Fen Eğitiminde ‘Bilimsel Açıklama’ ve Önemi

Öz

Bu çalışmanın amacı bilimsel açıklama kavramını farklı teorik yaklaşımlar çerçevesinde incelemektir. Tümdengelimli-yasa bağımlı açıklama modeli, İstatistiksel/olasılıklı açıklama modeli, Nedensel model, Pragmatik model ve Kanıt temelli model temelinde bilimsel açıklama kavramı bu çalışma kapsamında tanımlanmaya çalışılmıştır. Çalışma sonunda elde edilen tanımlar karşılaştırıldığında, bu tanımların birbirlerinden oldukça farklı olduğu ve farklı alanlarda farklı şekillerde bilimsel açıklama yapıldığı görülmüştür. Bu bulgu bilimsel açıklama ile ilgili genel, evrensel bir tanımın yapılamayacağını göstermiştir. Örneğin sıcak suya batırılmış bir parça demirin genleşme sebebinin açıklanması neden-sonuç ilişkisi içeren cümleler zinciri kullanılarak yapılmaktadır. Buna karşılık bir ilacın bir hastalığı iyileştirme olasılığı birtakım istatiksel verilere dayandırılarak yapılmaktadır. Bu durum farklı disiplinlerde farklı şekillerde açıklamalar yapılmasına neden olmaktadır. Dolayısıyla bilimsel açıklamanın tanımı bir disiplinden diğerine farklılık göstermektedir. Bununla birlikte, bilimsel açıklamanın eğitimdeki önemi ve bilimsel açıklama ile argüman kavramları arasındaki farklar bu çalışmanın son bölümünde tartışılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Bilimsel açıklama,bilimsel açıklama modelleri,argüman,fen eğitimi

‘Scientific Explanation’ in Science Education and Its Importance

Abstract

This study aimed to scrutinize differing theoretical frameworks on scientific explanation. In the present study, from the perspectives of such models as Deductive-nomological explanation model, Statistical/probabilistic explanation model, Causal model, Pragmatics model and Evidence-based model, a definition for scientific explanation is sought. The results indicated that when the attributed definitions were compared, it was realized that they were quite different and, in divergent fields of science, the explanations are made in different ways. This finding implied that one general universal definition could not be offered for scientific explanation. Explaining, for instance, the reason for the expansion of a piece of iron dipped into hot water includes a chain of sentences presented in a cause and effect relation. While, explaining relief degree of a particular medicine includes a number of statistical data. This, accordingly, creates varying ways of building explanations. Furthermore, the importance of scientific explanation in educational settings and the differences between scientific explanation and argument are discussed in final part of the paper

Keywords

• Scientific explanation,models for scientific explanation,argument,science education

References

1. American Association for the Advancement of Science [AAAS]. (2009). Benchmarks for science literacy. Washington, DC: Author.
2. Ayas, A. ve Özmen, H. (2002). Lise kimya öğrencilerinin maddenin tanecikli yapısı kavramını anlama seviyelerine ilişkin bir çalışma. Boğaziçi Üniversitesi Eğitim Dergisi, 19 (2), 45-60.
3. Ayvacı, H.Ş. ve Türkdoğan, A. (2010). Yeniden yapılandırılan Bloom taksonomisine göre fen ve teknoloji dersi yazılı sorularının incelenmesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 7 (1), 13-25.
4. Bayraktar, Ş. (2010). Uluslararası fen ve matematik çalışması (TIMSS 2007) sonuçlarına göre Türkiye’de fen eğitiminin durumu: Fen başarısını etkileyen faktörler. Selçuk Üniversitesi Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 30, 249-270.
5. Birinci Konur, K. ve Ayas, A. (2010). Sınıf öğretmeni adaylarının gazlarda sıcaklık- hacim-basınç ilişkisini anlama seviyeleri. Türk Fen Eğitim Dergisi, 7 (3), 128- 142.
6. Bolat, M. ve Sözen, M. (2012, Haziran). İlköğretim öğrencilerinin sesin hızı ile ilgili sahip oldukları kavram yanılgılarının ve bilgi düzeylerinin belirlenmesi (Samsun ili örneği), X. Ululsal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi (X. UFBMEK) Niğde Üniversitesi Eğitim Fakültesi, Niğde.
7. Braaten, M. & Windschtil, M. (2011). Working toward a stronger conceptualization of scientific explanation for science education. Science Education, 95 (4), 639-669.
8. Brewer, W. F., Chinn, C. A. & Samarapungavan, A. (2000). Explanation in scientists and children. In F. C. Keil and R. A. Wilson (Eds.), Explanation and cognition (pp. 279–298). Cambridge, MA: The MIT Press.

