ÜNİTE 7 BİLİMSEL SÜREÇ BECERİLERİ 7.1 Giriş Fen bilimlerinde öğrenmeyi kolaylaştıran, araştırma yol ve yöntemlerini kazandıran, öğrencilerin aktif olmasını sağlayan, kendi öğrenmelerinde sorumluluk alma duygusunu geliştiren ve öğrenmenin kalıcılığını artıran temel becerilere bilimsel süreç becerileri denir. Bu beceriler aşağıdaki bölümde üç ana grupta incelenecektir. Bunlar; temel süreçler, nedensel süreçler ve deneysel süreçlerdir. Bilimsel süreç becerileri genellikle laboratuarda uygulanır. Bu beceriler aynı zamanda bir laboratuar yaklaşımı olarakta bilinmektedir. (Fen Bilimleri Eğitiminde labaratuar kullanımı ünitesine bakınız) Bilimsel süreç becerilerinin fen bilimleri öğreniminde etkili olduğu birçok araştırmada vurgulanmaktadır. Bu yüzden geliştirilen bazı programlarda bu becerilerin geliştirilmesine özel önem verilmektedir. 7.1.1 Amaçlar Öğretmen adayları : bilimsel süreç becerilerini anlar, bilimsel süreç becerileri ile fen bilimleri öğretimi arasındaki ilişkiyi kavrar, ortaöğretim öğrencilerine bilimsel süreç becerilerinin geliştirilmesiyle ilgili etkinlikler yaptırabilme becerisi geliştirir. 7.2 Bilimsel süreçler (zihin becerileri) Bu beceriler özet halinde Tablo 4.1 de aşağıda verilmiştir. Her bir beceri ile ilgili daha geniş bilgi ve fiziğe özgü örnekler daha sonraki bölümlerde incelenmiştir. 7.2.1 Temel süreçler Temel süreç becerileri her öğrenciye mutlaka kazandırılmalıdır. Bunlar zaman zaman günlük yaşantıda da kullanılan becerilerdir. Bu temel beceriler zihinsel gelişimin de önemli bir parçasıdır. Bu beceriler daha üst düzey becerilerin kazandırılmasında da çok önemlidir a. Gözlem yapma Gözlem, herhangi bir duyu organını kullanarak bir nesnenin ya da olayın özelliklerini belirlemektir. Beş duyuyu kullanarak verilerin toplandığı ampirik bir süreçtir. Bilim, gözlemle başlar ve her zaman, önceki bilgi birikimini temel alır. Gözlem hayat boyu süren bir etkinliktir. Öğrencilerin gözlem yaparak maksimum bilgi kazanmaları için öğretmen öğrenme ortamını en iyi bir şekilde düzenlemelidir. Öğretmen uygun sorularla öğrenciye gözlem yapmada yol göstermelidir. Örnek: farklı maddelerden yapılmış iletken teller kullanarak ampermetre ve voltmetredeki değişimleri (V=i.R formülünü çeşitli iletken tellerde) gözlemek. Çeşitli maddeler kullanarak dirençlerin potansiyel farkını nasıl değiştirdiğini gözlemek. Ampermetre ile ölçü alınarak elektirik akımının değişik maddelere göre değişimini gözlemek. 7.1
b. Ölçme Ölçme, en basit seviyede kıyaslama ve saymadır. Doğrusal boyutların ölçülebilir niteliklerini, hacmi, zamanı ve kütleyi tanımlamak için standart ve standart dışı birimlerin kullanımını kapsar. Ölçme bilgisi öğrenmede kritik bir etkendir ve deneyim olmadan gelişemez. Ölçme becerisi ile ilgili bazı sorular şunlardır: bu iki nesnenin uzunlukları eşit midir? Bir cismin enini, boyunu, hacmini, kütlesini, ağırlığını ve yoğunluğunu belirlemek için kaç yol kullanılır? Ölçümlerinizi,diğer üyelerin ölçümleriyle kıyaslayın. Farklı ölçüm araçları kullanılırsa ne oluyor? Standart ölçü birimleri hangi amaçlarla oluşturulmuştur? c. Sınıflama Canlı ve cansız varlıklar bazı ortak özelliklerine göre kendilerine özgü gruplara ayrılmıştır. Bu yolla öğrenciler önceki bilgileri ile yeni karşılaştıkları kavramlar arasında ilişki kurabilmektir. Gruplamaların veya sınıfların bir sistemi ya da metodu vardır. Bu gruplamalar, önceden tanımlanmış