BÖLÜM 6 (Sayfa 119-135) Gösterimlerin ve İfade Edilen Modellerin Zihinsel Modelleri Yapılandırmadaki Rolünün İncelenmesi Barbara C. Buckley, Carolyn J. Boulter GİRİŞ Bölüm 5 fen bilimlerinde bilişe dayalı tarihsel çalışmalara ve bu analiz metotlarından zihinsel modellerin doğasına bakmak için aletlerden nasıl yararlanabileceğine odaklanmıştır. Fen eğitiminde modele dayalı öğrenme ve öğretme dinamik sistemlerin analiz yollarını araştırır. Oluşturulan temel ve ulaşılabilir ifade edilen modeller ve gösterimlerin öğrenme bağlamları ve birçok seviye arasında bağlantı kurduğu görülür. Bu bölüm gösterimlerin analizi için bir metot sunar, insan kalbi ve ay tutulmasının modellerinin özel kullanımlarını sergiler ve modele dayalı öğrenmedeki onların nasıl bir işlevi olduğunu tanımlar. Biz sunulan olgunun yönlerine ve gösterimlerin bazı özelliklerinin öğrenenin zihinsel modelini yapılandırmasını nasıl kolaylaştırdığı ya da engellediğine odaklandık. Sınıfta, müzede, hayvanat bahçesinde ve aktivite merkezlerinde öğretmenler ve öğrenenler modelleri kullanma ve yapılandırma ile dünyanın olgularını anlar. Bu modeller bölüm 3’te tartıştığımız gibi gösterimlerin çeşitli formları ifade edilmiştir. Onlar grafikler, resimler ve formüller ya da metaforlar ve hareketler gibi söylenen ya da somut materyal nesneler gibi yazının bir parçası olabilir. İfade edilen modelleri ile etkileşmek, yazmak, çizmek ve konuşmak için öğretmenlerin öğrenenleri cesaretlendireceği öğrenme süreci boyunca kullanılan çeşitli şekillerde gösterimler muhtemelen vardır (Gilbert, 1993). Özel gösterimler olgunun seçilmiş taraflarına ulaşmayı kolaylaştırır ve böylece zihinsel modellerinin ayrıntı ve şekline artarak katkı sağlar. Bu yüzden, zihinsel modellerin yapılandırılmasında olgu ve gösterimler arasındaki yakın ilişkiyi tanımlayan modele dayalı öğrenme ve öğretme tek başına ya da gruplar halinde kişiler için fen öğreniminin bilişsel özüdür. Gösterimler veya ifade edilen modeller konuşmada, metinde, jestte, nesnede ve grupla öğrenme aktiviteleri ile kişisel öğrenme süreçlerinin bağlantısı ile ulaşılabilirdir, gösterimleri karşılaştırmak, sınıflamak ve karakterize etmek için bize olanak sağlayan sistematik bir metoda ihtiyacımız vardı. Fen öğrenimi ve öğretiminde modellerin nasıl işlediğini çalıştığımız için, metodun öğrenenlerin çalıştığı olgunun ve modele dayanan öğrenmenin teorik çerçevesinin mantığına uygun olarak ilişkili olmaya ihtiyacı vardır. Dahası, bilim alanlarında ve çeşitli bağlamlarda kullanılabilir olması için yeterince genel olmaya ihtiyacı vardır. Geliştirdiğimiz analitik çerçeve tam olarak yazarlar tarafından fen sınıflarında yapılan önceki araştırmalardan (Boulter, 1997, 1992; Buckley, 1992) ve Goldsmith (1984) tarafından yapılan örnek araştırmadan hareket eder. Biz ve meslektaşlarımız bu analitik çerçeveyi sadece kağıda dayalı örneklerde değil, aynı zamanda nesneye dayalı, ekrana dayalı ve söyleme dayalı gösterimleri analiz etmek için kullandık. ALT YAPI Bu bölüm analitik çerçevemizin kavramsal bağlamını açıklar. Olgu, İfade edilen modeller, Gösterimler ve Zihinsel modeller CMISTRE (kimyasal modelleme grubu) grubu ‘bir fikrin, nesnenin, olayın, sürecin veya sistemin bir gösterimi’ olarak modelin bir tanımını kullanırlar (Gilbert, 1997, s.2). Zihinsel modeller içsel, olgu hakkında mantık çıkarmak, tanımlamak, açıklamak, tahmin etmek ve bazen de kontrol etmek için kullanılan bilişsel gösterimlerdir (Gentner ve Stevens, 