FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETİMİNDE LABARATUVARLARIN ÖNEMİ VE DENEYLER

1. FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETİMİNDE LABARATUVARLARIN ÖNEMİ VE DENEYLER

2. Tutum geliştirme Amaçları Kapalı uçlu deneyler Yaratıcılık Motivasyon Hipotez test etme Deneyler LABORATUAR İletişim Psiko-motor beceriler Laboratuar güvenliği Açık uçlu deneyler Bilimsel çalışma yöntemi Yaparak , Düşünerek öğrenme Öğrenci sorumluluğu Güvenlik işaretleri Öğretmen sorumluluğu

3. LABARATUVAR ÇALIŞMASININ AMAÇLARI • Fen derslerindeki bir çok konu oldukça soyut olduğundan öğrencilere kavratılabilmesi için laboratuarda somut materyallerle deneyim sağlamak • Öğrencilere buluş yapma zevkini tattırmak ve onların psiko-motor becerilerini geliştirmek, • Öğrencilere verilen bilgilerin günlük yaşamda kullanılabilirliğini sağlamak, • Öğrencilerin doğaya ve canlılara karşı olumlu tutumlar geliştirmesini sağlayarak ilgilerini arttırmak, • Öğrencilerin yaratıcılıklarını arttırmak,

4. Öğrencilere bilimin özünü kavrayabilmeleri için gerekli olan çalışma yöntemleri, problem çözme, inceleme ve genelleme yapma becerileri kazandırmak, • Öğrencilerin iletişim ve interpersonal becerilerini geliştirmek, • Öğrencilere laboratuarda ve diğer pratik çalışmalarda kullanacakları materyal, araç ve gereçleri tanımalarını ve kullanmalarını sağlamak • Öğrencilere ezberleme yerine uygulama ve uygulatma becerileri kazandırmak,

5. DENEYLER Deney: Bilinmeyen bir şeyi bulmak, bir ilkeyi sınamak amacıyla yapılan eylem veya işleme denir.

6. Bir öğrencinin bir deneyi tamamen bağımsız olarak gerçekleştirmesinin ön koşulu bütün araştırma ve bilimsel süreç becerilerini kazanmış olmasıdır. Bu becerilerden, deney yapma sürecinde büyük önem taşıyan ikisi operasyonel tanımlama ve değişkenleri tanımlama ve kontrol etmedir. • İşleme Özgü (Operasyonel) Tanımlama Operasyonel tanımlar, bir deneydeki belirli bir değişkenin ne olduğunu kesin olarak belirtmek için kullanılır. Operasyonel bir tanım, bir işlemde veya eylemde bir ölçüt sağlayarak tanımın çerçevesini daraltır ve o olayla ilgili olanın dışında tanıma farklı anlamlar ve yorumlar yüklenmesine mani olur. • Değişkenleri Tanımlama ve Kontrol Etme Bağımsız Değişken Bağımlı Değişken Kontrol Edilen Değişken

7. Bir ampulün parlaklığını nasıl değiştirebiliriz? ilk olarak öğrenciler tek pil ve tek ampulden oluşan bir elektrik devresi kurarak ampulün parlaklığını gözlemlerler. İkinci bir özdeş pili devreye deri bağlayarak birinci ampulün parlaklığındaki değişimleri gözlemlerler. Sonra öğrenciler, üçüncü bir özdeş ampulü devreye seri bağlar ve ampullerin parlaklıklarını gözlemler. Her üç devredeki ampullerin parlaklıklarını karşılaştırır. Devreye önce ikinci bir özdeş pil sonra üçüncü bir özdeş pili devreye seri bağlayarak ampulün parlaklığını gözlemlerler.

9. DENEY TÜRLERİ • Kapalı uçlu deneyler: Bu tip deneylerde konu ile ilgili kavram, prensip, yasalar sınıfta değişik öğretim yöntem ve teknikleriyle verilir. Daha sonra laboratuar ortamında verilmek istenen konu somut materyallerle ispatlanır. Kapalı uçlu deney türünde öğrenciye neyi bulacağı, deneyde hangi araç gereci kullanacağı, hangi ara basamakta ne yapacağı deney klavuzlarında anlatılır ve laboratuarda buna aynen uyması istenir.

