SINIF ÖĞRETMENLİĞİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ BASİT ELEKTRİK DEVRELERİ ÜZERİNE BİR DURUM ÇALIŞMASI (SAMSUN İLİ ÖRNEĞİ) *Mualla BOLAT, *Merve SÖZEN, *Cumhur TÜRK *Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, İlköğretim Bölümü, Fen Bilgisi Öğretmenliği Anabilim Dalı, Samsun, TÜRKİYE. Özet: Bu çalışmada sınıf öğretmeni öğretmen adaylarının basit elektrik devrelerinde akım şiddeti ve lamba parlaklıklarının, pil sayısı ve lamba sayısıyla ilişkisini kurabilme ve bir pil, farklı sayıda tel ve farklı sayıda duysuz lamba ile lambaları yakabilecek şekilde elektrik devresi çizebilme düzeylerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma 2006/2007 öğretim yılında Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Sınıf Öğretmenliği 2. Sınıf öğrencilerinden gece ve gündüz toplam 69 öğrenciye uygulanmıştır. Çalışmamın veri toplama aracı çoktan seçmeli, açıklamalı ve öğrencilerin çizim yapmalarını gerektiren sorulardan oluşturulmuştur. Adayların vermiş oldukları cevaplar cinsiyet, üniversiteye giriş taban puanı ve üniversite birinci sınıfta almış oldukları fizik dersinden başarılı olup olmama değişkenleri açısından istatistiksel olarak incelenmiştir. 1. Giriş Yakın geçmişte elektrik konusu üzerine yapılan bazı çalışmalar, öğrencilerin elektrik konusunda sahip oldukları kavram yanılgılarını ve bilgi düzeylerini ortaya çıkarılması üzerine yapılmıştır (Chabers & Andre, 1997; Cohen, Eylon & Ganiel, 1983; Dupin & Johsua, 1987; Heller & Finley, 1992; Osborne, 1981; Shipstone, Jung & Dupin, 1988). 2006-2007 öğretim yılı için hazırlatılmış 4. Sınıf Fen ve Teknoloji dersi kitaplarında Yaşamımızdaki Elektrik Ünitesinde gerçek devre elemanlarıyla öğrencilerin devre kurabilme yeteneklerinin oluşturulması amaçlanmıştır. Bu amaçla pil, ampul, duy, iletken kablo, pil yatağı ile basit Elektrik Devresi Etkinliği ve ünitenin değerlendirme etkinliklerinde de duysuz lamba, tel ve pil ile devre çizim örneklerine yer verilmiştir ( Tunç ve arkadaşları, 2005;). 5. Sınıf Fen ve Teknoloji dersi kitabında da Yaşamımızdaki Elektrik ünitesine yer verilmiş ve devre elemanlarının sembolleri ile doğru devre çizimi öğretimi amaçlanmıştır ( Yılmaz ve arkadaşları, 2005). Her iki sınıf ders kitabında da lambanın iç yapısı ile ilgili ise herhangi bir bilgi bulunmamaktadır. 1.1 Çalışmanın Amacı Bu çalışmada sınıf öğretmeni öğretmen adaylarının basit elektrik devrelerinde akım şiddeti ve lamba parlaklıklarının, pil sayısı ve lamba sayısı ile ilişkisini kurabilme ve bir pil, farklı sayıda tel ve farklı sayıda duysuz lamba ile lambaları yakabilecek şekilde elektrik devresi çizebilme düzeylerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca bu (çalışmanın verileri) çalışmada sınıf öğretmeni adaylarının elektrik konusundaki bilgi düzeyleri; cinsiyet, üniversiteye giriş taban puanı ve üniversite birinci sınıfta almış oldukları fizik dersinden başarılı olup olmama değişkenleri açısından istatistiksel olarak incelenmiştir.
