LĠSE 1 FĠZĠK DERSĠ ELEKTRĠK ve MANYETĠZMA - Inet-tr

LĠSE 1 FĠZĠK DERSĠ ELEKTRĠK ve MANYETĠZMA KONUSUNDA
WEB TABANLI ÖĞRETĠM ORTAMININ PLANLANMASI
Dursun Can TURAN, KaĢif SATIR, ġaban KURNAZ, Muammer ġEN ve Ufuk ÇORUH
Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi
Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Öğretmenliği Bölümü
Özet: Bu çalışmanın ana amacı, Milli Eğitim Bakanlığı tarafından hazırlanan müfredata
uygun olarak, 9. Sınıf Fizik dersinin “Elektrik ve Manyetizma” konusunun ikinci kısmını,
web tabanlı interaktif yapılandırıcı öğretim ortamında öğrencilere sunmaktır.
Abstract: The main objective of this study is provide an interactive web-based constructivist
learning environment on the 2nd section of 9th Grade Physics course “Electricity and
Magnetism” according to the curriculum prepared by Republic of Turkey the Ministry of
National Education.
1. GĠRĠġ
Fizik, hayatımızın her alanında mevcut olan, işleyişiyle her daim karşı karşıya
olduğumuz ve anlamasak bile ona uygun davrandığımız, evrenle ilgili “nasıl”ları
cevaplamamıza yardımcı olan bir doğa bilimdir, ayrıca en eski akademik disiplinlerden
biridir. (İngilizce Wikipedia, Physics maddesi, http://en.wikipedia.org/wiki/Physics, 25 Ekim
2011)
Fizik dersi genelde öğrencilere en başta zevkli gelen, sonrasında işin içine matematik
ve geometrik hesaplamaların girmesiyle, ayrıca konu örüntüsü de karmaşıklaşmaya
başlayınca öğrenciyi birden iten bir ders olduğu gözlemlenmiştir (Talim Terbiye Kurulu,
Ortaöğretim 9. Sınıf Fizik Dersi Öğretim Programı). Öğretmen dersi ilgi çekici bir hale
getirebilmek için yapılandırmacı bir metot izlerse, gündelik hayatımıza en başta da
değindiğim gibi; her alanda nüfuz eden bu ilim dalını, daha kalıcı ve ilgi çekici hale
getirebilir.
Yapılandırmacılığın temelinde, öğrenenin bilgiyi tekrar etmesi değil, bilgiyi transfer
etmesi ve yeniden yapılandırması vardır. Öğrenenlerin bilgiyi nasıl öğrendiklerine yönelik bir
kuram olarak gelişmeye başlayıp, zamanla öğrenenlerin bilgiyi nasıl yapılandırdıklarına
ilişkin bir yaklaşım halini almıştır. Yapılandırmacı yaklaşıma göre öğrenme yaşam boyu
ilerleyen bir süreç olup; bilgi, yaşantılarını anlamlı hale getirmeye çalışan birey tarafından
etkin olarak yapılandırılmaktadır. Bu süreçte, öğretmen rehber rolünü üstlenip öğrencinin
çözüm yollarını kendisinin bulmasını sağlayarak, sosyal etkileşim içinde bulunacağı ortamlar
hazırlamalıdır. (Argon, 2009) Yapılandırmacı yaklaşıma uygun olarak değerlendirme ürün
ağırlıklı değil, süreç ağırlıklı olarak gerçekleşmektedir. (Demirel, 2008)
İlk olarak, gündelik hayatımızdan örnekleri öğrencimize anlatan bir video ile “Elektrik
ve Manyetizma” konusuna giriş yapacağız. Bu sayede öğrenciyi derse çekebilmeyi
planlıyoruz. Konuya sunumlar ile giriş yaptıktan sonra, ilgili öğrenme davranışını
kazandıracak interaktif etkinlikler sayesinde, öğrencinin kendi kendine yapılandırmacılığa
uygun olarak öğrenebilmesini sağlayacağız. Bir yandan da mini testler ve uygulamalarla
öğrencinin, anlatılanları ne seviyede öğrendiğini kontrol edeceğiz ve bu testlerin sonuçları
veritabanımızda tutulacak. Düşük alan öğrencilerin, hazırbulunuşluluk seviyesini
yükseltebilmek için asenkron olarak görüntülü eğitim sunacağız. Öğretmenin rehberlik
yapabilmesini ve süreci daha iyi takip edebilmesini sağlamak için, Moodle sistemi üzerinden,
forumları aktif edeceğiz.
