Fen bilimleri her yerde

Özellikle ilkokul ve ortaokul düzeyinde çevrimiçi hazırlanacak fen laboratuvarları çerçevesinde, öğrencilerin fen bilimleri dersi programının içerdiği bilgi ve becerileri kazanabilmesi sağlanabilir. Bunun için aşağıda belirtilen temel bazı konuları göz önünde bulundurarak amacımıza hizmet edebilecek dersi hazırlayabiliriz. 

DENEY YAPARKEN 5 DUYU ORGANI KULLANILMALI
Fen bilimleri dersi kapsamında öğrencilerimizin laboratuvar uygulamaları çerçevesinde bilimsel deneyler yaparak kendi geliştirdikleri araştırma sorularına cevap bulmaya çalışmaları amaçlanıyor. Bu süreçte bilim insanlarının kullandıkları becerileri öğrencilerimizin de geliştirmesi ve kullanması sağlanıyor. Bu becerilerin bazıları hipotez geliştirme, araştırma sorusu sorma, veri toplama, verileri analiz etme ve araştırma sorusunun çözümüne yönelik sonuç çıkarma olarak kabul edilebilir. Ayrıca deneyler sırasında öğrencilerimizin beş duyu organını kullanarak gözlem yapma, çıkarımda bulunma, yorum yapma gibi becerileri de geliştirmesi ve kullanması gerekiyor. Bütün bu beceriler fen bilimleri dersi öğretim programımızda bilimsel süreç becerileri olarak adlandırılıyor. Bilimsel süreç becerileri öğrencilerimizin bilimsel bir deneyi veya araştırmayı yapılabilmesi için geliştirmesi ve kullanması gereken tüm becerileri kapsar.

DENEY HER YERDE YAPILABİLİR
Öğrencilerimizin bu becerilerini geliştirebilmesinin tek yolunun okullarımızdaki fen laboratuvar dersliklerinin kullanılması olduğunu düşünmek doğru bir yaklaşım olmaz. Özellikle ilkokul ve ortaokul düzeyinde fen bilimleri dersi kapsamında her yer öğrencilerin deney yapabileceği araştırma yapabileceği laboratuvar ortamlarını oluşturabilir. Bu ortamlarda yapılabilecek deneyler ve araştırmalar öğrencilerin bilimsel süreç becerilerini geliştirmesini sağlar. Okul bahçesindeki canlı türlerinin araştırılması, oyun parkındaki malzemelerin özelliklerine göre sınıflandırılması, yağmur yağarken ve yağdıktan sonra çevrenin ve gökyüzünün gözlemlenmesi, mevsim geçişlerindeki değişikliklerin incelenmesi, toprağı kazarak toprak ekosisteminin incelenmesi, sulak alan ekosisteminin incelenmesi laboratuvarlarda geliştirmeyi amaçladığımız çoğu becerilerin doğal ortamlarda geliştirilmesine olanak sağlıyor. Aynı şekilde öğrencilerin evde edindikleri çoğu deneyimleri de bilimsel araştırma sorularının oluşturulmasında ve bilimsel süreç becerilerinin geliştirilmesinde çok önemli yere sahip. Özellikle pandemi dönemi düşünüldüğünde bu deneyimler bizim için daha çok önemli hale geldi. Örneğin, evde hazırlanan yemeklerin sağlıklı öğünler olup olmadığının araştırılması, yemek yaparken kullanılan malzemelerin besin değerini kaybetmemesi için neler yapılabileceğinin araştırılması, evi temizlerken kullandığımız temizlik malzemelerinin insan sağlığını tehdit etmeden ve çevreyi kirletmeden nasıl kullanılabileceğinin araştırılması öğrencilerimizin fen bilimleri konularına yönelik hem bilgi edinmelerine ve hem de yapacakları araştırmalar kapsamında bilimsel süreç becerilerini kazanmalarına ve geliştirmelerine yardımcı olur. Her şeyden önemlisi bu araştırmaların hepsi öğrencilerin bilimsel bilgileri ve çalışmaları anlamlandırmasını ve hayatlarında fen bilimlerinin ne kadar önemli bir yere sahip olduğunu fark etmelerini sağlar. Öğretmenler öğrencilerinin bu araştırmalarını fen bilimleri dersinde laboratuvar uygulamaları kapsamında dönem proje ödevi olarak kabul edebilir ve hazırlayacakları ders materyalleri ve rubriklerle öğrencilerin hem ürünlerini hem de geliştirdikleri bilimsel süreç becerilerini takip ederek değerlendirebilir.

