Fen Bilgisi Öğretiminde Laboratuvar Kullanımı

1. Fen Bilgisi Öğretiminde Laboratuvar Kullanımı Yrd. Doç.Dr. Necati HIRÇA

2. Amaçlar Bu üniteyi çalıştıktan sonra; • fen bilgisi öğretiminde laboratuvar kullanımına yönelik yaklaşımları kavrayabilecek, • laboratuvar deneylerinin planlanması, yürütülmesi ve sonuçlandırılması aşamalarındaki işlemleri açıklayıp, uygulayabilecek, • deney verilerinin kaydedilmesi, işlenmesi ve rapor edilmesi aşamalarında yapılması gerekenleri açıklayıp, uygulayabilecek, • laboratuvar gösteri deneylerini kavrayabilecek, • laboratuvarda basit araç-gereçlerden yararlanabilecek, • laboratuvarın teknolojik araçlarla bütünleştirilmesini kavrayabileceksiniz.

3. Çalışma Önerileri • •Bu üniteye başlamadan önce, fen bilgisi öğretiminde laboratuvar kullanımının, öğrencilere ne tür yararlar sağlayacağı üzerinde düşününüz. • •Fen bilgisi öğretiminde laboratuvar kullanımının, öğrencilerin hangi yeteneklerini geliştirdiğini belirlemeye çalışınız. • •Okulunuzdaki ya da yakın çevrenizdeki eğitim kurumlarında laboratuvarların hangi amaçlarla ve hangi ölçüde kullanıldığını belirlemeye çalışınız. • •Eğitim kurumlarında laboratuvar kullanımını sınırlayan etmenlerin neler olduğunu kendi gözlem ve deneyimlerinize göre belirleyiniz.

4. 1. Giriş • Laboratuvar, öğrencilerin fen konularını daha etkili ve anlamlı olarak öğrenmeleri bakımından önemli bir işleve sahiptir. Laboratuvar ortamında öğrenciler, ilk elden somut yaşantılar geçirirler ve yaparak-yaşayarak öğrenmeye dayalı etkinliklerde bulunurlar.

5. 1. Giriş • Laboratuvar fen bilgisindeki karmaşık ve soyut kavramların öğretilmesinde etkili olarak kullanılır. Laboratuvar, öğrencilerin hem fenle ilgili etkinliklere katılmalarına hem de bilimsel yöntemi tanıyarak takdir etmelerine olanak sağlar.

6. 1. Giriş • laboratuvar, fen öğretiminin ayrılmaz bir parçasıdır. • Laboratuvar, öğrencilerin gözlem yapma, düşünme, fikir üretme ve yorum yapmagibi yeteneklerinin gelişmesine de katkıda bulunur.

7. 1. Giriş • Laboratuvar öğrencilerin, fen bilgisiyle ilgili laboratuvar etkinliklerine katılmaktan hoşlandıkları, dolayısıyla fen konularını öğrenmeye güdülendikleri bilimsel araştırma sonuçlarıyla kanıtlanmıştır.

8. 2. Fen Bilgisi Öğretiminde Laboratuvar Kullanımına Yönelik Yaklaşımlar

9. Fen bilgisi öğretiminde laboratuvar hangi amaçlarla kullanılır? • Fen bilgisi öğretiminde laboratuvar değişik amaçlarla kullanılır. Laboratuvarın kullanım amaçlarıyla ilgili yaklaşımları beş grupta toplamak olanaklıdır. Bunlar şöyle sıralanabilir: • • Doğrulama yaklaşımı • • Tümevarım yaklaşımı • • Bilişsel süreç becerileri yaklaşımı • • Teknik beceriler yaklaşımı • • Buluş yaklaşımı

10. 2.1. Doğrulama Yaklaşımı • Bu, fen bilgisi öğretiminde en sık kullanılan laboratuvar yaklaşımıdır. Bu yaklaşım, derste işlenen kavram, ilke, yasa veya denencenin, öğrenciler veya öğretmen tarafından laboratuvarda ispatlanmasını gerektirir. • Bu yaklaşımda, sınıfta çeşitli öğretim yöntemleri işe koşularak öğretilen kuramsal bilgiler, laboratuvar ortamında çeşitli araç-gereçler kullanılarak doğrulanmaya çalışılır.

