ÖĞRENCİLERİN ELEKTRİK DEVRELERİ İLE İLGİLİ KAVRAM YANILGILARINDA GÖRÜLEN CİNSİYET FARKLILIKLARININ NEDENLERİ Selen SENCAR, Ali ERYILMAZ ODTÜ, Eğitim Fakültesi, OFMAE Bölümü, ANKARA ÖZET: Bu çalışma, dokuzuncu sınıf öğrencilerinin, elektrik devreleri ile ilgili kavram yanılgılarında görülen cinsiyet farklılıklarının nedenlerinin tutum, tecrübe, yaş ve sorunun sorulma şekli olup olmadığını araştırma amacıyla yapılmıştır. Araştırma sırasında, öğrencilerin sahip oldukları kavram yanılgılarını ölçebilmek amacıyla, alan taraması sonucu elde edilen bulgular çerçevesinde iki-aşamalı ve çoktan seçmeli 16 sorudan oluşan elektrik devreleri kavram testi geliştirilmiştir. Testin içerisinde cinsiyet farklılıklarına sebep olabileceği düşünülen iki farklı tip soru kullanılmıştır (teoriye ve tecrübeye dayalı sorular). Ayrıca, araştırmaya katılan öğrencilerin elektrik konularına yönelik tutumlarının ve tecrübelerin ölçülmesi amacı ile 17 likert sorudan oluşan tutum ve tecrübe ölçeği kullanılmıştır. Çalışmanın örneklemini Ankara merkez ilçelerden seçilen 13 liseden toplam 1678 dokuzuncu sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Veriler ANOVA ve ANCOVA kullanılarak analiz edilmiş, yapılan analizler sonucunda, önceki çalışmaların sonuçlarına paralel olarak, kız ve erkek öğrencilerin tecrübeye dayalı sorulardan elde ettikleri skorlarda erkeklerin lehine anlamlı bir fark bulunmuştur. Bununla birlikte; yaş, tecrübe ve tutumun ortak değişen (covariate) olarak analize dahil edilmesiyle bu farklılıkların ortadan kalktığı gözlemlenmiştir. Diğer taraftan, teoriye dayalı sorulardan elde edilen skorlarda cinsiyetler arasında herhangi bir farklılık olmadığı ortaya çıkmıştır. 1. GİRİŞ Eğitim alanında yapılan birçok çalışma kız ve erkek öğrencilerin davranış ve başarıları arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar olduğunu ortaya koymuştur (Eccles, Adler & Meece, 1984; Parker & Claxton, 1996). Özellikle odaklanılan nokta ise kız öğrencilerin fen alanındaki düşük başarıları olmuştur (Becker, 1989; Erickson & Erickson, 1984; Greenfield, 1996; Johnson, 1987; Johnson & Murphy, 1984; Lee & Burkam, 1996). Konuyla ilgili en detaylı ve en yeni tarihli çalışmalardan biri Üçüncü Uluslararası Matematik ve Fen Çalışması (TIMSS) olup, çalışmaya katılan ülkelerin tamamına yakınında fizik alanında erkek öğrencilerin kız öğrencilere göre daha başarılı oldukları sonucuna varılmıştır (Beaton, Martin, Mullis, Gonzales, Smith & Kelly, 1996). Literatürde kız ve erkek öğrencilerin davranış ve başarılarında görülen farklılıklara sebep olabilecek iki temel faktör öne sürülmüştür: biyolojik ve sosyolojik faktörler. Başlangıçta cinsiyetler arasında görülen eşitsizliğin sebebinin beynin yapısı ile ilgili olduğu düşünülmüş, daha sonraları ise cinsiyete özel sosyalleşmenin bu farklılıkları yarattığı fikri ortaya atılmıştır. Ayrıca araştırmacılar kız öğrencilerin fen alanında erkek öğrencilere göre daha düşük başarıya sahip olmalarının sebeplerinin bilişsel yeteneklerdeki farklılıklar (Otto, 1991); kişisel özelliklerdeki farklılıklar (Meece & Holt, 1993); matematiksel yeteneklerdeki farklılıklar (Linn & Hyde, 1989); sınıf içi ve dışında kazanılan tecrübelerdeki farklılıklar (Johnson, 1987; Tobin & Garnett, 1987) ve fen alanına karşı geliştirilen tutumdaki farklılıklar (Jones, Howe & Rua, 2000) olabileceğini öne sürmüşlerdir. Yapılan çalışmalar kız ve erkek öğrencilerin fen alanında kazandıkları tecrübelerin nitel ve nicel olarak farklılık gösterdiğini ortaya koymuş ve erkek öğrencilerin fen alanındaki yüksek başarılarının sebebinin öğrenmelerinin temelinde tecrübelerin yer alması olabileceğini öne sürmüşlerdir (Erickson & Farkas, 1991; Farenga & Joyce, 1997; Johnson, 1987). Erickson ve Erickson (1984) yaptıkları çalışmada, kazanılan tecrübelerin öğrencilerin çoktan seçmeli fen sorularından elde ettikleri başarıya etkisini incelemişlerdir. Erkek öğrencilerin kazandıkları tecrübeleri kapsayan sorular hazırlayıp, kız ve erkek öğrencilerin başarıları arasındaki farkı yaratan faktörlerden birinin tecrübe olup olmadığını ortaya çıkarmaya çalışmışlardır. Erkek öğrencilerin kazanmış oldukları tecrübelerle yakından ilgili sorularda kız öğrencilere göre daha başarılı oldukları bu çalışmanın sonunda ortaya konulmuştur. Evans (1978) ise, yaptığı çalışmada bir konuyu kavramsal olarak anlamak ile öğrenileni hayata aktarabilme arasında fark olduğunu ve elektrik konusunda erkek öğrencilerin tecrübelerinden ötürü öğrendiklerini günlük hayatları ile kolaylıkla bağdaştırabildiklerini göstermiştir. Öğrencilerin bilime ve fen alanına karşı geliştirdikleri tutum ise onların içinde bulundukları kültürel çevre ve kazandıkları tecrübelerle yakından ilişkilidir (Kahle & Lakes, 1983). Joyce ve Farenga (1999) yaptıkları çalışma sonunda kazanılan bazı tecrübelerin tutum oluşumunda etkili olabileceğini ve bunun cinsiyetler arasında farklılık yaratabileceğini ortaya çıkarmışlardır. Erkek öğrencilerin bilim ve teknoloji alanlarına buna karşılık kız öğrencilerin insan ve doğa ile ilgili alanlara daha yatkın oldukları yine aynı çalışmanın sonunda ortaya konulmuştur. Chambers ve Andre (1997)
ise basit elektrik devreleri öğreniminde cinsiyet, tutum ve tecrübe arasındaki ilişkiyi incelemişlerdir. Çalışmalarının sonucu göstermiştir ki alan tecrübesi ve alana karşı geliştirilen tutum cinsiyetten kaynaklanan farklılıkları doğrudan etkilemektedir. Diğer yandan, kazanılan tecrübelerin ve geliştirilen tutumun öğrencinin yaşı ile doğrudan ilişkili olduğu ve dolayısı ile cinsiyet farklılıkları ve yaş arasında anlamlı bir ilişki olduğu da yapılan çalışmalar sonucu ortaya konulmuştur (Kahle & Lakes, 1983; Shepardson & Pizzini; 1994) Cinsiyet farklılıklarından bağımsız olarak son zamanlarda fizik eğitimi alanında tartışılan konulardan biri de kavram yanılgılarıdır. Yapılan çalışmalarda öğrencilerin fen öğrenmeye önceden tanıştıkları bazı kavramlarla başladıkları öne sürülmüştür. Bu kavramlar öğretim öncesi inanışlar olarak adlandırılmış ve bu inanışlardan bilimsel gerçeklerle çelişenlere kavram yanılgıları adı verilmiştir (Gilbert & Watts, 1983; Westbrook & Marek, 1991). Öğrenciler tarafından yapılan hataların detaylı bir şekilde incelenmesiyle elektrik devreleri konusundaki kavram yanılgıları belirlenmiştir. Bu çalışmada kullanılan 8 kavram yanılgısının isimleri şunlardır: Güç Çeken Model (Chambers & Andre, 1997; McDermott & Shaffer, 1992), Çarpışan Akımlar Modeli (Chambers & Andre, 1997; Heller & Finley, 1992), Zayıflayan Akım Modeli (Chambers & Andre, 1997; Heller & Finley, 1992), Paylaşılan Akım Modeli (Chambers & Andre, 1997; Heller & Finley, 1992), Güç Kaynağının Sabit Akım Kaynağı Olarak Algılanması (Dupin & Johsua, 1987; Heller & Finley, 1992 ), Bölgesel ve Sırasal Düşünce (Heller & Finley, 1992), Kısa Devre Önyargısı (Shipstone, Jung & Dupin, 1988), Paralel Bağlı Devrelerde Eşdeğer Direnç Önyargısı (Chambers & Andre, 1997; Dupin & Johsua, 1987). 