ÖĞRENCİLERİN KUVVET KAVRAMINA İLİŞKİN BİLGİ

advertisement
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
Ö RENC LER N KUVVET KAVRAMINA L K N
B LG YAPILARININ B R ANAL Z
Gökhan ÖZDEM R
*
ÖZET
Bu ara tırmanın amacı, ilkö retim birinci kademe ö rencilerinin kuvvet kavramı
konusundaki bilgi yapılarını tespit etmektir. Ara tırmanın verilerini 8 ilkö retim birinci kademe
ö rencisi ile yapılmı olan birebir görü meler olu turmu tur. Görü melerde ö rencilere birtakım
araç ve gereçlerle olu turulan farklı durumlarda kuvvetin olup olmadı ı sorulmu ve
cevaplarındaki nedensellik ara tırılmı tır. Ara tırmada kullanılan 7 soru setinin her birinde 2
farklı durum temsil edilmi ve ö rencilerden bu durumlardaki kuvvet/kuvvetleri kıyaslamaları
istenmi tir. Görü meler videoya kaydedilip transkripsiyonları yapıldıktan sonra Vosniadou ve
Brewer’in geli tirdi i kodlama metodundan yararlanılarak veriler kodlanmı tır. Analizde Miles ve
Huberman tarafından ortaya konmu olan analitik nitel ara tırma yöntemi benimsenmi tir.
Ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarında çoklu kuvvet anlamları ve soru setleri
boyunca bu anlamlar arasında tutarsızlıklar tespit edilmi tir. Ara tırmanın sonuçları bu
ara tırmaya katılan ö rencilerin, kuvvet konusundaki bilgi yapılarının daha çok parça nitelikli
bilgi yapısı teorisi ile örtü tü ünü göstermi tir.
Anahtar Sözcükler: Parçalı bilgi, bilgi yapısı, kavram yanılgısı, kuvvet kavramı.
ABSTRACT
The purpose of this study was to determine the knowledge structure of the first level
elementary school students in the domain of force. The data of this study were collected from
the individual interviews done with 8 first level elementary school students. During the
interviews, different contexts were presented to the students. In these contexts, the students
were asked whether there was a force in the presented contexts. Also, the causalities of their
responses were investigated. In this study, 7 question sets were used. Each question set was
consisted of 2 different contexts. Students were asked to compare the force/forces exerted on
the objects in the different contexts. After the interviews were videotaped and transcribed, the
data were coded following a methodology developed by Vosniadou and Brewer. In the analysis,
an analytic qualitative research approach developed by Miles and Huberman was adopted.
Students’ force interpretations included multiple and inconsistent force meanings across
question sets. The results of this study indicated that students’ knowledge structures in the
domain of force were more in line with knowledge-in-pieces perspective in this study.
Key Words: Knowledge-in-pieces, knowledge structure, misconception, force concept.
1. G R
Ö renme sürecinin çözümlenmesi için gerekli olan ko ullardan biri ö rencilerin bilgi
yapılarının anla ılmasıdır. Ö rencilerin bilgi yapıları büyük ölçüde onların günlük deneyimleri ile
ekillenir. Günlük deneyimlerin kazanımıyla olu an bilgiler bazen okulda verilen bilimsel
bilgilerin kazanımını olumlu yönde etkilerken önemli bir kısmı da kavram yanılgılarını
beraberinde getirerek bilimsel bilginin ö renilmesini güçle tirir. Fen bilgisindeki birçok konuda,
bazı ö rencilerin hangi kavram yanılgılarına sahip oldukları ve bu kavram yanılgılarının
ö renmeyi nasıl etkiledi i literatürde geni olarak ortaya konulmu tur (Wandersee, Mintzes ve
Novak, 1994; Pfundt ve Duit, 1994). Formal e itimde kavram yanılgılarının olumsuz etkilerini
ortadan kaldırmak ve etkili ö retim stratejileri geli tirmek için kavram de i imi sürecini ve
ö rencilerin bilgi yapılarının tespit edilmesi gerekmektedir (Tao ve Gunstone, 1999).
*
Dr. Gökhan Özdemir. Ni de Üniversitesi, E itim Fakültesi, Fen Bilgisi E itimi ABD, Derbent Kampüsü, Ni de.
gokhanozdemir@nigde.edu.tr
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
37
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Ö rencilerin fen bilgisi konularındaki bilgi yapılarını tespit etmek, olu turulacak olan fen bilgisi
e itim programları ve bu konuların ö retilme sürecinde kullanılacak yöntem ve teknikler
açısından önemlidir.
Bu ara tırma kuvvet kavramı konusunda ö rencilerin bilgi yapılarını belirlemeye yönelik
oldu undan, a a ıda öncelikle ara tırmanın temellendi i bilgi yapısına ili kin temel yakla ımlar
gözden geçirilecektir.
1.1. Bilgi Yapısına li kin Temel Teoriler
Ö rencilerin bilgi yapıları birçok fen konusunda tespit edilmeye çalı ılmı ve buna ba lı
olarak kavram de i imi sürecinin nasıl olu tu una dair çe itli iddialar ortaya atılmı tır. Bu
iddiaları genel olarak iki kategori altında
de erlendirmek mümkündür. Bunlar: (1) Teori nitelikli bilgi yapısı ve (2) parça nitelikli bilgi
yapısıdır.
1.1.1. Teori Nitelikli Bilgi Yapısı
Literatürde baskın olarak, bilginin yapısı teoriye benzer karakterde, bir bütünlü ü ve
tutarlılı ı olan çerçevede ifade edilmektedir (Carey, 1999; Chi, 2005; Ioannides ve Vosniadou,
2002; Wellman ve Gelman, 1992). Bu görü e göre her ne kadar ö rencinin belirli bir konudaki
teorisi, farkındalık ve hipotez test etme gibi bir takım açılardan, bilim adamının sahip oldu u
teorilerden farklılık gösterse de, bütünlük ve belirli bir konuda benzer durumları açıklamasındaki
tutarlılıktan dolayı bilimsel teorilerle ortaklık göstermektedir.
Teori nitelikli bilgi yapısı görü ünün kökeni Piaget’in bili sel geli im kuramındaki ema
kavramına dayanmaktadır. emalar, bireyin dünyaya geli inden itibaren çevresindeki olayları
anlamlandırmak ve kavramlar arasındaki ili kileri kurmak için geli tirdi i geni ölçekli bilgi
yapıları olarak tanımlanabilir. Bir konudaki yeni bilgi veya deneyim bireyin zihninde var olan ilgili
emaya uyum gösteriyorsa bu bilgi sorunsuz ekilde o emaya monte edilir. E er yeni bilgi veya
deneyim bireyin zihninde var olan ilgili emaya uyum göstermiyorsa birey bili sel bir çatı ma
içinde kendini bulur. Bu durumda birey o emanın temel ta ları üzerinde de i iklik yapar veya
yeni bir ema olu turur ki bu devrimsel bir kavram de i imini gösterir. Benzer ekilde teori
nitelikli bilgi yapısı kendi içinde tutarlı, deneyimler ve bir takım ö renimlerle peki tirilmi
emalardır. Bunun sonucu olarak e er bir ö renciye belirli bir kavram hakkında benzer sorular
sorulursa ö rencinin cevapları birbiri ile örtü en anlamlar ta ımalıdır (Ioannides ve Vosniadou,
2002). Çünkü o ö renci sorulan soruları o kavram için zihninde olu turulmu belirli bir ema
veya teorik yapıya ba lı olarak cevaplayacak ve bu da aynı kaynaktan gelen bu cevaplarda
tutarlılı a neden olacaktır. Bu yüzden, bir kavrama bireyin yükledi i anlamların birbirine benzer
sorulardaki tutarlılı ını test etmek teori nitelikli bilgi yapısının varlı ını test etmek olarak
yorumlanabilmektedir.
1.1.2. Parça Nitelikli Bilgi Yapısı
Di er taraftan son yıllarda giderek artan ekilde parça nitelikli bilgi yapısı görü ü önem
kazanmakta ve teori nitelikli bilgi yapısına alternatif te kil ederek ara tırmacılar arasında önemli
tartı malara yol açmaktadır. Parça nitelikli bilgi yapısı görü ünü destekleyen ara tırmacılar bir
ö rencinin günlük deneyimlerine ba lı olarak ekillenen bilgi yapılarını daha çok yarı ba ımsız
parçacıkların bir ekolojisi olarak dü ünmektedir (Clark, 2006; diSessa, Gillespie ve Esterly,
2004; Harrison, Grayson ve Treagust, 1999; Linn, Eylon ve Davis, 2004). Bu görü ün kökeni
Strike ve Posner (1992) tarafından ileri sürülen kavramsal ekoloji yakla ımına dayanmaktadır.
