Fen Bilimlerinin Oluşumu, Gelişimi ve Fen Bilgisi

1. Giriş Eğitim kurumlarında toplumun yeni yetişmekte olan bireylerine, fen eğitimi veren öğretmenlerin öncelikle yanıtlamaları gereken bir dizi soru vardır. Bunlar, "Bilim nedir?" "Bilim adamı nasıl çalışır?" "Günümüz bilim ve teknolojisine ulaşmak için insanoğlu nasıl bir uğraş vermiştir?" gibi sorular gelir. Bu soruları yanıtlamak, soruların temelindeki felsefeyi anlamak bir fen öğretmeni için çok önemlidir.

1. Giriş Kuşkusuz okulda fen eğitimi alan öğrencilerin tümü gelecekte bilim adamı olmayacak, onların büyük bir bölümü yaşamlarını farklı ilgi alanlarında devam ettirmelerine rağmen fenle ilişkilerini sürdüreceklerdir.

1. Giriş Bu bakımdan, okullardaki fen eğitimiyle öğrencilere, bilgiye ulaşma ve bilgiyi kullanma yolları öğretilerek onların bilimsel anlayış geliştirmeleri ve bilim okur-yazarı olarak yetişmeleri amaçlanmaktadır.

1. Giriş Belirtilen amaç doğrultusunda yetişen bireyler, gerek doğal çevreye gerekse toplumsal çevreye daha kolay uyum yapabilecekler ve gelecekte üstlenecekleri görev ve sorumlulukları daha etkili biçimde yerine getirebileceklerdir.

2. Fen Bilimlerinin Oluşumu Plato'nun yüzyıllar önce başlattığı, "Geleceğin liderleri için en iyi eğitim nasıl olmalıdır?" tartışmasında yer alan "iyi eğitim", bugün modern dünyanın anladığından çok farklı olmakla birlikte, temel bilimlerdeki kavram ve kuramların çalışılması olarak anlaşılmaktadır. Bilim tarihi son 70 yıllık dönemde bir akademik disiplin olarak gelişmesine rağmen çok uzun yüzyıllar yıllar öncesinden başlar.

