1168 ÖZET REPERTUVAR ÇĠZELGE TEKNĠĞĠ ĠLE FĠZĠK ÖĞRETMEN ADAYLARININ ELEKTRĠK DEVRELERĠYLE ĠLGĠLĠ KAVRAM YAPILARININ TESPĠT EDĠLMESĠ* Rıza SALAR, Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi rizasalar@gmail.com Şebnem KANDİL İNGEÇ, Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi singec@gazi.edu.tr Yapılan bu araştırmada, repertuvar çizelge tekniği fizik öğretmen adaylarının basit elektrik devreleri ile ilgili kavram yapılarını açığa çıkarmak için kullanılmıştır. Araştırma üç fizik öğretmen adayı (üç tezli yüksek lisans öğrencisi) ile gerçekleştirilmiştir. Katılımcılar ile bireysel olarak iki farklı oturum gerçekleştirilmiştir. İlk oturumda katılımcılar repertuvar çizelgesini doldurmuşlardır. İkinci oturumda bireysel yarı yapılandırılmış görüşme yapılmıştır. Repertuvar çizelgeleri bilgisayar programı yardımıyla analiz edilmiştir. Bireysel görüşmeler betimsel olarak analiz edilmiştir. Araştırmanın sonucunda katılımcıların kavram yapıları elde edilmiştir. Katılımcıların direnç ve kısa devre kavramlarının tanımlarında güçlük çekmedikleri gözlenmiştir. Ancak paralel devrelerde kısa devre olması durumunun katılımcılar tarafından fark edilemediği, başka bir ifadeyle bu konuda zorlandıkları tespit edilmiştir. Katılımcılar ampermetre, voltmetre, amper, volt kavramlarını doğru tanımlamışlardır. Katılımcıların potansiyel fark kavramını tanımlamakta güçlük çektikleri ve doğru bir tanım yapamadıkları tespit edilmiştir. Ayrıca potansiyel farkla akım arasındaki neden-sonuç ilişkisini ya yanlış ifade etmişler ya da doğru ifade edip devrelerdeki uygulamasında güçlük yaşamışlardır. Yapılan bireysel görüşme ve repertuvar çizelgelerin analizi sonucunda öğretmen adaylarında Akım potansiyel fark oluşturur., Kısa devreden dolayı devredeki ampuller ışık vermiyor ise üretecin enerjisi değişmez., Potansiyel fark devrede akar, dolaşır. şeklinde yanılgılara ulaşılmıştır. Anahtar kelimeler: repertuvar çizelge tekniği, ölçme ve değerlendirme, fizik eğitimi, basit elektrik devreleri GĠRĠġ Repertuvar çizelge tekniği katılımcı ya da araştırmacı tarafından oluşturulan yapılar ile maddeler arasındaki ilişkileri tasvir eden bir tablodur. Repertuvar çizelgesini oluşturan maddeler; kişiler, kurumlar, nesneler, düşünceler, olaylar olabilir. Maddeler genellikle araştırmacı tarafından araştırılan konuya göre belirlenir. Maddeleri araştırmacı ve katılımcı birlikte de belirleyebilir. Yapılar ise maddeler arasında benzerliği, zıtlığı, ilişkiyi ifade eder ve kutuplu yapıdadır (iyi-kötü, doğru-yanlış, potansiyel fark var-yok). Yapıları belirlemenin birçok yolu vardır. Genellikle araştırmacı ve görüşülen kişi birlikte belirler Tablo, enine ve boyuna yerleştirilen yapıların ve maddelerin katılımcının, maddelerin yapılara göre değerlendirmesi sonucunda tabloya yerleştirdiği işaretler veya sayılardan oluşur. Tablo 1 de örnek bir repertuvar çizelgesi verilmiştir (Ackerberg ve Prapasawudi, 2009). Bu çizelgede dört mevsim (yaz, ilkbahar, sonbahar, kış) maddeleri, sıcak-soğuk, karanlık-aydınlık, hoşuma gider-hoşuma gitmez, renkli-renksiz çiftleri ise yapıları oluşturmaktadır. Çizelge, katılımcı tarafından 1 ile 7 arasında derecelendirme ile doldurulmuştur.