Materyallerimizi, Autodesk 3D Studio MAX, Adobe Flash ve Adobe Captivate
programlarını kullanarak hazırlayacağız. Captivate ile 3ds MAX ve Flash’ta hazırladığımız
animasyonları birleştirip ve düzenleyip, SCORM paketi olarak dışarı aktardıktan sonra
Moodle’dan SCORM aktivitesi olarak ekleyeceğiz ve Moodle sistemine kayıt olan
öğrencilerimize bunlara erişime izin vereceğiz. Önceden de bahsettiğimiz gibi;
öğrencilerimizin test notlarını da sistemde tuttuğumuzdan takibimizi yapabileceğiz. Böylece
öğrencilerimize yapılandırmacılık yaklaşımına uygun hazırlanmış bir web uygulaması sunmuş
olacağız.
1.1. ÇalıĢmanın Amacı
Bu çalışmanın amacı, öğrencilere yapılandırmacı bir yaklaşımla sunulan “Elektrik ve
Manyetizma” konusunu, web tabanlı eğitim sistemleriyle, öğretebilmektir.
1.2. ÇalıĢmanın Problemi
En büyük problem sanal sınıfa olan ilgiyi sürekli canlı tutmak, zira kişiler uzaktan
erişim sağladıkları için iletişimde kopukluklar doğabilir. Bundan mütevellit sıkıntıları
forumlar ile mümkün mertebe azaltmaya çalışacağız.
1.3. ÇalıĢmanın Önemi
Dünyada yaygın olan bir standardı kullanarak hem çalışmamızı evrenselleştirmiş hem
de ülkemizde pek bilinmeyen bu standartların ve araçların kullanılmasını yaygınlaştırmak
amaçlarımızdan biri; zira e-öğrenme çağımızın gereksinimlerinden doğan ve yüksek
yatırımlar yapılan, fakat ülkemizde yeni yeni yaygınlaşmaya başlayan bir alandır.
2. YÖNTEM
Yapılandırmacı yaklaşıma uygun olarak hazırladığımız materyallerimizi, bir LMS
(Moodle) aracılığıyla, dünyaca kabul olmuş bir standart ile paketleyerek (SCORM) web
üzerinden öğrencilerimize sunacağız. Böylece öğrencimiz sitemize erişebildiği her yerden
bizim sunduğumuz eğitimi, istediği saatte (asenkron olarak) alabilecek ve isterse tekrar tekrar
gözden geçebirebilecektir. Öğretim materyallerimizi yapılandırmacı yaklaşıma uygun olarak
sunduğumuz için, öğrencimiz deneyerek, keşfederek, kendi kendine uygulayarak öğrenecek
ve aklına takılan bir soru olursa bizlerden forumlar aracılığıyla yardım talep edebilecek.
Ayrıca hazırladığımız kontrol testleri aracılığıyla öğrencinin öğrenme seviyesini, aldığı verimi
ve yanlış öğrenimlerini takip edip, hataları üzerine durması konusunda öğrencimizi ikaz
edebileceğiz.
3. BULGULAR
3.1. Milli Eğitim Bakanlığı Müfredatı
İlköğretim 4 ve 5. sınıfta öğrenciler, çevrelerinde elektrik enerjisi ile çalışan araçları,
elektriğin güvenli kullanımını ve basit elektrik devre malzemeleri (ampul, pil, kablo, anahtar
vb.) ile çeşitli devreler kurmayı öğrendiler.