Fen bilimlerindeki oluşum sürecinin basamakları Fen bilimlerindeki oluşum süreci dört önemli dönemi kapsamaktadır. Bunlar şöyle sıralanabilir: Mısır ve Mezopotamya uygarlıkları döneminde gelişen ampirik bilgi toplama dönemi. Eski Yunanlıların evreni açıklamaya yönelik sistemleri kurdukları dönem. Orta çağların Yunan felsefesi ile dinsel dogmaları bağdaştırma çabasına karşı İslâm biliminin etkin olduğu dönem. Rönesans sonrası gelişmelerin yer aldığı modern bilim dönemi. Bu dönemlerden birinci tamamen, üçüncü kısmen doğuda yaşanmış; ikinci kısmen, dördüncü ise daha çok batıda yaşanmıştır.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri İlk uygarlıklar Dicle-Fırat, Nil, İndus gibi büyük nehir vadilerinde belirmiş ve M.Ö. 3000 yıllarında Sümerler'le en parlak düzeyine ulaşmıştır. Matematik, astronomi, tıp, tarih, mitoloji ve dinle ilgili bilgilerin bu tarihlerde oluştuğu bilinmektedir. Aritmetik işlemler yapan, çarpım tablosunu kullanan, alan ve hacim hesapları yapan, π sayısının değerini 3 olarak kullanan Sümerler'i Babiller izlemiştir.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri M.Ö. 2500 yıllarında Babiller matematik ve astronomide ilerleme göstermişler, tam sayılar için geliştirilen sistemleri kesirlere uygulamışlar, karekök ve küpkökün nasıl hesaplanacağını bulmuşlar, ikinci ve üçüncü dereceden denklem çözümleri için çizelgeler geliştirmişlerdir.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri Aynı tarihlerde Mısırlılar hekimlik dışında hiç bir alanda Mezopotamya düzeyine ulaşamamışlardır. Öte yandan, Mısır ve Mezopotamya uygarlıkları problemlerin çözümünde somut örnekler ve sayısal değerleri kullanmışlar, ancak evreni anlama yönünde çaba göstermemişlerdir.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri Değişken ve genellik gibi soyut kavramlar Yunan düşüncesinde ortaya çıkmıştır. M.Ö. IV. yüzyıldan başlayıp M.S. III. yüzyıla kadar etkili olmuştur. Bu dönemde astronomi, matematik, fizik, kimya, biyoloji ve tıp alanlarında önemli sayılabilecek çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Matematik bu alanların arasından sıyrılarak özgün bir çalışma alanı kimliğini kazanırken diğer bilim dalları felsefenin içinde gelişme göstermiştir.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri Büyük İskender'in fetihleriyle birlikte Yunan uygarlığı Mezopotamya uygarlığı ile tanışmıştır. Bu aşamada Yunan biliminde köklü değişiklikler olmuş, düşünceye dayalı bilimden, bağımsız gözlemlere dayanan bilime geçilmiştir. Modern bilim anlayışına çok yakın olan bu dönem Helen Çağı olarak da adlandırılır.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri nelerdir? 300 yıl kadar süren Helen döneminden sonra M.S. III. yüzyıldan itibaren yayılmaya başlayan Hıristiyanlığın etkisiyle bilim Avrupa'da karanlık bir döneme girmiştir.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri nelerdir? M.S. 13. yüzyıla kadar sürecek bu duraklama döneminde, Arapların bilime önemli katkıları olmuştur. Başlangıçta Yunan bilimini izleyen Araplar bu katkıyı M.S. 800-1100 tarihleri arasında gerçekleştirmişlerdir.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri M.S. 622 yılından başlayarak İslâmiyeti yayma amacıyla başlatılan seferlerde Araplar, Yunan ve Roma'nın bilim merkezlerine ulaşmışlar ve Ortaçağ karanlığında gizli kalan kitapları hızla Arapça'ya çevirmişlerdir. Ayrıca, Araplar çeviriye dayalı bu çalışmaların yanısıra, özgün eserlerle de bilimin gelişmesine katkıda bulunmuşlardır. Arapların özellikle matematik, tıp ve kimya alanında etkili oldukları görülmüştür.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri M.S. X. yüzyılda, geniş bir coğrafi bölgede Arapça bilim dili özelliği kazanmıştır. Ancak yüzyılın sonundan itibaren zayıf düşen imparatorlukların çöküşüyle birlikte, İslâm dünyasında bilimin gerileme başlamıştır. Maddi nedenler daha çok ekonomik ve sosyal alandaki gerileme, servet dağılımındaki büyük dengesizlikler; manevi nedenler ise eğitimin yetersizliği, din ve felsefe çatışması, bilgiye karşı ilginin zayıflaması biçiminde ortaya çıkmıştır.

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri XV. yüzyılda, bilim Avrupa'da gelişen Rönesans ve Reform hareketlerinin etkisiyle yeniden canlanmış, dinsel tutuculuğun kırılmasıyla bilimsel gelişmelere ortam sağlanmıştır . XVII. yüzyıldan XX. yüzyılın başlarına kadar geçen zaman içerisinde fen bilimleri felsefeden birer birer ayrılarak bağımsızlıklarını kazanmışlardır. Aynı şe- kilde tıp ve sağlık bilimleri de felsefeden ayrılarak bağımsızlığını kazanmıştır (bkz. Şekil 1).

Fen bilimleri oluşum dönemlerinin özellikleri Şekil 1.1: Bilimlerin Oluşumu

3. Fen Bilimleri Eğitimindeki Gelişmeler Bilim ve teknolojideki gelişmelere paralel olarak okullarda okutulan fen eğitimi programlarının amaç, içerik, yöntem ve değerlendirme boyutlarında değişme ve gelişmeler olmuştur. Okul içinde ve dışındaki değişme ve gelişmeler fen eğitimi için önemli dönemeçler oluşturmuştur.

