FEN EĞİTİMİNDE PROBLEME DAYALI ÖĞRENME Prof. Dr. Fitnat KAPTAN Arş Gör. Özge AYDIN

1. 1 FEN EĞİTİMİNDE PROBLEME DAYALI ÖĞRENME Prof. Dr. Fitnat KAPTAN Arş Gör. Özge AYDIN

2. İÇERİK • PDÖ Nedir? • PDÖ’nin Amacı • Problem Senaryoları • PDÖ’nün Argümantasyonla İlişkilendirilmesi • Problem Türleri • Problem Çözme Süreci Basamakları • PDÖ’de Grup Çalışmaları ve İşbirlikli Öğrenme • PDÖ’nün Fen Eğitimiyle İlişkilendirilmesi • PDÖ’de Öğrencilerin Rolü ve Yararları • PDÖ’de Öğretmenin Rolü ve Yararları • PDÖ’de En Sık Kullanılan Öğretim Tekniği- Beyin Fırtınası • Probleme Dayalı Öğrenmenin Değerlendirilmesi • PDÖ’nin Olumlu Yanları ve Sınırlılıkları • Senaryo Örnekleri

3. 3 Öğretim yöntemlerini temel olarak iki kısma ayırmak mümkündür:1) Öğretmenin aktif olduğu öğretmen merkezliyöntemler,2) Öğrencilerin aktif olduğu öğrenci merkezli yöntemler

4. 4 4

5. PROBLEME DAYALI ÖĞRENME(PDÖ) 5 PDÖ’nin uygulanmasına ilk olarak 1969 yılında Kanada McMaster Üniversitesi’nde tıp eğitiminde başlanmıştır. Bunun yanında ekonomi, hukuk ve psikoloji gibi alanlarda da başarılı çalışmalar yapılmıştır.

6. 6 PDÖ’ye uygun çalışmalar, ilköğretim okullarında da yürütülmeye başlanmış ve bu yaklaşımın öğrencilerin öğrenmesinde etkili olduğu görülmüştür. PDÖ 1990’lardan sonra ise ortaöğretim ve daha üst düzey eğitimaşamalarında oldukça popüler hale gelmiştir.

7. PDÖ NEDİR? 7 Araştırma etrafında organize edilen yaparak, yaşayarak öğrenmeyi, var olan karışıklığın çözümünü ve gerçek hayat problemlerini temel alır.

8. 8 PDÖ, öğrencilerin yüz yüze gelerek küçük gruplar halinde çalıştıkları bir yaklaşımdır. Öğrenciler, bütün katılımcıların sorumluluk almasını sağlayarak bir çok bakış açısı sağladığından bir rahatlama içinde olurlar.

9. AMACI… 9 PDÖ özellikle, problemi çözme ve anlama becerilerini geliştirmekve insanların gelecekte karşılaşacakları durumlarla yüzleştirmek için çeşitli problemlerle, olası prensipleri tanıtmayı amaçlamaktadır.

10. 10 PDÖ’nin en önemli amaçlarından biri de kendini yönlendirerek öğrenmedir. Kendini yönlendirerek öğrenmenin kaynağı, insanların büyüme ve gelişmede sınırsız bir potansiyele sahip olduğunu belirten JohnDewey’dir. Dewey’e göre öğretmen öğrenme sürecine müdahale etmez. Öğrenmenin odak noktası öğrencilerin kendi kendilerine öğrenmesi için onlara sorumluluklar verilmesi ve bireysel olarak kendilerini geliştirmelerine dayanır.

11. Dewey’in Üzerinde Durduğu 6 Önemli Özellik 11 Öğrencilerin karşılaştıkları şüpheli bir durum olmalı Çözüm bulmak için problem düzenlenmeli Daha önce yapılan çalışmalar hakkında bilgi edinilmeli Elde edilen bilgiler hakkında bir hükme ulaşmak için alternatiflerden nedenler süreci ortaya çıkarılmalı Çözümün kavramsal ve deneysel öğeleri ortaya konulmalı Bilimsel ve mantıklı bilgiler arasındaki ilişki araştırmaya uygun olmalı

12. 12 PDÖ, öğrencilere bilgiyi derinlemesine anlama, eleştirel ve yaratıcı düşünme becerileri, problem bulma ve problem çözme becerileri, argümantasyon becerilerini geliştirir.