EVDE YAPILABİLECEK BİR DENEY
Evde yapılacak bir araştırma kapsamında aşağıda verilen deney öğrenciler tarafından yapılabilir. Öğrencilere evde yetiştirilen bitkilerin büyümesine etki eden faktörlerin neler olduğu sorulduğunda, evlerinde yıllardır yaptıkları gözlemlere dayanarak bu soruya hemen su, güneş ve toprak şeklinde cevap vereceklerdir. Bu faktörlerin her birinin nasıl etkili olduğuna yönelik geliştirecekleri araştırma sorularıyla bu deneyimleri bilimsel deney ve araştırma yapma sürecine geçişte önemli bir rol oynayacaktır. Dolayısıyla pandemi döneminde evde yapılabilecek en güzel laboratuvar uygulamalarından birisi olarak bir dönem boyunca öğrencilerin evde kendi yetiştireceği bir bitkiyi tohum aşamasından başlayarak incelemesi ve bitkinin büyümesinde nelerin etken olduğunu veriler toplayarak araştırmasıyla laboratuvar uygulamalarıyla geliştirilmesi gereken birçok bilimsel süreç becerilerinin ev ortamında geliştirilmesi sağlanabilir. Deneyin malzemeleri de her evde bulunan kuru nohut veya fasulye, toprak, saksı ve su. Örneğin araştırma sorularından biri “Işık bitkinin büyümesine nasıl etki eder?” olabilir. Bu araştırma sorusu bilimsel veri toplanarak araştırılabilecek nitelikte. Öğrenciler ışık olup olmama durumunda bitkideki büyüme miktarı hakkında veri toplayabilir. Deney kapsamında yetiştirilen iki bitkiden biri karanlık bir ortama diğeri de aydınlık bir ortama konarak düzenli aralıklarda bitkinin boyunda gözlenen uzama ölçülerek veri toplanabilir. Her iki bitkiye verilecek su miktarı, saksının büyüklüğü, odanın sıcaklığı ve saksıdaki toprak miktarı sabit tutularak sadece ışığın bitkinin büyümesindeki etkisi araştırılabilir. 

ÜNLÜ BİLİM İNSANLARI MERAKLI ÇOCUKLARDI
Aslında bu, çoğu bilim insanın bilimsel çalışmalara karşı meraklarının oluşmasına neden olan deneyimlerine benzer deneyimleri öğrencilerimizin de yaşamasına olanak sağlayacak bir yaklaşım. Bilim insanları da bilimsel çalışmalarına daha çocuk yaşlarda yaşadıkları çevrede deneyimledikleri olaylar hakkında dikkatli gözlemler ve deneyler yaparak başladı. Örneğin, Netwon, 12 yaşında çevresini gözlemleyerek özelliklede makinelerin çalışma süreçlerine duyduğu ilgiyle birçok araştırma yaptı. Yine çocukluk dönemlerinde gökyüzüne olan merakı sürekli gökyüzünü gözlemlemesine ve ileriki yaşlarında önemli keşifler yapmasına neden oldu.

