BİLİMSEL SÜREÇ BECERİLERİ VE PROBLEM ÇÖZMEHafta 12

BİLİMSEL SÜREÇ BECERİLERİ

Fen bilimlerinde öğrenmeyi kolaylaştıran, araştırma yol ve yöntemlerini kazandıran, öğrencilerin aktif olmasını sağlayan, kendi öğrenmelerinde sorumluluk alma duygusunu geliştiren ve öğrenmenin kalıcılığını artıran temel becerilere bilimsel süreç becerileri denir.

Bu beceriler üç ana grupta incelenebilir. Bunlar; temel süreç becerileri, nedensel süreç becerileri ve deneysel süreç becerileridir.

Bilimsel süreç becerileri genellikle laboratuarda uygulanır. Bilimsel süreç becerilerinin fen bilimleri öğreniminde etkili

olduğu birçok araştırmada vurgulanmaktadır. Bu yüzden özellikle son yıllarda geliştirilen bazı programlarda bu becerilerin geliştirilmesine özel önem verilmektedir.

BİLİMSEL SÜREÇ BECERİLERİ

1 TEMEL SÜREÇLERa Gözlemleme b Ölçmec Sınıflamad Verileri kaydetmee Sayı ve uzay ilişkileri kurma2 NEDENSEL SÜREÇLERa Önceden kestirmeb Değişkenleri belirlemec Verileri yorumlamad Sonuç çıkarma

3 DENEYSEL SÜREÇLERa Hipotez kurmab Verileri kullanma ve

model oluşturmac Karar vermed Değişkenleri değiştirme

ve kontrol etmee Deney yapma

Temel süreç becerileri

Temel süreç becerileri her öğrenciye mutlaka kazandırılmalıdır.

Bunlar her zaman günlük yaşantıda da kullanılan becerilerdir.

Bu temel beceriler zihinsel gelişimin de önemli bir parçasıdır.

Bu beceriler daha üst düzey becerilerin kazandırılmasında da çok önemlidir.

Temel süreç becerileri

a. Gözlem yapma Duyu organlarını kullanarak istenen ortamın gözlenmesidir. Gözlem, herhangi bir duyu organını kullanarak bir nesnenin ya da olayın özelliklerini

belirlemektir. Beş duyuyu kullanarak veri toplamayı kapsayan ampirik bir süreçtir. Bilimde, gözlem çok önemlidir, önceki bilgi birikimini temel alarak gözlemler başlar. Gözlem hayat boyu süren bir etkinliktir. Öğrencilerin gözlem yaparak maksimum bilgi kazanmaları için öğretmen öğrenme ortamını

en iyi bir şekilde düzenlemelidir. Öğretmen uygun sorularla öğrenciye gözlem yapmada yol göstermelidir. Örneğin,

çevrenizdeki kirlilik belirtilerini gözlemlemek için ne tür bir plan yaparsınız? Hangi duyu organlarınızı kullanırsınız? Kirlilik konusunda ne tür sorular sorarsınız? Kirlilik türleri arasında nasıl karşılaştırmalar yaparsınız? Hangi tür kimyasal maddeler çevrenizde kirliliğe neden olmaktadır? Gözlemlerinizi nasıl diğer kişilere ulaştırırsınız?

Temel süreç becerileri

b. Ölçme Birim sistemleri cinsinden nesnelerin veya maddelerin özelliklerini sayısal

olarak ifade etmedir Ölçme, en basit seviyede kıyaslama ve saymadır; doğrusal boyutların

ölçülebilir niteliklerini, hacmi, zamanı ve kütleyi tanımlamak için standart ve standart dışı birimlerin kullanımını kapsar.

Ölçme bilgisi öğrenmede kritik bir etkendir ve deneyim olmadan gelişemez. Ölçme becerisi ile ilgili bazı sorular şunlardır.

Bu iki nesnenin uzunlukları eşit midir? Bir cismin enini, boyunu, hacmini, kütlesini ve yoğunluğunu belirlemek için

kaç yol kullanılır? Bu ölçümlerinizi diğer üyelerin ölçüleriyle nasıl kıyaslarsınız? Farklı ölçüm araçları kullanılınca ne oluyor? Standart ölçü birimleri hangi amaçlarla oluşturulmuştur?