Yaz Ġlkbahar Sonbahar KıĢ 1169 Sol taraf (1) Sağ taraf (7) Sıcak 2 3 5 7 Soğuk Karanlık 7 5 3 1 Aydınlık HoĢuma gider 7 5 4 3 HoĢuma gitmez Renkli 1 2 5 7 Renksiz Bu kutudaki 1 in anlamı, yaz ayının çok renkli olduğudur. Bu kutudaki 4 ün anlamı, sonbaharın ne hoşuma gider ne de hoşuma gitmez olduğudur. Bu kutudaki 7 nin anlamı, kış ayının çok soğuk olduğudur. Repertuvar çizelge tekniği, kişinin kavram imajını, kavram yapılarını ortaya çıkarmak için kullanılan, temeli ilk defa 1955 de Kelly tarafından atılan bir tekniktir. Jankowicz (2004) e göre repertuvar çizelge tekniği birçok alanda kullanılabilir. Eğitim de bunlardan bir tanesidir. Eğitim ile ilgili bazı kullanım amaçları şu şekilde sıralanabilir: Öğrencilerin ne öğrendiklerini ve daha önemlisi nasıl öğrendiklerini açığa çıkarmak için, Uzmanların farklı eğitim felsefeleri ile ilgili görüşlerini almak için, Bir öğrencinin arkadaşları hakkında ne düşündüğünü anlamak için, Bir öğrencinin özelliklerini belirlemek ve meslek tercihi için ona yardımcı olmak için. Repertuvar çizelge tekniği, eğitimciler tarafından ölçme ve değerlendirme aracı olarak da kullanılmaktadır (Fetherstonhaugh, 1994; Winer ve Abad, 1995; Aztekin, 2003; Aztekin 2008; Abazaoğlu, 2009). Fetherstonhaugh (1994) Avustralya da 9. sınıfta okumakta bulunan 55 öğrenci ile yaptığı çalışmada repertuvar çizelge tekniği ve bireysel görüşmeyi birlikte kullanarak öğrencilerin enerji konusundaki düşüncelerini belirlemeye çalışmıştır. Repertuvar çizelge tekniğinde dokuz madde (güneş enerjisi, elektrik, ısı, kömürden elde edilen enerji, yiyeceklerden elde edilen enerji, nükleer enerji, mermideki enerji, kimyasal enerji, potansiyel enerji) araştırmacı tarafından belirlenmiştir. Daha sonra araştırmacı öğrencilerle birlikte yapıları elde etmiştir. Öğrenciler repertuvar çizelgesini 1 ile 5 arasında derecelendirme ile doldurmuşlardır. Sonuç olarak, repertuvar çizelge tekniği ile öğrencilerin enerji ile ilgili düşüncelerini açığa çıkarmayı başarmıştır. Winer ve Vazquez-Abad in (1995) lise öğrencileri ile yaptığı çalışmada, repertuvar çizelgesinin öğrencilerin öğrenme güçlüklerini açığa çıkarmadaki potansiyelini araştırmışlardır. Araştırmacılar öğrencilerin, repertuvar çizelgelerini doldurmanın kolay olduğunu belirttiğini savunmuştur. Araştırmacılar tekniğin, kuvvet ve hareket konusunda öğrencilerin kavramsal değişimlerini izlemede etkili olduğunu belirtmiştir.
