Biyoloji Eğitiminde Yeni Gelişmeler

BİYOLOJİ EĞİTİMİNDE YENİ GELİŞMELER
Gülşah AŞILIOĞLU, Özge AYTAÇ
Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi, Biyoloji Eğitimi A.B.D., ANKARA
ÖZET: Biyoloji yeni gelişmelere açık, sürekli ilerleyen ve hayatla iç içe olan bir bilimdir. Bir ders olarak biyoloji
öğrencilere neler verebiliyor? Yani biyoloji eğitiminde gerçekten etkili bir eğitim sağlanabiliyor mu? Bu soruya en güzel
cevabı yapılan çalışmalarla verebiliriz. 1991’den başlayarak 2002’yi de kapsayan yıllarda yurt dışında biyoloji eğitimi ile
ilgili yapılan araştırmalar incelenmiş ve bunlardan dikkat çekici olanlar seçilerek, bu posterde yer verilmiştir. Journal of
Biolojical Education, Science Education, American Biology Teacher, Journal of Science Teacher Education,
Journal of Science Education and Tecnology, Educational Research, dergilerinden yararlanılarak yaklaşık olarak
500 makale değerlendirilmiş , öğrencilerin ve öğretmenlerin gözüyle, çeşitli biyoloji konularının nasıl
anlaşıldığından, kullanılan kaynakların yeterliliğinden, biyoloji eğitiminde karşılaşılan öğrenme güçlüklerinden,
yeni yöntemlerin verimliliğinden ve kullanılışlığından, evrim konusunun öğretilmesinden, görsel öğrenmenin
öneminden, genetik, bitkilerde taşıma sistemi, difüzyon-osmoz, laktik asit fermantasyonu gibi konuların
kavranmasının kolaylaştırılmasından, öğrencilerin canlılık üzerine, ekoloji ve hayvanların sınıflandırılması
üzerine görüşlerinden bahseden araştırmalar incelenmiş, aralarından seçilen üç araştırmaya değinilmiş,
çalışmaların içeriklerine ve sonuçlarına yer verilmiştir.. .
1. GİRİŞ
Günümüzde biyoloji eğitimi, eğitim bilimleri ve teknolojilerinin gelişmesine paralel olarak
kendini yenilemektedir. Uygulanan bu yöntemler ve teknikler acaba ne kadar doğrudur?
Biyoloji eğitimini geliştirmek amacıyla, özellikle yurt dışında yapılan araştırmalar bu posterde
incelenmiş ve öğrencilerin konuları öğrenirken yaşadıkları kavram kargaşaları, çeşitli konulara karşı
öğrenci öğretmen tutumları, karşılaşılan öğrenme güçlükleri ve geliştirilen yeni yöntemler üzerinde
durulan araştırmalardan bazılarına yer verilmiştir.
2. BÖLÜM I
Biyoloji eğitimi araştırmalarında çoğunlukla yeni öğretim yöntemleri geliştirmek
amaçlanmaktadır. Biyoloji eğitiminin ezber bilgilere dayandırılmasından çok öğrencilerin beyinlerinde
kalıcı bilgiler oluşturabilmek ve biyoloji konularını karşılaştırma ve yorumlama yeteneği
kazandırabilmek için öğretim yöntemleri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu tür bir çalışma 2000
yılında Hong Kong’da Din Yan Yip tarafından yapılmıştır. Çalışmada laktik asit fermantasyonu
konusunun öğretiminde ve öğreniminde zorluklar yaşandığı belirtilmiş ve yeni bir öğretim yöntemi
geliştirilmiştir.
2.1. Araştırmanın Metodu
2000 yılında Hong Kong eğitim sertifikası sınavındaki biyoloji soruları ile öğrencilerin insanda
ki anaerobik solunumun doğasını ve rolünü anlamaları değerlendirilmiştir.
2.2. Kelime Denklemi
Sertifika seviyesindeki öğrencilerden (11.yıl) iskelet kaslarında gerçekleşen laktik asit
fermantasyonu sürecini basit bir kelime denklemi ile göstermeleri istenmiştir. Örneğin:
Besin (glikoz)
laktik asit + enerji
Adayların çoğu kelime denklemine çeşitli alternatif cevaplar vermişlerdir. Doğru ve
yanlış fikirlerin, öğrencilerin cevaplarına göre analizi Tablo 2.1’de örneklenmiştir.