Bu ara tırmacılara göre ö rencilerin kavramsal ekolojileri düzensiz parçalar, benze imler,
mecazlar, epistemolojik inançlar, fizik ötesi inançlar ve birbiri ile mücadele eden kavramların
bütününü içerir. Birçok ara tırmacı bu tür ba ımsız, düzensiz ve çoklu parçaların ö rencilerin
bilgi yapılarını olu turdu unu dü ünmektedir (Clark, 2000, 2003; diSessa, 1988, 1993; Hunt ve
Minstrell, 1994; Linn ve ark., 2004). Bu görü ün öncülerinden biri olan diSessa, harekete geçen
düzensiz ve ba ımsız bilgi parçalarının, duruma göre farklılık gösterece ine inanmaktadır. Di er
bir ifade ile, henüz bir konudaki bilimsel bilgiyi tam olarak kavramamı bir ö renci farklı
38
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
durumlarda farkında olmadan farklı bilgi parçalarını aktifle tirir. Bu parçalar bir ema veya teoriyi
meydana getiren ve birbirini tamamlayan düzenli parçalar olmadı ından, ö rencinin bir konuda
sorulacak olan farklı sorulara verece i cevaplar birbiri ile tutarlılık göstermez. Kavram de i imi
süreci içinde gereksiz bilgi parçaları silinir, yeni bilgi parçaları eklenir, bazı bilgi parçaları
üzerinde de i iklik yapılır, bilgi parçaları organize edilir, bazı bilgi parçaları harekete geçmede
öncelik kazanır ve nihayetinde bilimsel bilgi zihinde teorik bir yapı kazanarak özümsenmi olur.
Kısacası kavram de i imi devrimsel bir sürecin aksine evrimsel bir süreç olarak kar ımıza çıkar.
1.2. Kuvvet Kavramında Ö rencilerin Bilgi Yapıları
Kuvvet bireyin dünyaya gelmesinden itibaren itme ve çekme gibi deneyimlerle
anlamlandırdı ı bir kavramdır. Günlük hayatta sıklıkla kullanılan bu kavram hakkında ö renciler
formal e itim öncesi do ru veya yanlı birçok bilgiye sahiptirler. Kuvvet kavramı konusundaki
yanılgıların belirlenmesine ili kin çok sayıda ara tırma yapılırken, özellikle son yıllarda bir takım
ara tırmalar ö rencilerin kuvvet kavramındaki bilgilerinin yapısına odaklanmı tır. Fakat
ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin bilgi yapılarını ara tıran çalı malarda birbiri ile çeli en
sonuçlara varılmı tır. Ioannides ve Vosniadou (2002) tarafından, anaokulundan lise
seviyesindeki ö rencilere kadar çe itli ya taki 105 Yunan ö renci ile yapılan ara tırmada,
ö rencilerin yakla ık %89’unun kuvvet kavramına ili kin yorumları, teori nitelikli bilgi yapısı
görü ünü destekledi i sonucuna varılmı tır. Di er bir ifade ile her bir ö rencinin kuvvet
kavramına ili kin ara tırma sorularına verdi i yanıtlar oldukça yüksek derecede tutarlılık
göstermi tir. Bu ara tırmaya katılan 30 ilkö retim birinci kademe ö rencisinin büyük ço unlu u,
sorulan bütün soruları iç ve kazanılmı kuvvet anlamları ile açıklamı lardır (Bu anlamlar yöntem
bölümünde açıklanacaktır). Di er taraftan diSessa ve ark. (2004), Ioannides ve Vosniadou’nun
(2002) çalı masını Amerikalı ö rencilerle tekrar etmi ve 9 ilkö retim birinci kademe
ö rencisinden hiçbiri ara tırma örne indeki di er ö reniciler gibi kuvvet kavramını yorumlamada
tutarlılık göstermemi lerdir. Bu nedenle diSessa ve ark. (2004) bu bulguyu parça nitelikli bilgi
yapısı görü ü lehine yorumlamı tır. Ana sınıfından lise seviyesine kadar, farklı kademelerden 32
Türk ö rencinin katıldı ı benzer bir ara tırmada (Özdemir, 2006), ö rencilerin yakla ık %65’i
kuvvet kavramının yorumlamasında tutarlılık göstermemi lerdir. Ara tırmaya katılan 8 ilkö retim
birinci kademe ö rencilerinden sadece birinin kuvvet kavramına yükledi i anlam soru setleri
boyunca de i memi tir. Bu ara tırmadaki bulgular da ö rencilerin kuvvet kavramındaki
yorumlarının en iyi parça nitelikli bilgi yapısı görü ü ile açıklanabilece ine i aret etmektedir.
Yukarıdaki çalı maların hepsindeki soru setlerinde, ö rencilere kâ ıt üzerine basit
çizgilerle resmedilmi olan figürler gösterilmi , resmedilen durumlarda kuvvetin olup olmadı ı
sorgulanmı ve ayrıca kuvvet “vardır” veya “yoktur” diye verilen cevapların nedenselli i
sorgulanmı tır. Örne in kâ ıt üzerine basit ekilde çizilmi , yerde duran bir ta ö renciye
gösterilmi ve “yerde duran bu ta ın üzerinde herhangi bir kuvvet var mı? Neden?” diye
sorulmu tur. Soruların birço unda farklı a ırlık ve büyüklükteki ta lar farklı durumlarda
resmedilmi tir. Ayrıca ö rencilerin farklı durumlarda kuvvet kavramına ili kin yorumlarını daha
iyi anlamak için kar ıla tırma soruları sorulmu tur. Örne in yüksekli in, ö rencinin kuvveti
yorumlamasındaki etkisini görebilmek için, bir tepenin üzerindeki ta ile yerde duran ta ın
üzerinde kuvvet olup olmadı ı her iki durum için sorulmu , ö renci her iki durumda da herhangi
bir kuvvetten bahsetti i taktirde bu iki durumdaki kuvvetlerin aynı mı yoksa farklı mı oldu u
sorulmu ve ayrıca nedeni sorgulanmı tır. Fakat bu ara tırmalarda resmedilen durumların
birbirine çok yakın olması, bir ö rencinin soru setleri boyunca birbiri ile tutarlı yorumlar yapma
ihtimalini güçlendirece inden, bu ara tırmalarda izlenen yöntem ve sorular sorgulanmalıdır.
Örne in sürekli farklı büyüklük ve a ırlıktaki ta ların farklı durumları resmetmek için kullanılması
özellikle çok küçük ya taki ö rencilerin iç kuvvetten söz etmelerine yani kuvveti her sorulan
soruda ta ın büyüklü ü ve a ırlı ı ile açıklamalarına neden olacaktır. Bu durum teori nitelikli
bilgi yapısını do rulayacak olan yöntemsel bir hata olarak dü ünülmektedir. diSessa ve
ark.(2004) ö rencilerin kuvvet kavramı hakkındaki yorumlarının tutarlılı ını ölçmede, ö rencilere
sorulan sorularda birbirine çok benzer olmayan ve zengin içerikli durumların seçilmesinin daha
do ru olaca ı yargısına varmı tır.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
39
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
1.3. Ara tırmanın Amacı ve Ara tırma Soruları
Bu ara tırmanın amacı farklı durumların temsili için olu turulan somut gösterimlerde
ilkö retim birinci kademe ö rencilerinin kuvvet kavramındaki bilgi yapılarını tespit etmektir.
Ara tırma soruları a a ıdaki gibidir.
1. Somut gösterimlerle sunulan farklı durumlarda, ilkö retim birinci kademe ö rencilerinin
kuvvet kavramına yükledikleri anlamlar nelerdir?
2. lkö retim birinci kademe ö rencilerinin kuvvet konusuna ili kin bilgi yapıları en iyi teori
nitelikli bilgi yapısı teorisi ile mi yoksa parça nitelikli bilgi yapısı teorisi ile mi
açıklanabilir?
2. YÖNTEM
2.1. Çalı ma Grubu
Ara tırmanın çalı ma grubunu ya ları 9 ile 11 arasında de i en 8 ilkö retim birinci
kademe ö rencisi olu turmu tur. Bu grup 4 erkek 4 kız ö renciden meydana gelmi tir.
