, 1993; Treagust, 1993). Öğrencilerin kimyasal denge ile ilgili kavramsal anlamaları üzerince cinsiyetin istatistiksel olarak anlamlı bir etkisi olmadığı görüldü. Bu sonuç alan yazındaki çalışmalarla uyumludur (Sarantopoulos ve Tsaparlis, 2004; Çetingül ve Geban, 2011; Karadoğu, 2007 ). Çalışmada öğrencilerin analojik düşünme yetenekleri ile analoji üretmeleri arasında istatistiksel olarak bir ilişki olmadığı tespit edildi. Wong (1993) öğrenci tarafından analoji üretme etkinliğinin bilişsel yetenek bakımından üst düzey bireylerde ya da kendi çalışmasında olduğu gibi yetişkinlerde daha etkili sonuçlar verebileceğini vurgulamıştır. Bu sonuç çalışma grubundaki öğrencilerden sadece bir tanesinin soyut işlemler düzeyinde olması ve öğrencilerin yaş itibariyle yetişkin olmamalarıyla açıklanabilir. Ayrıca öğrencilerin analoji üretme etkinlikleri sırasında verilen ödevlere çok aşina olmamaları ve analoji üretmede zorlanmaları neden olabilir.

86 74 Araştırma sonuçlarına göre öğrencilerin analoji üretmeleri bilişsel gelişim aşamasına göre anlamlı bir farklılık göstermektedir. Geçiş dönemindeki öğrencilerin somut işlemler dönemindekilere göre analoji üretmede daha başarılı oldukları görüldü. Bu sonuç, Krajcik (1991); Wong un (1993); Sarantopoulos ve Tsaparlis, (2004) çalışmalarında vurguladıkları gibi, geçiş döneminde bulunan öğrencilerin somut işlemler dönemindeki öğrencilere göre analoji üretme sürecinde daha başarılı olmalarının beklenmesi düşüncesiyle uyumludur. Öğrencilerin analojik düşünme yetenekleri içinde bulundukları bilişsel gelişim aşamalarına göre anlamlı bir farklılık göstermektedir. Çalışmada elde edilen sonuçlara göre, geçiş dönemindeki öğrencilerin somut işlemler dönemindeki öğrencilere göre analojik düşünme yetenekleri daha iyidir. Treagust (1993), Sarantopoulos ve Tsaparlis (2004) çalışmalarında da bahsettikleri gibi Piaget e göre somut işlem döneminde analojik düşünme tam olarak gelişmemektedir ve somut işlem dönemindeki bireyler gözünde canlandırma, analojik düşünme ve ilişkisel düşünme konusunda sorun yaşayabilmektedir. Gabel ve Sherwood e (1980) göre kimya öğretimi ile analoji entegrasyonu daha çok bilişsel gelişim açısından düşük muhakeme yeteneğindeki öğrenciler için etkilidir, fakat akademik olarak daha yetenekli öğrenciler için uygun olmayabilir. Analoji, bilişsel gelişim aşaması bakımından, somut işlemler veya geçiş döneminde olan öğrenciler için soyut bir kavramın öğrenilmesinde yardımcı olabilecek bir unsurdur (aktaran: Thiele ve Treagust, 1991). Analojiler, düşük bilişsel gelişim düzeyindeki öğrenciler için daha etkili ve gerekli olabilmektedir (Thiele ve Treagust, 1991; Treagust, 1993; Treagust ve diğerleri, 1998; Sarantopoulos ve Tsaparlis, 2004) 5.2 Öneriler Bu araştırmanın sonuçlarından yola çıkarak benzer çalışmalar için aşağıdakiler önerilebilir: 1. Analoji kullanımının fen kavramlarının anlaşılması üzerine etkisi farklı sınıf düzeylerinde yani farklı yaşlardaki öğrenci gruplarında araştırılabilir. 2. Öğrencilerin analoji üretmesinin tek başına kullanılmasının öğrenme üzerine etkisi incelenebilir.

87 75 3. Öğrencilerden elde edilen analoji üretme ödevleri öğrencilerin mevcut kavram yanılgılarını ortaya koymaktadır. Analoji üretme etkinliği bir ölçme ve değerlendirme aracı olarak kullanılabilir. 4. Öğretmen, öğrenci ve öğretmen adaylarının analoji kullanımı, analojilerle öğrenme ve analoji oluşturma konusundaki düşünceleri ve analojilere karşı tutumları araştırılabilir.

88 76 KAYNAKLAR Akar, M. S. (2007). Laboratuar Dersinde Yazma Metinleri Oluşturmanın ve Analoji Kullanımının Akademik Başarıya Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum. Akkuş, H. (2006). Kimyasal tepkimelerin dengeye ulaşmasının öğretilmesinde kullanılabilecek bir analoji: Meslek seçimi analojisi. Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi Dergisi /Journal of Kazım Karabekir Education Faculty, 14, Akkuş, H. (2004). Kavramsal Değişim Metinlerinin Kimyasal Denge Başarısı Üzerine Etkisi Yayınlanmamış Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Kimya Eğitimi Bilim Dalı, Ankara. Akkuş, H., Kadayıfçı, H. and Atasoy, B. (2011). Development and application of a twotier diagnostic test to assess secondary students understanding of chemical equilibrium concepts, Journal of Baltic Science Education, 10(3), Akkuş, H; Kadayıfçı, H.; Atasoy, B. and Geban, Ö. (2003). Effectiveness of Instruction Based on the Constructivist Approach on Understanding Chemical Equilibrium Concepts,Research in Science & Technological Education, 21(2), Atasoy, B; Akkuş, H and Kadayıfçı, H. (2009). The effect of a conceptual change approach on understanding of students chemical equilibrium concepts, Research in Science & Technological Education, 27(3), Atasoy, B; Akkuş, H ve Kadayıfçı, H. (2006). Denge Sabiti Kavramı ve Dengeyi Etkileyen Faktörlerin Öğretiminde Fabrika-Ürün Analojisinin Kullanılması, Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 26(2), Aubusson, P.J., Harrison, G.A. and Ritchie, S. M (Eds.). (2006). Metaphor and Analogy in Science Education. Netherlands: Springer, p (11-24). Bilgin, İ., Geban, Ö., (2001). Benzeşim (Analoji) Yöntemi Kullanarak Lise 2. Sınıf Öğrencilerin Kimyasal Denge Konusundaki Kavram Yanılgılarının Giderilmesi, Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 20,26-32.

89 77 Bodner, G.M. (1986). Constructivism: A Theory of Knowledge. Journal of Chemical Education, 63, Brown, E.D., Clement, J. (1989). Overcoming misconceptions via analogical reasoning: abstract transfer versus explanatory model construction. Instructional Science, 18, Büyüköztürk, Ş. (2012). Sosyal Bilimler için Veri Analizi El Kitabı İstatistik, Araştırma Deseni SPSS Uygulamaları ve Yorum.,Ankara: Pegem Yayıncılık. Caldwell, W. (1932). Usable Analogies in Teaching Fundamentals of Chemical Equilibrium. Journal of Chemical Education, 9, Cerit, B.N. (2008) İş-Güç-Enerji Konusunun Öğretiminde Pedagojik-Analojik Modellerin Kavramsal Değişimin Gerçekleşmesine Etkisi: Konya İli Örneği, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya. Chiu, M.H., Chou, C.C. and Lui, C.J. (2002). Dynamic Processes of Conceptual Change: Analysis of Constructing Mental Models of Chemical Equilibrium. Journal of Research in Science Teaching, 39(8), Coll, R.K., France, B. and Taylor, I. (2005). The role of models/and analogies in science education: implications from research. International Journal of Science Education, 27(2), Çalık, M., Ayas, A. and Coll, R. K. (2009). Investigating the effectiveness of an analogy activity in improving studenst conceptual change for solution chemistry concepts. International Journal of Science and Mathematics Education,7, Çepni, S., Ayas A., Akdeniz, A.R., Özmen,H., Yiğit N. ve Ayvacı H.Ş. (2005). Kuramdan Uygulamaya Fen ve Teknoloji Öğretimi.,Ankara: Pegem Yayıncılık Çepni, S., Bacanak, A. & Küçük, M. (2003). Fen eğitiminin amaçlarında değişen değerler: Fen teknoloji toplum. Değerler Eğitimi Dergisi, 1 (4), Çetingül,İ. and Geban, Ö. (2011). Using Conceptual Change Texts with Analogies for Misconceptions in Acid and Bases. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 41:

90 78 Demirci, G.M.P. (2007) Fen Öğretiminde Kullanılan Analojiler, Analoji Kullanımının Öğrenci Başarısı, Tutumu ve Bilginin Kalıcılığına Etkisinin Araştırılması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Dilber, R. (2006) Fizik Öğretiminde Analoji Kullanımının ve Kavramsal Değişim Metinlerinin Kavram Yanılgılarının Giderilmesine ve Öğrenci Başarısına Etkisinin Araştırılması, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum. Fraenkel, J. R., Wallen, N. E. and Hyun, H.H. (1990). How to design and evaluate research in education. New York: McGraw-Hill. Glynn, M.S. and Takahashi, T. (1998). Learnin from Analogy-Enhanced Science Text. Journal of Research in science Teaching, 35( 10), Hagans, C.D.C. (2003). An Analysis of The Effectiveness of Teacher Versus Student- Generated Analogies on Comprehension in Biology and Chemistry, Masters of Arts in Education. Ohaio State Univerity, America. (impressed master thesis). Harrison, A. G. and Coll, R.K. (Edits). (2008). Using Analogies in Middle and Secondary Science Classrooms: The FAR Guide - An Interesting Way to Teach With Analogies, United States of America: Corwin Press. Harrison, A. G. and Jong, D.O. (2005). Exploring the Use of Multiple Analogical Models When Teaching and Learnin Chemical Equilibirium. Journal of Research in science Teaching,42(10), Harrison, A. G. and Treagust, D.F. (1993). Teaching with analogies: A case study in grade-10 optics. Journal of Research in science Teaching, 30 (10), Holyoak, K.J. and Thagard, P.(1997). The Analogical Mind. American Psychologist, 52(1), Huddle, B. P. (1998). Conceptual Question on Lecahtelier s Principle. Journal of Chemical Education, 75, Iding, M.K. (1997). How analogies foster learning fron science texts. Instructional Science, 25,

91 79 Mintzes, J. J., Wandersee, J.H. and Novak, J.D. (Eds.) (2002). Teaching science for understanding A human constructivist view. San Diego: Academic pres. Kadayıfçı, H. (2008). Kimya Eğitiminde Yaratıcı Düşünme ve Analoji, Yayımlanmamış Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Karadoğu, Z. (2007). İlköğretim Fen ve Teknoloji Dersinde Analoji Kullanımının Başarı ve Tutum Üzerindeki Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Van. Karakethüdaoğlu, A.N. (2010). Kavramsal Değişim Yaklaşımına Dayalı Öğretimin Kimyasal Denge Kavramlarını Anlamaya ve Tutuma Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Zonguldak. Kirk, R.E. (2008). Istatistics an Introduction.(5. Baskı).U.SA: Thomson Wadsworth. Kılıç, D. (2007). Analojilerle Öğretim Modelinin 9. Sınıf Öğrencilerinin Kimyasal Bağlar Konusundaki Yanlış Kavramalarının Giderilmesi Üzerine Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Kılıç, Ö. (2009). Öğretmen ve Öğrenci Merkezli Analoji Kullanımının Dolaşım Sistem Konusundaki Başarıya Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya. Krajcik, J.S. (1991). Developing student's understanding of chemical concepts. In S.M. Glynn, RH. Yeany, and B.K. Britton (Eds.), The Psychology of Learning Science. Hillsdale, NJ: Erlbaum, pp Lin, H., Shiau, B. and Lawrenz, F. (1996). The effectiveness of teazching science with pictorial analogies. Research in Science Educaiton, 26 (4), Olney, D. (1988). Some Analogies for Teaching Rates/ equilibrium. Journal of Chemical Education,65, Orgill, M. (2003). Playing with A Double-Edged Sword: Analogies in Biochemistry. Doctora of Philosohy. Purdue University. America (İmpressed doctora thesis).

92 80 Orna, M.V. (1994). A SourceBook Module Chemical Equilibirum. New York: OSU Departmant of Chemistry College of New Rochelle. ( Özmen, H. (2004). Fen Öğretiminde Öğrenme Teorileri ve Teknoloji Destekli Yapılandırmacı (Constructivist) Öğrenme. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 3(1), Paris, N.A. and Glynn, S.M. (2004). Elaborate Analogies in Sicence Text: Tools for Enhancing Preservice Teachers Knowledge and Attitudes. Contemporary Educational Psychology, 29, Pienta, J.N., Cooper, M.M., Greenbowe, T.J. (Eds.) (2005).Chemists Guide To Effective Teaching, U.S.A: Pearson Education. Piquette, J.S. and Heikkinnen, H.J. (2005). Strategies Reported Used by Instructors To Adress Student Alternate Conceptions In Chemical Equilibrium. Journal of Research,In Science Teaching, 42(10), Pekmez, S.H. (2010). Using analogies to prevent misconceptions about chemical equilibrium. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 11(2), Raviolo, A. and Garritz, A. (2009). Analogies in teaching of chemical equilibrium: A synthesis/ analysis of the literature. Chemistry Education Research and Practice, 10,5-13. Russel, J. (1988). Simple Models for Teaching Equilibrium and Le Chatelier s Principle, Journal of Chemical Education, 65, Sarantopoulos, P. and Tsaparlis, G. (2004). Analogies in chemistry teaching as a means of attainment of cognitive and affective objectives: A longitudinal study in a naturalistic setting, using analogies with a strong social content. Chemistry Education:Research and Practice 5(1), Thile, B.R. and Treagust, D.F. (1991). Using analogies in secondary chemistry teaching. (ERIC Document Reproduction Service No: ED ). Treagust, D.F. (1993). The evolution of an approach for using analogies in teaching and learning science. Research in Science Education, 23,

93 81 Treagust, D.F., Duit, R., Joslin, P. and Lindauer, I. (1992). Science teachers use of analogies: observations from classroom practice. International Journal of Science Education 14(4), Treagust, D.F., Harrison, A. G. and Venville, J.G. (1998). Teaching science effectively with analogies: An approach for preservice and inservice teacher education. Journal of Science Teacher Educatin, 9(2), Treagust, D.F., Harrison, A. G. and Venville, J.G. (1996). Using an analogical teaching approach to endenger conceptual change. International Journal of Science Education 18 (22), Trey, L. and Khan,S. (2008). How science students can learn about unobservable phenomena using computer-based analogies. Computers & Education,5, Venville, j. G. and Treagust, D. F. (1997). Analogies in Biology Education: Contentious Issue. The American Biology Teacher, 59 (5), Vosniadou, S. (1989). Analogical reasoning as a mechanism in knowledge acquisition: A developmental perspective. In S. Vosniadou & A. Ortony A. (eds.), Similarity and analogical reasoning, pp New York: Cambridge University Press. Wilson, A.H. (1998).Equilibrium: A Teaching and Learning Activity, Journal of Chemical Education, 78, Wong, D.E. (1993). Self-Generated analogies as a tool for constructing and evaluating explanations of scientific phenomena. Journal of Research in science Teaching, 30 (4), Yeşilel,O.Z. (Editör). (2011). Ortaöğretim Kimya 11 Ders Kitabı. Ankara: MEB ve Evren Yayıncılık ve Basım. Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2011). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.