Tablo 2.1. Adayların cevapları
Adayların cevapları
%
1) glikoz
laktik asit (doğru cevap)
31,5
2) glikoz
laktik asit + karbondioksit
35,5
3) glikoz + oksijen
laktik asit (+ karbondioksit)
20,8
4) Diğer
12,2
Adaylardan bazıları (%20,8) kelime denklemine oksijeni de reaksiyona girenler arasında
göstermiştir. Bu yanlışlık öğrencilerin laktik asit oluşumunun oksijensiz yoldan üretildiğini bilmediği
sonucunu verir. Buna rağmen bunu söyleyen adaylar soruların ikinci kısmında laktik asit
fermantasyonunun oksijen yetersizliğinde olduğunu bildiklerini göstermişlerdir. Buradan anlaşılacağı
gibi öğrenciler oksijen yetersizliği denildiği için bu sürecin az da olsa, oksijen varlığında olduğunu
düşünmüşlerdir. Diğer, olarak adlandırılan gruptaki öğrencilerin genel olarak aerobik ve anerobik
solunumları anlamada eksiklikleri vardır.
Bu araştırmada öğrencilerin laktik asit fermantasyonu konusunda kavram yanılgıları olduğu
belirlenmiş ve bu yanılgıları giderebilecek bir öğretim stratejisi sunulmuştur.
2.2. Anlamayı Kolaylaştırıcı Bir Öğretim Stratejisi
İnsanlarda aerobik ve anerobik solunum mekanizmalarını anlatırken öğretmenler şu öğrenim
problemlerini zihinlerinde taşımalıdırlar:
• Egzersiz sırasında iki solunum süreci arasındaki kompleks ilişkiyi, öğrencilerin bilgi
düzeylerine uygun nasıl sunmak gerekir?
• Çok fazla kimyasal detaya inmeden iki süreç arasındaki enerji üretim farkını öğrencilerin
anlamasına nasıl yardımcı olunur?
Öğrencilerin alternatif fikirlerine karşılık aerobik solunumun mekanizmasını anlamayı
kolaylaştırıcı bir diyagram Şekil 2.1’de sunulmuştur. Bu diyagram alelade kelime denkleminden daha
kullanışlıdır. Öğrencilere gözlerinde canlandırma ve anlama imkanı sağlayan diyagram aşağıdaki
noktalara değinmiştir:
• Bütün yol enzimlerle kontrol edilen bir reaksiyon serisinden oluşmuştur.
• Glikoz molekülü basit bileşenlerine parçalanır ve sonuçta karbondioksite dönüşür.
• Enerji basamak basamak az miktarlarda ortaya çıkar ve hücre tarafından kullanılır.
• Oksijen en son basamakta gereklidir.
• Zorlu egzersiz sırasında bir yandan oksijenli solunum devam ederken, bir yandan da ek
enerji sağlamak için laktik asit fermantasyonu gerçekleşir.
Kelime denklemi ile karşılaştırıldığında basamak diyagramı daha basitleştirilmiştir. Bütün
süreçteki değişikliklerin kısa bir resmini içermektedir. Bu, öğrencilerin aerobik ve anerobik solunum
arasındaki ilişkiyi anlamalarına yardımcı olur.
Araştırıcı üç adet diyagram kullanmıştır. Bunlardan birincisi aerobik solunumun şeklini
içermektedir. İkincisi aerobik solunum ile alkolik fermantasyon arasındaki ilişkiyi göstermektedir.
belirtilmiştir. Diyagram O2 yokluğunda anerobik solunum yolunu maya hücrelerinde göstermektedir;
öğrenciler etanol ve CO2 oluşumu ile ilgili bilgi edinebilir, besinin tam olarak parçalanmadığını
görebilir ve neden daha az enerji elde edildiğini anlayabilirler. Üçüncü diyagram ise şekil 2.1’de
görülen laktik asit fermantasyonu diyagramıdır.
Şekil 2.1. Laktik Asit Fermantasyonu
Bu diyagram ile zorlu egzersiz sırasıa kas hücrelerinin oksijenli solunuma devam ettiği ve
anerobik solunumun ek enerji elde etmek için ortaya çıktığı daha kolay bir şekilde anlaşılabilecektir.