Ö renciler Ankara’daki bir ilkö retim okulunda ara tırmaya katılmaya gönüllü ö renciler
arasından seçilmi tir. Veriler bire bir görü me yoluyla toplanaca ından konu maya açık
ö rencilerin bu çalı mada yer almasına özen gösterilmi tir. Ayrıca ö rencilerin okul dı ında
edindi i farklı bilgi ve deneyimler onların bilgi yapılarının olu masında önemli rol oynadı ından
ve bu bilgi yapıları ö rencilerin sosyal çevresine göre de i kenlik gösterdi inden, ö rencilerin
hepsi sosyo-ekonomik açıdan orta düzeydeki ailelerden seçilmi tir. Ayrıca, çalı ma grubundaki
ö renciler orta derecede okul ba arı düzeyine sahiptir. Ö rencilerin sosyo-ekonomik ve okul
ba arı düzeylerinin tespitinde sınıf ö retmenlerinin bilgi ve görü lerine ba vurulmu tur.
2.2.Görü me Soruları
Görü meler için 7 soru seti hazırlanmı tır (Bkz. Ek). Her soru setinde iki farklı durum
araç ve gereçler yardımı ile temsil edilmi ve temsil edilen bu durumların her birinde sırasıyla
kuvvet olup olmadı ı ve nedeni sorgulanmı tır. E er bir ö renci soru setlerindeki her iki
durumda da kuvvetin varlı ından söz etmi ise, ö rencinin yürüttü ü aklı veya yaptı ı tahminin
dayana ını daha iyi ortaya çıkarmak için, her soru setindeki durumlarda var olan kuvvetler
arasında bir farklılık olup olmadı ı ve nedeni sorulmu tur.
Bu ara tırma için hazırlanan ve a a ıda sıralanan soru setlerinde üç önemli nokta
dikkate alınmı tır: (1) Soru setleri boyunca farklı durumları temsil etmek için büyük ve küçük ta
gibi sürekli aynı nesnelerin kullanılmasından kaçınılmı , (2) hazırlanan sorulardaki farklı
durumları resmetmek, yerine somut olarak ara tırmacı tarafından çe itli durumlar bir takım araç
ve gereçler kullanılarak ö renciye gösterilmi ve (3) literatürde sıkça bahsedilen iç, kazanılmı ,
itme/çekme ve yerçekimine ili kin kuvvet kavramlarını ortaya çıkaracak nitelikte sorular
hazırlanmı tır. Sorular a a ıdaki gibi özetlenebilir.
Serbest/Açıyla Dü en Toplar: Bu soru setinde iki topun aynı yükseklikten dü ü ü bir e imle
farklıla tırılmı tır. Özde toplardaki bu farklılı ın ö rencilerin kuvvet hakkındaki yorumlarını ne
ekilde etkileyece i ara tırılmak istenmi tir.
Duvara Omuzla/Elle Dayanma: Bu soru setinde ara tırmacı birinci durumda omuzla, ikinci
durumda ise elle duvara dayanmaktadır. Bu soru setinde duvara uygulanan kuvvetlerin ekli
farklıdır. Bu farklılı ın ö rencinin kuvvet kavramına yükledi i anlamları nasıl etkileyebilece i
ara tırılmak istenmi tir.
Farklı Yüksekliklere Fırlatılan Paralar: Bu soru setinde literatürde bir kavram yanılgısı olarak
bilinen, iddete ve güce ba lı olarak cismin kazandı ı hareketi açıklayan (McCloskey, 1983)
dü ünce test edilmek istenmi tir. Ayrıca benzer iki durumdaki farklılı ı olu turan yüksekli in
ö rencilerin yorumunda oynadı ı rol ara tırılmak istenmi tir.
40
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
Küçük/Büyük Yay Üzerindeki Kitaplar: Bu soru setinde yayların çapı farklıla tırılmı , böylece
kuvvet uygulayıcının büyüklü ü ö rencilerin kitabın üzerindeki kuvveti yorumlayı ı irdelenmek
istenmi tir.
Yava /Hızlı Bilyeler: Bu soru setinde bilyelerin farklı hızlarda hareket etmesinin, ö rencilerin
kuvvet kavramını yorumlamalarında nasıl bir rol oynayaca ı ara tırılmak istenmi tir.
Küçük/Büyük Toplu Sarkaçlar: Bu soru setinde iki ayrı sarkaçta hareket eden ve büyüklükleri
farklı iki top bulunmaktadır. Hareket eden topların büyüklü ündeki farklılık ö rencilerin kuvvete
ili kin yorumlarında farklılı a yol açıp açmayaca ı irdelenmek istenmi tir.
p Ucunda Dönen Top/Tüp çinde Dönen Bilye: Bu soru diSessa ve ark. (2004) tarafından
yapılan çalı madan uyarlanmı tır. Fizikteki kuvvet kavramı açısından ipin ucunda dairesel
olarak dönen top ile tüpün içinde dairesel olarak dönen bilye arasında hiçbir fark yoktur. Dönen
bu nesnelerin üzerindeki tek kuvvet yerçekimi kuvvetidir. Bu soruda top/bilye farklılı ı ve
döndükleri ortamın farklılı ı ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarını etkileyece i tahmin
edilmektedir.
2.3.Verilerin Toplanması ve Analizi
Ara tırmanın verilerini 8 ilkö retim birinci kademe ö rencisi ile yapılan yakla ık 15-25
dakikalık görü meler olu turmu tur. Her ö renciye Ek bölümündeki 7 soru seti uygulanmı tır.
Fakat sorular bunlarla sınırlı de ildir. Ö rencilerin çe itli araç ve gereçler yardımı ile temsil
edilen farklı durumlardaki kuvvet kavramına ili kin yorumlarını tam olarak anlayabilmek için,
gerekli durumlarda “Biraz daha açıklar mısın?”, “Ne demek istiyorsun?” gibi sorular sorulmu tur.
Ara tırmacı tarafından bire bir yapılan bütün görü meler videoya kaydedilmi tir. Bu
görü melerin transkripsiyonları tamamlandıktan sonra analize ba lanmı tır.
Verilerin analizinde Vosniadou ve Brewer (1992, 1994) tarafından geli tirilen kodlama
ve analiz metodundan yararlanılmı tır. Bu metot Miles ve Huberman (1994) tarafından ortaya
konan nitel ara tırma yöntemi ile örtü mektedir. Analiz ba lıca üç kısımdan olu mu tur:
(1)Verilerin önceden belirlenmi kategoriler içinde kısaltılarak gruplanması, (2) ön kategoriler
içinde gruplanması mümkün olmayan yorumlar için yeni kategoriler olu turulması, (3) bu veriler
sunularak sonuç çıkarılması ve (4) sonuçları peki tiren kanıtların sunulması.
Verilerin kodlanması için a a ıdaki kodlama eması (yönerge tablosu) geli tirilmi tir
(Tablo 1). Ö rencilerin her bir setteki açıklamaları kodlama emasındaki cevap kategorileri ile
kar ıla tırılmı ve onların kuvvet kavramına yükledikleri anlam veya anlamlar tespit edilmi tir.
Bu kodlama eması literatürde belirtilen ve ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin anlayı larını
sıklıkla yansıtan 4 muhtemel kategoriden olu turulmu tur: (1) ç kuvvet, (2) kazanılmı kuvvet,
(3) itme/çekme kuvveti ve (4) yerçekimi kuvveti.
ç kuvvet: E er ö renci kuvveti bir cismin büyüklü ü ve a ırlı ı ile ili kilendiriyorsa bu cismin bir
iç kuvveti olarak de erlendirilmi tir.
Kazanılmı Kuvvet: E er ö renci kuvveti cismin bir parçası ve onun hareket halindeki
durumunu açıklayan bir ö e olarak görüyorsa, bu tür yorumlar kazanılmı kuvvet olarak
de erlendirilmi tir.
tme/Çekme Kuvveti: Kazanılmı kuvvetten farklı olarak e er ö renci hareket eden veya
etmeyen cisimlerde itme veya çekme kuvvetinden söz ediyorsa bu yorum itme/çekme kuvveti
olarak de erlendirilmi tir.
Yerçekimi Kuvveti: Yerçekimine ili kin bütün yorumlar bu kategori altında de erlendirilmi tir.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
41
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Tablo 1. Kodlama eması
ç Kuvvet
1. Serbest/Açıyla
Dü en Toplar
Özde toplar
oldukları için,
toplar üzerindeki
kuvvetler e ittir.