özellikler veya özellikler kümesine göre yapılırlar. Böyle bir gruplandırmayı öğrenciler, kendi kendilerine geliştirebilirler. Böylece karmaşık bir sistemi veya olayı, öğrenciler, sınıflama yaparak belli bir düzene getirirler. Ancak bu zihinsel bir beceridir ve zaman içerisinde deneyimle geliştirilir. Sınıflamada sorulacak soru çeşitleri şunları içerir: Bu cisimler nasıl ilişkilendirilir? Ortak özellikleri nelerdir? Bu cisimlerin veya maddelerin kaç farklı yolla gruplanabileceğini düşünüyorsunuz? Bu grubu diğerlerinden ayıran belirleyici özellikler nelerdir? Üç gruplu bir sınıflama sistemini nasıl oluşturursunuz? İkili bir karşılaştırmanın anlamı nedir? Bu soruları kullanarak elimizdeki kutu içerisinde bulunan malzemeler sınıflandırabilir. Örneğin, bir kutu içerisinde bulunan maddelere bakıp onları elektirik akımını geçirip geçirmeme özelliğine göre, ısıya dayanıklılıklarına göre, veya esnekliklerine göre sınıflandırabiliriz. d. Verileri kaydetme (iletişim kurma) Öğrenci, deneylerden sonuca varmak için verilen deneyleri bizzat yaparak öğrenmelidir. Bu süreçte, öğrenci niteliksel ve niceliksel birçok veri elde eder. Görünürde sadece bir nesnenin özelliklerini saysa veya tanımlasa bile, öğrenci aslında veriler üretmektedir. Bu veriler, çizelgeler, tablolar, grafikler, histogramlar, modeller veya diğer düzenleyici biçimlerle kaydedilir. Toplanan verilerden tanımlar ve açıklama yapmak konuyla doğrudan ilgilidir. Buluşların rapor halinde yazılması tüm bilimsel çalışmaların hedefini oluşturur. Verilerin herhangi bir şekilde kaydedilmesi daha sonra kullanılmalarına kolaylık sağlar. Örneğin, bir histogram daha sonra yapılacak grafiklere taban olur. Destekleyici veriler görünür olduğunda yorumlar ve sonuçlar basitleştirilir. Bazı sorular şunlar olabilir Veriler için histograma kaç tane işaret ve etiket koyarsınız? X işareti neyi temsil ediyor? Gerçekten gözlemlediğinizle önceden tahmin ettiğiniz şeyi nasıl kıyaslarsınız? Histogramlarınızda şekil yerine gerçek eşyayı kullanmanın yararı nedir? Bu nesneyi başkalarının anlayabileceği şekilde anlatmak için hangi sözcükleri kullanırsınız? Nicelikleri göstermek için ne gibi metodlar kullanırsınız? e. Sayı ve uzay ilişkileri Fen bilimlerindeki deneyimler sayı ve uzay ilişkilerini geliştirmek için özellikle önemlidir. Bunların gelişmesi diğer süreçlerin daha iyi ve kolay anlaşılmasına yardım eder. Öğrenciler, uzayla ilgili süreçleri öğrenmek için,nesneleri düzlemsel veya üç boyutlu şekillerine göre anlamaya ve anlatmaya çalışırlar. Sayı ilişkileri, bir etkinliğin çıktısını (çıktılarını) veya devam eden olgularını tanımlamak için sayıları kullanma süreci olarak tanımlanır. 7.2
Sayısal ilişkiler, matematiksel uygulamalarda olduğu gibi saymayı ve hesaplamayı içerir. Aşağıdakileri yapmak için fen bilimlerinde sayıları kullanmak önemlidir. (1) öğrencilerin sayısal ilişkilerin temel bir süreç olduğundan haberdar olmalarını sağlamak, (2) sorulara ve problemlere cevap bulmak için sayıları kullanmak. Uzayla ilgili ilişkiler, üç boyutlu temsillerle ilişkili oldukları için uzayda yön ve yer kavramlarının geliştirilmesini zorunlu kılar. Bu süreçler, diğer süreç becerilerinin gelişmesine yardım eder. Bu temel beceriler, öğrencinin fiziksel çevreyi kolaylıkla tanımlayabilmesi için çok gereklidir. Bu beceri ile ilgili sorular şunları içerir. Hangi şeklin iki simetrik çizgisi veya ekseni vardır? İki