ÖĞRENCİLERİN KUVVET KAVRAMINA İLİŞKİN BİLGİ
advertisement
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R Ö RENC LER N KUVVET KAVRAMINA L K N B LG YAPILARININ B R ANAL Z Gökhan ÖZDEM R * ÖZET Bu ara tırmanın amacı, ilkö retim birinci kademe ö rencilerinin kuvvet kavramı konusundaki bilgi yapılarını tespit etmektir. Ara tırmanın verilerini 8 ilkö retim birinci kademe ö rencisi ile yapılmı olan birebir görü meler olu turmu tur. Görü melerde ö rencilere birtakım araç ve gereçlerle olu turulan farklı durumlarda kuvvetin olup olmadı ı sorulmu ve cevaplarındaki nedensellik ara tırılmı tır. Ara tırmada kullanılan 7 soru setinin her birinde 2 farklı durum temsil edilmi ve ö rencilerden bu durumlardaki kuvvet/kuvvetleri kıyaslamaları istenmi tir. Görü meler videoya kaydedilip transkripsiyonları yapıldıktan sonra Vosniadou ve Brewer’in geli tirdi i kodlama metodundan yararlanılarak veriler kodlanmı tır. Analizde Miles ve Huberman tarafından ortaya konmu olan analitik nitel ara tırma yöntemi benimsenmi tir. Ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarında çoklu kuvvet anlamları ve soru setleri boyunca bu anlamlar arasında tutarsızlıklar tespit edilmi tir. Ara tırmanın sonuçları bu ara tırmaya katılan ö rencilerin, kuvvet konusundaki bilgi yapılarının daha çok parça nitelikli bilgi yapısı teorisi ile örtü tü ünü göstermi tir. Anahtar Sözcükler: Parçalı bilgi, bilgi yapısı, kavram yanılgısı, kuvvet kavramı. ABSTRACT The purpose of this study was to determine the knowledge structure of the first level elementary school students in the domain of force. The data of this study were collected from the individual interviews done with 8 first level elementary school students. During the interviews, different contexts were presented to the students. In these contexts, the students were asked whether there was a force in the presented contexts. Also, the causalities of their responses were investigated. In this study, 7 question sets were used. Each question set was consisted of 2 different contexts. Students were asked to compare the force/forces exerted on the objects in the different contexts. After the interviews were videotaped and transcribed, the data were coded following a methodology developed by Vosniadou and Brewer. In the analysis, an analytic qualitative research approach developed by Miles and Huberman was adopted. Students’ force interpretations included multiple and inconsistent force meanings across question sets. The results of this study indicated that students’ knowledge structures in the domain of force were more in line with knowledge-in-pieces perspective in this study. Key Words: Knowledge-in-pieces, knowledge structure, misconception, force concept. 1. G R Ö renme sürecinin çözümlenmesi için gerekli olan ko ullardan biri ö rencilerin bilgi yapılarının anla ılmasıdır. Ö rencilerin bilgi yapıları büyük ölçüde onların günlük deneyimleri ile ekillenir. Günlük deneyimlerin kazanımıyla olu an bilgiler bazen okulda verilen bilimsel bilgilerin kazanımını olumlu yönde etkilerken önemli bir kısmı da kavram yanılgılarını beraberinde getirerek bilimsel bilginin ö renilmesini güçle tirir. Fen bilgisindeki birçok konuda, bazı ö rencilerin hangi kavram yanılgılarına sahip oldukları ve bu kavram yanılgılarının ö renmeyi nasıl etkiledi i literatürde geni olarak ortaya konulmu tur (Wandersee, Mintzes ve Novak, 1994; Pfundt ve Duit, 1994). Formal e itimde kavram yanılgılarının olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak ve etkili ö retim stratejileri geli tirmek için kavram de i imi sürecini ve ö rencilerin bilgi yapılarının tespit edilmesi gerekmektedir (Tao ve Gunstone, 1999). * Dr. Gökhan Özdemir. Ni de Üniversitesi, E itim Fakültesi, Fen Bilgisi E itimi ABD, Derbent Kampüsü, Ni de. gokhanozdemir@nigde.edu.tr Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 37 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Ö rencilerin fen bilgisi konularındaki bilgi yapılarını tespit etmek, olu turulacak olan fen bilgisi e itim programları ve bu konuların ö retilme sürecinde kullanılacak yöntem ve teknikler açısından önemlidir. Bu ara tırma kuvvet kavramı konusunda ö rencilerin bilgi yapılarını belirlemeye yönelik oldu undan, a a ıda öncelikle ara tırmanın temellendi i bilgi yapısına ili kin temel yakla ımlar gözden geçirilecektir. 1.1. Bilgi Yapısına li kin Temel Teoriler Ö rencilerin bilgi yapıları birçok fen konusunda tespit edilmeye çalı ılmı ve buna ba lı olarak kavram de i imi sürecinin nasıl olu tu una dair çe itli iddialar ortaya atılmı tır. Bu iddiaları genel olarak iki kategori altında de erlendirmek mümkündür. Bunlar: (1) Teori nitelikli bilgi yapısı ve (2) parça nitelikli bilgi yapısıdır. 1.1.1. Teori Nitelikli Bilgi Yapısı Literatürde baskın olarak, bilginin yapısı teoriye benzer karakterde, bir bütünlü ü ve tutarlılı ı olan çerçevede ifade edilmektedir (Carey, 1999; Chi, 2005; Ioannides ve Vosniadou, 2002; Wellman ve Gelman, 1992). Bu görü e göre her ne kadar ö rencinin belirli bir konudaki teorisi, farkındalık ve hipotez test etme gibi bir takım açılardan, bilim adamının sahip oldu u teorilerden farklılık gösterse de, bütünlük ve belirli bir konuda benzer durumları açıklamasındaki tutarlılıktan dolayı bilimsel teorilerle ortaklık göstermektedir. Teori nitelikli bilgi yapısı görü ünün kökeni Piaget’in bili sel geli im kuramındaki ema kavramına dayanmaktadır. emalar, bireyin dünyaya geli inden itibaren çevresindeki olayları anlamlandırmak ve kavramlar arasındaki ili kileri kurmak için geli tirdi i geni ölçekli bilgi yapıları olarak tanımlanabilir. Bir konudaki yeni bilgi veya deneyim bireyin zihninde var olan ilgili emaya uyum gösteriyorsa bu bilgi sorunsuz ekilde o emaya monte edilir. E er yeni bilgi veya deneyim bireyin zihninde var olan ilgili emaya uyum göstermiyorsa birey bili sel bir çatı ma içinde kendini bulur. Bu durumda birey o emanın temel ta ları üzerinde de i iklik yapar veya yeni bir ema olu turur ki bu devrimsel bir kavram de i imini gösterir. Benzer ekilde teori nitelikli bilgi yapısı kendi içinde tutarlı, deneyimler ve bir takım ö renimlerle peki tirilmi emalardır. Bunun sonucu olarak e er bir ö renciye belirli bir kavram hakkında benzer sorular sorulursa ö rencinin cevapları birbiri ile örtü en anlamlar ta ımalıdır (Ioannides ve Vosniadou, 2002). Çünkü o ö renci sorulan soruları o kavram için zihninde olu turulmu belirli bir ema veya teorik yapıya ba lı olarak cevaplayacak ve bu da aynı kaynaktan gelen bu cevaplarda tutarlılı a neden olacaktır. Bu yüzden, bir kavrama bireyin yükledi i anlamların birbirine benzer sorulardaki tutarlılı ını test etmek teori nitelikli bilgi yapısının varlı ını test etmek olarak yorumlanabilmektedir. 