94 82 EK-1. KİMYASAL DENGE KAVRAM TESTİ KİMYASAL DENGE İLE İLGİLİ KAVRAM TESTİ Sevgili öğrenciler; Size verilen bu test iki basamaklı çoktan seçmeli 46 sorudan oluşmaktadır. Her bir soru iki basamaktan oluşmaktadır. Birinci basamaktaki seçeneklerde sorunun cevabı ikinci basamaktaki seçeneklerde ise cevabınızın nedeni yer almaktadır. Bu sorularda, doğru cevap nedeni ile birlikte verildiğinde değerlendirilmeye alınacaktır. Yalnızca birisi işaretlendiğinde ise yanlış kabul edilecektir. Cevap kâğıdında her soru için iki sütün bulunmaktadır. Bunlardan CEVAP sütununa sorunun doğru cevabını CEVABINIZIN NEDENİ sütununa ise cevabın nedeni olan seçeneği işaretleyiniz. Örneğin 55. sorunun cevabı size göre c ise ve cevabınızın nedeni kısmındaki en uygun açıklama 2. seçenek ise cevap kâğıdını aşağıdaki gibi doldurun: SORU CEVAP CEVABINIZIN NEDENİ 55 a b d e Süre 2 ders saatidir. Soru Kitapçığı üzerinde istediğiniz işlemleri yapabilirsiniz. Cevaplarınızı yalnızca cevap kâğıdına işaretleyiniz. Adı :... Soyadı :... Sınıfı :... B A Ş A R I L A R

95 83 Tüm soruları aşağıdaki reaksiyonu dikkate alarak cevaplayınız 2NO(g) + Cl 2 (g) 2NOCl(g) + enerji 1. Aynı sıcaklıktaki ve eşit hacimde NO ve Cl 2 gazları bir kaba konarak kabın ağzı kapatılıyor ve gazlar arasında reaksiyon başlıyor. Reaksiyonun çift yönlü olduğunu düşündüğünüzde aşağıdaki grafiklerden hangisi sistem dengeye gelinceye kadarki derişimlerdeki değişikliği en iyi gösterir. a) b) c) NOCl Cl2 NO, Cl2 Cl2 NO NO NOCl NOCl d) NOCl zaman e) zaman Cl2 zaman Cl2 NO NO NOCl zaman zaman Cevabınızın nedeni 1. Girenlerden herhangi birinin tamamen bitip bitmeyeceği stokiyometrik katsayılara bakılarak bulunur. Kimyasal eşitlikten de görüldüğü gibi NO den 2 mol harcanırken Cl 2 den 1 mol harcanır ve NO derişimi ürünlerin derişimine eşit olurken Cl 2 derişimi daha az azalır. 2. Girenlerin karıştırılmasından itibaren sistem dengeye ulaşıncaya kadar ileri yöndeki reaksiyon hızı arttığı için ürün derişimi artarken girenlerin derişimi azalır. Ancak stokiyometrik katsayılardan dolayı Cl 2 derişimi azalarak ürünlerin derişimine eşit olurken NO derişimi daha çok azalır. 3. Girenlerin karıştırılmasından bir süre sonra girenlerin derişimi ürünlerin derişimine eşit olur ve denge kurulur. 4. Girenlerden herhangi birinin tamamen bitip bitmeyeceği stokiyometrik katsayılara bakılarak bulunduğu için NO gazı biterken Cl 2 gazı bitmez. 5. Reaksiyonun başlamasından itibaren girenler ürünlere dönüştüğü için ürünlerin derişimi artarken girenlerin derişimi azalır. 2. Aşağıdaki grafik çiftlerinden hangisi girenlerin karıştırılmasından itibaren sistem dengeye gelinceye kadar ileri (İ) ve geri (G) yöndeki reaksiyonların hızlarındaki değişimi gösterir. a) b) c) d) e) İ İ İ İ İ zaman zaman zaman zaman zaman

96 84 G G G G G zaman zaman zaman zaman zaman Cevabınızın nedeni 1. Girenlerin karıştırılmasından sonra ileri yöndeki reaksiyon hızı artarken sistemin dengeye gelmesi için geri yöndeki reaksiyon hızı da artar. 2. Girenlerin karıştırılmasından itibaren sistem dengeye ulaşıncaya kadar ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızına eşittir. 3. Girenlerin karıştırılmasından itibaren sistem dengeye ulaşıncaya kadar girenler ürünlere dönüştüğü için girenlerin derişimi azalırken ürünlerin derişimi artar. Bundan dolayı ileri yöndeki reaksiyon hızı azalırken geri yöndeki reaksiyon hızı artar. 4. Girenlerin karıştırılmasından itibaren sistem dengeye gelinceye kadar ileri yöndeki reaksiyon hızı, patlama olaylarında olduğu gibi, önce artar sonra azalırken geri yöndeki reaksiyon hızı ise sürekli artar. 5. İleri Yöndeki reaksiyon hızı azalırsa bununla doğru orantılı olarak geri yöndeki reaksiyon hızı da azalır. 3. 2NO(g) + CI 2 (g) 2NOCl(g) + enerji bu reaksiyonun denge sabiti aşağıdakilerden hangisine eşittir? 2 2 [NOCl] [NOCl] [NO] [Cl 2 ] A) Kd= B) Kd= C) Kd= 2 2 [NO][Cl ] [NO] [Cl ] [NOCl] 2 2 [NOCl] [NOCl] D) Kd= E) Kd= 2 [NO] [Cl 2 ] [NO] [Cl 2 ] Cevabınızın nedeni 1. denge sabiti, sabit sıcaklıkta ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimleri çarpımına oranıdır. 2. denge sabiti, sabit sıcaklıkta girenlerin derişimlerinin ürünlerin derişimlerine oranıdır. Reaksiyondaki stokiyometrik katsayılar üst olarak yazılır. 3. denge sabiti, sabit sıcaklıkta sistem dengede iken ürünlerin derişimleri çarpımının girenlerin derişimleri çarpımına oranıdır. Reaksiyondaki stokiyometrik katsayılar üst olarak yazılır. 4. denge sabiti, sabit sıcaklıkta ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimleri toplamına oranıdır. Reaksiyondaki stokiyometrik katsayılar üst olarak yazılır. 5. denge sabiti, sabit sıcaklıkta ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimleri toplamına oranıdır. Reaksiyondaki stokiyometrik katsayılar üst olarak yazılır. 4. Bir denge reaksiyonunda, denge sabitinin büyük olmasını aşağıdaki ifadelerden hangisi en iyi açıklamıştır? a) ürünlerin derişimi, reaksiyona girenlerin derişimlerinden daha büyüktür. b) reaksiyona girenlerin derişimleri, ürünlerin derişimlerinden daha büyüktür. c) ileri yöndeki reaksiyonun hızı, geri yöndeki reaksiyonun hızından daha büyüktür. d) geri yöndeki reaksiyonun hızı, ileri yöndeki reaksiyon hızından daha büyüktür. 2

97 85 Cevabınızın nedeni 1. girenler tamamen ürünlere dönüşmüştür. 2. girenlerin çok az miktarı ürünlere dönüşmüştür. 3. ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızında büyükse denge sabiti büyük olur. 4. girenlerin büyük bir kısmı ürünlere dönüşmüştür. 5. geri yöndeki reaksiyon hızının ileri yöndeki reaksiyon hızından büyük olması ürün derişiminin çok fazla olduğunu gösterir. Denge sabiti de ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimine oranı olduğu için denge sabitinin değeri büyük olur NO(g) + Cl 2 (g) 2 NOCl(g) + enerji reaksiyonun belirli bir sıcaklıktaki denge sabiti 20 dir. Aynı sıcaklıkta içinde NOCl, NO ve Cl 2 gazları bulunan bir kaptan alınan örnekte [NOCl]= 2 mol/l, [NO]= 0,1 mol/l ve [Cl 2 ]= 8 mol/l olduğu bulunmuştur. Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? a) sistem dengededir. b) sistem dengede değildir ve kapta denge durumuna göre daha fazla ürün vardır. c) sistem dengede değildir ve kapta denge durumuna göre daha fazla reaksiyona giren madde vardır. Cevabınızın nedeni 1. ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızına eşittir. 2. ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından büyüktür. 3. ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından küçüktür. 6 ile 13 arasındaki soruları aşağıdaki bilgiyi dikkate alarak cevaplayınız. Sistem dengeye ulaştıktan sonra sistemin hacmi ve sıcaklığı sabit tutularak NO in derişimi aniden artırılırsa: Sistem yeniden dengeye ulaştığı zaman: 6. NO in derişimi; a) arttırılmış miktarından daha büyük olacaktır. b) artırılmış miktarına eşit olacaktır c) artırılmış miktarından daha az fakat ilk dengedeki değerinden daha fazla olacaktır. d) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. e) ilk dengedeki değerinden daha az olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. NO ilave edilince NO derişimi önce artar sonra azalır. Sistem derişimdeki bu azalışın etkisini gidermek için girenler yönüne kayar ve NO derişimi artırılmış değerinden daha büyük olur. 2. NO ilavesi sonucu ortamdaki NO derişimi artar. NO derişimi arttığı için Cl 2 gazı ile olan reaksiyon hızı arttığı için NO daha çok ürünlere dönüşür ve NO in denge derişimi ilk dengedeki değerinden daha az olur. 3. NO ilave edilince denge bozulur. Yeniden denge kurulması için sistem tekrar başlangıçtaki değerine ulaşmalıdır. 4. NO ilavesi sonucu NO derişimi artar. Sistem bu derişimdeki artışın etkisini azaltacak yönde hareket edeceği için NO derişimi bir miktar azalır fakat ilk dengedeki değerinden daha büyüktür.

98 86 5. NO ilave edilince NO derişimi artırıldığı gibi kalır. Çünkü yalnızca NO derişimi artırılmıştır. Eğer klor derişimi de artırılsaydı NO derişimi azalırdı. 7. Cl 2 un derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. c) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. ortamda yalnızca NO in derişimi değiştiği için Cl 2 gazının derişimi değişmez. 2. NO derişimi önce artıp sonra azaldığı için sistem derişimdeki bu azalışın etkisini gidermek için girenler yönüne kayar ve Cl 2 gazının derişimi artar. 3. sistem NO gazının derişimindeki artışın etkisini gidermek için ürünler yönüne kayar dolayısıyla Cl 2 gazının derişimi azalır. 4. reaksiyon kabının hacmi değişmediği için derişimler değişmez. 5. sistem dengede olduğu için NO ilave edilmesi Cl 2 derişimin etkilemez. 8. NOCl ün derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. c) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. ortamda yalnızca NO in derişimi değiştiği için NOCl gazının derişimi değişmez. 2. NO derişimi önce artıp sonra azaldığı için sistem derişimdeki bu azalışın etkisini gidermek için girenler yönüne kayar ve NOCl gazının derişimi azalır. 3. sistem NO gazının derişimindeki artışın etkisini gidermek için ürünler yönüne kayar dolayısıyla NOCl gazının derişimi artar. 4. reaksiyon kabının hacmi değişmediği için derişimler değişmez. 5. sıcaklık değişmediği için çarpışma sayısı değişmez ve NOCl derişimi aynı kalır. 9. NO in derişiminin aniden artırıldığı anda ileri yöndeki reaksiyon hızı; a) değişmez b) artar c) azalır Cevabınızın nedeni 1. sıcaklık değişmediği için ileri yöndeki reaksiyon hızı değişmez. 2. aynı reaksiyon olduğu için hızları da aynıdır. 3. NO ilavesi sonucu derişim ve dolayısıyla tanecik sayısı arttığı için Cl 2 gazı ile olan çarpışma sayısı artar. Dolayısıyla ileri yöndeki reaksiyon hızı artar. 4. Cl 2 gazının derişimi azaldığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı azalır. 5. Denge sola doğru kayacağı için ileri yöndeki reaksiyon hızı azalır. 10. NO in derişiminin aniden artırıldığı anda geri yöndeki reaksiyon hızı; a) değişmez b) artar c) azalır Cevabınızın nedeni 1. Sıcaklık değişmediği için geri yöndeki reaksiyon hızı değişmez. 2. Aynı reaksiyon olduğu için hızları da aynıdır. 3. NO derişimi artırıldığı anda NOCl ün derişimi değişmediği için geri yöndeki reaksiyon hızı değişmez.

99 87 4. Cl 2 gazının derişimi azaldığı için geri yöndeki reaksiyon hızı azalır. 5. Denge sola doğru kayacağı için geri yöndeki reaksiyon hızı artar. 11. NO in derişimi aniden artırıldığı anda ileri yöndeki reaksiyon hızı; a) geri yöndeki reaksiyon hızına eşit olur. b) geri yöndeki reaksiyon hızından daha büyük olur. c) geri yöndeki reaksiyon hızından daha küçük olur. Cevabınızın nedeni 1. aynı reaksiyon olduğu için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızına eşittir. 2. NO derişimi artırıldığı anda NOCl ün derişimi değişemediği için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından daha büyüktür. 3. NO derişimi artarsa sistem yeniden dengeye gelmek için sağa kayar Cl 2 derişimi azalır. Cl 2 derişimi azaldığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından daha küçük olur. 4. reaksiyon kabının hacmi değişmediği için derişimler değişmez dolayısıyla hızlarda değişmez. 5. NO derişimi artırılsa sistem bu değişimdeki artışın etkisini azaltmak için daha çok ürün oluşturacak şekilde hareket eder. NOCl derişimi arttığı için de geri yöndeki reaksiyon hızı ileri yöndeki reaksiyon hızından büyük olur. 12. Sistem yeniden dengeye geldiği zaman ileri ve geri yöndeki reaksiyonların hızları; a) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. c) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. yeniden dengenin kurulması için ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları ilk dengedeki gibi olmalıdır. 2. aynı reaksiyon olduğu için ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları değişmemiştir. Yani aynıdır. 3. NO ilavesi sonucu derişim ve dolayısı ile tanecik sayısı artırdığı için reaksiyonun tamamlanma süresi uzar. 4. NO ilavesi ile hem NO in hem de NOCl ün derişimi arttığı için ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları artmıştır. 5. reaksiyon kabının hacmi değişmediği için derişimler değişmez dolayısıyla hızlarda değişmez. 13. Sistem yeniden dengeye geldiği zaman denge sabitinin değeri; a) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. b) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. c) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. denge sabiti hesaplanırken derişimler kullanılır. NO ilavesi ile NOCl derişimi arttığı için denge sabitinin değeri artar. 2. daha fazla giren ilavesi ürün derişimini artırır. Denge sabiti de ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimine oranı olduğu için denge sabitinin değeri artar. 3. NO ilavesi ile NO ve NOCl derişimleri artarken Cl 2 derişimi azalmıştır. Fakat [NOCl]/[NO][Cl 2 ]oranı sabittir.