2. Duvara
Omuzla/Elle
Dayanma
3. Farklı
Yüksekliklere
Fırlatılan
Paralar
Özde duvarlar
oldu u için
duvarlar
üzerindeki
kuvvetler e ittir
Özde paralar
oldu u için
paralar üzerindeki
kuvvetler e ittir
4. Küçük/Büyük
Yay
Üzerindeki
Kitaplar
Özde kitaplar
oldu u için
kitaplar üzerindeki
kuvvetler e ittir
5. Yava /Hızlı
Hareket Eden
Bilyeler
Özde bilyeler
oldu u için
bilyeler üzerindeki
kuvvetler e ittir
6. Küçük/Büyük
Toplu
Sarkaçlar
Büyük top daha
büyük/a ır oldu u
için büyük topun
üzerindeki kuvvet
daha büyüktür
7. p Ucunda
Dönen
Top/Tüp
çinde dönen
bilye
Bilye toptan daha
a ır oldu u için
tüp içinde dönen
bilyenin
üzerindeki kuvvet
daha büyüktür
Kazanılmı
Kuvvet
Toplara aynı ki i
kuvvet
verdi inden toplar
üzerindeki
kuvvetler e ittir
Duvar hareket
etmedi inden
herhangi bir
kuvvet yoktur
tme/çekme
Kuvveti
Herhangi bir
itme/çekme
olmadı ı için
toplar üzerinde
kuvvet yoktur
Duvar itildi inden
duvarlar üzerinde
kuvvet vardır.
Yerçekimi
Kuvveti
Her iki top
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
e ittir
Daha çok kuvvet
verildi inden
ki inin verdi i
kuvvet yükse e
fırlatılan paranın
üzerinde daha
büyüktür
Herhangi bir itme/
çekme olmadı ı
için havadaki
paralar üzerinde
kuvvet yoktur.
Kitaplar hareket
etmedi i için
kitaplar üzerinde
herhangi bir
kuvvet yoktur
Daha çok kuvvet
verildi inden
ki inin verdi i
kuvvet hızlı
hareket eden
bilyenin üzerinde
daha büyüktür
Daha çok kuvvet
verildi inden
ki inin verdi i
kuvvet büyük top
üzerinde daha
büyüktür
Herhangi bir itme/
çekme olmadı ı
için kitaplar
üzerinde kuvvet
yoktur
Herhangi bir itme/
çekme olmadı ı
için hareket eden
bilyeler üzerinde
kuvvet yoktur
Her iki para
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
e ittir veya daha
yükse e fırlatılan
paranın
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
daha büyüktür
Her iki kitap
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
e ittir
Bilye toptan a ır
oldu u için ki inin
bilyeye verdi i
kuvvet daha
büyüktür
Herhangi bir itme/
çekme olmadı ı
için hareket eden
top veya bilye
üzerinde kuvvet
yoktur
Herhangi bir itme/
çekme olmadı ı
için hareket eden
toplar üzerinde
kuvvet yoktur
Her iki duvar
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
e ittir
Her iki bilye
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
e ittir
Her iki top
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
e ittir veya büyük
top üzerindeki
yerçekimi kuvveti
daha büyüktür.
Top ve bilyenin
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
e ittir veya bilye
üzerindeki
yerçekimi kuvveti
daha büyüktür
3. BULGULAR
Yapılan analizde 8 ilkö retim birinci kademe ö rencilerinden sadece ikisinin kuvvet
konusundaki cevaplarında soru setleri boyunca tutarlılı a rastlanırken geri kalan altı ö rencinin
cevaplarında soru setleri boyunca tutarsızlıklar gözlenmi tir (Tablo 2).
42
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
Tablo 2.Ö rencilerin Soru Setleri Boyunca Kuvvet Kavramına Yükledikleri Anlamlar
1.
Serbest/
Açıyla
dü en
toplar
Ümit
Fatmanur
Kazanılmı
Yerçekimi
Kazanılmı
Yerçekimi
2.
Duvara
omuzla/elle
dayanma
4.
Küçük/büy
ük yay
üzerindeki
kitaplar
5.
Yava /hızlı
hareket
eden
bilyeler
6.
Küçük/büy
ük toplu
sarkaçlar
Kazanılmı
Kazanılmı
Kazanılmı
Kazanılmı
Kazanılmı
Kazanılmı
tme/çekme
Kazanılmı
Yerçekimi
Di er
(kaldırma)
Kazanılmı
Kazanılmı
Kazanılmı
Kazanılmı
Yerçekimi
Di er
(kaldırma)
Kazanılmı
tme/çekme
Di er
(ipin
uyguladı ı
kuvvet)
tme/çekme
ç
Kazanılmı
ç
Kazanılmı
ç
Kazanılmı
Kazanılmı
Kazanılmı
ç
tme/çekme
Di er
( pin
uyguladı ı
kuvvet)
Kazanılmı
Di er
(Kuvvet yok
çünkü
hareket
eden
cisimler
üzerinde
kuvvet
olmaz)
Di er
(Kuvvet yok
çünkü
kolayca
hareket
edebiliyor)
Di er
(Kuvvet yok
çünkü
kolayca
hareket
edebiliyor)
Enes
Yerçekimi
tme/çekme
evval
ç
Kazanılmı
Yerçekimi
Di er
(Duvarın
çekim
kuvveti)
Mehmet
Serpil
Koray
Rüveyda
tme/çekme
Di er
(Rüzgâr)
ç
Di er
(Kuvvet yok
çünkü
altında
destek yok)
ç
Kazanılmı
7.
p ucunda
dönen
top/tüp
içinde
dönen
bilye
3.
Farklı
yüksek
liklere
fırlatılan
paralar
tme/çekme
Kazanılmı
ç
Kazanılmı
ç
tme/çekme
Di er
(Rüzgâr)
Di er
(Kuvvet yok
çünkü
kolayca
dü üyor ve
fırlatılıyor)
Di er
(Kuvvet yok
çünkü
altında
destek yok)
ç
Di er
(Yayın
boyları e it
oldu u için
kuvvetler
e ittir)
ç
Di er
(Kitap
büyük yayı
esnetti i
için büyük
yayda
kuvvet var
küçük
yayda yok)
Di er
(Yayın
boyları e it
oldu u için
kuvvetler
e ittir)
ç
Di er
(Masanın
verdi i
kuvvet)
ç
Di er
(Kuvvet yok
çünkü
altında
destek yok)
ç
Di er
( pin
uyguladı ı
kuvvet)
Di er
(Havadaki
topta kuvvet
yok.
Bilyede
tüpün
uyguladı ı
kuvvet
vardır)
ç
Kazanılmı
Di er
(Tüpün
uyguladı ı
kuvvet)
Tablo 2 de görüldü ü gibi Ümit kazanılmı kuvvet, Rüveyda ise iç kuvvet anlamları
açısından cevaplarında tutarlılık göstermi tir. Ara tırmaya katılan di er bütün ö rencilerin soru
setlerindeki cevapları en az bir tane kazanılmı veya iç kuvvet anlamı ta ısa da hiçbiri soru
setleri boyunca tutarlılık gösteren belli bir kuvvet anlamı ile akıl yürütmemi lerdir. Bu ana bulgu,
çalı maya katılan ö rencilerin bilgi yapılarının parça nitelikli bilgi yapısı teorisi ile daha fazla
örtü tü ü eklinde yorumlanabilir. A a ıdaki bölümlerde bu çalı madaki ö rencilerin kuvvet
kavramına yükledikleri anlamlar ve parça nitelikli bilgi yapısını destekleyen bulgular
irdelenecektir.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
43
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
3.1. ç, Kazanılmı ve Di er Kuvvet Anlamlarının Baskınlı ı
Genel olarak ara tırmaya katılan ilkö retim birinci kademe ö rencilerinde iç, kazanılmı
ve di er kuvvet anlamları a ırlıklı olarak gözlenmi tir. Di er bir ifade ile ö renciler kuvvet
kavramını cisimlerin bir parçası veya cisimlerin hareketteki durumlarını açıklayan bir etki olarak
anlamlandırmı lardır. Bazı ö rencilerin yorumlarında ise ilgili literatürde söz edilmeyen ve soru
setlerindeki durumlara ba lı olarak ürettikleri di er kuvvet anlamları gözlenmi tir.
Bu çalı maya katılan ö rencilerin 7 soru setindeki cevaplarında toplam 72 defa çe itli
kuvvet anlamları gözlenmi tir. Bu rakam ö rencilerin bir takım soru setlerindeki durumlarda
birden fazla kuvvetten söz ettiklerini göstermektedir. Toplam olarak 15 iç kuvvet, 24 kazanılmı
kuvvet, 7 itme/çekme kuvveti, 6 yerçekimi kuvveti ve 20 kodlama emasındaki cevap
kategorilerinde yer almayan “di er” kuvvet anlamaları gözlenmi tir (Tablo 3).