1170 Abazaoğlu (2009) yaptığı kuvvet ve hareketle ilgili yaptığı çalışmada repertuvar çizelge tekniğinin sınavların ve ödevlerin dışında öğrencilerin mekaniğe bakış açılarını anlamada ve temel kavramlarını açığa çıkarmada etkili olduğunu belirtmiştir. Öğrencilerin konu ile ilgili kavramlarda yanlış anlamalarının olduğunu repertuvar çizelgelerinin el ve bilgisayar ile yapılan analizleri neticesinde tespit etmiştir İngeç ve Salar (2010) yaptıkları çalışmada repertuvar çizelge tekniğinin doğru akım devrelerinde öğrencilerin kavram yapılarını açığa çıkarmak için kullanılabilir olduğunu bulmuşlardır. Repertuvar çizelge tekniğinin kavramsal değerlendirme aracı olarak kullanılabileceğini belirtmişlerdir. YÖNTEM Bu araştırmada, araştırma modeli olarak durum (örnek olay) çalışması kullanılmıştır. Durum çalışması nasıl ve niçin sorularını temel alan, araştırmacının kontrol edemediği bir olguyu ya da olayı derinliğine incelemesine olanak veren araştırma yöntemidir (Yıldırım ve Şimşek, 2008) Bu araştırmada, repertuvar çizelge tekniği, fizik öğretmen adaylarının basit elektrik devreleri ile ilgili kavram yapılarını açığa çıkarmak için kullanılmıştır. Katılımcılar ile bireysel olarak iki farklı oturum gerçekleştirilmiştir. İlk oturumda katılımcılar repertuvar çizelgesini doldurmuşlardır. İkinci oturumda bireysel yarı yapılandırılmış görüşme yapılmıştır. Görüşme formu repertuvar çizelgesindeki maddeler baz alınarak hazırlanmıştır. Repertuvar çizelgeleri bilgisayar programı yardımıyla analiz edilmiştir. Bireysel görüşmeler betimsel olarak analiz edilmiştir. ÇALIġMA GRUBU Araştırmanın çalışma grubunu Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Fizik Eğitimi Anabilim Dalı nda tezli yüksek lisans yapmakta olan üç öğretmen adayı oluşturmaktadır. VERĠ TOPLAMA ARACI Araştırmada uzman görüşleri alınarak araştırmacı tarafından geliştirilen repertuvar çizelgesi kullanılmıştır (Tablo 1). Geliştirilen repertuvar çizelgesinde, topraklama ile ilgili 2 madde, kısa devre ile ilgili 3 madde, açık devreler ile ilgili 3 madde, kapalı devreler ile ilgili 4 madde olmak üzere 12 madde bulunmaktadır. Repertuvar çizelgesinde yer alan 12 madde 9 yapıya göre öğretmen adayları tarafından 1-5 arasında derecelendirme ile doldurulmuştur.
1171 Tablo 1: Repertuvar Çizelgesi YAPILAR(1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 KARġIT YAPI (5) Devrede akım oluşur Devrede akım oluşmaz Üretecin enerjisi artar Üretecin enerjisi azalır Akım kollara ayrılır Akım kollara ayrılmaz A noktasından akım geçer A-B noktaları arasında potansiyel fark vardır K ampulü ışık verir A noktasındaki potansiyel B dekinden daha büyüktür Üretecin kutupları arasında potansiyel fark vardır A noktasından akım geçmez A-B noktaları arasında potansi fark yoktur K ampulü ışık vermez A noktasındaki potansiyel B dekinden daha küçüktür Üretecin kutupları arasında potansiyel fark yoktur
1172 A dan geçen akım şiddeti B den geçenden büyüktür VERĠLERĠN ANALĠZĠ A noktasından geçen akım şidd B den geçenden küçüktür. Öğretmen adaylarının doldurdukları çizelgeler Gridsuite4 bilgisayar programına girilmiştir. Program çizelgedeki maddelerin ve yapıların eşleşme yüzdelerini vermiştir. Bu, katılımcıların hangi maddeleri ve hangi yapıları birbirine daha yakın gördüğüne ilişkin bilgiler verir. Bireysel görüşmeler betimsel analiz yöntemi ile analiz edilmiştir. Bu yöntemde elde edilen veriler, daha önceden belirlenen temalara göre özetlenir ve yorumlanır (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Çalışmaya katılan öğretmen adaylarının isimleri etik kuralları gereğince Katılımcı-1, Katılımcı-2, Katılımcı-3 