FEN BİLİMLERİNDE ÖĞRENME KURAMLARI

... konulu sunumlar: "FEN BİLİMLERİNDE ÖĞRENME KURAMLARI"— Sunum transkripti:

1 FEN BİLİMLERİNDE ÖĞRENME KURAMLARI

2 Öğrenme Kavramı ve Öğrenme Teorileri
Öğrenme bir davranış değişikliği meydana getirme sürecidir. Öğrenme bilişsel (kognitif), duyuşsal (affektif) ve devinişsel (psikomotor) olmak üzere üç ana bölüme ayrılır. Fakat bu üç alan arasında çok sıkı bir ilişki olduğundan bunları kesin çizgilerle birbirinden ayırmak olanaksızdır. Bilişsel öğrenme genellikle kavramlar, prensipler, kanunlar, teoriler ve problem çözme süreci ile ilgili bilgilerin öğrenilmesini içerir. Duyuşsal öğrenme, inanç, niyet ve hislerle ilgili kavramların bireylerde değişimini kapsamına alır. Devinişsel öğrenme ise, bireylerin değişik organlarının eğitim-öğretimde kullanılması ile ilgili becerilerin geliştirilmesini içerir. Fen bilimleri eğitimini önemli ölçüde etkileyen, J. Piaget, J. Bruner, R. Gagne ve D. Ausubel gibi psikologlardır. Bunların dışındaki birçok psikologlar da fen bilimleri eğitimine etkiler yapmıştır. Ancak, burada konuyu sade bir şekilde sunabilmek için yalnızca en tanınmış olanlar incelenmiştir.

3 J. Piaget’in Öğrenme Kuramı
Piaget’in fen bilimlerine en büyük katkısı, öğrenme ortamında somut (concrete) materyalleri kullanma ve araştırmaya dayalı öğrenmeyi teşvik etmesidir. Piaget insan zekasının biyolojik adaptasyona benzer bir şekilde bir fonksiyon göstereceği teorisi üzerinde durmuştur. Zeka yeni bilginin zihinde mevcut bilgiye eklenmesinde rol oynar. Öğrenme sürecinde zihin her zaman aktif ve organize haldedir. Piaget zihinsel gelişmeyi yaşa bağlı bir süreç olarak görür ve doğuştan yetişkinliğe doğru bir gelişim gösterdiğini savunur. Bu süreçleri kendi içerisinde dört guruba ayırır 1    Duyusal-edimsel öğrenme aşaması (sensorymotor) : 0-2 yaş arası, 2    İşlem öncesi öğrenme aşaması (pre-operational ): 2-7 yaş arası, 3    Somut işlemler aşaması (concrete operational) : 7-11 yaş arası, 4    Soyut işlemler aşaması (formal operational) : 11-ve daha yukarı yaşlar. Her ne kadar Piaget bu basamakları belirlemişse de daha sonra yapılan çalışmalar bunların değişik ülkelerdeki ekonomik, kültürel ve sosyal yapıya göre farklılıklar gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu zihinsel gelişim evrelerini bilen bir fen bilimleri öğretmeni öğrenmeyi kolaylaştırabilir. Burada öğretmen öğrencilerinin hangi evrelerde olduklarını tespit ederek eğitim öğretim faaliyetlerini ona göre düzenler. Böylece öğrencileri için çok soyut ve çok karmaşık olan kavramları öğretmekten kaçınabilir. Ayrıca, Piaget kuramını bilen bir fen öğretmeni öğrencilerinin evreler arasında bir üste geçişini hızlandırabilir ve bilişsel gelişimi kolaylaştırabilir. Piaget’in fen öğretimi açısından üzerinde durduğu bir başka nokta ise, öğrencilere sürpriz yaparak onları öğrenmeye hazırlamaktır. Buradaki esas nokta, öğrencinin önceki bilgisinin aksine gelişecek bir olayı onun gözü önünde gerçekleştirmektir.