boyutlu bir şekli üç boyutlu bir şekle nasıl dönüştürürsünüz? Katı bir cismin, ağırlık merkezini nasıl bulursunuz? TABLO 7.1. Bilimsel süreç becerileri ve kısa tanımları 1. Temel süreçler a. Gözlem yapma : Duyu organlarını kullanarak istenen ortamın gözlenmesidir. b. Ölçme: Birim sistemleri cinsinden nesnelerin veya maddelerin özelliklerini sayısal olarak ifade etmedir c. Sınıflama: Olayları, nesneleri ve fikirleri ortak özelliklerine göre gruplandırmadır. d. Verileri kaydetme : Gözlem ve inceleme sonuçlarının gruplandırılarak kaydedilmesidir. e. Sayı ve uzay ilişkileri kurma: Nesnelerin ve olayların şekli, zamanı, hızı, uzaklığı vb. gibi özelliklerinin algılanıp tespit edilmesidir. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -- 2. Nedensel süreçler a. Önceden kestirme: Deney yapmadan önce incelenecek konu hakkında bir sonuca varmaktır. b. Değişkenleri belirleme: İncelenen olay ve durumu etkileyen faktörleri belirlemedir. c. Verileri yorumlama: Toplanarak gruplanmış veya tablolanmış veriler hakkında görüş belirtilmesidir. d. Sonuç çıkarma: Bir olay veya durum hakkında bir sonuca varmaktır. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -- 3. Deneysel süreçler a. Hipotez kurma: ön gözlem ve denemelere dayanarak incelenen olay veya durum hakkında geçici bir genelleme yapmadır. b.verileri kullanma ve model oluşturma: verileri kullanarak elde edilen fikirlerden matematiksel ifadelere ve tasarımlara varmadır. c. Deney yapma: bağımsız değişkenleri kontrol ederek, bağımlı değişkenler üzerine etkilerini inceleme yoluyla hipotezleri yoklamadır. d. Değişkenleri değiştirme ve kontrol etme: bir olay veya durum üzerine etki eden faktörlerden birini değiştirip diğerlerini sabit tutarak sonuçlar üzerine ne tür etkide bulunduğunu tespit etmektir. e. Karar verme: bilimsel süreç becerilerini kullanarak bir hükme veya yargıya varmaktır. 7.3
7.2.2 Nedensel süreçler Öğrenciler ilkokulun son sınıflarından itibaren basit düşünme yapısından karmaşığa doğru bir geçiş yaparlar. Nedensel süreçler, öğrencilerin test edilebilir çalışmaları ve hipotezlerle mantıksal sonuçlar çıkarmalarını içermektedir Nedensel süreçler öğrenciler ve bilim adamları tarafından kullanılan kendine özgü zihinsel becerilerdir. Bu beceriler değişik konu alanlarında kullanılabilir. Mantıksal düşünme becerileri yavaş geliştiği için nedensel süreçlerin öğrenilmesi daha zordur. Bir olay ne kadar somut olursa o kadar kolay anlaşılır. Nesneleri ve düşünceleri basitten karmaşığa doğru bir sıraya dizmek öğrenmeyi kolaylaştırır. Aşağıda nedensel süreçler örneklerle incelenmiştir. a. Önceden kestirme Bir kestirme, gelecekte yapılacak gözlem için bir ön yargıda bulunmadır ve farklı seviyelerde yapılabilir. Yeni deney yapmadan önce öğrenciler kuramsal olarak sonuçlar hakkında tahmin yapmalıdırlar. İlk deneyimlerde bile, öğrenciler yapacakları kestirmeler için eski bilgilerini kullanırlar. Grafiklerden yararlanarak kestirmede bulunma daha üst düzeyde bir aşamadır. Önceden kestirmelerde, dikkatli ön gözlem çok önemlidir. Önceden kestirmeler sonuçların geçerliliğini yoklar. Ya somut ya da teorik olabilirler. Bir deneydeki değiştirilebilen veya aynen bırakılan bütün faktörlerle ilişkileri vardır. Bilimsel araştırma, bir önceden kestirme işlemidir. Önceden kestirmeler, deney yapmaya giden bir çeşit yol haritasıdır. İlişkileri ortaya çıkarmak güvenilir kestirme yapmaya