1983; Johson-Laird, 1983; Rouse ve Morris, 1986). İfade edilen modeller sadece iletişim için değil aynı zamanda mantık çıkarmak için de kullanılan dışsal gösterimlerdir (Kindfield, 19931994; Larkin, 1989; Larkin ve Simon, 1987). Çalışmamızda gösterim terimini dışsal gösterimleri ve ifade edilen modelleri belirtmek için kullandık. Onların arasındaki ilişkilerin etkileşimli doğası Şekil 6.1’de gösterilmiştir. Zihinsel modeller ifade edilen modelleri oluşturmak ve anlamak için kullanılır. Onlar sırayla zihinsel modellerimizi etkileyen olguyu algılamalarımızı etkiler. İfade edilen modeller olgunun ve zihinsel modellerimizin seçilmiş taraflarını sunar. İfade Edilen Model Zihinsel Model Zihinde tanımlanan Toplumda tanımlanan Algı Görsel İşitsel Sensor-motor Olgu Şekil 6.1. Modeller ve olgu arasındaki etkileşimli ilişkiler Modele Dayalı Öğretme ve Öğrenme Modele dayalı öğretme çeşitli eğitimsel tecrübelerin ve ifade edilen modellerin modele dayalı öğrenmeyi kolaylaştırmak için kullanımıdır. Bu sayının üçüncü bölümünde görüldüğü gibi, o birçok farklı öğretimsel strateji ve ortamlara ihtiva edebilir fakat o bağlamlar genelinde sistematik olarak henüz test edilmemiştir. Analitik çerçevemiz böyle sistematik araştırmaları destekleme niyetindedir. Modele dayalı öğrenme, şekillendirilmesi, kullanılması, gözden geçirilmesi ve hazırlanması tekrarlayan bir süreci boyunca zihinsel modellerin yapılandırılmasıdır (Buckley, 1995; Clement, 1989; Stewart ve Hafner, 1991). O yaratıcı düşünme yani öğrenenlerin bildikleri şeyle yani bilgiyi bütünleştirip bilgisini arttırarak kullanımı dosyasını düşündürebilir (Osborne ve Wittrock, 1985). Bu süreç Şekil 6.2’de özetlenmiştir. Zihinsel modeller tecrübelerden tümevarım (Johnson-Laird, 1983; Norman, 1983), bilgi parçalarından kasıtlı 2 modeller oluşturma (Buckley, 1992, 1995), parçalardan ve nedensel prensiplerden kafasında canlandırma (De Kleer ve Brown, 1981, 1983), ve/veya olgulardan ve analojik modellerden haritalama (Clement, 1998; Gentner, 1983) gibi çok çeşitli süreçlerle ortaya çıkar. Şekil 6.2. Modele Dayalı Öğrenmenin İfade Edilen Modeli Zihinsel modeller çeşitli kaynaklardan çeşitli bilgileri birleştirir. Olgularla direk tecrübeler, video ve simülasyonlar yoluyla başkası için yapılan ya da onun yerine geçen dolaylı tecrübeler veya birçok gösterim ile öğrenme, öğretme ve informal eğitsel tecrübelerde karşılaştığımız ifade edilen modellerin etkileşimi, hepsi modeli yapılandırmaya katkı sağlar. Zihinsel bir model ile nesnenin, olayın ya da sistemin nasıl göründüğü ve davrandığına dair beklentilere sahip oluruz. Onu tartışma sırasında geçici sözel ve jestsel modeller (Crowder, 1996) ile kalpsel işlevin bilgisayar simülasyonlar ya da problem çözümünde kullanmak için diyagramlar (Kindfield, 1993/1994) arasında değişen çeşitli şekillerde ifade edilen model üretmek için kullanabiliriz. Zihinsel modellerimizi diğerleri tarafından üretilen ifade edilen modelleri anlamak ve değerlendirmek için de kullanırız. İfade edilen modellerin yanısıra kendi zihinsel modellerimizi de test ediyoruz. Onlardan biri bize bazı özel örnekleri tahmin etmek, açıklamak, tanımlamak, anlamak için olanak sağlar mı? Eğer değilse, modelle ilgili yanlış ne ve nasıl değiştirilmeli? Modeli gözden geçirmeye veya hazırlamaya ihtiyaç var mı ya da reddedip yeniden mi başlamalıyız? Zihinsel ya da ifade edilen, modeller ne zaman eldeki ihtiyaçlar için başarılı bir şekilde kullanıldığında, zenginleşme