1. GIRIS

Ögretimde, ne kadar çok duyu organıyla katılım saglanabilirse ögrenmelerin de o oranda etkili olacagı bilinen bir gerçektir. Ögretmen çok iyi ders yürütebilir; ancak her zaman, her ögrencinin ögrenme ihtiyaçları giderilemeyebilir. Ögretmen, ögrencinin ögretim sürecinde etkili olması ve  kendi bilgisini kurması konusunda yetersiz kalabilir. Bu durumda, bilgisayarlar etkili olarak kullanıldıgında, ögretmene yardımcı olabilmektedirler. Ögretimde, bilgisayar destekli uygulamalardan davranısları pekistirme ve ögrencinin kendi bilgisini olusturmasına yönelik olarak yararlanılmaktadır (1),(2),(3),(4).

Fen bilimlerinde ögrencinin kendi bilgisini olusturmasının önemli bir yeri vardır. Çogu konular somutlastırılabildikleri oranda ögrenilebilmektedir. Fizik ögretiminde de, bilgisayar destekli uygulamaların etkili bir sekilde gerçeklestirilmesi, ögrenmeye yönelik bazı problemlerin çözümüne katkıda bulunmaktadır. Böyle uygulamalar geleneksel yaklasıma oranla, ögrencileri pasif bir bilgi alıcı olmaktan çıkarmakta ve ögrencinin bilgiyi aktif olarak yorumlamasına imkan saglamaktadır (5). Bununla birlikte, fen içerikli bilgisayar destekli ders yazılımları incelendiginde, bunların ögrenme-ögretme süreci açısından pek çok elestiri aldıgı ve istenilen ögrenci merkezli uygulamaların yapılamadıgı belirtilmektedir (6), (7), (8), (9). Mevcut ögretim kurumlarında, bu sorunun giderilmesine katkı yapmak için yetismis ögretmen ve yeterli imkanların saglanması gerekliligi üzerinde durulmaktadır (10). Bu anlamda, çözüm için en önemli katkının, nitelikli bir hizmet öncesi egitimle mümkün olacagına inanılmaktadır. Bundan dolayı, ögretmen adaylarının fizik ögretiminde de kullanabildikleri logo programlama dili ile yapılacak uygulamalarda liselerdeki gerçek sonuçlarda bizzat kendi deneyimlerinin ön plana çıkması gereklidir. Bu baglamda, üzerinde çalısılacak konunun lise ögrencilerinin temel ihtiyaçlarına da cevap verecek sekilde düsünülmesi gerekir (11). Fizikteki soyut konuların yanlıs kavramlastırılması, ögrencilerin daha sonraki dönemlerde mantıksal düsünme düzeylerinin gelistirilmesinde ve bilissel süreçlerde, bir çok sorun yasamalarına neden oldugu yapılan arastırmalarda belirtilmektedir (12). Böyle konulardan biri de enerjidir (13). “Enerji konularından olan yerçekimi potansiyel enerjisinin geleneksel yöntemler dısında bilgisayar destekli ögretim uygulaması ne kadar etkili olacaktır?” sorusuna ögretmen adaylarının cevap bulması, onların bilgisayar destekli uygulamalara bakısını olumlu yönde degistirebilecek ve günümüzde istenilen uygulamaların yapılamama nedenlerinden birinin de ortadan kalkacagına inanılmaktadır. Bu çalısmada, bu yaklasımın kazandırılmaya çalısıldıgı süreç, arastırmanın konusunu olusturan örnek kapsamında sunulmaktadır. 

2. AMAÇ

Bu çalısmanın amacı, ‘yerçekimi potansiyel enerjisi’ konusunda, logo programlama diliyle gelistirilen ve uygulanan dersin, ögrencilerin bilissel basarı ve tutumlarına etkilerini belirlemektir.

