FEN ve TEKNOLOJİ ÖĞRETİMİ

FEN ve TEKNOLOJİ ÖĞRETİMİ Editörler Yrd.Doç.Dr.Özgür TAŞKIN&Yrd.Doç.Dr.Özlem KORAY Yazarlar Doç.Dr.Ahmet Zeki SAKA Dr.Ertuğrul ERDOĞMUŞ Yrd.Doç.Dr.Fatih MATYAR Yrd.Doç.Dr.Gürsoy MERİÇ Yrd.Doç.Dr.Hakan HANÇER Yrd.Doç.Dr.Mustafa HAMALOSMANOĞLU Yrd.Doç.Dr.Ömer GEMİCİ Yrd.Doç.Dr.Ömür AKDEMİR Yrd.Doç.Dr.Özgür TAŞKIN Yrd.Doç.Dr.Özlem KORAY Yrd.Doç.Dr.Yılmaz ÇAKICI Yrd.Doç.Dr.Zekeriya YERLİKAYA Yrd.Doç.Dr.Zeki APAYDIN

Editörler Yrd.Doç.Dr.Özgür TAŞKIN&Yrd.Doç.Dr.Özlem KORAY Fen ve Teknoloji Öğretimi ISBN: 9944-5611-1-8 1.BASKI-Eylül 2006 Bu kitabın basım,yayın ve satış hakları Lisans Yayıncılık a aittir.anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri mekanik,elektronik veya başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz ve dağıtılamaz. Arı Matbaacılık Lisans Yayıncılık Demirkapı Caddesi No:1/3 Bayrampaşa-İSTANBUL e-post : lisans@lisansyayincilik.com www.lisansyayincilik.com II

ÖNSÖZ Çağımızda, gelişmiş ülkelerin nitelikli insan gücünün yetişmesine ne denli önem verdikleri gözden kaçmayan bir gerçektir. Teknolojisini dünya ülkelerine sunan, bilimsel düşüncede çığırlar açan ülkeler, özgür düşünen, zekasını yaratıcı yetisi ile birleştirebilen vatandaşları ile bulundukları yere gelebilmişlerdir. Bu nedenle, bir toplumun geleceğine yön verebilmesi ve gelişmiş ülkeler arasında prestijli bir yere sahip olabilmesi için, kendi bireylerindeki yaratıcı zihinsel gücü ortaya çıkarıcı ve geliştirici girişimlerde bulunması gerekir. Bunu yapabilmenin en geçerli yolu da nitelikli fen ve teknoloji eğitiminden geçer. Sürekli değişen ve gelişen bilim dünyasında, özellikle temel eğitimin en önemli alt dallarından biri olan fen ve teknoloji eğitiminin amacı, bilim ve teknolojinin egemen olduğu bir dünya da, insanlara yaşam için gerekli bilgi ve becerileri kazandırmak, bunları hayatın her aşamasında kullandırarak toplumları refah düzeyine ulaştırmaktır. Bu amacı gerçekleştirmek için; gelecek nesilleri eğitmenin ne denli önemli olduğunun farkında olan, demokratik ve etik değerlere saygılı, bilimsel değerleri referans alarak teknolojik gelişmelere açık olan, çağın gereklerine göre kendini yenileyebilen, iyi bir çevreci ve dünya vatandaşı olarak sorumluluk alabilen, yaratıcı, girişimci, üretken ve yurtsever öğretmenlere ihtiyaç büyüktür. Bu noktada yenilenen ilköğretim programlarındaki değişikliklerle birlikte, alanında uzman eğitimciler olarak fen ve teknoloji eğitimi verecek öğretmen ve öğretmen adaylarının ihtiyaç duyacakları bütün çağdaş, bilimsel teorileri örnekleri ile bulabilecekleri bu kitabın hazırlanması amaçlanmıştır. Bu kitap özellikle hizmet içinde görev yapan sınıf ve fen bilgisi öğretmenlerinin ve eğitim fakültelerinin yenilenen programlarında yer alan Fen ve Teknoloji Öğretimi I-II ve Özel Öğretim Yöntemleri I-II derslerini alan sınıf ve fen bilgisi öğretmen adaylarının yararlanması amacı ile hazırlanmıştır. Ayrıca kitaptan ilgili alanda lisans üstü eğitim yapan öğrenciler, akademisyenler ve öğretim elemanları da faydalanabilir. Kitap 16 bölümden oluşmuştur, her bir bölümde Fen ve Teknoloji eğitiminin bir boyutu ele alınmış ve en son gelişmeleri içerecek şekilde düzenlenmiştir. Fen ve Teknoloji Öğretimi kitabında çağdaş kuramsal bilgilerin yanı sıra, bu bilgiler ışığında hazırlanmış örnek etkinliklere de yer verilmiş, böylece bilgilerin uygulamaya dönüştürülmesinde kolaylık sağlanması amaçlanmıştır. Ayrıca kitaptaki her bir bölüm birbiri ile bağlantılı olarak hazırlanmış ve yerleştirilmiştir. Fen ve Teknoloji sürekli gelişen ve bilgi III

