Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Bu makale ilk olarak MIT Press Reader'da yayınlanmıştır. Bu makale Frank C. Keil'in “Wonder: Çocukluk ve Yaşam Boyu Bilim Aşkı” kitabından uyarlanmıştır.

2018 yılında PBS, okul öncesi öğretmenleri ve onların STEM öğretimi konusundaki endişeleri üzerine bir bölüm yayınladı. Bir öğretmen, “çocukların sınır tanımayan merakının bazen fen bilimleri gibi bazı konuları öğretme konusunda endişeli hissetmesine neden olabildiğini” ifade ediyordu. Diğerleri bunu çok karmaşık buluyor ve “bundan rahatsızlık duyuyor”. Nesnelerin rampadan nasıl yuvarlandığına dair basit mekaniği öğretmek bile birkaç öğretmen tarafından büyük bir endişeyle karşılanmıştır.

Ne yazık ki, çok sayıda araştırmayla belgelendiği üzere, öğretmenlerin bilime yönelik tutumları, öğrettikleri çocukları da etkiliyor. Kendi kaygıları onlara da geçiyor. Bu etkiler son derece incelikli olabilir: Örneğin, çocuklar öğretmenlerinin kızların matematik yapamayacağı ama erkeklerin yapabileceği yönündeki düşüncelerini kapabilirler. Ancak bu tür duygulara sahip olanlar sadece öğretmenler değildir. Hayatlarının bir noktasında bilimi özel bir azınlığın alanı olarak gören pek çok yetişkin arasında da yaygın olarak paylaşılmaktadır.

STEM'e yönelik tutumlar, kişinin kendi eğitim deneyimlerinden oldukça etkilenmektedir. İlkokul öğretmen adaylarına biyoloji ve fizik gibi bilim alanlarında daha fazla içerik bilgisi sağlandığında, fen öğretimi konusunda kendilerine olan güvenleri ve zevkleri artar. İçerik bilgileri arttıkça, fizik ve biyolojideki fikirleri öğrencileri için pedagojik olarak nasıl daha uygun hale getirebilecekleri konusunda fikir sahibi olurlar. İçeriğin daha derinlemesine anlaşılması, öğretmen hazırlığında eğitim teorisi ve pratiği ile gelişim psikolojisi hakkında bilgi edinmek kadar önemli olabilir.

Ancak asıl sorun öğretmenler değildir. Onlar sadece çoğumuzun bilim ve teknolojiye bakış açısını yansıtmaktadır.

Çocukların zihinleri hakkındaki yanlış görüşler, yetersizlik duygularını körükleyen değerlendirmelere yol açtığında bilime karşı olumsuz tutumlar geliştirebiliriz. Erken dönem fen eğitiminin büyük bir kısmı isimlerin, göze çarpan özelliklerin ve kategorilerin öğrenilmesine odaklanır. Nedensel ilişkiler tartışılabilir, ancak çocuklara dünyayı deşifre etmeleri için “mekanistik araç kitlerine” yakın bir şey nadiren sağlarız. Bunun yerine, nedensel ilişkiler “hayvanlar çevrelerine uyum sağlar”, “hayvanların ve bitkilerin enerjiye ihtiyacı vardır” ve “nedenler sonuçlardan önce gelir” gibi genel fikirlerle sınırlıdır. Öğretimin büyük bir kısmı bilim süreci üzerinde durur: ölçme, sınıflandırma ve sıralama. Diğer müfredatlar ise her yıl durmaksızın “kanıtların” önemini vurgulamaktadır.

Pek çok çocuk, bilimin en çok öğrenmek istedikleri unsurlarından, yani bir şeyin gözlemlenebilir özelliklerini neyin açıkladığından ve neden öyle davrandığından mahrum bırakılmaktadır. Psikologlar Margaret Donaldson, Barbara Tizard ve Martin Hughes 40 yıl önce okul yıllarındaki ilgi kaybını tanımlarken, geleneksel sınıfların çoğunun çocuklar ve yetişkinler arasındaki merak odaklı etkileşimli sorgulamayı nasıl değerlendirme odaklı sorulara dönüştürdüğünü tekrar tekrar vurguladılar. Öğretmenler, hangi gerçeklerin etkili bir şekilde aktarıldığını kontrol etmek için sorularını çocuklara yöneltmiştir. Sonuç olarak, çocuklardan öğretmenlere yöneltilen sorular ortadan kalkmıştır.