eğilimindedir ve önceden derlenmiş, kullanım için hazır olan modeller, sabit repertuarımızın bir parçası olabilirler. Örnekler hakkında mantıklı düşünme amacıyla geçici, özel durum modelleri oluşturmak için onları değiştirebiliriz (Vosniadou ve Brewer, 1992). Uzmanlar konuyla alakalı olgunun taraflarını sunan, konuya bağlı gösterimler arasında geçiş yaparlar. (Kindfield, 1994). Analitik çerçeve öğrenme bağlamında diğer modelleme yetenekleri ve bunun gelişimini aydınlatmaya yardımcı olmak için tasarlanır. Analitik Çerçeve Modellerin çalışmamızdaki tanımını hesaba katarsak, ilk olarak bir nesne, bir olay ve bir sistem olarak düşünülebilen olgunun ifade edilen modelini seçtik (Tablo 6.1.’e bakınız). Kriterleri ve onları anlamamızı test etmek ve geliştirmek için bu olgunun çeşitli gösterimlerini kullandık. Sadece kalp ve ay tutulması örneklerinin analizini sunacağız. 3 Tablo 6.1. Olgu ve İfade Edilen Modellerin Analizi Olgu Olgunun türü İfade edilen model Gösterim türü Kalp Tutulma Sera etkisi Nesne Science for living’ten animasyon (1990) Animasyon Olay Güneş sistemi modeli Sistem Resimler (Miller, 1992) 3D mekanik model Kelime diyagramı Olgu karmaşık, dinamik sistemlerde yerleştirilmiştir. Küresel çevremiz bir etkileşimli biotik ve abiotik elementlerin karmaşık, değişken sistemi olarak uzun süre izlenilmektedir. Nesneler sistemin parçalarıdır. Örneğin, kalp dolaşım sistemine yerleştirilmiş bir nesnedir. Ancak, o karmaşık, dinamik bir nesnedir ve kendi başına bir sistem olarak görülebilir. Bu hiyerarşinin parçalarının bir örneğidir. Ay tutulması gibi olaylar (güneş) sistemi davranışının zaman sınırlı parçalarıdır. Onlar sistemin normal veya anormal işleyişinde yer alırlar, fakat genişlik zaman çerçevesiyle sınırlandırıldı. Analitik çerçevemiz özel gösterimler kadar olguyla da ilgili olduğu için iki soru analizimizi yönlendirir. Olgunun hangi yönleri sunulmuştur? Gösterim kavramayı nasıl kolaylaştırır veya engeller? Buckley’in (1992) dolaşım sisteminin öğrenenin modellerinin tanımı ilk soru ile ilgili olarak analizi destekler. Goldsmith’in (1984) analitik matrisi ikinci sorunun cevabı için temel oluşturur. Olgunun Yönleri Temel seviye de, olgunun görünümü şekillendirilebilir ve parçaları tanımlanabilir. Tversky ‘algı için doğal birimler ve işlev için doğal birimler’ parçaların olduğunu önerir (Tversky, 1989, s.983). Bu bölüm modelin işlevlerine odaklandığı için olgunun diğer parçalarını içeren (davranış ve mekanizma) parçaların değerlendirilmesini genişlettik, modele dayalı öğrenmenin önemi olarak tanımladık (Buckley, 1992). Buckley 28 öğrenciden oluşan lise biyoloji sınıfında onların modellerinde sunulan olgunun parçaları açısından öğrenenlerin dolaşım sisteminin modellerini analiz etti. Bir öğrenci hem niteliksel hem de niceliksel olarak diğerlerinde seçkin olan bütünleşmiş, kullanışlı ve açılır bir anlamayı geliştirdi. Tek bireyden biri genelleme yapılamamasına rağmen, nasıl olursa olsun sistematik olarak çalışılan, ileri araştırmalar için biri çalışan bir model oluşturabilir. Bu yüzden, analitik çerçevemiz gelecek araştırmalar için gerekli bir basamaktır. Dolaşım sisteminin öğrenenler modelinin en üst seviyesi Şekil 6.3.’de gösterilmektedir. Model olgunun bilginin ilgili yönlerinin bütünleşmiş parçalarından meydana gelmiştir. Bu parçalar yapı, işlev, davranış ve bir anatomik bütünlüğün mekanizmasını (örneğin, kalp, kan damarları ve kan) içerir. Onlar dolaşım sisteminin bir modeline