9. Chang, R. (2000). Fen ve mühendislik bölümleri için kimya. A.B. Soydan ve A. Z. Akoğuz (çev). (6. Baskı). İstanbul: Beta Yayıncılık.
10. Coleman, E. B. (1998). Using explanatory knowledge during collaborative problem solving in science. Journal ofthe Learning Sciences, 7 (3/4), 387 – 427.
11. Coştu, B., Ayas, A., Açıkkar, E. ve Çalık, M. (2007). Çözünürlük konusu ile ilgili kavramlar ne düzeyde anlaşılıyor?. Boğaziçi Eğitim Fakültesi Dergisi, 24 (2), 13- 28.
12. Demir, S. ve Demir, A. (2012). Türkiye’de yeni lise öğretim programları: Sorunlar, beklentiler ve öneriler. İlköğretim Online, 11 (1), 35-50.
13. Demirbaş, M. ve Pektaş, H. M. (2009). İlköğretim öğrencilerinin çevre sorunu ile ilişkili temel kavramları gerçekleştirme düzeyleri. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED), 3 (2), 195-211.
14. Demircioğlu, G. ve Demircioğlu, H. (2009). Kimya öğretmenlerinin sınavlarda sordukları soruların hedef davranışlar açısından değerlendirilmesi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 3 (1), 80-98.
15. Dinçer, K. (1993). Bilimsel açıklamada Hempel modeli. Ankara: Türkiye Felsefe Kurumu, Türk Felsefe Dizisi:3.
16. Driver, R., Newton, P. & Osborne, J. (2000). Establishing the norms of scientific argumentation in classrooms. Science Education, 84, 287 – 312.
17. Dray, W. H. (1964). Philosophy of history. Englewood Clifts, New Jersey: Prentice-Hall Inc.
18. Erdem, E., Yılmaz, A. ve Morgil, İ. (2001). Kimya dersinde bazı kavramlar öğrenciler tarafından ne kadar anlaşılıyor?. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi 20, 65 – 72.
19. Grunberg, T. ve Grunberg, D. (2011). Bilim Felsefesi. İ. Taşdelen (Ed.). Bilimsel Açıklama içinde (s. 52-84), 1. Baskı, Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Yayını.
20. Hempel, C. G. (1962). Explanation in science and history. In Colodny, R.C. (ed.), Frontiers of Science and Philosophy (pp. 9- 19). Pittsburgh: The University of Pittsburgh Press.
21. Hempel, C. G. (1965). Aspects of scientific explanation and other essays ın the philosophy of science. New York: Free Press.
22. Hempel, C. G. (1966). Philosophy of natural science. Princeton University, NJ: Prentice- Hall.
23. Hempel, C. G. & Oppenheim, P. (1948). Studies in the logic of explanation. Philosophy of Science, 15 (2), 135 – 175.
24. İlhan, N., Sözbilir, M. Şekerci, A. R., & Yıldırım, A. (2015). Turkish science teachers’ use of educational research and resources. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education 11(6), 1231-1248.
25. İrez, S., Çakır, M. ve Doğan, Ö. (2007). Bilimin doğasını anlamak: Evrim eğitiminde bir önkoşul, Biyoloji Eğitiminde Evrim Sempozyumu içinde (s.52-64). Malatya: İnönü Üniversitesi.
26. Karamustafaoğlu, O. ve Sontay, G. (2012, Haziran). Bir TIMSS sınavının ardından: TIMMS 2011’e katılan öğrenci ve uygulayıcı öğretmenlerin görüşleri, X. Ululsal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi (X. UFBMEK) Niğde Üniversitesi Eğitim Fakültesi, Niğde.
27. Köseoğlu, F., Tümay, H. ve Budak, E. (2008). Bilimin doğası hakkında paradigma değişimleri ve öğretimi ile ilgili yeni anlayışlar. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 28 (2), 221-237.