1.1.2. Parça Nitelikli Bilgi Yapısı Di er taraftan son yıllarda giderek artan ekilde parça nitelikli bilgi yapısı görü ü önem kazanmakta ve teori nitelikli bilgi yapısına alternatif te kil ederek ara tırmacılar arasında önemli tartı malara yol açmaktadır. Parça nitelikli bilgi yapısı görü ünü destekleyen ara tırmacılar bir ö rencinin günlük deneyimlerine ba lı olarak ekillenen bilgi yapılarını daha çok yarı ba ımsız parçacıkların bir ekolojisi olarak dü ünmektedir (Clark, 2006; diSessa, Gillespie ve Esterly, 2004; Harrison, Grayson ve Treagust, 1999; Linn, Eylon ve Davis, 2004). Bu görü ün kökeni Strike ve Posner (1992) tarafından ileri sürülen kavramsal ekoloji yakla ımına dayanmaktadır. Bu ara tırmacılara göre ö rencilerin kavramsal ekolojileri düzensiz parçalar, benze imler, mecazlar, epistemolojik inançlar, fizik ötesi inançlar ve birbiri ile mücadele eden kavramların bütününü içerir. Birçok ara tırmacı bu tür ba ımsız, düzensiz ve çoklu parçaların ö rencilerin bilgi yapılarını olu turdu unu dü ünmektedir (Clark, 2000, 2003; diSessa, 1988, 1993; Hunt ve Minstrell, 1994; Linn ve ark., 2004). Bu görü ün öncülerinden biri olan diSessa, harekete geçen düzensiz ve ba ımsız bilgi parçalarının, duruma göre farklılık gösterece ine inanmaktadır. Di er bir ifade ile, henüz bir konudaki bilimsel bilgiyi tam olarak kavramamı bir ö renci farklı 38 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R durumlarda farkında olmadan farklı bilgi parçalarını aktifle tirir. Bu parçalar bir ema veya teoriyi meydana getiren ve birbirini tamamlayan düzenli parçalar olmadı ından, ö rencinin bir konuda sorulacak olan farklı sorulara verece i cevaplar birbiri ile tutarlılık göstermez. Kavram de i imi süreci içinde gereksiz bilgi parçaları silinir, yeni bilgi parçaları eklenir, bazı bilgi parçaları üzerinde de i iklik yapılır, bilgi parçaları organize edilir, bazı bilgi parçaları harekete geçmede öncelik kazanır ve nihayetinde bilimsel bilgi zihinde teorik bir yapı kazanarak özümsenmi olur. Kısacası kavram de i imi devrimsel bir sürecin aksine evrimsel bir süreç olarak kar ımıza çıkar. 1.2. Kuvvet Kavramında Ö rencilerin Bilgi Yapıları Kuvvet bireyin dünyaya gelmesinden itibaren itme ve çekme gibi deneyimlerle anlamlandırdı ı bir kavramdır. Günlük hayatta sıklıkla kullanılan bu kavram hakkında ö renciler formal e itim öncesi do ru veya yanlı birçok bilgiye sahiptirler. Kuvvet kavramı konusundaki yanılgıların belirlenmesine ili kin çok sayıda ara tırma yapılırken, özellikle son yıllarda bir takım ara tırmalar ö rencilerin kuvvet kavramındaki bilgilerinin yapısına odaklanmı tır. Fakat ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin bilgi yapılarını ara tıran çalı malarda birbiri ile çeli en sonuçlara varılmı tır. Ioannides ve Vosniadou (2002) tarafından, anaokulundan lise seviyesindeki ö rencilere kadar çe itli ya taki 105 Yunan ö renci ile yapılan ara tırmada, ö rencilerin yakla ık %89’unun kuvvet kavramına ili kin yorumları, teori nitelikli bilgi yapısı görü ünü destekledi i sonucuna varılmı tır. Di er bir ifade ile her bir ö rencinin kuvvet kavramına ili kin ara tırma sorularına verdi i yanıtlar oldukça yüksek derecede tutarlılık göstermi tir. Bu ara tırmaya katılan 30 ilkö retim birinci kademe ö rencisinin büyük ço unlu u, sorulan bütün soruları iç ve kazanılmı kuvvet anlamları ile açıklamı lardır (Bu anlamlar yöntem bölümünde açıklanacaktır). Di er taraftan diSessa ve ark. (2004), Ioannides ve Vosniadou’nun (2002) çalı masını Amerikalı ö rencilerle tekrar etmi ve 9 ilkö retim birinci kademe ö rencisinden hiçbiri ara tırma örne indeki di er ö reniciler gibi kuvvet kavramını yorumlamada tutarlılık göstermemi lerdir. Bu nedenle diSessa ve ark. (2004) bu bulguyu parça nitelikli bilgi yapısı görü ü lehine yorumlamı tır. Ana sınıfından lise seviyesine kadar, farklı kademelerden 32 Türk ö rencinin katıldı ı benzer bir ara tırmada (Özdemir, 2006), ö rencilerin yakla ık %65’i kuvvet kavramının yorumlamasında tutarlılık göstermemi lerdir. Ara tırmaya katılan 8 ilkö retim birinci kademe ö rencilerinden sadece birinin kuvvet kavramına yükledi i anlam soru setleri boyunca de i memi tir. Bu ara tırmadaki bulgular da ö rencilerin kuvvet kavramındaki yorumlarının en iyi parça nitelikli bilgi yapısı görü ü ile açıklanabilece ine i aret etmektedir. Yukarıdaki çalı maların hepsindeki soru setlerinde, ö rencilere kâ ıt üzerine basit çizgilerle resmedilmi olan figürler gösterilmi , resmedilen durumlarda kuvvetin olup olmadı ı sorgulanmı ve ayrıca kuvvet “vardır” veya “yoktur” diye verilen cevapların nedenselli i sorgulanmı tır. Örne in kâ ıt üzerine basit ekilde çizilmi , yerde duran bir ta ö renciye gösterilmi ve “yerde duran bu ta ın üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden?” diye sorulmu tur. Soruların birço unda farklı a ırlık ve büyüklükteki ta lar farklı durumlarda resmedilmi tir. Ayrıca ö rencilerin farklı durumlarda kuvvet kavramına ili kin yorumlarını daha iyi anlamak için kar ıla tırma soruları sorulmu tur. Örne in yüksekli in, ö rencinin kuvveti yorumlamasındaki etkisini görebilmek için, bir tepenin üzerindeki ta ile yerde duran ta ın üzerinde kuvvet olup olmadı ı her iki durum için sorulmu , ö renci her iki durumda da herhangi bir kuvvetten bahsetti i taktirde bu iki durumdaki kuvvetlerin aynı mı yoksa farklı mı oldu u sorulmu ve ayrıca nedeni sorgulanmı tır. Fakat bu ara tırmalarda resmedilen durumların birbirine çok yakın olması, bir ö rencinin soru setleri boyunca birbiri ile tutarlı yorumlar yapma ihtimalini güçlendirece inden, bu ara tırmalarda izlenen yöntem ve sorular sorgulanmalıdır. Örne in sürekli farklı büyüklük ve a ırlıktaki ta ların farklı durumları resmetmek için kullanılması özellikle çok küçük ya taki ö rencilerin iç kuvvetten söz etmelerine yani kuvveti her sorulan soruda ta ın büyüklü ü ve a ırlı ı ile açıklamalarına neden olacaktır. Bu durum teori nitelikli bilgi yapısını do rulayacak olan yöntemsel bir hata olarak dü ünülmektedir. diSessa ve ark.(2004) ö rencilerin kuvvet kavramı hakkındaki yorumlarının tutarlılı ını ölçmede, ö rencilere sorulan sorularda birbirine çok benzer olmayan ve zengin içerikli durumların seçilmesinin daha do ru olaca ı yargısına varmı tır. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 39 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi 1.3. Ara tırmanın Amacı ve Ara tırma Soruları Bu ara tırmanın amacı farklı durumların temsili için olu turulan somut gösterimlerde ilkö retim birinci kademe ö rencilerinin kuvvet kavramındaki bilgi yapılarını tespit etmektir. Ara tırma soruları a a ıdaki gibidir. 1. Somut gösterimlerle sunulan farklı durumlarda, ilkö retim birinci kademe ö rencilerinin kuvvet kavramına yükledikleri anlamlar nelerdir? 2. lkö retim birinci kademe ö rencilerinin kuvvet konusuna ili kin bilgi yapıları en iyi teori nitelikli bilgi yapısı teorisi ile mi yoksa parça nitelikli bilgi yapısı teorisi ile mi açıklanabilir? 