olarak şifrelenmiştir. Katılımcı-A nın Repertuvar Çizelgesinin Analizi Tablo 2 de Katılımcı-A nın doldurduğu çizelge verilmiştir. Katılımcı 1, 5, 9 ve 11 numaralı devreler hariç diğer devrelerde akım oluşacağını ifade etmiştir. Katılımcı akım oluşmayan devrelerde üretecin enerjisinin değişmeyeceğini, akım oluşan devrelerde ise üretecin enerjisinin azalacağını ifade etmiştir. Devrede akım oluşsa da oluşmasa da üretecin kutupları arasında potansiyel fark olduğunu ifade etmiştir. Akım şiddetinin devre boyunca sabit olduğunu dirençten geçtikten sonra azalmadığını belirtmiştir. Akımın yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru oluştuğunu ifade etmiştir. 11 ve 12 numaralı devrelerde akım oluşmadığı için A-B noktaları arasında potansiyel fark yoktur. şeklinde bir yanılgıya düşmüştür. 3 ve 4, 1 ve 5, 2 ve 6, 1 ve 9, 3 ve 10, 5 ve 11 numaralı maddeler %100 benzerlik göstermektedir. Bu benzerlik yüzdesi katılımcının 1-5-9-11, 3-4-10, 2-6 numaralı devreleri tamamen benzer şekilde gördüğü anlamına gelir. Ayrıca A-B noktaları arasında potansiyel fark vardır/yoktur yapısı ile K ampulü ışık verir yapısı %100 benzerlik göstermektedir. Tablo 2: Katılımcı-A nın çizelgesi Öğretmen adayı ile yapılan bireysel görüşmenin analizinde repertuvar çizelgesinden elde edilen bulgulara paralel bulgular elde edilmiştir. Katılımcıya çizelgedeki 10 numaralı devre için yöneltilen sorulara şu şekilde cevap vermiştir: Araştırmacı: Bu devrede akım oluşur mu?
1173 Katılımcı-A: Oluşur. Çünkü devre tamamlanmış. Böyle herhangi bir kesinti yok. Kısa devre yok. Araştırmacı: Ampul ışık verir mi? Katılımcı-A: Ampulümüz ışık verir. Araştırmacı: A noktasından geçen akımla B noktasından geçen akımı karşılaştıracak olursak Katılımcı-A: Aynıdır. Eşittir. Katılımcı-B nin Repertuvar Çizelgesinin Analizi Tablo 3 de Katılımcı-B nin doldurduğu çizelge verilmiştir. Katılımcı 1, 5, 9 ve 11 numaralı devreler hariç diğer devrelerde akım oluşacağını ifade etmiştir. 2, 3, 4, 7, 10, 12 numaralı devrelerde üretecin enerjisinin azalacağını, akım oluşmayan devrelerde ve kısa devre olan devrelerde ise üretecin enerjisinin değişmeyeceğini ifade etmiştir. Devrede akım oluşmadığı zaman üretecin kutupları arasında potansiyel fark olmadığını ifade etmiştir. Akım şiddetinin devre boyunca sabit olduğunu dirençten geçtikten sonra azalmadığını belirtmiştir. Katılımcı akımın yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru oluşacağını bilmemektedir. 11 ve 12 numaralı devrelerde akım oluşmadığı için A-B noktaları arasında potansiyel fark yoktur şeklinde bir yanılgıya düşmüştür. 2 numaralı devrede de kısa devre konusunda yanılgıya düşmüştür. Katılımcı 2 numaralı devrede akım kollara ayrıldıktan sonra kısa devre olacağını dolayısıyla K ampulünün ışık vereceğini belirtmiştir. 3 ve 4, 1 ve 5, 2 ve 7, 1 ve 9, 6 ve 8, 3 ve 10, 5 ve 11 numaralı maddeler %100 benzerlik göstermektedir. Bu benzerlik yüzdesi öğretmen adayının 1-5-9-11, 3-4-10, 2-7 numaralı devreleri tamamen benzer şekilde gördüğü anlamına gelir. Ayrıca A-B noktaları arasında potansiyel fark vardır/yoktur yapısı ile A noktasından akım geçer/geçmez yapısı %100 benzerlik göstermektedir. A noktasından akım geçer/geçmez yapısı ile K ampulü ışık verir/vermez yapısı %100 benzerlik göstermektedir. Devrede akım oluşur/oluşmaz yapısı ile Üretecin ucunda potansiyel fark vardır/yoktur yapısı % 100 benzerlik göstermektedir. Tablo 3 : Katılımcı-B nin çizelgesi Bireysel görüşmede katılımcıya çizelgedeki 10 numaralı devre için yöneltilen sorulara şu şekilde cevap vermiştir: Araştırmacı: Peki, bu devreye baktığımız zaman, bu devrede akım oluşur mu?
