PROBLEM ÇÖZME, BİLİMSEL SÜREÇ VE PROJE YÖNETİMİNİN FEN EĞİTİMİNDE KULLANIMI
Fen eğitiminde problem çözme yöntemini kullanmanın iki önemli gerekçesi vardır. Problem çözme yöntemi ile bir konuyu öğrenen bir öğrenci, araştırdığı konunun doğasını algılar. Bu yaklaşıma bağlı olarak bir çok fen konusu kavramsal olarak daha etkili ve anlaşılabilir. Bu süreçte zihinsel beceriler gelişir. Bu yöntemi öğretmen desteği ile yürüten bir öğrenci daha sonra karşılaştığı problemleri destek almaksızın karşılaştığı yeni problemleri çözebilecek düzeye gelmesidir. Problem karşılaşılan bir olayın mevcut bilgi birikimiyle o anda açıklanamaması olarak tanımlanabilir. Problem çözme sürecinde öğrenci, bir güçlüğü tanr, tanımlar, çözüm için öneriler geliştirir, bunları sınar ve sonuçlara ulaşır. Bu yöntem bir öğretim yöntemi olabileceği gibi bir bilimsel araştırma metodu da olabilir.
Problem Çözme Yeterlilikleri: Keşif Yeterlilikleri ( Problemi ayırt edip tanımlama, Problemin belirgin niteliklerini görme, çözüm yolları üretme, çözümü sınama, sonuç çıkarma), Hayal yeterlilikleri ( Kendini başka yerde, zamanda ve rolde görebilme, deneyimler sonunda hayalleri yeniden düzenleme), Gözlem yeterlilikleri ( Gözlenen varlık ve olayların renk, şekil, büyüklük ve dağılım gibi niteliklerini görme, doğru ve duyarlı gözlem yapma, gözlem verilerini kaydetme, sınıflama ve sıralama, gözlemleri yorumlama), İnceleme ve düzenleme yeterlilikleri ( Bilgi bulma ve toplama, bilgileri sınıflama, bilgileri yorumlayıp kanıtları değerlendirme, zamanı iyi kullanma), Sayısal Yeterlilikler ( Tahmin etme, kestirme, ölçme, sayısal ilişkileri kavrama, şekilleri ve yapıları kavrama, sayısal işlemleri yapabilme), Pratik yeterlikler (Sözlü ifadeyi, yazılı metinleri, grafik ve diğer sembolik dökümanları doğru anlama, yanlış anlamaya yer bırakmadan sözlü, yazılı ve diğer sembolik yollarla düşündüğünü açıklama), Sosyal yeterlikler ( Başkaları ile iletişim kurma, başkaları ile ortak çalışma, fikirleri çeşitli şekillerle ifade etme, diğer kişilerin görüşlerini dikkate alma, sözel olmayan iletişim becerilerini tanıma).
Problem çözme yeterliliklerini etkili kullanabilmesi için öğrencilere bazı kritik görevler düşmektedir. Bunlar; Öğrenci çevresinde problem oluşturabilecek durumların farkına varmalı, Öğrenme sürecine aktif olarak katılmalı, Farklı kişi ve kaynaklardan faydalanmalı, Problem çözümünde sorumluluk almalı, Bağımsız düşünme yeteneklerinin geliştirilmesi vb. Problem Çözme Yeterliliklerinin Geliştirilmesi Problem çözümünde şu basamaklar takip edilir: Problemi tanıma Geçici hipotezler oluşturma, Probleme çözüm yolu oluşturma, Veri toplama, Sonuç çıkarma, Sonuçları test etme
Bir problemi çözme sürecinde öğretmene düşebilecek görev ve sorumluluklar: Öğrencileri problem çözmeye hazırlama. Bunun için; Öğrencinin ilgisini çekebilecek etkinlikler tasarlamalı, Problemin algılanabilmesini kolaylaştıracak etkinlikler yürütülmeli, Öğrencilerin çözecekleri problemin çözüm yollarını öncelikle zihinlerinde canlandırmaları sağlanmalı, Problemin çözümünde takip edeceği işlem basamaklarını tasarlamalı. 2. Öğrencileri benzer birkaç problemle karşı karşıya bırakmak 3. Problemi öğrencilerin seviyesine göre sunmak 4. Problemin öneminin farkında olmasını sağlamak, 5. Çözümünde kendisine sağlayabileceği katkılardan haberdar etme, 6. Gerekli araç gereçleri öğrencilerin kolay temin etmelerini sağlama. 7. Öğrencilerin gerektiğinde uzmanlarla iletişime geçmesine yardımcı olma. 8. Öğrencilerin ulaştıkları sonuçların diğer problemlerin çözümünde kullanabileceklerini fark ettirme. 9. Problemin çözüm sürecini değerlendirme.