28. Martin, O.M., Mullis, I.V.S. & Foy, P. (2008). TIMSS 2007 international results in science, Chestnut Hill, MA, USA: Boston College.
29. Mayes, G.R. (2010). Argument-explanation complementarity and the structure of informal reasoning. Informal Logic, 30 (1), 92-111.
30. McNeill, K. L. & Krajcik, J. (2008). Inquiry and scientific explanations: helping students use evidence and reasoning. In Luft, J., Bell, R. and Gess-Newsome, J. (Eds.), Science as Inquiry In The Secondary Setting (pp. 212-134). Arlington, VA: National Science Teachers Association Press.
31. McNeill, K. L. & Krajcik, J. (2011, March). Claim, evidence and reasoning: supporting middle school students in evidence-based scientific explanations, National Conference on Science Education, National Science Teachers Association. San Francisco, CA.
32. Michaels, S., Shouse, A.W. & Schweingruber, H.A. (2008). Ready, set, science putting research towork in k-8 science classrooms. Board on science education, center for education, division of behavioral and social sciences and education. Washington, DC: The National Academies Press.
33. Milli Eğitim Bakanlığı. (2003). TIMMS 1999, Üçüncü uluslararası matematik ve fen bilgisi çalışması, ulusal rapor, Ankara.
34. Milli Eğitim Bakanlığı. (2005). İlköğretim fen ve teknoloji dersi (4 ve 5. sınıflar ) öğretim programı, Ankara.
35. Milli Eğitim Bakanlığı. (2007a). Ortaöğretim 9. sınıf kimya dersi öğretim programı, Ankara.
36. Milli Eğitim Bakanlığı. (2007b). PISA 2006 Uluslararası öğrenci başarılarını değerlendirme programı ulusal ön rapor, Ankara.
37. Milli Eğitim Bakanlığı. (2007c). Ortaöğretim 9. sınıf fizik dersi öğretim programı,Ankara.
38. Milli Eğitim Bakanlığı. (2007d). Ortaöğretim 9. sınıf biyoloji dersi öğretim programı, Ankara.
39. Milli Eğitim Bakanlığı. (2010a). PISA 2009 Uluslararası öğrenci başarılarını değerlendirme programı ulusal ön rapor, Ankara.
40. Milli Eğitim Bakanlığı. (2010b). Uluslararası öğretmen ve öğrenme araştırması (Teaching and Learning International Survey [TALIS]) Türkiye ulusal raporu, Ankara.
41. Milli Eğitim Bakanlığı. (2010c). 5. sınıf fen ve teknoloji ders kitabı. İstanbul: Bediralp Matbaacılık.
42. Milli Eğitim Bakanlığı. (2012). İlköğretim 4. sınıf ders ve öğrenci çalışma kitabı (3.baskı). Millî Eğitim Bakanlığı Yayınları.
43. Milli Eğitim Bakanlığı. (2013a). Ortaöğretim (9, 10, 11 ve 12. sınıflar ) kimya dersi öğretim programı, Ankara.
44. Milli Eğitim Bakanlığı. (2013b). İlköğretim kurumları (ilkokullar ve ortaokullar) fen bilimleri dersi (3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı, Ankara.
45. Milli Eğitim Bakanlığı. (2013c). Ortaöğretim (9, 10, 11 ve 12. sınıflar ) fizik dersi öğretim programı, Ankara.
46. Morgil,İ., Yılmaz, A. ve Özyalçın, Ö. (2002, Eylül). Temel kimya derslerinde öğrencilerin kavramları anlama ve sayısal problemleri çözme başarıları arasındaki ilişki, V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
47. Nakhleh, M.B. (1992.). Why some students don’t learn chemistry. Journal of Chemical Education, 69 (3), 191-196.
