Robert Karplus

Robert Karplus (23 Şubat 1927 - 20 Mart 1990) bir teorik fizikçi ve fen eğitimi alanında liderdi.
Erken dönem
Robert Karplus, 1938'de Almanların Avusturyayı işgaline kadar yaşadığı Viyana'da doğdu. Anschlus'tan kaçmak için annesi ve erkek kardeşiyle birlikte göç etti. İsviçre'de altı ay kaldıktan sonra aile Amerika Birleşik Devletleri'ne taşındı ve Boston bölgesine yerleşti. 1943'te Harvard Üniversitesi'ne girdi ve doktora derecesini yirmi bir yaşında tamamladı. E. Bright Wilson danışmanlığındaki tezi mikrodalga spektroskopisi üzerine idi ve hem deneysel hem de teorik çalışmaları içeriyordu. Parlaklığı, özgünlüğü, enerjisi ve neşeli, pozitif görünümünden dolayı çalıştığı kişiler tarafından fark edildi.
Büyükbabası Johann Paul Karplus (1866-1936) Viyana Üniversitesi'nde çok beğenilen bir psikiyatri profesörüdür. Karplus ünlü sosyolog, filozof ve müzikolog Theodor W. Adorno'nun yeğeni ve fizikçi Robert von Lieben'in torunudur. Erkek kardeşi, Nobel ödüllü Martin Karplus, bir Harvard kimyageriydi.
Fizikte erken kariyer
Karplus, eğitimini tamamladıktan sonra, Princeton'daki Institute for Advanced Study'de çalıştı ve orada henüz test edilmemiş kuantum elektrodinamiği teorisinin (QED) geliştirilmesine ilgi duydu. Elektron manyetik momenti çeşitli deneyler vasıtasıyla çok hassas bir şekilde tespit edilmişti ancak deneysel veriler kuantum mekaniğine dayalı en iyi teorik hesaplamaların sonuçlarıyla çelişmekteydi. QED temelli bir hesaplamanın deneysel sonuçlarla uyuşup uyuşmayacağını bilmeye fizikçiler arasında büyük ilgi vardı, ancak QED'in belirsizliği ve karmaşıklığı nedeniyle, o ana kadar böyle bir hesaplama yapılamamıştı. Karplus, Norman Kroll ile işbirliği içinde, elektronun manyetik momentinin değerini hesaplamak için QED'i kullandı. Bu, her iki adamdan da bir yıldan fazla bir yoğun çaba gerektiren çok zor bir hesaptı; sonuçları ve deneysel ölçümler arasındaki uyuşma, QED'in ilk, çarpıcı onayıydı.
Karplus, teorik fizik alanındaki çalışmalarını 10 yıldan uzun süre, 1950'den 1954'e kadar Harvard'da ve daha sonra Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de, sürdürdü.
Aile hayatı
1948'de Karplus, Harvard'da düzenlediği uluslararası bir halk dansları grubunda tanıştığı Elizabeth Frazier ile evlendi. 1950-1962 arasında doğmuş yedi çocuğu vardı. En büyük çocuk olan Beverly, 7 yaşındayken babası Robert Karplus'u, kendi sınıfına (3. sınıf) bir Wimshurst makinesini kullanarak elektrik konusunda bir fen bilgisi dersi verdiği sunuma davet etmiştir. Ne yazık ki, sunumda çocuklar gösteriden hoşlanırken, ders kavramsal bir felaketti. Bu, Karplus'u bilimin nasıl daha iyi öğretileceğini düşünmeye teşvik etti. Diğer çocukları okula başladığında, okuldaki bazı "göster ve anlat" derslerini" ziyaret etmeye devam etti. Çocuklarıyla ve sınıf arkadaşlarıyla konuşarak, çocukların öğrenmesi, akıl yürütmesi ve bilim kavramı gelişimi ile daha fazla ilgilenmeye başladı.
Fen eğitiminde ikinci kariyer
Birkaç yıl içinde, Karplus kariyerini - teorik fizikten, fen ve matematik öğrenimi üzerine araştırmalara ve ardından müfredat geliştiriciiğe kadar - değiştirmişti. Karplus, çeşitli psikologları, özellikle Jean Piaget'i inceleyerek, düşünce ve muhakemenin gelişimi hakkında bilinenleri çabucak öğrendi. Karakteristik olarak, Karplus da hemen çocuk düşüncesine, kanıt toplamaya ve kendi yorumunu ve gözlemlediğine dair açıklamalarını geliştirmeye ilişkin kendi sorularını oluşturmaya başladı.
