ortaöğretim 11. sınıf fizik dersi öğretim programı

Transkript

T.C.
MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI
TALİM ve TERBİYE KURULU BAŞKANLIĞI
ORTAÖĞRETİM 11. SINIF FİZİK DERSİ
ÖĞRETİM PROGRAMI
Ağustos 2011
Ankara
T.C.
MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI
TALİM ve TERBİYE KURULU BAŞKANLIĞI
FİZİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI
Ortaöğretim 11. Sınıf Fizik Dersi
Özel İhtisas Komisyonu
Komisyon Başkanı
Prof. Dr. Bilal GÜNEŞ
Komisyon Üyeleri
Öğretim Elemanları
Öğretmenler
Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi,
Fizik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Ayşe ARSLAN
Uzman Öğretmen
Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı
Prof. Dr. Ömür AKYÜZ
Boğaziçi Üniversitesi
Emekli Öğretim Üyesi
Türkkan GÜLYURDU
Uzman Öğretmen
Prof. Dr. Ömer Asım SAÇLI
İstanbul Arel Üniversitesi Rektörü
Bülent DAYI
Uzman Öğretmen
Prof. Dr. Haşim MUTUŞ
İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü
Doç. Dr. Salih ATEŞ
Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi, Fen
Bilgisi Eğitimi Ana Bilim Dalı
Yard. Doç. Dr. Ali ERYILMAZ
Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Eğitim Fakültesi,
Yard. Doç. Dr. Uygar KANLI
Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi,
Dr. Gökhan SERİN
Anadolu Üniversitesi,
Eğitim Fakültesi, İlköğretim Bölümü
Mesut KARAÖMER
Öğretmen
Mehmet Akif SÜTCÜ
Program Geliştirme Uzmanı
Seher ULUTAŞ
Ölçme-Değerlendirme Uzmanı
İÇİNDEKİLER
1.
Sayfa Nu.
Fizik Dersi Öğretim Programının Temelleri………………………………. 2
1.1. Fizik Dersi Öğretim Programı’nın Felsefesi ve Vizyonu …………………....... 5
1.2. Fizik Dersi Öğretim Programı’nın Gerekçesi ve İhtiyaç Analizi
Çalışmaları............................................................................................................. 8
1.2.1.Fizik Dersi Öğretim Programları Uygulamalarının Tarihsel Gelişimi... 8
1.2.2. TTKB-Ortaöğretim Fizik Dersi Öğretim Programı Hakkındaki
Raporların Değerlendirilmesi…….………………………………….. 10
1.2.3.EARGED-Ortaöğretim Fizik Dersi Öğretim Programı İhtiyaç
Belirleme Analiz Raporu…………………………………………….. 11
1.2.4. Dünya Ülkelerinde Fizik Dersi Öğretim Programları………………… 12
1.3. Fizik Dersi Öğretim Programı’nın Temel Yapısı…….……………………….. 14
1.4. Fizik Dersi Öğretim Programı’nın Temel Yaklaşımı…………………………. 16
1.4.1. Programın Öğrenme Yaklaşımı………………………………………. 16
1.4.2. Programın Ölçme ve Değerlendirme Yaklaşımı……………………… 19
2. Fizik Dersi Öğretim Programı’nın Öğrenme Alanları…..……………….. 20
2.1. Fizik Dersi Öğretim Programı’nda Beceri Kazanımları................……… 21
2.1.1. Problem Çözme Becerileri (PÇB).................................................. 22
2.1.2. Fizik-Teknoloji-Toplum-Çevre (FTTÇ) Kazanımları.................... 24
2.1.3. Bilişim ve İletişim Becerileri (BİB)............................................... 27
2.1.4. Tutum ve Değerler (TD)................................................................ 29
2.2. Fizik Dersi Öğretim Programında Bilgi Kazanımları……………...…… 31
3. Öğretmen ve Kitap Yazarlarından Beklentiler………………….…………. 32
4. Akademik Paylaşım…………………………………………………………… 36
5. Fizik Öğretim Programında Yapılan Değişiklikler………………………
37
6. 11. Sınıf Fizik Dersi Öğretim Programının Ünite Organizasyonu…………. 39
1. Ünite: Madde ve Özelikleri ……………………………………………….. 42
2. Ünite: Kuvvet ve Hareket………………………………………..………… 48
3. Ünite: Manyetizma…………….……..………………………..................... 63
4. Ünite: Modern Fizik……………………….…………………..….……….. 70
5. Ünite: Dalgalar ……………………………………………………………… 79
6. Ünite: Yıldızlardan Yıldızsılara……………………………………………… 92
Kaynakça………………………………………………………………………….. 99
İletişim Bilgileri……………………………………………..…………………….. 103
11. Sınıf Fizik Dersi Öğretim Programı
Türkiye’nin çocukları, Batı’nın teknolojisinin haraçgüzarı olarak değil, kendi icat
ettikleri tekniklerle değerlerimizi yeryüzüne çıkarmalı, dünyaya duyurmalıdır.