birikimine her gün yenilerinin eklendiği bir alan olduğu için, bu kitabın yanında her ünite ile ilgili yeni yayınlanmış bilimsel çalışmaların da incelenmesi önerilmektedir. Eylül 2006 Editörler Yrd.Doç.Dr.Özgür TAŞKIN&Yrd.Doç.Dr. Özlem KORAY IV

İÇİNDEKİLER Önsöz. III Bölüm I BİLİMİN DOĞASI ve ÖĞRENME 13 1.1. Bilim 14 1.2. Bilim Felsefesi Nedir? 15 1.3. Bilimsel Fikirlerin Tarihi 19 1.4. Bilimde Yanlışlama İlkesi 22 1.5. Bilgi Türleri ve Bilimsel Bilgi 24 1.6. Bilim Adamının Karakteristik Özellikleri ve Çalışma Yolları 26 Yararlanılan Kaynaklar 31 Bölüm II FEN VE TEKNOLOJİ EĞİTİMİ 33 2.1.Öğrenme ve Öğrenme Süreci 34 2.2.Öğrenme Sürecinin Bazı Temel Özellikleri 34 2.2.1. Öğrenmede Olgunlaşma Önemlidir 34 2.2.2. Öğrenme için Bireyin Hazır Olması Gerekir 35 2.2.3. Öğrenmede Çevre ile Etkileşim Gerekir 35 2.2.4. Öğrenmede Gereksinme, İlgi ve Amaç Dikkate Alınmalıdır 35 2.2.5. Öğrenme Sonucunda Mutlaka Davranış Değişikliği Oluşur 35 2.2.6. Öğrenme Yaşantı Ürünüdür 36 2.2.7. Öğrenme Kalıcı İzlidir 36 2.3.Fen Öğrenme 36 2.4. Fen Bilgisi Eğitiminin Önemi 37 2.5. Fen Bilgisi Eğitiminin Tarihçesi 38 2.6.Fen Bilgisi Eğitiminin Amaçları 40 2.7. Fen Bilgisi Eğitiminde Öğretmen ve Öğrenci Merkezli Yaklaşımlar 41 2.8.Etkili ve Kalıcı Bir Fen Öğretimi 43 2.9.Fen Öğretiminin Alanları 44 2.9.1.Teknoloji 44 2.9.2.Eğitim Teknolojisi 46 2.9.3.Öğretim Teknolojisi 47 2.9.4.Teknoloji Eğitimi 49 2.10.Fen ve Teknoloji Okuryazarlığı 51 2.11.Fen, Teknoloji ve Toplum Üçlemesi 52 Yararlanılan Kaynaklar 55 V