2. Yöntem Yapılan araştırma belirli bir duruma ilişkin sonuçları ortaya koymayı hedeflediğinden bir durum çalışmasıdır. 2.1. Örneklem Çalışmanın evreni Samsun ili sınıf öğretmenliği 2. Sınıf öğrencilerini kapsamaktadır. Örneklem, amaçlı örneklem yöntemi kullanılarak 2006/2007 Öğretim yıllında OMÜ Atakum Eğitim Fakültesi Sınıf Öğretmenliği 2. Sınıf öğrencilerinden 37 si gündüz ve 32 si gece toplam 69 öğrenciden oluşturulmuştur. 2.2. Veri Toplama Aracı Veri toplama aracı 3 boyuttan oluşmaktadır. Birinci boyutta akım şiddeti ve lambaların parlaklıkları hakkında çoktan seçmeli 4 test sorusu, ayrıca her çoktan seçmeli test sorusu için niçin o seçeneği işaretlediğinin nedenini açıklayan yapılandırılmış açık uçlu sorulardan oluşturulmuştur. İkinci boyutta farklı sayıda tel, farklı sayıda lamba ve bir pil kullanarak lambaları yakacak şekilde çizimler yapmaları, üçüncü boyutta ise lambanın iç yapısını çizmeleri istenmiştir. 3. Bulgular Çalışmanın I. boyutunda adaylardan Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devrelerinde akım ve lamba parlaklıklarını kıyaslamaları istenmiştir. Bu kısımla ilgili verilen doğru cevapların frekans ve % verileri Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1. Adayların çalışmanın birinci boyutunda Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devreleri ile ilgili sorulara verdikleri doğru cevaplar ile yapmış oldukları doğru açıklamaların frekans ve % verileri ( N: 69 ) Soru Doğru % Soru 1 Soru 2 Soru 3 Soru 4 Test 32 46,4 Açıklama 25 36,2 Test 25 36 Açıklama 21 30 Test 44 63,8 Açıklama 31 44,9 Test 43 62,3 Açıklama 30 43,5 Adayların çalışmanın birinci boyutunda Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devreleri ile ilgili sorulara verdikleri doğru cevaplar ile yapmış oldukları doğru açıklamaların cinsiyete göre frekans ve % verileri Çizelge 2 de verilmiştir.
Çizelge 2. Adayların çalışmanın birinci boyutunda Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devreleri ile ilgili sorulara verdikleri doğru cevaplar ile yapmış oldukları doğru açıklamaların cinsiyete göre frekans ve % verileri (N kız:29, N erkek:40) Soru % kız % erkek Soru 1 Soru 2 Soru 3 Soru 4 Test 48 45 Açıklama 38 35 Test 34 37,5 Açıklama 24 35 Test 55 70 Açıklama 38 50 Test 51,7 70 Açıklama 31 52,5 Adayların çalışmanın birinci boyutunda Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devreleri ile ilgili sorulara verdikleri doğru cevaplar ile yapmış oldukları doğru açıklamaların üniversitede daha önceden almış oldukları fizik dersinden geçip-kalmalarına göre % verileri Çizelge 3 de verilmiştir. Çizelge 3. Adayların çalışmanın birinci boyutunda Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devreleri ile ilgili sorulara verdikleri doğru cevaplar ile yapmış oldukları doğru açıklamaların doğruluklarının üniversitede daha önceden almış oldukları fizik dersinden geçip-kalmalarına göre % verileri (N geçen:35, N kalan: 34) Soru % geçen % kalan Soru 1 Soru 2 Soru 3 Soru 4 Test 68,5 23,5 Açıklama 60 11,7 Test 54 17,6 Açıklama 51 8,8 Test 74 53 Açıklama 60 29,4 Test 74 50 Açıklama 51,4 35 Adayların çalışmanın birinci boyutunda Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devreleri ile ilgili sorulara verdikleri doğru cevaplar ile yapmış oldukları doğru açıklamaların üniversiteye giriş taban puanlarına göre % verileri Çizelge 4 de verilmiştir.
Çizelge 4. Adayların çalışmanın birinci boyutunda Çizelge 5 ve Çizelge 6 daki basit elektrik devreleri ile ilgili sorulara verdikleri doğru cevaplar ile yapmış oldukları doğru açıklamaların üniversiteye giriş taban puanlarına göre % verileri (N eşit ağırlık: 38, N sayısal: 31) Soru % eşit ağırlık % sayısal Soru 1 Soru 2 Soru 3 Soru 4 Test 26 71 Açıklama 13 64,5 Test 21 54,8 Açıklama 18 45 Test 44,7 87 Açıklama 21 74 Test 42 87 Açıklama 29 61 Çalışmanın I. boyutunda yer alan ve Çizelge 5 de gösterilen Şekil I, Şekil II ve Şekil III deki basit elektrik devrelerinde ana koldaki akımlar ve lamba parlaklıkları ile ilgili olan 1. ve 2. sorulara adayların yapmış olduğu doğru-yanlış açıklama örnekleri Çizelge 5 de verilmiştir. Çizelge 5. Çalışmanın I. boyutunda yer alan Şekil I, Şekil II ve Şekil III deki basit elektrik devrelerinde ana koldaki akımlar ve lamba parlaklıkları ile ilgili olan 1. ve 2. sorulara adayların yapmış olduğu doğru-yanlış açıklama örnekleri Soru 1: Yandaki şekillerde bulunan lambaların dirençleri ve üreteçler özdeştir. Şekil I, II ve III de ampermetrelerin gösterdiği akımlar için ne söylenebilirsiniz? Neden bu cevabı verdiniz. Açıklayınız. Doğru Açıklama Yanlış Açıklama Soru 2: Şekil I, II ve III deki lambaların parlaklıkları hakkında ne söylenebilirsiniz? Neden bu cevabı verdiniz. Açıklayınız.
