Aletli analiz yöntemi ile fen bilgisi öğretmen adaylarına adsorpsiyon konusunun öğretilmesi, oluşabilecek kavram yanılgılarının giderilmesi (Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi örneği)

Abstract

Bu çalışmada aktif kömür, ponza taşı, odun talaşı gibi gözenekli maddelerin KMnO4, FeCl3 ve CuSO4 çözeltilerinde adsorpsiyonu, çeşitli parametreler bakımından incelenmiştir.Çalışmanın amacı; Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarına kimya derslerinde yer alan adsorpsiyon konusunun aletli analiz yöntemleriyle öğretilmesidir. Bu doğrultuda adsorban olarak seçilen aktif kömür, ponza taşı, odun talaşı maddelerinin adsorpsiyon kapasitelerini, kirlilik nedeni olan kimyasalları tutabilmeleri yönünde spektroskopik olarak incelemek, SEM (Scanning Electron Microscope) ve XRD (X-Ray Diffractometer) yardımıyla görüntü ve veri elde ederek öğrenmenin kalıcılığını sağlayarak oluşabilecek kavram yanılgılarını gidermek hedeflenmiştir. Yüzeyde tutulan parçacıklar normal bir mikroskopla bile gözlenemeyeceğinden Üniversitemiz ALM (Araştırma Laboratuarları Merkezi)? de bulunan XRD ve SEM ile elde edilen somut görüntülerin öğretmen adaylarının ilgili konuyu anlamalarında ve oluşabilecek kavram yanılgılarının giderilmesinde etkili olması amaçlanmıştır. Çalışmanın problemi; Fen Bilgisi Öğretmenliği Programı öğrencileri (2. ve 4. Sınıf) ile Eğitim Bilimleri Enstitüsü İlköğretim Eğitimi ABD, Fen Bilgisi Öğretmenliği BD yüksek lisans öğrencilerinin ?Adsorpsiyon? konusunu öğrenmede, araştırmacının hazırladığı gösteri deneyinin Fen ve Teknolojiye yönelik akademik başarılarına etkisi var mıdır? Şeklinde olup, alt problemleri ise;1.Deneysel etkinliklerin, fen öğretimi çerçevesinde, fen bilgisi öğretmen adaylarına gösteri deneyleri şeklinde sunumunun, bilgi düzeyine etkisi var mıdır?2.Deneysel etkinliklerin, gösteri deneyleri şeklinde sunulmasının hatırlanma düzeyine etkisi var mıdır?3.Deneysel etkinliklerin, gösteri deneyleri şeklinde sunulmasının katılımcıların zihinlerinde Adsorpsiyon imajında değişiklik göstermiş midir? Şeklindedir.Bu çalışmada yarı-deneysel (quasi- experimental) desenden yararlanılmıştır. Gösteri deneyleri bilginin zihinde nasıl yapılandırıldığını saptamaya yönelik bir araç olarak kullanılmıştır. Bu nedenle araştırmada; ön test, son test ve ileri son test uygulanarak Deneme Modelleri; Çok Değişkenli Yasası; Deneme Öncesi Modeller; Tek Grup Öntest-Son Test araştırma deseni kullanılmıştır. Araştırmada amaçlı örneklem kullanılmıştır. Amaçlı örneklemin kullanılması, zengin bilgiye sahip olan durumların derinlemesine çalışılmasına imkân sağlamaktadır. Böylece çalışmanın odaklandığı sorunlar daha iyi aydınlanacaktır. Bu amaçla Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesinde öğrenim gören ve adsorpsiyon konusunun anlatıldığı sınıflarda 31 öğretmen adayı belirlenmiştir. Çalışmada veri toplama araçları olarak; Fen ve Teknolojiye yönelik akademik başarı testi ve araştırmacı gözlem notları kullanılmıştır. Araştırmanın uygulama sürecinde gerçekleştirilen deneysel etkinliklere bağlı olarak, araştırmacı tarafından hazırlanan akademik başarı testi; ön-test, son-test ve kalıcılık testi olarak uygulanmıştır.Çalışmada kullanılan ön-test, son-test ve ileri son-test verileri, SPSS 20,00 (Satatistical Package for Social Science) Paket Programı yardımıyla T-testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Araştırma örneklemi fen bilgisi öğretmen adayı öğrencilerinden oluştuğu ve bu adayların bir süre sonra öğretmen olacakları göz önüne alındığında, katılımcıların Fen deneylerini tasarlama, deney işlem basamaklarını ve deney sonucunu tahmin etme becerilerinin yetersiz olduğu gözlenmiştir.Deneysel etkinliklerin, gösteri deneyleri şeklinde sunulması ile ön test- son test verileri arasında anlamlı bir fark olması katılımcıların bilgi düzeyinde artış olduğunu göstermiştir.Adsorpsiyonun çıplak gözle görülemeyecek, fark edilemeyecek olmasından dolayı öğrenen tarafından anlaşılması güçleşmektedir. Adsorpsiyon olayını ölçebilecek ve bize oluşumunu sayısal veriler, görüntüler yardımıyla aktarabilecek cihazların (Spektrofometre, SEM, XRD) kullanımı, konunun anlaşılmasını ve öğrenmeyi kolaylaştırmıştır. Katılımcıların son testte yer alan adsorpsiyon yapan maddenin yüzey şekli çizimlerinin gerçeğe ön test çizimlerinden daha yakın olması uygulamanın başarılı olduğunu göstermektedir. Fen ve Teknoloji dersinde öğrenene bilgi aktarılması sırasında duyarlılığı fazla cihazların, çeşitli laboratuar malzemeleri ile yapılan deneylerin kullanılması konunun daha verimli olarak anlaşılmasını sağlamıştır.Anahtar Kelimeler: Fen Eğitimi, Spektrofotometre, Bilginin Yapılanması, Laboratuvar Kullanımı, Yaparak Yaşayarak Öğrenme