4 Piaget’in kuramını fen bilimleri eğitimine uygulayan R
Piaget’in kuramını fen bilimleri eğitimine uygulayan R. Karplus üç aşamalı bir stratejinin kullanılmasını önermiş ve bu aşamaları şöyle açıklamıştır (Ayas, 1995) : 1    İnceleme ve veri toplama aşaması Bu aşamada öğrenciler bir öğrenme ortamına bırakılır ve kendi aksiyon ve reaksiyonları ile deneyim kazanırlar. Bu aşamada öğrenciler öğrenme ortamındaki yeni araç-gereç ve diğer materyalleri öğretmenin veya başka kişilerin bir yardımı olmadan inceler ve veriler toplarlar. Bu incelemeler sonucu öğrenci önceki zihinsel yapısı ile açıklayamayacağı bazı sorunlarla karşılaşır. Böylece öğrenci öğrenmeye hazır hale gelir. 2   Kavram tanıtımı aşaması Bu aşamada öğrenciye yeni bir kavramın tanımı verilir. Bu tanımı kullanan öğrenci birinci aşamada karşılaştığı sorunların cevabını bulur. Burada kavram öğretmen tarafından verilebileceği gibi kitap, film, bilgisayar programı veya bunlara benzer bir materyalde kullanılabilir. 3   Kavram uygulama aşaması  Bu adımda ise, öğrenciler öğrendikleri kavramları yeni ve farklı durumlara uygulayarak pekiştirme yaparlar. Bu aşamada öğrencinin araç-gereç ve malzemeler ile fiziksel deneyimi, öğretmen ve sınıf arkadaşları ile iletişim faaliyetleri büyük önem taşır. Bu evredeki faaliyetler bilişsel seviyesi averajın altında olan ve dolayısıyla kendi deneyimlerini öğretmenin anlattıkları ile ilişkilendiremeyen öğrencilere yardım eder.

5 J. Bruner’in Öğrenme Kuramı
Bruner’in fen bilimlerine iki önemli katkısı vardır. Bunlardan biri buluş yoluyla öğrenmediğeri ise kavram öğretimi dir. Bruner’in görüşleri özellikle 1960’lı yıllarda ABD’de geliştirilen ve Türkiye’de de modern programlar olarak uygulanan programların temel felsefesini oluşturmuştur. Bruner öğrenmeyi aktif bir süreç olarak görmekte ve eğitim-öğretim faaliyetlerinin öğrencinin aktif katılımı ile gerçekleştirilmesini önermektedir. Bruner’in bu yaklaşımı öğrenmenin tanımına da yeni bir boyut getirmiştir. Ona göre öğrenme ancak buluş yoluyla gerçekleşir. Çünkü, bu yaklaşım düşünme, deneme ve bulmayı esas alır. Bu süreçte bilgiyi kendi çalışmalarıyla bulan öğrencide kendine güven duygusu gelişir. Buluş esasına dayalı bir fen programının esasını gösteri yöntemi, tümevarım laboratuvarı ve problem çözme teşkil eder. Bruner’in kavram öğretimi yaklaşımı ise, öğrenmeyi öğrencilerin çevrelerindeki objeleri, olayları ve karmaşıklıkları organize edebilmelerine yarayan bir süreç olarak görür. Esasında, kavramlar karşılaşılan değişik durumları ve nesneleri benzerliklerine ve zıtlıklarına göre gruplandırdığımızda grupların her birine verdiğimiz adlardır. Yeni karşılaşılan durumların bu kavram gruplarından uygun olan birine, insanın düşünme süreci ile yerleştirilmesi olayı kavram yapılandırmanın temelidir. Bruner’in öğrenme yaklaşımı fen bilimleri öğretmenleri tarafından kendi öğrencilerinin kapasiteleri de dikkate alınarak üç şekilde uygulanmaktadır.