Bunun aksine, açıklama temelli yaklaşımlar kullanıldığında, çocuklar edindikleri bilgileri açıklamaları değerlendirmek ve üzerine inşa etmek ve daha uzman kaynaklar aramak için kullanabildiklerinden ustalık duygusu kazanırlar. Birbirine bağlı nedensel ilişkiler, hatırlamada birbirlerini desteklemeye yardımcı olarak problem çözme ve inovasyonda daha hızlı, esnek ve tatmin edici bir kullanım sağlar.

Örneğin, kurtların bazı özelliklerini sıralamak yerine, öne bakan gözler ve kulaklar, keskin pençeler ve dişler, gelişmiş koku alma ve görme yetenekleri, kısa mesafelerde saatte 40 milin üzerinde koşma yetenekleri ve güçlü çeneler gibi bir dizi özelliğin avlanmayı nasıl desteklediğini açıklayabilirsiniz. Daha ayrıntılı bir açıklama, bu özelliklerin nedensel olarak nasıl etkileşime girdiğini açıklayabilir.

Öğretim iyi gittiğinde Hepimiz bilim içeriğini aktarırken aynı zamanda öğrencilerine ilham verme konusunda yetenekli olan öğretmenleri ve diğer yetişkinleri duyuyoruz. Bu öğretmenler farklı ortamlarda çalışan heterojen bir gruptur, ancak tekrar eden birkaç model var gibi görünmektedir. Çok farklı yerlerden ve okullardan iki istisnai öğretmeni ele alalım. Öğretmenlerden biri ulusal çapta tanınan biriydi. Diğerinin ise benim kendi eğitimim üzerinde muazzam bir etkisi oldu.

İyi bilinen örnek, Stoughton, Wisconsin'de küçük bir kilise okulunda öğretmenlik yapan Rahibe M. Gertrude Hennessey'dir. Rahibe Gertrude, herkesin onu çağırdığı gibi, birinci sınıftan altıncı sınıfa kadar tek fen öğretmeniydi. Fen derslerini, bir alandaki kritik kavramları ve bunların çocuklar öğrendikçe nasıl değiştiğini inceleyerek verirdi. Öğrencileriyle birlikte, öğrenmelerini öz farkındalıkla ilişkilendiren bir anlatı oluşturmak için çalıştı. Bu üstbilişsel farkındalığı teşvik ederek, öğrencilerinin bilimsel bilginin gelişen doğasını ve tartışma, sorgulama ve keşif yoluyla nasıl değiştiğini takdir etmelerine yardımcı oldu.

Rahibe Gertrude, çocukların kendi fikirlerini açıkça ifade etmelerini ve kendi görüşlerini neden desteklediklerini açıklayabilmelerini istemiştir. Onlara fikirlerinin sınırlılıklarını ve zayıflıklarını ve nasıl içsel olarak tutarlı olmayabileceklerini nasıl keşfedeceklerini gösterdi. Altıncı sınıfa geldiklerinde, öğrencileri bilim öğrenimi hakkında üniversite öğrencileriyle aynı düzeyde konuşuyorlardı. Rahibe Gertrude ile altı yıl boyunca çalışmış olan bir altıncı sınıf öğrencisinin yorumlarını düşünün:

Eskiden, örneğin masanın üzerindeki kitabın tek bir kuvveti olduğunu ve bu kuvvetin de yerçekimi olduğunu düşünürdüm. Canlı olmayan bir şeyin geri itilebileceğini göremiyordum... Ancak fikirlerim değişti.... Rahibe makroskobik düzey ile mikroskobik düzey arasındaki farkı görmeme yardımcı oldu... Masanın üzerindeki kitap hakkında farklı düşünmeye başladım - [geçen okul yılında] mikroskobik düzeyde değil makroskobik düzeyde düşünüyordum. Bu yıl masaya geçen yılki gibi aynı perspektiften bakmıyordum. Geçen yıl yaşamın önemli bir odak noktası olduğuna bakıyordum, şimdi ise moleküllerin önemli bir odak noktası olduğuna bakıyorum. Sonunda düşüncelerimi çözdüğümde her şeyi farklı bir perspektiften görebildim. Kitap üzerinde çalışırken sadece yerçekimi yerine iki dengeli kuvveti düşünmekte zorlanmadığımı fark ettim.... şimdi her yerde dengeli kuvvetler görebiliyorum! Sabit hız üretmek için dengeli kuvvetlere ihtiyaç vardır! Masanın üzerindeki kitabın hızı sıfır, yani sabit bir hızı var.... Zihnimi daha karmaşık fikirlere doğru genişlettim! Bir masadaki moleküllerin kitap üzerinde etkisi olabileceği, dengeli ve dengesiz kuvvetlerin hareketin nedenini açıklamak için daha iyi bir yol olduğu ve hareketi tanımlarken sabit hız ve değişen hıza bakmanın önemli olduğu gibi.

Sınıfı ve Rahibe Gertrude'u ziyaret eden araştırmacılar, bu tür ifadelerin sadece birkaç göze çarpan üstbiliş sihirbazının sözleri değil, çocuklar için tipik ifadeler olduğunda ısrar ettiler. Rahibe Gertrude, neredeyse tüm öğrencilerine inançlarını değiştirmenin zevkleri konusunda açık bir farkındalık aşılamayı başardı. Değişimin, “her yerde” yeni şeyler görmelerini sağlayan daha güçlü kavramları benimsemelerine nasıl yardımcı olabileceğini keşfettiler. Çocuklar, kendi anlayışlarındaki bir sorunu keşfetmenin ve düzeltmenin özgürleştirici ve güçlendirici olduğunu öğrendiler.

İlham verici bir öğretmenin ikinci örneği 1960'ların başında kendi fen öğretmenimdi. Jesse Knight Jr. küçük okulumdaki tek fen öğretmeniydi ve dördüncü sınıftan sekizinci sınıfa kadar aynı çocuklara ders veriyordu.

“Bay Knight” (hala ona bu şekilde hitap etmek zorunda hissediyorum) her zaman var olan bir zevk ve şevkle ders anlatırdı. Tüm sınıf her dersi bir tür dramatik performans olarak beklerdi. Çoğu zaman konuşurdu ama hepimiz bilirdik ki her an içimizden birine bir soru yöneltebilirdi ve soruları genellikle bir olguyu ya da mekanizmayı kendi kelimelerimizle ona açıklamamızı isterdi. Rahibe Gertrude gibi o da her bir öğrenciyle tamamen ilgileniyor ve her birimizin altta yatan kavramları ne kadar iyi anladığını gerçek zamanlı olarak izliyordu. Didaktik bir ders anlatım tarzının bile herkesin ilgisini nasıl çekebileceğini gösterdi. Ancak bu, bir kürsüden durağan bir ders anlatımı değildi.Bay Knight'ın her düşüncemizi okuyabildiğini hissettiren delici bakışlarla hızlı adımlarla ilerliyordu.

Bay Knight'ın derslerinde tarihten özenle yararlanılırdı. Tarih, bir noktayı daha açık hale getirmek için zaman zaman süslenmiş veya temizlenmiş olabilir, ancak bize bilimin doğası, cehaletin rolü ve toplulukların önemi hakkında öğretmek için bir araç olarak güzel bir şekilde çalıştı.