Tablo 3. Gözlenen Kuvvet Anlamlarının Türlerine Göre Da ılımı
Ümit
Fatmanur
Enes
evval
Mehmet
Serpil
Koray
Rüveyda
Toplam
Genel Toplam
ç
0
0
0
4
1
2
1
7
15
Kazanılmı
7
5
2
5
2
1
0
2
24
tme/çekme
0
1
3
0
3
0
0
1
7
Yerçekimi
1
2
2
1
0
0
0
0
6
72
Di er
0
1
2
1
4
4
6
2
20
Ö rencilerin soru setlerindeki durumlara yükledikleri çoklu kuvvet anlamlarının, onların
kuvvet kavramına ili kin sabit bili sel emalara sahip olmadıklarına bir i arettir. Bu bulgu parça
nitelikli bilgi yapısı teorisini destekler niteliktedir.
3.2. Kuvvet Kavramına li kin Di er Anlamlar
Ö rencilerde gözlenen ve literatürde ortaya konulmu iç, kazanılmı , itme/çekme ve
yerçekimi kuvvetleri dı ında bu ara tırmadaki ö renciler, önceden öngörülmeyen kuvvet
kavramına ili kin birçok farklı anlamlar sergilemi lerdir. Fakat kodlama
emasında
öngörülmeyen bu farklı kuvvet anlamları hiçbir ö rencide soru setleri boyunca bir tutarlılık ve
bütünlük arz eden nitelikte de ildir. Verilerin analizdeki bu bulgu da parça nitelikli bilgi yapısını
desteklemektedir. Çünkü ö renciler farklı durumlardaki de i kenler kar ısında, kuvvet
kavramına farklı anlamlar yüklemektedirler. Bu bölümde kodlama emasında öngörülmemi ,
ö rencilerin bazı soru setlerinde geli tirdikleri kuvvet kavramına ili kin farklı dü üncelerinin
bazılarına yer verilecektir.
3.2.1. Esnemeye Ba lı Kaldırma Kuvveti
Fatmanur ve Enes 4. soru setinde (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) kaldırma
kuvvetinden söz etmektedirler. Bu kuvvet anlam olarak fizikteki etki/tepki kuvvetlerinden farklı
olarak buradaki duruma ba lı olarak geli tirilen muhakemenin bir sonucudur. Fatmanur ile
yapılan görü meden alınan a a ıdaki bölümde, Fatmanur çapları birbirinden farklı, aynı
maddeden yapılmı iki yay üzerine yerle tirilen aynı kitapta farklı yay kaldırma kuvvetleri
oldu unu belirtmi tir.
A-Bu kitabın üzerindeki kuvvet di er kitabın üzerindeki kuvvet ile aynımıdır yoksa
farklımıdır?
F-Farklıdır.
A-Neden?
44
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
F-Buradaki kuvvet daha fazladır [eliyle küçük yayı i aret ediyor].
A-Neden?
F-Çünkü buna koydu umuzda [kitabı büyük yay üzerine koyunca] kitap büyük yayı
küçük yaydan daha alçak bir seviyeye dü ürüyor. Ama bunun [kitabı küçük yayın
üzerine koyuyor] üzerine koydu umuzda ise buna koydu umuzdan daha yükse e
çıkarıyor [kitabı] yani daha güçlü bir seviyede yukarıya kaldırıyor.
A-Küçük yayın kitaba uyguladı ı kuvvetin daha fazla oldu unu mu dü ünüyorsun?
F-Evet. Bu [büyük yay üzerindeki kitap] daha dibe çöktürüyor. Bu daha yüksekte. Bir
daha bakayım da...[tekrar deniyor]. Evet, birlikte olmuyor [aynı seviyede].
Fatmanur küçük çaplı yayın kitaba uyguladı ı kuvvetin daha fazla oldu unu dü ünmü
ve bunun nedenini büyük yayın kitap altında daha çok esnemesine ba lamı tır. Görüldü ü gibi
bu soru setindeki yayın esneme faktörü Fatmanur’un kuvvet kavramını yorumlamasında rol
oynamaktadır. Ona göre yayların esneme faktörü özde kitaplar üzerindeki kuvveti farklıla tırır.
3.2.2. Destekleme Kuvveti
Koray 1. (serbest/açıyla dü en toplar), 3.(farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) ve 6.
(küçük/büyük toplu sarkaçlar) soru setlerindeki cisimler üzerinde hiçbir kuvvet olmadı ını
dü ünmü bunun nedenini ise bu soru setlerindeki cisimlerin havada olmasına ba lamı tır. Bu
setlerde Koray’ın yaptı ı açıklamalar göstermektedir ki, bir cismin üzerinde kuvvetten söz
edebilmek için, o cismi “kaldıran” veya “destekleyen”, masa veya yer gibi ba ka bir cisim olması
gerekmektedir. Örne in 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar) Koray her iki durumda da dü en
toplar üzerinde herhangi bir kuvvet olmadı ını dü ünmü ve bunun gerekçesini a a ıdaki
ekilde açıklamı tır.
A- ...Havadaki bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır?
K-Havada yoktur.
A-Ne zaman vardır?
K-Yerde top dururken. Hımmm burada bir top var farz edin [eliyle masanın üzerinde bir
topun durmasını tarif ediyor]. Durur böyle. Havada duramaz böyle. Altında destek
olması gerek burada durabilmesi için. Yerde durabilir mesela. Burada [masa ve yeri
gösteriyor] durabilir mesela. Ama havada duramaz.
A-Yani top böyle de dü se öyle de dü se üzerinde bir kuvvet yoktur diye
dü ünüyorsun çünkü havadayken altında bir destek yok diyorsun.
K-Evet.
A-Anladım.
3.2.3. Kuvvet Hareketsizlik Gerektirir
Serpil 5. sette (yava /hızlı hareket eden bilyeler) her iki bilyeye de etki eden herhangi
bir kuvvetin olmadı ını dü ünmü tür. Onun bu sette yürüttü ü akla göre, hareket eden
cisimlerin üzerinde herhangi bir kuvvetten söz edilemez.
A- Hareket eden bu bilyenin üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır?
S-Yok.
A- Neden?
S-Çünkü hareket etti i için.
A- Hareket eden bu bilyenin üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır?
S-Yok.
A- Neden?
S-Buda onun gibi hareket etti i için birde çok, bide çok hızlı hareket etti i için.
A- Hareket eden cisim üzerinde kuvvet olmaz mı diye dü ünüyorsun?
S- Evet olmaz.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
45
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
3.2.4. Kuvvet Boyuta Ba lıdır
Mehmet 4. soru setinde (küçük/büyük yay üzerindeki kitap) yaylar üzerindeki özde
kitaplara, yayların e it kuvvet uyguladı ını belirtmi tir. Bu cevabının nedenini ise yayların
boylarının e it olmasına ba lamı tır. Mehmet ile olan görü meden alınan a a ıdaki bölümde
görülece i üzere Mehmet yayların çaplarının farklı oldu una da dikkat etmi ve bu yorumlarında
farklılı a yol açmı tır.
A-Bu kitabın [Küçük yay üzerindeki] üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır?
M-Vardır.
A-Neden?
M-Öbür yaydan dar oldu u için ona az etki veriyor.
A-Yani yine yayın etkisi var diyorsun.
M-Evet.
A-Bu kitabın üzerindeki kuvvet bu kitabın üzerindeki kuvvetle aynımıdır farklımıdır?
M-Aynıdır.
A-Neden?
M-Çünkü boyları ikisinde de koydu unda aynı boy [eliyle gösteriyor].
A-Ama biraz önce dedin ki bu dar oldu u için daha az etki veriyor.
M-Ama yakın boyları. Onun için aynıdır.
Mehmet’in açıklamalarında dikkat etmemiz gereken önemli bir nokta var. Kitabın
altındaki yayların hem çapı hem de uzunlukları Mehmet’in kuvvet yorumunu etkilemektedir.
Fakat Mehmet’in açıklamaları birbiri ile çeli mektedir. Mehmet, yaylardan birinin çapı di erine
göre küçük olmasından dolayı, küçük yay üzerindeki kitaba daha az kuvvet etki etti ini
dü ünmü fakat daha sonra yayların boyları aynı oldu u için bu kez kitaplar üzerindeki
kuvvetlerin e it oldu u yorumunu yapmı tır.