Bölüm III YENİ FEN ve TEKNOLOJİ PROGRAMI 59 3.1. Yeni Programın Temel Felsefesi 60 3.2. Yeni Programın Eski Programdan Farkları ve Hazırlanma Gerekçesi 61 3.3. Yeni Programda Üniteler ve Yapılandırmacı Yaklaşım 63 3.3. 1.Yapılandırıcı Yaklaşım 66 3.4. Yeni Program ile İlgili Etkinlik Örnekleri 67 3.5. Yeni Programda Klasik ve Performans Değerlendirme Yöntem ve Örnekleri 71 3.5.1.Değerlendirme Araç ve Yöntemleri 74 Yararlanılan Kaynaklar 82 Bölüm IV FEN VE TEKNOLOJİ EĞİTİMİNDE LABORATUVAR YÖNTEMİ VE BİLİMSEL SÜREÇ BECERİLERİ 83 4.1. Laboratuar 84 4.2. Laboratuvar Yöntemi ve Deney Teknikleri 86 4.2.1. Kapalı Uçlu Deneylerle laboratuvar Tekniği 86 4.2.2. Açık Uçlu Deneylerle Laboratuvar Tekniği 87 4.2.3. Hipotez Kurma ve Hipotezi Yoklamaya Yönelik Laboratuvar Tekniği 87 4.3. Laboratuvar Güvenliği ve Laboratuvarda Uyulması Gereken Kurallar 88 4.3.1. Öğretmenlerin Laboratuvarda Uyması Gereken Kurallar 89 4.3.2. Öğrencilerin Laboratuvarda Uyması Gereken Kurallar 90 4.4. Laboratuvarda, Araç ve Gereçlerden Yararlanma 90 4.5. Bilimsel Süreç Becerileri 92 4.5.1. Temel Süreçler ve Etkinlik Örnekleri 93 4.5.2. Temel Süreçler ve Etkinlik Örnekleri 98 4.6. Deney Raporları 104 Yararlanılan Kaynaklar 108 Bölüm V FEN VE TEKNOLOJİ EĞİTİMİNDE KAVRAM ÖĞRETİMİ 109 5.1 Fen Bilimleri İçeriğinde Kavram ın Yeri ve Tanımı 110 5.2 Kavram Geliştirme Süreçleri 113 5.3 Kavram Geliştirme Süreçleri 115 5.4 Kavramlar Arası İlişkiler 116 5.5 Kavramların Aşamalılığı 117 5.6 Kuramsal Sistemler 118 VI

5.7 Kavram Öğretimi 118 5.7.1 Anlam Çözümleme Tabloları/Çizelgeleri 120 5.7.2 Kavram Ağları 121 5.7.3 Zihin Haritası 122 5.7.4 Kavram Haritası 123 5.7.5 Kavramsal Değişim Metinleri (KMD) 127 Yararlanılan Kaynaklar 130 Bölüm VI FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETİMİNDE YAPILANDIRMACI YAKLAŞIM 131 6.1.Fen Eğitiminde Yapılandırmacı Yaklaşımın Ortaya Çıkışı 132 6.2.Yapılandırmacı Yaklaşımın Temel Felsefesi 132 6.3.Yapılandırmacı Yaklaşımda Öğretim Stratejileri 135 6.4.Yapılandırmacı Yaklaşımda Öğretmenin Rolü 137 6.5.Yapılandırmacı Yaklaşımda Ölçme ve Değerlendirme 138 6.6 Sonuç 139 Yararlanılan Kaynaklar 141 Bölüm VII FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETİMİNDE PROBLEM ÇÖZME VE PROBLEME DAYALI ÖĞRENME (PDÖ) 143 7.1. Problem Nedir? 144 7.1.1. Nitelikli Bir Problemin Özellikleri 145 7.1.2. Problem Çeşitleri ve Düzeyleri 145 7.2. Problem Çözme ve Eğitim 146 7.3. Problem Çözme Aşamaları 148 7.4. Probleme Dayalı Öğrenme (PDÖ) Nedir? 151 7.4.1. PDÖ nin Öğrenciye Sağladığı Yararlar 152 7.4.2. PDÖ nin Sakınca ve Sınırlılıkları 153 7.5. PDÖ nin Temel Felsefesi ve Önemi 154 7.6. PDÖ Nasıl Uygulanır? 155 7.6.1. PDÖ nin Uygulanma Sürecinde Öğrenci ve Öğretmen Rolleri 156 7.6.2. PDÖ Uygulamalarında Dikkate Alınması Gerekenler 157 7.6.3. PDÖ Nasıl Daha Etkin Hale Getirilir? 159 7.6.4. PDÖ Basamakları 160 7.6.5. PDÖ Oturumları 160 7.6.6. PDÖ Oturumlarının Uygulama Sürecine Yönelik Öneriler 164 7.6.7. Hareket ve Kuvvet Ünitesindeki PDÖ Uygulamaları İçin Örnek Senaryolar 166 7.6.8. PDÖ Uygulamalarına Yönelik Plan ve Etkinlik Örneği 168 VII