Örneğin, içten yanmalı bir motorun işleyişini nasıl açıkladığını hala canlı bir şekilde hatırlıyorum. Kimyasal enerji fikriyle, bazı bileşiklerin kimyasal bağlarında nasıl enerji depoladıklarıyla başladı. Bu bağları kıran reaksiyonlar yoluyla bu enerjinin nasıl açığa çıkabileceğini gösterdi. Kimyasal enerjinin ilk kez MS 1000 yıllarında Çin'de nasıl kullanıldığını, insanların barut yapmak için kömür, kükürt ve nitratları nasıl karıştıracaklarını nasıl öğrendiklerini anlattı. (Bu, guano ve nitratların hayvansal kaynakları hakkında mizahi bir yan hikaye içeriyordu). Daha sonra barutu bir kaba nasıl koyacaklarını ve onu ısıtıp bir patlama - ilk havai fişek - yaratarak enerjisini nasıl hızla serbest bırakacaklarını öğrendiklerini açıkladı. Bunu sınıfta, az miktarda barutu ısıttıktan sonra parlak bir flaş oluşturarak gösterdi. Barutun bir kapta hapsedilmesi halinde harika bir fişek olabileceğini ve kabın metalden yapılmış olması halinde tehlikeli olabileceğini açıkladı.

Bay Knight daha sonra bize tüm bu enerjinin bir arabaya güç vermek gibi bir iş yapmak için nasıl daha kontrollü bir şekilde kullanılabileceğini sordu (böylece iş kavramını da tanıttı). Sonunda bizi, patlayıcı kuvvetin yönlendirilebilmesi için bir kabın şekillendirilmesi fikrine yönlendirdi. Bay Knight bunun neden çözülmesi yüzyıllar süren zor bir problem olduğunu açıkladı. Çok sayıda başarısız girişim içerdiğini söyledi ve böylece bize başarısızlıkların ilerlemenin doğal bir parçası olarak nasıl beklenebileceğini de gösterdi.

Diğer pek çok ayrıntıyı atladım. Bay Knight'ın planlı girişleri, buharlı makinelerle paralel bir inovasyon çizgisinden pistonların ve valflerin iç işleyişine kadar her şeyi kapsıyordu. Büyük finalde, sınıfın yan tarafındaki bir pencerenin altında kısmen monte edilmiş gerçek bir benzinli motora doğru yürüdü. Hızlıca montajını bitirdi ve çalıştırdı. Sihirden daha iyiydi.

Bay Knight, bilim ve teknolojiyi öğretmek için tarihsel anlatıları kullanan ilk öğretmen değildi. Harvard'ın 1933-1953 yılları arasında başkanlığını yapmış olan James Bryant Conant, sonraki yıllarının çoğunu keşif sürecini vurgulayan tarihsel yaklaşımlarla bilim öğreterek geçirmiştir. Bilim eğitimi akademisyenleri de üniversiteden (çoğunlukla) ilkokula kadar değişen seviyelerde bu tür bir yaklaşımın değerini savunmuşlardır. Tarihsel yaklaşımlar kavramsal değişim, epistemoloji, bilimin doğası, motivasyon ve içsel ilgiye dair kavrayışı geliştirdikleri için övülmüştür. Ayrıca, her yeni keşif döngüsünde örnekleri ve “deneyimleri” ilkeler ve modellerle iç içe geçirirler; tıpkı ilkeler açısından açıklamaya çalışmadan önce öğrencileri olguya maruz bırakmaya yönelik güncel bir uygulama gibi.

Ancak tarihsel anlatılar ilkokul sınıflarında şaşırtıcı derecede nadirdir. Bazıları zaten aşırı yüklü olan müfredatta tüm bu tarihin çok fazla zaman aldığını savunuyor, ancak Bay Knight'a öyle görünmüyordu. Tarih, içeriği bütünleştirmek ve kişisel olarak erişilebilir ve daha akılda kalıcı hale getirmek için bir yol sağladı.

