1 XIII. Ulusal Eğitim Bilimleri Kurultayı, 6-9 Temmuz 2004 İnönü Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Malatya ÖĞRENCİLERİN YOĞUNLAŞMA KONUSUNU ANLAMALARI Yezdan Boz Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Orta Öğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Bölümü yezdan@metu.edu.tr ÖZET Bu çalışmada, altıncı, sekizinci ve onbirinci sınıflarda okuyan öğrencilerin yoğunlaşma konusunu anlamaları incelenecektir. Yaşları 12 ile 18 arasında değişen, 40 tanesi altıncı sınıfta, 60 tanesi sekizinci sınıfta ve 200 tanesi onbirinci sınıfta okuyan 300 öğrenci bu çalışmaya katılmıştır Veri, bu öğrencilere dağıtılan açık uçlu bir sorudan oluşan yazılı anket ve yarı yapılanmış röportajlar yardımıyla toplanmıştır. Sonuçların tasvir edilmesinde, doğru cevaplar yarı doğru cevaplar ve yanlış cevapların toplandığı üç ana kategori grupları kullanılmıştır. Verilerin analizi, altıncı ve sekizinci sınıf öğrencilerinin büyük bir çoğunluğunun kaynayan sudan çıkan buharın tabak üzerinde yoğunlaştığını anlayamadıklarını göstermiştir. Bunun yanısıra, lise son sınıf öğrencilerin yaklaşık %70 i doğru açıklamalar vermişlerdir. Anahtar Sözcükler: Yoğunlaşma, öğrencilerin kavram yanılgıları ABSTRACT In this study, sixth, eighth and eleventh grade students understanding of the condensation concept will be examined. 300 students ranging in age from twelve to eighteen years were the participants in this research; 40 of them were year 6 (12-13 years old), 60 of them were year 8 (14-15 years old) and 200 of them were year 11 (17-18 years old) pupils. Data was obtained from a questionnaire containing an open-ended question as well as semi-structured interviews. In the description of results, correct answers, partially correct answers and incorrect answers categories were used. The analysis of data indicated that few of the sixth and eight grade students had the correct understanding of condensation of vapour coming from the boiling water on a plate whereas approximately 70% of the eleventh grade students gave correct explanations. Keywords: Condensation, students misconceptions
2 GİRİŞ Öğrencilerin yoğunlaşma konusundaki anlamalarını ölçen birçok çalışma yapılmıştır (Osborne ve Cosgrove, 1983; Russell, Harlen ve Watt, 1989; Bar ve Travis, 1991; Bar ve Galili, 1994; Hatzinikita ve Koulaidis, 1997; Coştu ve Ayaş, 2002). Osborne ve Cosgrove (1983) çalışmasında Yeni Zelanda da okuyan 8-17 yaş grubundaki öğrencilerin yoğunlaşma konusunu anlamaları, çaydanlıktan çıkan buharın tabak üzerinde su damlacıklarını oluşturması olayında röportajlar yardımıyla ölçülmüştür. Küçük yaştaki öğrenciler tabağın terlediğini veya çaydanlıktan çıkan buharın tabağı ıslattıklarını belirtmişlerdir. Buna karşın, daha büyük sınıftaki öğrenciler, buharın tabağın üzerinde ısı kaybederek yoğunlaştığını belirtmişlerdir. Hatzinikita ve Koulaidis (1997) araştırmasında, 10-18 yaş grubunda bulunan Yunan öğrencilerinin yoğunlaşma konusunu anlamaları, aynı şekilde buharın tabak yüzeyinde yoğunlaşması konteksinde çoktan seçmeli soruyla ölçülmüştür. 11 yaşındaki öğrencilerin yaklaşık %60 ı tabağın yüzeyinde suyun yoğunlaştığını açıklarken bu oran 16 yaşındaki öğrencilerle yaklaşık %75 lere çıkmıştır. Tabaktaki suyun buharlaşmadan dolayı olduğu küçük yaştaki öğrenciler tarafından daha çok bahsedilmiştir. Aynı şekilde Bar ve Travis (1991) İsrail de okuyan 6-14 yaş grubundaki öğrencilerin yoğunlaşma kavramını anlamaları, kaynayan suyun üzerine tutulan elin ıslanması olayında anlaşılmıştır. 