In the present study, adsorption of porous materials such as active coal, pumice stone and word flour in KMnO4, FeCl3 and CuSO4 solutions was investigated in terms of some parameters.The purpose of the study is to teach the subject of adsorption to the pre-service science teachers within the curriculum of chemistry course by means of instrumental analysis. For this purpose, it was intended to spectroscopically investigate the adsorption capacities of active coal, pumice stone and wood flour selected as adsorbent in terms of adsorbing the chemicals causing pollution, to increase the permanency of the learning through the images and data obtained by SEM (Scanning Electron Microscope) and XRD (X-Ray Diffractometer) and to eliminate the potential conceptual fallacies. As the particles adsorbed cannot be seen with a normal microscope, XRD and SEM in the Centre of Research Laboratories (CRLs) of the University were used to obtain concrete images and they were used to help the students to understand the subject and eliminate the potential conceptual fallacies. The problem of the study; Does the display experiment prepared by the researcher have an effect on the science and technology-oriented academic achievement of the 2nd and 4th-year students of Science Teacher Education Department, the graduate students enrolled in the Institute of Educational Sciences and Science Teacher Education in terms of learning the subject of ?Adsorption?? The sub-problems of the study are as follows; 1.Does the presentation of experimental activities in the form of display experiments within the framework of science teaching have effects on information level? 2.Does the presentation of experimental activities in the form of display experiments have effects on the retention level? 3.Did the presentation of experimental activities in the form of display experiments result in a change in the image of adsorption in the minds of the participants?In the present study, quasi-experimental design was employed. Display experiments were used as a tool to determine how information is constructed in the mind. The study employed purposeful sampling. Use of purposeful sampling makes it possible to conduct a deep analysis of the situations including rich information accumulation. In this way, it is believed that the issues focused on by the study will be better highlighted. 31 pre-service teachers studying at Muğla Sıtkı Koçman University were selected from the classes where the subject of adsorption would be taught. As data collection instruments, Science and Technology Academic Achievement Test and observations were used in the present study. The academic achievement test developed by the researcher based on the experimental activities conducted during the application process of the study was administered as pre-test, post-test and recall-test. The data collected through pre-test, post-test and delayed recall test were analysed through SPSS 20,00 (Statistical Package for Social Science) Program Package by using t-test. By considering the fact that the sampling of the study consists of pre-service science teachers and they will be practicing teachers after a while, it was observed that their skills required to design science experiments, predict the stages and outcomes of the experiment are not adequate. Presentation of experimental activities in the form of display experiments resulted in a significant difference between the pre-test and post-test results and this shows that there is an increase in the information level of the participants. As adsorption is impossible to see and recognize with a naked eye, it is difficult topic to be understood by students. The use of equipment?s (Spectrophotometer, SEM, XRD) that can measure adsorption phenomenon and show its formation through numerical data and images facilitated the teaching and understanding of the topic. The fact that greater similarity observed between the students? post-test drawings of the surface structure of the matter adsorbing and its real structure when compared to their pre-test drawings shows that the application is successful.Utilization of the experiments carried out with highly sensitive various laboratory equipment?s during the teaching of a subject in Science and Technology course resulted in more effective learning of the subject. Key Words: science education, Spectrophotometer, construction of information, use of laboratory, learning by doing and experiencing