11. 2.1. Doğrulama Yaklaşımı • Bu yaklaşım uygulanırken öğrenci neyi nasıl yapacağını ve sonuçta ne bulacağını önceden bilmektedir. Bu yönü ile bu yaklaşım, kapalı uçlu deneylere dayalı laboratuvar tekniğine benzemektedir. • Bu yaklaşımın en önemli eksikliği, deneyin doğru sonuç vermemesi durumunda, öğrencilerin bilimsel gerçeklere ve öğretmene olan güven duygularının azalmasıdır.

12. 2.1. Doğrulama Yaklaşımı • Örnek1, fen bilgisi öğretmeni derste bitki hücresini kuramsal olarak işledikten sonra, laboratuvar ortamında soğan zarı hücresini mikroskop altında inceleyebilir. • Örnek 2, derste değişik bakteri örnekleri işlendikten sonra, kültür olarak hazırlanmış bakteri türleri de mikroskop altında incelenebilir.

13. 2.1. Doğrulama Yaklaşımı • Örnek 3, Kimyasal tepkimelerde "kütlenin korunumu" derste işlendikten sonra, laboratuvarda yapılacak bir gösteri deneyi veya öğrenci grup deneyleri ile korunum ispatlanabilir. Bu örnekte tepkime öncesi tartılan ayrı türdeki maddeler kapalı bir kapta tepkimeye sokulur ve tepkime bittikten sonra tekrar tartılarak kütlenin tepkime öncesinde ve sonrasında değişmediği gözlenir.

14. 2.2. Tümevarım Yaklaşımı • Doğrulama yaklaşımının tersine, tümevarım yaklaşımında öğrenciler, labaratuvar ortamında ilk elden deneyimlerle ilke, kavram veya bilimsel genellemeleri kendileri bulmaya çalışırlar. Sonuçlar sınıf ortamında tartışılır ve incelenen konuyla ilgili bilimsel tanımlar ve çeşitli bilgiler verilerek konunun öğrenilmesi tamamlanır.

15. 2.2. Tümevarım Yaklaşımı • Fen ve Teknoloji Öğretiminin "öğrenme halkası" ve "bütünleştirici öğrenme" yaklaşımları bu yaklaşımın birer uygulama biçimidir. Bu yaklaşımda, öğrencinin deney sonunda hangi sonuca ulaşacağı bilinmemektedir. • Not: deney sırasında gereksinim duyulabilecek araç ve gereçler öğretmen tarafından belirlenir ve sağlanır. Deneyin yapılması, verilerin toplanması ve yorumlanması öğrencilere bırakılır. Bu yönüyle tümevarım yaklaşımı, açık uçlu deneylere dayalı laboratuvar tekniğine benzemektedir.

16. 2.2. Tümevarım Yaklaşımı • Örnek 1, öğrencilerin bir sarkacın periyoduna veya hızına nelerin etki ettiğini bulmaya yönelik yaptıkları bir deney • Örnek 2, güneş ışınlarının bir bitkinin büyümesini nasıl etkilediğini belirlemeye yönelik yaptıkları diğer bir deney bu yaklaşım için uygun düşmektedir. • Örnek 3, sodyum klorür ve potasyum nitrat gibi tuzların çözünürlüklerine sıcaklığın etkisini belirlemek amacıyla öğrencilerin gerçekleştirdikleri deney

17. 2.2. Tümevarım Yaklaşımı • Bu yaklaşım, öğrencinin öğretmen tarafından hazırlanan bir öğretme-öğrenme ortamında kendi etkinlikleri yoluyla bilgi edinmesine olanak sağlamaktadır.

18. 2.2. Tümevarım Yaklaşımı • Bu yaklaşım öğrencinin gelişimi bakımından önemli üstünlüklere sahiptir. Ancak öğrencilerin, deneyin planlanması, gerçekleştirilmesi, verilerin toplanması ve sonuçların yorumlanması için fazla zamana gereksinim duymaları bu yaklaşımın sınırlılığını oluşturmaktadır.

19. 2.3. Bilişsel Süreç Becerileri Yaklaşımı • Bu yaklaşım, gözlem yapma, sınıflandırma, yer ve zaman ilişkilerini kullanma, sayıları kullanma, ölçme, sonuç çıkarma, kestirimde bulunma, işlevsel tanımlar yapma, değişkenleri saptama ve kontrol etme, verileri yorumlama, deneyleri planlayıp gerçekleştirme gibi bilişsel becerilerin öğrencilere kazandırılması amacıyla laboratuvarın kullanılmasını gerektirir.