10. KAPALI UÇLU DENEY ÖRNEĞİ ProblemKimyasal reaksiyonlarda kütlenin korunumu prensibi (Teorik olarak konu öğretmen tarafından sunulduktan sonra kütlenin korunduğunun ispat edilmesi için aşağıdaki deney yapılabilir.)Deney bireysel veya grupla (2-4 kişilik) yapılabileceği gibi demonstrasyon şeklinde de yapılabilir. Grup (2-4 kişilik) deneyi, aşağıdaki şekilde yapılmalıdır.Araç-gereçler-Sınıftaki öğrencilerin 1/4 ü sayısında erlen ,yeterli sayıda Ca sandoz tablet .-Erlenleri kapatmak için kullanılacak hava ve gaz sızmasını engelleyecek lastik veya mantar tıpa.-Terazi ve tartım takımları.-Saf su veya çeşme suyu.

11. İşlem basamakları1) Her grup erlenin içerisine 50 ml kadar su koyduktan sonra :a Su konulmuş erlen, bir adet Ca-sandoz tablet, mantar veya lastik tıpayı terazide hassas bir şekilde tartın. Tartım sonucunu kaydedin.b Tartma sonrası Ca-sandoz tableti içerisinde su bulunan erlenin içerisine atın ve kapağını hemen kapatın (Bu işlemi çok seri yapmalısınız. Çünkü çıkan gaz ortamdan uzaklaşmamalıdır). Kapattıktan sonra gaz çıkışı duruncaya kadar bekleyin. Gaz çıkışı tamamlandıktan sonra birkaç dakika daha bekleyin.2) Erlenin kapağını açmadan tekrar hassas bir şekilde tartın. Tartım sonucunu kaydedin. Bu değer başlangıçtaki tartım değeriyle aynı olmalıdır. Eğer farklı sonuç buluyorsanız bu erlenin kapağını kapatmada gecikmiş olmanızdan veya yaptığınız tartım hatasından kaynaklanabilir.3) Ca-sandoz tableti suda gaz çıkışı ile bir kimyasal reaksiyon verir. Reaksiyon öncesi ve sonrasındaki tartımların aynı sonucu vermesi kimyasal reaksiyonlarda kütlenin korunduğunun ispatıdır.

12. Açık uçlu deneyler: Bu tür deneylerde öğrenciye sadece deneyin amacı ve deneyde kullanılacak araç ve gereçler verilir. Deneyin nasıl yapılacağı, verilerin kaydedilmesi, analizi ve sonucu öğrenciden istenir. Bazı açık uçlu deneylerde öğrencilere sadece deneyin amacı verilerek diğer basamaklar gibi araç-gereç seçimi de kendilerine bırakılabilir.

13. AÇIK UÇLU DENEY ÖRNEĞİ Problem Tuzların sudaki çözünürlüğünün sıcaklıkla değişiminin incelenmesi.Araç-gereçler-Beher (250 - 300 ml lik)-Bunsen beki veya ispirto ocağı-Amyant tel ve üç ayak-Termometre-Potasyum nitrat, sodyum klorür, potasyum klorür, sodyum nitrat,-Saf su veya çeşme suyu İşlem basamakları Deney düzeneğinin kurulması ve ondan sonra yapılacak işlemler öğrenci tarafından planlanmalıdır. Planın yürütülmesi ve sonucun yorumu da yine öğrencinin sorumluluğundadır.

14. Hipotez Test Etme Deneyleri: Bu deneylere araştırmaya yönelik deneyler de denir. Bu tür deneylerde öğrenci kendisinin oluşturduğu veya herhangi bir kaynaktan çıkardığı bir soru ve buna karşılık gelen bir hipotezle ilgili olarak deneyler planlayıp gerekli araç gereçleri temin eder. Deney düzeneğini kendisi kurar, deneyi yapar, verileri kaydedip analiz eder ve yorumlayarak elde ettiği sonuç doğrultusunda hipotezi reddeder veya kabul eder.

15. Hipotez test etme deneylerinin aşamaları: • Problemi Belirleme ‘ Suyun içindeki tuz oranının kaynamaya etkisi nedir?’ ‘ Suya atılan tuz miktarı suyun kaynama süresini nasıl etkiler?’ • Hipotez kurma ‘Suya atılan tuz miktarı arttıkça suyun kaynama süresi artar.’ • Değişkenleri belirleme ve kontrol etme Bağımsız değişken: Suya atılan tuz miktarı Bağımlı değişken: Kaynama süresi Kontrol edilen değişken: Su miktarı ve ısı miktarı

16. Deney yapma ve veri toplama %0, %10, %20, %30, %40, %50’lik oranlarında X marka sofra tuzu barındıran 1 lt’lik karışımlar hazırlayalım. Her bir karışımı aynı ortamda , sabit kalacak ısı ayarında kaynamaya bırakıp kronometreye basalım ve kaynamaya başladığı anda kronometreyi durduralım. Tuz oranı değişimlerine karşı kaynama süreleri

17. Sonuca varma Tablodaki değerler tuz oranı arttıkça kaynama süresinin de arttığını söylemektedir. Buradan hipotezin desteklendiği sonucuna varabiliriz.

