Ünite 2: Bilimin Doğası ve Öğretimi

Bilimin Doğası ve Özellikleri

Bilimin doğası; eğitim, felsefe, tarih, sosyoloji gibi farklı disiplinlerden bilim insanlarının uzun yıllardır üzerinde çalıştığı bir konudur. Bilimin doğası ile bilimin epistemolojisi (felsefesi), sosyolojisi, metodolojisi (bilme yolu olarak bilim veya bilimsel bilgi) ve de bilimsel bilginin gelişiminin doğasında var olan değerler ve inançlar ifade edilmektedir. Fakat bu oldukça genel bir ifadedir. Bilim felsefecileri, bilim tarihçileri ve bilim sosyologları bilimin doğasını kendi disiplinlerinin sınırlarında çizdikleri ve farklı boyutlarıyla ele aldıkları için bilimin doğasının ne olduğuna ilişkin ortak ve kesin bir tanımda hem fikir olmadıklarını söylemek hatalı olmaz. Genel olarak üzerinde fikir birliği sağlanan ve okulöncesinden yükseköğretime kadar olan süreç için uygun olan, günlük yaşamla ilişkilendirilebilecek bilimin doğasına ilişkin özellikler şu şekilde belirlenmiştir. Bilimsel bilgi;

• Değişebilir.
• Deney ve gözlemlerden elde edilmiş kanıtlara dayanır.
• Özneldir.
• Kısmen insanların çıkarımlarının, hayal güçlerinin ve yaratıcılıklarının bir ürünüdür.
• Sosyal ve kültürel yapı ile iç içedir.

Bilimsel Bilginin Değişebilir Doğası

Bilimsel bilgi değişime ve yenilenmeye açıktır. Başka bir ifade ile bilimsel bilgi aynı zamanda hem güvenilir hem de değişebilir yapıdadır. Bilimin değişebilir doğasına hizmet eden bir diğer unsur da teknolojik gelişmelerdir. Teknolojik gelişmeler ve bu gelişmeler sonucu elde edilen yeni veriler ve yeni çıkarımlar sayesinde şu anda kabul edilen bilimsel bilgiler değişebilir. Bilimsel bilgilerin değişebilir olması bilimin güvenilirliğini sorgulamamıza neden olmaktadır.

Bilimin Kanıta Dayalı Doğası

Bilim insanları bilimsel bilgi üretmek için kanıta ihtiyaç duyarlar. Bu kanıtlar, doğal dünyanın gözlenmesi ve yapay olarak oluşturulan deneyler sonucu elde edilen verilerle ve bu verilerin yorumlanmasıyla üretilir. Bilimsel bilgi kesin değildir ve yeni bilgilerin edinilmesi ile değişebilir. Bilim dalları ve çalışma koşulları farklılaşsa bile bilimsel bilgi üretebilmek için farklı yöntem ve tekniklere dayalı olarak veri elde etmek ve kanıt toplamak esastır.

Bilimin Öznel Doğası

Bilimsel bilgi, öznel ya da teori tabanlıdır. Bilim insanları ne kadar nesnel (objektif) olmaya çalışırlarsa çalışsınlar tamamıyla nesnel gözlemler ve yorumlarda bulunmaları, ön yargılardan kaçınmaları pek mümkün değildir. Çünkü bilim insanları da tıpkı bizler gibi birer insandır ve çeşitli görüşleri, yaşantıları, eğitim alt yapıları, inançları vb. vardır. Bilimsel bilgi bilim insanlarının mevcut bilgilerine, gözlemlerine, mantığına vb. dayalı olarak üretilir. Bu nedenle bilim insanlarının çalışmalarını, teorik bilgilerin yanı sıra çalışma alanına ilişkin öznel fikirleri, inançları, mevcut bilgileri, eğitimleri, eğilimleri, deneyimleri ve beklentileri gibi birçok faktör etkiler.