Temel süreç becerileri

c. Sınıflama Olayları, nesneleri ve fikirleri ortak özelliklerine göre gruplandırmadır. Bu yolla öğrenciler önceki bilgileri ile yeni karşılaştıkları kavramlar

arasında ilişki kurabilmektedir. Sınıflandırma sistematik bir şekilde önceden tanımlanmış özellikler

veya özellikler kümesine göre yapılır. Böylece, karmaşık bir sistem veya olay sınıflama yaparak belli bir düzene getirebilir. Ancak, bu zihinsel bir beceridir ve zaman içerisinde deneyimle geliştirilir.

Sınıflamada sorulacak soru çeşitleri şunları içerir: Bu cisimler veya maddeler nasıl ilişkilendirilir? Ortak olan özellikleri nelerdir? Bu cisimlerin veya maddelerin kaç farklı yolla gruplanabileceğini düşünüyorsunuz? Bu grubu diğerlerinden ayıran belirleyici özellikler nelerdir?

Örneğin, suda çözünürlüklerine göre, ısıya duyarlıklarına göre, yapıldıkları maddelere göre, saf olup olmadıklarına göre sınıflamalar yapılabilir.

Temel süreç becerileri

d. Verileri kaydetme Gözlem ve inceleme sonuçlarının gruplandırılarak kaydedilmesidir. Deney sürecinde, öğrenciler, hem niteliksel hem de niceliksel birçok

veri elde ederler. Bu veriler, çizelgeler, tablolar, grafikler, histogramlar, modeller, veya diğer düzenleyici biçimlerle kaydedilir.

Verilerin kaydedilmesi daha sonra kullanılmalarına kolaylık sağlar. Destekleyici veriler görünür olduğunda yorumlar ve sonuçlar

basitleştirilir. Bazı sorular şunlar olabilir.

Gerçekten gözlemlediğinizle önceden tahmin ettiğiniz şeyi nasıl kıyaslarsınız?

Bu nesneyi başkalarının anlayabileceği şekilde anlatmak için hangi sözcükleri kullanırsınız?

Nicelikleri göstermek için ne gibi metodlar kullanırsınız?

Temel süreç becerileri

e. Sayı ve uzay ilişkileri Nesnelerin ve olayların şekli, zamanı, hızı, uzaklığı vb. gibi özelliklerinin algılanıp tespit

edilmesidir. Uzayla ilgili süreçleri öğrenmede öğrenciler, nesneleri düzlem ve üç boyutlu şekillerine

göre anlamaya ve anlatmaya çalışırlar. Sayı ilişkileri, bir etkinliğin çıktısını (çıktılarını) veya devam eden olgularını tanımlamak

için sayıları kullanma süreci olarak tanımlanır. Sayısal ilişkiler, matematiksel uygulamalarda olduğu gibi saymayı ve hesaplamayı içerir.

Uzayla ilgili ilişkiler, üç boyutlu temsillerle ilişkili oldukları için uzayda yön ve yer kavramlarının geliştirilmesini zorunlu kılar. Bu süreçler, diğer süreç becerilerinin gelişmesine yardım eder.

Bu temel beceriler, fiziksel çevreyi öğrencinin kolaylıkla tanımlayabilmesi için gereklidir. Bu beceri ile ilgili sorular şunları içerir.

Hangi şeklin iki simetrik çizgisi veya ekseni vardır? İki boyutlu bir şekli üç boyutlu bir şekle nasıl dönüştürürsünüz? Katı bir cisme bakarak şeklini nasıl tanımlarsınız?

Nedensel süreçler

Öğrenci, Piaget’e göre ilkokulun son sınıflarından itibaren basit düşünme yapısından karmaşığa doğru bir geçiş yapar.

Nedensel süreçler, öğrencilerin test edilebilir çalışmaları ve hipotezlerle mantıksal sonuçlar çıkarmalarını içermektedir.

Bu beceriler değişik konu alanlarında kullanılabilir. Mantıksal düşünme becerileri yavaş geliştiği için nedensel

süreçlerin öğrenilmesi daha zordur. Bir olay ne kadar somut olursa o kadar kolay anlaşılır.

Nesneleri ve düşünceleri basitten karmaşığa doğru bir sıraya dizmek öğrenmeyi kolaylaştırır.

Nedensel süreçler

a. Önceden kestirme (tahmin) Deney yapmadan önce incelenecek konu hakkında bir sonuca

varmaktır. Bir kestirme gelecekte yapılacak gözlem için bir ön yargıda bulunmadır

ve farklı seviyelerde yapılabilir. Yani, öğrenciler deney yapmadan önce sonuçlar hakkında kuramsal olarak tahmin yapmalıdırlar. İlk deneyimlerde bile öğrenciler yapacakları kestirmeler için eski bilgilerini kullanırlar. Grafiklerden yararlanarak kestirmede bulunma daha üst düzeyde bir aşamadır.