100 88 4. NO ilavesi sonucu klor derişimi azalır. NOCl de bu azalmanın etkisini gidermek için girenler yönüne kayar ve NOCl derişimi azalır. Dolayısıyla denge sabitinin değeri azalır. 5. NO ilavesi ile ileri yöndeki reaksiyon hızı artar. İleri yöndeki reaksiyon hızı artarsa denge sabitinin değeri de artar. 14 ile 21 arasındaki soruları aşağıdaki bilgiyi dikkate alarak cevaplayınız Sistem dengeye geldikten sonra sistemin hacmi sabit tutularak sıcaklığı aniden artırılırsa: Sistem yeniden dengeye geldiği zaman; 14. NO in derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. c) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. reaksiyon kabının hacmi değişmediği için derişimler değişmez. 2. sıcaklığın değişmesi derişimi değiştirmez. 3. sıcaklık artışı sonucu sistem girenler yönüne kayar dolayısıyla NO derişimi artar. 4. sıcaklık artışı sonucu taneciklerin kinetik enerjisi artar. Daha çok çarpışma olduğu için daha çok ürün oluşur ve NO derişimi azalır. 15. Cl 2 un derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır c) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. reaksiyon kabının hacmi değişmediği için derişimler değişmez. 2. sıcaklık değişmesi derişimi değiştirmez. 3. sıcaklık artışı sonucu sistem girenler yönüne kayar dolayısıyla Cl 2 derişimi artar. 4. sıcaklık artışı sonucu taneciklerin kinetik enerjisi artar. Daha çok çarpışma olduğu için daha çok ürün oluşur ve Cl 2 derişimi azalır. 16. NOCl ün derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. c) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. reaksiyon kabının hacmi değişmediği için derişimler değişmez. 2. sıcaklık değişmesi derişimi değiştirmez. 3. sıcaklık artışı sonucu sistem girenler yönüne kayar dolayısıyla NOCl derişimi azalır. 4. sıcaklık artışı sonucu taneciklerin kinetik enerjisi artar. Daha çok çarpışma olduğu için daha çok ürün oluşur ve NOCl derişimi artar. 17. Sıcaklığın aniden yükseltildiği anda ileri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez. b) azalır.

101 89 c) artar. Cevabınızın nedeni 1. ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklık artışı ileri yöndeki reaksiyon hızını azaltırken geri yöndeki reaksiyon hızını artırır. 2. derişimler değişmediği için reaksiyon hızları değişmez. 3. sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırdığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı artar. 4. yalnızca katalizör reaksiyonu hızlandırır. Sıcaklık değişimi reaksiyon hızını etkilemez. 18. Sıcaklığın aniden yükseltildiği anda geri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez. b) artar. c) azalır. Cevabınızın nedeni 1. ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklık artışı ileri yöndeki reaksiyon hızını azaltırken geri yöndeki reaksiyon hızını artırır. 2. derişimler değişmediği için reaksiyon hızları değişmez. 3. sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırdığı için geri yöndeki reaksiyon hızı artar. 4. yalnızca katalizör reaksiyonu hızlandırır. Sıcaklık değişimi reaksiyon hızını etkilemez. 19. Sıcaklığın aniden yükseltildiği anda ileri yöndeki reaksiyonun hızı; a) geri yöndeki reaksiyonun hızına eşit olacaktır. b) geri yöndeki reaksiyonun hızından daha büyük olacaktır. c) geri yöndeki reaksiyonun hızından daha küçük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. aynı reaksiyon olduğu için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızına eşittir. 2. sağa doğru olan reaksiyon ekzotermik, sola doğru olan endotermiktir ve sıcaklık artışı endotermik olan reaksiyon hızını daha fazla artırır. 3. sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjilerini artırdığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından büyüktür. 4. yalnızca katalizör reaksiyonu hızlandırır. Sıcaklık değişimi reaksiyon hızını etkilemez. 20. Sistem yeniden dengeye geldiği zaman ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları; a) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. c) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. ikisi de aynı denge olduğu için hızlar açısından bir fark yoktur. İkisinde de ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları aynıdır. 2. sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjilerini artırır. Bunun sonucu olarak ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından daha büyük olur. Çünkü daha çok ürün oluşur. 3. ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklık artışı sistemi girenler yönüne kaydırır. Dolayısıyla ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarını azaltır.

102 90 4. sıcaklık artışı sonucu taneciklerin kinetik enerjisi arttığı için hem ileri yöndeki reaksiyon hızı hem de geri yöndeki reaksiyon hızı artar. 21. Sistem yeniden dengeye geldiği zaman denge sabitinin değeri; a) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. b) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. c) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. sıcaklık değişimi denge sabitini etkilemez. Çünkü denge sabitini hesaplarken sıcaklığı hiç kullanmıyoruz. 2. sıcaklık artışı sonucu reaksiyon hızı artar ve daha çok ürün oluşur. Dolayısıyla denge sabitinin değeri artar. 3. Sıcaklığın artmasıyla denge sola kaydığı için girenlerin derişimi artarken ürünlerin derişimi azalır. Denge sabiti de ürünlerin derişiminin girenlerin derişimine oranı olduğu için denge sabitinin değeri azalır. 4. sıcaklıkla denge sabiti arasında doğru bir orantı vardır. Sıcaklık artarsa denge sabitinin değeri artar sıcaklık azalırsa denge sabitinin değeri azalır. 22 ile 30 arasındaki soruları aşağıdaki bilgiyi dikkate alarak cevaplayınız Sistem dengeye ulaştıktan sonra sistemin sıcaklığı sabit tutularak hacmi azaltılırsa: 22. Reaksiyondaki tüm türlerin derişimleri; a) değişmez. b) artar. c) azalır. Cevabınızın nedeni 1. mol sayısı değişmediği için derişimler değişmez. 2. mol sayısı sabitken hacim azalırsa derişimler artar. 3. hacim azalırsa sistem hacimdeki azalışı artıracak yönde hareket edeceği için derişimler de azalır. 4. hacimle derişim arasında doğru bir orantı vardır. Hacim azalırsa derişimler de azalır. 5. hacim azalırsa basınç artar. Bu durumda sistem mol sayısı az olan yöne kayacağı için reaksiyondaki tüm maddelerin derişimleri azalır. Sistemin sıcaklığı sabit tutularak hacmi azaltıldıktan sonra sistem yeniden dengeye geldiği zaman 23. NO in derişimi; a) hacmin azaltıldığı andaki değerinden daha büyük olacaktır. b) hacmin azaltıldığı andaki değerine eşit olacaktır. c) hacmin azaltıldığı andaki değerinden daha küçük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. hacim azaltılırsa derişim artar. Dolayısıyla sistem derişimdeki bu artışın etkisini azaltacak yönde hareket edeceği için sağa kayacak ve NO derişimi azalacaktır. 2. hacim azalırsa derişim de azalır. Dolayısıyla sistem derişimdeki bu azalışın etkisini artıracak yönde hareket edeceği için sola kayacak ve NO derişimi artacaktır.

103 91 3. mol sayısı değişmediği için derişimler de değişmez sabit kalır. 4. hacim azaltılırsa sistem mol sayısı az olan yönden çok olan yöne doğru kayar. Yani NO derişimi artar. 24. Cl 2 un derişimi; a) hacmin azaltıldığı andaki değerinden daha küçük olacaktır. b) hacmin azaltıldığı andaki değerinden daha büyük olacaktır. c) hacmin azaltıldığı andaki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. hacim azaltılırsa derişim artar. Dolayısıyla sistem derişimdeki bu artışın etkisini azaltacak yönde hareket edeceği için sağa kayacak ve Cl 2 derişimi azalacaktır. 2. hacim azalması ile derişim azaldığı için sistem derişimdeki bu azalışın etkisini artıracak yönde hareket edeceği için sola kayacak ve Cl 2 derişimi artacaktır. 3. mol sayısı değişmediği için derişimler de değişmez sabit kalır. 4. hacim azaltılırsa sistem mol sayısı az olan yönden çok olan yöne doğru kayar. Yani Cl 2 derişimi artar. 25. NOCl ün derişimi; a) hacmin azaltıldığı andaki değerinden daha büyük olacaktır. b) hacmin azaltıldığı andaki değerinden daha küçük olacaktır. c) hacmin azaltıldığı andaki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. hacim azalması sonucu derişim arttığı için sistem derişimdeki bu artışın etkisini azaltacak yönde hareket edecek ve NOCl derişimi artacaktır. 2. hacim azalması ile derişim azaldığı için sistem derişimdeki bu azalışın etkisini artıracak yönde hareket edecek ve NOCl derişimi azalacaktır. 3. mol sayısı değişmediği için derişimler de değişmez sabit kalır. 4. hacim azaltılırsa sistem mol sayısı az olan yönden çok olan yöne doğru kayacağı için NOCl derişimi azalır. 26. Sistemin hacmi aniden azaltıldığı anda ileri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez. b) artar. c) azalır. Cevabınızın nedeni 1. sıcaklık ve mol sayısı değişmediği için reaksiyon hızı değişmez. 2. hacim değişmesi reaksiyon hızını etkilemez. 3. hacim azalması sonucu birim hacimdeki tanecik sayısı arttığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı artar. 4. hacmin azalması sonucu birim hacimdeki tanecik sayısı azaldığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı azalır. 5. aynı reaksiyon olduğu için ileri yöndeki reaksiyon hızı da aynıdır. 27. Sistemin hacmi aniden azaltıldığı anda geri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez. b) artar. c) azalır. Cevabınızın nedeni 1. sıcaklık ve mol sayısı değişmediği için reaksiyon hızı değişmez. 2. hacim değişmesi reaksiyon hızını etkilemez.

104 92 3. hacim azalması sonucu birim hacimdeki tanecik sayısı arttığı için geri yöndeki reaksiyon hızı artar. 4. hacmin azalması sonucu birim hacimdeki tanecik sayısı azaldığı için geri yöndeki reaksiyon hızı azalır. 5. aynı reaksiyon olduğu için geri yöndeki reaksiyon hızı da aynıdır. 28. Sistemin hacmi aniden azaltıldığı anda ileri yöndeki reaksiyonun hızı; a) geri yöndeki reaksiyonun hızına eşit olacaktır. b) geri yöndeki reaksiyonun hızından daha küçük olacaktır. c) geri yöndeki reaksiyonun hızından daha büyük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. aynı reaksiyon olduğu için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızına eşittir. 2. hacim azalması sonucu birim hacimdeki tanecik sayısı azaldığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından daha küçük olur. 3. hacim azalması sonucu birim hacimdeki tanecik sayısı artar. Sistem bu artışın etkisini azaltmak için sağa kayacağından ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından büyük olur. 4. hacim değişmesi reaksiyon hızını etkilemez. 5. sıcaklık ve mol sayısı değişmediği için reaksiyon hızı değişmez. 29. Sistem yeniden dengeye geldiği zaman ileri ve geri yöndeki reaksiyonların hızları; a) ilk dengedeki değerlerine eşit olacaktır. b) ilk dengedeki değerlerinden daha büyük olacaktır. c) ilk dengedeki değerlerinden daha küçük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. aynı reaksiyon olduğu için ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları da aynıdır. 2. hacim azalması sonucu derişim 2 kat artar başka bir şey olmaz. 3. hacim azalması sonucu derişim artar. Derişimin artması birim hacimdeki tanecik sayısını artırır. Tanecik sayısının artması da reaksiyon hızını artırır. 4. hacim azalması ile birim hacimdeki tanecik sayısı azalttığından reaksiyon hızları azalır. 5. hacim azalması sonucu basınç artar. Basınç artışı da reaksiyon hızını etkilemez. 30. Sistem yeniden dengeye geldiği zaman denge sabitinin değeri; a) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. b) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. c) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. hacim azaltılırsa derişim artar. Denge sabiti de derişimler oranı olduğu için artar. 2 hacim azaltılırsa derişim azalır. Denge sabiti de derişimler oranı olduğu için azalır. 3. hacim azalması durumunda dengedeki tüm türlerin derişimi belirli oranda arttığı için denge sabitinin değeri değişmez. 4. hacim yarıya inince basınç artmıştır. Sistem bu basınçtaki artışı azaltmak için ürünler yönüne kayacaktır. Bunun sonucu daha fazla ürün oluşur ve denge sabitinin değeri artar.

105 93 31 ile 37 arasındaki soruları aşağıdaki bilgiyi dikkate alarak cevaplayınız. Sistem dengeye geldikten sonra sıcaklık, basınç ve hacim sabitken sisteme katalizör ilave ediliyor: Sisteme katalizör ilave edildiği zaman; 31. İleri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez b) azalır c) ileri yöndeki reaksiyon hızının değişmemesi veya artması katalizörün ileri veya geri reaksiyonlardan hangisi için daha gerekli olduğuna bağlıdır d) artar Cevabınızın nedeni 1. katalizör türlerin derişimini artırdığı için reaksiyon hızı artar. 2. uygun bir katalizör ileri yöndeki reaksiyon hızını geri yöndeki reaksiyon hızından daha çok arttırır. 3. reaksiyon ekzotermik ise katalizör ileri yöndeki reaksiyon hızını azaltır. 4. dengeye ulaşmış bir sisteme katalizör ilavesi reaksiyon hızlarını etkilemez. 5. katalizör aktivasyon enerjisi daha düşük bir yol üzerinden reaksiyonun gerçekleşmesini sağladığı için ileri yöndeki reaksiyon hızı artar. 32. Sisteme katalizör ilave edildiği zaman geri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez. b) azalır. c) artar. d) geri yöndeki reaksiyon hızının değişmemesi veya artması katalizörün ileri veya geri reaksiyonlardan hangisi için daha gerekli olduğuna bağlıdır. Cevabınızın nedeni 1. katalizör türlerin derişimini artırdığı için reaksiyon hızı artar. 2. uygun bir katalizör ileri yöndeki reaksiyon hızını artırırken geri yöndeki reaksiyon hızını azaltır. 3. reaksiyon endotermik ise katalizör geri yöndeki reaksiyon hızını artırır. 4. dengeye ulaşmış bir sisteme katalizör ilavesi reaksiyon hızlarını etkilemez. 5. katalizör aktivasyon enerjisi daha düşük bir yol üzerinden reaksiyonun gerçekleşmesini sağladığı için geri yöndeki reaksiyon hızı artar. 33. Sisteme katalizör ilave edildiği zaman ileri yöndeki reaksiyonun hızı; a) geri yöndeki reaksiyon hızına eşit olacaktır. b) geri yöndeki reaksiyon hızından daha büyük olacaktır. c) geri yöndeki reaksiyon hızından daha küçük olacaktır d) ileri yöndeki reaksiyon hızının değişmemesi veya artması katalizörün ileri veya geri reaksiyonlardan hangisi için daha gerekli olduğuna bağlıdır. Cevabınızın nedeni 1. katalizör türlerin derişimini artırdığı için reaksiyon hızı artar. 2. uygun bir katalizör ileri yöndeki reaksiyon hızını artırırken geri yöndeki reaksiyon hızını azaltır. 3. reaksiyon endotermik ise katalizör geri yöndeki reaksiyon hızını artırır.