18. Deney raporu örneği Başlık: tuz oranının kaynama süresine etkisi Soru: suya katılan tuz oranının suyun kaynama süresine etkisi nedir? Hipotez: suya katılan tuz oranı arttıkça suyun kaynama süresi uzar. Değişkenler Bağımsız değişken: saf su, %10,%20, %30, %40, %50 oranlarında tuz katılmış 1 lt’lik tuz-su karışımları Bağımlı değişken: kaynama süresi Kontrol edilen değişkenler: ısı miktarı, su miktarı İşlem basamakları: 1’er lt’lik saf su %10,%20, %30, %40 ve %50 oranlarında tuz-su karışımları hazırlandı. Önce saf su olmak üzere artan oranlarda tuz ihtiva eden deney kaplarındaki karışımlar aynı ısı ayarında kaynamaya bırakılarak kaynamaya başladıkları ana kadar geçen süre ölçüldü. Veriler ve bulgular Her bir tuzluluk oranına karşılık gelen kaynama süreleri tabloya kaydedildi. Sonuç Tablodan suyun içindeki tuz oranı arttıkça kaynama süresinin de arttığı görülmektedir. Hipotez desteklenmektedir.

19. Laboratuar Raporu Rubriği 1 Laboratuvar Raporu Rubriği

20. Laboratuar Raporu Rubriği 2 Deney Değerlendirme Rubriği

21. Laboratuar Raporu Rubriği 3

22. Laboratuvar, Pratik Çalışmalar ve Çalışma Hafızası Kapasitesi Diğer öğretim yaklaşımlarında olduğu gibilaboratuvarın da fen eğitimindeki merkezi rolüne, araç gereç ve personel için büyük masraflar yapılmasına rağmen, laboratuvar eğitiminin amaçlanan hedeflere ulaşmadığını ve önemli problemler ortaya çıktığını rapor eden çalışmalar vardır. Laboratuvar çalışmalarında istenilen hedeflere ulaşılamamasının nedenleri neler olabilir? Jhonstone ve Wham çalışma belleği kapasitesinin aşırı yüklenmesi ile bu durumun yakından ilgisi olduğunu ileri sürmüşler.

23. İlişkilendirilecek ve tanınacak malzeme araç,gereç ve malzeme isimleri Hatırlanacak teoriler Çalışma hafızası Yeni beceriler Yeni yazılıyönergeler Yeni sözel yönergeler Hatırlanacak beceriler Deneyin kendi girdileri İstikrarsız Yüklenme Durumu

24. Öğrenci laboratuvar klavuzlarının dikkatlice gözden geçirilerek konunun anlaşılması için gerekmeyen önemsiz bilgilerin ayıklanması, önemli bilgilerin korunması Ön-lab ve son-lab çalışmaları yapılması Laboratuvarda karşılaşılan olumsuzlukların minumumaindirgenebilmesiiçin yapılabilecek şeyler:

25. LABORATUVAR GÜVENLİĞİ Laboratuvar güvenliği öğrenci merkezli fen eğitiminin sağlıklı bir şekilde yürütülebilmesi için gereklidir.

29. Fen ve teknoloji eğitiminde güvenlik önlemlerinde okul idaresi ve ders öğretmeni sorumludur. Okul idaresinin güvenli bir deneysel çalışmanın yapılabileceği bir laboratuvarı, kimyasal maddelerin saklanabileceği uygun bir depoyu, ve gerekli donanımı sağlaması gerekir. Laboratuvarın güvenli bir şekilde işletilmesini, sağlamak çalışmaların güvenlik içinde yapılmasını koordine etmek, yürütmek ve uygulamada karşılaşılan sorunları çözmek ya da ilgili birimlere iletmek de öğretmenin sorumluluğundadır.