Önceden kestirmelerde, dikkatli ön gözlem çok önemlidir. Önceden kestirmeler yordamaların (mantık yürütme) geçerliliğini yoklar. Ya somut ya da teorik olabilirler. Bir deneydeki değiştirilebilen veya aynen bırakılan tüm faktörlerle ilişkileri vardır.

Nedensel süreçler

a. Önceden kestirme (tahmin) devam... Bilimsel araştırma, bir önceden kestirme işlemidir. Önceden kestirmeler,

deney yapmaya giden bir çeşit yol haritasıdır. İlişkileri ortaya çıkarmak güvenilir kestirme yapmaya yardım eder. Aynı kestirmelere farklı yollarla ulaşmak, onlara olan güveni artırır. Önceden kestirme geçici olup araştırmaya yön veren temel bir basamaktır. 

Önceden kestirme ile ilgili sorulabilecek bazı örnek sorular şunlar olabilir. (En çok kullanılan sorular, özelliklerin, koşulların veya değişkenlerin değişimi ile ilgili olanlardır) Eğer deneyinizde kullanılan suyun hacmini değiştirirseniz ne

olacağını tahmin edersiniz? Deneyde hangi değişken sonucu en fazla etkiler? İçinde fare bulunan kapalı bir kutuda çamaşır suyu ve tuz ruhunu

karıştırırsanız ne olacağını düşünüyorsunuz?

Nedensel süreçler

b. Değişkenleri belirleme İncelenen olay ve durumu etkileyen faktörleri belirlemedir. Değişkenleri belirlemek, deneyi etkileyebilecek bütün

etkenleri ifade etmektir. Bununla beraber, öğrenciler neden - sonuç ilişkisi kurabilme yeteneği kazanıncaya kadar bu etkinliği yapmakta zorlanabilirler. Değişkenleri belirleme süreci deney yapmada merkez bir role sahiptir.

Öğrencileri bu sürece sevk eden soru tipleri şunlardır. Basınçla suyun kaynaması arasındaki ilişki nasıldır? Gazlarda

sıcaklıkla basınç arasındaki ilişki nasıldır? İdeal gaz denkleminde (PV= nRT) değişkenler nelerdir ve birbiriyle

nasıl ilişkilidir? Çözünürlük hızını etkileyen faktörler nelerdir?

Nedensel süreçler

c. Verileri yorumlama Toplanarak gruplanmış veya tablolanmış veriler hakkında görüş

belirtilmesidir. Bu süreç, basit bir gözleme anlam vermekten bir grafikteki veriler için bir

açıklama yazmaya kadar değişir. Bu süreç deneylerden elde edilen ilişkileri eğilimleri veya yapıları görme

becerisidir. Bu beceri, anlamlı sonuçlar çıkarmayı mümkün kılar. Yorumlamayı veya

hatırlamayı kolaylaştırmak için veriler genellikle bir grafik veya çizelge şeklinde düzenlenir. Bir deneyin tekrarlanmasını gerektirecek olan da bu yorumlardır.

Verileri yorumlamayla ilgili sorular şunlar olabilir. Grafiğin eğimi size ne anlatmaktadır? Grafikte görüldüğü gibi çözünürlük sıcaklığa bağlı olarak nasıl değişir? Veriler, çözünürlük-sıcaklık ilişkisi hakkında ne gösteriyor?

Nedensel süreçler

d. Sonuç çıkarma Bir olay veya durum hakkında gözlemlerden ve deneyimlerden bir sonuca veya

genellemeye varmaktır. Gözlemler ne kadar iyi olursa sonuçlar da o kadar kesin ve tam olur. Bir kişi sonuç

çıkarırken gözlemlerini açıklamak için akıl yürütür. Dünyanın nasıl döndüğünü açıklamak amacıyla zihinsel modeller oluşturmak için eski deneyimlerden yararlanılır.

Yeni sonuç çıkarmalar, eski sonuç ve bilgilerle karşılaştırıldığında anlam kazanır. Bilimde, yeni bilgilerin ışığında eski yargıları düzeltmek sıkça görülen bir durumdur.

