6. sınıf öğrencilerinin solunum sistemi ile ilgili zihinsel modellerinin değişimi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, 6. sınıf öğrencilerinin, solunum sistemi ile ilgili öğretim öncesi ve sonrası zihinsel modellerini incelemek ve öğretim sürecinde zihinsel modellerinde meydana gelen değişimi açığa çıkarmaktır.Solunum sistemi, aralarında yapısal, görevsel ve davranışsal ilişkiler barındıran çok farklı sayıdaki bileşene sahip olması bakımından karmaşık bir sistemdir. Zihinsel modeller; inançlar, dünya görüşleri, değer yargıları ve düşünme biçimleri gibi soyut mekanizmalar tarafından üretilen ve bireylerin nesneleri, olayları, olguları ve süreçleri zihinlerinde nasıl yorumladıklarını açıklayan içsel dinamik yapılar veya modellerdir. Zihinsel modeller, öğretim sürecinin planlanması ve değerlendirilmesi amacıyla kullanılabilen soyut araçlardır.Çalışma, 2012-2013 eğitim-öğretim yılı ikinci döneminde, Sinop il merkezindeki 15 devlet okulunda gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın örneklemini, öğretim öncesi 480 ve öğretim sonrası 490 altıncı sınıf öğrencisi oluşturmuştur. Çalışma, nitel araştırma metoduyla bütüncül tek durum çalışmasına dayalı olarak gerçekleştirilmiştir. Öğrencilerin, solunum sisteminin anatomik yapısı hakkındaki çizimlerini ve adlandırmalarını, solunum sistemi organlarının görevleri hakkındaki düşüncelerini, farklı problem durumundaki kişilerin solunum hızlarıyla ilişkilendirdikleri kavramları değerlendirmek amacıyla üçü çizim-yazım tekniğiyle hazırlanmış beş açık uçlu sorudan oluşan veri toplama aracı geliştirilmiştir. Ölçme aracı, araştırma örneklemine, öğretim öncesi ve sonrası olmak üzere iki hafta arayla uygulanmıştır. İçerik analizi tekniği, iki ayrı veri setinin analizi için kullanılmıştır. Analiz sonuçları, frekans ve yüzde dağılımlarıyla özetlenmiştir. Veri setlerine ait frekans ve yüzde dağılımları karşılaştırılarak öğrencilerin solunum sistemi hakkındaki zihinsel modellerinin değişimleri saptanmıştır.Araştırmanın sonuçları, öğrencilerin önemli bir kısmının, özellikle öğretim öncesinde, solunum sisteminin anatomik yapısı hakkında alternatif düşüncelere sahip olduklarını göstermiştir. Bu öğrencilerin, çizimlerini ve adlandırmalarını, solunum sistemi organlarının veya diğer organların görevleri hakkındaki açıklamalarıyla da destekledikleri saptanmıştır. Araştırmanın bulgularına göre, çizimlerini yanlış adlandıran öğrenciler, akciğerlerle diğer sistem organlarını (mide, böbrek veya çoğunlukla karaciğer), yutakla gırtlağı veya soluk borusuyla yemek borusunu birbiriyle karıştırmışlardır. Ayrıca öğrencilerin küçük bir kısmı, solunum sistemi organlarının görevleriyle ilgili bazıları yanlış olan kendilerine özgü analojiler oluşturmuştur. Öğrencilerin solunumun amacı hakkındaki fikirlerinin altta yatan nedenlerini saptamak için öğrencilerden her biri farklı durumda (koşan, yürüyen veya uyuyan) olan üç kişinin solunum hızlarını sıralamaları istenmiştir. Öğrencilerin büyük bir çoğunluğunun, farklı problem durumundaki kişilerin solunum hızlarını, öğretim öncesi ve sonrası doğru sıraladığı ve solunum hızlarının nedenleri hakkındaki açıklamalarının genellikle günlük yaşam deneyimlerine dayandığı belirlenmiştir. Öğrenciler, solunum hızlarının nedenleri hakkındaki açıklamalarında somut, soyut, makro, mikro ve mikro-altı varlıkları kullanmışlardır. Solunum hızları, öğretim öncesi ve sonrası, öğrencilerin, büyük bir çoğunluğu tarafından mikro varlıklardan ziyade makro varlıklarla ve yaklaşık beşte biri tarafından enerji kavramıyla ilişkilendirilmiştir. Öğrencilerin küçük bir kısmı ise solunum hızlarının nedenlerini enerji tüketimi ile ilgili alternatif fikirlerle ifade etmiştir.Solunum sisteminin, bütünüyle anlaşılması için, yapısal ve görevsel özelliklerinin yanı sıra vücuttaki diğer birimlerle (sistem, organ, hücre) olan nedensel ilişkilerinin de açıklanması önerilmiştir.Anahtar sözcükler: Solunum sistemi, sistemler, karmaşık sistemler, zihinselmodeller