yerleştirilmiş ve bütünleştirilmiştir. Yapı [S] sistemin anatomisini; işlev [F] yerleştirilen daha geniş sistemdeki rolünü ve davranış [B] bütünlükteki dinamik değişkenleri belirtir. Dolaşım sisteminin davranışı parçalarının etkileşimli davranışlarından ortaya çıkması olarak açıklanır; bu mekanizma olarak tanımlanır. Bu yüzden, dolaşım sisteminin işlevi (hücreleri ve kimyasalları nakletmek için) kalbin (S) pompalanarak (B), kan damarlarının (S) kanı taşımasına (B) ve kanın (S) hücreleri ve kimyasalları taşımasına (B) olanak sağlar. Yerleşmiş 4 her parça (S) dinamik sistemin etkileşimli parçalarının sonucunda bir modeller hiyerarşisi olarak aynı tarzda analiz edilebilir. Anatomik yapının davranışı/işlevi Anatomik birim Dolaşım Sistemi Nakleder Hücreler & Kimyasallar Taşır Yapı Kalp Pompalar Kan Taşır Kan Damarları Nedensel Mekanizma Şekil 6.3. Dolaşım Sistemi Modeli Buradaki odağımız sistemin, bir mekaniğin, nasıl çalıştığına yakın nedenin ortaya çıkan davranış görüşünde nasıl çalıştığına dikkat etmektir (Mayr, 1982). Mayr bu ile gelişimsel baskı ve özel bir yapı, işlev veya davranış tarafından sunulan hayatta kalma avantajını belirten, kısaca, niçin bu yolla çalışmanın sistem için yararlı esas nedenin farklılıklarını gösterir. Yaşayan sistemleri ve teknolojiyi anlaşılması için kullanışlı bir işlev olmasına rağmen, diğer alanlarda bir sorunludur. Bu nedenle, aşağıda gösterilen çalıştığımız tanımlamalardan işlevi attık. Yapı: yapısal parçalar ve uzamsal ilişkiler Davranış: zamana dayalı süreçler ve değişimler Mekanizma: bütünün davranışlarını oluşturan alt parçalarının etkileşen davranışları Gösterimin Özellikleri Onların gösterimlerinin analizlerinden yarar sağlamak için grafik resimleri anlama ve oluşturmaya odaklanan topograflar ve diğerleri tarafından geliştirilen birkaç kavramsal çerçeveyi inceledik (örneğin, Tufte, 1997; Twyman, 1979). Goldsmith (1984) tarafından tasarlanan gösterimsel seviyelerin ve görsel faktörlerin her ikisini de içerdiği için amaçlarımız için en kullanışlı analitik çerçeveyi bulduk. Üç gösterimsel seviye; Sözdizimsel (Syntactic): görülebilir şekiller olarak grafik işaretlerinin algısı Anlamsal (Semantic): bu şekillerin anlamının tanımlanması Eğitsel (Pragmatic): tecrübe ya da ön bilgiye dayanan şekillerin bağlamını anlama 5 Bu seviyeler karşılıklı olarak dahil değildir. Ön bilgi (eğitsel seviye) şekillerin ya da şekillerin parçalarının algısını (sözdizimsel seviye) mümkün kılabilir, fakat ön bilgi olmadan kavrama sözdizimsel ve anlamsal seviyelerin her ikisini de gerektirir. Goldsmith (1984) gösterimsel seviyelerle görsel faktörlerin çaprazlanmasıyla, Uyum (unity): ayrı benzerliklere sahip olarak tanımlanabilen şeklin herhangi bir bölgesi Konum (location): şekiller arasındaki uzamsal ilişkiler Vurgu (emphasis): şekiller arasındaki hiyerarşik ilişkiler Metin paralelleri (text parallels): şekiller ve kelimeler arasındaki ilişkiler Goldsmith tarafından tasarlanan matrisin her bir hücresinde örnek ile izleyicinin etkileşiminin doğasının özetimiz Tablo 6.2’dir. Tablo 6.2. Goldsmith’in (1984) analitik matrisi Sözdizimsel Anlamsal Eğitsel Uyum Bir bütün olarak işaret gruplarını algılama Durum ile aşinalık tanımayı sağlar Konum Anlam derinliği olmayan ipuçları Vurgu Duyusal faktörler ile dikkati yönlendirme İlgili detayların yardımı ile bütünü tanımlama Fiziksel ipuçları vasıtasıyla parçaların ilişkisini tanımlama İnsan tecrübesi ile dikkati yönlendirme Metin paralelleri Metin