20. 2.3. Bilişsel Süreç Becerileri Yaklaşımı • Bu becerilerin geliştirilmesinde diğer yaklaşımlar da etkili olmakla birlikte, en çok bilişsel süreç becerileri yaklaşımı etkili olmaktadır. Bilişsel süreç becerilerini geliştiren öğrencilerin daha kolay öğrendiklerine tanık olunmaktadır.

21. 2.3. Bilişsel Süreç Becerileri Yaklaşımı • Bilişsel süreç becerilerinin geliştirilmesiyle ilgili etkinlikler planlanırken, tek bir etkinlik ile tüm becerilerin geliştirilebileceğini düşünmek yanlış olur. Bazı durumlarda tek bir becerinin geliştirilmesi için bile etkinlikler planlanabilir.

22. 2.3. Bilişsel Süreç Becerileri Yaklaşımı • Bununla birlikte, bu yaklaşımın tek başına kullanıldığı uygulamalara pek rastlanmaz. Ayrıca, bu yaklaşımın uygulanması sırasında, önce bilişsel süreç becerilerinin basit olanları geliştirilir. Çünkü bu beceriler, daha karmaşık düzeydeki becerilerin geliştirilmesini kolaylaştırır.

23. 2.4. Teknik Beceriler Yaklaşımı • Bu yaklaşım, bazı özel araçların kullanılması ve deney düzeneklerinin kurulmasıyla ilgili teknik becerilerin geliştirilmesine yönelik olarak laboratuvarın kullanılmasını gerektirir.

24. 2.4. Teknik Beceriler Yaklaşımı • Bu yaklaşım sayesinde öğrencilerin fen bilgisindeki etkinlikleri gerçekleştirme becerileri gelişir. Böylece, öğrencilerin öğrenmelerine dolaylı biçimde yardım edilmiş olunur. Özellikle laboratuvara yeni gelen araç ve gereçlerin kullanımının öğrencilere öğretilmesi söz konusu olduğunda bu yaklaşıma yer verilir. Bu yaklaşım deneylerin laboratuvarda sağlıklı bir biçimde gerçekleştirilmesini ve güvenilir sonuçlara ulaşılmasını sağlar.

25. 2.5. Buluş Yaklaşımı • Buluş yaklaşımına dayalı laboratuvar kullanımı sayesinde öğrenciler, bir ilke, kavram ya da bilimsel bir genellemeyi kendi planladıkları bir deneyle serbestçe araştırırlar. Öğretmenin, öğrencilere herhangi bir fikri benimsetme yönünde bir çabası söz konusu olmaz.

26. 2.5. Buluş Yaklaşımı • Öğrencilerin gereksinim duyacakları araç-gereçler öğretmen tarafından olanaklar ölçüsünde sağlanır. Ayrıca öğrencilerin bazı araç-gereçleri evlerinden getirmeleri istenebilir. Bu yaklaşımda öğrenci bilgiyi bizzat kendisi keşfeder. Bu durum öğrencilerde ilgi uyandırır ve onları öğrenmeye güdüler.

27. 2.5. Buluş Yaklaşımı • Bu yaklaşım genelde, yüksek düzeyde bilişsel, duyuşsal ve devimsel özelliklere sahip öğrencilerin bulunduğu ortamlarda uygulanır. Bu yaklaşım, sınıftaki tüm öğrencilere değil, başarılı ve ilgili öğrencilere uygulandığında daha anlamlı sonuçlar elde edilir. Örneğin, TÜBİTAK'ın (Türkiye Bilimsel Teknik Araştırma Kurumu) proje yarışmalarına katılacak öğrenciler projelerini bu yaklaşımla hazırlayabilirler.

28. 2.5. Buluş Yaklaşımı • Bu yaklaşımın en önemli sınırlılığı laboratuvardaki çalışmaların uzun zaman alması ve ekonomik açından pahalıya malolmasıdır. Bu yaklaşımın yetenekli öğrencilerle kullanılması durumunda, geleceğin bilim adamlarının yetiştirilmesinin olanaklı olabileceği söylenebilir.