The purpose of this study was to analyse the sixth grade students' mental models regarding the human respiratory system both before and after formal instructions, and to elicit the change in their mental models in the instructional process.The human respiratory system is a complex system with regard to having a large number of different parts that involve a structural, functional and behavioral relations between each other. Mental models are generated by abstract mechanisms such as beliefs, world views, value judgements and way of thinkings, and which are internal dynamic structures or models that explain how individuals interpret an objects, events, phenomena and processes. Mental models are abstract tools that can be used to plan and evaluate the teaching process.The study was conducted in 15 elementary public schools in the central district of Sinop province, in the second semester of 2012-2013 academic year. The sample of the study consisted of 480 sixth grade students before formal instruction and 490 sixth grade students after formal instruction. The study was employed qualitative research method based on holistic single case study. The data collection instrument, consisting of 5 open-ended questions that three of them prepared by drawing-writing technique, and was developed in order to evaluate students' drawings and labellings about the anatomy of the human respiratory system, thoughts about the functions of the human respiratory system organs, concepts which they associate with the respiratory rates of people who were in the different problem situations. The data collection instrument was applied the research sample both before and after formal instructions two weeks apart. The content analysis technique was employed to analysis the two separate data sets. The analysis results were summarized by using frequency and percentage distributions. The change of the students' mental models about the respiratory system was determined by comparing the frequency and percentage distributions that belong to the data sets.The results of research showed that a substantial portion of the students have a alternative thoughts about the anatomy of the human respiratory system, especially before the formal instruction. It was determined that this students also bolstered their drawings and labellings with their explanations about the functions of the human respiratory system organs and other organs. According to the findings of research, the students, who had incorrectly labelled their drawings, confused between the lungs and other system organs (stomach, kidney or mostly liver), or between the pharynx and larynx, or between the trachea and esophagus. Besides, a small part of the students generated idiosyncratic analogies (some of them were false) for the functions of the human respiratory system organs. To determine the underlying causes of the students' ideas about the purpose of respiration, they were asked to sort respiratory rates of three people that each one was in the different situation that running, walking or sleeping. It was detected that a majority of the students correctly sorted the respiratory rates of the people, that were in the different problem situations, both before and after formal instructions, and their explanations, about the causes of the respiratory rates, generally based on their daily life experiences. The students used concrete, abstract, macro, micro and sub-micro entities in their explanations about the causes of the respiratory rates. The respiratory rates was associated with macro entities rather than micro entities by a great majority of students, and energy concept by approximately one-fifth of the students before and after formal instructions. A small proportion of the students have stated the causes of the respiratory rates with alternative ideas about energy consumption.In order to fully understand the human respiratory system, it was recommended that the structural and functional characteristics of the human respiratory system as well as its causal relationships with other units (system, organ, cell) in the human body should be explained.Key Words: Human respiratory system, systems, complex systems, mentalmodels