Hipotetik TGA (Tahmin-Gözlem-Açıklama) döngüsü ile kimyasal değişimin doğasının öğretimi; asit-baz indikatör tepkimesi örneği

Abstract

Kimyasal değişimin doğasının anlaşılması kimya öğretiminde en temel amaçlardan birisidir. Fen ve kimya öğretiminde en fazla tanınan malzemelerden birisi olan turnusol kâğıdının asidik ve bazik çözeltilerdeki renk değişim olayında değişimin fiziksel mi yoksa kimyasal mı olduğu, kâğıttaki turnusolün asidik mi yoksa bazik mi olduğuna yönelik sorular kimyasal değişimin doğasının anlaşılmasında uygun bir çıkış noktası olabilir. Bu çalışmada fen eğitiminde yaygın bir kullanıma sahip olan Tahmin et-Gözle-Açıkla (TGA) yöntemi temel alınarak hazırlanmış bir öğretim tasarımı sunulmuştur. Tasarım, kimyada kavram yanılgılarının sıkça görüldüğü kimyasal değişimin doğasının öğretimi için yaygın, bilinen malzemeler ile yapılacak gösteri deneylerinin yer verildiği bir etkinlik üzerinden örneklendirilmiştir. Etkinliğin hazırlanmasında fen eğitiminde hedeflenen bilimsel süreç, bilimsel düşünme, bilimsel açıklama becerileri ve kavramsal öğrenme gibi birçok amaç dikkate alınmıştır. Bu bakımdan etkinlik öğrencilerin gözlemlerden yola çıkarak ve mevcut kuramsal içerik bilgisini kullanarak çıkarımlar yapmalarına ve hipotez geliştirmelerine imkân tanımaktadır. Bu çalışma ile geliştirilen ve bir öğrenme döngüsü şeklinde modellenmiş olan etkinlik tasarımının, fen eğitiminde etkililiği bilinen ve güncel birçok özel öğretim yöntemi için de kullanılabilir TGA yönteminin faydalarını içerdiği değerlendirilmektedir.

Keywords

• Kimya eğitimi,kimyasal değişimin doğası,tahmin-gözlem-açıklama,turnusol testi

Teaching the nature of chemical change through Hypothetical POE (Prediction, Observation, Explanation) cycle: an example of acid-base indicator reaction

Abstract

One of the principal aims of chemistry instruction is understanding the nature of chemical change. In understanding the nature of chemical change, it would be a good starting point to explore the change in the colour of a litmus paper in acidic and basic solutions. The litmus paper is one of the most commonly used papers in chemistry and science. In the current study, an instructional design was proposed by using the Predict-Observe-Explain (POE) technique, which is a commonly used in science education. In the instructional design, common misconceptions experienced by the students were considered. The instructional design was illustrated by an activity in which demonstration experiments were conducted by means of commonly used materials. In designing the activity, many educational targets such as science process skills, scientific thinking, scientific explanation, and conceptual knowledge were considered. Thus, the activity helps students make predictions and develop hypothesis based on observations and pre-existing theoretical content knowledge. The current study exemplifies the use of predict-observe-explain technique in an activity modelled as an instructional cycle and suggests that this technique may be used commonly in the teaching of science concepts and topics.

Keywords

• Chemistry education,the nature of chemical change,predict-observe-explain technique,litmus test

References

1. Akgün, A. & Gönen, S., Çözünme ve fiziksel değişim ilişkisi konusundaki kavram yanılgılarının belirlenmesi ve giderilmesinde çalışma yapraklarının önemi, Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 3(10), 22–37. (2004).
2. Atasoy, B., Fen öğrenimi ve öğretimi, (Gözden Geçirilmiş 2. Baskı), Ankara: Asil Yayıncılık, (2004).
3. Atasoy, B., Genç, E., Kadayıfçı, H. & Akkuş, H., 7. sınıf öğrencilerinin fiziksel ve kimyasal değişmeler konusunu anlamalarında işbirlikli öğrenmenin etkisi, Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 32, 1221, (2007).
4. Coleman W. F. & Fedosky E. W., From our peer-previewed collection, Journal of Chemical Education, 80(4), 456, (2003).
5. Çalık, M. & Ayas, A., A comparison of level of understanding of eighthgrade students and science student teachers related to selected chemistry concepts, Journal of Research in Science Teaching, 42(6), 638–667, (2005).
6. Çepni, S. Kuramdan uygulamaya fen ve teknoloji öğretimi. Ankara: Pegem Yayıncılık, (2012).
7. Çüçen, A. K., Bilgi felsefesi. Bursa: Asa Kitabevi, (2009).
8. Durmuş, A., TGA yöntemine dayalı laboratuvar uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının “ısı ve sıcaklık” konusunu anlamalarına etkisi. Yüksek Lisans Tezi, KTÜ Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, (2014).