İki tür sonuç çıkarma vardır: tümdengelim (genelden özele) ve tümevarım (özelden genele). Sonuç çıkarmada nedenleri araştırmak, zengin deneyimler sağlamak için yararlıdır. Sonuç çıkarma kanıtlara dayalı olmalıdır: Kanıtınız nedir? Veya, bu sonucu destekleyen

gözlemler nelerdir? Örneğin suyun boncuk boncuk olmasına neden olan şey nedir? Gözlemlediğimiz davranışa

ne gibi etkenler katkıda bulunmuş olabilir? Gözlem ve sonuç çıkarma arasındaki fark nedir?

Deneysel süreçler

Bu süreçler oldukça karmaşık ve çok yönlüdür. Aynı zamanda bu süreçler mutlaka yüksek düşünme seviyesi gerektirir. Genellikle her bir süreç iki ya da daha fazla temel sürecin bileşiminden oluşur.

Deney, bir problem durumunda değişkenler arasındaki ilişkileri irdelemek için kullanılan güçlü bir araçtır.

Aynı zamanda söz konusu olan hipotez ya da teoriyi destekler ya da çürütür kanıtlar elde etmek için de kullanılır.

Bu aşamadaki süreçler, hiyerarşide önce gelen (temel ve nedensel) tüm süreçlerin üzerine kurulur. Bu süreçleri öğrenmek, sorulara cevap ararken ve kendi deneylerini tasarlarken öğrencilere güç verir.

Deney yapma, diğer tüm süreçleri kullanmayı içeren bir tür problem çözmedir.

Deneysel Süreçler

a. Hipotez kurma ve yoklama Ön gözlem ve denemelere dayanarak incelenen olay

veya durum hakkında geçici bir genelleme yapmadır. Hipotez, doğruluğu kanıtlanmamış bilimsel varsayımlara

dayanan önermelerdir. Hipotez genellikle bir deney üzerine odaklanır. Aynı

zamanda hipotez, deneyi yaparken kullanılacak yöntem hakkında da bir ipucu verir. Hipotez, bir problemi inceleme yönteminin geliştirilmesi için bir başlangıç noktasıdır. Hipotezi oluştururken, öğrenci basit ve test edilebilir bir önermede bulunur.

Deneysel Süreçler

a. Hipotez kurma ve yoklama Gözlem ve deneyimler hakkında düşünmek bilim adamlarını olayların

nedenlerini bulmaya yöneltir. Bilim adamları hipotezlerini daha ileri düzeyde deney ve gözlemler yaparak test ederler ve sonuçlardan genellemeler yaparlar.

Bu süreç becerisi ile ilgili bazı sorular şunları içerir. Kimyasal dengeye hangi etkenler etki eder? Bir reaksiyonun hızını etkileyen etkenler nelerdir? Niçin bazı maddelerin çözünürlüğü sıcaklıkla artar, bazılarının ise

azalır? ‘Su içinde çözünen maddenin (şeker) oranı arttıkça sıcaklıkta

bir değişim sağlamak için gereken zaman artar.’ hipotezinin en az iki değişik formda nasıl şekillendirebileceğinizi açıklayın.

Deneysel Süreçler

b. Verileri kullanma ve model oluşturma Verileri kullanarak elde edilen fikirlerden matematiksel

ifadelere ve tasarımlara varmadır. Bu süreç, bilgileri ya da verileri grafik, şekil veya tablolarla

en çok duyu organına hitap edecek şekilde düzenlemeyi içerir.

Aynı verileri incelemek için çeşitli yollar vardır. Bir buz küpünün erimesi grafikle, şekille, üç boyutlu nesneyle, görüntü kaydıyla, çizelgeyle, fotoğrafla veya çizimle gösterilebilir. Bu süreç becerisi, öğrencilerin verileri karar vermeye yardımcı olacak şekilde işlemesini (hazırlamasını) sağlar.

Deneysel Süreçler

c. Karar verme Bilimsel süreç becerilerini kullanarak bir hükme veya yargıya

varmaktır. Burada karar verilecek bir problemin araştırılmış olması gerekir. Araştırma sürecinde bir karara varmak için sıkça sorulan sorulardan

bazıları şunlardır. Ne tür bir karar verilmesi gerekir? Kararlar ve bu kararların mantığı nedir? Her bir kararın olası sonucu nedir? Her bir karardan kimler ve nasıl etkilenir? Her bir karara yönelten sebepler nedir? Bu sebeplerin ilişkileri nedir? En iyisi hangi karardır ve niçin?