2. YÖNTEM 2.1. Çalı ma Grubu Ara tırmanın çalı ma grubunu ya ları 9 ile 11 arasında de i en 8 ilkö retim birinci kademe ö rencisi olu turmu tur. Bu grup 4 erkek 4 kız ö renciden meydana gelmi tir. Ö renciler Ankara’daki bir ilkö retim okulunda ara tırmaya katılmaya gönüllü ö renciler arasından seçilmi tir. Veriler bire bir görü me yoluyla toplanaca ından konu maya açık ö rencilerin bu çalı mada yer almasına özen gösterilmi tir. Ayrıca ö rencilerin okul dı ında edindi i farklı bilgi ve deneyimler onların bilgi yapılarının olu masında önemli rol oynadı ından ve bu bilgi yapıları ö rencilerin sosyal çevresine göre de i kenlik gösterdi inden, ö rencilerin hepsi sosyo-ekonomik açıdan orta düzeydeki ailelerden seçilmi tir. Ayrıca, çalı ma grubundaki ö renciler orta derecede okul ba arı düzeyine sahiptir. Ö rencilerin sosyo-ekonomik ve okul ba arı düzeylerinin tespitinde sınıf ö retmenlerinin bilgi ve görü lerine ba vurulmu tur. 2.2.Görü me Soruları Görü meler için 7 soru seti hazırlanmı tır (Bkz. Ek). Her soru setinde iki farklı durum araç ve gereçler yardımı ile temsil edilmi ve temsil edilen bu durumların her birinde sırasıyla kuvvet olup olmadı ı ve nedeni sorgulanmı tır. E er bir ö renci soru setlerindeki her iki durumda da kuvvetin varlı ından söz etmi ise, ö rencinin yürüttü ü aklı veya yaptı ı tahminin dayana ını daha iyi ortaya çıkarmak için, her soru setindeki durumlarda var olan kuvvetler arasında bir farklılık olup olmadı ı ve nedeni sorulmu tur. Bu ara tırma için hazırlanan ve a a ıda sıralanan soru setlerinde üç önemli nokta dikkate alınmı tır: (1) Soru setleri boyunca farklı durumları temsil etmek için büyük ve küçük ta gibi sürekli aynı nesnelerin kullanılmasından kaçınılmı , (2) hazırlanan sorulardaki farklı durumları resmetmek, yerine somut olarak ara tırmacı tarafından çe itli durumlar bir takım araç ve gereçler kullanılarak ö renciye gösterilmi ve (3) literatürde sıkça bahsedilen iç, kazanılmı , itme/çekme ve yerçekimine ili kin kuvvet kavramlarını ortaya çıkaracak nitelikte sorular hazırlanmı tır. Sorular a a ıdaki gibi özetlenebilir. Serbest/Açıyla Dü en Toplar: Bu soru setinde iki topun aynı yükseklikten dü ü ü bir e imle farklıla tırılmı tır. Özde toplardaki bu farklılı ın ö rencilerin kuvvet hakkındaki yorumlarını ne ekilde etkileyece i ara tırılmak istenmi tir. Duvara Omuzla/Elle Dayanma: Bu soru setinde ara tırmacı birinci durumda omuzla, ikinci durumda ise elle duvara dayanmaktadır. Bu soru setinde duvara uygulanan kuvvetlerin ekli farklıdır. Bu farklılı ın ö rencinin kuvvet kavramına yükledi i anlamları nasıl etkileyebilece i ara tırılmak istenmi tir. Farklı Yüksekliklere Fırlatılan Paralar: Bu soru setinde literatürde bir kavram yanılgısı olarak bilinen, iddete ve güce ba lı olarak cismin kazandı ı hareketi açıklayan (McCloskey, 1983) dü ünce test edilmek istenmi tir. Ayrıca benzer iki durumdaki farklılı ı olu turan yüksekli in ö rencilerin yorumunda oynadı ı rol ara tırılmak istenmi tir. 40 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R Küçük/Büyük Yay Üzerindeki Kitaplar: Bu soru setinde yayların çapı farklıla tırılmı , böylece kuvvet uygulayıcının büyüklü ü ö rencilerin kitabın üzerindeki kuvveti yorumlayı ı irdelenmek istenmi tir. Yava /Hızlı Bilyeler: Bu soru setinde bilyelerin farklı hızlarda hareket etmesinin, ö rencilerin kuvvet kavramını yorumlamalarında nasıl bir rol oynayaca ı ara tırılmak istenmi tir. Küçük/Büyük Toplu Sarkaçlar: Bu soru setinde iki ayrı sarkaçta hareket eden ve büyüklükleri farklı iki top bulunmaktadır. Hareket eden topların büyüklü ündeki farklılık ö rencilerin kuvvete ili kin yorumlarında farklılı a yol açıp açmayaca ı irdelenmek istenmi tir. p Ucunda Dönen Top/Tüp çinde Dönen Bilye: Bu soru diSessa ve ark. (2004) tarafından yapılan çalı madan uyarlanmı tır. Fizikteki kuvvet kavramı açısından ipin ucunda dairesel olarak dönen top ile tüpün içinde dairesel olarak dönen bilye arasında hiçbir fark yoktur. Dönen bu nesnelerin üzerindeki tek kuvvet yerçekimi kuvvetidir. Bu soruda top/bilye farklılı ı ve döndükleri ortamın farklılı ı ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarını etkileyece i tahmin edilmektedir. 2.3.Verilerin Toplanması ve Analizi Ara tırmanın verilerini 8 ilkö retim birinci kademe ö rencisi ile yapılan yakla ık 15-25 dakikalık görü meler olu turmu tur. Her ö renciye Ek bölümündeki 7 soru seti uygulanmı tır. Fakat sorular bunlarla sınırlı de ildir. Ö rencilerin çe itli araç ve gereçler yardımı ile temsil edilen farklı durumlardaki kuvvet kavramına ili kin yorumlarını tam olarak anlayabilmek için, gerekli durumlarda “Biraz daha açıklar mısın?”, “Ne demek istiyorsun?” gibi sorular sorulmu tur. Ara tırmacı tarafından bire bir yapılan bütün görü meler videoya kaydedilmi tir. Bu görü melerin transkripsiyonları tamamlandıktan sonra analize ba lanmı tır. Verilerin analizinde Vosniadou ve Brewer (1992, 1994) tarafından geli tirilen kodlama ve analiz metodundan yararlanılmı tır. Bu metot Miles ve Huberman (1994) tarafından ortaya konan nitel ara tırma yöntemi ile örtü mektedir. Analiz ba lıca üç kısımdan olu mu tur: (1)Verilerin önceden belirlenmi kategoriler içinde kısaltılarak gruplanması, (2) ön kategoriler içinde gruplanması mümkün olmayan yorumlar için yeni kategoriler olu turulması, (3) bu veriler sunularak sonuç çıkarılması ve (4) sonuçları peki tiren kanıtların sunulması. Verilerin kodlanması için a a ıdaki kodlama eması (yönerge tablosu) geli tirilmi tir (Tablo 1). Ö rencilerin her bir setteki açıklamaları kodlama emasındaki cevap kategorileri ile kar ıla tırılmı ve onların kuvvet kavramına yükledikleri anlam veya anlamlar tespit edilmi tir. Bu kodlama eması literatürde belirtilen ve ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin anlayı larını sıklıkla yansıtan 4 muhtemel kategoriden olu turulmu tur: (1) ç kuvvet, (2) kazanılmı kuvvet, (3) itme/çekme kuvveti ve (4) yerçekimi kuvveti. ç kuvvet: E er ö renci kuvveti bir cismin büyüklü ü ve a ırlı ı ile ili kilendiriyorsa bu cismin bir iç kuvveti olarak de erlendirilmi tir. Kazanılmı Kuvvet: E er ö renci kuvveti cismin bir parçası ve onun hareket halindeki durumunu açıklayan bir ö e olarak görüyorsa, bu tür yorumlar kazanılmı kuvvet olarak de erlendirilmi tir. tme/Çekme Kuvveti: Kazanılmı kuvvetten farklı olarak e er ö renci hareket eden veya etmeyen cisimlerde itme veya çekme kuvvetinden söz ediyorsa bu yorum itme/çekme kuvveti olarak de erlendirilmi tir. Yerçekimi Kuvveti: Yerçekimine ili kin bütün yorumlar bu kategori altında de erlendirilmi tir. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 41 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Tablo 1. Kodlama eması ç Kuvvet 1. Serbest/Açıyla Dü en Toplar Özde toplar oldukları için, toplar üzerindeki kuvvetler e ittir. 