Bilimsel Süreç Becerileri Öğrenmeyi kolaylaştıran, Araştırma yeteneği kazandıran, Öğrencilerin öğrenme ortamında aktif olmasını sağlayan, Öğrenmelerinde sorumluluk alma duygusu geliştiren ve öğrenmenin kalıcılığını artıran beceriler olarak tanımlanmaktadır. Bilimsel süreç becerileri 3 grupta incelenebilir: Temel Beceriler: Üst seviyedeki yeterliklerin geliştirilmesine zemin olur. Bu beceriler ( Gözlem yapma, Ölçme, Sınıflama, Verileri kaydetme, Sayı ve uzay ilişkisi kuma vb). Nedensel Beceriler: Öğrencilerin test edilebilir çalışmaları oluşturmalarını içermektedir. ( Önceden kestirme, Değişkenleri belirleme, Sonuç çıkarma vb) Deneysel Beceriler: Yüksek düşünme seviyesini gerektirir. Deneyler genel olarak oluşturulan hipotez veya teoriyi test etmek için yapılır. Deneyi gerçekleştirme bir tür problem çözme olarak düşünülür. ( Hipotez kurma, Model oluşturma, Deney yapma, Değişkenleri kontrol etme, karar verme vb).
Temel Beceriler Gözlem Yapma: Bireyin duyu organlarından bir veya birkaçından faydalanarak bir durumun özelliklerini belirlemeye yönelik yaptığı bir etkinlik olarak tanımlanabilir. Ölçme: Kıyaslama ve saymadır. Ne kadar? Ne kadar uzaklıkta? Hangi genişlikte? Kaç tane? Hangi hızda? Vb sorulara yanıt arama. Verileri Kaydetme: Deneyler sürecinde öğrenciler çeşitli bulgular elde ederler. Elde edilen bu bulguların faydalanış amaçlarına uygun olarak çizelge, tablo, grafik vb. diğer düzenleyici biçimler yardımıyla kayıt edilerek düzenlenmelidirler. Sınıflama: Olayların ve varlıkların belirlenen özelliklere göre gruplandırma işlemi olarak tanımlanabilir. Sayı ve Uzay İlişkileri Kurma: Sayı ilişkileri; bir etkinliğin sonuçlarını veya devam eden olgularını tanımlamak için sayıları kullanma sürecidir. Uzayla ilgili ilişkiler; üç boyutlu gösterimle ilişkili olduğu için uzayda yer ve yön kavramlarının geliştirilmesini sağlar.
Nedensel Süreçler Önceden Kestirme: Kestirme, gelecekte yapılacak gözlem için bir ön yargıda bulunmadır. Deney yapmadan önce öğrencilerden tahminde bulunmaları beklenir. Değişkenleri Belirleme: Bir durum veya olayda farklı koşullarda değişen veya sabit kalan elemanların özelliklerini tanımayı içerir. Verilerin Yorumlanması: Bu süreçte, basit bir gözleme anlam vermeden bir tablo, grafik, çizelge vb. durumdaki veriler için açıklamaya yazmaya kadar değişiklik gösterir. Verilerin yorunlanmasıyla sonuçlar elde edilir. Varılan sonuçlar verilerin elde edilme sürecini değerlendirmeyi sağlar. Sonuç Çıkarma: Gözlemlerden ve deneyimlerden bir genellemeye varmadır.