3. YÖNTEM

Arastırmada, kontrolsüz ön test-son test deneysel yaklasımı ile mevcut gruba gelistirilen program uygulanmıs ve herhangi bir degisiklik olup olmadıgı incelenmistir. Genel lise kapsamındaki mevcudu 40 kisilik bir fen sınıfından 8 ögrenci ile çalısma yürütülmüstür. Bu çalısmada sırasıyla asagıdaki basamaklar takip edilmistir:

1. Seçilen evrenden, bilgisayar kullanım becerilerine sahip ögrencileri belirlemek için kisisel bilgisayarlarının olup olmadıgı, varsa ne amaçla kullandıkları ve yoksa bilgisayarlı ortamlardan (okul, arkadas evi vb.) yararlanıp yararlanmadıkları yapılandırılmıs mülakat yapılarak örneklem olusturulmustur.

2. Uygulama öncesinde, örneklemdeki ögrencilerin bilissel düzeylerini belirlemek için kapalı ve açık uçlu 6 sorudan olusan bir basarı testi ile “fizik”, “bilgisayar destekli ögretim” ve “enerji” konularına yönelik tutumlarını tespit etmek amacıyla bir maddesi çıkarılarak güvenirlik katsayısı  a = 0,87 olarak hesaplanan 36 maddelik likert tipi bir tutum anketi uygulanmıstır.

3. Bilgisayar ortamında örnekleme, logo programlama diliyle hazırlanan program, ÇY ile birlikte uygulanmıstır. ÇY aracılıgı ile, ögrencilere asagıda açıklandıgı gibi iki tür benzetisim sunulmustur.

sekil 1.EtkilesilenDurumlar

sekil 1, programda (durum I) farklı degerlerin girilmesiyle olusan görüntülerin bir kısmını göstermektedir. Ilk durumda ögrencilerden pote 2 5, pote 2 8, pote 2 10, pote 2 12 seklinde m’nin sabit, h’nin degisken oldugu degerleri girmeleri istenmis, bu degerleri, text sayfasında okudukları enerji degerleri ve grafik sayfasındaki görüntüleri inceleyerek yüksekligin enerji degerini nasıl etkiledigini görmeleri beklenmistir.

Ikinci durumda ögrencilerden pote 4 10, pote 6 10, pote 8 10, pote 9 10, seklinde h’nin sabit, m’nin degisken oldugu degerleri girmeleri istenmis, bu degerleri ve grafik sayfasındaki görüntüleri inceleyerek, kütlenin enerji degerini nasıl etkiledigini görmeleri beklenmistir (Durum II).

Tablo 1. ÇY’ de gözlenmesi beklenen degerler

 

Üçüncü durumda, ögrencilere yukarıdaki gibi bir çizelge verilerek 1 ve 2. durumlarda kullandıkları degerleri kaydetmeleri istenmis, gözlemlenen “m”, “h” ve “enerji (E_p) degerleri arasında;    E_p=mxhx10 enerji seklinde bir iliski kurmaları beklenmistir (Durum III). Çizelgeye göre, 1, 2, 3 ve 4. nolu sütunlarda “m” sabit, “h” degisken verilerek ögrencilerin farklı enerji degerleri görmeleri karsısında “h” degerinin enerji degerini etkiledigini; 5, 6, 7 ve 8. nolu sütunlarda “h” sabit, “m” degisken verilerek, ögrencilerin farklı enerji degerleri karsısında, m degerinin enerji degerini nasıl etkiledigini görmeleri beklenmistir. Ayrıca her durumda enerji degerinde çarpan olarak karsılarına çıkan 10 degerinin “g” yerçekimi ivmesi oldugunu tahmin etmeleri de beklenmistir.

Bulgularda, her bir ögrencinin olusturdugu çizelge yardımıyla ÇY’ deki sorulara verdikleri cevaplar incelenerek istenilen davranısları kazanıp kazanamadıkları tespit edilmeye çalısılmıstır.