2. Duvara Omuzla/Elle Dayanma 3. Farklı Yüksekliklere Fırlatılan Paralar Özde duvarlar oldu u için duvarlar üzerindeki kuvvetler e ittir Özde paralar oldu u için paralar üzerindeki kuvvetler e ittir 4. Küçük/Büyük Yay Üzerindeki Kitaplar Özde kitaplar oldu u için kitaplar üzerindeki kuvvetler e ittir 5. Yava /Hızlı Hareket Eden Bilyeler Özde bilyeler oldu u için bilyeler üzerindeki kuvvetler e ittir 6. Küçük/Büyük Toplu Sarkaçlar Büyük top daha büyük/a ır oldu u için büyük topun üzerindeki kuvvet daha büyüktür 7. p Ucunda Dönen Top/Tüp çinde dönen bilye Bilye toptan daha a ır oldu u için tüp içinde dönen bilyenin üzerindeki kuvvet daha büyüktür Kazanılmı Kuvvet Toplara aynı ki i kuvvet verdi inden toplar üzerindeki kuvvetler e ittir Duvar hareket etmedi inden herhangi bir kuvvet yoktur tme/çekme Kuvveti Herhangi bir itme/çekme olmadı ı için toplar üzerinde kuvvet yoktur Duvar itildi inden duvarlar üzerinde kuvvet vardır. Yerçekimi Kuvveti Her iki top üzerindeki yerçekimi kuvveti e ittir Daha çok kuvvet verildi inden ki inin verdi i kuvvet yükse e fırlatılan paranın üzerinde daha büyüktür Herhangi bir itme/ çekme olmadı ı için havadaki paralar üzerinde kuvvet yoktur. Kitaplar hareket etmedi i için kitaplar üzerinde herhangi bir kuvvet yoktur Daha çok kuvvet verildi inden ki inin verdi i kuvvet hızlı hareket eden bilyenin üzerinde daha büyüktür Daha çok kuvvet verildi inden ki inin verdi i kuvvet büyük top üzerinde daha büyüktür Herhangi bir itme/ çekme olmadı ı için kitaplar üzerinde kuvvet yoktur Herhangi bir itme/ çekme olmadı ı için hareket eden bilyeler üzerinde kuvvet yoktur Her iki para üzerindeki yerçekimi kuvveti e ittir veya daha yükse e fırlatılan paranın üzerindeki yerçekimi kuvveti daha büyüktür Her iki kitap üzerindeki yerçekimi kuvveti e ittir Bilye toptan a ır oldu u için ki inin bilyeye verdi i kuvvet daha büyüktür Herhangi bir itme/ çekme olmadı ı için hareket eden top veya bilye üzerinde kuvvet yoktur Herhangi bir itme/ çekme olmadı ı için hareket eden toplar üzerinde kuvvet yoktur Her iki duvar üzerindeki yerçekimi kuvveti e ittir Her iki bilye üzerindeki yerçekimi kuvveti e ittir Her iki top üzerindeki yerçekimi kuvveti e ittir veya büyük top üzerindeki yerçekimi kuvveti daha büyüktür. Top ve bilyenin üzerindeki yerçekimi kuvveti e ittir veya bilye üzerindeki yerçekimi kuvveti daha büyüktür 3. BULGULAR Yapılan analizde 8 ilkö retim birinci kademe ö rencilerinden sadece ikisinin kuvvet konusundaki cevaplarında soru setleri boyunca tutarlılı a rastlanırken geri kalan altı ö rencinin cevaplarında soru setleri boyunca tutarsızlıklar gözlenmi tir (Tablo 2). 42 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R Tablo 2.Ö rencilerin Soru Setleri Boyunca Kuvvet Kavramına Yükledikleri Anlamlar 1. Serbest/ Açıyla dü en toplar Ümit Fatmanur Kazanılmı Yerçekimi Kazanılmı Yerçekimi 2. Duvara omuzla/elle dayanma 4. Küçük/büy ük yay üzerindeki kitaplar 5. Yava /hızlı hareket eden bilyeler 6. Küçük/büy ük toplu sarkaçlar Kazanılmı Kazanılmı Kazanılmı Kazanılmı Kazanılmı Kazanılmı tme/çekme Kazanılmı Yerçekimi Di er (kaldırma) Kazanılmı Kazanılmı Kazanılmı Kazanılmı Yerçekimi Di er (kaldırma) Kazanılmı tme/çekme Di er (ipin uyguladı ı kuvvet) tme/çekme ç Kazanılmı ç Kazanılmı ç Kazanılmı Kazanılmı Kazanılmı ç tme/çekme Di er ( pin uyguladı ı kuvvet) Kazanılmı Di er (Kuvvet yok çünkü hareket eden cisimler üzerinde kuvvet olmaz) Di er (Kuvvet yok çünkü kolayca hareket edebiliyor) Di er (Kuvvet yok çünkü kolayca hareket edebiliyor) Enes Yerçekimi tme/çekme evval ç Kazanılmı Yerçekimi Di er (Duvarın çekim kuvveti) Mehmet Serpil Koray Rüveyda tme/çekme Di er (Rüzgâr) ç Di er (Kuvvet yok çünkü altında destek yok) ç Kazanılmı 7. p ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye 3. Farklı yüksek liklere fırlatılan paralar tme/çekme Kazanılmı ç Kazanılmı ç tme/çekme Di er (Rüzgâr) Di er (Kuvvet yok çünkü kolayca dü üyor ve fırlatılıyor) Di er (Kuvvet yok çünkü altında destek yok) ç Di er (Yayın boyları e it oldu u için kuvvetler e ittir) ç Di er (Kitap büyük yayı esnetti i için büyük yayda kuvvet var küçük yayda yok) Di er (Yayın boyları e it oldu u için kuvvetler e ittir) ç Di er (Masanın verdi i kuvvet) ç Di er (Kuvvet yok çünkü altında destek yok) ç Di er ( pin uyguladı ı kuvvet) Di er (Havadaki topta kuvvet yok. Bilyede tüpün uyguladı ı kuvvet vardır) ç Kazanılmı Di er (Tüpün uyguladı ı kuvvet) Tablo 2 de görüldü ü gibi Ümit kazanılmı kuvvet, Rüveyda ise iç kuvvet anlamları açısından cevaplarında tutarlılık göstermi tir. Ara tırmaya katılan di er bütün ö rencilerin soru setlerindeki cevapları en az bir tane kazanılmı veya iç kuvvet anlamı ta ısa da hiçbiri soru setleri boyunca tutarlılık gösteren belli bir kuvvet anlamı ile akıl yürütmemi lerdir. Bu ana bulgu, çalı maya katılan ö rencilerin bilgi yapılarının parça nitelikli bilgi yapısı teorisi ile daha fazla örtü tü ü eklinde yorumlanabilir. A a ıdaki bölümlerde bu çalı madaki ö rencilerin kuvvet kavramına yükledikleri anlamlar ve parça nitelikli bilgi yapısını destekleyen bulgular irdelenecektir. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 43 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi 3.1. ç, Kazanılmı ve Di er Kuvvet Anlamlarının Baskınlı ı Genel olarak ara tırmaya katılan ilkö retim birinci kademe ö rencilerinde iç, kazanılmı ve di er kuvvet anlamları a ırlıklı olarak gözlenmi tir. Di er bir ifade ile ö renciler kuvvet kavramını cisimlerin bir parçası veya cisimlerin hareketteki durumlarını açıklayan bir etki olarak anlamlandırmı lardır. Bazı ö rencilerin yorumlarında ise ilgili literatürde söz edilmeyen ve soru setlerindeki durumlara ba lı olarak ürettikleri di er kuvvet anlamları gözlenmi tir. Bu çalı maya katılan ö rencilerin 7 soru setindeki cevaplarında toplam 72 defa çe itli kuvvet anlamları gözlenmi tir. Bu rakam ö rencilerin bir takım soru setlerindeki durumlarda birden fazla kuvvetten söz ettiklerini göstermektedir. Toplam olarak 15 iç kuvvet, 24 kazanılmı kuvvet, 7 itme/çekme kuvveti, 6 yerçekimi kuvveti ve 20 kodlama emasındaki cevap kategorilerinde yer almayan “di er” kuvvet anlamaları gözlenmi tir (Tablo 3). Tablo 3. Gözlenen Kuvvet Anlamlarının Türlerine Göre Da ılımı Ümit Fatmanur Enes evval Mehmet Serpil Koray Rüveyda Toplam Genel Toplam ç 0 0 0 4 1 2 1 7 15 Kazanılmı 7 5 2 5 2 1 0 2 24 tme/çekme 0 1 3 0 3 0 0 1 7 Yerçekimi 1 2 2 1 0 0 0 0 6 72 Di er 0 1 2 1 4 4 6 2 20 Ö rencilerin soru setlerindeki durumlara yükledikleri çoklu kuvvet anlamlarının, onların kuvvet kavramına ili kin sabit bili sel emalara sahip olmadıklarına bir i arettir. Bu bulgu parça nitelikli bilgi yapısı teorisini destekler niteliktedir. 