3.2.5. pin Uyguladı ı Kuvvet
Enes, Mehmet ve Rüveyda 6. sette (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ipin sarkaçta salınan
topa uyguladı ı kuvvetten söz etmi lerdir. Mehmet’in a a ıdaki açıklamalarında görüldü ü gibi,
bu anlam kazanılmı kuvvet anlamından ve itme/çekme kuvveti anlamından farklıdır çünkü
burada topu harekete geçiren ki inin verdi i kuvvetten söz edilmemektedir.
A-Bu sarkaçta salınan top üzerinde herhangi bir kuvvet var mıdır?
M-Vardır.
A-Neden?
M-Çünkü topun üzerinde ip oldu u için onu etkiliyor. Yere de mesini engelliyor.
3.3. Ö rencilerin Kuvvet Kavramını Yorumlamalarındaki Tutarsızlıklar
Yukarıdaki bölümlerde de inildi i gibi ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarında
birbiri ile çeli en, farklı kuvvet kavramları sıklıkla tespit edilmi tir. Bu bölümde her bir ö rencinin
soru setleri boyunca, kuvvet kavramına ili kin sergiledikleri tutarsızlıklar sunulacaktır.
Fatmanur
Fatmanur 1.(serbest/açıyla dü en toplar), 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar), 5.
(yava /hızlı hareket eden bilyeler), 6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ve 7. (ip ucunda dönen
top/tüp içinde dönen bilye) soru setlerinde söz konusu olan durumları kazanılmı kuvvet anlamı
ile yorumlamı tır. Di er bir de i le, kuvveti, cismin hareketini açıklayan, cisme dı ardan verilen
ve hareket süresince cismin üzerinde ta ınan bir etki olarak yorumlamı tır. Bu dü ünceden
hareket ile e er Fatmanur’un kazanılmı kuvvet anlamında, bütün durumları açıklayacak bir
teorisi olsaydı veya kuvvet kavramına ili kin teori nitelikli bir bili sel eması olsaydı,
46
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
Fatmanur’un 2. (duvara omuzla/elle dayanma) ve 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar)
setlerdeki yorumları da kazanılmı kuvvet kavramı ile örtü mesi gerekirdi. Kazanılmı kuvvet
anlamı ile hareket edildi inde, Fatmanur’un, 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) duvarın
hareketi söz konusu olmadı ı için ve 4. sette de (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) kitabın
hareketi söz konusu olmadı ı için herhangi bir kuvvetten söz etmemesi gerekirdi. Fakat
Fatmanur 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) duvara etki eden bir kuvvetin oldu unu
dü ünerek bunun nedenini itme/çekme kuvveti anlamı ile ifade etmi tir: “...Bir kuvvet
uyguluyoruz. Dokunma kuvveti, itme kuvveti gibi bir ey. Yani elimizin yükünü oraya veriyoruz.
tme kuvveti vardır.” Benzer ekilde 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) Fatmanur
kitaba etki eden bir kuvvetin oldu unu dü ünerek bunun nedenini “kaldırma” kuvveti anlamı ile
u ekilde ifade etmi tir: “...Bu yay onu (kitabı) kaldırdı ı için (kuvvet) vardır diyorum.”
Fatmanur’un 2. (duvara omuzla/elle dayanma) ve 4. (küçük/büyük yay üzerindeki
kitaplar) setteki kuvvet kavramına ili kin yorumlarının di er setlerdeki yorumlarından farklılık
göstermesi, soru setlerinde temsil edilen durumların farklılı ından ve aynı zamanda soru
setlerinde ilk göze çarpan özelliklerin farklılı ından kaynaklanıyor olabilir. 2. (duvara omuzla/elle
dayanma) ve 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) setteki cisimler di er setlerde oldu u gibi
hareket halinde de ildir. 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) göze ilk çarpan özellik duvarın
itilmesi oldu undan, Fatmanur duvarın üzerindeki kuvveti itme/çekme kuvveti ile açıklamı tır.
Benzer ekilde 4. seti (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) karakterize eden ey kitabın yay
üzerinde durması oldu undan, Fatmanur yayın üzerindeki kuvveti yayın kaldırma kuvveti ile
yorumlamı tır. Fakat aynı ö renci 5. sette (yava /hızlı hareket eden bilyeler) hızlı ve yava
hareket eden bilyeler üzerinde masanın uyguladı ı bir “kaldırma” kuvvetinden söz etmemi tir.
Ayrıca Fatmanur 1. (serbest/açıyla dü en toplar) ve 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan
paralar) setlerdeki söz konusu cisimler üzerinde var olan yerçekimi kuvvetinden söz ederken
di er setlerdeki cisimlere etki eden yerçekimi kuvvetinden hiç söz etmemi tir. Setlerdeki
durumları inceledi imizde bu iki setteki cisimlerin di er setlerdeki cisimlerden farklı olarak, dü er
vaziyette oldu unu görürüz. Belki de Fatmanur’a göre yerçekimi ancak dü en cisimlere etki
eden bir kuvvettir.
Sonuç olarak bu bulgular Fatmanur’un kuvvet kavramına yükledi i anlamların setlerdeki
duruma göre farklıla tı ını göstermektedir. Benzer ekildeki birbiri ile belirgin ekilde
örtü meyen kuvvet anlamları di er ö rencilerin yorumlarında da tespit edilmi tir. imdi di er
ö rencilerin kuvvet kavramına yükledi i anlamları ve cevaplarındaki tutarsızlıkları gözden
geçirelim.
Enes
Enes’in kuvvet kavramına yükledi i anlamlar soru setleri boyunca önemli tutarsızlıklar
göstermi tir. Enes’in cevapları 3. sette (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) kazanılmı ve
yerçekimi kuvveti anlamları, 5. sette (yava /hızlı hareket eden bilyeler) sadece kazanılmı
kuvvet anlamı, 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar) sadece yerçekimi kuvveti anlamı, 2.
(duvara omuzla/elle dayanma) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde
itme/çekme kuvveti anlamı, 6. sette ipten kaynaklanan kuvvet anlamı ve 4. sette (küçük/büyük
yay üzerindeki kitaplar) kaldırma kuvveti anlamını ta ımaktadır.
evval
evval’in kuvvet kavramına yükledi i anlamlar soru setleri boyunca farklılık göstermi tir.
evval’in cevapları 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar) iç kuvvet anlamı, 5.
(yava /hızlı hareket eden bilyeler) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde
kazanılmı kuvvet anlamı, 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) ve 6. (küçük/büyük toplu
sarkaçlar) setlerde iç ve kazanılmı kuvvet anlamları, 1. sette iç, kazanılmı ve yerçekimi
kuvveti anlamları ve 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) “duvarın çekim kuvveti” anlamı
ta ımaktadır.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
47
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
evval’in belirtti i çoklu ve birbirinden farklı kuvvet anlamları onun yorumlarının soru
setlerindeki duruma göre farklıla masından kaynaklanmaktadır. Her bir soru setindeki farklı
de i kenler onun kuvvet kavramına ili kin tutarsız akıl yürütmesine neden olmu tur.
Mehmet
Benzer ekilde Mehmet’in kuvvet kavramına yükledi i anlamlar soru setlerindeki
durumlara göre farklılık göstermi tir. Mehmet’in yorumları 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar)
itme/çekme kuvveti ve “rüzgâr” kuvveti anlamı, 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) sadece
itme/çekme kuvveti anlamı, 3. sette (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar) sadece “rüzgâr”
kuvveti anlamı, 5. (yava /hızlı hareket eden bilyeler) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde
dönen bilye) setlerde kazanılmı kuvvet anlamı, 6. sette (küçük/büyük toplu sarkaçlar) iç ve
ipten kaynaklanan kuvvet anlamları ta ırken, 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar)
yayların boyları e it oldu u için, her iki durumda da kitaplar üzerindeki kuvvetlerin e it olaca ını
dü ünmü ve farklı bir yorumda bulunmu tur.
Görüldü ü gibi Mehmet’in bir soru setinde kuvvet kavramına yükledi i anlam di er bir
soru setinde olmayabilmektedir. Örne in 1. (serbest/açıyla dü en toplar) ve 3. (farklı
yüksekliklere fırlatılan paralar) soru setlerinde varlı ını belirtti i rüzgâr kuvvetinden di er soru
setlerinde söz etmemi tir. Belki de Mehmet rüzgârın ancak dü en cisimleri etkileyebilece ini
dü ünmü tür.
