Tahmin et, dene, açıkla: Fen dersinde öğrenciyi düşündüren üç adım

Fen öğretmeni tahtaya bir soru yazıyor: “İki sarkacın ipi aynı uzunlukta. Birinin ucundaki cisim ötekinden iki kat ağır. İkisini aynı yükseklikten bırakırsak hangisi bir gidiş-gelişi daha çabuk tamamlar?” Sınıf bir an sessiz kalıyor, sonra eller kalkıyor. Çoğu öğrenci “ağır olan” diyor, birkaçı “hafif olan”, az bir kısmı “aynı”. Öğretmen henüz hiçbir şeyi düzeltmiyor. Yalnızca bir şey soruyor: “Neden öyle düşündün?”

Bu küçük sahne, fen öğretiminde uzun zamandır kullanılan bir yöntemin başlangıcıdır: Tahmin Et – Gözle – Açıkla, İngilizcede Predict–Observe–Explain (kısaca POE). Bu yazıda yöntemin ne olduğunu, neden önce tahmin istendiğini, iki örnekle sınıfta nasıl uygulandığını ve Kuazara’daki tahmin adımıyla nasıl ilişkili olduğunu anlatıyoruz.

POE nedir?

POE, Richard White ve Richard Gunstone’ın 1992’de yayımlanan Probing Understanding kitabında öğretmenler için sistemli olarak anlattığı bir yöntemdir. Üç adımdan oluşur:

1. Tahmin et. Öğrenci, bir deney yapılmadan önce ne olacağını tahmin eder ve gerekçesini yazar ya da söyler.
2. Gözle. Deney yapılır ya da simülasyon çalıştırılır. Öğrenci olanı kaydeder; yorum katmadan “ne gördük?” sorusuna cevap verir.
3. Açıkla. Öğrenci, gözlemi ile tahmini arasındaki farkı (varsa) açıklamaya çalışır. İki uyuşmuyorsa, tahminin arkasındaki düşünceyi yeniden gözden geçirir.

Adımların sırası önemlidir: Açıklama, tahmin ve gözlemden sonra gelir. Çünkü öğrenci ancak bir şey beklemişse, beklediğiyle gördüğü arasındaki farkı fark edebilir.

Neden önce tahmin istenir?

Üç neden öne çıkar.

Sezgi görünür olur. Öğrenciler derse boş bir kafayla gelmez; gündelik deneyimlerinden oluşmuş fikirlerle gelir. Bu fikirler kimi zaman bilimsel açıklamayla örtüşür, kimi zaman değil. Tahmin istemek, bu fikirleri hem öğretmene hem öğrencinin kendisine gösterir. Öğrenci “ben bunu böyle düşünüyordum” diyebildiğinde, onu değiştirmek de mümkün olur. (Bu konuyu fen bilimlerindeki kavram yanılgıları yazımızda ayrıca işliyoruz.)

Merak ve bağlılık artar. Bir tahmin yapan öğrencinin sonuca ilişkin küçük de olsa bir “payı” vardır. Sonucu merak eder, çünkü haklı ya da haksız çıkacaktır.

Yanlış tahmin, öğrenmeyi bozmaz; çoğu zaman destekler. Bilişsel psikoloji araştırmaları, cevabı bilmeden önce tahmin etmeye çalışmanın, doğru bilgi sonradan verildiğinde daha iyi öğrenmeye yol açabildiğini bildiriyor. Örneğin Kornell, Hays ve Bjork (2009), katılımcılardan çoğu zaman yanlış çıkan tahminler yapmalarını istedi ve cevap sonradan gösterildiğinde bu kişilerin, cevabı doğrudan okuyanlara göre bilgiyi daha iyi hatırladığını buldu. Richland, Kornell ve Kao (2009) da benzer bir “ön sınav etkisi” bildirdi. Önemli bir uyarı: Bu çalışmaların çoğu sözcük ve kısa metin öğrenimiyle yapıldı; sınıfta fen kavramları için aynı büyüklükte bir etki beklemek yerine, bunu “tahminin zarar vermediğini, çoğu zaman yardımcı olduğunu” gösteren destekleyici bir kanıt olarak okumak daha doğrudur. Aynı çizgideki bir başka fikri, geri çağırma ve aralıklı tekrar konusunu anlatan bu yazıda bulabilirsiniz.

Örnek 1: Sarkaç

Tahmin et. Aynı uzunlukta iki ipin ucunda biri 50 g, öteki 100 g iki cisim var. Hangisinin salınımı daha kısa sürer? Öğrenciler seçeneklerden birini işaretler ve bir cümleyle nedenini yazar: “Ağır olan, yere daha çok çekildiği için daha hızlı sallanır.”

Gözle. İki sarkaç, aynı küçük açıyla aynı anda bırakılır. Öğrenciler on tam gidiş-gelişin süresini ölçer ve on’a böler. Kronometre, telefondaki saniye sayacı ya da sayarak yapılan ölçüm yeterlidir. Küçük açılarda iki sarkacın süresi pratikte aynı çıkar.