Doğru Açıklama Yanlış Açıklama Çalışmanın I. boyutunda yer alan ve Çizelge 6 da gösterilen Şekil I, Şekil II ve Şekil III deki basit elektrik devrelerindeki akımlar ve lamba parlaklıkları ile ilgili olan 3. ve 4. sorulara adayların yapmış olduğu doğru-yanlış açıklama örnekleri Çizelge 6 da verilmiştir. Çizelge 6. Çalışmanın I. boyutunda yer alan Şekil I, Şekil II ve Şekil III deki basit elektrik devrelerindeki akımlar ve lamba parlaklıkları ile ilgili olan 3. ve 4. sorulara adayların yapmış olduğu doğru-yanlış açıklama örnekleri Soru 3: Yandaki şekillerde bulunan lambaların dirençleri ve üreteçleri özdeştir. Şekil I, II ve III de ampermetrelerin gösterdiği akımlar için ne söylenebilirsiniz? Neden bu cevabı verdiniz. Açıklayınız. Doğru Açıklama Yanlış Açıklama Soru 4: Şekil I, II ve III deki lambaların parlaklıkları hakkında ne söylenebilirsiniz? Neden bu cevabı verdiniz. Açıklayınız. Doğru Açıklama Yanlış Açıklama
Çalışmanın II. boyutunda adayların bir tel, duysuz bir lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri Çizelge 7 de verilmiştir. Çizelge 7. Bir tel, duysuz bir lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri. Gerçek Devre Doğru Çizim Yanlış Çizim Elemanları Adayların iki tel, duysuz bir lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri Çizelge 8 de verilmiştir.
Çizelge 8. İki tel, duysuz bir lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri. Gerçek Devre Elemanları Doğru Çizim Yanlış Çizim Adayların bir tel, duysuz iki lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri Çizelge 9 da verilmiştir. Çizelge 9. Bir tel, duysuz iki lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri. Doğru Çizim Yanlış Çizim Gerçek Devre Elemanları
Adayların dört tel, duysuz iki lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri Çizelge 10 da verilmiştir. Çizelge 10. Dört tel, duysuz iki lamba ve bir pil ile yanabilir lamba için doğru-yanlış çizim örnekleri. Yanlış Çizim Gerçek Devre Elemanları Doğru Çizim Çalışmanın ikinci boyutunda adayların Çizelge 7, Çizelge 8, Çizelge 9 ve Çizelge 10 daki gerçek devre elemanları ile yapmış oldukları doğru çizimlerin frekans ve % verileri Çizelge 11 de verilmiştir. Çizelge 11. Çalışmanın ikinci boyutunda adayların Çizelge 7, Çizelge 8, Çizelge 9 ve Çizelge 10 daki gerçek devre elemanları ile yapmış oldukları doğru çizimlerin frekans ve % verileri (N: 69) SORU (Alternatif Doğru Çizim ( % ) Sayısı) Soru 5 (2 Alternatif) Alternatiflerden Birini Doğru Çizen Alternatiflerden İkisini Doğru Çizen 19 (% 27,5) 2 (% 2,9) Soru 6 (1 Alternatif) Soru 7 (5 Alternatif) Alternatiflerden Birini Doğru Çizen Alternatiflerden İkisini Doğru Çizen Alternatiflerden Birini Doğru Çizen 16 (% 23,2) Alternatiflerden Üçünü Doğru Çizen Alternatiflerden Dördünü Doğru Çizen Alternatiflerden Beşini Doğru Çizen 15 (% 21,7) 0 (% 0) 1 (% 1,4) 0 (% 0) 0 (% 0)
Soru 8 (2 Alternatif) Alternatiflerden Birini Doğru Çizen Alternatiflerden İkisini Doğru Çizen 7 (% 10,1) 3 (% 4,3) Çalışmanın III. boyutunda adayların bir lambanın iç yapısının çizilmesi ile ilgili soruya vermiş oldukları cevapların frekans ve % verileri Çizelge 12 de verilmiştir. Çizelge 12. Adayların tümünün ampulün iç yapısının çizilmesi ile ilgili soruya verdikleri cevapların dağılımı (N: 69) Soru Doğru Yanlış Boş % doğru Soru 9 4 5,8 Adayların bir lambanın iç yapısı ile ilgili doğru-yanlış çizim örnekleri Çizelge 13 de