Serpil
Serpil’in de soru setleri boyunca kuvvet kavramı hakkındaki yorumları bir bütünlük
göstermemi tir. Serpil’in yorumları 1. (serbest/açıyla dü en toplar) ve 4. (küçük/büyük yay
üzerindeki kitaplar) sette iç kuvvet anlamları, 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma) ise
kazanılmı kuvvet anlamları ta ımaktadır. 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan paralar), 5.
(yava /hızlı hareket eden bilyeler),6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ve 7. (ip ucunda dönen
top/tüp içinde dönen bilye) setlerde ise Serpil cisimlere etki eden herhangi bir kuvvetin
olmadı ını dü ünmü tür. Çünkü Serpil hareket eden veya dü en cisimler üzerinde herhangi bir
kuvvet olmayaca ına inanmaktadır. Bu yorumu iç kuvvete yakın bir anlam ta ımaktadır.
Koray
Koray’ın kuvvet kavramına ili kin yorumları da her soru setinde aynı de ildir. Koray’ın
en tipik yorumuna göre, havada hareket eden cisimlerin üzerinde herhangi bir kuvvet olamaz,
çünkü onları kaldıran veya destekleyen bir kuvvet yoktur. Bu dü ünceyle hareket eden Koray’ın
kuvvet kavramına ili kin yorumları 1. (serbest/açıyla dü en toplar), 3. (farklı yüksekliklere
fırlatılan paralar), 4. (küçük/büyük yay üzerindeki kitaplar),5. (yava /hızlı hareket eden bilyeler),
6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ve 7. (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) setlerde
tutarlılık göstermi tir. Koray 1. (serbest/açıyla dü en toplar), 3. (farklı yüksekliklere fırlatılan
paralar) ve 6. (küçük/büyük toplu sarkaçlar) setlerdeki cisimler havada oldu u için cisimler
üzerinde herhangi bir kuvvet olmadı ını dü ünmü tür. 4. sette (küçük/büyük yay üzerindeki
kitaplar) kitaplar üzerinde onları kaldıran yaylardan dolayı kuvvet oldu unu dü ünmü tür. 7.
sette (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) ipin ucunda dönen topun üzerinde, havada
olması nedeniyle kuvvet olmadı ını ancak tüpün içinde dönen bilyenin üzerinde tüpün
uyguladı ı bir kuvvet oldu unu dü ünmü tür. Fakat 2. sette (duvara omuzla/elle dayanma)
Koray’ın kuvvet kavramına ili kin yorumu di er yorumlarından farklıdır. 2. sette (duvara
omuzla/elle dayanma) Koray iç ve kazanılmı kuvvet anlamları sergilemi tir.
Rüveyda
Rüveyda soru setleri boyunca kuvvet kavramına ili kin birbiri ile en tutarlı yorumları
yapan iki ö renciden biridir. Rüveyda bütün soru setlerindeki durumlara yükledi i anlamlar iç
kuvvet anlamı ile örtü mektedir. Fakat bazı soru setlerinde Rüveyda’nın yorumları iç kuvvetin
48
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
yanı sıra ba ka kuvvet anlamları da ta ımaktadır. Bu anlamlar 1. (serbest/açıyla dü en toplar)
ve 7. sette (ip ucunda dönen top/tüp içinde dönen bilye) kazanılmı kuvvet, 2. sette (duvara
omuzla/elle dayanma) itme/çekme kuvveti ve 6. sette (küçük/büyük toplu sarkaçlar) ipin
uyguladı ı kuvvettir. Rüveyda’nın cevaplarında bulunan ve setlerdeki durumlara göre farklıla an
çoklu kuvvet anlamları, onun teori formunda ve her durumu açıklayan bir bilgi yapısı olmadı ına
bir i aret olarak de erlendirilebilir.
Ümit
Ümit’in bütün soru setlerinde yaptı ı açıklamalar kazanılmı kuvvet anlamı ile
örtü mektedir. Sadece 1. sette (serbest/açıyla dü en toplar) kazanılmı kuvvete ek olarak
yerçekimi kuvvetinin varlı ından da söz etmi fakat di er setlerde yerçekimi kuvvetinin varlı ını
belirtmemi tir.
4. TARTI MA VE SONUÇ
Bu ara tırmanın bulguları üç temel madde kapsamında özetlenebilir: (1) Ara tırmaya
katılan 8 ilkö retim birinci kademe ö rencisinden 6 sı, soru setleri boyunca kuvvet kavramına
ili kin yorumlarında tutarsızlık göstermi lerdir, (2) literatürde sıkça söz konusu olan ve
ö rencilerin kuvvet kavramına ili kin yorumlarında tespit edilen, iç, kazanılmı , itme/çekme ve
yerçekimi kuvvetlerine ili kin anlamlar dı ında, soru setlerindeki durumlara ba lı olarak, birçok
yeni anlam tespit edilmi tir, (3) Ö renciler bazı soru setlerinde birden fazla kuvvet anlamı içeren
yorumlarda bulunmu lardır.
Yukarıdaki bulguların hepsi parça nitelikli bilgi yapısını desteklemektedir. Genel olarak,
bu çalı maya katılan ö renciler soru setleri boyunca kuvvet kavramına ili kin yorumlarında, her
durumdaki kuvvet veya kuvvetleri açıklayabilecek, sabit ve teori nitelikli bir bili sel ema ile
yorumda bulunmamı lardır. Bu sonuç, ö rencilerin kuvvet kavramı konusundaki bilgi yapılarını
irdeleyen diSessa ve ark.’nin (2004) ve Özdemir’in (2006) yaptı ı çalı malardaki sonuçlarla
paralellik göstermektedir. Di er yandan bu sonuçlar aynı konuda Ioannides ve Vosniadou’nın
(2002) çalı masıyla tezatlık göstermektedir. Daha önce bahsedildi i üzere, diSessa ve ark.
(2004) ara tırmasını ngilizce ve Amerikalı ö rencilerle, Ioannides and Vosniadou (2002)
ara tırmasını Yunanca ve Yunan ö rencilerle, Özdemir (2006) ara tırmasını Türkçe ve Türk
ö rencilerle yapmı tır. Ayrıca bu ara tırma yine Türkçe ve Türk ö renciler ile yapılmı tır. Bu
çalı malarda elde edilen sonuçların farklılı ı uygulanan ara tırma yöntemlerinin farklılı ından
kaynaklanabilece i gibi dil ve kültürel farklılıklardan da kaynaklanıyor olabilir. Örne in kuvvet
Yunanca ve Türkçedeki günlük dilde “güç” kavramı yerine de kullanılmaktadır. Yunan ve Türk
ö rencilerle yapılan ilgili çalı malarda ve bu çalı mada, ö rencilerin söz konusu durumlardaki
kuvvete ili kin yorumlarının sıklıkla iç kuvvet kavramı ile örtü mesinin nedeni bu olabilir. Çünkü
iç kuvvet anlamı, kuvveti cismin büyüklü ü ve a ırlı ı ile ba da tıran bir dü ünceden
kaynaklanmaktadır. Bu yüzden dil ve kültürün ö rencilerin kuvvet kavramı konusundaki bilgi
yapılarına etkisini irdeleyen ara tırmalara ihtiyaç vardır. Henüz bu konuda, literatürde anılan
herhangi bir çalı ma yoktur.
Ayrıca e itim sistemindeki farklılıklar bu sonuçların farklıla masına katkı sa lıyor
olabilir. Kuvvet ve hareket konusunun verilmeye ba landı ı ya , ülkelerin e itim sistemine göre
de i kenlik göstermektedir. Örne in Türkiye’de ö rencilere kuvvet ve hareket konusunun
ö retilmesi ilkö retimin 4. sınıfında ba lanmaktadır. Ayrıca, kuvvet ve hareket konusunun
ö retilmesinde ve bu konudaki kavram yanılgılarının giderilmesinde, sınıf ö retmelerinin
uyguladı ı yöntem ve teknikler de i kenlik gösteriyor olabilir. Hatta aynı okulda sınıftan sınıfa
bu de i kenlik söz konusu olabilir.
