BİYOLOJİ EĞİTİMİNDE YENİ GELİŞMELER

Transkript

1 BİYOLOJİ EĞİTİMİNDE YENİ GELİŞMELER Gülşah AŞILIOĞLU, Özge AYTAÇ Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi, Biyoloji Eğitimi A.B.D., ANKARA ÖZET: Biyoloji yeni gelişmelere açık, sürekli ilerleyen ve hayatla iç içe olan bir bilimdir. Bir ders olarak biyoloji öğrencilere neler verebiliyor? Yani biyoloji eğitiminde gerçekten etkili bir eğitim sağlanabiliyor mu? Bu soruya en güzel cevabı yapılan çalışmalarla verebiliriz den başlayarak 2002 yi de kapsayan yıllarda yurt dışında biyoloji eğitimi ile ilgili yapılan araştırmalar incelenmiş ve bunlardan dikkat çekici olanlar seçilerek, bu posterde yer verilmiştir. Journal of Biolojical Education, Science Education, American Biology Teacher, Journal of Science Teacher Education, Journal of Science Education and Tecnology, Educational Research, dergilerinden yararlanılarak yaklaşık olarak 500 makale değerlendirilmiş, öğrencilerin ve öğretmenlerin gözüyle, çeşitli biyoloji konularının nasıl anlaşıldığından, kullanılan kaynakların yeterliliğinden, biyoloji eğitiminde karşılaşılan öğrenme güçlüklerinden, yeni yöntemlerin verimliliğinden ve kullanılışlığından, evrim konusunun öğretilmesinden, görsel öğrenmenin öneminden, genetik, bitkilerde taşıma sistemi, difüzyon-osmoz, laktik asit fermantasyonu gibi konuların kavranmasının kolaylaştırılmasından, öğrencilerin canlılık üzerine, ekoloji ve hayvanların sınıflandırılması üzerine görüşlerinden bahseden araştırmalar incelenmiş, aralarından seçilen üç araştırmaya değinilmiş, çalışmaların içeriklerine ve sonuçlarına yer verilmiştir GİRİŞ Günümüzde biyoloji eğitimi, eğitim bilimleri ve teknolojilerinin gelişmesine paralel olarak kendini yenilemektedir. Uygulanan bu yöntemler ve teknikler acaba ne kadar doğrudur? Biyoloji eğitimini geliştirmek amacıyla, özellikle yurt dışında yapılan araştırmalar bu posterde incelenmiş ve öğrencilerin konuları öğrenirken yaşadıkları kavram kargaşaları, çeşitli konulara karşı öğrenci öğretmen tutumları, karşılaşılan öğrenme güçlükleri ve geliştirilen yeni yöntemler üzerinde durulan araştırmalardan bazılarına yer verilmiştir. 2. BÖLÜM I Biyoloji eğitimi araştırmalarında çoğunlukla yeni öğretim yöntemleri geliştirmek amaçlanmaktadır. Biyoloji eğitiminin ezber bilgilere dayandırılmasından çok öğrencilerin beyinlerinde kalıcı bilgiler oluşturabilmek ve biyoloji konularını karşılaştırma ve yorumlama yeteneği kazandırabilmek için öğretim yöntemleri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu tür bir çalışma 2000 yılında Hong Kong da Din Yan Yip tarafından yapılmıştır. Çalışmada laktik asit fermantasyonu konusunun öğretiminde ve öğreniminde zorluklar yaşandığı belirtilmiş ve yeni bir öğretim yöntemi geliştirilmiştir Araştırmanın Metodu 2000 yılında Hong Kong eğitim sertifikası sınavındaki biyoloji soruları ile öğrencilerin insanda ki anaerobik solunumun doğasını ve rolünü anlamaları değerlendirilmiştir Kelime Denklemi Sertifika seviyesindeki öğrencilerden (11.yıl) iskelet kaslarında gerçekleşen laktik asit fermantasyonu sürecini basit bir kelime denklemi ile göstermeleri istenmiştir. Örneğin: Besin (glikoz) laktik asit + enerji Adayların çoğu kelime denklemine çeşitli alternatif cevaplar vermişlerdir. Doğru ve yanlış fikirlerin, öğrencilerin cevaplarına göre analizi Tablo 2.1 de örneklenmiştir. Tablo 2.1. Adayların cevapları Adayların cevapları % 1) glikoz laktik asit (doğru cevap) 2) glikoz laktik asit + karbondioksit 3) glikoz + oksijen laktik asit (+ karbondioksit) 4) Diğer 31,5 35,5 20,8 12,2 Adaylardan bazıları (%20,8) kelime denklemine oksijeni de reaksiyona girenler arasında göstermiştir. Bu yanlışlık öğrencilerin laktik asit oluşumunun oksijensiz yoldan üretildiğini bilmediği