4. Programın uygulanması sürecinde, ögrenciler gözlenmis ve uygulama sonrasında kazanılan davranısları belirlemek amacıyla basarı testi ve tutum anketi tekrar uygulanmıstır. Ayrıca, ögrencilerin uygulamalarla ilgili düsünceleri de açık uçlu bir soruyla belirlenmeye çalısılmıstır. Görüslerin aktarılmasında ögrenciler isimleri “Ögrenci A”, “Ögrenci B” seklinde verilmistir.

5. Hazırlanan logo programı, ÇY ile birlikte, örneklemdeki ögrencilerin ögretmenine de gösterilmis ve uygulamalarla ilgili görüsleri alınmıstır.

6. Çalısmadan elde edilen mülakat verileri gruplandırılarak degerlendirme yapılmıstır. Anketteki görüs puanlarının ortalaması; “Hiç Katılmıyorum (1,00-1,79)”, “Biraz Katılıyorum (1,80-2,59)”, “Orta Derecede Katılıyorum (2,60-3,39)”, “Oldukça Katılıyorum (3,40-4,19)”, “Tamamen Katılıyorum (4,20-5,00)” kategorileri içinde degerlendirilerek, 3,40 ve yukarı ortalama puanlar olumlu olarak kabul edilmistir. Basarı testinde 1 adet ‘bilgi’, 3 adet ‘kavrama’ ve 2 adet de ‘uygulama’ düzeyinde soru yer almaktadır. 100 üzerinden yapılan puanlamalarda ögretim hizmetinin niteligi kabul edilmedigi için yeterli ögrenme düzeyi % 70 kabul edilmistir (14).

7. Ögrencilerin uygulamadan önce ve uygulamadan sonra basarı testi ile aldıkları puanların ortalamaları % ve standart sapma degerleri ile; anketlerden aldıkları puanlarda ise a = 0,01 anlamlılık düzeyinde bagımlı t test degerleri ile karsılastırmalar yapılmıstır.

4. BULGULAR

Bu arastırma ile elde edilen veriler; sırasıyla basarı testinden, anketten, ÇY’lerden, uygulama ile ilgili ögrenci ve ögretmen görüslerinden elde edilen bulgular olarak gruplandırılarak sunulmaktadır.

4.1. Basarı Testinden Elde Edilen Bulgular

Ögrencilerin ön test ve son testten aldıkları puanların ortalamaları Tablo 1’de verilmistir.

Tablo 2. Ön test-Son test puanlarının  X  ve SS degerleri

 

Tablo 2’de görüldügü gibi, grubun  son testteki basarı oranı iki katına çıkmıs ve gruptaki ögrencilerin basarı puanlarının degiskenlikleri de azalmıstır.

4. 2. Anketten Elde Edilen Bulgular

Ögrencilerin anketteki fizik, bilgisayar destekli ögretim ve enerji konusuyla ilgili tutum puanlarının ortalamaları asagıdaki tabloda verilmistir.

Tablo 3. Uygulamadan önce ve  sonra anketteki üç gruptaki puan degerleri

 

Tablo 3, uygulama öncesi ve sonrası ögrencilerle yürütülen çalısmalara baglı olarak üç grupta toplanan anket maddelerine belirtilen puanların istatistiki sonuçlarını göstermektedir. Görüldügü gibi, ön testte ‘fizik’ için ön ve son testte “Oldukça Katılıyorum”; BDÖ için ön testte  “Orta Derecede Katılıyorum” iken son testte “Oldukça Katılıyorum” ve ‘enerji’ için ise ön testte “Oldukça Katılıyorum” iken son testte “Tamamen Katılıyorum” seklinde sonuçlar bulunmustur. Istatistiki olarak _ = 0.01 düzeyinde ön-son test arasında BDÖ ve enerji maddelerine yönelik manidar bir iliski bulunmustur (p < 0,01). Fizik açısından ise ön-son test arasında anlamlı bir iliski gözlenmemistir (p > 0,01).