yardım eder. Aynı kestirmelere farklı yollarla ulaşmak, onlara olan güveni artırır. Önceden kestirmeler geçici olup, araştırmaya yön veren temel bir basamaktır. Önceden kestirme ile ilgili sorulabilecek bazı örnek sorular şunları içerir: En çok kullanılan sorular, özelliklerin, koşulların veya değişkenlerin değişimi ile ilgili olanlardır. Eğer kullanılan suyun hacmini değiştirirseniz ne olacağını tahmin edersiniz. Deneyde hangi değişken sonucu en fazla etkiler? Öğrenciler deneysel sürecin devam etmesini sağlamak için buna benzer sorular sormayı alışkanlık edinmelidir. b. Değişkenleri belirleme Bu süreç farklı koşullarla değişen veya sabit kalan bir olayın elemanlarının veya bileşenlerinin özelliklerini tanımayı içerir. Değişkenleri belirlemek, deneyi etkileyebilecek bütün etkenleri ifade etmektir. Bununla beraber, öğrenciler neden ve sonuç ilişkisi kurabilme yeteneği kazanıncaya kadar bu etkinliği yapmakta zorlanabilirler. Değişkenleri belirleme süreci deney yapmada merkezi bir role sahiptir. Değişkenleri tanımlama ve test etme, araştırma süreçleri için çok önemlidir. Bu sürecin gözlem yapma üzerinde nasıl oluştuğu apaçık ortadadır. Değişkenleri tanımlamakta kontrol edilmesi ya da sabit tutulması gereken verileri tanımlama çok önemlidir. Bu beceri, yansız test deneylerini tasarlamak veya yönetmek için gereklidir. Öğrencileri bu sürece sevk eden soru çeşitleri şunlardır: Kağıttan uçağın uçmasını etkileyen değişkenler nelerdir? Ampülün parlaklığını değiştirmek için pil ve ampul sisteminde neyi değiştirebiliriz? Su dolu bardağı ters çevirerek hava basıncını gösterme deneyinde sonucu etkileyebilecek bazı değişkenler hangileridir? Bir nesnenin hangi özellikleri, o nesne bir sıvı içinde düşerken onun hızını etkiler? Gazlarda basınç ile sıcaklık arasındaki ilişki nasıldır? İdeal gaz denkleminde (P.V= nrt) değişkenler nelerdir? Biribiriyle nasıl ilişkilidir? 7.4
c. Verileri yorumlama Bu süreç, basit bir gözleme anlam vermekten bir grafikteki veriler için bir açıklama yazmaya kadar değişir. Bu süreç deneylerden elde edilen ilişkileri eğilimleri veya yapıları görme becerisidir. Bu beceri anlamlı sonuçlar çıkarmayı mümkün kılar. Yorumlamayı veya hatırlamayı kolaylaştırmak için veriler genellikle bir grafik veya çizelge şeklinde düzenlenir. Bu veriler ya da veriler hakkındaki sorular da yeni deneylere yol açabilir. Bu, yorumlamadan çıkan sonuca bağlıdır. Bu sürecte, verileri gözden geçirip düzeltme veya bazı temel işlemleri tekrarlamak gerekli olabilir. Bir deneyin tekrarlanmasını gerektirecek olan da bu yorumlardır. Verileri yorumlama hakkında öğrencilere sorulacak sorular şunlar olabilir: Grafiğin eğimi size ne anlatmaktadır? Grafikte görüldüğü gibi ivme, kuvvetin uygulama süresine bağlı olarak nasıl artar? Veriler, kütle, ivme arasında nasıl bir bağıntı olduğunu göstermektedir. İnceleme sonuçlarına göre, hangi ortamda ışık daha fazla kırılır? Işığın kırılma rinüsü gelme açısının sinüsünü nasıl etkiler? d. Sonuç çıkarma Sonuç çıkarma, gözlemlerden ve deneyimlerden bir sonuca veya genellemeye varmadır. Bu genellemeler önceki bilgilerdeki eksiklikleri veya yanlışlıkları gidermek için kullanır. Gözlemler ne kadar iyi olursa elde edilen sonuçlar da o kadar kesin ve tam olur. Bir kişi bir olay hakkında sonuç çıkarırken gözlemlerini açıklamak için akıl yürütür. Dünyanın nasıl döndüğünü açıklamak amacıyla zihinsel modeller oluşturmak