6, 7 ve 8. sınıfta ise öğrenciler; elektriklenme, elektriklenme çeşitleri, akım kavramı,
direnç kavramı, elektrik akımının manyetik etkisini çoğunlukla formülsel hesaplamalara
girmeden nitel olarak incelediler. Potansiyel farkı olarak da ifade edilebilen gerilimi, bir
iletkenin iki ucu arasında akım oluşmasına neden olabilecek enerji farkının bir göstergesi
olarak öğrendiler.
9. sınıfta ise öğrencilerin çoğunlukla nitel ve ilköğretim düzeyinde öğrendiklerine
ilave olarak matematiksel formüller içeren bazı nicel çalışmaları yapmaları gerektiği
düşünülmektedir. Örneğin, potansiyel farkı kavramını ilköğretimde sadece pillerin (1,5 V, 9 V
vb) ya da şehir geriliminin (220 V) olduğunu ve bu gerilim değerlerinin elektrik devrelerinde
bir akıma sebep olduklarını fark ettiler. Bu düzeyde ise potansiyel farkı ile birlikte soyut bir
kavram olan akım kavramını daha iyi kavramak için seri ve paralel devrelerde çeşitli
uygulamalar yapacaklardır. Elektrik akımının manyetik etkisini formüllere girmeden günlük
yaşamda sıklıkla karşılaşılan olayları açıklamak için kavramsal olarak tartışacaklardır.
Manyetizma kavramı yerine bazı kaynaklarda magnetizma da denilmektedir. Bu farklı
kullanım orijinal “magnetism” kelimesinin Türkçeye farklı çevirilerinden kaynaklanmaktadır.
(Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı Ortaöğretim 9. Sınıf Fizik Dersi Öğretim Programı)
3.2. Hedef ve Kazanımlar
HEDEF
Elektrik akımının manyetik etkisini gözlemlemek
KAZANIM 1
KAZANIM 2
KAZANIM 3
Üzerinden akım geçen düz
bir telin etrafında manyetik
alan oluşturduğunu keşfeder
Manyetik alan içerisinde üzerinden
akım geçen bir tele etkiyen
kuvvetin nelere bağlı olduğunu
deneyerek keşfeder
Basit bir elektrik
motoru tasarlar
KAZANIM 2
KAZANIM 3
3.3. Etkinlikler
KAZANIM 1
ETKĠNLĠK 1.1
ETKĠNLĠK 2.1
ETKĠNLĠK 3.1
Güncel örnekler sunan bir video
ile konuya giriş yapma
Manyetik alan içerisinde üzerinden
akım geçen bir tele etkiyen kuvvetin
bu akım değiştirildiğinde verdiği
tepkiyi gösteren etkileşimli animasyon
Basit bir elektrik
motorunu öğrenciye
hazırlatmak
ETKĠNLĠK 1.2
Elektrik akımının etrafında
oluşan
manyetik
alanın
animasyonla gösterilmesi
ETKĠNLĠK 1.3
Manyetik alan çizgilerinin 3D
animasyonla gösterilmesi
ETKĠNLĠK 2.2
Üzerinden akım geçen bir tele etkiyen
kuvvetin manyetik alan ile nasıl
değiştiğini
gösteren
etkileşimli
animasyon
ETKĠNLĠK 2.3
Üzerinden akım geçen bir tele etkiyen
kuvvetin telin uzunluğuna bağlı olarak
nasıl değiştiğini gösteren etkileşimli
animasyon
ETKĠNLĠK 2.4
Manyetik alan içerisinde üzerinden
akım geçen bir tele etkiyen kuvvetin
nelere bağlı olduğunu gösteren
etkileşimli
animasyon
ve
bu
bağıntıların öğrenci tarafından sürükle
bırak kutucuklarla belirlenmesi
3.4. Örnek Etkinlikler
Örnek Etkinlik 1
ETKĠNLĠK 2.1: Manyetik alan içerisinde üzerinden akım geçen bir tele etkiyen
kuvvetin bu akım değiştirildiğinde verdiği tepkiyi gösteren etkileşimli animasyon
ETKĠNLĠĞĠN AMACI: Öğrencinin manyetik alan içerisinde üzerinden akım geçen
bir tele etkiyen kuvvetin, tele verilen akımı ile nasıl bir ilişkisi olduğunu kavraması
Bu etkinlikte öğrenciye Adobe Flash ile hazırladığımız yapay bir deney ortamı
sunulacak. Bu ortam şuna benzer bir yapıda olacaktır:
xx
xx
xx
xx
xx
xx
Ampermetre
imax
i=0
Bu yapay deney düzeneği sayesinde öğrencimiz, manyetik
alan içerisinde bulunan tele etkiyen i değerini, düzeneğin alt
tarafında sunduğumuz
işaretini, fare ile sağa veya sola
doğru çekerek değiştirecek ve değişen akım ile tele etkiyen
kuvvetin nasıl değiştiğini gözlemleyebilecek.
