Lise öğrencilerinin evren hakkındaki zihinsel modellerinin incelenmesi
Investigating high school students' mental models about the universe
Yazar: ÖMER MUŞTU
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP GÜREL ; DR. HATİCE ACAR
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fizik Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Astronomi = Astronomy ; Evren = Universe ; Fizik eğitimi = Physics education ; Lise öğrencileri = High schools students ; Zihinsel modeller = Mental models

Özet:
Özellikle son yıllarda Evren'de durmaksızın yapılan keşiflerle zihnimizde var olan Evren yapısı her geçen gün değişebilmektedir. Zihnimizdeki Evren modelleri yaşadığımız dünyaya ve Evren'deki yerimize ait algımızı da şekillendirmektedir. Bu yüzden öğrencilerin doğa hakkındaki fizik yasalarını doğru öğrenmeleri kadar Evren hakkındaki zihinsel modellerinin doğru şekillenmesi de önemlidir. Öğrencilerde doğru zihinsel modeller geliştirebilmek için öncelikle onların var olan zihinsel modellerinin araştırılması gerekmektedir. Alan yazında lise öğrencelerinin Evren hakkındaki zihinsel modellerine dair kapsayıcı bir çalışma yer almamakta olup buna dair çalışmaya ihtiyaç olduğu görülmüştür. Bu bağlamda, bu araştırmada öğrenci çizimlerinden yararlanarak lise öğrencilerinin Evren hakkındaki zihinsel modellerini ortaya çıkarmak ve bu modelleri bilim tarihindeki Evren modelleri ile karşılaştırmak amaçlanmıştır. Bu araştırma nitel bir araştırma olup, araştırmada nitel araştırma tekniklerinden resim analizi ve görüşme kullanılmıştır.  Anket veya açık uçlu sorular ile öğrenciyi belli bir kavramı düşünmeye zorlamak yerine, öğrencilere sunulan resim tekniği ile veri toplanarak, öğrencilerin zihinlerinde var olan modelleri daha rahat ifade etmeleri beklenmiştir. Araştırmada lise öğrencilerinin Evren'i nasıl modellediği incelenerek, öğrencilerin gökcisimlerini nasıl betimlediği ve adlandırdığı, gökcisimlerinin hareketlerini nasıl yorumladığı ve tüm bunların yanı sıra lise öğrencilerinin Evren'de yaşam hakkında neler düşündüğü belirlenmeye çalışılmıştır.
Araştırmanın örneklemini 2014-2015 eğitim-öğretim yılında İstanbul'da bir devlet lisesinin 9. sınıfında okuyan 5 öğrenci ile 10. sınıfında okuyan 5 öğrenci olmak üzere toplam 10 lise öğrencisi oluşturmaktadır.  Araştırmanın uygulamasına geçilmeden önce aynı dönem içerisinde 1 tane 9.sınıf ve 1 tane 10.sınıf olmak üzere toplam 2 lise öğrencisi ile pilot çalışma yapılmış ve pilot çalışmanın sonuçlarına göre bazı soru tarzlarında değişikler yapılarak çalışma yeniden düzenlenmiştir. Araştırmada verilerin toplanması aşamasında katılımcılardan öncelikle 50 dakikalık bir süre zarfında zihinlerindeki Evren'in resmini çizmeleri ve çizimlerin hemen ardından resimdeki nesnelerle ilgili sözlü anlatım yapmaları istenmiştir. Sözlü anlatımlar ışığında resimlerin incelenmesinin ardından 1-2 günlük süre içerisinde öğrencilerin zihinlerindeki Evren modellerinin ayrıntıları ile incelenebilmesi için ders saatleri sonrasında boş sınıf ortamında video kaydı altında öğrenciler birebir görüşmeye alınmıştır. Görüşmeler yine öğrenci çizimleri üzerinden yürütülmüş olup öğrencilerin Evren hakkındaki görüşlerinden ve çizimlerden ortaya çıkan zihinsel modeller anlatılar şeklinde hazırlanmış ve öğrencilere bu anlatıların doğrulaması yaptırılmıştır. En son aşamada her bir öğrencinin Evren hakkındaki zihinsel modeli çizimlerle gösterilmiş ve bu modeller bilim tarihindeki Evren modelleri ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır. 
Araştırmanın sonucunda katılımcıların Evren ve Evren'de yer alan cisimlere ait görüşlerinin modern Evren modelleriyle uyuşmadığı tespit edilmiştir. Katılımcıların Evren modellerinin bir kısmında, tarihte kabul görmüş fakat şu an geçerliliğini yitirmiş modellere rastlanmıştır.  Katılımcılarda, Kopernik'in Güneş merkezli Evren modelinin yanı sıra Aristo'nun Dünya merkezli Evren modelini çağrıştıran zihinsel modellere rastlanmıştır. Katılımcılar Evren'de yer alan gökcisimleri hakkında çoğunlukla bilimsel görüşlerden farklı olan alternatif görüşler taşımaktadırlar. Katılımcıların Evren'e dair zihinsel modellerinde son derece kısıtlı sayıda gökcismi yer almaktadır ve öğrencilerin Evren'de varlığı yıllar öncesinde keşfedilmiş olan bazı gökcisimlerinden habersiz oldukları görülmüştür. Bunun yanında bazı katılımcılarda Dünya dışında yaşama dair inanışlar yer almaktadır.
Araştırma sonuçları öğrencilerin astronomi konularındaki kavramlarına ilişkin derinlemesine araştırmalar yapılmasının gerekliliğini, ayrıca bu kavramların geliştirilmesine yönelik öğretim materyallerinin ve tekniklerinin, bunun yanı sıra öğretmen niteliklerinin geliştirilmesinin gerekliliğini ortaya koymuştur.