30. Fen bilgisi laboratuarında karşılaşabileceğimiz tehlikeler şunlardır: • Zehirli maddelerle çalışma • Zehirli gazların oluşması • Zehirli madde ve gazlarla temas • Patlayıcı maddelerle çalışma • Yakıcı maddelerle çalışma • Cam malzemenin kırılması • Yangın • Elektrik çarpması

31. Laboratuarda bu tehlikelerle karşılaştığımızda yapılması gerekenler: Yanıklar: Yanıkla karşılaşıldığında hemen yanık bölge soğuk suyun altına tutulmalı daha sonra bir naylon torbanın içerine konulan buz, yanık bölgenin üzerine konulmalı veya ıslak tülbent örtülmelidir. Asit ve baz yanıkları: Asitlerin ele veya vücudun herhangi bir yere sıçraması durumunda hemen bol su ile yıkanmalı daha sonra bikarbonat veya sabun çözeltisi ile yıkandıktan sonra tekrar bol su ile durulanmalıdır. Göz yaralanmaları: Göz kapakları açılarak yıkanmalı ve bir doktora başvurulmalıdır. .

32. Kesikler: Oluşan kesik hafif ise kanın akmasına izin verilmelidir. Derin kesiklerde ise kesilen yer ile kalp arasında kalan organ sıkıca bağlanarak hemen doktora başvurulmalıdır. Solunum yolu ile zehirlenmeler: Zehirlenen kişi hemen açık havaya çıkarılmalı ve temiz hava alması sağlanmalıdır. Yutulan maddeler ile olan zehirlenmeler: Böyle bir durumda %5’lik CuSO (Bakır Sülfat) içirilmelidir. Böylece kusma yoluyla zehir mideden atılır. Yangınlar: Su ile söndürülmemelidir. Laboratuardaki yangın söndürme aleti ile söndürmeye çalışılmalıdır. Gerekirse kum serpilebilir. Yine de söndürülemezse itfaiyeye haber verilmelidir.

33. Laboratuardaki risklere öğrencilerin dikkatini çekmek için çeşitli güvenlik sembolleri kullanılır. ELBİSENİN GÜVENLİĞİ Bu sembol,elbiseyi lekeleyecek veya yakacak maddeler kullanırken görülür. AÇIK ALEV UYARISI Bu sembol, yangına veya patlamaya sebep olabilecek alev kullanıldığında görülür. DUMAN GÜVENLİĞİ Bu sembol, kimyasal maddeler veya kimyasal reaksiyonlar tehlikeli dumana sebep olduklarında görülür

34. ELDİVEN Cilde zararlı bazı kimyasal maddelerle çalışırken eldiven kullanılması gerektiğini hatırlatan uyarı işareti ELEKTRİK GÜVENLİĞİ Bu sembol, elektrikli aletler kullanılırken dikkat edilmesi gerektiğinde görülür. YANGIN GÜVENLİĞİ Bu sembol, açık alev etrafında tedbir alınması gerektiğinde  görülür. PATLAMA (İNFİLAK) GÜVENLİĞİ Bu sembol, yanlış kullanımdan dolayı patlamaya sebep olacak  kimyasal maddeleri gösterir

35. GÖZ GÜVENLİĞİ Bu sembol, gözler için tehlike olduğunu gösterir. Bu sembol görüldüğünde koruyucu gözlük takılmalıdır KESİCİ CİSİMLER GÜVENLİĞİ Bu sembol, kesme ve delme tehlikesi olan keskin cisimler olduğu zaman görülür BİYOLOJİK TEHLİKE Bu sembol, bakteri mantar veya tek hücreli hayvan veya bitki tehlikesi olduğunda görülür ISI GÜVENLİĞİ Bu işaret sıcak cisimlerin tutulması esnasında önlem alınmasını hatırlatmak içindir

36. KİMYASAL MADDE UYARISI Bu sembol deriye dokunması halinde yakıcı veya zehirleyici etkisi olan kimyasal maddeler kullanılırken görülür. RADYOAKTİF GÜVENLİĞİ Bu sembol, radyoaktif maddeler kullanırken görülür. BİTKİ GÜVENLİĞİ Bu sembol, zehirli veya dikenli bitkiler tutulacağı zaman görülür. HAYVAN GÜVENLİĞİ Bu sembol, canlı hayvanlar üzerinde çalışırken hayvanların ve öğrenci güvenliğinin sağlanması gerektiğinde görülür.

37. TASARRUFLU KULLANIM UYARISI Bu sembol, maddenin uygun bir şekilde kullanılmasına dikkat edilmesi gerektiğinde ortaya çıkar. ZEHİRLİ MADDE UYARISI Bu sembol, zehirli maddeler kullanılırken görülür KIRILABİLİR CAM UYARISI Bu sembol yapılacak deneylerde kullanılacak cam malzemelerin kırılabilecek türden olduğunu gösterir.