verilmiştir. Çizelge 13. Bir lambanın iç yapısı için doğru-yanlış çizim örnekleri. Doğru Çizim Yanlış Çizim 4. Tartışma ve Sonuç Çizelge 1 incelendiğinde sınıf öğretmeni öğretmen adaylarının veri toplama aracındaki test sorularına verdikleri doğru cevap yüzdeleri ile bu sorulara vermiş oldukları bilimsel açıklamaların yüzdelerine bakıldığında test sorularında daha başarılı oldukları görülmektedir. Adayların test sorularına gösterdikleri başarıyı, yapılandırılmış açıklama sorularına gösterememelerinin nedeni ortaokuldan itibaren girmiş oldukları sınavlarda karşılaştıkları
soruların test tipi soruları şeklinde olmasından kaynaklanabilir. Ayrıca adayların sahip oldukları bilgileri teorik olarak ifade edememesi de diğer bir sebep olarak gösterilebilir. Çizelge 2 incelendiğinde sınıf öğretmeni öğretmen adaylarının anketteki test sorularına ve açıklamalarına verdikleri cevaplarda cinsiyet açısından anlamlı bir fark görülmemektedir. Çizelge 3 incelendiğinde sınıf öğretmeni öğretmen adaylarının anketteki test sorularına ve açıklamalarına verdikleri cevaplarda üniversitede daha önceden fizik dersini almış ve bu dersten geçmiş olan adayların, fizik dersini almış fakat başarısız olmuş öğrencilere oranla daha başarılı oldukları görülmektedir. Bunun sebebi olarak üniversitede almış oldukları fizik dersindeki elektrik konusu ile ilgili eğitimin etkisi gösterilebilir. Çizelge 4 de çalışmanın birinci boyutunda adayların sorulara vermiş oldukları cevaplara göre üniversiteye sayısal taban puanı ile giriş yapmış öğrencilerin, eşit ağırlık taban puanı ile giriş yapan öğrencilere göre büyük ölçüde başarı elde ettikleri görülmektedir. Bunun nedeni üniversiteye sayısal tabanlı giren öğrencilerin ortaöğretimde almış oldukları fizik dersinin de katkısından kaynaklanabilir. Çizelge 11 de adayların çalışmanın ikinci boyutundaki gerçek devre elemanlarıyla yapmış oldukları yanabilir lamba ile ilgili doğru çizimlerin frekans ve yüzde verilerine bakıldığında doğru çizimlerin sayısının ve alternatif çizimlerin sayısının da oldukça düşük olduğu görülmektedir. Öğretmen adayları fizik dersleri işlenirken basit elektrik devreleri ile ilgili sembolleri kullanmaktadırlar. Laboratuar derslerinde pil yatağı, duy gibi hazır laboratuar araç gereçleri ile deney yapmaktadırlar. Bu nedenle öğretmen adayları sembollerle kurulan basit elektrik devreleri ile laboratuar araç gereçleri ile kurulan basit elektrik devrelerine alışkın olduklarından basit elektrik devrelerinin çalışma mekanizmasını kavrayamamaktadırlar. Daha açık söylemek gerekirse öğrenciler lambanın içerisinde bir direnç ve bu direnç bağlantısının nasıl olduğu hakkında bir fikre sahip olmamalarından kaynaklandığı düşünülebilir. Bu yorumu çizelge 12 deki lambanın iç yapısının çizimi ile ilgili veriler gösterilebilir. Lambanın iç yapısı ile ilgili çizimleri veren çizelge 12 i incelendiğinde yapılan doğru çizim sayısının sadece 4 tane olması oldukça düşük bir sayı olup çizelge 7 de değindiğimiz yorumları doğrulamaktadır. 5. Öneriler 1) Yukarıdaki bulguların tümüne bakıldığında öğretmen adaylarının basit elektrik devreleri konusunda hem teorik bilgilerde hem de uygulamalarda hatalı kavramlar ve eksiklikleri olduğu görülmektedir. Bu nedenle sınıf öğretmeni adaylarının bu konudaki eksikliklerinin giderilmesi için uygulama ağırlıklı fizik derslerine daha fazla yer ayrılması gerekmektedir. 