2 sonucunu verir. Buna rağmen bunu söyleyen adaylar soruların ikinci kısmında laktik asit fermantasyonunun oksijen yetersizliğinde olduğunu bildiklerini göstermişlerdir. Buradan anlaşılacağı gibi öğrenciler oksijen yetersizliği denildiği için bu sürecin az da olsa, oksijen varlığında olduğunu düşünmüşlerdir. Diğer, olarak adlandırılan gruptaki öğrencilerin genel olarak aerobik ve anerobik solunumları anlamada eksiklikleri vardır. Bu araştırmada öğrencilerin laktik asit fermantasyonu konusunda kavram yanılgıları olduğu belirlenmiş ve bu yanılgıları giderebilecek bir öğretim stratejisi sunulmuştur Anlamayı Kolaylaştırıcı Bir Öğretim Stratejisi İnsanlarda aerobik ve anerobik solunum mekanizmalarını anlatırken öğretmenler şu öğrenim problemlerini zihinlerinde taşımalıdırlar: Egzersiz sırasında iki solunum süreci arasındaki kompleks ilişkiyi, öğrencilerin bilgi düzeylerine uygun nasıl sunmak gerekir? Çok fazla kimyasal detaya inmeden iki süreç arasındaki enerji üretim farkını öğrencilerin anlamasına nasıl yardımcı olunur? Öğrencilerin alternatif fikirlerine karşılık aerobik solunumun mekanizmasını anlamayı kolaylaştırıcı bir diyagram Şekil 2.1 de sunulmuştur. Bu diyagram alelade kelime denkleminden daha kullanışlıdır. Öğrencilere gözlerinde canlandırma ve anlama imkanı sağlayan diyagram aşağıdaki noktalara değinmiştir: Bütün yol enzimlerle kontrol edilen bir reaksiyon serisinden oluşmuştur. Glikoz molekülü basit bileşenlerine parçalanır ve sonuçta karbondioksite dönüşür. Enerji basamak basamak az miktarlarda ortaya çıkar ve hücre tarafından kullanılır. Oksijen en son basamakta gereklidir. Zorlu egzersiz sırasında bir yandan oksijenli solunum devam ederken, bir yandan da ek enerji sağlamak için laktik asit fermantasyonu gerçekleşir. Kelime denklemi ile karşılaştırıldığında basamak diyagramı daha basitleştirilmiştir. Bütün süreçteki değişikliklerin kısa bir resmini içermektedir. Bu, öğrencilerin aerobik ve anerobik solunum arasındaki ilişkiyi anlamalarına yardımcı olur. Araştırıcı üç adet diyagram kullanmıştır. Bunlardan birincisi aerobik solunumun şeklini içermektedir. İkincisi aerobik solunum ile alkolik fermantasyon arasındaki ilişkiyi göstermektedir. belirtilmiştir. Diyagram O 2 yokluğunda anerobik solunum yolunu maya hücrelerinde göstermektedir; öğrenciler etanol ve CO 2 oluşumu ile ilgili bilgi edinebilir, besinin tam olarak parçalanmadığını görebilir ve neden daha az enerji elde edildiğini anlayabilirler. Üçüncü diyagram ise şekil 2.1 de görülen laktik asit fermantasyonu diyagramıdır. Şekil 2.1. Laktik Asit Fermantasyonu Bu diyagram ile zorlu egzersiz sırasıa kas hücrelerinin oksijenli solunuma devam ettiği ve anerobik solunumun ek enerji elde etmek için ortaya çıktığı daha kolay bir şekilde anlaşılabilecektir.