2.3. Değerlendirme
Biyoloji sertifika seviye sınavındaki sonuçlar değerlendirildiğinde; öğrencilerin laktik asit
fermantasyonunun kimyasal sunumunda çok zayıf oldukları ortaya çıkmıştır. Zorlu kas aktivitesinde
gerçekleşen olaylarla ilgili doğru olmayan alternatif fikirler öne sürmüşlerdir. Alternatif yanlış
fikirlerin gelişmesini önlemek için öğretmenlerin etkili öğretim stratejilerine ihtiyaçları vardır. Bu
çalışmada mantıklı öğrenmeyi kolaylaştırmak için bir seri diyagram dizayn edilmiştir. Bu
diyagramlara göre öğrenciler aerobik solunum olayının zihinsel resmini akıllarında tutabilecekler.
Kimyasal detayları ezberlemeden, substratın solunumda basamak basamak parçalanmasını ve enerji
elde edilmesini gözleyebilecekler. Bu diyagramlarla temel bir bilgi verilip aerobik solunumun mantığı
anlaşıldıktan sonra kompleks bilgiler bunun üzerine rahatlıkla anlatılabilecektir.(Yip, 2000).
3. BÖLÜM II
Biyoloji eğitimi araştırmalarında göze çarpan bir konu da, öğretmenlerin biyoloji konularına
karşı tutumlarıdır. Biyoloji öğretmenlerinin, öğrettikleri konuları sevip, sevmeme; inanıp, inanmama
durumlarına veya konuya ilgilerine göre öğretimde etkili olma dereceleri değişmektedir. Çoğunlukla
öğretmenlerin, kendi ilgilerini çeken ve sevdikleri konuları daha iyi öğrettikleri göze çarpmaktadır.
Bu tür bir araştırma Amerika’da 2002 yılında Michael Rutledge ve Melissa Mitchell tarafından
yapılmıştır. Çalışmada öğretmenlerin Evrim konusuna karşı tutumlarının konuyu öğretimlerini
etkileyip etkilemediği araştırılmıştır.
3.1. Araştırmanın Metodu
Bu çalışmada bir kavram haritası aktivitesine ek olarak sorular, 989 Hindistan lise öğretmenine
mail olarak gönderilmiştir. Öğretmenlerden Evrim konusu ile ilgili kavram haritaları yapmaları
istenmiştir. Sorular ise öğretmenlerin evrimi öğretmeleri ve akademik geçmişleri hakkında maddeler
içermektedir. 552 (%56) öğretmen, sorulara cevap vermiştir. 235 (%24) öğretmen kavram haritası
aktivitesini de tamamlamıştır.
3.2. Araştırmanın Sonuçları
Öğretmenlere verilen sorularda öğretmenlerin akademik geçmişleri (biyoloji kredi saatleri,
evrimle ilgili kurs, doğa ile ilgili kurs, bilim felsefesi), evrim öğretimleri (kaç gün, müfredattaki yeri)
ve evrimi kabul edip etmedikleri sorulmuştur.
Öğretmenlerin %33’ünün evrim konusuna üç günden az zaman ayırdıkları görülmüştür. %43’ü
konuyu öğretme yöntemlerini, ‘kaçınma’ veya ‘kısaca adını anma’ olarak değerlendirmişlerdir. Veriler
öğretmenin evrimi kabul edişi arttıkça evrime ayırdığı zamanın da arttığını açığa vurmuştur.
3.3. Kavram Haritaları
Kavram haritası aktivitesinin amacı öğretmenlerin evrim ile ilgili bilgi yapılarını ve
kavramlarını açık uçlu bir metotla öğrenmektir. Kavram haritaları ‘kabul etmeyen’, ‘kararsız’ ve
‘kabul eden’ olarak gruplara ayrılmıştır.
Evrimi kabul eden öğretmenler %67 gibi bir oranı içine almaktadır. Fakat bunlardan %59’u
kavram haritasını tamamlamıştır. %27’si kararsız olduğunu belirtmiş ve bunlardan %19’u kavram
haritalarını tamamlamıştır. Kabul etmeyenler %19’dur ve bunlardan %14’ü kavram haritalarını
tamamlamıştır.
Evrim teorisini kabul etmeyen öğretmenlerin hazırladığı kavram haritaları çok sınırlı
kelimelerden oluşmaktadır. Bu tarz kavram haritası hazırlayan öğretmenlerin çoğunluğu Evrim
konusunu öğretirken sadece değinip geçtiklerini belirtmişlerdir. Evrim teorisini kabul etmeyen
öğretmenlerin kavram haritalarında yaratılış görüşü hakimdir. Evrim’in sadece bir teori olduğu ve az
kanıtla desteklendiği fikri yaygındır. Bu gruptaki öğretmenlerin haritaları evrim teorisini
reddetmişlerdir ve evrimin mekanizması hakkında eksiklikleri bulunmaktadır. Verdikleri detaylar
evrim teorisinin tarihsel görünüşü ile sınırlıdır. Kavramlar arasında kurdukları ilişkiler bu
öğretmenlerin bilimsel teorileri anlamada zorlukları olduğunu göstermiştir. Bilimsel olmayan inanca
dayalı kavramları haritalara yerleştirmeleri evrimin anlaşılmasının kişisel inanca bağlı olduğunu
göstermiştir.