1.1. Çalışmanın önemi ve amacı Bu çalışmanın amacı öğrencilerin elektrik devreleri konusunda sahip oldukları kavram yanılgılarında görülen cinsiyet farklılıklarının sebeplerini tespit edebilmektir. Yapılan çalışmalar bizi öğrencilerin elektrik konusunda sahip oldukları kavram yanılgıları ve fen alanında görülen cinsiyet farklılıkları konusunda yeterince bilgilendirmiştir. Fakat, bugüne kadar kavram yanılgılarında görülen cinsiyet farklılıkların sebebini araştıran bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Ayrıca ilgili literatürde kavram yanılgıları tespitinde ve cinsiyet farklılıkları analizinde tek tip (tecrübeye dayalı) soru kullanılmış ve çalışmaların sonucunda cinsiyet farklılığı gözlemlenmiştir. Bu çalışmada ise literatürde kullanılan sorulara ek olarak teoriye dayalı sorular da kullanılmış ve cinsiyet farklılığının bu tip sorularda da görülüp görülmediği araştırılmıştır. 2. YÖNTEM 2.1. Evren ve Örneklem Anadolu ve düz devlet liselerindeki tüm dokuzuncu sınıf öğrencileri çalışmanın evreni olarak belirlenmiş, ulaşılabilir evren olarak ise Ankara daki anadolu ve düz devlet liselerindeki dokuzuncu sınıf öğrencileri seçilmiştir. Ankara merkez ilçelerden seçilen 13 liseden toplam 1678 öğrenci bu çalışmaya katılmıştır ki bu da ulaşılabilir evrenin yaklaşık yüzde yedisine denk düşmektedir. Evreni daha iyi temsil eden bir örneklem elde edebilmek için araştırmacıya uygun, alt alanlara ayrılmış sınıflar (stratified cluster random sampling integrated with convenience sampling) metodu kullanılmıştır. 2.2. Ölçme araçları ve izlenen yol Bu çalışmada kullanılan ölçme araçları elektrik devreleri kavram yanılgısı testi ve elektrik konularına yönelik tutum ve tecrübe anketidir. Kavram yanılgısı testi detaylı bir literatür taraması sonucu elde edilen çeşitli kaynaklardan faydalanılarak geliştirilmiştir (Chambers & Andre, 1997; Dupin & Johsua, 1987; Fredette & Lochhead, 1980; Heller & Finley, 1992; McDermott & Shaffer, 1992; Shepardson & Moje, 1994; Shipstone, Jung & Dupin, 1988). Bazı sorular doğrudan Türkçe ye adapte edilmiş, bazı sorular ise araştırmacı tarafından literatürdeki sorulardan faydalanılarak geliştirilmiştir. Çoktan seçmeli sorularla öğrencilerin sadece bilgi düzeyine erişilebilindiğinden bu çalışmada 2 aşamalı ve çoktan seçmeli 16 sorudan oluşan kavram testi kullanılmıştır. Testte hem
tecrübeye hem de teoriye dayalı sorular yer almıştır. Tecrübeye dayalı sorular elektrik devrelerinin kullanıma yönelik sorular iken teoriye dayalı sorular derste verilen teorik bilgiler ışığında cevaplandırılabilecek sorulardır. Öğrencilerin skorları hesaplanırken her doğru cevap için bir puan verilerek yüksek skorların daha az sayıda kavram yanılgısına işaret etmesi sağlanmıştır. Tutum ve tecrübe anketi ise öğrencilerin konuya ilişkin tutum ve tecrübeleri ölçme amacı ile hazırlanan 17 likert sorudan oluşmaktadır. Bu anketteki soruların bir kısmı Chambers ve Andre nin 1997 yılında yaptıkları çalışmadan adapte edilmiştir. Anketteki