ve şekillerin fiziksel ilişkisi Metin ve şekil arasında haritalama, tutarlılığı adlandırma Durum ile aşinalık yapısal ilişkileri tanımlamayı sağlar Kültürel adetlerle dikkati yönlendirme (örneğin, yönlendirmeyi okuma, renk kodlaması) Durum ile aşinalık metin paralellerine çalışmaya izin verir Goldsmith örneklerin iletişimsel değerini incelemek ve örneklerin alan testleri sırasında ortaya çıkan yorumlamadaki problemleri analiz etmek için bu matrisi kullandı. Matrisin diğer gösterimler ile iyi çalıştığını ve özellikle sunulan olgunun belli taraflarının öğrenenin ne anladığını düşündüğünde yararlı olduğunu bulduk. Örneklerin Analizi Gösterimleri analiz etmek için çerçeve kullanıldığında, her gösterim için aşağıdaki basamakları tamamladık. 1. 2. 3. 4. 5. Olgunun hedef modeli oluşturulur (Norman, 1983). Olgunun hangi yönlerinin sunulacağı tanımlanır. Goldsmith’in matrisi oluşturulur. Öğrenenler için zor olan yönler tanımlanır (öğrenme zorlukları) Ortaya çıkan gösterimsel zorluklar, kayıplar ve sunulan yönler özetlenir. Aşağıdaki iki örnekte bu basamakları sergiledik. 6 Örnek 1. Bir Animasyon Olarak Sunulan İnsan Kalbi Şekil 6.4. Kalp döngüsü animasyonundan bir görüntü Analiz edilen ilk gösterim Science for Living (1990)’dan kalp döngüsü animasyonudur, bir etkileşimsel multimedya kaynak prototipi Standford Üniversitesi’nde Apple Bilgisayar ve Carnegie Şirketi tarafından kaynak sağlanarak geliştirildi. Şekil 6.4’deki taslak düşünüldüğünde kırmızı ve mavi ile sunulan oksijenli ve oksijensiz kanın iki boyutlu renkli animasyonu olarak gösterildi. Kalbin duvarlarını ve kalp kapakçıklarını gösteren çizgiler kalbin hareketini ve kalp boyunca kanın akışını sunmak için düzenlenmiş şekilde hareket eder. Anlık işitsel anlatım kalp döngüsünü sistol/diyastol ya da fışkırtma ve dolma safhası açısından ve kalbin sesleri ile ilişkilendirilmiş olarak tanımlar. Hedef model İnsan kalbinin (olgu) hedef modeli sunulan olgunun yönlerini tanımlar (Şekil 6.5): kalp (S), davranışı (kan pompalama) ve davranışı üreten nedensel mekanizma. Kalp atış hızını ayarlayan salgı bezi (S) kasılması (B) gereken kalp kaslarını (S) yalnızca tek yöne açılan (B) kalp kapakçıklarına (S) doğru kanın (S) sıkılması (B) için uyarır (B). Anatomik birim işlev/davranış Pompalar Kalp Kan Nedensel Mekanizma Uyarır Kalp atış hızını ayarlayan salgı bezi Sıkar Kalp Kasları boyunca Kan Kalp Kapakçıkları Yalnızca tek yöne açık Şekil 6.5. Kalbin Hedef Modeli 7 Sunumun Yönleri Animasyonu gözleme ve işitsel anlatımı dinleme bölümde sunulan olgunun yönlerini aşağıdaki tabloda oluşturmak için bize olanak sağladı. Yapılar Kalp duvarları (kalp kasları) Davranış Duvarların içeri ve dışarı hareketi Kalp kapakçıkları Kapakçıkların açılıp kapanması Kan Mekanizma Duvarların sıkarak kanı tek yönlü kapakçıklar boyunca yandaki odaya hareket ettirmesi Kapakçıkların kan akışını bir yönde tutması Kanın akması Gösterimin Analizi Gösterimde kullanılan grafiğin parçalarının incelenmesi aşağıda gösterilen Goldsmith’in matrisini tamamlamak için bize olanak sağladı. Sözdizimsel Anlamsal Eğitsel Uyum Kalın ve ince çizgilerin hareketin kalıplarını gölgelemesi - Konum Derinlik ipuçları yok Yakınlık, ölçü ipuçları yok Vurgu Hareket Renk farkları Duvarların, kanın ve kapakçıkların hareketi Metin paralelleri Anlık işitsel ve görsel metin Parçalar ve süreçlerin isimlerinin işitsel ve video metninde olması Okul ve insan biyolojisi bağlamında ulaşılabilen kalp duvarları, kapakçıkları, kanın