13 yaşındaki öğrencilerin yaklaşık %60 ı buharın elin üzerinde yoğunlaşarak eli ıslattıklarını belirtmişlerdir. Bu çalışmanın amacı, 6, 8 ve 11 inci sınıflarda okuyan Türk öğrencilerinin yoğunlaşma olayı hakkındaki kavram yanılgılarını bulmaktır. YÖNTEM Veri, 2001-2002 akademik yılının ilk sömestirinde açık uçlu sorulardan oluşan yazılı anket ve yarı yapılanmış röportajlar yardımıyla toplanmıştır. Yaşları 12 ile 18 arasında değişen 40 tanesi altıncı sınıfta, 60 tanesi sekizinci sınıfta ve 200 tanesi onbirinci sınıfta okuyan 300 öğrenci bu çalışmaya katılmıştır. Araştırmaya katılan öğrencilerin yüzde 47 sini bayan, yüzde 53 ünü ise bay öğrenciler oluşturmuştur. Öğrenciler, Denizli şehir merkezindeki iki lise ve bir ortaokuldan seçilmiştir. Altıncı sınıf öğrencilerin cevapları iki sınıf, sekizinci sınıf öğrencilerin cevapları ise üç sınıftan elde edilmiştir. Onbirinci yıla ait cevaplar iki değişik okuldaki beş değişik kimya öğretmeni tarafından öğretilen sekiz sınıftan elde edilmiştir. Bu cevapların altmışı süper lise öğrencilerinden gelmektedir. Öğrencilerin yoğunlaşma konusunu anlamaları, kaynayan sudan çıkan buharın üzerine tutulan tabağın yüzeyinde su damlacıklarının meydana gelmesinin nedenini açıklamalarını isteyen açık uçlu bir soruyla ölçülmüştür. Bu soru, Osborne ve Cosgrove (1983) ün çalışmasından alınmıştır. Yazılı cevapların yanında, farklı yaş gruplarında bulunan 10 öğrenciyle de röportaj yapılmıştır. Sonuçların tasvir edilmesinde doğru cevaplar yarı doğru cevaplar ve yanlış cevapların toplandığı üç ana kategori grupları kullanılmıştır. Doğru cevaplar kategorisi tamamen doğru cevaplar olan buharın tabağın üzerinde yoğunlaştığını belirten açıklamaları içerir. Yanlış cevaplar kategorisi ise tamamen yanlış açıklamalar içeren, tabaktaki su damlacıklarının nedenini buharlaşma olarak açıklayan ya da açıklama
yapmayanları içerir. Bunun yanısıra yarı doğru cevaplar kategorisi, yoğunlaşma olayı olduğunu bilmelerine karşın, yoğunlaşan maddeyi yanlış bilen açıklamaları içerir. 3 SONUÇLAR Soru: kaynayan su içeren bir tencerenin üzerine tabak tutulduğunda tabağın üzerinde su damlacıkları oluştuğu gözlenir. Tabağın üzerindeki suyun oluşma nedeni nedir? Tablo 1: Cevapların Yüzde Olarak Özeti Cevaplar 6. Sınıf 8. Sınıf 11. Sınıf Doğru Cevaplar *Su buharının yoğunlaşması %25 %28.3 %57.5 *Su buharınını yoğunlaşmasını molekülleri %0 %1.7 %9.5 düşünüp açıklayanlar Yanlış Cevaplar *Buharlaşma *Buhar basıncı *Cevap vermeyenler %65 %0 %10 %56.7 %0 %13.3 %22 %3 %8 Buharlaşma kategorisi, tabaktaki su damlacıklarının oluşma nedeninin kaynayan sudan çıkan buhardan ya da suyun buharlaşmasından dolayı olduğunu belirten cevapları içerir. Örneğin, Su buharlaştığında, subuharı tabağa çarpar ve orada toplanarak su damlacıklarını oluşturur. Daha küçük sınıflarda okuyan öğrenciler, tabağı su buharının havaya karışmasını önleyen bir engel olarak düşünmüşlerdir. Örneğin; Su buharlaşır, fakat havaya tabak yüzünden karışamayacağından tabakta su halinde toplanır. Lise son sınıf öğrencilerinden çok az öğrenci tabakta suyun oluşma nedeni olarak buhar basıncını öne sürmüşlerdir. Buharın tabağa yaptığı basıncın tabakta suyun oluşumunu sağladıklarını belirtmişlerdir. Bu öğrencilerle röportaj yaptığımda buhar basıncının nasıl tabakta su oluşturduğunu sorduğumda, geniş çaplı bir açıklama getiremedikleri gözlenmiştir. Aşağıdaki şekil, bu soruya verilen cevapların okudukları sınıflara gore dağılımını daha açık bir şekilde görmemize yardımcı olmaktadır.