1870 öncesi fen eğitimi programlarının özellikleri İlgili kaynaklara göre, 1870 öncesinde okul programlarında fen eğitimi çok sınırlı olarak yer almaktaydı. Öğretim de John Locke ve Jean Jacques Rousseau'nun etkisinde olup didaktik bir anlayışla gerçekleştirilmekteydi. Bu anlayış uyarınca, ders kitaplarında yer alan fen konuları öğrenciler tarafından ezber ağırlıklı olarak öğreniliyordu.

1870 öncesi fen eğitimi programlarının özellikleri 1860-1880 yılları arasında Pestallozzi'nin etkisiyle "nesne öğretimi" fen eğitimi programlarında yer almaya başladı. Bu anlayış uyarınca derslerde, öğretilecek nesneyle ilgili gözlem, deney ve mantıklı düşünme becerilerinin geliştirilmesi amaçlanıyordu. Okullarda nesne öğretimine yer verilmesiyle, katı ezbere dayalı fen öğretim yöntemlerinden vazgeçildi. Çocuğun tüm duyu organlarını kullanıp üzerinde çalıştığı nesneyi öğrenerek zekâsını geliştirebileceği eğitim programlarında ön plana çıkmaya başladı.

Endüstri Devrimi ve fen eğitimi programları 1870-1900 yılları arasında gerçekleşen Endüstri Devrimi, okullardaki fen eğitimi programlarının mesleki nitelik kazanmasında etkili olmuştur. Bunun sonucunda, değişen toplumsal gereksinimleri karşılayacak konular, temel eğitim veren okullarda fen eğitimi programlarında yer almaya başlamıştır.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1900-1930 yıllarını kapsayan dönem Bu dönemde fen eğitimiyle ilgili program geliştirme çalışmaları başlatılmış, bu amaçla fen eğitimi programları hızla gözden geçirilmiştir. Nitekim 1915 yılında yapılan çalışmalar sonucunda fen derslerinin amaçları şöyle belirlenmiştir: •Öğrencilere yaşadıkları çevre hakkında bilgi vermek ve onlara günlük yaşamda karşılaştıkları problemlerinin çözümünde yardımcı olmak. •Öğrencileri anlamlı öğrenmeler için güdülemek. •Öğrencilere meslek seçimiyle ilgili danışmanlık yapmak. •Öğrencilere doğru bilgiye ulaşma yöntem ve tekniklerini kazandırmak.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1930-1945 yıllarını kapsayan dönem Bu dönemde, İkinci Dünya Savaşı'nın da etkisiyle fenle ilgili günlük yaşamdaki uygulamalar, örneğin, ışık ve elektrik gibi konular ders programlarında yer almaya başlamıştır. Zamanla fen öğrencilere sadece olgusal bilgilerin verildiği bir ders haline gelmiştir. Bununla birlikte, öğrencilerde bilimsel süreç becerilerinin ve bilimsel tutumların geliştirilmesi gözardı edilmiştir.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1900-1930 yıllarını kapsayan dönem Bu dönemde fen eğitimiyle ilgili program geliştirme çalışmaları başlatılmış, bu amaçla fen eğitimi programları hızla gözden geçirilmiştir. Nitekim 1915 yılında yapılan çalışmalar sonucunda fen derslerinin amaçları şöyle belirlenmiştir: •Öğrencilere yaşadıkları çevre hakkında bilgi vermek ve onlara günlük yaşamda karşılaştıkları problemlerinin çözümünde yardımcı olmak. •Öğrencileri anlamlı öğrenmeler için güdülemek. •Öğrencilere meslek seçimiyle ilgili danışmanlık yapmak. •Öğrencilere doğru bilgiye ulaşma yöntem ve tekniklerini kazandırmak.