tanımlanması Akışkanlar ve fiziksel nesneler arasında benzer etkileşimler Kalp kapakçıklarının hareketine işitsel ve hareket ile dikkat çekmesi Yorum için işitsel ve video metninde bir bağlam kurulması Kalp Animasyonunun Birleştirilmiş Analizi Şekil 6.5’de gösterilen hedef model ile sunulanın yönlerini karşılaştırdığımızda, gözlemlerimiz: Yapı tamamlanmamıştır çünkü kalp atış düzenleyici sistem yoktur. Kalbin mekanik davranışı şematik olarak gösterilmiştir, fakat bu davranışın nedenleri açıklanmamıştır. Goldsmith’in matrisinin özeti, Kalbin anatomisinin yapısal ilişkilerini çizgiler yeterli derecede sunuyor. Kapakçık ve duvarların hareketinin koordinasyonu iyi. Gölgelendirme kan akışını tam olarak sunamamış. Kan bölmenin dışına çıkıp tekrar içeri giriyormuş gibi görünüyormuş. Kalp kaslarının kasılması ve rahatlamasına dair yeterli detay yok. 8 Parçaların isimleri görsel gösterimleri ile alakalı değil. Genel bir bakışta, bu kısa animasyon öğrenenin kalp modeline bazı yapıları ve davranışları anlamak için katkı sağlayabilir. Ne bütün yapıların ne de davranışa sebep olan mekanizmanın gösterilmesidir. Öğrenenlere zorluklar sunan gösterimin özellikleri parçaların isimleri ve şekilleri ile potansiyel olarak kan akışını gösteren şaşırtan ağlar arasında serbest bağlantılar içerir. Örnek 2: Güneş Sistemi Modeli Olarak Sunulan Ay Tutulması Şekil 6.6. Güneş Sistemi Modeli Taslağı Şekil 6.6’da gösterilen mekanik güneş sistemi modeli bir sonraki örneğimizdir. Çeşitli sabit çaplardaki renkli toplar bir lambanın merkez ekseninden geçen kablolarla bağlanarak oluşmuş 3D somut modeldir. Toplar ışıktan üçüncü topun eksenine bir top eklenebildiği gibi merkez eksen etrafında elle tek başına hareket ettirilebilir. Davranış Olgu Dünya Ay Tutulması Gölgeler Ay Nedensel Mekanizma Güneş Yayılır Güneş Işığı Düşer Hareket eder Dünya Üretir Gölge Şekil 6.7. Ay Tutulmasının Hedef Modeli Sunumun Yönleri Yapının analizi ve güneş sistemi modelinin kullanımı sunulan olgunun yönlerini aşağıdaki tabloda oluşturmak için bize olanak sağladı. 9 Yapılar Güneş = merkez ışık Gezegenler ve ay = farklı renk ve çaplardaki küreler Gezegenler bir düzlemsel dairede güneşin etrafında hareket edebilir. Ay bir düzlemsel dairede mavi gezegenin etrafında hareket edebilir. Dünya ve ay olarak sunulan küreler güneşten gelen ışığı engelleyerek dünyanın ay üzerinde bir gölge oluşturması için düzenlenebilir. Davranış Mekanizma Gösterimin Analizi Güneş sistemi modelini oluşturan parçaların incelenmesi aşağıda gösterilen Goldsmith’in matrisini tamamlamak için bize olanak sağladı. Sözdizimsel Anlamsal Eğitsel Uyum Farklı renkteki ayrı küreler merkezi sabit kablolarla desteklenir Merkezi ışık = güneş. Küreler merkezden uzaklık ve renk ile tanımlanır. Konum Farklı sıralamalar mümkün. Düzlemsel dairesel döngüler. Vurgu İlişkili boyutlar Renk Işık Metin yok - Gezegenlerin sırası gösterilmiş, gezegenlerin (kürelerin) boyutu ve güneşten uzaklığı ölçülmemiştir. Güneş/merkezi ışık büyük parlak bir nesnedir ve ilk dünya ve ay sonra diğer gezegenler tarafından izlenmesine dikkat edilmiştir. - Güneş sisteminin gösterimleri ve güneşten gezegenlerin sırasının hatırlanması ile aşinalık tanımlamayı sağlar Bir merkez etrafında dönen nesnelere aşinalık, tekerlek ya da oyuncak gibi En aşina şekilde güneşe, dünyaya ve aya odaklanma - Güneş Sistemi Modelinin Birleştirilmiş Analizi Şekil 6.7’de gösterilen hedef model ile sunulanın yönlerini