Etkinliklerle desteklenen öğretim sürecinin 7. sınıf öğrencilerinin nanoteknoloji hakkındaki farkındalıklarına ve kavramsal anlamalarına etkisi

Abstract

Geleceği şekillendiren bilim olarak adlandırılan Nanoteknoloji, maddenin nanometre boyutunda kontrolü ile ortaya çıkan bir teknolojidir. `Nano` kelimesi anlam olarak herhangi bir fiziki büyüklüğün milyarda biri demektir. Bir nanometre içine yan yana ancak 2-3 atom sığabilir. Bir nanometre 10 H atomunun yanyana gelmesi ile oluşan büyüklüğe karşılık gelmektedir. Fen bilimleri öğretim programı Feni matematiği, teknolojiyi ve mühendisliği bütünleştirerek problemlere disiplinlerarası bakış açısı ile yaklaşan bireyler yetiştirmeyi amaçlamaktadır. Nanoteknolojinin multidisipliner yapısı, yenilenen 2018 Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programında hedeflenen amaç için etkin biçimde kullanılabilecek bir alan olarak karşımıza çıkmaktadır. Nanoteknoloji etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin nanoteknoloji hakkındaki farkındalıklarına ve kavramsal anlamalarına etkisinin belirlenmesi bu araştırmanın amacıdır. Araştırmada, tek gruplu öntest sontest basit deneysel desen kullanılmıştır. Çalışma grubunu 2018–2019 eğitim-öğretim yılı birinci döneminde Muğla ili Fethiye ilçesindeki bir devlet ortaokulunda öğrenim gören 71 (36 erkek, 35 kız) 7. sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Öğrencilere, `Madde ve Değişim` ünitesi kapsamında nano kavramı, nanoteknoloji ve uygulama alanları ile ilgili karbon nanotop (Buckyball) modelleme etkinlikleri yapılmıştır. Etkinliklerde karbon nanoyapıların (nanotop ve nanotüp) tasarımı ile matematik-mühendislik disiplinlerini kullanmak, karbon nanoyapıların uygulama alanları ile yeni gelişen nano-teknolojiyi tanıtmak hedeflenmiştir. Verileri toplamak amacıyla araştırmacılar tarafından literatür taraması yapılarak ve alan uzmanlarının kanısı alınarak geliştirilen, sekiz sorudan oluşan Nanobilim ve Nanoteknoloji Farkındalık anketi ile 10 maddelik iki aşamalı kavramsal anlama soruları kullanılmıştır. Öğrencilerin etkinlik hakkındaki görüşleri ise Etkinlik Değerlendirme Formu ile alınmıştır. Nicel veriler normallik sınaması sonrasında nonparametrik olarak Wilcoxon işaretli sıralar testi, Man Whitney U ve Kruskal Wallis H testi ile analiz edilmiş, nitel veriler için içerik analizi yapılmıştır. Ulaşılan sonuçlar incelendiğinde etkinliklerin öğrencilerin nanobilim ve nanoteknoloji hakkındaki farkındalıklarında ve kavramsal anlamalarında son test lehine anlamlı farklılıklar oluşturduğu saptanmıştır (P< 0.01). Etkinlik değerlendirme formları incelendiğinde, öğrenciler etkinlik uygulamalarına ilişkin olumlu görüşlere sahiptirler, etkinlikleri yaparken eğlendiklerini ancak nanotop modelleme etkinliklerini yaparken bazı psikomotor ve matematiksel-mantıksal beceri gerektiren konularda kısmen zorlandıklarını ifade ettikleri görülmüştür. Öğrencilerin nanoteknoloji farkındalık ve kavramsal anlama düzeyleri; etkinliklerle desteklenen öğretim süreci sonunda (son test lehine) anlamlı bir farklılık göstermiştir. Öğrencilerin nanoteknoloji farkındalık ve kavramsal anlama düzeyleri; cinsiyete ve fen bilimleri ders başarısına göre anlamlı bir fark görülmemiştir. Araştırmanın nitel sonuçlarında ise öğrencilerin etkinliklerden istenilen kavramları öğrendikleri ve etkinlik süresince verimli zaman geçirerek istenen kazanımların eğlenceli bir şekilde öğretimi gerçekleştirilmiştir. Öğrencilerin nanoteknoloji duymalarının en fazla okuldaki derslerden kaynaklandığının belirtilmesi nanoteknolojinin fen müfredatındaki gerekliliğini gözler önüne sermektedir. Diğer bir kaynak olarak kitle iletişim araçlarının önemi ortaya çıkmaktadır. 2018 Fen programındaki kazanımlar incelendiğinde özel olarak nanoteknolojiye yönelik bir kazanım olmadığı görülmüştür. Ancak 7. sınıf programında `Madde ve Değişim` ünitesiyle ilgili kazanımın nanoteknoloji ile belirgin bir bağlantısı olduğu düşünülmüştür. Bunun yanında direk olmasa da nanoteknoloji ile ilişkilendirilebilecek kazanımlar olduğu görülmüştür.Anahtar kelimeler: Etkinlik temelli öğrenme, Fen bilimleri eğitimi, Nanoteknoloji farkındalığı, Nanotop,