ilk iki soru öğrencilerin cinsiyet ve yaşları ile ilgili bilgi alabilme amaçlıdır. Sonraki 5 soru öğrencilerin elektrik konusuna karşı geliştirdikleri tutumu ölçebilme amacı ile dörtlü ölçekte hazırlanmıştır (çok ilgiliyim, ilgiliyim, ilgisizim, çok ilgisizim şeklinde). Son 10 soru ise öğrencilerin konuyla ilgili tecrübelerini ölçebilme amacı ile üçlü ölçekte hazırlanmıştır (asla, bazen, sık sık şeklinde). İçerik geçerliliği için test ve anket konunun uzmanları tarafından incelenmiş ve öneriler göz önüne alınarak her iki ölçüm aracına son halleri verilmiştir. Pilot çalışmada test farklı okullardan 166 öğrenciye uygulanmış; testin ve anketin güvenilirlikleri sırasıyla.74 ve.86 olarak hesaplanmıştır. Pilot çalışma sonrasında fizik eğitimi konusunda bir uzmanın yardımları ile test son halini almıştır. Vardamsal istatistiğe başlamadan önce eksik veri analizi yapılmış, testi alan 1680 öğrenciden cinsiyetlerini işaretlemeyen iki öğrenciye ait veriler analizden çıkarılmıştır. Diğer değişkenlerdeki eksik verilerin yüzdeleri 5% den küçük olduğundan eksik verilerin yerine bütün öğrencilerin o veriye ait ortalamaları yerleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan üç bağımsız değişkenin (yaş, tutum, tecrübe) çalışmanın sonuçlarını etkileyeceği düşünülmüş ve bağımlı değişken ile aralarındaki korelasyona bakılarak hangilerinin çalışmada ortak değişen olarak kullanılacağı tespit edilmiştir. Korelasyon sonuçlarına bakıldığında, tutum ve tecrübe skorları kendi aralarında yüksek korelasyona girdiğinden bu iki değişken bir araya getirilerek tek bir ortak değişen haline getirilmiş, öğrencilerin yaşları ise ikinci ortak değişen olarak analizlere dahil edilmiştir. 3. BULGULAR Cinsiyetin tecrübeye ve teoriye dayalı sorulardan elde edilen skorlar üzerindeki etkisini inceleyebilmek için ANOVA istatistiksel analizi kullanıldı. Yapılan analizler sonucunda cinsiyetin tecrübeye dayalı sorulardan elde edilen skorlar üzerine etkisi istatistiksel olarak anlamlı bulunurken (F(1,1676) = 15.90, p =.000), teoriye dayalı sorulardan elde edilen skorlar üzerine etkisinin istatistiksel olarak anlamlı olmadığı (F(1,1676) =.117, p =.732) görüldü. Kız ve erkek öğrencilerin tecrübeye ve teoriye dayalı sorular üzerinden elde ettikleri skorların ortalamalarını incelediğimizde, teoriye dayalı sorulardan alınan skorların ortalamasında fark yokken, tecrübeye dayalı sorular üzerinden alınan skorlarda erkek öğrencilerin ortalamalarının kız öğrencilere göre daha yüksek olduğu görüldü. İkinci olarak öğrencilerin yaşları ve tutum-tecrübe skorlarını kontrol edildiğinde cinsiyetin tecrübe ve teoriye dayalı sorulardan elde edilen skorlar üzerindeki etkisini inceleyebilmek için ANCOVA istatistiksel analizi kullanıldı. Her iki bağımlı değişken için yapılan ANCOVA sonuçları istatistiksel olarak anlamlı çıkmadı. Başka bir ifade ile, öğrencilerin yaş ve tutum-tecrübe skorları kontrol edildiğinde öğrenciler arasında tecrübeye dayalı sorularda görülen cinsiyet farklılığının ortadan kalktığı görüldü (F(1,1674) = 2.327, p =.127). 