106 94 4. dengeye ulaşmış bir sisteme katalizör ilavesi reaksiyon hızlarını etkilemez. 5. katalizör reaksiyonun izlediği yolu değiştirip reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürerek reaksiyonu hızlandırdığı için ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları aynı oranda artar. 34. NO in derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır c) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. d) ilk dengedeki değerinden daha büyük veya küçük olması katalizörün etkisine bağlıdır. Cevabınızın nedeni 1. katalizör ilavesi dengeyi sağa kaydıracağı için NO derişimi azalır. 2. katalizör ilavesi dengedeki türlerin derişimini değiştirmez yalnızca sistemin dengeye ulaşma hızını etkiler. 3. katalizör ilavesi ürün derişimini artırdığı için NO derişimi azalır. 4. katalizör ilavesi ileri yöndeki reaksiyon hızını artırdığı için NO derişimi azalır. 5. katalizör ilavesi geri yöndeki reaksiyon hızını azalttığı için NO derişimi artar. 35. Cl 2 un derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. c) ilk dengedeki değerinden daha büyük veya küçük olması katalizörün etkisine bağlıdır. d) ilk dengedeki değerine eşittir. Cevabınızın nedeni 1. katalizör ilavesi dengeyi sağa kaydıracağı için Cl 2 derişimi azalır. 2. katalizör ilavesi dengedeki türlerin derişimini değiştirmez yalnızca sistemin dengeye ulaşma hızını etkiler. 3. katalizör ilavesi ürün derişimini artırdığı için Cl 2 derişimi azalır. 4. katalizör ilavesi ileri yöndeki reaksiyon hızını artırdığı için Cl 2 derişimi azalır. 5. katalizör ilavesi geri yöndeki reaksiyon hızını azalttığı için Cl 2 derişimi artar. 36 NOCl ün derişimi; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. c) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır. d) ilk dengedeki değerinden daha büyük veya küçük olması katalizörün etkisine bağlıdır. Cevabınızın nedeni 1. katalizör ilavesi dengeyi sağa kaydıracağı için NOCl derişimi artar. 2. katalizör ilavesi dengedeki türlerin derişimini değiştirmez yalnızca sistemin dengeye ulaşma hızını etkiler. 3. katalizör ilavesi ürün derişimini artıracağı için NOCl derişimi artar. 4. katalizör ilavesi ileri yöndeki reaksiyon hızını artırdığı için NOCl derişimi artar. 5. kalizör ilavesi geri yöndeki reaksiyon hızını azalttığı için NOCl derişimi azalır. 37. Sistem dengeye geldiği zaman denge sabitinin değeri; a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerine eşit olacaktır.

107 95 c) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. d) ilk dengedeki değerinden daha büyük veya küçük olması katalizörün etkisine bağlıdır. Cevabınızın nedeni 1. uygun bir katalizör ileri yöndeki reaksiyon hızını geri yöndeki reaksiyon hızından daha çok artırdığı için denge sabitinin değeri artar. 2. uygun bir katalizör geri yöndeki reaksiyon hızını artırdığı için ürün derişimi azalır ve denge sabitinin değeri küçülür. 3. katalizör verimi artırdığı için denge sabitinin değeri artar. 4. katalizör ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarını eşit oranda artırdığı için denge sabitinin değeri değişmez. 5. katalizör türlerin derişimini artırdığı için bir reaksiyonda katalizör kullanılması verimi artırır. 38. soru için aşağıdaki bilgiyi kullanınız Sistem dengeye geldikten sonra basınç ve sıcaklık sabitken sisteme inert gaz ilave ediliyor: Sisteme inert gaz ilave edildiği anda; 38. Reaksiyondaki tüm maddelerin derişimleri; a) değişmez b) artar c) azalır Cevabınızın nedeni 1. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için derişimler değişmez. 2. inert gaz ilavesi sabit basınçta yapılıyor. Basınçta değişme olmadığı için derişimler değişmez. 3. dengedeki türlerden farklı bir inert gaz ilavesi türlerin derişimini değiştirmez yalnızca ortamdaki inert gazın derişimini artırır. 4. reaksiyon kabına inert gaz ilave edildiği anda basıncın sabit kalması için hacim artar. Hacmin artması da türlerin derişimini azaltır. 5 reaksiyon kabına inert gaz ilave edildiği anda basıncın sabit kalması için hacim artar. Hacmin artması da türlerin derişimini artırır. 39 ile 46 arasındaki soruları aşağıdaki bilgiyi dikkate alarak cevaplayınız Sistemin sıcaklığı sabit tutularak inert gaz ilave edildikten sonra sistem yeniden dengeye ulaştığı zaman 39. NO in derişimi; a) inert gaz ilave edildiği andaki değerinden daha küçük olacaktır. b) inert gaz ilave edildiği andaki değerinden daha büyük olacaktır. c). inert gaz ilave edildiği andaki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için derişimler değişmez.

108 96 2. inert gaz ilavesi sabit basınçta yapılıyor. Basınçta değişme olmadığı için derişimler değişmez. 3. sabit basınçta inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Sistem derişimdeki bu azalmanın etkisini gidermek için girenler yönüne kayar. Dolayısıyla NO derişimi artar. 4. sabit basınçta inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Sistem derişimdeki bu azalmanın etkisini gidermek için ürünler yönüne kayar. Dolayısıyla NO derişimi azalır. 5 dengedeki türlerden farklı bir inert gaz ilavesi türlerin derişimini değiştirmez yalnızca ortamdaki inert gazın derişimini artırır. 40. Cl 2 un derişimi; a) inert gaz ilave edildiği andaki değerinden daha büyük olacaktır. b) inert gaz ilave edildiği andaki değerinden daha küçük olacaktır. c) inert gaz ilave edildiği andaki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için derişimler değişmez. 2. inert gaz ilavesi sabit basınçta yapılıyor. Basınçta değişme olmadığı için derişimler değişmez. 3. sabit basınçta inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Dolayısıyla Cl 2 derişimi artar. 4. sabit basınçta inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Dolayısıyla Cl 2 derişimi azalır. 5 dengedeki türlerden farklı bir inert gaz ilavesi türlerin derişimini değiştirmez yalnızca ortamdaki inert gazın derişimini artırır. 41. NOCl ün derişimi; a) inert gaz ilave edildiği andaki değerinden daha küçük olacaktır. b) inert gaz ilave edildiği andaki değerinden daha büyük olacaktır. c) inert gaz ilave edildiği andaki değerine eşit olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için derişimler değişmez. 2. inert gaz ilavesi sabit basınçta yapılıyor. Basınçta değişme olmadığı için derişimler değişmez. 3. sabit basınçta inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Dolayısıyla NOCl derişimi azalır. 4. sabit basınçta inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Dolayısıyla NOCl derişimi artar. 5 dengedeki türlerden farklı bir inert gaz ilavesi türlerin derişimini değiştirmez yalnızca ortamdaki inert gazın derişimini artırır. 42. İnert gaz ilave edildiği anda ileri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez b) azalır c) artar Cevabınızın nedeni 1. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için reaksiyonun hızını etkilemez. 2. inert gaz dengedeki türlerin derişimini değiştirmediği için reaksiyon hızını etkilemez. 3. inert gaz ilavesi sabit basınçta yapılıyor. Basınç sabit olduğu için bir değişme olmaz.

109 97 4. inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimin azalmasına neden olduğu için reaksiyon hızı azalır. 5. inert gaz ilavesi hem hacmin artmasına hem de derişimin artmasına neden olduğu için reaksiyon hızı artar. 43. İnert gaz ilave edildiği anda geri yöndeki reaksiyonun hızı; a) değişmez b) artar c) azalır Cevabınızın nedeni 1. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için reaksiyonun hızını etkilemez. 2. inert gaz dengedeki türlerin derişimini değiştirmediği için reaksiyon hızını etkilemez. 3. inert gaz ilavesi sabit basınçta yapılıyor. Basınç sabit olduğu için bir değişme olmaz. 4. inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimin azalmasına neden olduğu için reaksiyon hızı azalır. 5. inert gaz ilavesi hem hacmin artmasına hem de derişimin artmasına neden olduğu için reaksiyon hızı artar. 44. İnert gaz ilave edildiği anda ileri yöndeki reaksiyon hızı; a) geri yöndeki reaksiyon hızına eşit olacaktır. b) geri yöndeki reaksiyon hızından daha büyük olacaktır. c) geri yöndeki reaksiyon hızından daha küçük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için reaksiyonun hızını etkilemez. 2. inert gaz ilavesi dengedeki türlerin derişimini değiştirmediği için reaksiyon hızını etkilemez. 3. inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Sistem derişimlerdeki azalmanın etkisini artıracak yönde hareket edeceği için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından daha büyük olur. 4. inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olur. Sistem derişimlerdeki azalmanın etkisini artıracak yönde hareket edeceği için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından daha küçüktür. 45. Sisteme inert gaz ilave edildikten sonra sistem yeniden dengeye geldiği zaman ileri ve geri yöndeki reaksiyonun hızları; a) ilk dengedeki değerlerine eşit olacaktır. b) ilk dengedeki değerlerinden daha büyük olacaktır. c) ilk dengedeki değerlerinden daha küçük olacaktır. Cevabınızın nedeni 1. aynı reaksiyon olduğu için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızına eşittir. 2 inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için reaksiyon hızlarını etkilemez. 3 inert gaz ilavesi hacmin artmasına ve derişimlerin azalmasına neden olduğu için reaksiyon hızları azalır. 4 inert gaz ilavesi hacmin artmasına neden olur. Hacim artışı da türlerin derişimini artırdığı için reaksiyon hızları artar. 46. Sistem dengeye geldiği zaman denge sabitinin değeri;

110 a) ilk dengedeki değerinden daha küçük olacaktır. b) ilk dengedeki değerinden daha büyük olacaktır. c) ilk dengedeki değerine eşittir. Cevabınızın nedeni 1. inert gaz ilavesi ile türlerin derişimini artar. Denge sabiti de derişimler oranı olduğu için artar. 2. inert gaz ilavesi türlerin derişimlerinin azalmasına neden olduğu için denge sabitinin değeri azalır. 3. inert gaz dengedeki türlerle reaksiyona girmediği için denge sabitinin değeri değişmez. 4. inert gaz ilavesi sonucu hacim artar ve dengedeki tüm türlerin derişimleri belirli oranda azalır. Fakat derişimler oranı değişmediği için denge sabitinin değeri değişmez. 5. inert gaz ilavesi sabit hacimde değil de sabit basınçta yapılsaydı denge sabitinin değeri artardı. 98

111 99 EK-2. ANALOJİK DÜŞÜNME TESTİ ANALOJİK DÜŞÜNME TESTİ Analojik Düşünme Testi sizin benzeşim yapabilme becerinizi ölçmek amacıyla hazırlanmıştır. Test SÖZEL BÖLÜM ve ŞEKİL BÖLÜMÜ olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. A. SÖZEL BÖLÜM Bu bölümde kelimeler arasındaki benzeşimleri yapabilmenizi ölçen sorular bulunmaktadır. Sorulara samimiyetle cevap vermeniz araştırmalarımızın geçerliği açısından çok önemlidir. Cevaplandırmaya başlamadan önce aşağıdaki örnek soruyu inceleyiniz. Örnek Sözel Soru: TAVUK : CİVCİV A. Elma : Armut B. Koyun : Kuzu C. Horoz : Tavuk D. Kuş : Serçe Cevap: TAVUK : CİVCİV A Elma : Armut Koyun : Kuzu C. Horoz : Tavuk D. Kuş : Serçe Açıklama: Sorunun cevabı B seçeneğidir (Koyun : Kuzu). Sorudaki Tavuk ile Civciv arasında aynı hayvanın yetişmiş hali ile yavru hali arasındaki ilişki vardır. Civciv tavuğun yavrusudur. Cevap seçeneklerindeki aynı ilişki B seçeneğinde bulunur. Kuzu, koyunun yavrusudur. Yukarıda verilen örnek soruyu dikkate alarak, aşağıdaki sorularda size en uygun gelen seçeneği işaretleyiniz. Tüm soruları cevaplandırmaya, hiç boş soru bırakmamaya çalışınız. Soruları cevaplarken mutlaka tüm seçenekleri okuyunuz Sözel Bölüm için Süreniz 10 dakikadır.