için eski deneyimler kullanılır. Yeni sonuç çıkarmalar eski deneyimler ve bilgilerle doğrudan birleştirildiğinde anlam kazanır. Bilimde, yeni bilgilerin ışığında eski yargıları düzeltmek sıkça görülür. Tümdengelim (genelden özele) ve tümevarım (özelden genele)olmak üzere iki tür sonuç çıkarma vardır. Sonuç çıkarmada nedenleri araştırmak kaliteli ve yol gösterici sorular zengin deneyimler sağlamak için yararlıdır. Eğer birisi bir sonuç çıkarma ifadesi kullanırsa soru şu olacaktır. Kanıtınız nedir veya bu sonucu destekleyen gözlemler nelerdir? Sonuç çıkarma ve ilişkili tartışma veya deney yapma için çok önemlidir. Aynı gözlemler kümesinden birden sonuç çıkarılabilir. Bu, daha ileri gözlem ya da fikirlerin test edilmesine olanak sağlar. Bir sonucu test etmek, işe vuruk (operasyonel) sorular gerektirir. Suyun boncuk boncuk olmasına neden olan şey nedir? Gözlemlenmiş davranışa ne gibi etkenler katkıda bulunmuş olabilir? Gözlem ve sonuç çıkarma arasındaki fark nedir? 7.2.3 Deneysel süreçler Bu süreçler oldukça karmaşık ve çok yönlüdür. Aynı zamanda bu süreçler mutlaka yüksek düşünme seviyesi gerektirir. Genellikle herbir süreç iki ya da daha fazla temel sürecin bileşiminden oluşur. Deney, hipotezi kanıtlamak veya çürütmek için kanıt elde etmek amacıyla kullanılan güçlü bir araçtır. Aynı zamanda söz konusu olan teoriyi desteklemek veya reddetmek için de deney kullanılır. Bu aşamadaki süreçler, hiyerarşide önce gelen tüm süreçlerin üzerine kurulur. Bu süreçleri öğrenmek, sorulara cevap ararken ve kendi deneylerini tasarlarken öğrencilere güç verir. Ortaya çıkan soruların çoğu öğrencilerden gelmelidir. Bu süreçler, daha fazla soru sorulmasına ve daha fazla deney yapılmasına yol açar. Deney yapma, diğer tüm süreçleri kullanmayı içeren bir tür problem çözmedir. a. Hipotez kurma ve yoklama Hipotez doğruluğu ispatlanmamış bilimsel varsayımlara dayanan önerme olarak bilinmektedir. Hipotezler genellikle yasaları veya teorileri oluşturmak için kullanılırlar. Hipotez bir deney üzerine odaklanır. Aynı zamanda hipotez, deneyi yaparken kullanılacak 7.5
yöntem hakkında da bir ipucu verir. Hipotez, bir problemin incelenme yöntemini geliştirilmesi için bir başlangıç noktasıdır. Hipotezi oluştururken, öğrenci basit ve test edilebilir bir önerme yapar. Gözlem ve deneyimler hakkında düşünmek bilim adamlarını olayların nedenlerini bulmaya yöneltir. Bilim adamları hipotezlerini daha ileri düzeyde deney ve gözlemler yaparak test ederler ve sonuçlardan genellemeler yaparlar. Bu süreç becerisi ile ilgili bazı sorular şunları içerir: Niçin evdeki bir odanın havası diğerinden daha ılık olur? Bir binanın tepesinden bırakılan nesnelerin düşme hızını hangi elemanlar etkiler? Bir insanın koşma hızını etkileyen etkenler nelerdir? Yüksek tavanlı bir odada balonun yükselmesi için hangi etkenler işin içine girer? Açısal momentumun hızına etki eden elemanlar nelerdir? b. Değişkenleri değiştirme ve kontrol etme Bu süreçte değişkenlerin farklılaştırılması için sorular sorularak yeni deneylerin yapılmasına yol açılır ve böylece fen daha somut ve anlaşılır hale getirilir. Genellemeler yapmak için değişkenler arasındaki ilişkileri inceleyen çok sayıda araştırma yapmak gerekir. Kontrol deneyleri, tekrar edilebilir veriler ve geçerli sonuçların araştırılmasında önemli bir araçtır. Bununla beraber, her zaman bütün değişkenleri tam olarak kontrol etmek çok