STEM Eğitiminde Anında Ölçüm Yapan Cihazların Kullanımı

2013

“İnsanların hayatına, faaliyetine egemen olan kuvvet, yaratma icat yeteneğidir.” Atatürk, 1930

Büyük Önder Atatürk’ün 10 Kasım 1938’de aramızdan ayrılması, Türk milletini derin bir üzüntüye boğmuş, dünya üzerinde de geniş bir yankı uyandırmıştır. Atatürk’ün vefatının hemen ardından yapılan tüm açıklamalarda, dünya üzerinde yetişmiş çok nadir bir dahi oluşundan, büyük devlet adamlığından, dünya milletlerine örnek olabilecek çalışmalarından ve ileri görüşlülüğünden bahsedilmiştir.

Atatürk’ün ileri görüşlülüğü, eğitim ve bilim alanında da önemli ölçüde hissedilmiştir. Bugün vurgulanan STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematichs) eğitiminin önemine, aslında Atatürk 1930’lu yıllarda değinmiştir. Tabi, bunu STEM eğitimi adı altında değil de, “insanların gelecekteki hayatlarına egemen olacak kuvvetin icat yeteneği olması” şeklinde vurgulamıştır. Genç nesilleri, yeni icatlara götürecek olan eğitim yöntemlerinden biri de STEM eğitimidir.

STEM eğitimi, fen, teknoloji, mühendislik ve matematiğin en az ikisinin birbiriyle entegre bir şekilde öğrenilmesini içeren, okul öncesinden yüksek öğretime kadar tüm süreci kapsayan bir eğitim yaklaşımıdır. Bu yaklaşımda öğrenciler, teorik bilgileri uygulama ve ürüne dönüştürme konusunda ustalık kazanırlar. İçinde bulunduğumuz yüzyıl, insanların üretici olmasını gerektirmektedir. İnsanların üretkenliklerini ortaya koyabilmesi için birçok alanda yeterli bilgi birikimine sahip olmalarının yanı sıra özellikle mühendislik alanında yetkinliklerini artırmaları gerekir.

STEM yaklaşımının teknoloji ve mühendisliğe özellikle vurgu yapması, teknoloji destekli öğretim materyallerinin kullanımının da artması gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Anında ölçüm yapan cihazlar (just in time measurement and analysis), STEM eğitiminde kullanılabilecek teknoloji destekli cihazlardan biridir. Bu cihazlar, lise düzeyinde fizik, kimya ve biyoloji dersleri ile ortaokul düzeyinde fen bilimleri dersi kapsamında etkili bir şekilde kullanılabilir. Bu derslerde etkili öğrenimin gerçekleşmesi amacıyla öğretmenler, çeşitli arazi gezileri, laboratuvar deneyleri ve proje çalışmaları gerçekleştirmektedirler. Anında ölçüm yapan cihazların bu üç amaç için kullanımı, hem öğretmenlere hem de öğrencilere çeşitli avantajlar sağlamaktadır.

Öğretmenlere sağladığı en önemli avantaj, zamandır. Her öğretmen için öğrenme ortamında geçen “etkin öğrenme süresi”nin ne kadar önemli olduğunu hepimiz biliriz. Bu cihazların kullanımı ile öğrenciler, ölçümlerini daha kısa sürede yapabildiklerinden, öğretmene öğretilmesi gereken konu ile ilgili değerlendirme yapmak için daha fazla zaman kalabilmektedir.

Aynı avantaj aslında öğrenciler için de geçerlidir. Örneğin, öğrenciler, “hız” konusu ile ilgili bir deney yaparken, alınan yolu ve zamanı ölçerek bu iki değişkenle ilgili işlem yapmak zorundadır. Ancak, anında ölçüm yapan cihazların hız sensörüyle bu işlem çok kısa bir sürede cihaz tarafından yapılabilmekte ve grafikleri çizilebilmektedir. Böylece öğrenciler, hızın hareket türüne göre değişimiyle ilgili verileri analiz etmeye ve değerlendirmeye daha çok vakit ayırabilirler.

Bununla ilgi başka bir örnek ise nabız ölçüm sensörü. Egzersiz ile nabız sayısı arasındaki ilişkiyi öğrencilerine matematiksel olarak ispat ettirmek isteyen bir öğretmen, öğrencilerinin nabızlarını klasik yöntemle (elini bileğine koyarak duyulan kalp atış hızını saydırmak) ölçtürdüğünde çok zaman kaybedecekken, anında ölçüm yapan cihazlarla bu ölçümü çok kısa bir sürede yaptırabilir.

Anında ölçüm yapan cihazların diğer avantajı da, hassas ölçümler yapılabilmesidir. Örneğin, hareketli makarada kuvvet kazancı olduğunu ispat etmek isteyen bir öğretmen, yaylı bir dinamometre kullandığında, dinamometrenin yayının hareketinden dolayı hatalı ölçümler yapabilir. Ancak, kuvvet sensörü kullanarak bu ölçümü yaptığında, arayüz ekranında kuvvet değerini direkt göreceğinden daha hassas ölçüm yapacaktır.

Disiplinlerarasılık, STEM yaklaşımının önemli temellerinden biridir. Anında ölçüm yapan cihazlarla matematik ve fen disiplinleri arasında önemli bağlantılar kurulabilir. Isı alış-verişi ile ilgili deney yapan öğrenciler, sıcaklık sensörüyle birlikte bu cihazları kullandıklarında, ısıveren maddenin genellikle sıcaklığının azaldığını, ısıalan maddenin ise genellikle sıcaklığının arttığını, arayüzde gördükleri grafiklerden ispat edebilir, herhangi bir zamandaki alınan ya da verilen ısı miktarını hesaplayabilir.

Sonuç olarak, “üreten, icatlar yapan” bir toplum olma yolunda, STEM yaklaşımını benimseyerek planlayacağımız öğrenme ortamlarında, anında ölçüm yapan cihazların kullanımı, hem öğrencilere hem de öğretmenlere farklı bakış açıları kazandırmaktadır. Yeni neslin teknolojiye ilgisi de düşünüldüğünde, bu cihazların kullanımı öğrencilerin öğrenmeye karşı ilgilerini de artırabilir.

Not: Anında ölçüm yapan cihazlar, temelde iki ana bölümden oluşmaktadır: Birinci bölümü, dokunmatik ekrandan oluşan bir arayüz, ikinci bölümü de bu arayüze bağlanabilen farklı sayı ve çeşitte sensörlerdir. Örneğin, arayüze, sıcaklık sensörü bağlandığında, cihaz bir termometre görevi görürken, kuvvet sensörü bağlandığında bir dinamometre görevi görmektedir. Bu şekilde, tek bir arayüz ve farklı sensörlerle farklı ölçümler yapılabilmektedir.

Dr. Aylin Sarı
Fen Bilimleri Öğretmeni
Terakki Vakfı Özel Şişli Terakki Tepeören Ortaokulu