3 2.3. Değerlendirme Biyoloji sertifika seviye sınavındaki sonuçlar değerlendirildiğinde; öğrencilerin laktik asit fermantasyonunun kimyasal sunumunda çok zayıf oldukları ortaya çıkmıştır. Zorlu kas aktivitesinde gerçekleşen olaylarla ilgili doğru olmayan alternatif fikirler öne sürmüşlerdir. Alternatif yanlış fikirlerin gelişmesini önlemek için öğretmenlerin etkili öğretim stratejilerine ihtiyaçları vardır. Bu çalışmada mantıklı öğrenmeyi kolaylaştırmak için bir seri diyagram dizayn edilmiştir. Bu diyagramlara göre öğrenciler aerobik solunum olayının zihinsel resmini akıllarında tutabilecekler. Kimyasal detayları ezberlemeden, substratın solunumda basamak basamak parçalanmasını ve enerji elde edilmesini gözleyebilecekler. Bu diyagramlarla temel bir bilgi verilip aerobik solunumun mantığı anlaşıldıktan sonra kompleks bilgiler bunun üzerine rahatlıkla anlatılabilecektir.(yip, 2000). 3. BÖLÜM II Biyoloji eğitimi araştırmalarında göze çarpan bir konu da, öğretmenlerin biyoloji konularına karşı tutumlarıdır. Biyoloji öğretmenlerinin, öğrettikleri konuları sevip, sevmeme; inanıp, inanmama durumlarına veya konuya ilgilerine göre öğretimde etkili olma dereceleri değişmektedir. Çoğunlukla öğretmenlerin, kendi ilgilerini çeken ve sevdikleri konuları daha iyi öğrettikleri göze çarpmaktadır. Bu tür bir araştırma Amerika da 2002 yılında Michael Rutledge ve Melissa Mitchell tarafından yapılmıştır. Çalışmada öğretmenlerin Evrim konusuna karşı tutumlarının konuyu öğretimlerini etkileyip etkilemediği araştırılmıştır Araştırmanın Metodu Bu çalışmada bir kavram haritası aktivitesine ek olarak sorular, 989 Hindistan lise öğretmenine mail olarak gönderilmiştir. Öğretmenlerden Evrim konusu ile ilgili kavram haritaları yapmaları istenmiştir. Sorular ise öğretmenlerin evrimi öğretmeleri ve akademik geçmişleri hakkında maddeler içermektedir. 552 (%56) öğretmen, sorulara cevap vermiştir. 235 (%24) öğretmen kavram haritası aktivitesini de tamamlamıştır Araştırmanın Sonuçları Öğretmenlere verilen sorularda öğretmenlerin akademik geçmişleri (biyoloji kredi saatleri, evrimle ilgili kurs, doğa ile ilgili kurs, bilim felsefesi), evrim öğretimleri (kaç gün, müfredattaki yeri) ve evrimi kabul edip etmedikleri sorulmuştur. Öğretmenlerin %33 ünün evrim konusuna üç günden az zaman ayırdıkları görülmüştür. %43 ü konuyu öğretme yöntemlerini, kaçınma veya kısaca adını anma olarak değerlendirmişlerdir. Veriler öğretmenin evrimi kabul edişi arttıkça evrime ayırdığı zamanın da arttığını açığa vurmuştur Kavram Haritaları Kavram haritası aktivitesinin amacı öğretmenlerin evrim ile ilgili bilgi yapılarını ve kavramlarını açık uçlu bir metotla öğrenmektir. Kavram haritaları kabul etmeyen, kararsız ve kabul eden olarak gruplara ayrılmıştır. Evrimi kabul eden öğretmenler %67 gibi bir oranı içine almaktadır. Fakat bunlardan %59 u kavram haritasını tamamlamıştır. %27 si kararsız olduğunu belirtmiş ve bunlardan %19 u kavram haritalarını tamamlamıştır. Kabul etmeyenler %19 dur ve bunlardan %14 ü kavram haritalarını tamamlamıştır. Evrim teorisini kabul etmeyen öğretmenlerin hazırladığı kavram haritaları çok sınırlı kelimelerden oluşmaktadır. Bu tarz kavram haritası hazırlayan öğretmenlerin çoğunluğu Evrim konusunu öğretirken sadece değinip geçtiklerini belirtmişlerdir. Evrim teorisini kabul etmeyen öğretmenlerin kavram haritalarında yaratılış görüşü hakimdir. Evrim in sadece bir teori olduğu ve az kanıtla desteklendiği fikri yaygındır. Bu gruptaki öğretmenlerin haritaları evrim teorisini reddetmişlerdir ve evrimin mekanizması hakkında eksiklikleri bulunmaktadır. Verdikleri detaylar evrim teorisinin tarihsel görünüşü ile sınırlıdır. Kavramlar arasında kurdukları ilişkiler bu öğretmenlerin bilimsel teorileri anlamada zorlukları olduğunu göstermiştir. Bilimsel olmayan inanca dayalı kavramları haritalara yerleştirmeleri evrimin anlaşılmasının kişisel inanca bağlı olduğunu göstermiştir. Kararsız gruba giren öğretmenlerin kavram haritalarında yaratılış görüşü ve evrim teorisine eşit miktarda yer verildiği gözlenmiştir. Kabul etmeyen gruba göre biraz daha geniş haritalar olmakla beraber Evrim in az kanıtla desteklendiği belirtilmiş ve Evrim teorisinin oluşum basamaklarından da kısaca bahsedilmiştir. Doğal seleksiyon kavramı, türleşme kavramı gibi kavramlar evrimin mekanizması olarak belirtilmiştir.