Deneysel Süreçler Hipotez Kurma: Hipotez, doğruluğu ispatlanmış bilimsel varsayımlara dayanan önerme olarak tanımlanmaktadır. Verileri Kullanma ve Model Oluşturma: Bu süreç becerisi ile elde edilen verilerin düzenlenmesiyle olayların gerçekleşmesini gösterebilecek özelliğe sahip bir model oluşturmaya çalışılır. Deney Yapma: Amaç bir hipotez kurup onun yardımıyla değişkenler arasında ilişkiler kurmaktır. Öğrenci açısından önemi; deney düzeneğini kurup deneyin amacını istenen düzeyde anlayabilmektir. Değişkenleri Değiştirme ve Kontrol Etme: Deneylerin anlaşılmasına yönelik sorular sorularak değişkenlerin ayrıntılı hale gelmesi sağlanır. Karar Verme: Araştırılan bir problem hakkında yukarıda belirtilen süreçleri kullanarak bir sonuca varmayı içerir.
Proje Yöntemi ve Fen Öğretiminde Kullanılması
Proje Yöntemi ve Fen Öğretiminde Kullanılması Öğrencilerin kazandıkları bilgi ve becerileri günlük yaşama transfer edebilmeleri, her gün karşılaştıkları yeni problemlerin çözümü için kullanılabilecek metoda proje tabanlı öğrenme yaklaşımı denir. Proje yöntemi öğrencilerin problem çözme yöntemine göre daha fazla zaman, emek ve kaynak harcayarak uyguladıkları bir öğrenme yaklaşımıdır. Proje çalışmalarının öğrencide var olan bağımsız çalışma yapabilme becerisi, yaratıcılık, çok yönlü düşünebilme becerilerinin bir dışa vurumu ve bu becerilerin gelişimi için fırsat olduğu hatırlanacak olursa, proje çalışmasının önemi daha da iyi anlaşılacaktır. Bu modelde öğrenciler ön eğitim aşamalarına tabi tutulduktan sonra, ilgili öğretmen gözetiminde bağımsız çalışma yaptırmak sureti ile öğrencide var olan yeteneğin geliştirilmesi amaçlanmaktadır.
Projeler: Gerçek dünya ile ilgili olmalıdır. Proje ile ilgili bilgiler birden çok kaynaktan toplanmalıdır. Araştırma basamakları bilgi toplama sürecinde kullanılmalıdır. Yeteri kadar zaman öğrencilere verilmelidir. Proje çalışmaları grup veya bireysel olarak yürütülebilir. Fakat grupla yapılan proje yöntemi ile daha verimli çalışmaların yapıldığı bilinmektedir. Grup çalışmaları yolu ile öğrenciler hem grup çalışmasının önemini hem de bilimsel süreç becerilerini kazanırlar. Grup çalışmalarının bireysel çalışmaya göre avantajı da bireysel çalışmalarda öğretmene daha fazla iş düşmesidir. Öğretmen olaya fazla müdahale etmediği zaman ortaya çıkan ürün öğretmenin eseri olmaktadır. Bu da öğrenci için yapılan yatırımın boşa gitmesi anlamına gelmektedir.