YÜZ YÜZE VERDİĞİMİZ DERSİ ÇEVRİMİÇİ ORTAMA AKTARDIK
Pandemi döneminde ODTÜ Eğitim Fakültesi ikinci sınıf fen bilgisi öğretmen adaylarına verdiğimiz ‘Fen Öğretiminde Laboratuvar Uygulamaları’ dersi kapsamında da yukarıda belirtilen durumlar dikkate alınarak yüz yüze verdiğimiz dersi çevrimiçi öğrenme ortamına aktardık. Laboratuvar dersimiz kapmasında öğrencilerimizin evdeki malzemeleri kullanarak deneyler ve araştırmalar yapabilmesi en önemli hedeflerimizden birisiydi. Dolayısıyla öğretmen adaylarımızın öğrencilerine evde yaptırabilecekleri deneyleri ve araştırmaları kendilerinin yapmalarını sağlamaya çalıştık. Bu dersi hazırlama sürecinde ben ve ders asistanlarımız Mehmet Şen, Cansu Başak Uygun, Ceren Başer ve Coşkun Aykut birlikte çalışarak etkin bir çevrimiçi laboratuvar ders içeriğini oluşturduk. Gerçekleştirilmesi planlanan laboratuvar uygulamalarının daha etkili olması adına her adım detaylı olarak planlandı ve öğretmen ile öğrencilere rehber olacak detaylı ders materyalleri (örneğin öğretmen kılavuzu, öğrenci kılavuzu, laboratuvar uygulamalarını içeren sunumlar, değerlendirme rubriği) hazırlandı. Öğrencilerimizin ders boyunca edindikleri bilgi ve becerilerini takip edebilmek adına haftalık çalışma kağıtları hazırlanırken, dönem boyunca bilgi ve becerilerinin gelişimini takip etmek için dönem projesi içeriği de oluşturuldu. Dönem projemiz yukarıda bahsedilen ‘evde bitki yetiştirmek ve büyümesine etki eden faktörleri araştırmak’ olarak belirlendi. Bu sayede hem haftalık hem de uzun sürede gelişebilecek beceriler uygun şekilde takip edilerek öğrencilerin gelişimlerine uygun zamanlarda dönüt verilmesi sağlandı. Bazı deneylerimiz ve etkinliklerimiz için internetten erişilebilecek hazır videolar yerine bizlerin öğretmen olarak yer aldığı ve öğrencilerimizin aşina olduğu kendi laboratuvarımızda çekilen videolar kullanıldı. Bizim laboratuvarda gerçekleştirdiğimiz etkinliklerin büyük çoğunluğunu onlar da evlerinde yapabildi. Öğretmenlerini ve laboratuvarlarını videolarda görmek öğrencilerimizin derse olan aidiyet duygularını arttırırken öğrenmeye yönelik motivasyonlarına da olumlu etki yaptı. Uzaktan öğretim ortamını daha verimli hale getirmek ve bütün öğrencilere sorunsuz bir şekilde ulaşmak için Zoom gibi çevrimiçi video-konferans platformlarında hazırlanan sunumlar paylaşılırken bu videolar bazı konu anlatımları ve deney uygulamalarını göstermek için kullanıldı.