Bilimsel Bilginin Yaratıcı Doğası

Bilimsel bilgi doğanın ve evrenin gözlenmesi ve/veya deneysel çalışmaların sonucu elde edilse de insana ait bir ürün olduğu için hayal gücü ve yaratıcılığı da içerir. Bilim, gerçek anlamda yaratıcılık gerektiren teorik bilgilerin ve açıklamaların keşfini içerir. Bilim insanları bilimsel bilginin elde edilmesi sürecinde planlama safhasından verilerin yorumlanmasına kadar geçen tüm süreçlerde yaratıcılıklarını ve hayal güçlerini kullanırlar.

Bilimin Sosyal ve Kültürel Doğası

Bilim içinde bulunulan kültür bağlamında gerçekleştirilen bir insan aktivitesidir. Bilimin uygulayıcıları da içinde bulunulan kültürün birer parçasıdır ve bu nedenle bilim içinde geliştiği kültürü izler, etkiler ve aynı zamanda o kültürün birçok unsurundan ve düşünsel yapısından etkilenir. Bilimin sosyal ve kültürel doğasını anlamamızı kolaylaştıracak bir örnek ise bilim insanlarının dini görüşlerle ve kilise gibi dini otoritelerle ters düşmemek adına görüş ve fikirlerini gizlemeleridir.

Gözlemler ve Çıkarımlar

Bilim; gözlemler ve bu gözlemlerden elde edilen çıkarımlarla ilişkilidir. Bu nedenle gözlem ve çıkarımı ayırt etme becerisine sahip olmak oldukça önemlidir. Gözlemler, gözlemcilerin üzerinde kolayca fikir birliğine varabilecekleri, doğal olgular hakkında duyular aracılığıyla ya da duyuların uzantılarıyla doğrudan erişilebilen betimsel anlatımlardır. Örneğin, zeminden daha yüksek bir yerden bırakılan nesneler zemine düşme eğilimindedirler. Bunun tam aksine çıkarımlar olgular hakkında doğrudan duyular aracılığı ile erişilemeyen açıklamalardır. Cisimler yerçekimi nedeniyle yere düşme eğilimindedirler, yerçekimi kavramı ise bu gözlemde araştırmacının yaptığı çıkarımdır.

Bilimsel Teoriler ve Kanunlar

Gözlem ve çıkarım arasındaki farklar bilimsel teoriler ve kanunlar arasındaki farklarla yakından ilgilidir. Genel olarak kanunlar gözlenebilen olgular arasındaki ilişkileri açıklayan, betimsel ifadelerdir. Buna karşılık teoriler gözlenebilir olgular ya da olgulardaki sistemler için yapılan çıkarımsal açıklamalardır.

Bilimin Doğasının Öğretimine İlişkin Yaklaşımlar

Bilimin doğası ve bilimin doğasına ilişkin anlayışların belirlenmesi birçok eğitim araştırmasının konusu olmuştur. Bilimin doğasının doğru bir şekilde anlaşılmasının ve buna ilişkin anlayışların geliştirilmesinin sağlayacağı yararlar gözetilerek, bilimin doğasının öğretilmesi için eğitimciler ve bilim insanları farklı girişimlerde bulunmaktadır. Bilimin doğasının öğretimi için şimdiye kadar yapılan çalışmalar üç farklı eğitsel yaklaşımı ortaya çıkarmıştır. Bunlar; Tarihsel Yaklaşım, Dolaylı Yaklaşım, Doğrudan-Yansıtıcı Yaklaşımdır.

Tarihsel Yaklaşım

Tarihsel Yaklaşım, bilimin doğasının bilim tarihi aracılığı ile öğretilmesini önermektedir. Bu yaklaşımda, bilimi sosyal bir gelenek gibi nitelendirilir. Bilim ve teknolojinin gelişiminin, sosyal ve tarihsel bağlamda bilimsel fikirlerin üretilmesinin bilime olan etkisi üzerinde durularak bireylerin bilimin doğası konusundaki anlayışlarının geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bilimin doğası öğretiminde tarihsel yaklaşımın kullanılmasını savunanlar, öğrencinin bilim tarihi konusunda çalışırken bilimin doğasına ilişkin anlayışının da gelişeceğini öne sürmektedir. Tarihsel yaklaşım ile bilimin doğasına ilişkin özelliklere vurgu yapıldığı eğitsel bir süreç planlamak isteyen bir eğitimcinin öncelikle bilim tarihine ilişkin araştırma yapması ve bilgi sahibi olması gerekmektedir.