4 Evrim teorisini kabul eden öğretmenlerin kavram haritalarının son derece kapsamlı olduğu gözlenmiştir. Bu haritalarda evrim konusu ayrıntılarıyla ve kanıtlarıyla belirtilmiştir. Ayrıca Evrim teorisini kabul eden öğretmenlerin bu konunun öğretimine daha fazla zaman ayırdıkları ortaya çıkmıştır. Bu grubun haritalarında evrim tanıtılmış, mekanizmaları detayları ile verilmiş ve doğal seleksiyon sürecide eklenmiştir. Genetik varyasyon, eşeyli üreme ve sınırlı kaynaklar için rekabet kavramları haritalarda ortak olarak bulunmaktadır. Türleşme ortak kavramlardan biridir. Kabul edenler grubunun haritaları üç grup içinde en fazla detaylı olanıdır. Kavram haritaları göstermiştir ki, bu gruptaki öğretmenlerin bilgi yapıları diğer gruptakilere göre daha iyi ve seçkindir. Kanıtlardan faydalanmalarından, mekanizmaya önem vermelerinden ve inançsal kavramları almamalarından bu anlaşılmaktadır Değerlendirme Öğretmenlerin akademik geçmişleri inançları ve evrimi kabul edip etmedikleri evrimi iyi öğretip öğretmediklerini destekleyici faktörlerdir. Bilimin doğasını doğrulukla anlamayan öğretmenler evrimin bilimsel değerleri ve arasındaki farkı ayırt etmemekte ve evrime karşıt görüş olan, inançlı bir bakışı benimsemektedirler. Bu da evrim öğretme durumlarını karıştırmaktadır. Bu çalışmada öğretmenlerin biyoloji konularına karşı tutumlarının ve düşüncelerinin o konuları öğretmelerini etkilediği ortaya çıkmıştır. Liselerde evrim öğretilmesinin geliştirilmesi için bir değerlendirme ve değiştirme hazırlık programının, biyoloji öğretmenleri için hazırlanabileceği önerilmiştir. (Rutledge & Mitchell, 2002). 4. BÖLÜM III Ekoloji ve Çevre sorunları okul dışı kabul edilen yaygın eğitimin içinde yer almaktadır. Bu çalışma ile bahsedilen konularda daha yüksek bir öğrenme sağlanmak hedeflenmiştir.doug Knapp ve Elizabeth Barrie nin Hindistan da 2002 yılında yaptıkları bu çalışmada ekoloji konusunun öğretiminde arazi gezilerinin ne derece etkil olduğunu araştırmışlardır Araştırmanın Metodu Bu araştırmada ilköğretimdeki öğrencilere iki farklı çevre gezisi düzenlenmiştir. Çalışmaya katılan öğrenciler Kuzey Hindistan ın 4., 5., 6., sınıflardaki üç yöresel okulundan seçilmiştir. Bu öğrenciler farklı etnik gruplardan oluşmuş öğrencilerdir. Yaklaşık 500 öğrenci toplam gezilere katılmıştır. Hindista nın National Lakeshore Kumullarında yarım günlük olarak sonbaharda (1997) ve ilkbaharda (1998) olmak üzere iki kere götürülmüşlerdir. Birinci gezi programında öğrenciler için uzun bir habitat yürüyüşü düzenlenmiştir bu yürüyüş ile dört farklı habitatta bulunmaları sağlanmıştır böylece bu farklı yerlerdeki ışık, nem, sıcaklık gibi abiyotik faktörler nasıldır bunları birbirleriyle karşılaştırmaları istenmiştir. Her birinde yaşayan hayvanları ve bitkileri belirtmeleri istenmiştir. İkinci gezi ikinci çevre gezisi ise habitatta oluşabile-cek bir takım ekolojik sonuçları içermektedir. Mesela, öğrencilere kumulların oluşması için buzulların, rüzgarın, ağaçların