112 1. KOLEKSİYON YAPMA : BİRİKTİRME 10. ARPA : TAHIL A. Yankesici : Para A. Maya : Ekmek B. Saklama : Stoklama B. Düğüm : İp C. Soygun : Cinayet C. Üzüm : Meyve D. Göçmen : Yerli D. Dal : Yuva 2. ACEMİ : USTA 11. YILAN : SÜRÜNMEK A. Genç : Olgun A. Yumurta : Kırılmak B. Tedbirli olma : Felaket B. Tavsan : Zıplamak C. Düzenleme : Tertipleme C. Kedi : Miyavlamak D. Kalınlık : Dayanıklılık D. Arı : Sokmak 3. TÜY : KUŞ 12. PODYUM : KONUŞMACI A. Pul : Balık A. Gazete : Başyazı B. Saç : Kafa B. Usandırıcı : Konferans C. Kanat : Uçak C. Kürsü : Hakim D. Anten : Böcek D. Önsöz : Kitap 4. TOHUM : BİTKİ 13. FOTOĞRAF MAKİNESİ : FOTORAFÇI A. Kök : Toprak A. Bina : Mimar B. Kemik : İskelet B. Stüdyo : Ressam C. Kabuk : Ağaç C. Et : Kasap D. Yumurta : Kuş D. Stetoskop : Doktor 5. PORTAKAL : TRUNÇGİL 14. SONSÖZ : MEKTUP A. Limon : Kabuk A. Giriş : Kitap B. Lale : Soğan B. Referans : Kaynakça C. Konak : Kulübe C. Final Sahnesi : Film D. Kaplan : Kedigil D. İmza : İsim 6. SİLMEK : BEZ 15. APARTMAN DAİRESİ : KONAK A. Kesmek : Makas A. Uçak : Helikopter B. Leke : Kumaş B. Minibüs : Limuzin C. Kuru : Kova C. Kolye : Yüzük D. Yıkamak : Tabak D. Kütüphane : Kitap 7. ARENA : SAVAŞ 16. ANTİBİYOTİK : ENFEKSİYON A. Serap : Gerçeklik A. Termometre : Sıcaklık B. Saha : Futbol B. Anestezi : Ameliyat C. Sığınak : Takip C. İğne : Aşı D. Amfi tiyatro : Sahne D. Panzehir : Zehirlenme 8. AKCİĞER : SOLUNUM 17. ASİ : UYSAL A. Dil : Ağız A. Çelişkili : Güvenilir B. Dirsek : Diz B. Uyuşuk : Halsiz C. Kulak : İşitme C. Saygılı : Masum D. Ayak : Ayakkabı D. Sessiz : Ağırbaşlı 9. KURAKLIK : YAĞMUR 18. DAHİ : ZEKİ A. Çöl : Güneş A. Kalfa : Çırak B. Kasırga : Rüzgar B. Usta : Deneyimli C. Yanardağ : Lav C. Marangoz : Atölye D. Kıtlık : Yiyecek D. Tamir : Bozuk 100

113 101 B. ŞEKİL BÖLÜMÜ Bu bölümde sekiler arasındaki benzeşimleri yapabilmenizi ölçen sorular bulunmaktadır. Sorulara samimiyetle cevap vermeniz araştırmalarımızın geçerliği açısından çok önemlidir. Cevaplandırmaya başlamadan önce aşağıdaki örnek soruyu inceleyiniz. Örnek Şekil Sorusu: Cevap: Açıklama: Sorunun cevabı C2 deki şekildir. Soruda S1 ile S2 arasındaki benzerliğin, S3 ile cevap seçeneklerindeki (C1, C2, C3, C4) hangi sekil arasında olduğu sorulmaktadır. Sorudaki S1 ile S2 arasında büyüklük iliksisi vardır. İkinci yuvarlak birinciden küçüktür. Dolayısıyla cevap seçeneklerdeki 2. sekil (C2) de sorulan yuvarlaktan (S2) daha küçüktür. Yukarıda verilen örnek soruyu dikkate alarak, aşağıdaki sorularda size en uygun gelen seçeneği işaretleyiniz. Tüm soruları cevaplandırmaya, hiç bos soru bırakmamaya çalısınız. Şekil Bölümü İçin Süreniz 10 dakikadır.

114 102

115 103

116 104 EK-3. MANTIKSAL DÜŞÜNME GRUP TESTİ MANTIKSAL DÜŞÜNME GRUP TESTİ Sevgili öğrenciler; Size verilen bu test 21 sorudan oluşmaktadır. Testteki sorularda nesne ve durumları açıklamak için resimli ifadeler kullanılmıştır. 1 den 18 e kadar olan sorular iki basamaktan oluşmaktadır. Birinci basamaktaki seçeneklerde sorunun cevabı, ikinci basamaktaki seçeneklerde ise cevabınızın nedeni yer almaktadır. Bu sorularda, doğru cevap nedeni ile birlikte verildiğinde değerlendirilmeye alınacaktır. Yalnızca birisi işaretlendiğinde ise yanlış kabul edilecektir. Cevap kâğıdında 1 den 18 e kadar olan her soru için iki sütün bulunmaktadır. Bunlardan CEVAP sütununa sorunun doğru cevabını SEBEP sütununa ise cevabın nedeni olan seçeneği işaretleyiniz. Örneğin 25 inci sorunun cevabı size göre c ise ve Sebep kısmındaki en uygun açıklama 2 inci seçenek ise cevap kağıdını aşağıdaki gibi doldurun: SORU CEVAP SEBEP 25 a b d e Son üç soruda (19, 20 ve 21) ise cevabı yazmanız istenmektedir. Soru kitapçığında bu sorularla ilgili kısımları okurken nasıl cevaplayacağınız anlatılmıştır. Süre 1 ders saatidir. Soru Kitapçığı üzerinde istediğiniz işlemleri yapabilirsiniz. Cevaplarınızı yalnızca cevap kâğıdına işaretleyiniz. Adı Soyadı :... Doğum Tarihi/Yaş :... Sınıf :... Cinsiyet :... Tarih :... B A Ş A R I L A R

117 105 SORU 1: KİL TOP Ali nin aynı şekil ve büyüklükte iki kil topu vardır. Toplar teraziye konulduğunda aynı ağırlıkta gelmektedir. Kil top 1 Kil top 2 Terazi kefesi Terazi kefesi Terazi Kil toplar teraziden alınıp 2 inci kil top yassı bir gözleme şekline getirilmiştir. Kil top 1 Kil top 2 BUNA GÖRE AŞAĞIDAKİ İFADELERDEN HANGİSİ DOĞRUDUR? a) gözleme şeklindeki kil daha ağırdır. b) iki kil parçası da eşit ağırlıktadır. c) top şeklindeki kil daha ağırdır. SEBEP: 1. kil artırılmamış veya eksiltilmemiştir. 2. ikinci kil gözleme şekline getirildiğinde alanı daha büyük olmuştur. 3. herhangi bir şey yassı hale getirildiğinde ağırlığı azalır. 4. yoğunluğu nedeniyle top şeklinde olanda daha fazla kil vardır. SORU 2: TEST TÜPÜ A ve B test tüpleri aynı miktarda su ile doludur. Aşağıda görüldüğü gibi, A tüpündeki su X tüpüne, B tüpündeki su ise Y kavanozuna dökülmüştür. BUNA GÖRE AŞAĞIDAKİ İFADELERDEN HANGİSİ DOĞRUDUR? a) X tüpünde Y kavanozundan daha fazla su vardır. b) Y kavanozunda X tüpünden daha fazla su vardır. c) X tüpünde ve Y kavanozunda eşit miktarda su vardır. SEBEP: 1. Y kavanozu X tüpünden daha geniş ve daha büyüktür. 2. Sular diğer kaplara boşaltılırken su ilave edilmemiş veya azaltılmamıştır.

118 tüpün boyu ve kavanozun eni eşittir. 4. X tüpündeki suyun seviyesi Y kavanozundaki suyun seviyesinden daha yüksektir. SORU 3: YOL Engin farklı kibritleri kullanarak iki yol yapmıştır. Yollar aşağıdaki gibidir. Engin daha sonra fikrini değiştirir ve 1. yolu aynı bırakıp 2. yolu zikzak yapar. Yol 1 Yol 2 Yol 1 BUNA GÖRE AŞAĞIDAKİ İFADELERDEN HANGİSİ DOĞRUDUR? a) 1. yol 2. yoldan daha uzundur. b) 2. yol 1. yoldan daha uzundur. c) 1. ve 2. yollar aynı uzunluktadır. SEBEP: 1. Düz gitmek her zaman zikzak gitmekten daha kısadır. 2. Kibritlerin sayısı artırılmamış veya eksiltilmemiştir yol 6 kibritten, ikinci yol 7 kibritten oluşmuştur. 4. yol zikzak hale getirildiğinde düz halinden daha az yer tutar. SORU 4: Metal Ağırlıklar Ayşe nin iki kavanozu vardır. Kavanozların büyüklükleri ve şekilleri aynıdır. Her iki kavanozda da aynı miktar su vardır. Yol 2 Kavanoz 1 Kavanoz 2 Ayşe nin aynı zamanda eşit hacimli iki metal ağırlığı vardır. Bunlardan biri ağır, diğeri hafiftir. Hafif metal ağırlık Ağır metal ağırlık Ayşe hafif olan metal ağırlığı kavanoz 1 e koyar ve kavanozdaki su seviyesi aşağıda görüldüğü gibi yükselir.

119 107 Kavanoz 1 Kavanoz 2 Ağır metal ağırlık KAVANOZ 2 YE AĞIR METAL KONULDUĞUNDA NE OLACAKTIR? a) su seviyesi kavanoz 1 dekinden daha yüksek olacaktır. b) su seviyesi kavanoz 1 dekinden daha düşük olacaktır. c) su seviyesi kavanoz 1 deki kadar olacaktır. SEBEP: 1. ağırlıklar eşit büyüklükte olduklarına göre eşit miktarda yer kaplarlar 2. metal ağırlığın ağırlığı arttıkça su seviyesi daha fazla yükselecektir. 3. ağır olan metal ağırlığın daha fazla basıncı olduğundan su daha az yükselecektir. 4. metal ağırlığın ağırlığı arttıkça su seviyesi daha az yükselecektir. SORU 5: Plastik Kap 1 Biri geniş, diğeri dar iki plastik kap vardır Geniş kap Dar kap Her kabın kenarı eşit aralıklara bölünmüştür. Ahmet her iki kaba da eşit miktarda su doldurur. Su seviyesi geniş kapta 4. işarete, dar kapta ise 6. işarete kadar gelir. Geniş kap Dar kap Ahmet geniş kaba daha büyük bardakla su doldurur ve su seviyesi 6. işarete kadar gelir.

120 108 Geniş kap Dar kap AYNI MİKTAR SU DAR KABA DÖKÜLSEYDİ YÜKSEKLİĞİ NE KADAR OLACAKTI? 2 a) 6 3 b) 8 c) 9 d) başka SEBEP: 1. geniş ve dar kaplara aynı miktarda su konulduğunda oranları her zaman 2 ye 3 olacaktır. 2. su seviyesi geniş kapta 6 olduğunda dar kapta 2 işaret daha fazla olacaktır. 3. dar ve geniş kaplardaki su oranı 2 ye 3 tür. Geniş kapta su seviyesi 6 ise, dar kapta 2/3 oranında daha fazla olacaktır. 4. tahmin etmek mümkün değildir. SORU 6: Plastik Kap 2 Soru 5 deki aynı plastik kaplar kullanılmaktadır. Bu sefer Ahmet dar kaba bir bardak su koyar. Su seviyesi aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 11. işarete gelir. Geniş kap Dar kap AYNI MİKTAR SU GENİŞ KABA DÖKÜLDÜĞÜNDE SU SEVİYESİ NEREDE OLACAKTIR? 1 a) b) 7 3 c) 9 d) başka SEBEP: 1. su seviyesi dar kapta 11 ise geniş kapta bunun 2 eksiği olacaktır.

121 geniş kap dar kabın iki katı büyüklüğündedir. 3. aynı miktar suyu geniş ve dar kaplara koyduğumuzda oran her zaman 3 e 2 olacaktır. 4. tahmin etmek mümkün değildir. SORU 7: Bardak Büyüklüğü 1 Aşağıdaki şekilde biri küçük diğeri büyük iki bardak ve biri büyük diğeri küçük iki kap görülmektedir. Küçük bardak Büyük bardak Büyük kap Küçük kap Küçük kabı doldurmak için 6 büyük bardak veya 9 küçük bardak su gerekmektedir. Büyük kap ise 8 büyük bardakla dolmaktadır. BÜYÜK KABI DOLDURMAK İÇİN KAÇ KÜÇÜK BARDAK SU GEREKMEKTEDİR? a) 10 b) 11 c) 12 d) başka SEBEP: 1. büyük kabı doldururken büyük ve küçük bardak sular arasındaki fark daima 3 olacaktır. 2. büyük kabı doldurmak için 2 küçük bardak su daha gerekmektedir. 3. büyük bardaklardaki suyun küçük bardaklardaki suya oranı daima 2 ye 3 olacaktır. 4. tahmin etmek mümkün değildir. SORU 8: Bardak Büyüklüğü 2 Aşağıdaki şekilde biri küçük diğeri büyük iki bardak ve biri büyük diğeri küçük iki kap görülmektedir. Küçük bardak Büyük bardak Büyük kap Küçük kap Büyük kabı doldurmak için 15 küçük veya 9 büyük bardak su gerekmektedir. Küçük kap ise 10 küçük bardak su ile dolmaktadır. KÜÇÜK KABI DOLDURMAK İÇİN KAÇ BÜYÜK BARDAK SU GEREKMEKTEDİR? a) 4 b) 5

122 110 c) 6 d) başka SEBEP: 1. küçük kabı doldurmak için 5 küçük bardaktan daha az su gereklidir. Öyleyse, aynı kabı doldurmak için 5 büyük bardaktan daha az su gereklidir. 2. büyük ve küçük bardakların oranı daima 5 e 3 olacaktır. 3. küçük bardak büyük bardağın yarısı kadardır. Bu nedenle aynı küçük kap yaklaşık olarak büyük bardak sayısının yarısı kadar su ile tamamen dolar. 4. tahmin etmek mümkün değildir SORU 9: Terazi 1 Hasan ın aşağıdaki gibi bir terazisi vardır. Hasan D noktasına 10 birimlik bir ağırlık astığında terazi aşağıdaki gibi görünmektedir. TERAZİYİ TEKRAR DENGELEMEK İÇİN HASAN 5 BİRİMLİK AĞIRLIĞI NEREYE ASMALIDIR? a) J noktasına b) K ve L arasına c) L noktasına d) L ve M arasına e) M noktasına SEBEP: 1. asılacak ağırlık diğerinin yarısı kadar olduğuna göre iki misli uzağa yerleştirilmelidir birim ağırlıkla aynı uzaklığa, ancak karşı istikamete 3. 5 birimlik ağırlığın azlığını telafi etmek için uzağa asılmalı 4. terazi kolunun en sonuna asmak teraziye daha çok güç verir ve dengeler. 5. ağırlık azaldıkça daha uzağa asılmalıdır. SORU 10: Terazi 2 Meral in aşağıdaki gibi bir terazisi vardır. Meral terazinin I noktasına 15 birimlik bir ağırlık asar ve terazi aşağıdaki gibi görünür.