 
Anahtar Sözcükler: Evren modelleri, görsel düşünme, zihinsel model, fizik eğitimi, astronomi.

Abstract:
Ongoing discoveries about the Universe are redefining the concept of the Universe we have in mind. The models of the Universe in our minds shape our perception of the Earth and our place in the Universe. Thus it is equally important to help students accurately learn the laws of physics, as it is to accurately shape their mental models of the Universe. In order to help students develop accurate mental models, first the existing models in their minds should be analyzed. Due to the lack of a comprehensive study about high school students' mental models of the Universe in the relevant literature, the present study has been conducted. In this context, high school students' drawings of the Universe have been analyzed to expose their mental models of the Universe and these models have been compared to those in the history of the science. Drawing analysis and interview have been employed as qualitative research tools in the present qualitative study. Instead of forcing students to think in a certain way through a survey or open-ended questions, students have been encouraged to express their mental models more freely through drawing. An analysis of high school students' models of the Universe has been made to define how students describe and name celestial bodies, interpret their movements and what they think about life in the Universe.
The sample of this study consists of five 9th grade and five 10th grade students from a public high school in Istanbul from the 2014-2015 school year. Before the implementation, a pilot study has been conducted with one 9th grade and one 10th grade students from the same school and school year, and the study has been redesigned according to the results of the pilot study. During data collection, participants have been asked to draw their mental models of the Universe in 50 minutes and then to verbally express themselves about the objects in their drawings. One day or two days after analyzing the drawings in the light of verbal presentations, students have been interviewed one by one and recorded on video in an empty class after class hours to examine their mental models of the Universe in more detail. Mental models of the participants drawn from drawings and verbal presentations have been arranged in the form of narrative, and participants have been interviewed to verify these models. During the final stage, each student's mental model of the Universe has been represented in drawings and these models have been interpreted by comparing them to the models of the Universe in the history of science. 
The present study reveals that the participants' models of the Universe and views on the relevant objects do not conform to the modern models of the Universe. A part of the participants have superseded models of the Universe that were once widely accepted. Their mental models evoke the Copernican Sun-centered model and Aristotelian Earth-centered model of the Universe. Participants mostly have alternative views to scientific views about the celestial bodies in the Universe. The number of celestial bodies found in their mental models of the Universe is very limited, and they are unaware of the celestial bodies that were discovered years ago in the Universe. Furthermore, some students believe to varying degrees in extraterrestrial life.  
The study concludes that in-depth research should be conducted on students' concepts of astronomy, and teaching materials, techniques and teachers' qualities should be improved to develop such concepts. 


Key words: Models of the Universe, visual thinking, mental model, physics teaching, astronomy.