Deneysel Süreçler

d. Değişkenleri değiştirme ve kontrol etme Bir olay veya durum üzerine etki eden faktörlerden birini değiştirip diğerlerini sabit tutarak

sonuçlar üzerine ne tür etkide bulunduğunu tespit etmektir. Bu süreçte değişkenlerin farklılaştırılması için sorular sorularak yeni deneylerin yapılmasına yol

açılır ve böylece fen daha somut ve anlaşılır hale getirilir. Genellemeler yapmak için değişkenler arasındaki ilişkileri inceleyen çok sayıda araştırma yapmak gerekir.

Kontrol deneyleri tekrar edilebilir veriler ve geçerli sonuçların araştırılmasında önemli bir araçtır. Bununla beraber, her zaman bütün değişkenleri tam olarak kontrol etmek çok zordur. Çoğunlukla insan davranışı içeren deneylerde ufak bir değişim bile oldukça farklı sonuçlar doğurur. Değişkenler net bir şekilde tanımlanabildiğinde ve kontrol edilebildiğinde daha iyi sonuçlara ulaşılabilir.

Bu süreçte amaç, bir değişkeni değiştirerek diğer değişkende buna bağlı olarak meydana gelen değişimleri izlemektir. Aynı zamanda diğer birçok değişken de belirlenmeli ve sabit tutulmalıdır. Bunun yapılmasının nedeni diğer değişkenlerin sonucu etkileyebilme olasılıklarını ortadan kaldırmaktır. Öğrenciler çoğunlukla değişkenleri kontrol etmede zorluk çekerler. Bu, öğrencilerin bilişsel gelişim düzeyinden kaynaklanmaktadır. Öğrenciler 13-15 yaşına kadar bile iki ya da daha fazla değişkeni aynı anda değiştirmekte bir sakınca görmezler. Örneğin, gazlarda mol sayısı ve sıcaklığı sabit tutup basınç-hacım ilişkisini inceleyebiliriz.

Deneysel Süreçler

d. Değişkenleri değiştirme ve kontrol etme Bu süreçte amaç, bir değişkeni değiştirerek diğer değişkende

buna bağlı olarak meydana gelen değişimleri izlemektir. Aynı zamanda diğer birçok değişken de belirlenmeli ve sabit

tutulmalıdır. Bunun yapılmasının nedeni diğer değişkenlerin sonucu etkileyebilme olasılıklarını ortadan kaldırmaktır.

Öğrenciler çoğunlukla değişkenleri kontrol etmede zorluk çekerler. Bu, öğrencilerin bilişsel gelişim düzeyinden kaynaklanmaktadır. Öğrenciler 13-15 yaşına kadar bile iki ya da daha fazla değişkeni aynı anda değiştirmekte bir sakınca görmezler. Örneğin, gazlarda mol sayısı ve sıcaklığı sabit tutup basınç-hacim ilişkisini inceleyebiliriz.

Deneysel Süreçler

e. Deney yapma Bağımsız değişkenleri kontrol ederek, bağımlı değişkenler üzerine

etkilerini inceleme yoluyla hipotezleri yoklamadır. Öğrencilerin ortaklaşa deney tasarlamaları ve yapmaları konuyu

kavramalarını kolaylaştırabilir. Bu grup çalışması toplanan verileri analiz etme ve yorumlamada öğrencilere yardımcı olur.

Örnek: Amonyum sülfatın bitki büyümesini nasıl etkiler? Burada öğrenciler öncelikle bir hipotez oluşturarak deneyle ilgili tasarımı yaparlar. Buradaki hipotez ‘amonyum sülfat bitkilerin büyümesini artırır.’ şeklinde ifade edilebilir. Bu hipotezi test etmek için deney ve kontrol grubu olarak iki grup seçilir. Birinci grupta bitkiler yağmur suyu ile sulanır, diğer grupta ise yağmur suyuna az miktarda amonyum sülfat katılır. Sıcaklık ve ışık ise her iki grup içinde aynı tutulur. Bu ortamda bitkilerin büyümeleri izlenir.

BSB’ye Uygun Etkinlik

Bu etkinlikte bilimsel süreç becerilerinin kimyadaki uygulaması ile ilgili bir örnek verilmiştir. Söz konusu becerilerin hepsi tek bir etkinlikte olmayabilir.

Problem Reaksiyon hızlarının incelenmesi: reaksiyona giren maddelerin

konsantrasyonları ve sıcaklık reaksiyon hızına nasıl etki eder? Amaç Bilimsel süreç becerilerini kullanarak konsantrasyon ve sıcaklığın reaksiyon

hızlarına etkisini incelemek. Hedef davranışlar Bir kimyasal reaksiyonun hızını etkileyen faktörlerden konsantrasyon ve

sıcaklığın etkisini kavrayabilme, Bir kimyasal reaksiyonu incelemek için gerekli deneyi güvenli bir şekilde

yapabilme, Bir etkinlikte bilimsel süreç becerilerinin nasıl kullanılabileceğini veya

geliştirilebileceğini anlayabilmelidir.