Tablo 4. Uygulamadan önce ve  sonra anketteki tutum puanlarının degerleri

 

Tablo 4, anketteki tüm maddelere ait puanların istatistiki degerlerini göstermektedir. Buna göre uygulama öncesi ‘bilgisayar destekli fizik ögretimi (BDFÖ)’ konusuna yönelik ögrencilerin görüsleri “Oldukça Katılıyorum” iken uygulama sonrası “Tamamen Katılıyorum” seklinde bulunmustur. Istatistiki olarak _ = 0.01 düzeyinde ön-son test arasında BDFÖ açısından manidar bir iliski bulunmustur (p < 0,01).

4. 3. Çalısma Yapragından Elde Edilen Bulgular

Birinci durumda (m sabit, h degisken), ögrencilerden 7’si ‘m’ sabit tutulup düseyde alınan yol degistirildiginde yüksekligin enerji degerini etkiledigini belirtmislerdir.

Ikinci durumda (h sabit, m degisken), ‘h’ sabit tutulup ‘m’ degistirildiginde, kütlenin enerji degerini etkiledigini belirten ögrenciler 6 kisidir.

Her bir ögrencinin üçüncü duruma yönelik sorulan sorulara verdikleri cevaplar asagıdaki gibidir.

Tablo 5. ÇY’ deki ögrenci ifadeleri

 

Yukarıdaki cevaplardan ögrencilerin çogunlugunun programda kazandırılması amaçlanan davranıslara ulastıkları anlasılmaktadır.

4. 4. Uygulama ile Ilgili Ögrencilerin ve Ögretmenin Görüsleri

Örneklemdeki  her bir ögrencinin uygulama ile ilgili görüsleri asagıda aynen verilmistir.

“Böyle bir programla çalısmak çok güzel. Okullarımızda imkan olsa da ögrenciler dersleri bilgisayar ortamında ögrenseler.”(Ögrenci A)

“Bana çok ilginç geldi. Bence güzel bir program.” (Ögrenci B)

“Çok sey ögrendim. Bilgisayarlı fizigin kalıcı olacagını, asla unutulmayacagına inanıyorum.” (Ögrenci C)

“Bu çalısmanın güzel oldugunu, bizim açımızdan yararlı, daha kolay anlama gücü dogurdugunu düsünüyorum.” (Ögrenci D)

“Önceden bilgisayarlı egitimin yararlı olacagına inanmıyordum. simdi ise görüslerim degisti. Böyle konu ögrenmek daha kolay. Keske okullarda hep böyle bir uygulama olsa.” (Ögrenci E)

“Iyi bir program oldugunu söyleyebilirim. Çünkü bir formülü kendimin bulması o bilginin aklımda  daha iyi kaldıgını düsünüyorum.” (Ögrenci F)

“Programın bilgisayarda islenisi, derste isledigimizden daha fazla ilgimi çekti. Soruları anlayarak, düsünerek yapmaya çalısmamı sagladı.” (Ögrenci G)

“Insan bir seyi kanıtladıgı zaman ona güveni fazla oluyor. Gerçekten çok güzeldi.” (Ögrenci H)

Genel olarak ögrenciler, programı ilginç bulduklarını, okullarında yürütülen fizik derslerinden daha fazla ilgilerini çektigini ve bu sekilde konuların ögrenilmesinin daha kolay olacagını belirtmislerdir.

Uygulamaların yürütüldügü örneklem grubunun fizik ögretmeni, “Ögrencilere normalde potansiyel enerji ile ilgili bir soru verildiginde bu soruyu çözebilirler ancak yaptıklarının ne anlama geldigini farkında olamayabilirler. Oysa bu tür uygulamalarla formüle dayalı olarak degil de, anlayarak ve düsünerek soruyu çözebilirler” seklindeki görüsleriyle programla potansiyel enerji konusunun daha etkili bir sekilde ögretilebilecegini ifade etmektedir.