Unutulmamalıdır ki ö rencilerin bir konudaki bilgi yapılarındaki bütünlük veya
parçalanmı lık konudan konuya farklılık gösterebilir. diSessa (1988, 1993) parça nitelikli bilgi
teorisini zengin durumlar içeren ve günlük deneyimlere ba lı olarak ö rencilerin konuyla ilgili
bili sel emalarında yapılanan, kuvvet ve hareket gibi konular için geli tirmi tir. Bu yüzden
ö rencilerin güncel deneyimlerinin veya informal ö renimlerinin az oldu u astronomi, evrim ve
kalıtım gibi fen bilgisi konularında parça nitelikli bilgisi yapısı teorisinin geçerlili i söz konusu
olmayabilir.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
49
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Sonuç olarak her ne kadar bu ara tırmadaki sonuçlar parça nitelikli bilgi yapısı teorisini
desteklese de bu konuda yapılacak olan yorumlarda dikkatli olunması gerekmektedir. Farklı fen
konularında ve farklı ya lardaki ö rencilerin bilgi yapılarındaki bütünlük veya parçalanmı lık
farklılık gösterebilir. Bu konudaki ara tırmaların hızlanmasına ve alınacak sonuçların
paralelinde, fen konularının ö retiminde uygulanacak yöntem ve tekniklerin geli tirilmesine
ihtiyaç vardır.
50
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
KAYNAKÇA
Carey, S. (1999). “Sources of Conceptual Change”. In E. K. Scholnick, K. Nelson, P. Miller
(Eds.), Conceptual Development: Piaget’s Legacy, Mahwah, NJ: Lawrence
Erlbaum Associates, 293-326.
Chi, M. T. H. (2005). “Commonsense Conceptions of Emergent Processes: Why Some
Misconceptions are Robust”. The Journal of the Learning Sciences.14(2): 161199.
Clark, D. B. (2006). “Longitudinal Conceptual Change in Students'Understanding of Thermal
Equilibrium: An Examination of the Process of Conceptual Restructuring”.
Cognition and Instruction. 24 (4): 467-563.
Clark, D.B. (2003). “Analyzing Student Knowledge Integration: Theories or Pieces?”, Paper
Presented at the 2003 Annual Meeting of the National Association for
Research in Science Teaching, Philadelphia, PA.
Clark, D. B. (2000). “Scaffolding Knowledge Integration Through Curricular Depth”,
Unpublished Doctoral Dissertation, University of California, Berkeley.
diSessa, A. A. (1988). “Knowledge in Pieces”. In G. Forman , P. B. Pufall (Eds.),
Constructivism in the Computer Age, Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum
Associates, 49–70.
diSessa, A. A. (1993). “Toward an Epistemology of Physics”. Cognition and Instruction.10 (2
& 3):105-225.
diSessa, A.A., Gillespie, N., & Esterly, J. (2004). “Coherence versus Fragmentation in the
Development of the Concept of Force”. Cognitive Science. 28: 843-900.
Harrison, A., G., Grayson, D., J., Treagust, D., F. (1999). “Investigating a Grade 11 Student'
s
Evolving Conceptions of Heat and Temperature”. Journal of Research in Science
Teaching. 36 (1): 55-87.
Hunt, E., Minstrell, J. (1994). “A Cognitive Approach to the Teaching of Physics”. In K. McGilly
(Ed.), Classroom Lessons: Integrating Cognitive Theory and Classroom
Practice, Cambridge,MA: MIT Press, 51–74.
Ioannides, C., Vosniadou, S. (2002). “The Changing Meaning of Force”. Cognitive Science
Quarterly. (2): 5-61.
Linn, M. C., Eylon, B., Davis, E. A. (2004). “The Knowledge Integration Perspective on
Learning”. In M. C. Linn, E. A. Davis & P. Bell (Eds.), Internet Environments for
Science Education, Mahwah, NJ Lawrence Erlbaum Associates.
Miles, M. B., Huberman, A. M. (1994). Qualitative Data Analysis (2nd ed). Thousand Oaks,
CA: Sage.
Özdemir, G. (2006). “The Role of Contextual Sensitivity in the Conceptualization of Force”,
Unpublished Doctoral Dissertation, Arizona State University, Tempe.
Pfundt, H., Duit, R. (1994). Bibliography: Students’ Alternative Frameworks and Science
th
Education (4 ed). Kiel: IPN.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
51
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Strike, K.A., Posner, G.J. (1992). “A Revisionist Theory of Conceptual Change”. In R. Duschl, R.
Hamilton (eds.), Philosophy of science, Cognitive Psychology, and
Educational Theory and Practice, Albany, NY: SUNY Press, 147-176.
Tao, P-K., Gunstone, R.F. (1999). “The Process of Conceptual Change in Force and Motion
during Computer-Supported Physics Instruction”. Journal of Research in Science
Teaching. (36): 859-882.
Vosniadou, S., & Brewer, W. F. (1992). “Mental Meanings of the Earth: A study of Conceptual
Change in Childhood”. Cognitive Psychology. (24): 535-585.
Vosniadou, S., Brewer, W. F. (1994). “Mental Models of the Day/Night Cycle”. Cognitive
Science. (18): 123-183.
Wandersee, J.H., Mintezes, J.J., Novak, J.D. (1994). “Research on Alternative Conceptions in
Science”. In D.L. Gabel (ed.), Handbook of Research on Science Teaching and
Learning, New York: Macmillan,177-210.
Wellman, H. M., Gelman, S. (1992). “Cognitive Development: Foundational Theories of Core
Domains”. Annual Review of Psychology. (43):337–375.
52
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
Gökhan ÖZDEM R
EK
SORU SETLER
(a) Dü en bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet
var mı? Neden?
(b) Dü en bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet
var mı? Neden?
(ab) Dü en bu topun (a) üzerindeki kuvvet, dü en
bu topun (b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır
farklımıdır? Neden?
1. Serbest/Açıyla Dü en Toplar
(a)
(b)
(a)
Bu duvarın üzerinde herhangi bir kuvvet
var mı? Neden?
(b) Bu duvarın üzerinde herhangi bir kuvvet
var mı? Neden?
(ab) Bu duvarın (a) üzerindeki kuvvet, bu duvarın
(b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır
farklımıdır? Neden?
2. Duvara Omuzla/Elle Dayanma
(a)
(b)
(a)
Havadaki bu paranın üzerinde herhangi bir
kuvvet var mı? Neden?
(b) Havadaki bu paranın üzerinde herhangi bir
kuvvet var mı? Neden?
(ab) Havadaki bu paranın (a) üzerindeki kuvvet,
bu paranın (b) üzerindeki kuvvet ile
aynımıdır farklımıdır? Neden?
3. Farklı Yüksekliklere Fırlatılan
Paralar
(a)
(b)
(a) Bu kitabın üzerinde herhangi bir kuvvet
varmı?
(b) Bu kitabın üzerinde herhangi bir kuvvet
varmı?
(ab) Bu kitabın (a) üzerindeki kuvvet, bu kitabın
(b) üzerindeki kuvvetle aynımıdır
4. Küçük/Büyük Yay Üzerindeki
Kitaplar
farklımıdır?
(a)
Neden?
(b)
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
53
Gökhan ÖZDEM R
Ö rencilerin Kuvvet Kavramına li kin Bilgi Yapılarının Bir Analizi
(a)
5. Yava /Hızlı Bilyeler
Bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı?
Neden?
(b)
Bu topun üzerinde herhangi bir kuvvet var mı?
Neden?
(ab) Bu topun (a) üzerindeki kuvvet, bu topun (b)
üzerindeki kuvvet ile aynımıdır farklımıdır?
Neden?
(a)
(b)
(a)
6. Küçük/Büyük Toplu Sarkaçlar
Bu sarkacın ucunda salınan topun üzerinde
herhangi bir kuvvet var mı? Neden?
(b) Bu sarkacın ucunda salınan topun üzerinde
herhangi bir kuvvet var mı? Neden?
(a)
(ab) Bu sarkacın ucunda salınan topun (a)
üzerindeki kuvvet, bu sarkacın ucunda salınan
topun (b) üzerindeki kuvvet ile aynımıdır
farklımıdır? Neden?
(b)
7. p Ucunda Dönen Top/Tüp çinde
Dönen Bilye
Neden?
mı?
pin ucunda dairesel olarak dönen bu topun
üzerinde herhangi bir kuvvet var mı?
(b)
Tüpün içinde dairesel olarak dönen bu
bilyenin üzerinde herhangi bir kuvvet var
Neden?
(ab) pin ucunda dairesel olarak dönen bu topun
(a) üzerindeki kuvvet, tüpün içinde dairesel
olarak dönen bu bilyenin üzerindeki kuvvet
ile aynımıdır farklımıdır? Neden?
(a)
54
(a)
(b)
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi E itim Fakültesi Dergisi
Download