3.2. Kuvvet Kavramına li kin Di er Anlamlar Ö rencilerde gözlenen ve literatürde ortaya konulmu iç, kazanılmı , itme/çekme ve yerçekimi kuvvetleri dı ında bu ara tırmadaki ö renciler, önceden öngörülmeyen kuvvet kavramına ili kin birçok farklı anlamlar sergilemi lerdir. Fakat kodlama emasında öngörülmeyen bu farklı kuvvet anlamları hiçbir ö rencide soru setleri boyunca bir tutarlılık ve bütünlük arz eden nitelikte de ildir. Verilerin analizdeki bu bulgu da parça nitelikli bilgi yapısını desteklemektedir. Çünkü ö renciler farklı durumlardaki de i kenler kar ısında, kuvvet kavramına farklı anlamlar yüklemektedirler. Bu bölümde kodlama emasında öngörülmemi , ö rencilerin bazı soru setlerinde geli tirdikleri kuvvet kavramına ili kin farklı dü üncelerinin bazılarına yer verilecektir. 3.2.1. Esnemeye Ba lı Kaldırma Kuvveti Fatmanur ve Enes 4. soru setinde (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) kaldırma kuvvetinden söz etmektedirler. Bu kuvvet anlam olarak fizikteki etki/tepki kuvvetlerinden farklı olarak buradaki duruma ba lı olarak geli tirilen muhakemenin bir sonucudur. Fatmanur ile yapılan görü meden alınan a a ıdaki bölümde, Fatmanur çapları birbirinden farklı, aynı maddeden yapılmı iki yay üzerine yerle tirilen aynı kitapta farklı yay kaldırma kuvvetleri oldu unu belirtmi tir. A-Bu kitabın üzerindeki kuvvet di er kitabın üzerindeki kuvvet ile aynımıdır yoksa farklımıdır? F-Farklıdır. A-Neden? 44 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R F-Buradaki kuvvet daha fazladır [eliyle küçük yayı i aret ediyor]. A-Neden? F-Çünkü buna koydu umuzda [kitabı büyük yay üzerine koyunca] kitap büyük yayı küçük yaydan daha alçak bir seviyeye dü ürüyor. Ama bunun [kitabı küçük yayın üzerine koyuyor] üzerine koydu umuzda ise buna koydu umuzdan daha yükse e çıkarıyor [kitabı] yani daha güçlü bir seviyede yukarıya kaldırıyor. A-Küçük yayın kitaba uyguladı ı kuvvetin daha fazla oldu unu mu dü ünüyorsun? F-Evet. Bu [büyük yay üzerindeki kitap] daha dibe çöktürüyor. Bu daha yüksekte. Bir daha bakayım da...[tekrar deniyor]. Evet, birlikte olmuyor [aynı seviyede]. Fatmanur küçük çaplı yayın kitaba uyguladı ı kuvvetin daha fazla oldu unu dü ünmü ve bunun nedenini büyük yayın kitap altında daha çok esnemesine ba lamı tır. Görüldü ü gibi bu soru setindeki yayın esneme faktörü Fatmanur’un kuvvet kavramını yorumlamasında rol oynamaktadır. Ona göre yayların esneme faktörü özde kitaplar üzerindeki kuvveti farklıla tırır. 3.2.2. Destekleme Kuvveti Koray 1. (serbest/açıyla dü en toplar), 3.(farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) ve 6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) soru setlerindeki cisimler üzerinde hiçbir kuvvet olmadı ını dü ünmü bunun nedenini ise bu soru setlerindeki cisimlerin havada olmasına ba lamı tır. Bu setlerde Koray’ın yaptı ı açıklamalar göstermektedir ki, bir cismin üzerinde kuvvetten söz edebilmek için, o cismi “kaldıran” veya “destekleyen”, masa veya yer gibi ba ka bir cisim olması gerekmektedir. Örne in 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar) Koray her iki durumda da dü en toplar üzerinde herhangi bir kuvvet olmadı ını dü ünmü ve bunun gerekçesini a a ıdaki ekilde açıklamı tır. A- ...Havadaki bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır? K-Havada yoktur. A-Ne zaman vardır? K-Yerde top dururken. Hımmm burada bir top var farz edin [eliyle masanın üzerinde bir topun durmasını tarif ediyor]. Durur böyle. Havada duramaz böyle. Altında destek olması gerek burada durabilmesi için. Yerde durabilir mesela. Burada [masa ve yeri gösteriyor] durabilir mesela. Ama havada duramaz. A-Yani top böyle de dü se öyle de dü se üzerinde bir kuvvet yoktur diye dü ünüyorsun çünkü havadayken altında bir destek yok diyorsun. K-Evet. A-Anladım. 3.2.3. Kuvvet Hareketsizlik Gerektirir Serpil 5. sette (yava /hızlı hareket eden bilyeler) her iki bilyeye de etki eden herhangi bir kuvvetin olmadı ını dü ünmü tür. Onun bu sette yürüttü ü akla göre, hareket eden cisimlerin üzerinde herhangi bir kuvvetten söz edilemez. A- Hareket eden bu bilyenin üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır? S-Yok. A- Neden? S-Çünkü hareket etti i için. A- Hareket eden bu bilyenin üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır? S-Yok. A- Neden? S-Buda onun gibi hareket etti i için birde çok, bide çok hızlı hareket etti i için. A- Hareket eden cisim üzerinde kuvvet olmaz mı diye dü ünüyorsun? S- Evet olmaz. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 45 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi 3.2.4. Kuvvet Boyuta Ba lıdır Mehmet 4. soru setinde (küçük/büyük yay üzerindeki kitap) yaylar üzerindeki özde kitaplara, yayların e it kuvvet uyguladı ını belirtmi tir. Bu cevabının nedenini ise yayların boylarının e it olmasına ba lamı tır. Mehmet ile olan görü meden alınan a a ıdaki bölümde görülece i üzere Mehmet yayların çaplarının farklı oldu una da dikkat etmi ve bu yorumlarında farklılı a yol açmı tır. A-Bu kitabın [Küçük yay üzerindeki] üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır? M-Vardır. A-Neden? M-Öbür yaydan dar oldu u için ona az etki veriyor. A-Yani yine yayın etkisi var diyorsun. M-Evet. A-Bu kitabın üzerindeki kuvvet bu kitabın üzerindeki kuvvetle aynımıdır farklımıdır? M-Aynıdır. A-Neden? M-Çünkü boyları ikisinde de koydu unda aynı boy [eliyle gösteriyor]. A-Ama biraz önce dedin ki bu dar oldu u için daha az etki veriyor. M-Ama yakın boyları. Onun için aynıdır. Mehmet’in açıklamalarında dikkat etmemiz gereken önemli bir nokta var. Kitabın altındaki yayların hem çapı hem de uzunlukları Mehmet’in kuvvet yorumunu etkilemektedir. Fakat Mehmet’in açıklamaları birbiri ile çeli mektedir. Mehmet, yaylardan birinin çapı di erine göre küçük olmasından dolayı, küçük yay üzerindeki kitaba daha az kuvvet etki etti ini dü ünmü fakat daha sonra yayların boyları aynı oldu u için bu kez kitaplar üzerindeki kuvvetlerin e it oldu u yorumunu yapmı tır. 3.2.5. pin Uyguladı ı Kuvvet Enes, Mehmet ve Rüveyda 6. sette (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ipin sarkaçta salınan topa uyguladı ı kuvvetten söz etmi lerdir. Mehmet’in a a ıdaki açıklamalarında görüldü ü gibi, bu anlam kazanılmı kuvvet anlamından ve itme/çekme kuvveti anlamından farklıdır çünkü burada topu harekete geçiren ki inin verdi i kuvvetten söz edilmemektedir. A-Bu sarkaçta salınan top üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır? M-Vardır. A-Neden? M-Çünkü topun üzerinde ip oldu u için onu etkiliyor. Yere de mesini engelliyor. 3.3. Ö rencilerin Kuvvet Kavramını Yorumlamalarındaki Tutarsızlıklar Yukarıdaki bölümlerde de inildi i gibi ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarında birbiri ile çeli en, farklı kuvvet kavramları sıklıkla tespit edilmi tir. Bu bölümde her bir ö rencinin soru setleri boyunca, kuvvet kavramına ili kin sergiledikleri tutarsızlıklar sunulacaktır. Fatmanur Fatmanur 1.