BSB’ye Uygun Etkinlik

Araç-gereçler (Her bir grup için) 4 adet 100 ml erlen 4 adet 25 ml mezur 2 adet 250 ml beher 0,002 M KIO3 çözeltisi 0,002 M NaHSO3 çözeltisi , Bunzen beki, üçayak, destek veya kıskaç, amyant tel, saf su ve deney tüpleri,1 adet kronometre veya saniye

göstergeli saat İşlem yolu Deney 1: Konsantrasyonun reaksiyon hızına etkisi Ölçme: Bir deney tüpüne 0,02 M KIO3 çözeltisinden 25 ml mezürle ölçerek aktarın. Mezürü

temizledikten sonra 25 ml 0,002 M NaHSO3 çözeltisini ölçerek erlene alın ve üzerine 1 ml nişasta çözeltisi ilave edin.

Değişkenleri kontrol etme: Termal dengeye gelmesi için bir süre bekledikten sonra tüp içerisindeki KIO3 çözeltisini erlenin içerisine boşaltın ve aynı anda kronometreyi çalıştırın ve erleni birkaç kez sallayın.

Gözlem yapma: Erleni dikkatle gözleyin. Mavi renk meydana geldiği anda kronometreye basınız. Verileri kaydetme: Zamanı kaydedin.

BSB’ye Uygun Etkinlik

Bir önceki safhadaki işlemi KIO3 çözeltisini aşağıdaki şekilde seyrelterek tekrarlayın. (Not: toplam hacmin daima 25 ml olmasına dikkat edin.)

Gözlem yapma: a) 20 ml KIO3 çöz. + 5 ml saf su Verileri kaydetme:b) 15 ml KIO3 çöz. +10 ml saf su

c) 10 ml KIO3 çöz. + 15 ml saf su Burada NaHSO3 konsantrasyonu sabit tutulmaktadır. Önceden kestirme: d) Konsantrasyon ile reaksiyon

süresi nasıl değişiyor?

BSB’ye Uygun Etkinlik

Verileri Kaydetme ve kullanma: Aşağıdaki grafikleri çiziniz: a) KIO3 çözeltisinin konsantrasyonu ile reaksiyon süresi (mavi

renk oluşması süresi) arasında bir grafik çiziniz. Konsantrasyon stok çözeltiden alınan miktarlardan veya 25.0 ml lik seyreltik çözeltilerdeki KIO3 ın ağırlığından bulunabilir.

b) Çözelti konsatrasyonu ile zamanın tersi (1/t) arasında bir grafik çiziniz. Çünkü zamanın tersi reaksiyon hızının bir ölçüsüdür.

Hipotez kurma: Konsantrasyonun değişmesi ile reaksiyon süresi arasındaki

ilişkiyle ilgili nasıl bir genelleme yaparsınız?

Uygulama

Seçtiğiniz bir Kimya konusunda öğrencilerin bilimsel süreç becerilerini geliştirmeye yönelik bir deney tasarlayınız…

Problem Çözme Yöntemi

PROBLEM? Bireyler yaşamları süresince bir çok problemle

karşılaşırlar. Yaşama uyum sürecinde karşılaşılan bu

problemleri çözdükleri sürece mutlu olurlar, kendilerine olan güvenleri gelişir.

Okulun görevi problem çözme yeteneğini öğrencilere kazandırarak hayatta karşılaştıkları problemleri çözebilmelerine yardımcı olmaktır.

Problem Çözme Süreci

Rutin olan ve olmayan problemlerin çözümleri konusunda en çok kabul gören süreç George Polya (1887–1985) tarafından verilen dört basamaklı süreçtir.

Bu basamaklar ve bu basamakların kapsamındaki başlıca etkinlikler şunlardır: Problemi anlama Çözüm ile ilgili stratejinin seçilmesi (problemin çözümü

için plan yapma) Stratejinin uygulanması (planı uygulama) Çözümün değerlendirilmesi (doğrulama)

Yönteminin Yararları

Öğrencilerin öğretme-öğrenme etkinliklerine aktif olarak katılmalarını sağlar.