zordur. Çoğunlukla insan davranışı içeren deneylerde ufak bir değişim bile oldukça farklı sonuçlar doğurur. Değişkenleri kontrol etmek bütünleştirici bir süreç olup, diğer bir çok süreçleri birbirine bağlar. Değişkenler net bir şekilde tanımlanabildiğinde ve kontrol edilebildiğinde daha iyi sonuçlara ulaşabilir. Bu süreçte amaç bir değişkeni değiştirerek diğer değişkende buna bağlı olarak meydana gelen değişimleri incelemektir. Aynı zamanda diğer birçok değişken de belirlenmeli ve sabit tutulmalıdır (kontrol edilen). Bunun yapılmasının nedeni diğer değişkenlerin sonucu etkileyebilme olasılıklarını ortadan kaldırmaktır. Öğrenciler çoğunlukla değişkenleri kontrol etmede zorluk çekerler. Bu, öğrencilerin bilişsel gelişim düzeyinden kaynaklanmaktadır. Öğrenciler 13-15 yaşına kadar bile iki ya da daha fazla değişkeni aynı anda değiştirmekte bir sakınca görmezler. Örneğin üzerinden alternatif akım geçen bir iletken telin direnci R ise açığa çıkan ısı enerjisi w= l.r.t ile bulunur. Burada zaman ile akım sabit tutuluşu, açığa çıkan ısı enerjisi ile direnç arasında nasıl bir ilişki olduğu bulunabilir. c. Deney yapma Deney yapma deneysel süreçlerin en karmaşık olanıdır. Aynı zamanda bu süreç becerisini diğer bütün süreç becerilerini kapsar. Deney yapmanın esas amacı bir hipotez kurup onun yardımıyla değişkenler arasında ilişki kurmaktır. Deney yapmada tek bir yol izlenebildiği gibi farklı yollar da izlenebilir. Bu süreçte, önemli olan, öğrencinin deneyle ilgili düzeneği kurabilmesi ve deneyin amacını anlayabilmesidir. Öğrencilerin ortaklaşa deney tasarlamları ve yapmaları, konuyu kavramalarını kolaylaştırabilir. Aynı zamanda bu grup çalışması toplam verileri analiz etme ve yorumlamada öğrencilere yardımcı olur. Deney yapma ile ilgili bir örnek şeyle olabilir. Örneğin manyetik alanın bitkilerin büyümesi üzerine etkisi nasıl olabilir? Burada, bir hipotez oluşturularak deneyle ilgili tasarımı yapılır. Manyetik alan canlıların büyümesini engeller sonucuna varılabilir. 7.6
Bu hipotezin test edilmesi için, deney ve kontrol grubu olmak üzere iki grup seçilir. Birinci grupta manyetik alan olmadan canlıların büyümesi, ve deney grubunda ise manyetik alan altında büyüme incelenebilir. Özel olarak, canlıların boyları, ağırlıkları haraketlilikleri ve ömürleri incelenerek, değişkenlerle değişmeyen sabitler bulunabilir. d. Verileri kullanma ve model oluşturma Bu süreç, bilgileri ya da verileri grafik şekil veya tablolarla en çok duyu organına hitap edecek şekilde düzenlemeyi içerir. Aynı verileri incelemek için çeşitli yollar vardır. Örneğin bir buz kübünün erimesi grafikle, şekille, üç boyutlu nesneyle, görüntü kaydıyla, çizelgeyle, fotoğrafla veya çizimle gösterilebilir. Bu süreç becerisi öğrencilerin verileri karar vermeye yardımcı olacak şekilde işlemesini (hazırlamasını) sağlar. e. Karar verme Bu süreç, yukarıda bahsedilen bütün temel süreçleri kullanarak bir sonuca varmayı içermektedir. Burada hakkında karar verilecek bir problemin araştırılmış olması gerekir. Araştırma yöntemleri kullanılarak bir karara varılabilir. Araştırma sürecinde bir karara varmak için sıkça sorulan sorulardan bazıları aşağıdadır: i. Ne tür kararın verilmesi gerekir? ii. Bu kararın mantığı nedir? iii. Herbir kararın olası sonucu nedir? iv. Herbir karardan kimler etkilenir? Bu karardan nasıl etkilenirler? v. Herbir karara yönelten sebepler nedir? Bu sebeplerin ilişkileri nedir? vi. En iyisi hangi karardır ve niçin? 