Tarihsel yaklaşım, ilkokulda ders şeklinde değil de keşif, araştırma ve uygulamalı etkinlikler yoluyla öğretilmesi gerektiğine dair inançlar nedeniyle kaçınılan bir yaklaşım olabilir. Ancak, psikolog David Klahr'ın da belirttiği gibi, eğitim politikaları ile bilişsel bilim araştırmalarının bulguları arasında büyük bir uçurum vardır. Çoğu politika keşfederek öğretme yöntemlerini benimserken, deneysel gelenekteki çoğu bilişsel bilim araştırması, öğretmenin zamanının çoğunu öğrencilerle konuşarak geçirdiği durumlarda hala büyük faydalar bulmaktadır.

Elbette, dersler hedeflenen öğrenciler için uygun şekilde ayarlanmamışsa dayanılmaz derecede sıkıcı olabilir. Ancak anlatılar iyi yapıldığında, ki bu genellikle öğretmen ve öğrenciler arasında çok sayıda karşılıklı konuşmayı içerir, mükemmel öğretim yöntemleri olabilirler. İkinci bir endişe, tarih yoluyla öğretimin “ölü beyaz erkeklere” çok fazla odaklanması olabilir, ancak bu sadece kötü tarihin bir sorunudur. Tarih, farklı kültürel perspektifleri ve insanların zaman içinde nasıl değişebileceğini göstermek için harika bir araç olabilir.

Sonuçta, öğrencilerin standart testlerde daha iyi performans göstermeleri için zorunlu müfredatı öğretme baskısı, öğretmenlerin fazladan tarihsel materyal ekleme konusunda tedirgin olmalarının başlıca nedeni olabilir. İronik bir şekilde, tarihsel perspektifler, kusurlu olduğu kabul edilen bu testlerdeki performansa bile yardımcı olabilir. Buna ek olarak, öğretmenlerin, özellikle küçük çocuklarda, yanlış yönlendirmelerin karmaşıklığına çok fazla girmemek için tarihi idealize etmeleri gerekebilir. Sonuçta, dünya merkezli yörüngeler gibi birçok erken dönem bilimsel teori son derece karmaşıktı ve o dönemde sadece birkaç yetişkin tarafından anlaşılabiliyordu. Küçük çocuklara yönelik hikayeler genellikle karmaşık dolambaçlı yolları görmezden gelen daha idealize yolları tasvir etmek zorunda kalabilir. Yine de çocukların entelektüel alçakgönüllülüğün erdemlerini anlayabilmeleri için dolambaçlı yolların farkında olmalarını sağlamalıdırlar, ancak dolambaçlı yolları bu kadar ayrıntılı olarak ele almalarına gerek yoktur.

Bu yaklaşım çoğumuz için neden bu kadar sürükleyici ve etkiliydi? Bugünün terimleriyle ifade edecek olursak, son derece kapsayıcı ve kültürler arası bir yaklaşımdı. Başarısızlıkların, farklı ve gelişen bilgi topluluklarının, üstbilişin (kötü fikirlerin farkına varma), kavramsal değişimin, deneme yanılmaya karşı kontrollü deney yapmanın ve çabanın önemini ortaya koyuyordu. Bay Knight, derse sık sık bir şeyi nasıl anladığını değiştiren yeni bir makale veya gazete kupürünü sallayarak başladığı için sürekli yaşam boyu öğrenmenin örneğini verdi. Sık sık soruların cevabını bilmediğini söyler ve bize, o internet öncesi arama günlerinde, nasıl bulacağımızı anlatırdı.

Rahibe Gertrude ve Bay Knight pek çok açıdan farklıydılar, ancak bilime yaklaşım ve bilim hakkında düşünme konusunda önemli ortak yönleri vardı. Her ikisi de entelektüel alçakgönüllülük ve bilgi sınırlarını kabul etme istekliliği, hatta zaman zaman hevesi erdemlerini örneklemişlerdir. Bu alçakgönüllülük sayesinde, bilimle uğraşmayı yeni şeyler öğrenmenin, bunun sonucunda sık sık fikir değiştirmenin ve dünyayı daha da büyük bir ihtişam ve güzellik içinde görmenin verdiği zevkle yaşam boyu süren sürekli bir öğrenme süreci olarak gördüler.

Kaynak: Popsci.com