6 1  Öğretmen problemleri ve çözüm için uygulanacak metotları verir, fakat çözümü öğrenciye bırakır. Bu çözüm ders kitabında da yoktur. Bu çeşit bir uygulama bilişsel seviyesi düşük olan veya daha önceki eğitimlerinden bilimsel süreç becerilerini yeterince geliştiremeyen öğrencilerin bulunduğu sınıflarda uygulanır(Bilimsel süreç becerileri: Gözlem yapma, sınıflama, zaman/konum ilişkisini kurabilme, sayısal işlemler yapabilme, ölçme, ölçümleri yorumlama, tahmin etme, işlemleri tanımlama, model oluşturma, değişkenleri kontrol edebilme, verileri yorumlama, hipotez kurma ve hipotezi deneme). 2  Öğretmen sadece problem durumunu ortaya koyar, çözüm için kullanılacak metotları ve çözümü öğrenciye bırakır. Bilişsel seviyesi normal ve bilimsel süreç becerilerini geliştirmiş olan öğrencilerle ve orta sınıflardaki öğrencilerle bu yöntem rahatlıkla kullanılabilir. 3  Öğretmen ne problemin belirlenmesine ne de çözümüne bir katkıda bulunur. Problemleri, çözüm yollarını ve çözümü bulmak tamamıyla öğrenciye bırakılmıştır. Öğretmenin bu süreçteki rolü, öğrenciler çalışmalarını sonuçlandırdıktan sonra gerekli kontrolleri yaparak geri bildirim sağlamaktır. Bu yöntem bilişsel seviyesi oldukça yüksek olan öğrencilerin bulduğu üst sınıflarda uygulanabilir (Bruner, 1961; Novak ve Gowin, 1984). Buna benzer bir uygulama üniversite seviyesinde fizik veya kimya eğitiminde öğrencilere yaptırılan bitirme çalışmalarında kullanılabilir (Çepni ve Akdeniz, 1996).

7 R. Gagne’nin Öğrenme Kuramı
Gagne’nin fen bilimleri öğretimine en önemli katkısı, bir konunun öğrenilmesi için ders amaçlarının öğrencilerde meydana gelecek davranış değişiklikleri cinsinden yazılmasını savunmasıdır. Bu görüşe göre en sonunda ulaşılması istenen ana amacı en başa ve ona ulaşmak için diğer alt amaçları hiyerarşik bir şekilde basitten karmaşığa doğru sıralamak en önemli noktadır. Bunun yapılabilmesi için, Gagne iki temel sorunun sorulması gerektiğini savunur : (1) Eğitim-öğretim süreci sonunda öğrencinin ne bilmesini veya ne yapabilmesini istiyorsunuz? (2) Bu sonuca ulaşabilmek için öğrenci neleri bilmek ve yapabilmek zorundadır? Bu sorulara verilecek cevaplardan bir öğrenme hiyerarşisi oluşturulmalıdır.

8 Gagne’ye (1970) göre öğrenme bir biriyle ilişkili sekiz kategoriden oluşan bir süreçtir. En karmaşık öğrenme çeşidi olan problem çözme hiyerarşinin en başında, en basit öğrenme olan işaretle öğrenme (signal learning) hiyerarşinin en sonunda yer alır. Bu sekiz öğrenme kategorisi şunlardır : 8 Problem çözme (Problem solving) 7 Kural öğrenme (Rule learning) 6 Kavram öğrenme (Concept learning) 5 Ayırt ederek öğrenme (Discrimination learning) 4 Sözel öğrenme (Verbal learning) 3 Zincirleme öğrenme (Chaining) 2 Uyarım-tepki ile öğrenme (Stimulus-response learning) 1 İşaretle öğrenme (Signal learning) Gagne’nin öğrenme kuramına göre fen bilimleri öğretmenleri A)   Konuyla ilgili temel amacı belirlemeli, B)  Öğreteceği konuyu alt kademelere ayırmalı, C)  Öğrencilerin sekizli öğrenme hiyerarşisinin hangi seviyelerinde olduklarını tespit etmeli, D)  Öğretimini, belirlenen seviyeye göre planlamalıdır.

9 Ausubel’in Öğrenme Kuramı
Ausubel’in öğrenme kuramının temelini, Öğrenmeyi etkileyen en önemli faktör öğrencinin mevcut bilgi birikimidir. Bu ortaya çıkarılıp ona göre öğretim planlamalıdırcümlesi özetlemektedir (Ausubel, 1968; S. iv). Ausubel’e göre öğrenmenin çoğu sözel olarak gerçekleşmektedir. Ona göre önemli olan öğrenmenin anlamlı olmasıdır. Buluş yoluyla öğrenme her zaman anlamlı olmayabilir. Bunun aksine sözel öğrenme, eğer etkin bir şekilde uygulanırsa anlamlı olabilir. Yani, sözel öğrenme buluş yoluyla öğrenme kadar önemlidir. Ausubel sözel öğrenmenin buluş yoluyla öğrenmeye göre bir avantajını da şöyle savunmaktadır: Eğer sözel öğrenme etkin yapılabilirse kısa sürede birçok bilgi anlamlı bir şekilde öğrenciye kazandırılır.