13. Probleme dayalı öğrenme yaşantılarının malzemesini oluşturan problemlerin özellikleri şu şekildedir: 13 Karmaşık ve kompleks Araştırma, bilgi toplama ve yansıtmayı gerektiren Değişen ve deneysel Basit, tek bir çözümü olmayan, açık uçlu Üst düzey düşünme becerilerini geliştiren Yapılandırılmış nitelikte olan problemler.

14. Problem Senaryoları 14 İşlenecek konu analiz edildikten sonra, amaca uygun problemler ve bunlara bağlı senaryolar geliştirilmelidir. Gerçek yaşam problemleri üzerinde durulmalıdır. Öğrenci seviyesine uygunolmalıdır. Senaryolar ilgi çekiciolmalı ve süreç sonunda probleme çözüm üretmelidir.

15. 15 PDÖ genellikle 5-8 öğrenciden oluşan gruplar ile bir eğitim yönlendiricisi tarafından uygulanmaktadır. Uygulamanın yapılacağı ortama göre grup sayıları değişebilir. PDÖ oturumlarında eğitim tümüyle öğrenci merkezlidir. Eğitim yönlendiricisi kolaylaştırıcı rolündedir.

16. PDÖ’nün Argümantasyonla İlişkilendirilmesi 16 PDÖ’de öğrenciler bir öğretmen yardımı ile, senaryolar kullanarak gruplar halinde çalışırlar. Var olan bilgilerini ve senaryoyla ilgili anladıklarını birbirleriyle paylaşırlar, neleri öğrenmeye ihtiyaç duydukları ve bunu nasıl yapacakları konusunda anlaşarak, tartışmalar için toplanarak, çalışmalarını değerlendirerek ve sonraki adımlara karar vererek çalışırlar.

17. Problem Türleri 17 Problemler yapı olarak iki kısma ayrılır:1) İyi yapılandırılmış (rutin) problemler 2) İyi yapılandırılmamış (Rutin olmayan) problemler

18. Problem Çözme Süreci Basamakları 18 1) Problemin farkına varma2) Gerekli bilgilerin toplanması3) Problemin temeline inme4) Çözüm yollarının araştırılması ve bulunması5) En uygun çözüm yolunun tespiti6) Problemi çözme

19. 1) Problemin nereden geldiğini araştırma 5) Problemin analizi 2) Problemi inceleme Problem Tanıma Teknikleri 3)- Şu andaki durum istenen durum 4- Durumu tekrar dile getirme Problemi tanımak için beş basamağın hayati rolü vardır (Fogler ve Leblanc:1995): 19

20. Problem Çözerken Dikkat Edilecek Özellikler: 20 1) Okulların amacını yansıtacak gerçek problemler olmalı, 2) İçerik, bulmacalar ve uygulamalar, öğrencilerin ilgisini çekecek durumlar içermeli, 3) Çoklu çözüm stratejileri, çoklu sunum ve çoklu çözüme sahip projeler olmalı, 4) Konuyla bağlantılı zengin fırsatlar içermeli, 5) Öğrencilerin önbilgi ve düzeylerine uygun içeriğe sahip olmalı, 6) Çalışma konularının zorluk düzeyi öğrencileri vazgeçirecek düzeyde olmamalıdır.

21. PDÖ’de Grup Çalışmaları ve İşbirlikli Öğrenme 21 İşbirlikli öğrenme, PDÖ’nün önemli bir özelliğidir. İşbirlikli öğrenmenin en önemli özelliği, öğrencilerin ortak bir amaçdoğrultusunda küçük gruplar halinde öğrenmelerine yardım ederek çalışmalarıdır. Her grup çalışması işbirlikli öğrenme değildir. Bir grup çalışmasının işbirlikli öğrenme olabilmesi için, gruptaki öğrencilerden beklenen hem kendilerinin hem de grup arkadaşlarının öğrenmesini üst düzeye çıkarmaya çalışmalarıdır.