9. Eilks, I., & Gulacar, O., A colorful demonstration to visualize and ınquire into essential elements of chemical equilibrium, Journal of Chemical Education, 93(11), 1904–1907.
10. Eilks, I., Gulacar, O., & Sandoval, J. (2018). Exploring the mysterious substances, X and Y: Challenging students’ thinking on acid–base chemistry and chemical equilibrium, Journal of Chemical Education, 95(4), 601–604, (2016).
11. Çayan, Y. ve Ergül, S., Fiziksel ve kimyasal değişim ile renk değişimi bağlamında yeni bir deneysel yöntem, Journal of Research in Education and Teaching, 3 (4), 168–179, (2014a).
12. Ergül, S., Hipotez test etme temelli fiziksel/kimyasal değişim ile renk değişimi ilişkisinin öğretimi, Journal of Research in Education and Teaching, 3(4), 392–404, (2014b).
13. Erol, N., Orta öğretim öğrencilerinin kimyasal ve fiziksel değişmelerle ilgili yanlış kavramalarının incelenmesi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, (2016).
14. Gensler, W. J., Physical versus chemical change, Journal of Chemical Education, 47(2), 154, (1970).
15. Hilario, J. S., The use of predict-observe-explain-explore (POEE) as a new teaching strategy in general chemistry-laboratory, International Journal of Education and Research, 3(2),37–48, (2015).
16. Ihde, J., Le Châtelier and chemical equilibrium, Journal of Chemical Education, 66(3), 238, (1989).
17. Johnson, P., Developing students’ understanding of chemical change: what should we be teaching, Chemistry Education: Research and Practice, 1(1), 77–90, (2000).
18. Karaer, H., Yapılandırıcı öğrenme teorisine dayalı bir laboratuvar aktivitesi (Kromotografi Yöntemi ile Mürekkebin Bileşenlerine Ayrılması), Kastamonu Eğitim Dergisi, 15(2), 591-602, (2007).
19. Kearney, M., Classroom use of multimedia-supported predict–observe– explain tasks in a social constructivist learning environment, Research in Science Education, 34, 427–453, (2004).
20. Kearney, M., Treagust, D., Shelley Y & Zadnik M., Student and teacher perception of the use of multimedia supported predict- observe- explain task to probe understanding, Reseach in Science Teaching, 31, 539- 615, (2001).
21. Kıryak, Z. & Özdilek, Z., Tahmin-açıklama-gözlem-açıklama yönteminin sekizinci sınıf öğrencilerinin asit yağmurları konusundaki kavramsal anlama düzeylerine etkisi, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 51, 216–240, (2019).
22. Kolb, D. (1979). The pH concept, Journal of Chemical Education, 56(1), 51–53
23. Köse, S., Coştu, B & Keser Ö F., Fen konularındaki kavram yanılgılarının belirlenmesi: TGA yöntemi ve örnek etkinlikler, Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi,13(1), 43- 53, (2003).
24. Köseoğlu, F. & Tümay, H., Bilim eğitiminde yapılandırıcı paradigma teoriden öğretim uygulamalarına. Ankara: Pegem Yayıncılık, (2013).
25. Köseoğlu, F., Tümay, H. ve Kavak, N., Yapılandırıcı öğrenme teorisine dayanan etkili bir öğretim yöntemi-tahmin et-gözle-açıkla- “buz ile su kaynatılır mı ?”, V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğ itimi Kongresi, ODTÜ, Aralık, Ankara, Bildiriler Kitabı I, 670 – 675, (2002).
26. Lawson, A. E., Science teaching and the development of thinking. Belmont, CA: Wadsworth, (1995).
27. Lawson, A. E., Alkhoury, S., Benford, R., Clark, B. R., & Falconer, K. A., What kinds of scientific concepts exist? Concept construction and intellectual development in college biology, Journal of Research in Science Teaching: The Official Journal of the National Association for Research in Science Teaching, 37(9), 996–1018, (2000).
28. Lawson, A. E., Basic ınferences of scientific reasoning, argumentation, and discovery, Science Education, 94 (2), 223-364, (2009).
29. Lederman, N.G., Lederman, J.S., & Antink, A., Nature of science and scientific inquiry as contexts for the learning of science and achievement of scientific literacy, International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 1(3), 138–147, (2013).
