Fizik öğretiminde bilim tarihi: Sarkaç örneği
History of science in teaching physics: Pendulum sample
Yazar: SELDA ATLI
Danışman: PROF. DR. ŞEBNEM İNĞEÇ
Gazi Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Fizik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Aday öğretmenler = Candidate teachers ; Bilim tarihi = History of science ; Eğitim yöntemleri = Education methods ; Fizik eğitimi = Physics education ; Fizik öğretimi = Physics teaching ; Sarkaç sistemi = Pendulum system

Özet:
Bu araştırmanın amacı; fizik öğretmen adaylarının bilim tarihinden hangi konularda, hangi yaklaşımı kullandıklarını "sarkaç tarihi" kapsamında araştırmak ve bu esnada edindikleri deneyimlerden yararlanmaktır. Araştırmanın sarkaç tarihi kapsamında yürütülmesinin iki nedeni vardır. Birinci nedeni Galileo ve Newton gibi bilimsel devrimlerin tüm öncü çehrelerin merkez konularından biri olmasıdır. İkinci nedeni ise alan yazında sarkacın modern bilimin gelişmesinde önemli bir konu olduğu ve bu durumun ders kitaplarında yeterince yansıtılamadığına yönelik yapılan vurgudur. Ayrıca sarkaç tarihi bilimsel yöntem, epistemoloji ve bilimsel süreç becerileri gibi pek çok unsuru içinde barındırmaktadır. Bu araştırma 15 kadın, 4 erkek olmak üzere toplam 19 fizik öğretmen adayının katılımıyla gerçekleştirilmiş nitel bir çalışmadır. Çalışma grubu amaçlı örnekleme yöntemlerinden ölçüt örnekleme yöntemi ile oluşturulmuştur. Bu ölçütler; bilim tarihi dersini almış veya alıyor olmak, bilim tarihi dersi kapsamında gerçekleştirilen etkinliklere katılmış olmak, bilim tarihi dersi kapsamında verilen ödevi istenen koşulları sağlayacak şekilde yapmış olmak ve gönüllü olmak şeklinde belirlenmiştir. Araştırma iki saatlik bilim tarihi dersi kapsamında beş haftalık bir süreçte gerçekleştirilmiştir. Alan yazın taraması yapılarak bilim tarihini fen öğretimi alanında kullanımına yönelik yaklaşımlar belirlenmiştir ve bu yaklaşımlardan sekiz tanesi seçilmiştir. Seçilen yaklaşımlar yapısı göz önüne alınarak iki strateji altında toplanmıştır. 1. stratejide "aydınlatma yaklaşımı", "modül yaklaşımı" ve "tarih yaklaşımı",
2. stratejide ise "kesikli hikaye biçimi", "hikaye biçimi", "etkileşimli tarihi kesitler", "ikili zıtlıklar biçimi" ve "tarihsel kısa hikayeler" yer almıştır. 1. ve 2. yaklaşım hakkında katılımcılar bilgilendirilmiş ve her bir yaklaşım için örnekler verilmiştir. Fizik öğretmen adaylarından sarkaç tarihini her bir strateji için seçtikleri birer yaklaşımı fizik dersi öğretim programı kapsamında fizik konusuna uyarlamaları istenmiştir ve ödev olarak verilmiştir. Bu çerçevede katılımcıların yaptıkları etkinlikler yazılı olarak rapor halinde teslim alınmıştır. Bu uygulama sonucunda veri kaynakları ile veriler elde edilmiştir. Çalışmanın veri kaynaklarını sarkaç tarihi kapsamında fizik öğretiminde bilim tarihinden yararlanmaya yönelik görüş formu, demografik bilgi formu, yarı yapılandırılmış görüşme ve katılımcıların uyguma sonucu oluşturdukları rapordan oluşturmuştur. Araştırmacı tarafından oluşturulan fizik öğretiminde bilim tarihinden yararlanmaya yönelik görüş formu beş bölümden oluşmuştur. Bu form likert tipi, sıralama ve açık uçlu olmak üzere farklı formlar barındıran toplam 8 soru içermektedir. Bu sorular rehberliğinde 10-15 dakika süren yüz yüze görüşmeler yapılmıştır. Görüşmelerin ses kayıtları yazılı olarak bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Demografik bilgi formu ise cinsiyet, yaş, öğrenme şekli gibi katılımcıların demografik yapısını ortaya koymak amacıyla kullanılmıştır ve toplam 6 sorudan oluşmuştur. Katılımcıların etkinlik raporları stratejileri belirleyebilme, stratejileri uygulayabilme ve kapsam olmak üzere üç aşamada değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler, içerik analizi ile çözümlenmiştir. Bulgular grafik, yüzde ve frekans tabloları yardımıyla sunulmuştur. Araştırma sonucunda fizik öğretmen adaylarının basit sarkaç; düzgün çembersel hareket, Newton yasaları, dalgalar, enerji, momentum, basit harmonik hareket ve dairesel hareket olmak üzere toplam yedi farklı konuya uyarladıkları görülmüştür. Frekansın en fazla basit harmonik hareket konusunda olduğu belirlenmiştir. Araştırma sonucunda fizik öğretmen adaylarının en çok aydınlatma yaklaşımını tercih ettikleri, "kesikli hikâye biçimi" yaklaşımını uyarlayabilme eğiliminde olduklarını ancak hikâye biçimini temel alan yaklaşımları birbirlerinden ayırt etme açısından zorlandıkları görülmüştür. En çok zorlanılan yaklaşım "modül yaklaşımı" olmuştur. Katılımcıların sarkaç tarihini fizik konularına uyarlarken kronolojik sıralamada, Tarihsel hikâye bulup uyarlama kısmında, zorlandıkları tespit edilmiştir. Katılımcıların bilim tarihinden yararlanma düzeyini artırabilme, bilim tarihinden yararlanma yaklaşımlarında kendini yeterli durumlarına yönelik görüşleri ortaya koyulmuştur. Yapılan bu araştırmada ulaşılan sonuçlar ışığında fayda sağlamak maksadıyla önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to investigate which subjects and approaches do the prospective physics teachers use in the context of "Pendulum history" and to take advantage of their experiences and benefit from the experiences they have gained in the meantime. There are two reasons why the research is conducted within the scope of Pendulum history. The first reason is that all the leading faces of the scientific revolutions such as Galileo and Newton are one of the central issues of all the leading figures. The first reason is that it is one of the central issues of all the pioneering aspects of Scientific Revolutions such as Galileo and Newton. The second reason is that the pendulum is an important issue in the development of modern science in field literature and the emphasis that this situation is not adequately reflected in textbooks. In addition, the the history of pendulum contains many elements such as scientific method, epistemology and scientific process skills. This study was conducted with the participation of 19 prospective physics teachers, 15 female and 4 male. The study group was created by the criteria sampling method which is one of the purpose sampling methods. These criteria are defined as taking or was being taken the history of science course, participating in the activities carried out within the scope of the history of science course, doing the homework given within the scope of the history of science course in such a way as to provide the desired conditions and to be volunteering. The research was carried out in a five-week process as part of a two-hour science history course. The approaches for the use of the history of Science in the field of Science Teaching have been determined by the literature review and eight of those approaches have been chosen. The selected approaches were assembled under two strategies, by taking into account their structure. The first strategy included "illumination approach", "module approach" and "history approach", and the second strategy included "discrete story format", "story format", "interactive historical sections", "binary contrasts format" and "historical short stories". Participants were informed about the first and second approach and examples were given for each approach. Prospective physics teachers were asked to adapt the history of the pendulum to the subject of physics within the scope of the physics course curriculum and it is given as homework. In this context, the activities of the participants were delivered in written report form. As a result of this application, the data was obtained through data sources. The data sources of the study were generated from opinion form to benefit from the history of Science in physics teaching within the scope of Pendulum history, demographic data form, the semi-structured interview and the report that participants formed as a result of the application. The opinion form for taking advantage of the history of Science in physics teaching created by the researcher was composed of five parts. This form consists of a total of 8 questions that contain different forms, including likert type, sorting, and open-ended. Under the guidance of these questions, 10 to 15 minutes of face-to-face interviews were conducted. Audio recordings of the interviews were transferred to the computer as texts. The demographic data form was used to reveal the demographic structure of the participants, such as gender, age, learning style, and consisted of a total of 6 questions. Activity reports of the participants were evaluated in three stages: determining strategies, implementing strategies and scope. The data obtained is analyzed by content analysis. The findings are presented with the help of graph, percentage and frequency tables. As a result of the research, the prospective physics teachers have adapted the simple pendulum to seven different subjects: uniform circular motion, Newton's laws, waves, energy, momentum, simple harmonic motion, and circular motion. It has been determined that the maximum frequency is about simple harmonic motion. As a result of the research, it is seen that the prospective physics teachers preferred illumination approach the most, tended to adapt the" discrete story format " approach, but had difficulty distinguishing the approaches based on the story format from each other. The most difficult approach has been the "module approach". The participants were found to have difficulty finding and adapting historical stories in chronological order when adapting the history pendulum to physics subjects. To increase the level of the participants to benefit from the history of science, their views on their adequate status were put forward in the approaches to benefit from the history of science. In the light of the results obtained in this research, suggestions were made in order to benefit.