22. 22 Probleme dayalı öğrenme, işbirlikli öğrenme yaklaşımını kullanarak onun sağlayacağı kazanımlardan faydalanmayı amaçladığından öğrenciler gruplar halinde çalışarak çözüme ulaşmaya çalışırlar. PDÖ’de oluşturulan gruplar, işbirlikli öğrenmede bahsedilen grup tanımına uymaktadır. PDÖ’de grup çalışmalarının kullanılmasının temelinde; bilgi alışverişi, iletişim ve ortak çalışmagibi becerileri kazanmanın öğrencilere ilerdeki yaşantılarında faydalı olacağı gerçeği yatmaktadır.

23. PDÖ Gruplarının Öğrenciler İçin Amaçları 23 1) Öğrenmeyi kolaylaştırmak, 2) Yaşam boyu ve kendi kendine öğrenme yi geliştirecek beceri ve davranışlar geliştirmek 3) Diğer kişilerle mesleki ilişkilerini geliştirecek sosyal becerini geliştirmektedir.

24. PDÖ Grupları ve İşbirlikli Öğrenmenin Öğrencilere Kazandırdıkları 24 Doğal tartışma ortamlarının oluşması, Başkalarının görüş ve önerilerine saygı duyma, Eleştirilere açık olabilme, Olayları kritik edebilme ve yorumlama…

25. PDÖ’nün Fen Eğitimiyle İlişkilendirilmesi 25 PDÖ’nün fen eğitimine mümkün olduğunca uygun olması için dört adaptasyon maddesi tanımlanmıştır: • Probleme, önemli bir fen kavramının öğrenilmesi için odaklanma ve bu problemi bir fen konusunu öğrenmeye çalışan öğrencilere yardımcı olmak amacıyla kullanma • Öğrencilere, fikirlerini, deneysel ya da belli bir alanda bilimsel çalışma yaparak test etme fırsatı verme. Yani öğrenciler, problemin çözümü için gerekli bazı bilgileri tamamen başkalarının verilerine (öğretmenin verdiği bilgi, uzman bilgisi gibi) bağlı kalmaktansa kendileri üretmelidir.

26. 26 • Öğrencilere kendi verilerini oluşturma fırsatları verme. Yani öğrenciler, sahip oldukları bilgilerden yararlanarak yeni bilgi üretme becerisi kazanmanın bir parçası olarak not tutma, uygun veri kaydetme araçları kullanma, ham veri toplama ve saklama gibi veri kullanma becerileri kazanmalıdırlar. • Öğrencilere, veri destekli olarak kendi çözümlerini sunma fırsatı tanıma.

27. Probleme Dayalı Öğrenmenin Öğrencilere Yararları 27 Probleme dayalı öğrenme, öğrencilere, öğrenme deneyimi başlangıcında iyi yapılandırılmamış problemlerle öğrencileri karşılaştıran bir eğitim modelidir. Öğrenciler problem hakkında farklı bakış açılarına göre durumu değerlendirerekdaha önceden çok az çözdükleri gerçek hayat problemlerini öğrenirler.

28. 28 • Uygulanan problem veya senaryonun kullanımı süresince motive eder, • Öğrenciler aktif öğrenme derinliğine öğrenenler olarak yer alırlar, • Öğrencilerde var olan bilgi ve becerilerin üzerine yenilerini oluşturmaya imkan tanır, • Gruplar içinde tartışma ve diyaloglarla anlamayı kolaylaştırır, • Öğrencilerin kendi değerlerini anlamaya imkan tanır, • Program, öğrenme ürünleri, öğrenme etkinlikleri ve değerlendirme ile bağlantı kurarak daha iyi düzenlenebilir.

29. PDÖ’de Öğretmenin Rolü ve Öğretmene Yararları 29 1) Öğretmenler, öğrencilerin kendi başlarına öğrenmelerine yardımcı olan bir rol üstlenir. 2) Öğrencilerin bir problem çözme uzmanı gibi düşünmeleri konusunda cesaret verir. 3) Öğretmenler, probleme dayalı öğrenme ile ilgili dersleri veya üniteleri işlerken ve bu konuda öğrencilerine rehberlik ederken verilen etkinlikleri yaparak, etkili öğrenmenin oluşmasını sağlamalıdırlar.