4 Şekil 1: Öğrencilerin Subuharının Soğuk Tabak Üzerinde Yoğunlaşmasını Anlamaları %70.0 Cevapların Yüzde Oranı %60.0 %50.0 %40.0 %30.0 Doğru cevaplar Yanlış evaplar 6. sınıf 8. sınıf 11. sınıf Öğrencilerin kaçıncı sınıfta okudukları TARTIŞMA Subuharının soğuk tabakta yoğunlaşmasıyla ilgili doğru açıklamalar, öğrencilerin yaşı arttıkça arttmış olup, onbirinci sınıf öğrencileriyle daha da büyük bir artış göstermiştir. Altıncı ve sekizinci sınıf öğrencilerinin sadece sırasıyla %25 ve %30 u tabağın üzerinde oluşan su damlacıklarının nedeni olarak kaynayan sudan çıkan buharın soğuk tabakta yoğunlaşması olarak açıklayabilmiştir. Fakat bu doğru açıklamalar onbirinci sınıf öğrencilerinin %67 si tarafından yapılmıştır. Bunun yanısıra altıncı ve sekizinci sınıf öğrencilerinin sırasıyla %65 ve %56.7 si tabağın üzerindeki suyun oluşmasının buharlaşmadan dolayı olduğunu öne sürmüşlerdir. Bu sınıflarda okuyan öğrenciler, tabağı buharın havaya karışmasına engel olan bir nesne olarak gördükleri için suyun buharlaşıp havaya yayılamadığı için tabakta toplanması olarak açıklamışlardır. Bu tip açıklamaların nedeni, genç yaştaki öğrencilerin soyut düşünemeyip, daha çok gördüklerini tasvir etme eğilimlerine sahip olmalarından dolayı olabilir. Onbirinci sınıf öğrencilerinin %22 si kaynayan sudan çıkan buharların tabakta birikip su damlacıklarını oluşturduklarını ileri sürmüşlerdir. Bu sorunun doğru cevaplanabilmesi için yoğunlaşma olayının ne olduğunun ve nasıl gerçekleştiğinin bilinmesi gerekmektedir. Öğrencilerle yapılan röportajlar, öğrencilerin yoğunlaşma olayını gayet iyi bilmelerine karşın, kaynayan sudan çıkan buharların tabak üzerinde yoğunlaştığını açıklayamadıklarını ortaya çıkarmıştır. Aşağıda, sekizinci sınıf bir öğrenciyle yapılan röportajdan 1 alıntı yer almaktadır. A: Yoğunlaşma ne demek sence? Ö: Yoğunlaşma, bir maddenin gaz halinden sıvı hale dönüşmesi olayıdır A: Peki, yoğunlaşma nasıl oluyor? Yani bir madde gaz halinden sıvı hale nasıl dönüşür? 1 A araştırmacının, Ö ise öğrencinin cevaplarını göstermektedir.