4. TARTIŞMA VE ÖNERİLER Bu çalışma literatürdeki diğer çalışmalarla karşılaştırıldığında sonuçları onları destekler ve aynı zamanda yeni şeyler ilave eder niteliktedir. İlgili literatürde sadece tecrübeye dayalı sorular üzerinden cinsiyet farklılığı analizi yapılırken bu çalışmada tecrübeye ve teoriye dayalı olmak üzere iki farklı soru çeşidi kullanılıp cinsiyetteki farklılığın sebebinin sorunun sorulma şekli olup olmadığını incelenmiştir. Pratiğe dayalı sorulardan elde edilen skorlar üzerinden yapılan analiz sonuçları literatüre paralel olarak kız ve erkek öğrenciler arasında farklılıklar olduğunu ortaya koyarken, teoriye dayalı sorulardan elde edilen skorlar üzerinden yapılan analizlerde cinsiyetler arasında herhangi bir farklılık olmadığı ortaya çıkmıştır. Çalışmanın sonuçlarını kısa ve öz şekilde ifade edecek olursak, sorunun sorulma şekli, öğrencinin yaşı, konuya karşı geliştirdiği tutum ve kazandığı tecrübeler cinsiyet farklılığını ortaya
çıkaran faktörlerden bazıları olabilir. Başka bir deyişle, eğer biz kız ve erkek çocuklarımıza benzer tecrübeler kazandırabilirsek, onların alana karşı tutumlarını benzer şekilde geliştirmeye çaba gösterirsek başarıları arasındaki fark kendiliğinden yok olabilecektir. Kız öğrencilerin fen alanında sahip oldukları bilginin temelinin erkeklere göre daha az oranda tecrübeye dayalı olduğu araştırma sonuçlarında sıkça rastlanan bir bulgudur. Eğer kız öğrenciler daha fazla ve daha nitelikli tecrübelere sahip olsalardı başarılarında erkek öğrenciler ile aralarında bir fark olmayabilirdi. Tecrübe ve tutumları değiştirip, geliştirene kadar kız ve erkek öğrencilerin başarılarında bir farklılıkla karşılaşmak istemiyorsak onları değerlendireceğimiz soruları hazırlarken dikkatli olmalı, herhangi bir cinsiyetin tecrübelerini onların lehine kullanıcak şekilde sorular hazırlamamalıyız. Ayrıca, her öğrencinin belli ilgi alanı ve tecrübelerle sınıflarımıza geldiğinin farkında olup derse başlamadan önce onların sınıfa girdikleri anda sahip oldukları bilgi ve tecrübe geçmişlerinden haberdar olmalıyız. Fizik derslerinde genelde erkek öğrencilerin kazandıkları tecrübelerin nitel ve nicel olarak kız öğrencilere üstünlüğü göz önüne alarak sınıf içinde onların sahip oldukları birikimleri eşitleyecek metodları kullanmaya özen göstermeliyiz. Bunu deneyleri kullanarak ya da konuyu güncel hayata bağlayarak başarmayı deneyebiliriz. Diğer taraftan fizik kitabı hazırlayanlar konunun teorisi kadar uygulamada nasıl kullanılacağına değinmeli, buna uymayan kitaplar ise bu şekilde yeniden organize edilmelidir. Aileler ise kız ve erkek çocuklarına birbilerinden farklıymış gibi davranmamalı, mümkün olduğunca benzer şeyler tecrübe etmelerine izin vermelidirler. KAYNAKÇA Beaton, A.E., Martin, M.O., Mullis, I.V.S., Gonzales, E.J., Smith, T.A., and Kelly, D.L. (1996). Science achievement in the middle school years : IEA s Third International Mathematics and Science Study, Chestnut Hill, MA : Boston College Becker, B.J. (1989). Gender and science achievement: a reanalysis of studies from two meta-analyses. Journal of Research in Science Teaching, 26(2), 141-169. 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. 