7.6.9. PDÖ Oturumlarında Öğrenci Etkinliklerini Değerlendirme Formu 175 7.6.10. PDÖ Oturumu Eğitim Yönlendiricisi Geri Bildirim Formu 176 Yararlanılan Kaynaklar 177 Bölüm VIII FEN VE TEKNOLOJİ EĞİTİMİNDE ELEŞTİREL VE YARATICI DÜŞÜNME 179 8.1 Yaratıcı Düşünme 180 8.1.1 Yaratıcılık nedir? 180 8.1.2 Yaratıcı Düşünme Süreci 182 8.1.3 Yaratıcılık ve Eğitim 183 8.1.4 Yaratıcılık ve Fen Eğitimi 184 8.1.5 Yaratıcı Düşünme Teknikleri 185 8.1.5.1 Yaratıcı Drama 186 8.1.5.2 Altı Düşünme Şapkası 188 8.1.5.3 Beyin Fırtınası 190 8.1.5.4 Nitelik Sıralama 191 8.1.5.5 Sinektik 192 8.1.5.6 Örnek Olay İnceleme 193 8.1.6 Yaratıcı Düşünme ile ilgili etkinlikler 194 8.2 Eleştirel Düşünme 202 8.2.1 Eleştirel düşünme nedir? 202 8.2.2 Eleştirel düşünen bireylerin özellikleri 204 8.2.3 Eleştirel düşünme ve Eğitim 204 8.2.4 Eleştirel Düşünme Becerileri 206 8.2.5 Eleştirel ve yaratıcı düşünme arasındaki etkileşim 210 8.2.6 Eleştirel Düşünme İle İlgili Örnek Etkinlikler 211 Yararlanılan Kaynaklar 214 Bölüm IX FEN VE TEKNOLOJİ EĞİTİMİNDE ÇOKLU ZEKA 219 9.1. Eski ve Yeni Zeka Anlayışı Arasındaki Farklar 220 9.2. Gardner a Göre Zeka 221 9.3.Çoklu Zeka Kuramının Temel Felsefesi 221 9.4. Zekanın Sekiz Yönü 222 9.4. 1.Sözel Zeka / Dilsel Zeka 223 9.4. 2.Sayısal Zeka / Mantık-Matematik Zekası 223 9.4. 3.Görsel Zeka / Uzamsal Zeka 224 9.4. 4. Müzik Zekası / Ritmik Zeka 225 9.4. 5. Bedensel / Kinestetik Zeka 226 9.4. 6. Kişisel Zeka / İçsel Zeka / Öze-Dönük Zeka / VIII