123 111 MERAL 10 BİRİMLİK AĞIRLIĞI NEREYE ASMALI Kİ TERAZİYİ TEKRAR DENGEDE DURSUN? a) E noktasına b) D noktasına c) B noktasına d) A ve B nin arasına e) A noktasına SEBEP: birim ağırlıkla aynı mesafeye, ancak karşı istikamete 2. terazi kolunun en sonu teraziyi dengelemek için daha çok güç verir birim ağırlık 15 birimlik ağırlığın 2/3 ü dür. Öyleyse 15 birimlik ağırlığın karşı istikametine ve 3/2 si mesafeye yerleştirilmelidir birimlik ağırlık küçüklüğünü telafi etmek için uzağa asılmalıdır. 5. ağırlık azaldıkça daha uzağa asılmalıdır. SORU 11: Sarkaç Uzunluğu Bir çubuğa üç ip bağlanmıştır. 1. ve 3. ipler eşit uzunlukta, 2. ip ise daha uzundur. Yaşar 2. ve 3. iplerin uçlarına 5 birimlik, 1. ipin ucuna ise 10 birimlik bir ağırlık asar. Her ipin ucundaki ağırlıklar sallanabilmektedir. Yaşar ipin ileri ve geri sallanma süresine ip uzunluğunun bir etkisi olup olmadığını bulmak ister. BU DENEY İÇİN HANGİ İPİ VE AĞIRLIĞI KULLANMASI GEREKMEKTEDİR? a) 1. ve 2. ipler. b) 1. ve 3. ipler. c) 2. ve 3. ipler. d) 1., 2. ve 3. ipler. e) sadece 2. ip. SEBEP: 1. iplerin uzunlukları eşit olmalıdır. İplerin ağırlıkları farklı olmalıdır. 2. farklı uzunluklar farklı ağırlıklarla denenmelidir. 3. bütün ipler ve ağırlıklar diğerleri ile karşılaştırarak denenmelidir. 4. sadece en uzun ip denenmelidir. Deney ağırlıkla değil ipin uzunluğu ile ilgilidir.

124 ipin uzunluğu dışında her şeyin aynı olması halinde fark yaratıp yaratmadığı söylenebilir. SORU 12: Sarkaç Ağırlığı Yaşar şimdi de ipin ucundaki ağırlığın, ipin ileri geri sallanma süresine bir etkisi olup olmadığını öğrenmek istemektedir. BU DENEY İÇİN HANGİ İPİ VE AĞIRLIĞI KULLANMALIDIR? a) 1. ve 2. ipler b) 1. ve 3. ipler c) 2. ve 3. ipler d) 1., 2. ve 3. ipler e) sadece 1. ipi. SEBEP: 1. sadece en ağır olan ağırlık denenmelidir. Bu deney uzunlukla değil ağırlıkla ilgilidir. 2. Farklı uzunluklar farklı ağırlıklarla denenmelidir. 3. bütün ipler ve ağırlıklar diğerleri ile karşılaştırılarak değerlenmelidir. 4. Ağırlık dışında her şeyin aynı olması halinde ağırlığın fark yaratıp yaratmadığı söylenebilir. 5. iplerin uzunlukları farklı olmalıdır. Ağırlıklar eşit olmalıdır. SORU 13: Top 1 Erhan ın kavisli bir rampası vardır. Bu rampanın ortasında da hedef top adı verilen bir top vardır. Biri ağır, diğeri hafif olmak üzere iki top daha vardır. Erhan bu toplardan birini kavisli rampadan yuvarlayıp hedef topu vurabilir, bu da hedef topu rampanın karşı kıyısına iter. Toplar biri alçak diğeri yüksek olmak üzere iki noktadan yuvarlanabilirler. Erhan hafif topu alçak noktadan yuvarlar. Top rampadan aşağı yuvarlanır ve hedef topa vurarak onu karşı tarafa iter.

125 113 Erhan topun bırakıldığı noktanın hedef topun ilerleme mesafesi üzerinde bir etkisi olup olmadığını bulmak istemektedir. BU DURUMU TEST ETMEK İÇİN ŞİMDİ YÜKSEK NOKTADAN HANGİ TOPU YUVARLAMALIDIR. a) ağır topu b) hafif topu SEBEP: 1. hafif topla başladığına göre hafif topla bitirmelidir. 2. ilk defa hafif topu kullandığına göre ikinci defa ağır topu kullanmalıdır. 3. ağır topun hedef topu daha uzağa götürecek kuvveti vardır. 4. doğru karşılaştırma yapabilmek için hafif topun yüksek noktadan yuvarlanması gerekir. 5. topun ağırlığı dikkate alınmadığına göre aynı top kullanılabilir. SORU 14: Top 2 Şekil 1 de kavisli bir rampa görülmektedir. Rampanın ortasında ağır hedef top bulunmaktadır. A metalinden yapılmış bir topun rampanın yüksek noktasına konulduğunu ve rampadan aşağı yuvarlandığını düşünelim. Top aşağı yuvarlandığında ağır hedef topu rampanın karşı tarafına hareket ettirecektir. Şekil 1 Şekil 2 de aynı kavisli bir rampa görülmektedir. Bu defa rampanın dibine hafif hedef top yerleştirilmiştir. B metalinden yapılmış top A metalinden yapılmış topun yuvarlandığı noktadan yuvarlanır ve hafif hedef topa vurarak rampanın karşı tarafına hareket ettirir. Şekil 2 Bu deney gerçekten yapıldığında B Metelinden yapılmış top hedefi A metalinden yapılmış toptan daha ileri hareket ettirmiştir. BU DENEY B METALİNİN HEDEFİ A METALİNDEN DAHA İLERİ HAREKET ETTİREBİLECEĞİNİ İSPAT ETMEKTE MİDİR? a) evet b) hayır c) daha fazla bilgiye ihtiyaç var SEBEP:

126 deneyin açıklanmasında B metalinin hedefi A metalinden daha ileri hareket ettirdiği belirtilmiştir. 2. hedef top hafifledikçe metal top tarafından daha ileri itilecektir. 3. metal toplar farklı ağırlıklardaki hedef toplara vurmaktadırlar. İki metal hakkında bir şey söylemek mümkün değildir. 4. metal topun ağırlığı arttıkça hedef top daha ileriye gider. 5. A ve B metal topları aynı noktadan bırakılmıştır. SORU 15: Kareler ve Eşkenar Dörtgenler 1 Bir torbanın içinde, 3 benekli tahta kare 4 siyah tahta kare 5 beyaz tahta kare 4 benekli tahta eşkenar dörtgen 2 siyah tahta eşkenar dörtgen 3 beyaz tahta eşkenar dörtgen vardır. Bütün kare ve parçalar aynı büyüklük ve şekildedir. Bütün eşkenar dörtgen parçalar da aynı büyüklük ve şekildedir. Torbadan bir parça çekilir. BU PARÇANIN BENEKLİ OLMA OLASILIĞI NEDİR? a) 3 de 1 b) 4 te 1 c) 7 de 1 d) 21 de 1 e) başka SEBEP: 1. torbanın içinde 21 parça vardır. Bunların içinden 1 benekli parça seçilebilir. 2. toplam 7 benekli parçadan biri seçilebilir parçanın 7 si beneklidir. 4. torbanın içinde üç küme vardır. Bunlardan biri beneklidir. 5. kare parçaların 1/4 ü ve eşkenar dörtgen parçaların 4/9 u beneklidir.

127 115 SORU 16: Kareler ve Eşkenar Dörtgenler 2 Bir torbanın içinde, 3 benekli tahta kare 4 siyah tahta kare 5 beyaz tahta kare 4 benekli tahta eşkenar dörtgen 2 siyah tahta eşkenar dörtgen 3 beyaz tahta eşkenar dörtgen vardır. Bütün kare ve parçalar aynı büyüklük ve şekildedir. Bütün eşkenar dörtgen parçalar da aynı büyüklük ve şekildedir. Torbaya elinizi uzatın ve ilk dokunduğunuz parçayı alın. BENEKLİ EŞKENAR DÖRTGEN VEYA BEYAZ EŞKENAR DÖRTGEN BİR PARÇA SEÇME OLASILIĞI NEDİR? a) 3 de 1 b) 9 te 1 c) 21 de 1 d) 21 de 9 e) başka SEBEP: parçanın 7 si benekli veya beyaz eşkenar dörtgendir. 2. beneklilerin 4/7 si beyazların 3/8 i eşkenar dörtgendir parçanın 9 u eşkenar dörtgendir. 4. torbanın içindeki 21 parçadan bir eşkenar dörtgen seçilmesi gerekir. 5. torbanın içinde 9 eşkenar dörtgen parça vardır. Bunlardan birinin seçilmesi gerekir. SORU 17: Fareler Bir çiftçi tarlasında yaşayan fareleri gözlemiş ve farelerin zayıf veya şişman olduklarını görmüştür. Aynı zamanda farelerin siyah veya beyaz kuyrukları vardır. Bu durum çiftçiyi farenin büyüklüğü ile kuyruğunun rengi arasında bir ilişki olup olmadığı konusunda düşündürmüştür. Çiftçi tarlasının bir bölümündeki tüm fareleri yakalamaya ve incelemeye karar vermiştir. Çiftçinin yakaladığı fareler aşağıda görülmektedir. FARENİN BÜYÜKLÜĞÜ İLE KUYRUĞUNUN RENGİ ARASINDA BİR İLİŞKİ OLDUĞUNU DÜŞÜNÜR MÜSÜNÜZ (BAŞKA BİR DEYİŞLE BELLİ BÜYÜKLÜKTEKİ BİR FARENİN BELLİ RENKTE KUYRUĞU MU VARDIR)? a) evet b) hayır SEBEP:

128 şişman farelerin 8/11 inin siyah kuyrukları ve zayıf farelerin 3/4 ünün beyaz kuyrukları vardır. 2. şişman ve zayıf farelerin siyah ve beyaz kuyrukları olabilir. 3. bütün şişman farelerin siyah kuyrukları yoktur. Bütün zayıf farelerin beyaz kuyrukları yoktur farenin siyah kuyruğu ve 12 sinin beyaz kuyruğu vardır fare şişman ve 8 fare zayıftır. SORU 18: Balık Aşağıdaki balıkların bazıları büyük bazıları küçüktür. Aynı zamanda bazı balıkların geniş, bazılarının ise dar çizgileri vardır. BALIKLARIN BÜYÜKLÜĞÜ İLE ÇİZGİLERİNİN ÇEŞİDİ ARASINDA BİR İLİŞKİ VAR MIDIR (DİĞER BİR DEYİŞLE, BELLİ BÜYÜKLÜKTEKİ BALIĞIN BELLİ TİPTE ÇİZGİSİ Mİ VARDIR)? a) evet b) hayır SEBEP: 1. büyük veya küçük balıkların geniş veya dar çizgileri olabilir. 2. büyük balıkların 3/7 sinin ve küçük balıkların 9/21 inin geniş çizgileri vardır balık büyük 21 balık küçüktür. 4. bütün büyük balıkların geniş çizgileri ve bütün küçük balıkların dar çizgileri yoktur. 5. balıkların 12/28 inin geniş çizgileri ve 16/28 inin dar çizgileri vardır.

129 117 SORU 19: Dans Akşam yemeğinden sonra bazı öğrenciler dansa gitmeye karar verirler. Üç erkek: AHMET (A), BORA (B), CAHİT (C) ve üç kız: LEYLA (L), MİNE (M) ve NESRİN (N) öğrenci vardır. AHMET (A) BORA (B) CAHİT (C) LEYLA (L) MİNE (M) NESRİN (N) AHMET LEYLA, yani A-L olası dans çiftlerinden biridir. DİĞER OLASI TÜM DANS ÇİFTLERİNİ SIRALAYIN. ERKEKLER ERKEKLERLE VE KIZLAR KIZLARLA DANS EDEMEZLER. SORU 20: Alışveriş Merkezi Yeni bir alışveriş merkezinde zemin kata 4 dükkan yerleştirilecektir. Bunlar; Berber (B), Dönerci (D), Gazeteci (G) ve Camcı (C) dır. Dört dükkanın olası yerleştirilme şekillerinden biri BDGC dir. Bu da Berberin ilk, Dönerci onun yanında, daha sonra Gazeteci ve sona da Camcının yerleşmesi demektir.

130 118 BU DÖRT YERE DÜKKANLARIN TÜM DİĞER OLASI YERLEŞTİRME ŞEKİLLERİNİ SIRALAYINIZ. SORU 21: Işık Kutusu Taner in şekil 1 deki gibi bir feneri vardır. Bu özel fenerin dört düğmesi vardır: düğmeler A,B,C,D harfleri ile gösterilmiştir. Fenerin yanması için doğru düğme veya düğmelerin aşağı yukarı hareket ettirilmesi gerekmektedir. Taner farklı denemelerde değişik düğmeleri YUKARI pozisyonuna getirir ve siyah düğmeye basarak ışığın yanıp yanmadığını kontrol eder. Olası bir kombinasyon A ve B düğmelerini yukarı kaldırmak ve siyah düğmeye basmaktır. Şekil 2 deki gibi, AB yukarı CD aşağı. TANER İN IŞIĞI YAKABİLMESİ İÇİN MÜMKÜN OLAN TÜM DÜĞME KONUMLARI KOMBİNASYONLARINI YAZINIZ.