‘BÜYÜK SAYILAR’ ETKİNLİĞİ
Gerçekleştirdiğimiz bir etkinlikte dersin hedeflerinin bazılarına nasıl ulaştığımızı detaylandırarak anlatabilirim. Yaptığımız etkinliklerden birisi ‘Büyük Sayılar’ etkinliğiydi. Bu etkinliğin amacı öğrencilerimizin bilimsel araştırmalarda ve deneylerde veri toplamak kadar bu verileri doğru matematiksel sayılarla ifade etmenin de önemli olduğunu kavramalarını sağlamaktı. Bilim insanları insan vücudundaki hücre sayısını tek tek sayarak bulamazlar, bilimsel veri analiz yöntemlerini kullanarak bu sayı hakkında gerçeğe yakın tahminde bulunulur. Gerçeğe yakın tahminde bulunurlar çünkü her ölçme kabul edilebilir hata payı içerir. Aynı şekilde, maddelerdeki atom sayısı gibi çok büyük ya da atom yarıçapı gibi çok küçük sayıları da bu yöntemleri kullanarak tahmin ederler. Bilim insanlarının bu tahminleri nasıl yaptıklarını göstermek amacıyla etkinliğimiz kapsamında nohut doldurduğumuz 600 mililitrelik beherglasın tahminen kaç adet nohut içerdiğini öğrencilerimizin bulmasını istedik. Derse gelmeden önce öğrencilerin de beherglas benzeri (örneğin bardak, kavanoz) bir malzemenin içini nohut gibi bir tahılla doldurmalarını istedik. Üç farklı yöntemle (hacim, ağırlık ve oranlama olmak üzere) öğrencilerimizden beherglasın içindeki toplam nohut sayısını tek tek saymadan tahmin etmelerini istedik. Etkinlik biz ve öğrencilerimiz tarafından eş zamanlı yapılarak herkesin kendi cam malzemesinin içindeki nohut sayısını tahmin etmesi sağlandı. Bu etkinlikte öğrenciler malzeme seçimi konusunda sınırlandırılmadı ve imkânları dahilinde, deneyin amacına yönelik alternatif malzemeler kullanmaları konusunda serbest bırakıldı. Deney sırasında bazı öğrenciler mercimek ve bardak kullanırken bazı öğrencilerde pirinç ve kavanoz materyallerini kullanarak etkinliklerini gerçekleştirdi. Hatta öğrencilerimiz yaratıcılıklarını kullanarak bizim önerdiğimiz veri analiz yöntemlerinden farklı yöntemler de kullanarak çözüme ulaştı. Böylece öğrenciler bilimsel bir çalışmada çok çeşitli veri analiz yöntemleri kullanarak bilim insanlarının büyük sayıları nasıl tahmin ettiklerini yaşayarak tecrübe etti. Bu etkinlik sayesinde öğrencilerimiz bilimsel süreç becerilerinden tahmin etme, gözlem yapma, çıkarımda bulunma ve ölçme becerilerini kullanarak geliştirdi. Uzaktan öğretim sürecinde laboratuvar uygulamalarının etkin bir şekilde verilebilmesi için ders öncesinde öğretmenlerin yapacağı hazırlıklar yukarıda bahsettiğimiz açılardan önem taşıyor. Ayrıca dersin uygulanması sürecinde öğrencilerle birlikte çalışılarak iş bölümü yapılması da dersin verimini arttırır. Her ne kadar süreç içinde değişiklikler yapılması gerekse de başlangıçta belirli bir standart formatın belirlenmesi faydalı olur.

PROF. DR. ÖZGÜL YILMAZ-TÜZÜN KİMDİR?
Orta Doğu Teknik Üniversitesi Eğitim Fakültesi Biyoloji Öğretmenliği Bölümünden lisans derecesini, Ortaöğretim Fen ve Matematik Eğitimi Anabilim Dalından ise master derecesini aldı. İkinci tezsiz yüksek lisans derecesini ve doktora unvanını Amerika Indiana Üniversitesi’nden çevre ve fen bilimleri eğitimi alanında aldı. Doktora unvanı kapsamında yan dal çalışmalarını çevre mühendisliği alanında yaptı. 2004 yılından itibaren Orta Doğu Teknik Üniversitesi Eğitim Fakültesi Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Bölümünde öğretim üyesi olarak akademik çalışmalarına devam ediyor. Hizmet-içi ve hizmet-öncesi fen öğretmen eğitimi ve mesleki gelişim programlarında ve fen eğitiminin ve öğretmen eğitiminin iyileştirilmesine ve sorunlarının giderilmesine yönelik çok çeşitli çalışmalarda görev aldı. Çok sayıda yüksek lisans ve doktora tez çalışmalarına danışmanlık yaptı. Araştırma konuları arasında sosyobilimsel konular, çevre eğitimi, disiplinlerarası fen eğitimi, epistemolojik inançlar, öz-yeterlik inançlar, argümantasyon, söylem analizi, etik ve ahlaki gelişim, kavram yanılgıları öğretmen eğitimi ve fen bilimleri eğitimi yer alıyor.