5. SONUÇLAR

Arastırmada elde edilen bulgulardan asagıdaki sonuçlara varılabilir:

1-Uygulama sonrası, ögrencilerin basarı testinden aldıkları puanların ortalaması uygulama öncesine göre yaklasık olarak % 30 oranında artmıs, puanlardaki degiskenlik ise tersine azalmıstır. Basarı testleri ile ulasılan ögrenme düzeyi, programla kazandırılmak istenen davranıslar için yeterli olmamakla birlikte, büyük oranda ögrencilere kazandırıldıgını, bunun da BDÖ uygulamaların bir sonucu oldugu söylenebilir.

2-Ögrencilerin, fizikle ilgili tutum puanları ortalamalarında uygulama öncesine göre bir degisiklik gözlenmezken, BDÖ ve ‘enerji’ ile ilgili olarak uygulama sonrası lehine anlamlı farklılıklar bulunmustur. BDÖ ve ‘enerji’ ile ilgili bu artıs, ögrencilerin daha önce bilgisayar destekli fizik ögretimi ile uygulamalar içerisinde olmamaları, dolayısıyla bilgisayar destekli ögretimin etkili olacagını düsünmemeleri, ancak bu çalısmayla BDÖ’ nün bilgiyi ögrencinin kendisinin olusturmasını saglayıcı özelligini fark etmelerinden kaynaklandıgı söylenebilir.

3-ÇY’ deki cevaplardan  E_p = mgh  formülüne büyük oranda ulasılmıs olması, çalısma yapragının anlasılır, yönlendirici ve tesvik edici bir sekilde hazırlanmasının bir sonucu olarak düsünülebilir. Bununla birlikte, her bir durum için bazı ögrencilerin istenilen davranısları gösterememeleri, ÇY’ deki tablonun iliskileri açıga çıkarıcı özelliginin yetersiz olusu ve ögrencilerin yönergeleri dikkatlice okumamalarından kaynaklanabilir.

4- Ögrenciler, programı ve uygulamaları ilginç bulduklarını, mevcut fizik derslerinden daha fazla ilgilerini çektigini ve bu sekilde konuların ögrenilmesinin daha kolay olacagını belirtmislerdir. Yeni yaklasımlara karsı hem ögrenci hem de ögretmenin olumlu beklentilerinin, daha etkili ögrenmelerin ve geleneksel yöntemlerin kavramsal ögrenmedeki yetersizligin bir sonucudur.

5- Bu çalısma sonunda, bilgisayar (logo) destekli materyalin “yerçekimi potansiyel enerjisi” konusunun ögretiminde etkili olmasının anlasılması, ögrencilerin ilgi ve dikkatini çeken bu tür materyallerin, fizikteki diger konuların ögretiminde de etkili olabilecegi sonucuna varılabilir.

6. ÖNERILER

Bu arastırmanın sonuçlarına baglı olarak asagıdaki öneriler sunulabilir:

1- ÇY’ de verilen tablo, ögrencilerin sayısal iliskileri daha rahat kurabilmeleri için, rakamların alt alta iliskilendirilmeleri yerine yan yana iliskilendirilmelerini saglayacak bir sekilde (5x9 yerine 9x5 seklinde) verilebilir. Ayrıca, ÇY’ de ögrencilerin dikkat etmesi gereken noktalar, farklı yazı tipinde ya da daha koyu olarak yazılabilir.

2- Bu tür BDÖ amaçlı uygulamaların daha etkili bir sekilde degerlendirilmesi için tüm ölçme araçları(anket ve basarı testleri) ile ÇY’nin hazırlanması, kendi basına arastırma konusu olabilecegi için bunları gelistirme çalısmalarının önceden yapılması gerekmektedir.

3- Bilgisayar destekli materyallerin, fizikte soyut konuların ögretiminde daha etkili oldugu sonucu bir kez daha desteklendiginden, hizmet öncesi ve hizmet içi dönemde, ögretmenlere bu tür materyalleri hazırlayabilme ve uygulayabilme becerisinin kazandırılması gerekir. Bu baglamda;

a) Hizmet öncesi dönemde bilgisayar destekli materyalleri gelistirebilme becerisi kazandıran BDÖ amaçlı derslerin tüm programlarda seçmeli ders olarak okutulması önerilebilir.

b) Hizmet içi kurslarla ögretmenlere bilgisayar destekli materyalleri gelistirebilme becerisi kazandırılmaya çalısılmalı ve aynı zamanda onlara ögrendiklerini uygulayabilmeleri için okullardaki bilgisayar laboratuarlarının fizikî olarak gelistirilmesi önerilebilir.