30. del Pozo, R. & Porlan, R., Spanish prospective teachers’ initial ideas about teaching chemical change, Chemistry Education: Research and practice in Europe, 2(3), 265–283, (2001).
31. Martin, D., Elementary science methods: A constructivist approach. New York: Delmar, (1997).
32. MEB [Türkiye Cumhuriyeti Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı], İlköğretim fen ve teknoloji dersi öğretim programı ve kılavuzu, Ankara: Devlet Kitapları Müdürlüğü, (2005).
33. MEB [Türkiye Cumhuriyeti Milli Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı], İlköğretim kurumları (ilkokullar ve ortaokullar) fen bilimleri dersi (3, 4, 5, 6, 7, ve 8. sınıflar) öğretim programı. Ankara, (2013).
34. MEB [Türkiye Cumhuriyeti Milli Eğitim Bakanlığı], Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7, ve 8. Sınıflar). Ankara, (2018).
35. Mickey, C. D., Chemical equilibrium, Journal of Chemical Education, 57(11), 801, (1980).
36. Morgil, İ., Erdem, E. & Yılmaz, A., Kimya eğitiminde kavram yanılgıları, Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25, 246–255, (2003).
37. Padilla, M. J., The science process skills. Research matters—To the science teacher, No. 9004. Reston, VA: National Association for Research in Science Teaching (NARST). http://www.narst.org/publications/research/skill.cfm, (1990).
38. Papageorgiou, G., Stamovlasis, D. & Johnson, P. M., Primary teachers' particle ıdeas and explanations of physical phenomena: effect of an inservice training course, International Journal of Science Education, 32(5), 629–652, (2010).
39. Pimental G. C. (1966). Chemistry: An experimental science. Chemical education material study. London: W. H. Freeman and Company.
40. Rusçuklu, P. & Özdilek, Z., Bütünleştirilmiş anlaşma halkaları ve TGA yönteminin çözünürlüğe etki eden faktörler konusundaki kavramsal anlamaya etkisi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 20, 621–648. DOI: 10.17494/ogusbd.553783, (2019).
41. Sarıtaş, D., & Tufan, Y., Macro and micro knowledge levels for chemistry teaching in terms of reductionism, Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33(2),165–192, (2013).
42. Schollum, B. & Osborne, R., Relating the new to the familiar. In R. Osborne & P. Freyberg (eds.), Learning in Science. Heinemann: London, (1985).
43. Senemoğlu, N., Gelişim öğrenme ve öğretim: Kuramdan uygulamaya. Ankara: Pegem Akademi, (2011).
44. Sienko M, J. and Plane R, A., Chemistry: Principles and Properties, Tosho Printing Co., LTD., Tokyo 1966.
45. Smith, K., Edionwe, E. & Michel, B., Conductimetric titrations: A predict observe explain activitiy for general chemistry, Journal of Chemical Education, 87(11), 1217-1221, (2010).
46. Sökmen, N., Bayram, H. & Yımaz, A., 5., 8. ve 9. sınıf öğrencilerinin fiziksel ve kimyasal değişim kavramlarını anlama seviyeleri, M. Ü. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 12, 261–266, (2000).
47. Stavridou, H. & Solomonidou, C., Physical phenomena-chemical phenomena: do pupil make the distinction?, International Journal of Science Education, 11(1), 83–92, (1989).
48. Tan, M. & Temiz, B. K., Fen öğretiminde bilimsel süreç becerilerinin yeri ve önemi, Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(13), 89–101, (2003).
49. Tsaparlis, G., Chemical phenomena versus chemical reactions: do students make the connection?, Chemistry Education: Research and Practice, 4(1), 31–43, (2003).
50. White, R. & Gunstone, R, Probing understanding, (first edition), The Falmer Press: London and New York, (1992).
51. Yalçın-Çelik, A., Turan-Oluk N., Üner, S., Ulutaş, B., & Akkuş, H., Kimya öğretmen adaylarının asitlik kavramı ile ilgili anlamalarının çizimlerle değerlendirilmesi, Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi (KEFAD), 18, 103–124, (2017).