1174 Katılımcı-B: Oluşur. Araştırmacı: Ampul ışık verir mi? Katılımcı-B: Verir. Araştırmacı: A noktasından geçen akımla B noktasından geçen akımı karşılaştıracak olursak Katılımcı-B: Aynıdır. Seri bağlı Araştırmacı: A noktasındaki potansiyel ile B noktasındakini karşılaştıracak olursak Katılımcı-B: Eşittir. Çünkü akım aynı, aynı akım olduğu için potansiyel fark da aynı oluyor. Bu cevaba göre katılımcı, akım şiddetinin devre boyunca aynı olduğunu bilmektedir. Fakat katılımcı, akımın yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru oluştuğunu, dolayısıyla A noktasının potansiyelinin B ye göre daha büyük olduğunu bilmemektedir. Öğretmen adayı direncin iki ucundaki potansiyelin eşit olduğunu çünkü akım şiddetinin değişmediği düşünmektedir. Bu düşüncesi, repertuvar çizelgesindeki A noktasındaki potansiyel B dekinden daha büyüktür/küçüktür yapısı için yaptığı derecelendirmelerden de anlaşılmaktadır. Katılımcı-C nin Repertuvar Çizelgesinin Analizi Tablo 4 de Katılımcı-C nin doldurduğu çizelge verilmiştir. Katılımcı 1, 5, 9 ve 11 numaralı devreler hariç diğer devrelerde akım oluşacağını ifade etmiştir. Katılımcı akım oluşmayan devrelerde üretecin enerjisinin değişmeyeceğini, akım oluşan devrelerde ise üretecin enerjisinin azalacağını ifade etmiştir. Devrede akım oluşsa da oluşmasa da üretecin kutupları arasında potansiyel fark olduğunu ifade etmiştir. Akım şiddetinin devre boyunca sabit olduğunu dirençten geçtikten sonra azalmadığını belirtmiştir. Akımın yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru oluştuğunu ifade etmiştir. 11 ve 12 numaralı devrelerde akım oluşmadığı için A-B noktaları arasında potansiyel fark yoktur şeklinde bir yanılgıya düşmüştür. Öğretmen adayı 2 numaralı devrede Akım kollara ayrılır, A noktasından akım geçer, A-B noktaları arasında potansiyel fark vardır, K ampulü ışık verir, A noktasındaki potansiyel B dekinden daha büyüktür yapıları için kararsızlık yaşamıştır. Kısa devre olması katılımcıyı kararsızlığa götürmüştür. 3 ve 4, 1 ve 5, 1 ve 9, 3 ve 10, 5 ve 11, 6 ve 12 numaralı maddeler %100 benzerlik göstermektedir. Bu benzerlik yüzdesi katılımcının 1-5-9-11, 3-4-10, 12-6 numaralı devreleri tamamen benzer şekilde gördüğü anlamına gelir. A-B noktaları arasında potansiyel fark vardır/yoktur yapısı ile K ampulü ışık verir yapısı %96 benzerlik göstermektedir. Tablo 4 : Katılımcı-C nin çizelgesi
1175 Bireysel görüşmede katılımcıya çizelgedeki 10 numaralı devre için yöneltilen sorulara şu şekilde cevap vermiştir: Araştırmacı: Bu devrede akım oluşur mu? Katılımcı C: Oluşur. Araştırmacı: Ampul ışık verir mi? Katılımcı C: Verir. Araştırmacı: A noktasından geçen akım ile B noktasından geçen akımı karşılaştıracak olursak Katılımcı C: İkisinden aynı akım geçer. BULGULAR VE YORUM Araştırmanın sonucunda öğretmen adaylarının kavram yapıları elde edilmiştir. Katılımcılar direnç ve kısa devre kavramlarının tanımlarında güçlük çekmemektedirler. Fakat kısa devre olayının uygulamasında (özellikle paralel bağlı lambaların kısa devre olmasında) güçlük çekmektedirler. Katılımcılar