Tesadüfen Karplus'ın yeni tutkusu, Sputnik sonrası ABD fen eğitimini yükseltmek için harcanan çaba dalgası ile çakıştı. 50'li yılların sonunda başlayarak, birçok bilim adamı da kendilerini fen eğitimine ve okullara adadılar, ancak Karplus başlangıçtan beri ilköğretim düzeyinde bir liderdi. Başlangıçta, Ulusal Bilim Vakfı'nda (National Science Foundation/NSF) ilköğretim düzeyinde fen bilgisi müfredat projelerini finanse etmek konusunda büyük bir isteksizlik vardı fakat bu durum 1959' da Karplus ve üç meslektaşının, ilköğretim düzeyinde bilim içeriğinin geliştirilmesi için ilk NSF hibesini aldığında değişti. Bu çalışma, Bilim Müfredatı Geliştirme Çalışması (Science Curriculum Improvement Study-SCIS) olarak adlandırılan 15 yıllık anıtsal bir çabaya dönüşmüştür. Karplus ve Herbert D. Thier yönetiminde SCIS, K-6 dereceleri için hem fiziksel hem de biyolojik bilimlerde kapsamlı, tam olarak test edilmiş, uygulamalı, laboratuvar tabanlı bir program haline geldi.
Robert Karplus, SCIS ilköğretim fen materyallerini, öğretmenlerin öğrencilerin fen öğrenmelerini ve zevk almasını sağlarken, öğretmenlerin bu materyalleri başarıyla kullanmalarını sağlayacak sistematik bir öğretim sürecine dönüştürmenin önemini fark etti. Diğer sorumlular ile birlikte öğrenme döngüsü öğretim stratejisini geliştirdi.
Karplus, Piaget'in teorisini üniversite öğrencileri ve yetişkinler için genişletti. Piaget'in teorisi dört aşamayı içeriyordu. Teori çocukların çoğunun, 16 yaş civarlarında 3. aşamadan (somut operasyonlar) 4. aşamaya (soyut muhakeme) geçiş yaptığını tespit ederek çocukların düşüncelerini ayrıntılı olarak belgeliyordu. Ancak Karplus, Piaget'in metodolojisini daha yaşlı gruplar için genişletti ve bu bireylerin çoğunun bilimsel, mantıksal ve matematiksel problemlerin çözümünde soyut akıl yürütme yeteneklerinde önemli boşluklar olduğunu buldu. Karplus'un en ünlü orantılı akıl yürütme sınavı Mr. Tall-Mr. Short 'du. Karplus, üniversite öğrencilerinin ve yetişkinlerin düşünmesinin ayrıntılarını araştırdı ve belgeledi.
Daha sonraki yaşamı
1982 yılının Haziran ayında, Washington, Seattle'daki Green Lake'te koşu yaparken Karplus, akademik kariyerine son veren şiddetli bir kalp krizi geçirdi. Sekiz yıllık bir hastalıktan sonra, 20 Mart 1990'da öldü.
Onur, ödül ve kitaplar
Onurlar ve ödüller
Amerikan Fizik Topluluğu Üyesi
Seçkin Hizmet Atıfları, Amerikan Fizik Öğretmenleri Birliği, 1972
Ulusal Fen Öğretmenleri Birliği Fen Eğitimine Seçkin Hizmet Ödülü, 1978
Amerikan Fizik Öğretmenleri Birliği Başkanı, 1977
Onursal derece, Felsefe Doktoru, Gothenburg Üniversitesi, 1980
Oersted Madalyası, Amerikan Fizik Öğretmenleri Birliği, 1981
Kitaplar
R. Karplus and H. D. Thier., A New Look at Elementary School Science. Chicago: Rand McNally and Co., 1967.
R. Karplus, Introductory Physics: A Model Approach. W. A. Benjamin, New York, 1969; reissued in 2003 by Fernand Brunschwig (editor), Captains Engineering Services (publisher).
R. Karplus (Ed.), Physics and Man, W. A. Benjamin, Inc., New York, 1970.