131 119 EK-4: KİMYASAL DENGE KAVRAM TESTİ CEVAP ANAHTARI Soru Cevap Cevabın Nedeni Soru Cevap Cevabın Nedeni 1. d a 1 2. d a 1 3. d b 3 4. a b 3 5. b c 3 6. c b 3 7. a c 3 8. c d 5 9. b c a a b b a d c c c b b a c b c a b b c 1

132 120 EK-5 ANALOJİK DÜŞÜNME TESTİ CEVAP ANAHTARI Sözel Bölüm 1. soru: Cevap B Sözel Bölüm 2. soru: Cevap A Sözel Bölüm 3. soru: Cevap A Sözel Bölüm 4. soru: Cevap D Sözel Bölüm 5. soru: Cevap D Sözel Bölüm 6. soru: Cevap A Sözel Bölüm 7. soru: Cevap B Sözel Bölüm 8. soru: Cevap C Sözel Bölüm 9. soru: Cevap D Sözel Bölüm 10. soru: Cevap C Sözel Bölüm 11. soru: Cevap B Sözel Bölüm 12. soru: Cevap C Sözel Bölüm 13. soru: Cevap D Sözel Bölüm 14. soru: Cevap C Sözel Bölüm 15. soru: Cevap B Sözel Bölüm 16. soru: Cevap D Sözel Bölüm 17. soru: Cevap A Sözel Bölüm 18. soru: Cevap B Şekil Bölümü 1. Soru: Cevap 2. Sekil Şekil Bölümü 2. Soru: Cevap 4. Sekil Şekil Bölümü 3. Soru: Cevap 3. Sekil Şekil Bölümü 4. Soru: Cevap 2. Sekil Şekil Bölümü 5. Soru: Cevap 2. Sekil Şekil Bölümü 6. Soru: Cevap 4. Sekil Şekil Bölümü 7. Soru: Cevap 4. Sekil Şekil Bölümü 8. Soru: Cevap 1. Sekil Şekil Bölümü 9. Soru: Cevap 2. Sekil Şekil Bölümü 10. Soru: Cevap 1. Sekil Şekil Bölümü 11. Soru: Cevap 3. Sekil Şekil Bölümü 12. Soru: Cevap 4. Sekil Şekil Bölümü 13. Soru: Cevap 4. Sekil Şekil Bölümü 14. Soru: Cevap 3. Sekil Şekil Bölümü 15. Soru: Cevap 2. Sekil Şekil Bölümü 16. Soru: Cevap 1. Sekil Şekil Bölümü 17. Soru: Cevap 1. Sekil Şekil Bölümü 18. Soru: Cevap 2. Sekil Şekil Bölümü 19. Soru: Cevap 2. Sekil Şekil Bölümü 20. Soru: Cevap 3. Sekil Şekil Bölümü 21. Soru: Cevap 1. Sekil Şekil Bölümü 22. Soru: Cevap 3. Sekil

133 121 EK-6. MANTIKSAL DÜŞÜNME GRUP TESTİ CEVAP ANAHTARI SORU CEVAP SEBEP 1. Kil Top B 1 2. Test Tüpü C 2 3. Yol C 2 4. Metal Ağırlıklar C 1 5. Plastik Kap 1 C 1 6. Plastik Kap 2 B 3 7. Bardak Büyüklüğü 1 C 3 8. Bardak Büyüklüğü 2 C 2 9. Terazi 1 E Terazi 2 B Sarkaç Uzunluğu C Sarkaç Ağırlığı B Top 1 B Top 2 B Kareler ve Eşkenar A 3 Dörtgenler Kareler ve Eşkenar A 1 Dörtgenler Fareler A Balık B Dans sorusunun cevapları A-L B-L C-L Dans sorusu için belirtilen cevaplarda 1 hata veya A-M B-M C-M A-N B-N C-N bir eksik olursa soru doğru kabul edilecektir. Belirtilenden fazla olursa soru yanlış olarak değerlendirilecektir. 20. Alış veriş merkezi sorusunun cevapları BDGC DBGC GDCB CGBD Alış veriş merkezi sorusu için BDCG DBCG GDBC CGDB belirtilen cevaplarda 2 hata veya BGDC DCBG GCBD CDBG 2 eksik olursa soru doğru kabul BGCD DCGB GCDB CDGB edilecektir. Belirtilenden fazla BCGD DGBC GBDC CBDG olursa soru yanlış olarak BCDG DGCB GBCD CBGD değerlendirilecektir. 21. Işık Kutusu sorunun cevapları Yukarı Aşağı Yukarı Aşağı - ABCD BC AD Işık kutusu sorusu için belirtilen A BCD BD AC cevaplarda 2 hata veya 2 eksik B ACD CD AB olursa soru doğru kabul C ABD ABC D edilecektir. Belirtilenden fazla D ABC ABD C olursa soru yanlış olarak AB CD ACD B değerlendirilecektir. AC BD BCD A AD BC ABCD -

134 122 EK-7. ÇALIŞMADA KULLANILAN ETKİNLİK ve ANALOJİLER 1. a) Fiziksel statik ve dinamik denge (Eşit kollu terazi ve yürüyen merdiven) b) Açık kapta suyun buharlaşması ve kapalı kapta suyun buharlaşma-yoğunlaşma dengesi Şekil1 Şekil2 2. Dengenin dinamik doğası (Kırmızı ve mavi toplar animasyonu) ( Animasyondaki kırmızı toplar girenleri, mavi toplar ise ürünleri temsil etmektedir. Başlangıçta ortamda sadece kırmızı toplar vardır. Daha sonra mavi toplar oluşmaya başlar, oluşmaya başlayan mavi topların bir kısmı çarpışarak kırmızı topları oluşturur. Mavi topların oluşumu ileri yöndeki reaksiyon hızını, mavi toplardan kırmızı topların oluşumu ise geri yöndeki reaksiyon hızını temsil etmektedir. Bir süre sonra ileri ve geri yöndeki reaksiyonlar devam etmesine rağmen mavi ve kırmızı topların sayıların sabit kalması tepkimenin dengeye geldiğini temsil etmektedir. 3. Bir reaksiyonun dengeye ulaşma süreci (Arı kovanı analojisi; Bu analoji yardımıyla bir reaksiyonun dengeye ulaşma sürecinin anlaşılması amaçlanır.)

135 123 Analog(Bilinen): Arı kovanı Özelikler: Hedef kavram: Dengeye ulaşıncaya kadar ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızı ve dengedeki türlerin derişimi derişim. Özelikler: Paylaşılan Özellikler 1- Şafakta bütün arılar içerdedir ve kovan içinde hareket eder. 2- Kısa bir süre sonra dışarıya doğru tek taraflı bir hareket vardır. 3- Biraz sonra birkaç arı kovana döner fakat daha fazlası terk eder. 4- Öğleye doğru birim zamanda kovana giren ve kovandan çıkan arıların sayıları eşit olur ve kovandaki arıların sayısı sabit kalır. 1. Reaksiyonun başlangıcında ortamda yalnızca girenler vardır ve tanecikler hareketlidir. Henüz ürün oluşmamıştır. 2. Kısa bir süre sonra girenler çarpışarak ürünleri oluşturur. Başlangıçta ortamda ürün olmadığı için reaksiyonun ilk başladığı anda geri yöndeki reaksiyon hızı sıfırdır. 3. Ürün derişimi az olduğu için tekrar girenlere oluşturma hızı düşüktür. Ama girenlerin derişimi daha fazla olduğu için ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızından büyüktür. 4- Bir süre sonra ürün derişimi arttığı için geri yöndeki reaksiyon hızı da artar ve ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndeki reaksiyon hızına eşit olduğunda denge kurulur. Denge kurulduğu anda dengedeki türlerin derişimi sabit kalır. Paylaşılamayan özellikler 1- Arı kovanında hareket eden arılardır 2- Arılar içgüdüsel olarak hareket ederler 3- Arılar içgüdüsel olarak bal yapmak için çalışırlar. 4- Hava karardığında arılar kovana döner. 1- Reaksiyonlarda hareket eden taneciklerdir. 2- Kimyasal reaksiyonlardaki taneciklerin hareketi sahip olduğu kinetik enerjiden dolayıdır. 3- Kimyasal reaksiyonlarda tanecikler minimum enerji ve maksimum düzensizliğe ulaşmak için reaksiyona girerler. 4- Reaksiyon dengeye geldikten sonra dışarıdan bir etki olmadığı sürece girenlerin ürünleri, ürünlerin de girenleri oluşturması dinamik bir şekilde devam eder. 4. Ortamda sadece girenlerin olması ile başlayan reaksiyonun dengeye gelme süreci (Bilye oyunu1): Öğrenciler gruplara ayrılır aşağıda belirtilen kurallara göre oyun oynanır.

136 Sınıf dört öğrenciden oluşan gruplara ayrılır ve her gruba 40 bilye verilir. 2. Her grupta bir kişi girenleri, bir kişi ürünleri temsil eder ve iki kişi de tabloya gerekli bilgileri kayıt ve hesaplama işlemlerini yaparlar. 3. Girenleri temsil eden kişiye 40 tane bilye verilir fakat ürünleri temsil eden kişiye verilmez. 4. Girenleri temsil eden kişi ile ürünleri temsil eden kişi bilyelerini karşılıklı olarak değiştireceklerdir. Bu değişimde girenleri temsil eden kişi sahip olduğu bilyelerin yarısını ürünleri temsil eden kişiye verirken ilerleyen zamanda ürünleri temsil eden kişi de sahip olacağı bilyelerin dörtte birini girenleri temsil eden kişiye verecektir. 4. Ayrıca transfer işlemi yapılırken yarım bilyeye ihtiyaç duyulduğunda yarım bilye olmayacak şekilde bir tamamlama yapılır. (örneğin transfer edeceği miktar 2,5 ise 3 bilye transfer edecektir) 5. Kaydedici her takımın transfer etmesi için gereken miktarı hesaplayacak, kontrol edecek ve kaydedecektir. 6. Takım dinamik dengeye ulaşıldığına karar verdiğinde girenlerin ve ürünlerin bilye sayılarını hesaplayarak [Ürünler]/[Girenler] oranını bulacaktır. TAKIM GİRENLER ÜRÜNLER Toplam bilye sayısı Transfer edilen bilye sayısı Transfer edilen bilye sayısı Toplam bilye sayısı Başlangıç Transfer 20 0 Sonuç Transfer 10 5 Sonuç Transfer 7,5=8 6,25=6 Sonuç Transfer 7 7 Sonuç Transfer 7 7 Sonuç Öğrenciler bilyeleri değiş tokuş yaptıkları halde derişimin aynı kaldığını fark ederler. [ürünler]/[girenler] oranı yaklaşık iki birim olarak bulunur (27/13).

137 125 Bu aktivite ile bir kimyasal reaksiyon dengeye ulaşırken ve denge durumunda aşağıdaki özelliklerin öğrenilmesi amaçlanmıştır: 1. Reaksiyon dengeye gelirken girenlerin ve ürünlerin derişimleri ile ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının nasıl değiştiğini görmeleri 2. Sistem dengede iken ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının birbirine eşit olduğunu ve şartlarda bir değişme olmadığı zaman ileri ve geri yöndeki reaksiyonların olmasına rağmen ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının değerlerinin değişmediğini görmeleri. 3. Sistem dengede iken aynı koşullarda girenler ile ürünlerin derişimlerinin sabit olduğunu ve zamanla değişmediğini görmeleri. 4. Girenlerin tamamının ürünlere dönüşmediğini yalnızca girenlerin belirli bir oranda ürünlere dönüştüğünü görmeleri. Oyun oynatıldıktan sonra öğrencilere aşağıdaki tablo verilir. Tabloda sadece bilyenin (analog kavramın) özellikleri vardır. Hedef kavram ile oyundaki paylaşılan ve paylaşılmayan özelliklerin öğrenciler tarafından doldurulur. Bilinen: bilyeler Hedef: dengede durumunda ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları ve derişimlerin sabit kalması Paylaşılan özellikler 1- Başlangıçta yalnızca girenler takımında bilye vardır. 2- Transfer edilen bilye sayısı başlangıçta en fazladır. Daha sonraki transferlerde bilye sayısı azalıyor. 3- Başlangıçta ürünler takımının transfer ettiği bilye sayısı sıfırdır. 4- Ürünler takımının transfer ettiği bilye sayısı zamanla artıyor. 5- Bir süre sonra alınan ve verilen bilye sayıları eşittir. 6- Gruplar arasında bilye alış verişi devam etmesine rağmen girenler ve ürünler takımının bilye sayısı değişmiyor. 1- Reaksiyonun başlangıcında ortamda yalnızca girenler vardır. 2- İleri yöndeki reaksiyon hızı başlangıçta en fazladır. Girenlerin derişimi azaldığı için zamanla azalır 3-Reaksiyonun ilk başladığı anda ortamda ürün olmadığı için geri yöndeki reaksiyon hızı sıfırdır. 4-Reaksiyon başladıktan sonra ürün derişimi zamanla arttığı için geri yöndeki reaksiyon hızı da zamanla artar. 5-Bir kimyasal reaksiyon dengeye ulaştığı zaman ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları eşit olur. 6-Bir kimyasal reaksiyon dengeye ulaştığı zaman ileri ve geri yöndeki reaksiyonların olmasına rağmen girenlerdeki ve ürünlerdeki türlerin derişimi değişmez. Paylaşılamayan özellikler 1- Bilyelerin hepsi aynı büyüklüktedir. 1- Reaksiyondaki taneciklerin

138 126 büyüklükleri farklıdır. 2- Girenler ve ürünleri aynı bilyeler temsil etmektedir. 3- Girenler bir tarafta ürünler diğer taraftadır. 2- Reaksiyonlarda oluşan ürünler girenlerden farklı kimyasal özelliklere sahiptir. 3- Kimyasal dengede ise girenler ürünler bir kap içinde karışmış durumdadır girenler veya ürünler kabın her tarafında olabilir. 5. Sıvı transfer modeli ( 1. kap 2. kap Analog kavramlar: Kaplardaki sıvı miktarı ve bir kaptan diğerine aktarılan sıvı miktarı. Hedef kavramlar: Reaksiyonun dengeye gelmesi, dengenin dinamik doğası, denge anında girenlerin ve ürünlerin derişimlerinin sabit olması; ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının eşitliği. Paylaşılan Özellikler Başlangıçta birinci kapta sıvı varken ikincisinde yoktur. Birinci kaptaki sıvı hacmi zamanla azalır. Reaksiyon başlamadan önce ortamda girenler vardır fakat ürünler yoktur. Girenlerin derişimi zamanla azalır

139 127 İkinci kaptaki sıvı hacmi zamanla artar. Küçük beherde başlangıçta sıvı yoktur, taşınan sıvı hacmi zamanla artar. Büyük beherdeki sıvı hacmi zamanla azalır. Büyük ve küçük beherdeki sıvı hacimleri bir süre sonra eşit olur Bir süre sonra birinci ve ikinci kaplardaki sıvıların hacmi sabittir. Birinci kaptan ikincisine sıvı taşınırken aynı anda ikinci kaptan birinciye de sıvı taşınır. Ürünlerin derişimi zamanla artar. Başlangıçta geri yöndeki reaksiyon hızı sıfırdır. Ortamda ürünler oluşmaya başladıkça geri yöndeki reaksiyon hızı zamanla artar. Girenlerin derişimi azaldıkça ileri yöndeki reaksiyon hızı zamanla azalır. Denge anında ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları eşittir. Denge anında girenlerin ve ürünlerin derişimleri sabittir Kimyasal denge dinamiktir, ileri ve geri yöndeki reaksiyonlar eş zamanlı olarak devam eder. Paylaşılmayan Özellikler Girenler ve ürünleri temsil eden sıvılar farklı kaplardadır. Gösterilen sistem açıktır. Girenler ve ürünler aynı sıvıyla gösterilmiştir. Denge reaksiyonlarında girenler ve ürünler aynı ortamdadır. Denge reaksiyonları kapalı sistemlerde olur. Kimyasal reaksiyonlarda girenlerden farklı ürünler oluşur. 6. Denge sabiti kavramı (Hammadde ürün analojisi) 7. Ortamda girenlerin ve ürünlerin bulunması ile başlayan reaksiyonun dengeye gelmesi (Bilye Oyunu 2) Bir önceki derste oynanan bilye oyununun sonucu öğrencilere hatırlatılır. Bir önceki oyunda girenleri temsilen ortamda 40 bilye vardı denge anında ise girenlerden 27 ürünlerden ise 13 bilye vardı ve denge anındaki temsili hız 7 birimdi. Başlangıçta dir. Sıcaklığın aynı olduğunu kabul ederek ilk oyunda yapılan işlemler yapılır. Yalnız bu defa başlangıçta 40 bilye girenleri temsil eden kişiye ve 20 bilye ürünleri temsil eden kişiye verilerek transfer işlemlerine devam edilir.