Öğrencilere okulda aldıkları bilgiler ile çevresinde karılaştığı problemleri ilişkilendirme fırsatı verir.

Anlamlı ve sorun çözen bir yöntem olduğu için, öğrenmeye karşı olan ilgi ve istek her zaman üst düzeyde olabilir.

Öğrenciler kendi ve toplumun sorunları ile ilgilendiğinden dolayı, çevresindeki problemlere karşı duyarlı olur.

Yönteminin Yararları

Ortak akıl ile bireysel çalışma arasındaki farkı algılar ve işbirlikçi çalışma yaklaşımını gönülden desteklemeye başlar.

Karşılaşılan bir durumla ilgili hipotezler ileri sürme yeteneğini geliştirir.

Bilimsel düşünme yeteneğinin gelişmesine katkı sağlar.

Bilim insanlarının çalışma ilkelerini ve yöntemlerini öğrenir ve karşılaştığı problemleri aynı veya benzer ilkeleri kullanarak çözmeye çalışır.

Yönteminin Sınırlılıkları

Diğer yöntemlere oranla öğrenci kendi gayretleri ile bilgilere ulaştığından dolayı, bu süreçte birçok deneme ve yanılmalar yapar. Bu deneme-yanılma süreci oldukça fazla zaman alıcıdır.

Bütün disiplinlere kolayca uygulanamaz. Problem çözme doğası gereği, araştırma ve denemeleri

içerdiğinden dolayı, birçok durumda yeni araç-gereç ve kaynaklara ihtiyaç duyulur. Bunu birçok durumda öğretmenin veya öğrencilerin tek başına karşılaması olası değildir.

Değerlendirme süreci birçok faktörü içerdiğinden dolayı, objektif değerlendirmesi oldukça zordur.

Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar

Öğrenciler bilişsel kapasitelerine uygun problemlerle karşı karşıya getirilmelerine dikkat edilmelidir.

Problem çözme basamakları ve örnek problem çözme aşamaları öğrencilere öğretildikten sonra, öğrenciler benzer durumlarla karşı karşıya getirilmelidir.

Problem çözme aşamaları ve özellikle araştırılacak bir problemin tanımlanması konusunda onlara destek sağlanmalıdır.

Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar

Seçilen problem öğrencilerin ilgi ve ihtiyaçlarını karşılamalıdır.

Öğrencilere verilecek problemler yakın çevreden seçilmelidir.

Problem çözüm ile ilgili aşamalar öğrencilere çok iyi anlatılmalıdır.

Öğrencilere benzer birkaç problemle karşı karşıya bırakılmalıdır.

Öğrencilerin de problem oluşturmalarına fırsat verilmelidir.

Örnek Problem

Yandaki molekülü 6 ve daha az sayıda C içeren küçük molekülleri kullanarak sentezleyiniz. Sentez basamak ve mekanzimalarını belirtiniz.

Bu şüreçte her türlü kitap, makale, internet, 3B’li modeller ve dijital modelleme yazılımları kullanabilirsiniz.

Problem Çözme Yöntemi:Örnek EtkinlikEtkinlik 1 : Sıcaklığın Kadar GenleşKonu: Isı ve SıcaklıkSınıf: 6Kazanımlar :

Değişik maddelerin genleşme katsayılarının farklı

olduğunu deneyerek bulma Isının iletimini değişik maddelerde gözlemleme Cıvalı termometrelerin çalışma ilkelerini uygulayarak

algılamaElimizdekile

r: Cıvalı termometre, beher, üç ayak, ispirto ocağı, su

Nasıl Yapalım? Isı ve sıcaklık konusunda öğrencilere “Cıvalı bir termometreyi sıcak suya

daldırıp çıkardığınızda, termometrenin gösterdiği değerde nasıl bir değişiklik olmasını beklersiniz?” sorusunu yöneltiniz.

Beklenen cevap “Cıvalı termometrenin gösterdiği değerin yükseleceği” şeklindedir.

Cıvalı termometre sıcak suya daldırıp biraz bekledikten sonra, çıkarılarak termometrenin içindeki cıvanın hareketini dikkatlice incelemelerini isteyiniz.

Tüm öğrencilerin cıvanın önce düşüp sonra yükseldiğini görmelerini sağlayınız. Bu süreçte termometredeki cıva seviyesinin önce düşüp, sonra yükselmesinin nedenini öğrencilerinize sorunuz (Bu sorular ve gözlemler öğrencilerin problemi fark etmelerini sağlar).