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. Eccles, J.S., Adler, T.F. & Meece, J.L (1984). Sex differences in achievement: a test of alternate theories. Journal of Personality and Social Psychology, 46, 26-43. Erickson, G. & Erickson, L. (1984). Females and science achievement: evidence, explanations and implications. Science Education, 68(2), 63-89. Erickson, G. & Farkas, S. (1991). Prior experience and gender differences in science achievement, Alberta Journal of Educational Research, 37(3), 225-239. Evans, J. (1978). Teaching electricity with batteries and bulbs. Physics Teacher, 16(1), 15-22. Farenga, S.J. & Joyce, B.A. (1997). What children bring to the classroom: learning science from experience. School Science and Mathematics, 97(5). Fredette, N. & Lochhead, J. (1980) Students conceptions of simple circuits. The Physics Teacher, 18(3), 194-198. Gilbert, J.K. & Watts, D.M. (1983). Concepts, misconceptions and alternative conceptions: changing perspectives in science education. Studies in Science Education, 10, 61-98. Greenfield, T.A. (1996). Gender, grade level differences in science interest and participation. Science education,81, 259-276. Heller, M.P. & Finley, N.F. (1992). Variable uses of alternative conceptions, a case study in current electricity. Journal of Research in Science Edsucation, 29(3), 259-276. Johnson, S. (1987). Gender differences in science: parallels in interest, experience and performance. International Journal of Science Education, 9(4), 467-481. Johnson, S. & Murphy, P.(1984). The underachievement of girls in physics: toward explanations. European Journal of Science Education, 4(4), 399-409. Jones, M.G., Howe A. & Rua, M.J. (2000). Gender differences in students experiences; interests and attitudes toward science and scientists. Science Education, 84, 180-192.
Joyce, B.A. & Farenga, S.J. (1999). Informal science experience, attitudes, future interest in science, and gender of high-ability students: an exploratory study. School Science and Mathematics, 99(8), 431-437. Kahle, J.B. & Lakes, M.K. (1983) The myth of equality in science classrooms. Journal of Research in Science Teaching, 20, 131-140. Lee, V.E. & Burkam, D.T. (1996). Gender differences in middle grade science achievement: subject domain, ability level, and course emphasis. Science Education, 80(6), 613-650. Linn, M. & Hyde, J. (1989). Gender mathematics and science. Educational Researcher, 18(8), 17-27. McDermott, L.C. & Shaffer, P.S. (1992) Research as a guide for curriculum development: An example from introductory electricity. Part I: investigation of student understanding. American Journal of Physics, 60(11), 994-1003. Meece, J.L. & Holt, K. (1993). A pattern analysis of students' achievement goals. Journal of Educational Psychology, 85(4), 582-590. Otto, P.B. (1991). One science, one sex? School Science and Mathematics, 91(8), 367-372. Parker, P.S. & Claxton, A.F. (1996). Teachers' perceptions of gender differences in their students. International Journal of Psychology, 31(3). Shepardson, D.P. & Moje, E.B. (1994) The nature of fourth graders understanding of electric circuits. Science Education, 78(5), 489-514. Shepardson, D.P. & Pizzini, E.L. (1994). Gender, achievement, and perception toward science activities. School Science and Mathematics, 94(4),188-193. 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. Tobin, K. & Garnett, P. (1987) Gender related differences in science activities, Science Education, 71, 91-103. Westbrook, S.L. & Marek, E.A. (1991). A cross-age study of student understanding of the concept of diffusion. Journal of Research in Science Teaching, 28(8), 649-660.