(serbest/açıyla dü en toplar), 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar), 5. (yava /hızlı hareket eden bilyeler), 6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) soru setlerinde söz konusu olan durumları kazanılmı kuvvet anlamı ile yorumlamı tır. Di er bir de i le, kuvveti, cismin hareketini açıklayan, cisme dı ardan verilen ve hareket süresince cismin üzerinde ta ınan bir etki olarak yorumlamı tır. Bu dü ünceden hareket ile e er Fatmanur’un kazanılmı kuvvet anlamında, bütün durumları açıklayacak bir teorisi olsaydı veya kuvvet kavramına ili kin teori nitelikli bir bili sel eması olsaydı, 46 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R Fatmanur’un 2. (duvara omuzla/elle dayanma) ve 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) setlerdeki yorumları da kazanılmı kuvvet kavramı ile örtü mesi gerekirdi. Kazanılmı kuvvet anlamı ile hareket edildi inde, Fatmanur’un, 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) duvarın hareketi söz konusu olmadı ı için ve 4. sette de (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) kitabın hareketi söz konusu olmadı ı için herhangi bir kuvvetten söz etmemesi gerekirdi. Fakat Fatmanur 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) duvara etki eden bir kuvvetin oldu unu dü ünerek bunun nedenini itme/çekme kuvveti anlamı ile ifade etmi tir: “...Bir kuvvet uyguluyoruz. Dokunma kuvveti, itme kuvveti gibi bir ey. Yani elimizin yükünü oraya veriyoruz. tme kuvveti vardır.” Benzer ekilde 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) Fatmanur kitaba etki eden bir kuvvetin oldu unu dü ünerek bunun nedenini “kaldırma” kuvveti anlamı ile u ekilde ifade etmi tir: “...Bu yay onu (kitabı) kaldırdı ı için (kuvvet) vardır diyorum.” Fatmanur’un 2. (duvara omuzla/elle dayanma) ve 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) setteki kuvvet kavramına ili kin yorumlarının di er setlerdeki yorumlarından farklılık göstermesi, soru setlerinde temsil edilen durumların farklılı ından ve aynı zamanda soru setlerinde ilk göze çarpan özelliklerin farklılı ından kaynaklanıyor olabilir. 2. (duvara omuzla/elle dayanma) ve 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) setteki cisimler di er setlerde oldu u gibi hareket halinde de ildir. 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) göze ilk çarpan özellik duvarın itilmesi oldu undan, Fatmanur duvarın üzerindeki kuvveti itme/çekme kuvveti ile açıklamı tır. Benzer ekilde 4. seti (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) karakterize eden ey kitabın yay üzerinde durması oldu undan, Fatmanur yayın üzerindeki kuvveti yayın kaldırma kuvveti ile yorumlamı tır. Fakat aynı ö renci 5. sette (yava /hızlı hareket eden bilyeler) hızlı ve yava hareket eden bilyeler üzerinde masanın uyguladı ı bir “kaldırma” kuvvetinden söz etmemi tir. Ayrıca Fatmanur 1. (serbest/açıyla dü en toplar) ve 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) setlerdeki söz konusu cisimler üzerinde var olan yerçekimi kuvvetinden söz ederken di er setlerdeki cisimlere etki eden yerçekimi kuvvetinden hiç söz etmemi tir. Setlerdeki durumları inceledi imizde bu iki setteki cisimlerin di er setlerdeki cisimlerden farklı olarak, dü er vaziyette oldu unu görürüz. Belki de Fatmanur’a göre yerçekimi ancak dü en cisimlere etki eden bir kuvvettir. Sonuç olarak bu bulgular Fatmanur’un kuvvet kavramına yükledi i anlamların setlerdeki duruma göre farklıla tı ını göstermektedir. Benzer ekildeki birbiri ile belirgin ekilde örtü meyen kuvvet anlamları di er ö rencilerin yorumlarında da tespit edilmi tir. imdi di er ö rencilerin kuvvet kavramına yükledi i anlamları ve cevaplarındaki tutarsızlıkları gözden geçirelim. Enes Enes’in kuvvet kavramına yükledi i anlamlar soru setleri boyunca önemli tutarsızlıklar göstermi tir. Enes’in cevapları 3. sette (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) kazanılmı ve yerçekimi kuvveti anlamları, 5. sette (yava /hızlı hareket eden bilyeler) sadece kazanılmı kuvvet anlamı, 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar) sadece yerçekimi kuvveti anlamı, 2. (duvara omuzla/elle dayanma) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde itme/çekme kuvveti anlamı, 6. sette ipten kaynaklanan kuvvet anlamı ve 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) kaldırma kuvveti anlamını ta ımaktadır. evval evval’in kuvvet kavramına yükledi i anlamlar soru setleri boyunca farklılık göstermi tir. evval’in cevapları 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) iç kuvvet anlamı, 5. (yava /hızlı hareket eden bilyeler) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde kazanılmı kuvvet anlamı, 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) ve 6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) setlerde iç ve kazanılmı kuvvet anlamları, 1. sette iç, kazanılmı ve yerçekimi kuvveti anlamları ve 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) “duvarın çekim kuvveti” anlamı ta ımaktadır. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 47 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi evval’in belirtti i çoklu ve birbirinden farklı kuvvet anlamları onun yorumlarının soru setlerindeki duruma göre farklıla masından kaynaklanmaktadır. Her bir soru setindeki farklı de i kenler onun kuvvet kavramına ili kin tutarsız akıl yürütmesine neden olmu tur. Mehmet Benzer ekilde Mehmet’in kuvvet kavramına yükledi i anlamlar soru setlerindeki durumlara göre farklılık göstermi tir. Mehmet’in yorumları 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar) itme/çekme kuvveti ve “rüzgâr” kuvveti anlamı, 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) sadece itme/çekme kuvveti anlamı, 3. sette (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) sadece “rüzgâr” kuvveti anlamı, 5. (yava /hızlı hareket eden bilyeler) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde kazanılmı kuvvet anlamı, 6. sette (küçük/büyük toplu sarkaçlar) iç ve ipten kaynaklanan kuvvet anlamları ta ırken, 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) yayların boyları e it oldu u için, her iki durumda da kitaplar üzerindeki kuvvetlerin e it olaca ını dü ünmü ve farklı bir yorumda bulunmu tur. Görüldü ü gibi Mehmet’in bir soru setinde kuvvet kavramına yükledi i anlam di er bir soru setinde olmayabilmektedir. Örne in 1. (serbest/açıyla dü en toplar) ve 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) soru setlerinde varlı ını belirtti i rüzgâr kuvvetinden di er soru setlerinde söz etmemi tir. Belki de Mehmet rüzgârın ancak dü en cisimleri etkileyebilece ini dü ünmü tür. Serpil Serpil’in de soru setleri boyunca kuvvet kavramı hakkındaki yorumları bir bütünlük göstermemi tir. Serpil’in yorumları 1. (serbest/açıyla dü en toplar) ve 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) sette iç kuvvet anlamları, 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) ise kazanılmı kuvvet anlamları ta ımaktadır. 