Ö: Isı yoluyla. Buharlaşma bir maddenin ısı alarak sıvı halden gaz haline dönüşmesi, yoğunlaşma da tam tersi. Yani, ısı verince gaz halinden sıvı hale dönüşüyor. 5 Bu da göstermektedir ki, öğrenciler gerekli bilgiye sahip oldukları, bu bilgiyi uygulayabilememektedirler. Bu yüzden, bu öğrenci yoğunlaşma olayının ne demek olduğunu ve nasıl gerçekleştiğini bilmesine karşın, bu bilgiyi kullanıp, kaynayan sudan çıkan buharın üzerine tutulduğu tabağın üzerinde yoğunlaşıp su damlacıkları meydana getirdiğini açıklayabilememektedirler. Ayrıca, öğrencilerle yapılan röportajlar, öğrencilerin yoğunlaşma terimini değişik anlamlarda kullandıklarını ortaya çıkarmıştır. Örneğin, sekizinci sınıf öğrencisi yoğunlaşma olayını yoğunluk terimiyle ilgili olarak düşünmüştür. A: Yoğunlaşma ne demek? Ö: Yoğunlaşma, hmmm, maddenin yoğunluğudur A: Biraz daha açıklar mısın? Ö: Birim hacimdeki kütle miktarına yoğunluk denir. A: Peki, yoğunlaşma ne demek? Ö: O maddenin ne kadar yoğunluğa sahip olduğu o maddenin yoğunlaşmasıdır. Altıncı sınıf öğrencisi yoğunlaşma terimini değişik olayları açıklamada kullanmıştır. A: Evet burada (ankette yazdığını göstererek) su buharlaşarak yoğunlaşır demişsin. Yoğunlasşma ne demek sence? Ö: Yoğunlaşma, mesela, buzdolabından su aldık, sıcak bir yere koyduk diye düşünelim. Bu su sıcak bir yere konulduğu için soğukluğunu koruyamaz ve buharlaşarak yoğunlaşır. A: Soğukluğunu koruyamaz ve buharlaşarak yoğunlaşır. Burada hem buharlaşma var diyorsun hem de yoğunlaşma peki buharlaşma ne demek Ö: buharlaşma, mesela çaydanlığın içine su koyduk, içindeki su kaynadığı için su buharlaşır A: Yoğunlaşma ne demek peki? Ö: soğuk bir şişeyi sıcak bir yere koyduğumuzda içindeki buz erir ve yoğunlaşarak kaybolur A: buz erir ve yoğunlaşarak kaybolur Ö: evet A: senin yoğunlaşmadan ne demek istediğini anlamadım. Önce buharlaşarak yoğunlaşır dedin, şimdi de erir ve yoğunlaşır diyorsun Ö: yoğunlaşma mı? A: evet Ö: yoğunlaşma, mesela, su dolu şişeyi dolaba koyduğumuzda su yoğunlaşarak buz olur.
6 Bu öğrenci, yoğunlaşma terimini hem buharlaşma hem de erimeyle bağlantılı olarak kullanmıştır. Yoğunlaşma olayının bu şekilde açıklanması Russell ve Watt (1990) un çalışmasında da gözlenmiştir. Bu çalışmanın sonucu, yoğunlaşma konusunun öğretilmesi için uygun olan öğretme tekniklerinin dizaynı yönünden önemlidir. Örneğin, soyut bir kavram olan yoğunlaşma konusu, günlük hayatla ilgi kurularak ve yoğunlaşma olayını anlatan çeşitli deneylerle anlatılırsa öğrenciler için daha kalıcı bir öğrenme gerçekleşecektir. Bu çalışmadaki öğrencilerin Osborne ve Cosgrove (1983); Hatzinikita ve Koulaidis (1997) ve Bar ve Travis (1991) in çalışmalarındaki diğer ülke öğrencilerine göre yoğunlaşma konusu hakkında daha az doğru anlamaya sahip oldukları gözlenmiştir. KAYNAKLAR Bar, V., & Galili, I. (1994). Stages of Children s Views about Evaporation. International Journal of Science Education, 16 (2), 157-174. Bar, V., & Travis, A. S. (1991). Children s Views Concerning Phase Changes. Journal of Research in Science Teaching, 28 (4), 363-382. Hatzinikita, V., & Koulaidis, V. (1997). Pupils` Ideas on Conservation during Changes in the State of Water. Research in Science and Technological Education, 15 (1), 53-70. Osborne, R. J., & Cosgrove, M. M. (1983). Children s Conceptions of the Changes of State of Water. Journal of Research in Science Teaching, 20 (9), 825-838. Russell, T., Harlen, W., & Watt, D. (1989). Children's Ideas about Evaporation. International Journal of Science Education, 11 (special issue), 566-576. Russell, T., & Watt, D. (1990). Evaporation and Condensation: A Primary SPACE Research Report, Liverpool: University of Liverpool Press.