2) Basit elektrik devrelerinin kurulmasındaki düşük başarı oranının sebebi öğretim yönteminden kaynaklanabileceği düşünülürse bu konunun öğretimi alternatif öğretim yöntemleriyle yapılabilir veya desteklenebilir. 3) Elektrik konusu işlenirken gündelik hayattan örneklerle desteklenmelidir. 4) 5. Sınıf fen ve teknoloji dersi kitabında devre elemanlarının sembolleri ile doğru devre çizimi öğretimi amacı öğrencilerin zihinsel gelişimine uygun olmadığından sembollerle çizim 6. sınıfa alınmalıdır. 5. Sınıfta sembollerle çizim uygulanması yerine duylu ve duysuz lamba ile iki ardışık etkinlik düzenlenebilir (Bolat & Ergul, 2007). 5) İlköğretim 4 ve 5. Sınıf fen ve teknoloji programı incelendiğinde direnç kavramına yer verilmediği ve lambanın içinde de bir direncin olduğu belirtilmemektedir.
6) Üniversite eğitimi içerisinde yer alan fizik derslerinin kredilerinin 2006-2007 öğretim döneminde 3 krediden, 2 krediye düşürülmesinin yanı sıra laboratuar derslerinin iki dönemden bir döneme düşürülmesi eşit ağırlık tabanlı giriş yapan öğrenciler için büyük bir dezavantaj olmaktadır. Bu nedenle üniversitedeki teorik ve uygulamalı fizik derslerinin kredileri arttırılarak bu eksiklikler giderilebilir. 7) Basit elektrik devresinin öğretiminde gerçek devre elemanlarıyla deneye ilave olarak bir çarşaf, renklerden oluşmuş sayı çubukları kullanılarak fonda görülen devre modeli yaptırılabilir. 6. KAYNAKLAR Tunç, T., S. Karademir, Z., Agalday, M., Merdeşe, H., Talo, H., Koçakoğlu, M., Kaya, S., (2005) İlköğretim Fen ve Teknoloji 4 ders kitabı İstanbul : MEB Yılmaz, F., Berat, B., E.Özgül, A., Keleş, Ö., G. Kavas, B., Şen, N., Özgiresun, A., Şahin, S., (2005) İlköğretim Fen ve Teknoloji Ders kitabı 5.İstanbul :MEB T.C.Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programı ve kılavuzu (4-5. sınıflar) Ankara (2005) T.C.Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programı ve kılavuzu (6-7-8. sınıflar) Ankara (2005)Devlet kitapları müdürlüğü Ankara 2005 Bolat, M., & Ergül, S. (2007, Eylül). Fen bilgisi öğretmen adaylarının elektrik devresi kurma ve anlama düzeyinin çizimler ile belirlenmesi. VII. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi Chambers, S. & Andre, T. (1997). Gender, prior knowledge, interest, and experience in electricity and conceptual change text manipulations in learning about direct current. Journal of Research in Science Teaching, 34(2), 107-123. Cohen, R., Eylon, B. & Ganiel, U. (1983). Potential differences and current in simple electric circuits: A study of students concepts. American Journal of Physics, 51(5), 407-412. Dupin, J.J., Johsua, S. (1987). Conception of French pupils concerning electric circuits: structure and evolution. Journal of Research in Science Teaching, 24(9), 791-806. Heller, M.P. & Finley, N.F. (1992). Variable uses of alternative conceptions, a case study in current electricity. Journal of Research in Science Education, 29(3), 259-276. Osborne, R. (1981). Towards modifying children s ideas about electric current. Research in Science and Technology Education, 1(1), 73-82. Shipstone, D.M., Jung, W. & Dupin, J.J. (1988). A study of students understanding of electricity in five European countries. International Journal of Science Education, 10(3), 303-316. The International Council of Museums web site provides many links to museums, codes of ethics, and the museum profession (http://www.abcdefg.org/).