karşılaştırdığımızda, çıkardığımız sonuçlar: Güneş sisteminin somut parçaları doğru sırada sunulmuştur fakat gezegenler arasındaki uzamsal ilişkiler sunulmamıştır. Gezegenler güneş etrafında hareket edebilir. Sabit uzunluktaki kablolar, yollar tamamı dairesel ve düzlemseldir. Bu davranış güneş sistemi davranışını ayırır. Işığın davranışı ve ayın üzerinde gölge oluşumunda değişiklik gösteren sıralamanın etkileri yeterli şekilde sunulmuştur. Başında ve sonunda ayın kırmızı görünümü gibi ay tutulmasının diğer olgusu sunulmamıştır. Ayın üzerindeki gölgeyi hesaba katan mekanizma sunulmuştur. Ancak, güneş sisteminin davranışını hesaba katan mekanizmalar sunulmamıştır. 10 Tamamlanan Goldsmith matrisinin incelenmesi gösteriyor ki, Kürelerin renkleri aşina kurallarla kabaca ilişkilidir, fakat küreler adlandırılmamıştır. Kablolar Güneş ve her gezegen arasındaki yerçekimin sadece sabit bir boyutunu sunar. Onlar birbirlerinin çok yakınından geçtikleri için gezegenler arasındaki yerçekimlerinden ileri gelen dairesel olmayan yörüngeler sunamaz. Bütün bu faktörleri bir arada ele alırsak, metin etiketleri, bir efsane ve bir açıklayıcı olmadan gezegenlere kürelerin haritalamasının desteklediği sonucunu çıkarırız, kullanıcı ön bilgiye sahip olmadıkça güneş sistemi modelini anlamayı çok zorlaştırabilir. Böyle desteklenmesi ay tutulmasının mekanizmasının modelinden anlaşılabilirdi, ancak ay, dünya ve güneş’in belli sıralamasını oluşturan güneş sistemi mekanizmalarından ay tutulmasında sunulur. TARTIŞMA Gösterimler ve ifade edilen modeller olgunun yapısı, davranışı ve mekanizması hakkında bilgi parçaları sağlayarak modele dayalı öğrenmeye katkı sağlar. Ancak, analizimiz öğrenenlerin anlaması için gösterimsel zorluklarını sunabilen gösterimin özelliklerinin bazı yollar sergilemiştir. Olgu içinde saklanabilir ya da insanların görmesi için çok küçük, çok büyük, çok hızlı ya da çok yavaş olabilir. Hatta olgu insanın algı sisteminin grubunun içinde olduğunda, sistem ya da modelin parçalarını belirlemek öğrenenler için zor olabilir. Bu nedenle direk olarak olgu ya da şekiller gözlendiği zaman özellikle bir durumdur. Parçalarının arasındaki sınırlar ve etiketlerin olmadığı doğa sık sık belirsizdir. Bu yüzden, ‘burada olan şeyleri görme’nin sözdizimsel seviyesi sorunlu olabilir. Birim (bütünü görme) ve yer (bütünlük arasındaki yapısal ilişkiler) gibi görsel faktörler ayrılmış parçaların temel kısımları ve aslında sadece yapıyla değil aynı zamanda davranışını hesaba katan nedensel mekanizmalarla da ilgili olgunun yapısıdır. Davranış sabit örnekleri betimlemek için zorluğu ile ünlüdür. Anlatılan metin ve küçük katlar zaman dizimi oluşturmak için kullanılabilir (Tufte, 1997), fakat video, animasyonlar, simülasyonlar ve mekanik modeller gibi dinamik gösterimler görevlerini daha açıkça fakat görüldüğü gibi problemlerden uzak yaparlar. Sunulanın davranışı basite indirgenmiş ve gerçekçi olmayabilir, ilgili detaylar kaybolmuş ya da görülmesi zor olabilir ya da davranışın nedenleri açık olmayabilir ya da kaybolmuş olabilir. Davranışın (mekanizmanın) nedeninin açıklaması sık sık yapılara yerleşen etkileşimsel davranışlara odaklanan ek gösterimler gerektirir. Yapının, davranışın ve mekanizmanın birleştirilmesi modelin yapılandırılması için temel olduğundan, yukarıdakilerin hepsi öğrenen için öğrenme zorluklarını sunar. Çeşitli gösterim teknikleri verilen gösterimdeki öğrenme zorluklarının üstesinden gelmek için öğrenene yardım edebilir. Bir