Kararsız gruba giren öğretmenlerin kavram haritalarında yaratılış görüşü ve evrim teorisine eşit
miktarda yer verildiği gözlenmiştir. Kabul etmeyen gruba göre biraz daha geniş haritalar olmakla
beraber Evrim’in az kanıtla desteklendiği belirtilmiş ve Evrim teorisinin oluşum basamaklarından da
kısaca bahsedilmiştir. Doğal seleksiyon kavramı, türleşme kavramı gibi kavramlar evrimin
mekanizması olarak belirtilmiştir.
Evrim teorisini kabul eden öğretmenlerin kavram haritalarının son derece kapsamlı olduğu
gözlenmiştir. Bu haritalarda evrim konusu ayrıntılarıyla ve kanıtlarıyla belirtilmiştir. Ayrıca Evrim
teorisini kabul eden öğretmenlerin bu konunun öğretimine daha fazla zaman ayırdıkları ortaya
çıkmıştır. Bu grubun haritalarında evrim tanıtılmış, mekanizmaları detayları ile verilmiş ve doğal
seleksiyon sürecide eklenmiştir. Genetik varyasyon, eşeyli üreme ve sınırlı kaynaklar için rekabet
kavramları haritalarda ortak olarak bulunmaktadır. Türleşme ortak kavramlardan biridir. Kabul edenler
grubunun haritaları üç grup içinde en fazla detaylı olanıdır. Kavram haritaları göstermiştir ki, bu
gruptaki öğretmenlerin bilgi yapıları diğer gruptakilere göre daha iyi ve seçkindir. Kanıtlardan
faydalanmalarından, mekanizmaya önem vermelerinden ve inançsal kavramları almamalarından bu
anlaşılmaktadır.
3.4. Değerlendirme
Öğretmenlerin akademik geçmişleri inançları ve evrimi kabul edip etmedikleri evrimi
iyi öğretip öğretmediklerini destekleyici faktörlerdir. Bilimin doğasını doğrulukla anlamayan
öğretmenler evrimin bilimsel değerleri ve arasındaki farkı ayırt etmemekte ve evrime karşıt
görüş olan, inançlı bir bakışı benimsemektedirler. Bu da evrim öğretme durumlarını
karıştırmaktadır. Bu çalışmada öğretmenlerin biyoloji konularına karşı tutumlarının ve
düşüncelerinin o konuları öğretmelerini etkilediği ortaya çıkmıştır. Liselerde evrim
öğretilmesinin geliştirilmesi için bir değerlendirme ve değiştirme hazırlık programının,
biyoloji öğretmenleri için hazırlanabileceği önerilmiştir. (Rutledge & Mitchell, 2002).
4. BÖLÜM III
Ekoloji ve Çevre sorunları okul dışı kabul edilen yaygın eğitimin içinde yer almaktadır. Bu
çalışma ile bahsedilen konularda daha yüksek bir öğrenme sağlanmak hedeflenmiştir.Doug Knapp ve
Elizabeth Barrie’nin Hindistan’da 2002 yılında yaptıkları bu çalışmada ekoloji konusunun öğretiminde
arazi gezilerinin ne derece etkil olduğunu araştırmışlardır.
4.1. Araştırmanın Metodu
Bu araştırmada ilköğretimdeki öğrencilere iki farklı çevre gezisi düzenlenmiştir. Çalışmaya
katılan öğrenciler Kuzey Hindistan’ın 4., 5., 6., sınıflardaki üç yöresel okulundan seçilmiştir. Bu
öğrenciler farklı etnik gruplardan oluşmuş öğrencilerdir. Yaklaşık 500 öğrenci toplam gezilere
katılmıştır. Hindista’nın National Lakeshore Kumullarında yarım günlük olarak sonbaharda (1997) ve
ilkbaharda (1998) olmak üzere iki kere götürülmüşlerdir.