Akım arttığında tele etkiyen kuvvet artacak ve tel daha çok
sola doğru esneyecek (manyetik alan içeri doğru olduğundan;
“x” karakterleri o manaya geliyor; ama bundan şimdilik
öğrencilerin haberi olmayacak), azaltıldığında ise tele etkiyen
kuvvet azalacak ve tel daha da düzleşecektir.
Örnek Etkinlik 2
ETKĠNLĠK 2.2: Üzerinden akım geçen bir tele etkiyen kuvvetin manyetik alan ile
nasıl değiştiğini gösteren etkileşimli animasyon
ETKĠNLĠĞĠN AMACI: Üzerinden akım geçen bir tel manyetik alana maruz kaldığı
andaki tepkisini ve bu manyetik alanın yönünün ve şiddetinin, tele etkiyen kuvvet ile
arasındaki bağlantıyı öğrencinin deneyerek öğrenmesi
Bu etkinlikteki düzenek, Etkinlik 2.1’deki düzenek ile aynı olacak tek farkı,
ampermetre zaten sabit bir değer gösteriyor olacak; yani “i”yi artırıp azaltma düzeneği
kaldırılacak, onun yerine bu etkinliğin amacına uygun olarak manyetik alanın şiddetini ve
yönünü arttırıp azaltan şu düzenek konulacaktır:
B=0
Düzeneğimizde
simgesi manyetik alanın yönünün iki
boyutlu düzlemden “içeri” doğru olduğunu belirtecekken,
ddd simgesi tam tersine; yani alanın iki boyutlu düzlemden
“dışarı” doğru olduğunu ifade edecek. Manyetik alanın yönü,
telin ne tarafa doğru esneyeceğini belirtir.
Simgelere yaklaştıkça uygulanan manyetik alan şiddeti
artacak ve daha çok esnemeye yol açacaktır.
Örnek Etkinlik 3
ETKĠNLĠK 2.3: Üzerinden akım geçen bir tele etkiyen kuvvetin, telin uzunluğuna
bağlı olarak nasıl değiştiğini gösteren etkileşimli animasyon
ETKĠNLĠĞĠN AMACI: Üzerinden sabit bir akım geçen ve önceden yönü ve şiddeti
belirlenmiş bir manyetik alan içerisinde bulunan tele etkiyen kuvvetin, telin boyuyla ilişkisini
öğrencinin deneyerek öğrenmesi
Bu etkinlikteki düzenek, Etkinlik 2.1’deki düzenek ile aynı olacak tek farkı,
ampermetre zaten sabit bir değer gösteriyor olacak; yani “i”yi artırıp azaltma düzeneği
kaldırılacak, ve de manyetik alanın da şiddeti ve yönü önceden belirtilmiş olacak; bu da
manyetik alanın yönünü ve şiddetini değiştiren, Etkinlik 2.2’de mevcut olan düzeneğin
bulunmayacağını belirtiyor. Düzenekte değiştirilebilen tek değer, telin uzunluğunu belirleyen
“l” değeri olacak ve bu değer de şuna benzer bir düzenekle değiştirilecektir:
lmin
Telin uzunluğu,
simgesi sağa doğru çekilerek arttırılabilecek,
hakeza sola doğru çekilerek de azaltılabilecek. Tel uzunluğu arttıkça
etkiyen kuvvet de artacağından, tel daha da esneyecektir.
