Buluş Yoluyla Öğrenme ve Anlamlı Öğrenme Yaklaşımlarının “Kimyasal Denge Tepkimeleri ve Stokiyometri İlişkisi” Konusunun Öğretiminde Kullanılması

Öz

Kimya eğitiminde bir gösteri deneyinde gerçekleşen değişimin kimyasal denge tepkimesi olup olmadığını belirlemek ve kimyasal denge problemlerini çözmek hem öğretmenlerin hem de öğrencilerin en önemli problemlerinden biridir. Bu çalışmanın amacı, buluş yolu ve anlamlı öğrenme yaklaşımları ile bir gösteri deneyinde gerçekleşen değişimin kimyasal denge tepkimesi olup olmadığının nasıl belirleneceğini ve kimyasal denge problemlerinde denge sabitinin nasıl hesaplanacağının öğretimini aşamalı olarak tasarlamaktır. Bu amaçla, problemlerin çözümünde, her bir aşamanın nasıl çözüleceğini açıklayan iki aşamalı tasarı önerilmektedir. 7 etkinliğin yer aldığı tasarımda Etkinlik 1 ilk aşama için diğer etkinlikler ise ikinci aşama için tasarlanmıştır. Etkinlik 1’in anlaşılması diğer etkinlikler için ön koşuldur. İlk aşama (etkinlik 1) gösteri deneyinde gerçekleşen bir değişimin, kimyasal denge tepkimesi olup olmadığına nasıl karar verileceğini açıklamaktadır. Etkinlik 1 için, dört açık uçlu gösteri deneyi tasarlanmıştır. Bu gösteri deneylerinin amacı, Le Châtelier İlkesi bağlamında sıcaklık değişiminin etkisinin gözlemlenmesidir. Etkinlik 2–7, bir kimyasal denge probleminde, denge sabiti hesaplanırken çözüm yönteminde her bir basamağın nasıl çözüleceğini göstermektedir. Etkinlik 2–7 için, on bir adet çözümlü problem verilmiştir. Tüm etkinlikler lise veya lisans düzeyindeki kimya eğitimi öğrencilerinin kimyasal denge konusu ile ilgili kavramları, Denge Teorisi ve Le Châtelier İlkesi’ni (Etki Tepki İlkesi) öğrenmelerinde yararlı olabilir. Bu etkinlikler ile öğrencilerin kimyasal denge konusunu anlamlı bir şekilde öğrenebilecekleri ve Stokiyometri bağlamında denge sabitini kolay bir şekilde hesaplayabilecekleri söylenebilir.

Anahtar Kelimeler

• Kimyasal Denge
• Stokiyometri
• Le Châtelier İlkesi
• gösteri deneyi
• denge teorisi
• dinamik denge

Use of Inventional and Meaningful Learning Approaches in Teaching “The Relationship Between Stociometry and Chemical Equilibrium Reactions"

Öz

The determination whether a change occurring in a demonstration experiment is a chemical equilibrium reaction and solving equilibrium problems are some of the most important problems for both teachers and students in chemistry education. This study aims to gradually design the teaching of how to determine whether the change occurring in a demonstration experiment is a chemical equilibrium reaction, and how to calculate the equilibrium constant in chemical equilibrium problems through invention and meaningful learning approaches. For this purpose, a two-stage design that explains each stage in solving problems is proposed. In the design including 7 activities, Activity 1 was designed for the first stage and the other activities for the second stage. Understanding Activity 1 is a prerequisite for other activities. The first stage (activity 1) explains how to decide whether a change that occurs in the demonstration experiment is a chemical equilibrium reaction. For Activity 1, four open-ended demonstration experiments whose aim is to observe the effect of temperature change in the context of the Le Châtelier Principle are designed. Activity 2-7 shows how to solve the problem in each stage in the solution method when calculating the equilibrium constant in a chemical equilibrium problem. For Activity 2-7, eleven problems with solutions are given. All activities can be useful for high school or undergraduate chemistry students while learning the concepts of chemical equilibrium, Equilibrium Theory and Le Châtelier Principle. It can be said that via these activities, students will be able to learn the subject of chemical equilibrium in a meaningful way and calculate the equilibrium constant easily in the context of stoichiometry.

Anahtar Kelimeler

• Chemical equilibrium
• Stoichiometry
• Le Châtelier Principle
• demonstration experiment
• equilibrium theory

Kaynakça

1. Akman, Y. & Erden, M., Eğitim Psikolojisi: Gelişim-Öğrenme-Öğretme. Ankara: Arkadaş Yayınevi, (1997).
2. Aydın, A., Gelişim ve Öğrenme Psikolojisi. Bursa: Alfa Kitabevi, (2001).
3. Cheung, D., The Adverse Effects of Le Châtelier’s Principle on Teacher Understanding of Chemical Equilibrium, Journal of Chemical Education, 86(4), 514-518, (2009).
4. Coloman, W. F. & Wildman, R. J., “From Our Peer-Previewed Collection, Journal of Chemical Education, 80(4), 456, (2003).
5. Eilks, I. & Gulaçar, Ö., A Colorful Demonstration to Visualize and Inquire into Essential Elements of Chemical Equilibrium, Journal of Chemical Education, 93(11), 1904−1907, (2016).
6. Eilks, I., Gulaçar Ö. & Sandoval J., Thinking Acid-Base Chemistry and Chemical Equilibrium: Exploring the Mysterious Substance, X and Y: Challenging Students, Journal of Chemical Education, 95(4) 601−604, (2018).
7. Ergül, S., Three Hypothetical Problems For Quantitative Precipitation, Chemistry: Bulgarian Journal of Science Education, 24(2), 247-255, (2015).
8. Ergül, S., Nine Hypothetical Problems For Linkage Between Qualtitative Analysis and Stoichiometric Calculations, Chemistry: Bulgarian Journal of Science Education, 27(4), 598-614, (2018).

9. Ergül, S., Sarıtaş, D. & Özcan, H., Hipotetik TGA (Tahmin-Gözlem-Açıklama) Döngüsü ile Kimyasal Değişimin Doğasının Öğretimi: Asit Baz İndikatör Tepkimesi Örneği, BAUN Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22(2), 490-506, (2020).
10. Fidan, N. & Erden, M. Eğitim Bilimine Giriş. Ankara: Kadıoğlu Matbaası (1986).
11. Gallet, C., Problem Solving Teaching in the Chemistry Laboratory: Leaving the Cooks…, Journal of Chemical Education, 75(1), 72, (1998).
12. Hackathorn, J., Solomon, E. D., Blankmeyer, K. L., Tennial, R. E. & Garczynski, A. M., Learning by Doing: An Empirical Study of Active Teaching Techniques, Journal of Effective Teaching, 11(2), 40-54, (2011).
13. Hennis, A. D., Highberger, C, S. & Schreiner, S., Formation and Dimerization: A General Chemistry Experiment, J Journal of Chemical Education, 74(11), 1340-1342, (1997).
14. Ihde, J., Le Chatelier and The Chemical Equilibrium, Journal of Chemical Education, 66(3), 238-239, (1989).
15. Pimental G. C., Chemistry: An experimental science. Chemical education material study. London: W. H.Freeman and Company, (1963).
16. Senemoğlu, N., Gelişim Öğrenme ve Öğretim Kuramdan Uygulamaya. Ankara: Gazi Kitabevi, (2001).
17. Sarıtaş, D. ve Tufan, Y., (2013). İndirgemecilik Açısından Kimya Öğretiminde Makro ve Mikro Bilgi Seviyeleri, GEFAD / GUJGEF, 33(2), 165-192.