Dolaylı Yaklaşım

Dolaylı yaklaşım bireylerin aldıkları fen eğitimi boyunca bilimin doğasına herhangi bir vurgu yapılmaksızın bir yan ürün olarak öğreneceklerini kabul eder. Rowe, Lavson, Haukoos, Penick, Gabel, Rubba ve Franz gibi birçok fen eğitimcisi tarafından savunulan bu yaklaşım, fen dersleri sırasında bilimsel süreç becerilerinin kullanılmasıyla bilimin doğasına ilişkin bir anlayış kazanılacağını önermektedir. Dolaylı yaklaşıma örnek olarak programda yer alan fen konularını bilimin doğasına herhangi bir özel vurgu yapmaksızın işlenmesi gösterilebilir.

Doğrudan-Yansıtıcı Yaklaşım

Bilimin doğası öğretiminde kullanılan bir diğer yöntem olan doğrudan yansıtıcı yaklaşım, bilimin fen eğitimi süresince bir yan ürün olarak kazanılmasından ziyade bilimin doğasının fen etkinliklerinde özellikle vurgulanmasının ve etkinlik sonrası yapılan tartışmalarla da pekiştirilmesinin gerekliliğini savunur. Doğrudan yansıtıcı yaklaşım, fen konularını içeren etkinlikler ve tartışmalar aracılığıyla ya da fen konularını içermeyen doğrudan bilimin doğasına ilişkin özelliklere vurgu yapan etkinlikler ile bireylerin dikkatinin bu konuya çekilmesini içerir. Doğrudan-yansıtıcı yaklaşım, fen kavramları ile ilişkilendirilen ve ilişkilendirilmeyen olmak üzere iki farklı şekilde kullanılabilir. Fen kavramları ile ilişkilendirilmiş doğrudan-yansıtıcı yaklaşımın benimsendiği bilimin doğası öğretiminde, bilimin doğasına ilişkin kapsanacak özellikler öğretilecek fen kavramları ile bütünleştirilerek, bu kavramların kazandırılması sürecinde açıkça vurgulanır. Fen kavramları ile ilişkilendirilmemiş doğrudan-yansıtıcı yaklaşımında ise bilimin doğasının özelliklerine herhangi bir fen kavramına gönderme yapılmaksızın doğrudan öğretimi söz konusudur.

Bilim İnsanının Özellikleri

Bilim insanı denildiğinde insanlar sıklıkla dağınık saçlı, gözlüklü, önlüklü, toplumdan izole bir şekilde laboratuvar ortamında deney tüpleri ile çalışan ve genellikle erkek bir kişiyi zihinlerinde canlandırmaktadır. Benzer şekilde çocukların bilim insanına ilişkin algıları incelediğinde de sonuçların bu genel görüşe paralel olduğu ortaya çıkmıştır. Çünkü çocuklardan bir bilim insanını resmetmeleri istendiğinde, genelde yukarıda saydığımız fiziksel özelliklerde bir bireyi çizdikleri etkiler görülmüştür. Bilim insanına ilişkin bu algının oluşumunda şüphesiz çevreden gelen ve kişinin deneyimleri rol oynamaktadır. Öğretmenlerin, çocukların bilim insanına ilişkin var olan yanlış algılarını (bilim insanı genellikle erkektir, gözlüklüdür, deney yapar vb.) değiştirmek ve onların bilim insanını daha gerçekçi bir gözle tanımasını sağlamak amacı ile bu konuya etkinliklerinde yer vermesi gerekmektedir. Bilim insanının genel özelliklerini sıralayacak olursak, Bilim insanı;

• Meraklı
• Sorgulayıcı
• Açık fikirli
• Gözlemci
• Yaratıcı ve hayal gücüne sahip
• İletişimci
• Problem çözebilen
• Eleştirel düşünen
• Keşfetmeye ve öğrenmeye isteklidir.