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1930-1945 yıllarını kapsayan dönem Bu dönemde, İkinci Dünya Savaşı'nın da etkisiyle fenle ilgili günlük yaşamdaki uygulamalar, örneğin, ışık ve elektrik gibi konular ders programlarında yer almaya başlamıştır. Zamanla fen öğrencilere sadece olgusal bilgilerin verildiği bir ders haline gelmiştir. Bununla birlikte, öğrencilerde bilimsel süreç becerilerinin ve bilimsel tutumların geliştirilmesi gözardı edilmiştir.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1945-1955 yıllarını kapsayan dönem İkinci Dünya Savaşı sonrası yılları kapsayan bu dönemde fen eğitimiyle öğrencilere, bilimsel bilgilerin yanısıra, bilgiye ulaşma yollarının öğretilmesi ve onlarda bilimsel tutumların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu dönemde fen eğitimiyle ilgili laboratuvar çalışmaları da önem kazanmıştır. Bu dönemde bilimsel yöntem olarak problem çözme yönteminin kullanılması, veri toplama, denence kurma, verileri çözümleme ve sonuca ulaşma fen eğitiminin öncelikli amaçları arasında yer almıştır.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1955-1970 yıllarını kapsayan dönem Fen bilimlerindeki en önemli gelişmelerin bu dönemde gerçekleştiği görülür. Bu dönemde geleneksel fen eğitimi programlarının, öğrencileri şimdiki ve gelecekteki yaşamlarına hazırlamadığı, gelişen teknolojiyi anlayan ve onu uygulayan bireyleri hazırlamada yetersiz kaldığı anlaşılmıştır. Bu görüşün ortaya çıkmasında Sputnik adlı uzay gemisinin ilk kez Sovyet Rusya tarafından uzaya gönderilmesi de etkili olmuştur. Bunun sonucunda fen eğitimi programlarının geliştirilmesi çalışmalarına hız verilmiştir.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1955-1970 yıllarını kapsayan dönem Bu arada Amerika Birleşik Devletleri'nde başlatılan fen eğitimiyle ilgili program geliştirme çalışmaları diğer ülkelerin fen eğitimi programlarını da olumlu yönde etkilemiştir. Örneğin Türkiye'de 1968 yılında pilot olarak uygulamaya konulan modern fen ve matematik programları bu gelişmelerin bir yansımasıdır. Bu dönemde fen bilimleriyle, bilimsel bilgiye hızla ulaşabilen, yeni bilgiler üretebilen, çağdaş teknolojileri etkili ve verimli olarak kullanabilen bilimsel tutum ve davranışlara sahip bireylerin yetiştirilmesi öncelikli amaç olarak belirlenmiştir.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1980 sonrası dönem 1980'lerden sonra gelişen fen eğitimiyle bireylerin, sadece bilimin doğasını anlamaları değil, iletişim becerilerini geliştirmeleri de amaçlanmıştır. Bu dönemde fen bilimleri yoluyla bireysel ve toplumsal gereksinmelerin karşılanabilmesi için, bireylerin donanımlı hale getirilmesi ve bu yönde çaba gösterilmesi ön plana çıkmıştır.

Fen eğitimiyle ilgili olarak 1980 sonrası dönem 1990'lı yıllarda da toplumsal sorunların çözümünde, fen eğitiminde insani, teknolojik ve etik boyutların birlikte ele alınmasına yönelik amaçlar tartışılmaya başlanmıştır.

4. Fen Bilimlerinin İlköğretim Programları İçindeki Yeri ve Önemi Fen Bilgisi, 1800'lü yılların ortalarından itibaren Avrupa ülkeleri ile Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilköğretim programları içerisinde yer almıştır. Fen derslerinin en temel amacı, "çocuklarda doğal çevreyi gözleme becerisini geliştirmek" olarak ifade edilmiştir. Bu beceri fen eğitiminin temeli olarak kabul edilir. İlköğretimin ileri sınıflarındaki fen derslerinde hijyen ve fizyoloji konularına yer verilmiştir.