140 128 TAKIM GİRENLER ÜRÜNLER Toplam bilye sayısı Transfer edilen e sayısı Transfer edilen bilye sayısı Toplam bilye sayısı Başlangıç Transfer 20 5 Sonuç Transfer 13 9 Sonuç Transfer Sonuç Transfer Sonuç Transfer Sonuç Sabit sıcaklıkta sadece girenler yerine bir miktar girenler ve bir miktar ürünlerle başlamamıza rağmen yine de dinamik dengeye ulaşıldı. [ürünler]/[girenler] oranı yine iki birimdir (40/20). Yani yine yaklaşık iki görüldüğü gibi ortamda türlerin başlangıç derişimleri denge sabitini etkilemiyor. Kd yine 2 dir. Bu aktivite ile bir kimyasal tepkimenin ortama yalnızca girenlerin eklenmesiyle dengeye ulaşılmadığını bir miktar girenlerden bir miktar ürünlerden eklenmesi durumunda da dengeye ulaşabileceğini görmeleri sağlamak için uygulanır. Etkinlik 1:Öğrencilerin Analoji Üretme Etkinliği Kağıdı Analog (bilinen), benzetilecek kavram ya da olay Dengenin dinamik doğası, ileri ve geri yöndeki reaksiyonların eş zamanlı gerçekleşmesi, bir süre sonra hızların eşitlenip, derişimlerin sabitlenmesi (hedef, benzeyecek kavram) Paylaşılan(ortak) Özellikler

141 129 Paylaşılmayan (ortak olmayan) özellikler 8. Dengeye etki eden faktörler (İp cambazı ve aile yeni bir çocuğun katılması durumu) 9. Dengeye etki eden faktörle Le Chatelier s ilkesi (Sıcaklık ve basıncın değişiminin dengeye etkisi) ( y) Etkinlik 2: Şeker yeme ile diş çürümeleri arasındaki ilişkiyi nasıl açıklarsınız? Şekerli yiyecekler yenildikten sonra ağızda kalan şekerler bir süre sonra fermantasyona uğrayarak tükürüğün asitliğini artırır. Ca 5 (PO 4 ) 3 OH(k) 5Ca +2 (aq) + OH - (aq) + 3PO 4-3 (aq) diş minesi Etkinlik 3: Sizce çok sayıda bireyde rastlanılan yükseklik korkusu hastalığının sebebi nedir? Yani çok yüksek olmayan bir yerden yükseğe çıkıldığında hissedilen baş ağrısı, mide bulantısı ve halsizliğin nedeni nedir? oksijen + hemoglobin oksihemoglobin dengesine göre denge nasıl tepki gösterir? Yükseklere çıkıldıkça oksijen miktarı azalır sistem bu azalmanın etkisini gidermek için girenler yönüne kayar, dolayısıyla dokulara taşınan oksijen miktarı azaldığı için vücut bu duruma tepki olarak soruda bahsedilen tepkileri verir. 10. Dengedeki bir sistemde derişim değişimin etkisi (Bilye Oyunu 3) Bilye oyunu 2 hatırlatılır önce. Bu oyunda Ortamda girenleri 40 bilye ürünleri ise temsilen 20 bilye vardı. Denge anında ise Girenlerde 20, ürünlerde 40 bilye vardı. Denge sabitinin değeri 2, denge anındaki hız ise 10 birimdi. Girenler Ürünler Kd V (hız)

142 130 Dengeye gelmeden önce Denge anında /20=2 10 birim Bilye oyunu 2 de sistem dengede iken girenleri temsil eden kişiye 10 tane bilye daha verilerek işleme devam edilir. (Bilye oyunu 2 de sistem dengede iken girenlerde 20 ürünlerde ise 40 bilye vardı. Girenlere 10 bilye daha verilirse 30 bilye ile aktiviteye başlanılacaktır.) TAKIM GİRENLER ÜRÜNLER Toplam sayısı bilye Transfer edilen sayısı Transfer edilen bilye sayısı Toplam sayısı bilye Başlangıç Transfer Sonuç Transfer Sonuç Transfer Sonuç Transfer Sonuç Bu analojiyle dengede olan bir reaksiyonda girenlerin derişimi artırıldığında bu değişimin dengedeki hızlara, dengedeki türlerin derişimine olan etkilerini ve denge sabitinin sayısal değerinin değişmediğinin görülmesi sağlanacak. 1. Reaksiyon yeniden dengeye ulaşıncaya kadar girenlerin ve ürünlerin derişimlerindeki değişimi görmeleri. 2. Reaksiyon yeniden dengeye geldiğinde girenlerin ve ürünlerin derişimlerinin ne olduğunu görmeleri ve ilk denge durumu ile karşılaştırmaları. 3. Reaksiyon yeniden dengeye ulaşıncaya kadar ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarındaki değişimi görmeleri. 4. Reaksiyon yeniden dengeye ulaştığında ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının ne olduğunu görmeleri ve ilk denge durumu ile karşılaştırmaları.

143 Denge sabiti değerinin aynı sıcaklıkta derişimdeki değişmenin değişmesi ile değişmediğini görmeleri. Girenler Ürünler Kd V (hız) Dengeye gelmeden önce Denge anında /23=2 12 birim Oyun bittikten sonra sonuçlar hep birlikte değerlendirilir. 11. Dengedeki bir sistemde basınç veya hacim değişimin etkisi (Bilye Oyunu 4) Sistem dengede iken reaksiyon kabının hacminin yarıya düşürüldüğünü düşünerek aktiviteye devam edilecektir. Bu analojide her grupta girenleri temsilen iki kişi ve ürünleri temsilen bir kişi, bir kişi de bilgileri kaydedici kişi olarak görev yapacaktır. Sistem denge durumunda iken girenleri temsil eden kişilerde 33 er tane bilye ve ürünleri temsil eden kişide 67 tane bilye olacaktır. Girenleri temsil eden kişiler bilyelerin yarısını transfer ederken ürünleri temsil eden kişi sahip olduğu bilyelerin altıda birini transfer edecektir. Girenler 1 Girenler 2 Ürünler TAKIM GİRENLER ÜRÜNLER Toplam sayısı bilye transfer edilen bilye sayısı transfer edilen bilye sayısı Toplam sayısı bilye Başlangıç Transfer Sonuç Transfer Sonuç Transfer Sonuç Transfer 17 17

144 132 Sonuç Transfer Sonuç Bu analojiyle dengede olan bir reaksiyonda reaksiyon kabının hacmi yarıya indirilirse bu değişimin dengedeki hızlara, dengedeki türlerin derişimine ve denge sabitine olan etkilerini görmeleri sağlanır. 1. Reaksiyon yeniden dengeye ulaşıncaya kadar girenlerin ve ürünlerin derişimlerindeki değişimi görmeleri. 2. Reaksiyon yeniden dengeye geldiğinde girenlerin ve ürünlerin derişimlerinin ne olduğunu görmeleri ve ilk denge durumu ile karşılaştırmaları. 3. Reaksiyon yeniden dengeye ulaşıncaya kadar ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarındaki değişimi görmeleri. 4. Reaksiyon yeniden dengeye ulaştığında ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının ne olduğunu görmeleri ve ilk denge durumu ile karşılaştırmaları. 5. Denge sabiti değerinin aynı sıcaklıkta derişim değişmesi ile değişmediğini görmeleri. 12. Dengedeki bir sisteme katalizörün etkisi (Tünel-tepe analojisi) Girenler ürünler Girenler ürünler Girenler ve ürünler köyleri bir tepe ile ayrılmaktadır. Girenlerin ürünleri; ürünlerin girenleri görebilmesi için bu tepeyi aşması gerekmektedir. Bu nedenle sürekli girenlerürünler köylerinde yaşayan köylüler karşılıklı olarak seyahat etmektedirler. Zamanla köylüler bu yüksek tepeyi tırmanmaktan yorulmuşlar ve gidiş dönüş çift yollu bir tünel yaptırmışlar. Böylece girenlerden ürünlere, ürünlerden girenlere gitmek daha kısa sürede gerçekleşir olmuştur. Tünelden önce Tünelden sonra Girenlerden ürünlere 60 dk 15 dk Ürünlerden girenlere 60 dk 15 dk Analog kavram: Tünel, köy, tepe, gidiş-geliş süresi Hedef kavram: Katalizör, girenler, ürünler, aktivasyon enerjisi, reaksiyonun dengeye

145 133 gelmesi Paylaşılan(ortak) Özellikler Girenler köyünden ürünler köyüne, ürünlerden de girenlere sürekli olarak köylüler gidip gelmektedir. Tünel köylülerin gidiş-geliş sürelerini aynı oranda azaltarak hızlarını artırmıştır. Tünel yapıldıktan sonra köyler arası gidiş-geliş daha kısa sürede olacaktır. Bir denge reaksiyonunda eş zamanlı olarak girenler ürünleri, ürünler de girenleri oluşturmaktadır. Katalizör ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızını aynı oranda artırmıştır. Katalizör kullanıldığı zaman reaksiyon daha kısa sürede dengeye gelir. Paylaşılmayan (ortak olmayan) özellikler Girenler ve ürünlerdeki köylüler farklı yerlerdedir arada bir tepe vardır. Hareket eden köylülerdir. Köylülerin hareketleri isteklerine bağlıdır. Açık sistem Reaksiyon ortamında girenler ve ürünler aynı ortamdadır. Hareket eden taneciklerdir. Kimyasal reaksiyonlarda taneciklerin hareketi sahip oldukları kinetik enerjiden dolayıdır. Kapalı sistem 13. Sıcaklık ve derişimdeki değişiminin denge sabitine etkisi (Fabrika-ürün analojisi) Analog kavramlar: Fabrika, hammadde, hatasız bilgisayarlar, üretim oranı, teknolojik şartlar, ihracat-ithalat Hedef kavramlar: Reaksiyon ortamı, girenler, ürünler, denge sabiti, sıcaklık, ortamdan ürünlerin çekilmesi, sisteme ürün ilave etmek Paylaşılan Özellikler Bilgisayar üretimi fabrikalarda gerçekleşir. Kimyasal reaksiyonlar kapalı kaplarda meydana gelir. Fabrikanın ham maddeyi ürünlere dönüştürme oranı sabittir. Teknolojik şartlar değişmediği sürece bu oran değişmez. Üretimde yeni teknoloji kullanılarak hatasız bilgisayar üretme şansı değişirse fabrikanın üretim oranı da değişir. Denge reaksiyonlarında ürünlerin girenlere oranı sabittir. Sıcaklık değişmediği sürece bu değişmez. Bir denge reaksiyonunda sıcaklık değişirse denge sabiti de değişir.

146 134 Ürünlerin ihracatı (ortamdan ürün çekilmesi) durumunda fabrikanın talebi karşılamak için daha çok ürün elde etmesi üretim oranını değiştirmez. Daha çok hammadde işlenmesi (ortama giren eklenmesi) sonucunda da elde edilen ürün miktarı artar. Fakat üretim oranı yine sabittir. İthalat sonucu ortama bilgisayarların gelmesi durumunda fabrika ürettiği bilgisayarları satamayacağı için üretimi azalır. Bu durumda da yine üretim oranı sabittir. Denge reaksiyonlarında türlerin derişimleri değişse de denge sabiti değişmez. Türlerden birinin ilavesi ve ortamdan çekilmesi sırasında denge sabiti değişmez. Türlerden birinin ilavesi denge sabitini değiştirmez. Paylaşılmayan Özellikler Fabrikada hatasız bilgisayar üretimi hatalı bilgisayar üretiminden fazladır. Mesai sonunda fabrika üretime ara verir. İthalat sonucu piyasaya sürülen bilgisayarların bir kısmı tekrar hammaddeye dönüşmez. Hammadde ve bilgisayarlar bir arada değildir. Yeni teknoloji kullanılarak üretim oranı artırılabilir. Fakat denge reaksiyonlarında denge anında ileri yöndeki reaksiyon hızı geri yöndekine eşittir. Denge reaksiyonlarında ürünler oluştuktan sonra reaksiyon durmaz. Denge reaksiyonlarında ortama ürün ilave edilmesi durumunda ürünlerin bir miktarı girenlere dönüşür. Denge reaksiyonlarında girenler ve ürünler aynı ortamda birbiri içerisinde dağılmış durumdadır. Sıcaklık artışı tüm denge reaksiyonlarında denge sabitini artırmaz.

147 Dengedeki bir sisteme katalizörün etkisi (Bir duvarın iki tarafında çalışan iki işçi). Etkinlik 4: Vurgun olayı N 2 (g) N 2 (çözünmüş) Öğretmen vurgun olayının nedenini öğrencilerle tartışır. Eğer dalgıçlar 15 metreden daha derine hızlı bir şekilde dalarlarsa azot ve diğer gazlar kanda solunum döngüsü içerisinde çözünür. Yüzeyden çok derine inildiğinde solunumun sonucu olarak denge sağa kayar ve kanda çözünmüş azot gazı derişimi artar. Eğer basınçtaki azalma yani yüzeye çıkma çok ani ve hızlı olursa kanda çözünmüş azot, azot gazından oluşan hava kabarcıklarını oluşturur ve ölüme kadar gidebilecekler hastalıklara neden olabilir. Verilen dengeye göre bunun nedeni basınç azalırsa azot gazı derişimi azalır sistem bu derişimdeki azalmanın etkisini gidermek için azot gazı oluşturacak şekilde girenler yönüne kayar. Bu durum vurgun olayına sebep olur. Bu nedenle dalgıçlar derinden yüzeye çıkarken yavaş yavaş, kademeli olarak yüzerler. Böylece basıncın dengelenmesi ve kandan azot gazının salınımına izin verilir. Etkinlik 5: Özellikle ciddi yanık yaraları kanı deriye taşıyan damarlara da zarar verebilir. Bunun sonucunda yarayı iyileştirecek olan kan taşınamaz. Bu problemi çözmek için hastaların yüksek basınç odalarına alınmasını nasıl açıklarsınız? O 2 (g) O 2 (çözünmüş) dengesinden faydalanarak açıklanabilir. Bu şekilde havadaki oksijen yara yüzeyindeki sıvıda daha çok çözünür ve yara iyileşir.