Erken Çocuklukta Bilimin Doğası ve Öğretimi

Erken çocukluk eğitiminin bireylerin gelişimlerindeki rolü günümüzde sıklıkla vurgulanan bir konudur. Gelişim ve öğrenmenin çok hızlı olduğu bu dönemde gerçekleştirilen eğitimin bireylerin bilişsel, sosyal-duygusal gelişiminde önemli bir rolü olduğu, erken yaşlarda kazanılan bilgi, beceri ve tutumların bireylerin yaşamlarının temelini oluşturduğu belirtilmektedir. Erken çocukluk dönemi bireylerin ve toplumun geleceğini şekillendirmede de oldukça önemlidir ve bu dönemde gerçekleştirilen eğitim geleceğe yapılan yatırım olarak değerlendirilmektedir. Bilimin doğasına ilişkin bilgilerin erken yaşlardan itibaren vurgulanması öğrencilerin bilime olan ilgisini artırır, bilimsel uğraşın ne olduğuna ilişkin anlayışlarını geliştirir, bilimle ilgili daha bilgili kararlar alabilen vatandaşlar yetiştirilmesine katkı sağlar. Bunun yanı sıra bilimin doğasına fen öğretim programında yer verilmesi öğretmenlerin fen derslerini destekler ve geliştirir. Ayrıca erken yıllarda bilimin doğasını anlamaya yönelik yaşantılar sunulmasının çocukların ileriki yıllarda hem bilimin doğasına hem de fen konularına ilişkin daha iyi kavramsal anlayış ve bilimsel altyapı geliştirmelerine yardımcı olduğu bilinmektedir.

Örnek Ders Planı

Etkinlik adı: PARMAK İZLERİMİZ

Vurgulanan Bilimin Doğasına ilişkin Özellik:

• Bilimin değişebilir doğası
• Bilimin kanıta dayalı doğası

Hedef yaş grubu: 3-9

Gerekli Malzemeler: Parmak izleri çizelgesi, resim kâğıdı, yapışkan kâğıt, 2B resim kalemi, bant

Süreç:

1. Çocuklara “Sizce tüm insanların parmak izleri aynı mıdır?” “Eğer insanlar farklı parmak izlerine sahiplerse bu parmak izlerinde herhangi bir örüntü/desen/şekil var mıdır?” soruları yöneltilir.
2. Çocuklara farklı parmak izleri türlerini gösteren parmak izi çizelgesi verilir ve sınıflarında hangi parmak izi tipinin yaygın olduğuna ilişkin tahminde bulunmaları istenir.
3. Her çocuğa 2B resim kalemi, bir parça bant ve yapışkan kâğıt verilir.
4. Çocuklardan kâğıtların üzerine 2B kalemleri kullanarak bir yuvarlak yapmaları ve içini doldurmaları istenir. Ardından çocuklara başparmaklarını boyadıkları alanın üzerine koyup bastırmaları söylenir.
5. Çocuklardan başparmaklarını kâğıdın üzerine bastırdıktan sonra bandın yapışkan kısmına parmaklarını bastırmaları ve yavaşça bandı çekmeleri istenir.
6. Çocuklardan bandı yapışkan kâğıdın üzerine yapıştırmaları istenir.
7. Çocuklara parmak izi çizelgesine bakarak hangi tip parmak izine sahip olduklarını bulmaları söylenir.
8. Tahtaya/duvara/panoya parmak izi çizelgesinde yer alan parmak izi tiplerinin resimleri ve isimleri sırayla yazılır ve çocuklardan kendi parmak izlerini uygun şeklin üzerine yapıştırmaları istenir. (Çocuklardan parmak izlerini üst üste gelecek şekilde yapıştırmaları istenir ve böylece parmak izlerinin dağılımını görsel olarak gösteren bir çubuk grafiği elde edilmiş olunur).
9. Sonuçların diğer sınıflara ya da diğer okullara genellenebilirliği ve farklı öğrenci gruplarından veri topladıklarında ne olacağı üzerine tartışılır. Sınıfça toplanan verilerden bir sonuca varılabileceği açıkça belirtilir. Fakat farklı yerlerde aynı örüntünün çıkmayabileceği üzerine konuşularak varılan sonucun değişebilirliği vurgulanır.
10. Ev etkinliği olarak çocuklara aile bireylerinin parmak izlerini alarak karşılaştırma yapmaları istenir.