4. Fen Bilimlerinin İlköğretim Programları İçindeki Yeri ve Önemi Öte yandan, fen bilgisinin günlük yaşamdaki ve endüstrideki uygulamalarla ilişkili olarak öğretilmesi yönünde çaba gösterilmiştir. İlköğretimdeki fen dersleriyle çocukların kendilerini ve çevrelerini anlayıp açıklayabilme becerilerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Fen bilgisinin içeriğini, canlılar dünyası, doğal çevre ve insan ve insan- çevre arasındaki etkileşim gibi konular oluşturmuştur.

4. Fen Bilimlerinin İlköğretim Programları İçindeki Yeri ve Önemi İngiltere'deki ilköğretim kurumlarında okutulan fen bilgisi derslerinin içeriğini, canlılar dünyası ve canlıların etkileşimi, madde ve enerji, kuvvet ve bunların birbirleriyle etkileşimi gibi konular oluşturmuştur. Finlandiya'daki ilköğretim programlarında yer alan fen bilgisi derslerinin içeriği de çevre, canlılar dünyası, madde ve hareket konularından oluşmuştur. Ayrıca öğrencilerin gözlem yapması ve sınıflama becerilerini kazanmaları amaçlanmıştır. Hollanda'daki ilköğretim kurumlarında da fen dersleri içeriğinin büyük bir bölümünü canlılarla ilgili konular oluşturmuştur. Örneğin hayvanlar, bitkiler ve insan vücudu bu konulardan bazılarıdır. Ülkemizdeki ilköğretim düzeyindeki fen derslerinin içeriğine bakıldığında, yukarıda sözü edilen ülkelerin ilköğretim düzeyindeki fen derslerinin içerikleriyle benzerlik gösterdiği anlaşılmaktadır.

Türkiye'de ilköğretim programlarında yer alan fen eğitimin özellikleri Türkiye'de ilköğretimin ilk üç yılında fenle ilgili konular, hayat bilgisi dersi içinde verilmektedir. Fen bilgisi dersleri, ilköğretim 4. ve 5. sınıfların eğitim programlarında bağımsız bir ders olarak yer almakta ve konular ilk üç yıldakine göre daha ayrıntılı olarak işlenmektedir. İlköğretim birinci basamaktaki öğrencilerin henüz somut işlemler döneminde bulunduğu dikkate alınarak konular öğrencilerin somut öğrenme yaşantıları geçirmelerine olanak sağlayacak bir biçimde işlenmektedir.

Türkiye'de ilköğretim programlarında yer alan fen eğitimin özellikleri 6-8. sınıflarda okutulan fen dersleri de 4. ve 5. sınıfta okutulan fen derslerine kıyasla daha ayrıntılı olarak işlenmektedir. Gerek başka ülkelerde, gerekse Türkiye'de ilköğretim programları içinde yer alan fen bilgisi dersi, fizik, kimya ve biyoloji gibi ayrı ayrı dersler olarak değil, birleştirilmiş bir ders olarak okutulmaktadır. Fen bilgisinin, araştıran, tartışan, deneyen, gözlem yapan, sürekli olarak bilgilerini genişleten ve bilimsel tutumlar geliştiren bireylerin yetiştirilmesinde önemli bir işleve sahip olduğu belirtilebilir.