Birinci gezi programında öğrenciler için uzun bir habitat yürüyüşü düzenlenmiştir bu yürüyüş
ile dört farklı habitatta bulunmaları sağlanmıştır böylece bu farklı yerlerdeki ışık, nem , sıcaklık gibi
abiyotik faktörler nasıldır bunları birbirleriyle karşılaştırmaları istenmiştir. Her birinde yaşayan
hayvanları ve bitkileri belirtmeleri istenmiştir.
İkinci gezi ikinci çevre gezisi ise habitatta oluşabile-cek bir takım ekolojik sonuçları
içermektedir. Mesela, öğrencilere kumulların oluşması için buzulların, rüzgarın, ağaçların rolü anlatılmıştır. Kumulların oluşmasında insanlar niçin ve nasıl etkilidir? gibi soruların cevapları öğrencilere
iletilmiş, ayrıca bu uzun yürüyüş süresince öğrencilere, önemli görülen diğer çevresel sonuçlar
anlatılmıştır.
Bu programlardan 1-2 gün önce ön test ve program bittiğinde ise son test uygulanarak analizleri
yapılmıştır. Katılan 500 öğrenciden yaklaşık %36’sı (181 öğrenci) tüm değerleri tamamlamış yani
başarılı olmuştur. Daha sonra bu testler analiz edilmesi için Hindistan Üniversitesine gönderilmiştir.
4.2. Araştırmanın Sonuçları
Şekil 4.1’e göre birinci gezi programında öğrencilerin bilgilerinin arttığı görülmüş, bu durumun
benzeri ikinci gezi programının ön testinde de görülmüştür.
Ortalama Puanlar
3
Ekoloji
Sonuçlar
2.5
2
1.5
1
Ön Test 1
Son Test 1 Ön Test 2 Son Test 2
Testlerin Zamanı
Şekil 4.1. Ortalama Bilgi Puanları
Araştırmada iki kez tekrarlanan geziler ile ilgili yapılan ön test ve son test sonuçlarına göre,
öğrencilerin bu geziler ile, öğrendiklerini hafızalarında tutmalarının kolaylaştığı gözlenmiştir.Ekolojik
bilgilerin verildiği ve habitatların gözlemlendiği, araştırmada birinci olarak belirtilen gezi, bilgileri
hafızada tutma bakımından daha başarılı olmuştur.
4.4. Değerlendirme
Doğal Parklar’da uygulanan çevre gezi programları ziyaretçilere öğretici olarak kendi doğal
çevrelerinde bilgi vermektedir. Bu geziler hem ekolojik bilgi vermekte hem de ekolojik sonuçları
öğretmektedir. Çevre gezileri artık günümüzde vazgeçilmez eğitim yöntemi haline gelmiştir.
Araştırmalar bize milyonlarca öğrencinin yaptıkları bu geziler ile bilgilerinde ve davranışlarındaki/
tutumlarındaki yanlışlıkları düzelttiklerini göstermiştir.Yapılan uzun yürüyüşler ile bilgiyi hatırda
tutma ve davranış değişimi bu çalışmada yer almıştır. Her iki gezi programında da bilgi aktarımı
olmuştur (Şekil 4.1). Bu çalışmada öğrencilerde bilgi düzeyinin arttığı görülmüştür. (Knapp & Barrie
(2001).
5. SONUÇ
Biyoloji eğitimi üzerine çok sayıda araştırma yapılmış ve biyoloji eğitiminin geliştirilmesi
öğrencilerin biyoloji konularını daha iyi öğrenerek kalıcı bilgiler edinmeleri ve bu bilgileri
yorumlayabilme yeteneklerinin kazandırılmasının amaçlandığı görülmüştür.
Ülkemizde biyoloji eğitimi araştırmalarının çok uzak geçmişi olmamasından dolayı yurt dışında
yapılan çalışmaların Türkiye’deki araştırmalar için örnek teşkil edeceği düşünülmektedir. Bu amaçla
yurt dışında yapılan çalışmalardan bazıları tanıtılmaya çalışılmış ve yeni yapılacak araştırmalar için
yol gösterici olacağı düşünülmüştür.
KAYNAKLAR
Knapp, D. ve Barrie, E.( 2001). Content Evaluation of an Envorimental Science Field Trip. Journal of
Science Education and Tecnology . Vol.10 No.4
Rutlege, M. Ve Mitchell, M. (2002). High School Biology Teachers’ Knowledge Structure,
Acceptance& Teaching of Evolution. The American Biology Teacher. Vol. 64. no.1
Yip, Y. D. (2000). Promoting a Better Understanding of Lactic Acid Fermentation. Journal of
Biyolojical Education. Vol:.35 No.1.