Duygusal Zeka 226 9.4. 7. Sosyal Zeka / Kişiler Arası Zeka 227 9.4. 8. Doğa Zekası 228 9.5.Çoklu Zekaya Göre Örnek Etkinlik ve Planlar 230 Yararlanılan Kaynaklar 235 Bölüm X FEN VE TEKNOLOJİ EĞİTİMİNDE PROJE VE ARAŞTIRMA TABANLI ÖĞRENME 237 10.1Proje Nedir? 238 10.1.1.Proje Tabanlı Öğrenme ve Temel Felsefesi 239 10.1.1.1.Proje Tabanlı Öğrenmenin Özellikleri 241 10.1.1.2.Proje Tabanlı Öğrenmenin Uygulamaları 241 10.2.Araştırma Tabanlı Öğrenme ve Temel Felsefesi 246 10.2.1.Araştırma Tabanlı Öğrenmenin Özellikleri 247 10.2.2.Araştırma Tabanlı Öğrenmenin Uygulanması 248 Yararlanılan Kaynaklar 251 Bölüm XI ÇOK DİSİPLİNLİ FEN EĞİTİMİ: ÇEVRE EĞİTİMİ 253 11.1 Çevre Eğitimi Nedir? Nasıl Doğmuştur? 255 11.2 Çevre Eğitimi ve Hedefleri 255 11.3 Neden Çevre Eğitimi? ve Çevre Eğitimi Fen Eğitimine Nasıl Uyarlanabilir? 257 11.4 Çağdaş Eğitim Kavramları Çevre Eğitimine Nasıl Uygulanır? 258 11.4.1 Gerçek Problemleri Kullanma 258 11.4.2 Çok Disiplinli Fırsatlar Oluşturma 258 11.4.3 Yaratıcı Düşünme İçin Merakı Güdüleme ve Eleştiren/Şüpheci Bir Düşünür Olmayı Destekleme 259 11.4.4 Alternatif Ölçme Değerlendirme Araçlarını Bulma ve Kullanma 259 11.4.5 Sınıfta Rollerin Tanımlanması 259 11.4.6 Profesyonel Gelişim259 11.4.7 İşbirlikli Çalışma Yoluyla Problem Çözme Yeteneklerini Geliştirme ve Strateji Çeşitliliği Sağlama 259 11.5 Çevre Eğitimi İle İlgili Programlar, Çalışmalar ve Eleştirel Konular 260 11.6 Çevre Eğitimine Yönelik Örnek Araştırma laboratuarı 262 11.7 Çok Disiplinli Zincir Deney 265 Yararlanılan Kaynaklar 269 Bölüm XII FEN VE TEKNOLOJİ EĞİTİMİNDE ÖĞRETİM TEKNOLOJİSİ VE MATERYAL GELİŞTİRME 273 IX

12.1 Öğretim Teknolojisi 274 12.2 Öğretim Teknolojilerine Neden İhtiyaç Vardır? 275 12.3 Öğretim Teknolojileri ve Materyal Geliştirmede Modeller 277 12.3.1 Sınıf Ortamına Yönelik Modeller 278 12.3.2 Materyal Geliştirmeye Yönelik Modeller 278 12.3.3 Sisteme Yönelik Modeller 278 12.4 Gerlach ve Ely Modeli 279 12.4.1 Hedeflerin Belirlenmesi 279 12.4.2 İçeriğin Belirlenmesi 282 12.4.3 Giriş Davranışlarının Belirlenmesi 282 12.4.4 Stratejilerin Saptanması 283 12.4.5 Gurupların Organize Edilmesi 283 12.4.6 Zamanın Ayarlanması 283 12.4.7 Ortamın Ayarlanması 284 12.4.8 Kaynakların Seçilmesi 284 12.4.9 Performansın Değerlendirilmesi 284 12.4.10 Dönütün Analizi 285 12.5 Öğretim Materyali Hazırlama 285 Yararlanılan Kaynaklar 287 Bölüm XIII FEN VE TEKNOLOJİ DERSİNDE ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 289 13.1. Ölçme 290 13.2.Değerlendirme 292 13.3.Ölçme ve Değerlendirmenin Önemi 293 13.4. Ölçme ve Değerlendirme ile İlgili Temel Kavramlar 293 13.4.1.Nitelikler 293 13.4.2.Ölçme Kuralı 294 13.4.3.Ölçme 295 13.4.4.Ölçüm 295 13.4.5. Ölçüt 295 13.5 Fen ve Teknoloji Öğretiminde Ölçme ve Değerlendirme 297 13.6 Öğrenmenin Boyutları 299 13.6.1 Bilişsel Boyut 299 13.6.2 Duyuşsal Boyuta 299 13.6.3 Psiko-motor Boyut 299 13.7 Öğrenme Boyutlarına Uygun Fen ve Teknoloji Soru Örnekleri 300 13.7.1 Bilişsel Boyut 300 13.7.2.Duyuşsal Boyut 302 13.7.3.Psiko-motor Boyut 302 X