30. 30 4) Probleme dayalı öğrenme, öğrenciler kadar öğretmenlerin de kendilerini geliştirmelerine ve farklı bir bakış açısı kazanmalarına yardımcı olur. 5) Bu tür derslerde konuyu en iyi öğrenen kişinin öğretmen olduğu bilinir. 6) PDÖ, öğretmenlerin sınıflarında daha zevkli ve verimli ders işlemelerine imkan sağlar.

31. PDÖ’de En Sık Kullanılan Öğretim Tekniği-Beyin Fırtınası 31 Beyin Fırtınası, birden fazla kişinin bir araya gelerek bir konuyla ilgili fikirlerini tartışmaksızın açıklayarak, birbirleriyle fikir alışverişinde bulundukları, bireyin yaratıcı düşünme gücünü geliştiren bir öğretim tekniğidir.

32. Beyin Fırtınası Nasıl Uygulanır? 32 1.   Katılımcılara önce fikir üretecekleri bir konuverilir. Örneğin “Bitkiler fotosentez yapma işlevini yerine getirmemeye başlamış olsalardı ne olabilirdi?” 2.   Katılımcıların her birine bu konudaki görüşleri sorulur. Katılımcının görüşü üzerinde hiçbir yorum yapılmadan tahtaya ya da büyük bir kağıda yazılır. 3.  Katılımcıların  fikirleri  listelendikten  sonra,  ortaya  atılan tüm fikirler katılımcılarla birlikte tek tek değerlendirilmelidir. Değerlendirme sırasında  benzer   olan   fikirler  birleştirilir. Açık olmayan fikirler sahibine açıklattırılır. Katılımcılarla birlikte en iyi olan fikirler seçilir ve uygulamaya koyulur.

33. Beyin Fırtınasının Temel Kuralları 33 • Bütün  öneriler kabul edilir ve listelenir, • Hiçbir öneri eleştirilmez, • Fikirlerin özgürce açıklanması desteklenir, • Bütün fikirler ortaya konuncaya kadar önerilerin ortaya konuşu devam eder, • Fikirlerin sınıflandırılması sağlanır, • Benzer fikirler fikri oraya atanın kabulü ile gruplandırılır, • Öneriler, fikri ortaya atanın kabulü ile geliştirilir.

34. PROBLEME DAYALI ÖĞRENMENİN DEĞERLENDİRİLMESİ 34 PDÖ değerlendirme çalışmaları üç ana başlık altında toplanabilir: • Öğrencilerin değerlendirilmesi • Öğretmenin değerlendirilmesi • Öğrenme sürecinin değerlendirilmesi

35. Öğrencilerin Değerlendirilmesi 35 • Öğrenciler Neler Bilmelidir? Öğrenme Hedefleri Bilişsel Kazanımlar Beceri, Tutum ve Değerler Derse başlanmadan önce öğrenme hedefleri belirlenmelidir.

36. Öğrencilerin Değerlendirilmesi 36 • Öğrenciler Neler Yapabilmelidir? Etkili problem çözme Kendi kendine öğrenme Kritik düşünme Grupla çalışabilme Başkalarının düşüncesine saygı duyma Bilgiye değer verme Öğrencilere kazandırılmak istenen beceri,tutum ve değerler belirlenmelidir.

37. Öğrencilerin Değerlendirilmesi 37 • Öğrencilerin İstenilen Hedeflere Ulaşıp Ulaşmadığını Hangi Bulgular Göstermelidir? Bir PDÖ yürütücüsü aşağıdaki sorulara cevap bulduğu taktirde başarılı bir ölçme değerlendirme çalışması ortaya çıkarabilir: • Problem çözümünü tamamlayan öğrenciler,hangi öğrenme ürünlerini ortaya koymuş olacaklardır? Bu ürünler kişisel mi yoksa grup bütünü mü olacaktır? Ve nasıl notlandırılacaktır? • Bir öğretmen, kişisel başarıyı değerlendirerek grup öğrenmesini nasıl ilerletecektir? • Sınavlarda probleme dayalı bir senaryo nasıl kullanılabilir? • Grup olma ve iletişim becerileri değerlendirilmeli midir? Eğer değerlendirilecekse nasıl yapılmalıdır?