Fen bilimlerinde proje etkinlikleri çalışmasının yürütülmesinde öğrencilerin zihinsel gelişimlerini desteklemesinin yanında, onların öğrenmelerini kolaylaştırarak öğrenmede öğrencilere sorumluluk kazandıracağı belirtilmektedir. Projelerin Geliştirilip Uygulanmasında Takip Edilen Kriterler: Planlama Aşaması Geliştirme Aşaması Yürütme Aşaması Rapor Aşaması
Planlama Aşaması: Proje konusu öğrencilerin günlük hayatta karşılaşabileceği durumlardan ve ihtiyaçlarına cevap verebileceği konulardan seçilmeli. Bilinen yöntemlerin uygulanmasıyla iyi anlaşılmayan konular seçilmeli Seçilen konu bilim, toplum, teknolojiyi ve çevre ile ilişkilendirilebilmeli. Seçilen konu ile ilgili bilimsel ilke, kavram ve ilkeler araştırılmalı. Konu sınıfta uygulanabilir düzeyde olmalı. Geliştirme Aşaması: Konunun seçilme gerekçesi bilimsel olarak açıklanmalı Projenin geliştirme amacı açık ve net olarak ortaya konulmalı. Projenin geliştirilmesinde faydalanılacak metodoloji gerekçesiyle birlikte belirtilmeli. Belirtilen metodolojide kullanılacak yöntemlerin uygulama aşamaları ayrıntılı olarak açıklanmalı. Elde edilecek bulguların değerlendirme yöntemi belirtilmeli.
Yürütme Aşaması: Sunulan Proje önerisine uygun olarak çalışma uygulanıp veriler elde edilmeli. Elde edilen veriler metodolojide sunulan yöntemle analiz edilmeli. Geliştirilen proje uygun tekniklerle sınıfta sunulup tartışılmalı. Rapor Aşaması: Sınıfta sunulup tartışılarak sonuçları belirlenen proje konu, gerekçe, amaç, metodoloji, bulgular, sonuç, öneriler ve kaynaklar bölümlerinden oluşacak şekilde düzenlenmeli. Geliştirilen çalışma sınıfta yeniden tanıtılmalı.
Proje yöntemi ile öğrenciler analitik düşünerek problemler karşısında çözüm yolu üretebilme gibi becerilerini kazanırlar. Proje çalışmasının her aşamasında öğrenciler edineceği bilgilerini, niçin, kazanacaklarını sorgulayarak neyi? Niçin?, nasıl? Sorularına cevap verebilecek bilgi ve beceriye sahip olmaktadırlar. Bu süreç öğrencilerin kendilerine olan özgüvenlerini kazanmalarına yardımcı olmakla birlikte, öğrenmiş oldukları teorik bilgilerin uygulama alanlarını görmelerine de fırsat vermektedir. Kısacası proje çalışmaları, öğrencilerin çevrelerinde gelişen fen ve doğa olaylarını algılamalarına fen ve teknolojinin farklı uygulamalarını görmelerine, araştıran gözleyen ve sorunlara çözüm üreten bir anlayışla yaklaşmalarına dolayısıyla fen ve teknolojiyi sevmelerine ve bu alanda başarılı olmalarına yardımcı olmaktadır.
Soru: Problem çözme yönteminin önemi: Öğrenci karşılaştığı konuyu iyi anlar. Zihinsel becerileri gelişir. Bağımsız problem çözme becerileri gelişir. Soru: Problem çözme yeterlilikleri: Problemi tanıma Geçici hipotezler oluşturma Problem çözüm yolu oluşturma Veri toplama Sonuç çıkarma Sonuçları test etme
Soru: Problem Çözme Yöntemini örnekle açıklayalım. Örnek; Mum Problemi Tanıma: Sıcak suyun mumun üzerindeki etkisini inceleme. Hipotez Oluşturma: Kaynar su mumu eritir. Problem Çözümü: Deney yapılır. Kaynar suya mum atıp incelenir. Veri toplama: Gözleyerek veriler toplanır. Sonuç çıkarma: Kaynar su mumu eritir. Soru: Problem çözmede öğrenciye düşen görevler? Öğrenci çevresinde problem oluşturacak durumların farkına varır. Öğrenme sürecine aktif katılmalı Problem çözümünde sorumluluk almalı Bağımsız düşünme yeteneklerini geliştirilmelidir.