rolü anlatılmıştır. Kumulların oluşmasında insanlar niçin ve nasıl etkilidir? gibi soruların cevapları öğrencilere iletilmiş, ayrıca bu uzun yürüyüş süresince öğrencilere, önemli görülen diğer çevresel sonuçlar anlatılmıştır. Bu programlardan 1-2 gün önce ön test ve program bittiğinde ise son test uygulanarak analizleri yapılmıştır. Katılan 500 öğrenciden yaklaşık %36 sı (181 öğrenci) tüm değerleri tamamlamış yani başarılı olmuştur. Daha sonra bu testler analiz edilmesi için Hindistan Üniversitesine gönderilmiştir Araştırmanın Sonuçları Şekil 4.1 e göre birinci gezi programında öğrencilerin bilgilerinin arttığı görülmüş, bu durumun benzeri ikinci gezi programının ön testinde de görülmüştür.

5 3 Ortalama Puanlar Ekoloji Sonuçlar Ön Test 1 Son Test 1 Ön Test 2 Son Test 2 Testlerin Zamanı Şekil 4.1. Ortalama Bilgi Puanları Araştırmada iki kez tekrarlanan geziler ile ilgili yapılan ön test ve son test sonuçlarına göre, öğrencilerin bu geziler ile, öğrendiklerini hafızalarında tutmalarının kolaylaştığı gözlenmiştir.ekolojik bilgilerin verildiği ve habitatların gözlemlendiği, araştırmada birinci olarak belirtilen gezi, bilgileri hafızada tutma bakımından daha başarılı olmuştur Değerlendirme Doğal Parklar da uygulanan çevre gezi programları ziyaretçilere öğretici olarak kendi doğal çevrelerinde bilgi vermektedir. Bu geziler hem ekolojik bilgi vermekte hem de ekolojik sonuçları öğretmektedir. Çevre gezileri artık günümüzde vazgeçilmez eğitim yöntemi haline gelmiştir. Araştırmalar bize milyonlarca öğrencinin yaptıkları bu geziler ile bilgilerinde ve davranışlarındaki/ tutumlarındaki yanlışlıkları düzelttiklerini göstermiştir.yapılan uzun yürüyüşler ile bilgiyi hatırda tutma ve davranış değişimi bu çalışmada yer almıştır. Her iki gezi programında da bilgi aktarımı olmuştur (Şekil 4.1). Bu çalışmada öğrencilerde bilgi düzeyinin arttığı görülmüştür. (Knapp & Barrie (2001). 5. SONUÇ Biyoloji eğitimi üzerine çok sayıda araştırma yapılmış ve biyoloji eğitiminin geliştirilmesi öğrencilerin biyoloji konularını daha iyi öğrenerek kalıcı bilgiler edinmeleri ve bu bilgileri yorumlayabilme yeteneklerinin kazandırılmasının amaçlandığı görülmüştür. Ülkemizde biyoloji eğitimi araştırmalarının çok uzak geçmişi olmamasından dolayı yurt dışında yapılan çalışmaların Türkiye deki araştırmalar için örnek teşkil edeceği düşünülmektedir. Bu amaçla yurt dışında yapılan çalışmalardan bazıları tanıtılmaya çalışılmış ve yeni yapılacak araştırmalar için yol gösterici olacağı düşünülmüştür. KAYNAKLAR Knapp, D. ve Barrie, E.( 2001). Content Evaluation of an Envorimental Science Field Trip. Journal of Science Education and Tecnology. Vol.10 No.4 Rutlege, M. Ve Mitchell, M. (2002). High School Biology Teachers Knowledge Structure, Acceptance& Teaching of Evolution. The American Biology Teacher. Vol. 64. no.1 Yip, Y. D. (2000). Promoting a Better Understanding of Lactic Acid Fermentation. Journal of Biyolojical Education. Vol:.35 No.1.