7.3 Öğrenci etkinlikleri i) Alanınızda yazılmış ortaöğretim kitabından deney yapılabilecek veya araştırılabilecek bir konu seçin. Bu konuyu bilimsel süreç becerilerinin öğrencilerde gelişmesini sağlayacak şekilde nasıl işleyebileceğinizi 3-4 lü guruplarda tartışın. Tartışma sonuçlarını bir şema haline getirerek sınıf arkadaşlarınıza sunun. ii) Bölümünüz birinci sınıf öğrencilerinin laboratuar derslerinde gözlem yaparak bilimsel süreç becerilerine ne ölçüde önem verildiğini araştırın. Bulgularınızı arkadaşlarınızla tartışın. * Süreç becerilerini içeren bir fizik konusu seçip örnek bir ders planı gelişitirin. Etkinlik 1: Dirençlerin seri bağlanması Bu etkinlikte bilimsel süreç becerilerinin fizikte uygulanması ile ilgili bir örnek verilmiştir. A) Problem: Bir kaç lambanın seri olarak birbirine bağlandığını düşünelim. Eğer, seri bağlı devredeki ilk lamba bozulursa, bu durum devredeki diğer lambaları nasıl etkiler? B) Amaç: Bilimsel süreç becerilerini kullanarak, bir kaç tane direnci bir elektirik devresine seri olarak bağlayıp, bu devre üzerindeki akım ile potansiyel farkı arasındaki ilişkiyi incelemek. 7.7
C) Hedef davranışlar: 1) Verilen araç ve gereçten faydalanarak seri bir elektrik devresini kurma 2) Seri bir elektrik devresinde eş değer direnci hesaplama 3) Ampermetre ve voltmetreyi devreye bağlayarak her işlemde akım ve gerilimleri okuma 4) Seri bağlı bir elektrik devresinde akım ile potansiyel farkı arasındaki ilişkiyi yorumlama D) Ana kavramlar: devre, akım, potansiyel farkı, direnç, voltmetre, ampermetre E) Araç-gereçler: 0-12 V luk gerilim güç kaynağı ayarlanabilir F) İşlem yolu: üç direnç, bir doğru akım kaynağı, bir ampermetre ve bir voltmetreden faydalanarak aşağıdaki devreyi kurun. R 1 V R3 A B R 2 C D A Şekil 7.1 Değişkenler (parametreler): akım (I), direnç (R) ve potansiyel farkı (V) Gözlem yapma: Voltmetre ve ampermetredeki değerleri okuyun. Ölçme: Voltmetreyi kullanarak, V AB, V BC, V CD ve V AD değerlerini bulun? Ölçme: Ampermetreyi kullanarak R 1, R 2, R 3 dirençleri üzerinden geçen akım değerlerini bulun. Verileri kaydetme: voltmetreden ve ampermetreden okuduğunuz değerleri bir çizelge hazırlayarak kaydedin? Hipotez: devredeki dirençlerin toplamına eş değer olan direnç üzerindeki potansiyel farkı, her bir direnç üzerindeki potansiyel farklarının toplamına eşit midir? Değişkenleri değiştirme ve kontrol etme: kurduğunuz devrede R 1 direncini ve gerilimi azaltın veya arttırın. Bu durumda devreye bağlı olan ampermetre ve voltmetre değerlerinin nasıl değiştiğini gözleyin. Okuduğunuz değerleri tablolaştırınız. 7.8
Verileri kullanma ve model oluşturma: Tablodaki değişkenler arasındaki ilişkiyi nasıl bir modelle açıklayabilirsiniz? Örneğin, akım, gerilim ve direnç arasındaki ilişki şekildeki gibi bir üçgen yardımıyla (modeliyle) açoklanabilir. (V=i.R) V I R (ohm üçgeni) Deney yapma: modeli test etmek için, direnci değiştirerek, akım ile potansiyel farkı arasındaki ilişkiyi yaparak bulun. Hipotez: akım ile potansiyel farkı arasında sabit bir oran var mıdır? Karar verme: Devredeki değişkenler arasındaki ilişkiyi ifade eden, genel bir sonuca vardınız mı? Örneğin bir elektrik devresinde yapılan incelemeler sonucunda, elektrik devresinin iki ucu arasındaki potansiyel farkının elektrik devresi üzerinden geçen akım şiddetine oranı direnç değerini vermiştir. 7.9
7.10