Açıkla. Küçük açılı basit bir sarkacın periyodu, yaklaşık olarak $T = 2\pi\sqrt{L/g}$ bağıntısıyla verilir. Burada $L$ ipin uzunluğu, $g$ yer çekimi ivmesidir. Kütle formülde yoktur. Ağır cisme daha büyük bir kuvvet etki eder, ama aynı kuvvet daha büyük bir kütleyi hızlandırdığı için ivme değişmez. Öğrencinin “ağır olan yere daha çok çekilir” gerekçesi yarı doğrudur; eksik olan, o kuvvetin daha büyük bir kütleye uygulandığıdır. Bu gözlemin ardından öğrenciye şunu sormak, açıklamayı sağlamlaştırır: “Peki hangi değişiklik periyodu gerçekten değiştirir?” İpin boyunu değiştirip tekrar denemek, bunun cevabını verir.

Aynı fikir, ağır cisimlerin daha hızlı düşüp düşmediğini anlatan yazımıza da bağlanır.

Örnek 2: İki tabakta buz

Tahmin et. Oda sıcaklığında duran bir metal tabağa ve bir plastik tabağa birer buz küpü konuyor. Hangisi önce erir, yoksa ikisi aynı anda mı erir? Çoğu öğrenci “plastik, çünkü metal soğuk” ya da “ikisi aynı, çünkü ikisi de oda sıcaklığında” diye düşünür.

Gözle. Buz küpleri aynı anda konur ve belli aralıklarla (örneğin her iki dakikada bir) fotoğraflanır ya da çizilir. Metal tabaktaki buz, genellikle belirgin biçimde daha çabuk erir. Deneyin adil olması için tabakların kalınlığı, buz küplerinin boyutu ve ortam benzer tutulmalıdır.

Açıkla. İkisi de aynı oda sıcaklığındadır; fark, ısıyı iletme hızlarındadır. Metaller ısıyı plastikten çok daha iyi iletir; elin bir metale dokunduğunda ısıyı hızla kaybettiği için “soğuk” hissetmesinin nedeni de budur. Metal tabak, odanın ısısını buza daha hızlı taşır. Bu deney, ısı ile sıcaklığın aynı şey olmadığı fikrine bağlanır. Isı ve sıcaklık farkı dersimizde bu ayrımı simülasyonla çalışabilirsiniz.

Sınıfta nasıl uygularsın?

1. Tahmini yazdır. Seçenekleri tahtaya yaz; öğrenciler önce kendi kâğıtlarına seçimlerini ve tek cümlelik gerekçelerini yazsın. Önce yazmak, çevredekinin fikrine uymayı azaltır.
2. Dağılımı göster. El kaldırtarak ya da kâğıtları toplayarak hangi seçeneğin kaç kez seçildiğini göster. Doğru cevabı söyleme.
3. Gözlemi birlikte topla. Önce “ne gördük?” sorusuna yalnızca betimleme kabul et. “Sarkaçlar aynı anda döndü” gözlemdir; “kütle önemsiz” bir yorumdur ve bir sonraki adıma aittir.
4. Açıklamayı öğrencilere bırak. “Tahminin neden tutmadı?” sorusunu ikili gruplarda tartıştır. Öğrencinin kendi cümlesiyle kurduğu açıklama, öğretmenin söylediği açıklamadan daha kalıcıdır.
5. Bir uygulama sorusuyla bitir. Aynı fikri yeni bir durumda sına: “İpi iki katına çıkarsak?”

Küçük bir uyarı: Yanlış tahminde bulunan öğrenciyi küçük düşürmemek yöntemin önkoşuludur. “Burada yanlış tahmin yapmak serbest, çünkü ondan öğreniyoruz” cümlesini baştan söylemek yeterli olabilir.

Kuazara’da tahmin adımı

Kuazara’da tahmin adımı olan etkinliklerde simülasyon, bir tahmin sorusu cevaplanınca açılır. Seçenekler, öğrencilerde sık görülen düşüncelerden hazırlanır; tahmin puanlanmaz. Eğitmen hesabıyla bir sınıf açtığında, öğrencilerin seçtiği tahminlerin dağılımını isimsiz olarak görebilirsin (en az üç tahmin birikince). Simülasyonu sınıfça yansıtıp önce oylamak, POE’nin ilk iki adımını kolaylaştırır. Öğretmenlere yönelik özellikleri Öğretmenler sayfasında bulabilirsin. Simülasyonla çalışılan konulara Fen Bilimleri sayfasından ulaşabilirsin.

Özet

• POE üç adımdır: tahmin et (gerekçesiyle), gözle (yorumsuz), açıkla (tahminle farkı).
• Tahmin, öğrencinin sezgisini görünür kılar; yanlış tahmin çoğu zaman öğrenmeyi destekler.
• Açıklama, gözlemden sonra gelir ve öğrencinin kendi cümlesiyle kurulur.
• Deneyin güvenli, adil (tek değişken) ve tekrarlanabilir olmasına dikkat et.