Ek 1. Yerçekimi Potansiyel Enerjisi Logo Programı

to grafik

ht

setbg 249

pu home pd

setpw 1

pu fd 95 rt 90 bk 50 pd

repeat 20 [ fd 100 rt 90 fd 10 rt 90 fd 100 lt 180 ]

fd 100 pu bk 100 pd lt 90

repeat 5 [ fd 200 rt 90 fd 10 rt 90 fd 200 lt 90 fd 10 lt 90 ]

fd 200

end

to basla

pu home  fd 95 rt 90 bk 50 pd

end

to top

setpc 10

setpw 3

pu lt 90 fd 2.86625 rt 90 pd

repeat 2160 [ fd 0.05 rt 1 ]

pu rt 1 fd 2.86625 pd lt 90

end

to pote :m :h

if  :h>20 [Stop]

setpc 1

grafik

basla

top

pu rt 180 fd :h * 10  pd top

make “ep :m * 10 * ( 20- :h )

print :ep

end

Etkilesimler için her bir satırdan sonra “cs” yazıp enter tusuna basılması gereklidir.

pote 2 5

pote 2 8

pote 2 10

pote 2 12

pote 4 10

pote 6 10

pote 8 10

pote 9 10

 Ek 2. Basarı Testi
1) Degismeyen hızla yere düsmekte olan bir cismin yere göre potansiyel enerjisi nasıl degisir? Açıklayınız.

2) Bir vinç tarafından kaldırılmıs bir cisim enerji kazanır mı? Neden?

3) Yerçekimi potansiyel enerjisi bulunurken etki eden degiskenleri sıralayınız ve bu degiskenlerin potansiyel enerji degerini nasıl etkiledigini belirtiniz?

-Yukarıda sıraladıgınız degiskenlerden hangisinin sürekli sabit kaldıgını belirtiniz?

 

4)
  

Asagıdakilerden hangisi yerçekimi potansiyel enerjisinin belirlenmesinde a-b çiftini temsil edebilir?

a)Kütle–Yükseklik

b) Kütle–Yerçekimi ivmesi

c) Yerçekimi ivmesi–Yükseklik

d) Potansiyel enerji–Kütle

 

 

5)

 

sekilde kütleleri ve yükseklikleri verilen cisimler serbest bırakılıyorlar. Yerde oldukları anda potansiyel enerjileri arasında nasıl bir iliski olur?Açıklayınız. 

 

 

 

6)

sekildeki sistemde K ve L cisimlerinin potansiyel enerjileri oranı E_L/E_K = 1/3’tür.
Cisimler kendi aralarında yer degistirirlerse E_L/E_K oranı kaç olur?

Ek 3. Çalısma Yapragı

DERSIN UYGULANMASI

 
Her durumdan sonra, size verilen tabloya gözlemlerinize yönelik verileri kaydediniz

 

I       1.degeri (m degerini) aynı girdiginiz durumları karsılastırdıgınızda neler dikkatinizi çekiyor?

 

I       2.degeri (topun düseyde düstügü mesafe) aynı girdiginiz durumları karsılastırdıgınızda neler dikkatinizi çekiyor?

 

I       Tabloyu doldurduktan sonra tabloyu inceleyiniz ve enerji degerine nasıl ulasıldıgını bulmaya çalısınız.

I       Elde ettiginiz sonuçlara göre enerji degerini hangi degiskenlerin nasıl etkiledigini belirtiniz.

I       Enerji degerine ulasılan formülü ifade etmeye çalısınız ve degiskenlerin neler oldugunu belirtiniz.