lmax
Örnek Etkinlik 4
ETKĠNLĠK 2.4: Manyetik alan içerisinde üzerinden akım geçen bir tele etkiyen
kuvvetin nelere bağlı olduğunu gösteren etkileşimli animasyon ve bu bağıntıların öğrenci
tarafından sürükle bırak kutucuklarla belirlenmesi
ETKĠNLĠĞĠN AMACI: Etkinlik 2.1, 2.2 ve 2.3’te sunacağımız düzenekler
aracılığıyla, manyetik alan (B), akım (i) ve telin uzunluğu (l) değerlerini ayrı ayrı değiştirip
etkilerini gözlemleyeceğimizi belirtmiştik. Bu etkinlikte (2.4) ise hepsini bir araya getirip,
etkilerini gözlemlemelerini ve bu gözlemlerinin doğru olup olmadığını belirleyebilmeleri için,
yani bir sonuca varabilmeleri için, hazırlayacağımız sürükle-bırak kutucuklarla tele etkiyen
kuvvet ile (F) manyetik alan (B), akım (i) ve telin uzunluğu (l) arasındaki ilişkileri
öğrenmelerini sağlamak.
Bu etkinlikte önceki etkinliklerde (2.1, 2.2, 2.3) kullandığımız düzenekler bir araya
gelecek ve tele etkiyen kuvvetin bağlı olduğu değişkenlerin (B, i, l), kuvvet (F) ile ilişkisi
(ters orantı/doğru orantı, eşit, büyük, küçük), ilişkilerin belirtildiği siyah kutular, boş siyah
kutuların üzerine bırakılarak, öğrenci tarafından belirlenecek. Eğer yanlış ise öğrenci
hatalarını düzeltmesi yönünde uyarılacak, doğru ise de doğru olduğu belirtilip “Kazanım 2”yi
başarıyla kavradığı, öğrenciye belirtilecek.
imax
i=0
B=0
lmin
lmax
α
1/ α
=
>
<
F
B
F
i
F
l
4. SONUÇ ve ÖNERĠLER
Bu çalışmada, yapılandırıcı yaklaşıma uygun olarak web tabanlı bir öğretim ortamı
hazırlanmış ve “9. Sınıf Fizik dersi “Elektrik ve Manyetizma” konusu bu ortamda nasıl
işlenilir” sorusuna cevap verilmeye çalışılmıştır.
Sanal sınıf uygulamalarındaki en büyük problemlerden biri ilgiyi canlı tutmak ve
güdülenmeyi sağlamaktır. Bunu gerçekleştirebilmek için etkinliklerimizi ilgi çekici bir
biçimde hazırlamalı ve mümkün olduğunca öğrencilerden ve eğitim materyali
geliştiricilerinden aldığımız dönütlere dikkat ederek, uygulamalarımızın eksiklerini
gidermeliyiz.
5. KAYNAKLAR
Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı, Ortaöğretim 9. Sınıf Fizik Dersi Öğretim Programı
(Ağustos 2011)
Münire Erden, Yasemin Akman (1997), Eğitim Psikolojisi, Arkadaş Yayınları (4. Basım)
Türkan ARGON, Eğitim Bilimine Giriş, PEGEM Akademi (2009), 329-330
Demirel, Ö. Öğretme sanatı öğretim ilke ve teknikleri, PEGEM Akademi (2008)
H.D. Young, R.A. Freedman (2004). University Physics with Modern Physics (11. Basım).
Advanced Distributed Learning, http://www.adlnet.gov
WikiPedia “Educational Technology” maddesi (26 Ekim 2011)
http://en.wikipedia.org/wiki/Educational_technology
WikiPedia “Constructivism” maddesi (13 Ekim 2011),
http://en.wikipedia.org/wiki/Constructivism
WikiPedia “Educational Psychology” maddesi (14 Ekim 2011)
http://en.wikipedia.org/wiki/Educational_psychology
WikiPedia “Physics” maddesi (25 Ekim 2011) http://en.wikipedia.org/wiki/Physics
Moodle LMS, http://www.moodle.org