Özet İnsanoğlunun çevresini anlama, açıklama ve kontrol altına alma yönünde varolan çabalarının başlangıcı üç yüzyıl öncesine dayanmaktadır. Bununla birlikte fen bilimlerindeki ilk oluşumun, Mısır ve Mezopotamya uygarlıkları zamanında gerçekleştiği ileri sürülmektedir. Daha sonra bu oluşuma katkı eski Yunan düşün adamlarından gelmiş ve astronomi, matematik, fizik, kimya, biyoloji ve tıp alanlarında önemli çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bilimin gelişmesi yönündeki çalışmalar, M.S. III. yüzyıldan itibaren Hıristiyanlığın etkisiyle sekte- ye uğramış, ancak bu dönemde de Araplar'ın çabaları bilimin gelişmesinde önemli rol oynamıştır. Avrupa'daki Reform ve Rönesans hareketlerinin etkisiyle yeniden canlanan bilim gelişmesini felsefe içinde sürdürmüştür. XVII. yüzyıldan XX. yüzyılın başlarına kadar geçen zaman içerisinde fen bilimlerinin dalları birer birer felsefeden ayrılarak bağımsızlıklarını kazanmışlardır. Özellikle İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra gerçekleşen bilimsel ve teknolojik gelişmeler, fen eğitimi programlarının yeniden gözden geçirilmesini gerektirmiş, bunun sonucunda bütün ülkelerde fen eğitimiyle ilgili program geliştirme çalışmaları başlatılmıştır. Örneğin, ülkemizde 1968 yılında pilot çalışmalarla başlatılan modern fen ve matematik programları bu çalışmaların bir yansımasıdır. Ülkemizde ilköğretimin ilk üç yılında fenle ilgili konular, hayat bilgisi dersi içinde okutul- maktadır. İlköğretimin 4. ve 5. sınıflarında fen bilgisi, eğitim pogramlarında bağımsız ders olarak yer almakta ve konular ilk üç yıldakine kıyasla daha ayrıntılı olarak işlenmektedir. İl- köğretim 6-8. sınıflarda okutulan fen dersleri de 4. ve 5. sınıfta okutulan fen derslerine kıyasla daha ayrıntılı olarak işlenmektedir. Gerek başka ülkelerde, gerekse Türkiye'deki ilköğretim programları içinde yer alan fen bilgisi derslerinin, fizik, kimya ve biyoloji gibi ayrı ayrı ders- ler olarak değil, birleştirilmiş ders olarak okutulduğu görülmektedir.

Değerlendirme Soruları Aşağıdaki soruların yanıtlarını verilen seçenekler arasından bulunuz. 1. Bilim nedir? A. Doğal olaylarını gözleyen ve yargılayan süreç. B. İnsanoğlunun gözlemlerini anlamlı kılan çalışma bütünü. C. Geçerliği kanıtlanmış sistemli bilgiler bütünü. D. Antik dönemlerden başlayarak günümüze ulaşan her türlü veri. E. İnsanların şüphe ve meraklarının kaynağını oluşturan düşünceler.

2. Mantıklı düşünme becerilerinin geliştirilmesini amaçlayan ilk düşünür kimdir? A. Aristo B. Jean Jacques Rousseau C. Plato D. Pestallozzi E. Sokrat

3. 1955-1970'li yıllar arasında fen bilimleri eğitiminin öncelikli amacı aşağıdakilerden hangisidir? A. Öğrencileri grup çalışmasına yatkın hale getirmek. B. Teknolojiyi anlayan ve uygulayan bireyler yetiştirmek. C. Bireyleri bilim okur-yazarı olarak yetiştirmek. D. Öğrencilerin gözlem yapma yeteneklerini geliştirmek. E. Bireyleri yaşadıkları çevreye karşı duyarlı kılmak.

4. Aşağıdakilerden hangisi ya da hangileri fen bilimleri eğitimindeki gelişmelerin nedenleri arasındadır? I. Yetenekli öğrencilerin okullara gelmesi II. Toplumsal ihtiyaçların değişmesi III. Teknolojideki gelişmeler IV. Çevre kirliliğinin artması A. Sadece II B. I, II ve III C. I ve III D. II, III ve IV E. II ve III

Aşağıdaki cümlelerin DOĞRU ya da YANLIŞ olduklarını belirleyiniz. 5. Tarihteki ilk uygarlıklar Antik Yunan'ın etkisiyle Sümerler'de görülmüştür. 6. Batılı bilim adamlarının ekonomik yönden zor bir dönem geçirmesi, bilimin doğuda gelişmesinin en önemli nedenidir. 7. XVII. yüzyıldan sonra fen bilimleri felsefeden bağımsız olarak gelişmiştir. 8. Fen programları fen bilimlerindeki gelişmelere araç olmalıdır.

Değerlendirme Sorularının Yanıtları 1.C 2.D 3.B 4.E 5.Y 6.Y 7.D 8.Y