DESIGNED BY AYHAN TÜFEK

Mevcut bilgi birikimiyle öğrencilerin bu problemi çözemeyecekleri açıktır. Öğrencilerden, belirlenmiş probleme olası çözüm yolları, dağıtılan çalışma yapraklarında ilgili boşluğa yazmaları istenir. Öğrencilerden beklenen hipotez “Termometrenin sıcak suya daldırılıp çıkarıldığında gösterdiği değerin yükseleceği” yönündedir. Çünkü öğrencilerin daha önce öğrendikleri tüm bilgiler, ısınan maddelerin genleşeceği yönündedir.Öğrencilerden, kurmuş oldukları hipotezleri test etmeleri için deney yapmalarını isteyiniz. Deneyde kullanılan araç–gereçler ve deneyin yapılışı çalışma yaprağı ile birlikte öğrencilere verilebileceği gibi, öğrencilerden kendilerinin de deneyler tasarlamaları istenebilir. Öğrencilerin çoğunluğu “Cıvalı termometrenin sıcak suya daldırılıp çıkartıldığında gösterdiği değerin önce alçalıp sonra aniden yükseldiğini” gözlemleyip, yazmaları beklenir.Öğrencilerden, kurmuş oldukları hipotezleri test etmeleri için deney yapmalarını isteyiniz. Deneyde kullanılan araç–gereçler ve deneyin yapılışı çalışma yaprağı ile birlikte öğrencilere verilebileceği gibi, öğrencilerden kendilerinin de deneyler tasarlamaları istenebilir. Öğrencilerin çoğunluğu “Cıvalı termometrenin sıcak suya daldırılıp çıkartıldığında gösterdiği değerin önce alçalıp sonra aniden yükseldiğini” gözlemleyip, yazmaları beklenir. Çalışma yaprağının son bölümünde öğrencilere yöneltilen 2.soru “Deney sonucunun başlangıçta kurmuş olduğunuz hipotezle uyuşup uyuşmadığı” şeklinde olabilir. Öğrencilerin vermiş oldukları cevaplar ise büyük olasılıkla “Hayır, uyuşmuyor” şeklinde olacaktır. Bunun nedenini tartışınız. Çalışma yaprağının son bölümünde bulunan 3.soru “Sıcak suyun içine termometreyi daldırdığımızda önce hangi maddenin sıcaklığı değişir?” şeklinde olabilir. Bu soru aslında öğrencileri çözüme yönlendirme sorusudur. Bu soru ile problemin çözümüne öğrencilerin yönlendirilmesi sağlanarak, cevabın genleşme farkından kaynaklandığını hissetmeleri sağlanır.

Örnek Çalışma Yaprağı Elimizdekiler: Cıvalı termometre, beher, üç ayak,

ispirto ocağı, su. Nasıl Yapalım?1. Beheri yarısına kadar su ile doldurun. 2. Suyu kaynatın. 3. Kaynamış suyun içerisine cıvalı termometreyi daldırıp,

birkaç saniye bekleyiniz.4. Termometreyi sıcak sudan çıkarıp, cıvanın hareketini

gözleyiniz.

Grup arkadaşlarınızla aşağıda verilen araç – gereçleri kullanarak istenilenleri

yapınız.

Bu işlemleri tamamladıktan sonra aşağıdaki sorulara çözüm bulmaya çalışınız.

1. Yapmış olduğunuz deneyden ne gözlemlediniz çıkardınız ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Bu gözleminiz deneye başlamadan önceki tahmininizle uyuşuyor mu ? Uyuşmuyorsa sizce nedeni nedir? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Sıcak suyun içine termometreyi daldırdığımızda önce hangi maddenin sıcaklığı değişir? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Bulduğunuz sonuç, “Termometrenin değeri önce azalıp sonra artıyor” ise bunun nedeni sizce ne olabilir ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(KPSS 2007) Problem çözme, belli aşamaları takip etmeyi gerek-tiren zihinsel bir süreçtir. Aşağıda problem çözme sürecinin basamakları karışık olarak verilmiştir.

I. Çözüme ulaşma II. Çözümle ilgili kaynakları tarama, bilgi toplama III. Problemin farkına varma ve onu sınırlama IV. Problemin çözümü için denenceler kurma V. Uygun araçları hazırlama, verileri toplama ve organize etme VI. Denenceleri test etme Bu basamakların doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisidir? A) II – III – IV – V – VI – I B) III – II – IV – V – VI – I C) III – II – VI – IV – I – V D) IV – III – I – II – VI – V E) VI – V – IV – III – II – I