taslak, kaplama, renk kodlaması, vurgulama ve vurgunun diğer bazı çeşitleri öğrenenlere açıkça bir şekilde bütünlüğü tanımlayan ve gösteren olgunun parçalarını ‘görme’ için yardımcı olabilir (Buckley, 1998; Buckley ve Boulter, 1998). Sıkıca eşleşmiş metin paralelleri parçaların isimleri gibi anlamsal bilgiler ekleyebilir. Yaklaştırılan ve üzerine ilgi çeken olguyu tanımlamakta önemli olan ilgili detayları vurgulamak için kullanılabilir (Salomon, 1980). Ses parçalarındaki paralel metinler görsellerde betimlemek için zor olan detayları doldurarak olguyu ve şekilleri anlamayı da geliştirebilir. Paralel metinler nedensel mekanizmaları da açıklayabilir. Çeşitli gösterimlerin bağlanması ve yerleştirilmesi desteklenen etkileşimsel medyadır. Bunlar sadece metin 11 paralellerini değil aynı zamanda olgunun nedensel mekanizmaların gösterimini kolaylaştırır (Horowitz ve diğerleri, 1998). Sınıflardaki çalışmamızdan, gerekli bilgi parçalarını sağlamak için gerekli olabilirken, modeli yapılandırmayı sağlamak için yeterli olmadığını gördük. Dolaşım sisteminin gösteriminin geniş çeşitlerine ulaşıma rağmen, Buckley’in (1992) çalışmasında yalnızca bir öğrenci model yapılandırmaya girişti. O bütün bilgi parçalarına sahip olma arzusunu ifade etti, dolaşım sisteminin etkileşimli davranışları, işlevi ve yapısı hakkındaki soruları ortaya çıkardı ve çalışmalarında karşılaştığı gösterimler ve ifade edilen modeller hakkındaki zihinsel modellerine ikna etti (Buckley, 1992, 1998). Bu durum çalışması gösterimlerin yapılandırmacı bağlantı ile (Chan ve diğerleri, 1992) ve öğrenme stratejilerinin önemini vurgulamıştır. Benzer şekilde, öğrenciler ilkokul sınıflarında ay tutulması ile çalıştığında, onlar olayın zihinsel modellerini diğer gösterimler ve güneş sistemi modellerine nasıl uygun olduğunu eleştiren farklı gösterimler hakkında akıl yürüttüler (Prain ve diğerleri, 1998). Bu çalışma işbirlikçi öğrenme sınıflarında katılım, ikna etme ve model yapılandırmanın ağlarını vurguladı. Bu çalışmaların her ikisinde de sınıf öğreniminin geniş bağlamındaki gösterimlere odaklanma yerleşmiştir. Ek olarak, sonraki araştırma çabaları etkileşimsel medyanın taşıdığı gösterimler ile öğrenme zorluklarının azalması üzerine koordinasyonun etkisini keşfetti (Buckley ve Boulter, 1999). Sınıflarda modele dayalı öğrenmeyi düşündüğümüzde, çelişkili endişeler gösterimlerin kullanımına yönelik sınırlamalar üretir. Bir yandan, biz öğrenenlerin zihinsel modellerinin mümkün olduğunca kapsamlı hale gelmesini isteriz. Diğer yandan, belli zamanda öğrenene sunulan şey hakkında seçici olma olgunun belli yönlerine dikkat çekmek için yardım eder (Dwyer, 1978; Joseph ve Dwyer, 1982). Gobert ve Clement (1999)’ın çalışması öğrenenlere tabaka tektoniğinin uzamsal (yapı), dinamik (davranış), ve nedensel gösterimlerini oluşturmak için soru sorulmasını gösterir, kendi zihinsel modellerini yapılandırmasını teşvik eder. Bu direk olarak paralel sorularla model yapılandırmayı öğrenen tarafından ortaya çıkarıldı (Buckley, 1992): Parçalar nelerdir? Ne olur? Nasıl bir arada çalışırlar? En uygun gösterimlerin kullanımı muhtemelen öğrenme görevinin doğasına ve öğrenenin durumla ilgili bilgisine bağlıdır. Ancak, biz yukarıdaki soruların ortaya çıkması ve zihinsel modelleri yapılandırma için ihtiyaçları olan bilgiyi birleştirmelerine, değerlendirmelerine ve aramalarına izin vererek modele dayalı öğrenmeye yardım eden öğrenme stratejilerini öğrencilere de öğretebiliriz. 12