ampermetre, voltmetre, amper, volt kavramlarını doğru tanımlamışlardır. Öğretmen adaylarının potansiyel fark kavramını tanımlamakta güçlük çektikleri ve doğru bir tanım yapamadıkları tespit edilmiştir. Ayrıca potansiyel farkla akım arasındaki neden-sonuç ilişkisini ya yanlış ifade etmişler ya da doğru ifade edip devrelerdeki uygulamasında güçlük yaşamışlardır. Araştırma sonucunda, öğretmen adaylarının repertuvar çizelge tekniği ile tespit edilen yanlış düşüncelerine, yapılan görüşmede de ulaşılmış ise bu yanlış düşünceler kavram yanılgısı olarak nitelendirilmiştir. Yapılan bireysel görüşme ve repertuvar çizelge tekniği sonucunda bir katılımcıda Akım potansiyel fark oluşturur şeklinde bir kavram yanılgısı tespit edilmiştir. Aynı kavram yanılgısını Engelhardt ve Beichner (2004) de yaptıkları çalışmada tespit etmişlerdir. Bir katılımcı ise kısa devreden dolayı devredeki ampullerin ışık vermemesi durumunda üretecin enerjisinin değişmediğini, çünkü ampullerde harcanan enerji olmadığını düşünmektedir. Yani katılımcıda Kısa devre durumunda üretecin enerjisi değişmez şeklinde bir kavram yanılgısı mevcuttur. Bir katılımcıda da potansiyel farkın devrede akım gibi dolaştığını, devrede aktığını ifade etmiştir. Bu kavram yanılgısını Engelhardt ve Beichner (2004), yaptıkları çalışmada potansiyel fark akımın özelliklerini gösterir şeklinde ifade etmişlerdir. KAYNAKÇA Abazaoğlu, İ. (2009). Repertuvar çizelge tekniğinin kuvvet ve hareket konusunda Kullanılması, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Ackerberg, I., Prapasawudi, P. (2009). An Analysis of Volunteer Tourism Using the Repertory Grid Technique, Master of Science in Tourism and Hospitality Management Master Degree,University of Gothenburg. Aztekin, Serdar (2003). Repertuvar çizelge teknigi ve limit konusuna uygulanması, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
1176 Aztekin, Serdar. (2008). Farklı yaş gruplarındaki örgencilerde yapılanmış sonsuzluk kavramlarının araştırılması, Yayımlanmamış Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Engelhardt, P. V., Beichner R. J. (2004) Students understanding of direct current resistive electrical circuits. American Association of Physics Teachers,72(1), 95-118. Fetherstonhaugh, T. (1994). Using the repertory grid to probe students' ideas about energy. Research in Science & Technological Education, Vol. 12, Issue 2. İngeç, Ş. K., Salar, R. (2010). Determining the concept images of the student about direct current circuit by repertory grid tecnique. Paper presented at 14. International Organization for Science and Technology, Bled, Slovenia. Jankowicz, D. (2004). The easy guide to repertory grids. Chichester (England): John Wiley & Sons Ltd. Winer, L. R., Vazquez-Abad, J. (1995, April). The Potential of Repertory Grid Technique in the Assement of Conceptual Change in Physics. Paper presented at the Annual Meeting of the American Research Association, San Francisco, CA. Yıldırım, Ali., Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. (6. baskı). Ankara: Seçkin Yayıncılık.