48. National Research Council [NRC]. (1996). National science education standards. Washington, DC: The National Academies Press.
49. Osborne, J. & Dillon, J. (2008). Science education in Europe: Critical reflections, a report to the nuffield foundation, King’s College London.
50. Özcan, S. ve Oluk, S. (2007). İlköğretim fen bilgisi derslerinde kullanılan soruların Piaget ve Bloom taksonomisine göre analizi. D.Ü. Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 8, 61-68.
51. Özden, M. (2007). 2006 Öğrenci Seçme Sınavı (ÖSS) kimya sorularının kapsam ve düzey yönünden değerlendirilmesi. D.Ü. Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 9, 84- 92.
52. Özmen, H. (2005). 1990-2005 ÖSS sınavlarındaki kimya sorularının konu alanlarına ve Bloom taksonomisine göre incelenmesi, Eğitim Araştırmaları Dergisi, 21, 187 – 199.
53. Rudolph, J. L. & Stewart, J. (1998). Evolution and the nature of science: On the historical discord and its implications for education. Journal of Research in Science Teaching, 35 (10), 1069-1089.
54. Salmon, W.C. (1984). Scientific explanation and the causal structure of the world. Princeton, NJ: Princeton University Press.
55. Salmon, W.C. (1989). Four decades of scientific explanation. Minneapolis: University of Minnesota Press.
56. Salmon, W. C. (1998). Causality and explanation. New York, Oxford: Oxford University Press.
57. Sandoval, W.A. & Reiser, B.J. (2004). Explanation-driven inquiry: Integrating conceptual and epistemic scaffolds for scientific inquiry. Science Education, 88 (3), 345-372.
58. Smith, K.J. & Metz, P.A. (1996). Evaluating student understanding of solution chemistry through microscopic representations. Journal of Chemical Education, 73, 233- 235.
59. Strevens, M. (2006). Scientific explanation. M. Borchert (Ed.), Encyclopedia of Philosophy, second edition. Macmillan Reference USA, Detroit.
60. Toulmin, S. (2003). The uses of argument. (Updated Edition) UK: Cambridge University Press.
61. URL1.http://www.tdk.gov.tr/index.php?option=com_gts&arama=gts&guid=TDK.GTS.55 49b627d717c6. 74311777 adresinden 03.05.2015 tarihinde edinilmiştir.
62. Van Fraassen, B.C. (1980). The scientific image. Oxford, England: Clarendon.
63. Yaman, F. (2012). Bilgisayara dayalı tahmin-gözlem-açıklama (TGA) etkinliklerinin öğrencilerin asit-baz kimyasına yönelik kavramsal anlamalarına etkisi: Türkiye ve ABD örneği, Yayınlanmamış doktora tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
64. Yaman, S. ve Yalçın, N. (2005). Fen bilgisi öğretiminde probleme dayalı öğrenme yaklaşımının yaratıcı düşünme becerisine etkisi. İlköğretim Online, 4 (1), 42-52.
65. Yaşar, Ş. (1998). Çağdaş Bilim Anlayışı. G. Can, (Ed.). Çağdaş Yaşam Çağdaş İnsan içinde (s. 153-160). Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi Yayınları.
66. Yıldırım, A., İlhan, N., Şekerci, A.R. ve Sözbilir, M. (2014). Fen Ve Teknoloji Öğretmenlerinin Eğitim Araştırmalarını Takip Etme, Anlama ve Uygulamalarda Kullanma Düzeyleri: Erzurum ve Erzincan Örneği. Kastamonu Eğitim Dergisi, 22(1), 81-100.