10 Ausubel’deki anlamlı sözel öğrenmenin psikolojik esasları çok kısa olarak şu noktalarda özetlenebilir. 1    Yeni öğrenilecek olan kavram, bilgi ve ilkeler önce öğrenilmiş olanlarla ilişkilendirildiğinde anlam kazanır. Öğrenci zihninde bu ilişkileri kuramazsa konuyu kavrayamaz. 2    Her bilgi ünitesi kendi içinde bir bütün oluşturur. Bu bütünde belirli bir düzende sıralanmış kavramlar, kavramlar arası ilişkiler vardır. Öğrenci bu düzeni anlayamazsa ve yeni konunun ilişkilerini göremezse konuyu kavramakta güçlük çeker. 3    Yeni öğrenilecek konu öğrenci açısından kendi içinde tutarlı değilse veya öğrencinin önceki bilgileriyle çelişiyorsa öğrenci konuyu kavramakta ve benimsemekte güçlük çeker. 4    Bilişsel içerikli bir konuyu öğrenmede etkili olan zihin süreci tümdengelimdir. Öğrenci kendine verilen bir kuralı özel durumlara başarıyla uygulayamıyorsa onu kavramamıştır. Ausubel, öğrenme kuramı diyebileceğimiz bu psikolojik esaslara dayanan bir öğretim modeli geliştirmiş ve ona sergileyici öğretim (expository teaching) adını vermiştir. Burada sergileme ilkeleri, kavramları, düşünceleri ileri sürme ve açıklama anlamında kullanılmaktadır.

11 Modelin üç basamaklı bir yöntemle uygulanması önerilmiştir.
1    Ön düzenleyici (advance organizer) kullanarak öğrenciyi yeni konuyu kavramaya hazırlamak. 2    Yeni konunun bütün ayrıntılarını adım adım ilerleyen ayırt etmelerle sergilemek (progressive differentiation). 3    Yeni konunun ana ilkesini çeşitli örneklere uygulatarak öğrencinin birleştirme, veya kaynaştırma ve bağdaştırma gibi zihin süreçlerini geliştirmesini sağlamak (integrative reconciliation).

12 Fen Bilimleri Öğretiminde Yeni Yaklaşımlar: Bütünleştirici (constructivist) Öğrenme Modeli
Bu bölümün bundan önceki kısımlarında incelediğimiz dört öğretim kuramı bir çok yönden birbiriyle çakışmaktadır. En belirgin çakışma noktası ise, eğitim öğretim sürecinde geleneksel öğretim yöntemlerinin aksine, öğrencinin aktif olmasını savunmalarıdır. Bunun yanında son zamanlarda bu öğrenme kuramlarına daha farklı bir açıdan bakan öğrenme psikologları bütünleştirici öğrenme modeli (constructivist or generative learning model) olarak bilinen bir fen bilimleri müfredat geliştirme ve öğretimi yaklaşımı ortaya atmışlardır. Bu model öğrencilerin daha önceki deneyimlerinden ve ön bilgilerinden yararlanarak yeni karşılaştıkları durumlara anlam verebileceklerini savunmaktadır. Ausubel’e göre öğrenciler işitme, koku, görme ve dokunma gibi duyu organları yardımıyla aktif bir şekilde algıladıkları bilgiyi ancak yapılandırırlar veya bütünleştirirler. Bilginin bireyler tarafından eşyalar ve objeler üzerine yapılan aksiyonlar sonucunda içeriden yapılandırıldığını, dışarıdan hazır verilemeyeceğini Piaget’de ifade etmektedir.