13.8 Laboratuar Uygulamalarında Ölçme ve Değerlendirme 303 13.8.1 Gözlem Formları 304 13.8.2Öğrencilerin Laboratuar Çalışmalarının Süreç Olarak Değerlendirilmesi 304 13.9 Ölçme Değerlendirme Araçları 309 13.9.1 Yazılı yoklamalar 309 13.9.2.Sözlü Yoklamalar 312 13.9.3. Standart Testler 315 Yararlanılan Kaynaklar 321 Bölüm XIV PERFORMANS ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME TEKNİKLERİ 323 14.1.Performans Değerlendirmesi 324 14.2.Performans Nasıl Değerlendirilir? 324 14.3.Performans Ölçme ve Değerlendirmee Kullanılan Teknikler 325 14.3.1. Portfolyo Türleri 326 14.3.2.Portfolyonun Uygulanması 328 14.3.3. Portfolyonun Değerlendirilmesi 329 14.3.3.1.Rubrikler (Derecelendirme Ölçekleri) 329 14.3.3.2.Rubrik Geliştirme Aşamaları 330 14.3.3.3.Rubrik Kullanırken Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar 331 14. 3.3.4.Rubriğin Yararları 331 14. 3.3.5.Rubrik Türleri 332 14. 4.Gözlem Formları 333 14.5.Görüşme Metodu 335 14.51.Görüşme Formunun Hazırlanması 337 Yararlanılan Kaynaklar 339 Bölüm XV FEN EĞİTİMİNDE ARAŞTIRMA TEKNİKLERİ 341 15.1.Araştırmanın Doğası 342 15.1.1. Gerçeği Arama 342 15.1.1.1. Deneyim 343 15.1.1.2. Mantık 343 15.1.1.3. Bilimsel Araştırma 344 15.1.1.4. Yansıtma 344 15.2. Bilgi Edinme Yöntemleri 345 15.2. 1 Otoriteden Bilgi Aktarma 345 15.2. 2 Örnek Davranışı Taklit Etme 346 15.2. 3 Deneyimleri Genelleme 346 15.2. 4 Problem Çözme 347 XI

15.3. Araştırma Çeşitleri 347 15.4. Araştırmanın Terminolojisi 350 15.5. Veri Toplama Özellikleri Araçları ve Çeşitleri 353 15.5.1.Yazılı Kaynaklardan Veri Toplamak: 355 15..5.2.Deneklerden Veri Toplamak 356 15.5.3. Deneysel Yöntem 359 15.6. Veri Analizi Metotları 360 Yararlanılan Kaynaklar 364 Bölüm XVI FEN - TEKNOLOJİ VE TOPLUM 367 16.1. Fen, Teknoloji ve Toplum Yaklaşımına Genel Bir Bakış 368 16.2. Bilim ve Teknoloji Kavramları 369 16.3. Bilim ve Teknoloji İlişkisi 371 16.4. Bilim ve Teknolojinin Doğası 379 16.4.1. Bilimin Doğası ve Bilim Toplum İlişkisi 379 16.4.1.1 Bilimsel Süreçler, Bilimin Hedefleri ve Değerler Sisteminin Önemi 382 16.4.1.2 Bir Bilgi Bütünlüğü Olarak Bilim 382 16.4.1.3. Sistematik Bir Araştırma Süreci Olarak Bilim 383 16.4.1.4. Bir Değerler Sistemi Olarak Bilim 384 16.4.1.5. Doğayı ve Evreni Anlayabilmenin Bir Yolu Olarak Bilim 385 16.4.1.6. İnsanileştirici Bir Etkiye Sahip Olarak Bilim 386 16.4.1.7. Sosyal Bir Kurum ve Yapı Olarak Bilim 387 16.4.2. Teknolojinin Doğası 390 16.5. Fen ve Teknoloji Öğretiminde Fen, Teknoloji ve Toplum Yaklaşımı 391 Yararlanılan Kaynaklar 396 XII