Nanotechnology, which is called the science that shapes the future, is a technology that emerges with the control of matter in nanometer size. The word `nano` means one billionth of any physical size. But since n for a nanometer or 2-3 atoms could fit e.the nanometer corresponds to the size of the 10 H atoms. The Science curriculum aims to educate individuals who are approach problems with an interdisciplinary approach to mathematics, technology and engineering and integrating them into problems. The multidisciplinary structure of nanotechnology is an area that can be used effectively for the aims targeted in the renewed science curriculum. The aim of this research was to determine the impact of nanotechnology activities on 7th grade students' awareness about nanotechnology and their conceptual understandings. In the study, a single group pretest- posttest quasi-experimental design was used. The study group consisted of 71 (36 boys, 35 girls) 7th grade students who attended a state secondary school in Fethiye province in the first period of 2018-2019 academic year. Carbon nanotop (Buckyball) modeling activities were carried out within the particulate structure of matter unit of science and technology course. In the activities, it was aimed to use the design of carbon nanostructures (nanotopes and nanotubes) and mathematical-engineering disciplines, and introduce the new nano-technology with the application areas of carbon nanostructures. In order to collect the data, a 10-item two-stage conceptual comprehension question was used with the Nanoscience and Nanotechnology Awareness Questionnaire, which consists of eight questions, which were developed by the researchers in order to collect the data. The opinions of the students about the activity were taken with the Activity Evaluation Form. Quantitative data were analyzed non-parametric Wilcoxon signed sequences test, Man Whitney U and Kruskal Wallis H test after normality test and content analysis was performed for qualitative data. When the results were analyzed, it was determined that the activities had statistically significant differences in the awareness and conceptual understanding of students about nanoscience and nanotechnology in favour of the posttest (P <0.01 ). When the activity evaluation forms were examined, the students had positive opinions about the activity practices, they have fun while doing the activities, but they stated that they have some difficulty in doing nanotop modeling activities and some psychomotor and mathematical-logical skills. Nanotechnology awareness and conceptual understanding levels of students; At the end of the teaching process supported by the activities (in favor of the final test) there was a significant difference. Nanotechnology awareness and conceptual understanding levels of students; There was no significant difference according to gender and science course achievement. In the qualitative results of the study, the students learned the desired concepts from the activities and spent a productive time in the course of the activity and the desired gains were taught in a fun way. The fact that nanotechnology is the most important subject for students in nanotechnology reveals the necessity of nanotechnology in science curriculum. Another source is the importance of mass media.When the achievements in the 2018 Science program were examined, it was observed that there was no particular gain for nanotechnology. However, in the 7th grade program, the acquisition of the ilgili `Matter and Change` unit is thought to have a significant connection with nanotechnology. In addition, it has been observed that there are gains that can be associated with nanotechnology, if not directly.Key words: Activity based learning, Science education, Nanotechnology awareness, Buckyball