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar), 5. (yava /hızlı hareket eden bilyeler),6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde ise Serpil cisimlere etki eden herhangi bir kuvvetin olmadı ını dü ünmü tür. Çünkü Serpil hareket eden veya dü en cisimler üzerinde herhangi bir kuvvet olmayaca ına inanmaktadır. Bu yorumu iç kuvvete yakın bir anlam ta ımaktadır. Koray Koray’ın kuvvet kavramına ili kin yorumları da her soru setinde aynı de ildir. Koray’ın en tipik yorumuna göre, havada hareket eden cisimlerin üzerinde herhangi bir kuvvet olamaz, çünkü onları kaldıran veya destekleyen bir kuvvet yoktur. Bu dü ünceyle hareket eden Koray’ın kuvvet kavramına ili kin yorumları 1. (serbest/açıyla dü en toplar), 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar), 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar),5. (yava /hızlı hareket eden bilyeler), 6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde tutarlılık göstermi tir. Koray 1. (serbest/açıyla dü en toplar), 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) ve 6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) setlerdeki cisimler havada oldu u için cisimler üzerinde herhangi bir kuvvet olmadı ını dü ünmü tür. 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) kitaplar üzerinde onları kaldıran yaylardan dolayı kuvvet oldu unu dü ünmü tür. 7. sette (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) ipin ucunda dönen topun üzerinde, havada olması nedeniyle kuvvet olmadı ını ancak tüpün içinde dönen bilyenin üzerinde tüpün uyguladı ı bir kuvvet oldu unu dü ünmü tür. Fakat 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) Koray’ın kuvvet kavramına ili kin yorumu di er yorumlarından farklıdır. 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) Koray iç ve kazanılmı kuvvet anlamları sergilemi tir. Rüveyda Rüveyda soru setleri boyunca kuvvet kavramına ili kin birbiri ile en tutarlı yorumları yapan iki ö renciden biridir. Rüveyda bütün soru setlerindeki durumlara yükledi i anlamlar iç kuvvet anlamı ile örtü mektedir. Fakat bazı soru setlerinde Rüveyda’nın yorumları iç kuvvetin 48 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R yanı sıra ba ka kuvvet anlamları da ta ımaktadır. Bu anlamlar 1. (serbest/açıyla dü en toplar) ve 7. sette (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) kazanılmı kuvvet, 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) itme/çekme kuvveti ve 6. sette (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ipin uyguladı ı kuvvettir. Rüveyda’nın cevaplarında bulunan ve setlerdeki durumlara göre farklıla an çoklu kuvvet anlamları, onun teori formunda ve her durumu açıklayan bir bilgi yapısı olmadı ına bir i aret olarak de erlendirilebilir. Ümit Ümit’in bütün soru setlerinde yaptı ı açıklamalar kazanılmı kuvvet anlamı ile örtü mektedir. Sadece 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar) kazanılmı kuvvete ek olarak yerçekimi kuvvetinin varlı ından da söz etmi fakat di er setlerde yerçekimi kuvvetinin varlı ını belirtmemi tir. 4. TARTI MA VE SONUÇ Bu ara tırmanın bulguları üç temel madde kapsamında özetlenebilir: (1) Ara tırmaya katılan 8 ilkö retim birinci kademe ö rencisinden 6 sı, soru setleri boyunca kuvvet kavramına ili kin yorumlarında tutarsızlık göstermi lerdir, (2) literatürde sıkça söz konusu olan ve ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarında tespit edilen, iç, kazanılmı , itme/çekme ve yerçekimi kuvvetlerine ili kin anlamlar dı ında, soru setlerindeki durumlara ba lı olarak, birçok yeni anlam tespit edilmi tir, (3) Ö renciler bazı soru setlerinde birden fazla kuvvet anlamı içeren yorumlarda bulunmu lardır. Yukarıdaki bulguların hepsi parça nitelikli bilgi yapısını desteklemektedir. Genel olarak, bu çalı maya katılan ö renciler soru setleri boyunca kuvvet kavramına ili kin yorumlarında, her durumdaki kuvvet veya kuvvetleri açıklayabilecek, sabit ve teori nitelikli bir bili sel ema ile yorumda bulunmamı lardır. Bu sonuç, ö rencilerin kuvvet kavramı konusundaki bilgi yapılarını irdeleyen diSessa ve ark.’nin (2004) ve Özdemir’in (2006) yaptı ı çalı malardaki sonuçlarla paralellik göstermektedir. Di er yandan bu sonuçlar aynı konuda Ioannides ve Vosniadou’nın (2002) çalı masıyla tezatlık göstermektedir. Daha önce bahsedildi i üzere, diSessa ve ark. (2004) ara tırmasını ngilizce ve Amerikalı ö rencilerle, Ioannides and Vosniadou (2002) ara tırmasını Yunanca ve Yunan ö rencilerle, Özdemir (2006) ara tırmasını Türkçe ve Türk ö rencilerle yapmı tır. Ayrıca bu ara tırma yine Türkçe ve Türk ö renciler ile yapılmı tır. Bu çalı malarda elde edilen sonuçların farklılı ı uygulanan ara tırma yöntemlerinin farklılı ından kaynaklanabilece i gibi dil ve kültürel farklılıklardan da kaynaklanıyor olabilir. Örne in kuvvet Yunanca ve Türkçedeki günlük dilde “güç” kavramı yerine de kullanılmaktadır. Yunan ve Türk ö rencilerle yapılan ilgili çalı malarda ve bu çalı mada, ö rencilerin söz konusu durumlardaki kuvvete ili kin yorumlarının sıklıkla iç kuvvet kavramı ile örtü mesinin nedeni bu olabilir. Çünkü iç kuvvet anlamı, kuvveti cismin büyüklü ü ve a ırlı ı ile ba da tıran bir dü ünceden kaynaklanmaktadır. Bu yüzden dil ve kültürün ö rencilerin kuvvet kavramı konusundaki bilgi yapılarına etkisini irdeleyen ara tırmalara ihtiyaç vardır. Henüz bu konuda, literatürde anılan herhangi bir çalı ma yoktur. Ayrıca e itim sistemindeki farklılıklar bu sonuçların farklıla masına katkı sa lıyor olabilir. Kuvvet ve hareket konusunun verilmeye ba landı ı ya , ülkelerin e itim sistemine göre de i kenlik göstermektedir. Örne in Türkiye’de ö rencilere kuvvet ve hareket konusunun ö retilmesi ilkö retimin 4. sınıfında ba lanmaktadır. Ayrıca, kuvvet ve hareket konusunun ö retilmesinde ve bu konudaki kavram yanılgılarının giderilmesinde, sınıf ö retmelerinin uyguladı ı yöntem ve teknikler de i kenlik gösteriyor olabilir. Hatta aynı okulda sınıftan sınıfa bu de i kenlik söz konusu olabilir. Unutulmamalıdır ki ö rencilerin bir konudaki bilgi yapılarındaki bütünlük veya parçalanmı lık konudan konuya farklılık gösterebilir. diSessa (1988, 1993) parça nitelikli bilgi teorisini zengin durumlar içeren ve günlük deneyimlere ba lı olarak ö rencilerin konuyla ilgili bili sel emalarında yapılanan, kuvvet ve hareket gibi konular için geli tirmi tir. Bu yüzden ö rencilerin güncel deneyimlerinin veya informal ö renimlerinin az oldu u astronomi, evrim ve kalıtım gibi fen bilgisi konularında parça nitelikli bilgisi yapısı teorisinin geçerlili i söz konusu olmayabilir. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 49 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Sonuç olarak her ne kadar bu ara tırmadaki sonuçlar parça nitelikli bilgi yapısı teorisini desteklese de bu konuda yapılacak olan yorumlarda dikkatli olunması gerekmektedir. Farklı fen konularında ve farklı ya lardaki ö rencilerin bilgi yapılarındaki bütünlük veya parçalanmı lık farklılık gösterebilir. Bu konudaki ara tırmaların hızlanmasına ve alınacak sonuçların paralelinde, fen konularının ö retiminde uygulanacak yöntem ve tekniklerin geli tirilmesine ihtiyaç vardır. 50 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R KAYNAKÇA Carey, S. (1999). “Sources of Conceptual Change”. In E. K. Scholnick, K. Nelson, P. Miller (Eds.), Conceptual Development: Piaget’s Legacy, Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 293-326. Chi, M. T. H. (2005). “Commonsense Conceptions of Emergent Processes: Why Some Misconceptions are Robust”. The Journal of the Learning Sciences.14(2): 161199. Clark, D. B. (2006). “Longitudinal Conceptual Change in Students'Understanding of Thermal Equilibrium: An Examination of the Process of Conceptual Restructuring”. Cognition and Instruction. 24 (4): 467-563. Clark, D.B. (2003). “Analyzing Student Knowledge Integration: Theories or Pieces?”, Paper Presented at the 2003 Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching, Philadelphia, PA. Clark, D. B. (2000). “Scaffolding Knowledge Integration Through Curricular Depth”, Unpublished Doctoral Dissertation, University of California, Berkeley. diSessa, A. A. (1988). “Knowledge in Pieces”. In G. Forman , P. B. Pufall (Eds.), Constructivism in the Computer Age, Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 49–70. diSessa, A. A. (1993). “Toward an Epistemology of Physics”. Cognition and Instruction.10 (2 & 3):105-225. diSessa, A.A., Gillespie, N., & Esterly, J. (2004). “Coherence versus Fragmentation in the Development of the Concept of Force”. Cognitive Science. 28: 843-900. Harrison, A., G., Grayson, D., J., Treagust, D., F. (1999). “Investigating a Grade 11 Student' s Evolving Conceptions of Heat and Temperature”. Journal of Research in Science Teaching. 36 (1): 55-87. Hunt, E., Minstrell, J. (1994). “A Cognitive Approach to the Teaching of Physics”. In K. McGilly (Ed.), Classroom Lessons: Integrating Cognitive Theory and Classroom Practice, Cambridge,MA: MIT Press, 51–74. Ioannides, C., Vosniadou, S. (2002). “The Changing Meaning of Force”. Cognitive Science Quarterly. (2): 5-61. Linn, M. C., Eylon, B., Davis, E. A. (2004). “The Knowledge Integration Perspective on Learning”. In M. C. Linn, E. A. Davis & P. Bell (Eds.), Internet Environments for Science Education, Mahwah, NJ Lawrence Erlbaum Associates. Miles, M. B., Huberman, A. M. (1994). Qualitative Data Analysis (2nd ed). Thousand Oaks, CA: Sage. Özdemir, G. (2006). “The Role of Contextual Sensitivity in the Conceptualization of Force”, Unpublished Doctoral Dissertation, Arizona State University, Tempe. Pfundt, H., Duit, R. (1994). Bibliography: Students’ Alternative Frameworks and Science th Education (4 ed). Kiel: IPN. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 51 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Strike, K.A., Posner, G.J. (1992). “A Revisionist Theory of Conceptual Change”. In R. Duschl, R. Hamilton (eds.), Philosophy of science, Cognitive Psychology, and Educational Theory and Practice, Albany, NY: SUNY Press, 147-176. Tao, P-K., Gunstone, R.F. (1999). “The Process of Conceptual Change in Force and Motion during Computer-Supported Physics Instruction”. Journal of Research in Science Teaching. (36): 859-882. Vosniadou, S., & Brewer, W. F. (1992). “Mental Meanings of the Earth: A study of Conceptual Change in Childhood”. Cognitive Psychology. (24): 535-585. Vosniadou, S., Brewer, W. F. (1994). “Mental Models of the Day/Night Cycle”. Cognitive Science. (18): 123-183. Wandersee, J.H., Mintezes, J.J., Novak, J.D. (1994). “Research on Alternative Conceptions in Science”. In D.L. Gabel (ed.), Handbook of Research on Science Teaching and Learning, New York: Macmillan,177-210. Wellman, H. M., Gelman, S. (1992). “Cognitive Development: Foundational Theories of Core Domains”. Annual Review of Psychology. (43):337–375. 52 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi Gökhan ÖZDEM R EK SORU SETLER (a) Dü en bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (b) Dü en bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (ab) Dü en bu topun (a) üzerindeki kuvvet, dü en bu topun (b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır farklımıdır? Neden? 1. Serbest/Açıyla Dü en Toplar (a) (b) (a) Bu duvarın üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (b) Bu duvarın üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (ab) Bu duvarın (a) üzerindeki kuvvet, bu duvarın (b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır farklımıdır? Neden? 2. Duvara Omuzla/Elle Dayanma (a) (b) (a) Havadaki bu paranın üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (b) Havadaki bu paranın üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (ab) Havadaki bu paranın (a) üzerindeki kuvvet, bu paranın (b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır farklımıdır? Neden? 3. Farklı Yüksekliklere Fırlatılan Paralar (a) (b) (a) Bu kitabın üzerinde herhangi bir kuvvet varmı? (b) Bu kitabın üzerinde herhangi bir kuvvet varmı? (ab) Bu kitabın (a) üzerindeki kuvvet, bu kitabın (b) üzerindeki kuvvetle aynımıdır 4. Küçük/Büyük Yay Üzerindeki Kitaplar farklımıdır? (a) Neden? (b) Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi 53 Gökhan ÖZDEM R Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi (a) 5. Yava /Hızlı Bilyeler Bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (b) Bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (ab) Bu topun (a) üzerindeki kuvvet, bu topun (b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır farklımıdır? Neden? (a) (b) (a) 6. Küçük/Büyük Toplu Sarkaçlar Bu sarkacın ucunda salınan topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (b) Bu sarkacın ucunda salınan topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden? (a) (ab) Bu sarkacın ucunda salınan topun (a) üzerindeki kuvvet, bu sarkacın ucunda salınan topun (b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır farklımıdır? Neden? (b) 7. p Ucunda Dönen Top/Tüp çinde Dönen Bilye Neden? mı? pin ucunda dairesel olarak dönen bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? (b) Tüpün içinde dairesel olarak dönen bu bilyenin üzerinde herhangi bir kuvvet var Neden? (ab) pin ucunda dairesel olarak dönen bu topun (a) üzerindeki kuvvet, tüpün içinde dairesel olarak dönen bu bilyenin üzerindeki kuvvet ile aynımıdır farklımıdır? Neden? (a) 54 (a) (b) Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