38. Öğrencilerin Değerlendirilmesi 38 • PDÖ’de öğrenci değerlendirmesi üç şekilde yapılabilir: Yazılı sınavlar Kendini ve arkadaşını değerlendirme Öğretmenin öğrenciyi süreç boyunca takibi

39. Öğretmenin Değerlendirilmesi 39 PDÖ’ye özgü öğretmen yeterliklerinin belirlenmesi: Bilgi Kişisel Tutumlar Beceriler

40. Öğrenme Sürecinin Değerlendirilmesi 40 Öğrenci öğrenmeleri hakkında doğru kararlar verebilmek için dersin nasıl değerlendirileceğinin de düşünülmesi gereklidir.dersin işleyişi hakkında öğrencilerden bilgi alınıp, dersin işleyişine katkı sağlayacak dönütler alınabilir.

41. Öğrenme Sürecinin Değerlendirilmesi 41 Dersin değerlendirilmesi için öğretmen aşağıdaki sorularda geçen durumları takip ederek bir takım kararlar verebilir: • Problemler hedefteki öğrenci öğrenmelerine odaklandı mı? • Hangi problemler iyi işledi, hangileri işlemedi? • Problemler öğrenci düzeyine uygun muydu? • Öğrenciler ders içeriği hakkında derin bir anlama seviyesine ulaştılar mı? • Ders yeterinde öğrenci merkezlimiydi? • Bir sonraki çalışmada farklı olarak neler yapılabilir? • Grupların işleyişi iyimiydi? Eğer değilse hangi iyileştirmeler yapılabilir?

42. PDÖ’nün Olumlu Yanları 42 • Öğrenci Merkezli-Aktif • Genel Yetenek Gelişimi • Bütünleştirme • Güdüleme • “Derinlemesine” öğrenme • Yapılandırmacı yaklaşım

43. PDÖ’nün Sınırlılıkları 43 • Öğretemeyen öğreticiler • Kaynakları • Rol modelleri • Bilgi Yüklemesi

44. PDÖ Uygulamalarında Karşılaşılabilecek Güçlükler 44 • Öğretmen • Öğrenci • Zaman • Materyal • Öğrenci faaliyetlerinin düzenlenmesi • Kalabalık sınıflar

45. 45 SENARYO ÖRNEKLERİ

46. SENARYO 1 46 Ankara’da özel halk otobüslerinin yöneticisiniz. Otobüse binen yolculardan çok sayıda şikayet almaktasınız. Bu şikayetler en fazla ayakta yolculuk yapan müşterilerden gelmektedir. En fazla dile getirilen şikayetler otobüsün durma ve kalkmaları esnasında yolcuların dengelerini kaybetmeleridir. Diğer bir şikayet ise otobüs virajlara girdiğinde, oturan ve ayaktaki yolcuların sağa-sola, ileri-geriye doğru eğilmeleridir. Belediye görevlileri bu problemleri çözmek için size 2 hafta süre vermiştir. a)     Ayaktaki yolcuların durma ve kalkmalarda dengelerini kaybetmelerinin nedenleri nelerdir? b)     Virajlara girildiğinde hangi nedenler yolcuların farklı yönlere doğru eğilmelerine sebep olmaktadır? c)     Bu problemleri çözmek için neler yapılması en uygun olacaktır? d)     Bir otobüs yolculuğunda yaşanabilecek benzer problemleri belirleyiniz. e)     Bu çözümleri matematiksel problemler vererek gösteriniz.