13 Bütünleştirici öğrenme modeline göre her bireydeki bilgi birikiminin gelişmesi özel olarak kendi şartları içinde değerlendirilmelidir. Bütünleştirici öğrenme modelinin savunucularından ve Fen Eğitimindeki uygulayıcılarından Osborn ve Wittrock (1983) öğrencinin veya bireyin herhangi bir anda sahip olduğu bilgi birikiminin yeni bilgiye veya uyarımlara cevap vermede çok önemli olduğunu vurgularken bu temele dayanmaktadırlar. Öğrenci kendine özgü olarak bilgiyi (alınan uyarımları) yapılandırır. Bu süreç öğrenciyi aktif kılan bir süreçtir. Bu konuda Bodner (1990) “Bilginin öğretmenin kafasından öğrencinin kafasına hiç bir değişikliğe uğramadan geçme şansı çok azdır” ifadesini kullanmaktadır. Başka bir deyişle öğrencilerin okuldaki eğitim-öğretim ortamında kazandıkları bilgiler onların eğitim-öğretim ortamına gelmeden sahip oldukları ön bilgilere ve eğitim-öğretim ortamının onlara sağladıklarına bağlıdır. Bu görüşe göre, anlama kabiliyetinin gelişmesi uygun öğrenme deneyimlerinin sağlanmasına bağlıdır. Öğrencilerin daha önceki deneyimlerinden ve ön bilgilerinden yararlanarak yeni karşılaştıkları durumlara anlam verebileceklerini ve onları özümleyebileceklerini savunan bütünleştirici öğrenme modelinin fen bilimleri (fizik, kimya) eğitiminde dört aşamalı bir uygulama yapılabileceği önerilmektedir (Ayas, 1995).

14 1 Birinci aşama : Bu aşamada öncelikle öğrencilerin dikkatini konuya çekebilmek için bir tanıtım yapılır. Ayrıca, öğrencilerin ön bilgileri ve bu bilgiler içerisindeki alternatif (yanlış veya bilimsel gerçeklere ters düşen) fikirleri ortaya çıkarılır. Eğer müfredatın bir kılavuzu yok ise, bu aşama verilmek istenen konunun işleneceği zamandan birkaç hafta önce sınıf tartışması veya yazılı testler yardımıyla yapılmalıdır. Böylece öğretmen dersini sınıfın düzeyine göre hazırlama fırsatı elde etmiş olur. 2 İkinci veya odaklama aşaması : Öğretilmesi istenen kavramla ilgili deneyimler, bu aşamada öğrenciye kazandırılır. Çok değişik stratejilerin (sınıf tartışması, yeni araç-gereçlerle deneyim kazanma, film izleme, v.b.) kullanılabildiği bu aşamada öğretmenin rolü, öğrencileri motive edici yaklaşımlar kullanma ve sorduğu sorularla onları düşünmeye ve yorumlamaya sevk etmektir. 3  Üçüncü veya mücadele aşaması : Öğrencilerin düşüncelerini sorguladığı karşılaştırdığı ve değiştirdiği aşamadır. Bu aşamada verilmek istenen kavram öğretmen tarafından çok değişik yöntem ve kaynaklar kullanılarak verilir. Bu, öğrencilerin seviyesi de dikkate alınarak uygun bir dil ve açıklıkla yapılır. 4 Dördüncü veya uygulama aşaması : Yeni kazanılan bilginin başka durumlara öğrenciler tarafından uygulanması aşamasıdır. Bu, problem çözme, konu hakkında kompozisyon yazma, günlük hayattaki olaylarla bağlantı kurma v.b. faaliyetlerden yararlanılarak yapılabilir. Bu aşama, öğrencilere dersin başı ile sonu arasında kendi bilgi yapılarında meydana gelen değişiklikleri gözden geçirme fırsatı verilerek öğretmen tarafından sonlandırılır. Bu aşamanın en önemli özelliği yeni kavramların pekiştirilmesini amaçlamasıdır.

15 Kaynaklar Ausubel, D. ,1968, Educational Psychology. Holt, Rinehart & Winston,New York. Ayas. A. ,1995, Fen Bilimlerinde Program Geliştirme ve Uygulama Teknikleri Üzerine   Bir Çalışma: İki çağdaş Yaklaşımın Değerlendirilmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 11: Bodner, G. M .,1990, Why good teaching fails and hard-working students do not always succeed. Spectrum, 28 (1): 27-32 Bruner, J. ,1961, The act of discovery. Harvard Educational Review, 31 (1):23 Çepni, S. ,1996, Lise-1 Fizik Kitabında Öğrencilerin Anlamakta Zorluk Çektikleri Anahtar Kavramların Tertibi. Ç.Ü. Eğitim Fakültesi Dergisi, cilt:2, sayı:15,  s:86-97 Çepni, S. ve Akdeniz, A.R. ,1996, Fizik Öğretmen Adaylarının Yetiştirilmesine Yeni Bir Yaklaşım. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. : 12 Novak, J & Gowin. , D.B. , 1984, Learning how to learn. Chambridge University Press. .New York. Osborne, R. & Wittrock, M.C. ,1983, Learning Science: a generative process.Science Education, 67 (4):