47. SENARYO 2 47 2070 yılında Türkiye Uzay Araştırmaları Merkezi’nde (TUAM) görevlisiniz. Türkiye’nin Ay ve Mars üzerindeki yerleşim yerlerinde yaşanan hızlı nüfus artışı nedeni ile buralardaki otoyollara trafik işaretleri yerleştirmek gerekmektedir. Kurum başkanınız bir ekibin başına sizi getirerek bu görevi ekibinize verdi. Bu görevde en büyük problem, yeni trafik kurallarını koymaktır. Çünkü yerçekimi Ay ve Mars'ta, dünyada olduğundan çok farklıdır. Bu nedenle şehir içinde ve şehirler arası yollarda hız limitini belirlemek için yoğun çaba harcamanız gerekmektedir. Ayrıca, fren sistemleri (sürtünme) de dikkate alınacaktır. Bunların yanında fiziksel birçok farklılık, sizin bu görevdeki zorluklarınız olacaktır. a)     Bu görevde sizi bekleyen problemleri belirleyiniz. b)     Dünya ile kıyaslandığında Ay ve Mars’ta hangi fiziksel özellikler trafik kurallarını değiştirmek için göz önüne alınır. c)     Ay ve Mars'ta bir cismin hareketi, Dünyadaki cisimlerden nasıl farklılıklar gösterir? d)     Problemi çözmede size yardımcı olacak fiziksel kavramlar ve formülleri nelerdir? e)     Yukarıdaki problemi çözmek için kimlerle görüşmek gerekir?. f)       Bu problemin çözümü için en iyi yolları belirleyiniz. g)     Konu ile ilgili örnekler çözerek, farklı gezegenlerin bu özelliklerini karşılaştırınız.

48. SENARYO 3 48 Yaşadığınız Köprüsüz kasabasındaki 25 metre genişliğindeki Köprükıran Irmağı üzerine bir köprü inşa edilecektir. Irmak, yer seviyesinden 5 metre aşağıda akmaktadır. Suyun debisi fazla olduğundan daha önceki köprü yapım çalışmaları verimli olmamış ve kasabada yaşayanlar karşıya geçmek için sallardan yararlanmaktadırlar. Bu da insan ve eşya kaybına sebep olmaktadır. Bu köprü yapımında görev almak istiyorsunuz ve projesini çizme görevini üstleniyorsunuz. Bu konuda Köy Hizmetleri size yeterli malzeme desteğinde bulunacaktır. Köy Hizmetleri Müdürü sizden projenize uygun modelleri yapmanızı ve bu görüşlerinizi savunarak komisyondaki üyeleri ikna etmenizi istemektedir. a)     Köprü yapımında hangi özellikler dikkate alınmalıdır? b)     Köprüleri inşa etmeden ne tür hesaplamalar yapmanız gerekir? c)     Köprüde kaç tane ayak olması en sağlam yapının oluşmasına sebep olur? d)     Köprüyü hangi türde (asma köprü, ahşap köprü, beton köprü gibi) yapmak en sağlam yapıyı oluşturur? e)     Yapılarla ilgili örnekler çözerek, probleminizde ne tür formüller kullanacağınızı belirleyiniz. f)       Bu problemdeki en iyi iki tasarıyı modelleştirerek sununuz.

49. SENARYO 4 49 Siz bir genetik uzmanısınız. Ayşe ve Ahmet adında iki yeni hastanız var. Ayşe ve Ahmet evlenecekler ve evlenmeden önce sizinle görüşmeye geliyorlar.Sizden arkadaşlarından duydukları “hastalıkla” ilgili bilgi almak istiyorlar.Ailelerinde de bu hastalığın olduğunu,sözünü ettikleri hastalığın vücudun farklı bölgelerinde ortaya çıkabildiğini belirtiyorlar.Ayşe ve Ahmet bu hastalığın kendilerinde de olabileceğini düşünüyorlar ve bunun ileride çocuklarına geçme olasılığının olup olmadığını;hastalık kendilerinde olmasa da hastalığın çocuklarında görülüp görülmeyeceğini merak ediyorlar. • Eldeki verilere ek olarak hangi bilgileri öğrenmek isterdiniz? • Bu bilgiler size nasıl yardımcı olur? • Bundan sonra ne yapmayı düşünüyorsunuz?

50. Örnek bir probleme dayalı öğrenme etkinliğinde izlenecek adımlar: • 1. adım: problem durumu, ölçme-değerlendirme formları, ve öğrenilmesi amaçlanan kazanımlar belirlenmelidir. • 2. adım: Öğrenciler PDÖ konusunda bilgilendirilmelidir. • 3. Adım: Öğrenciler problemi inceleyerek; problem hakkında “neler biliyoruz?” ve çözüme ulaşabilmek için “neleri öğrenmemiz gerekir?” şeklinde bir liste oluştururlar.