Mustafa Kemal ATATÜRK
1. FİZİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMININ TEMELLERİ
Günümüz dünyasında bilim ve teknolojide yaşanan hızlı gelişmeler, dünyamızı sanki
küçük bir yerleşim birimi hâline getirmiştir. Bilim ve teknolojideki yeniliklerin birbirini
tetiklemesi sonucunda baş döndürücü gelişmeler meydana gelmiştir. Bilim ve teknolojideki
bu hızlı değişim, günümüz toplumunun ihtiyaç duyduğu nitelikli insan tanımındaki değişimi
de beraberinde getirmiştir. Bu değişim, nitelikli insan yetiştirmede fizik dersine düşen görevin
ve dersin içeriğinin yeniden belirlenmesini zorunlu kılmıştır.
“Bilişim Çağı” da denilen günümüzde gelişen teknolojinin etkisiyle büyük bir bilgi
patlaması gerçekleşmiş, her yıl katlanarak artan bilginin büyük bir güç olduğu anlaşılmış ve
bunun yanı sıra bilgiye erişim de kolaylaşmıştır. Yapılan bir araştırmaya göre 2007 yılı için
bir yılda üretilen bilgi büyüklüğünün 10 exabyte (1 exabyte 1024 petabyte, 1 petabyte=1024 terabyte, 1
terabyte=1024 gigabyte)
civarında olduğu tahmin edilmektedir. Bu bilginin büyüklüğünü
göstermek için dünyanın en büyük kütüphanesi ile kıyaslama yapabiliriz: ABD’nin
Washington D.C. kentinde bulunan Kongre Kütüphanesi’nde 128 milyonun üzerinde basılı
materyal bulunmaktadır. Bu materyaller yan yana dizilmiş olsa idi 850 km uzunluğa erişecek
raflarda saklanması gerekecekti. Eğer bu materyaller, dijital ortama aktarılmış olsa idi
dünyanın en büyük kütüphanesindeki bilgi büyüklüğü yaklaşık 10 terabyte yer tutacaktı. Bu
noktadan hareketle bir yılda üretilen bilgiyi kütüphanelerdeki gibi basılı materyallerde
saklamamız gerekse idi her yıl Kongre Kütüphanesi gibi bir milyon yeni kütüphane kurmamız
gerekecekti. Üretilen bilginin her yıl bir önceki yıla göre ortalama %30 arttığı gerçeği de göz
önüne alınırsa dünyada üretilen bilginin kütüphane gibi ortamlarda saklanmasının mümkün
olamayacağı ortadır. Bu bilgilerin tamamına yakını (~%92) hard diskler gibi manyetik ve
optik ortamlarda saklanmaktadır. Dünya nüfusunun yaklaşık 6,5 milyar ve her bireyin de
okur-yazar olduğunu kabul edersek sadece bir günde kişi başına üretilen bilgi miktarı yaklaşık
1,5 gigabyte olmaktadır. Bu bilgileri zihinde tutmak için her bireyin günde binlerce sayfalık
kitabı okuması gerekecekti. Bu durumda dahi her bir birey, üretilen bilginin sadece 6,5
milyarda birine sahip olacaktı. Bu çarpıcı gerçekten de anlaşılacağı gibi günümüzde üretilen
2
bilgilerin tamamını öğrenciye aktarma olanağı bulunmamaktadır. Önemli olan, anahtar
kavramları öğrencilere vererek bilgiye ulaşma yollarını öğretmektir. Bilgiye ulaşmak için de
İnternet ve bilgisayar gibi teknolojik ürünleri kullanmak kaçınılmaz hâle gelmiştir. Bu
nedenle bilişim çağının en önemli ihtiyaçlarından olan temel bilgi teknolojilerini ve iletişim
becerilerini öğrencilere kazandırmak için bilişim ve iletişim becerilerine özel önem
verilmiştir. Bu becerilere sahip öğrenci, ihtiyaç duyduğu her konuda teknolojinin tüm
olanaklarını kullanmak suretiyle sistematik bir hazırlık evresinden geçerek istediği bilgiye
ulaşacak, bu bilgileri en etkin şekilde işleyerek yorumlayacak ve sunacaktır.
Diğer taraftan öğrenme ve öğretme alanlarındaki bilimsel çalışmaların bulguları,
öğrenme sürecinde her bireyin karşımıza hazır bulunuşluk düzeyinde ve zihninde bir
kavramsal yapıya sahip olarak geldiğini göstermektedir. Öğrencinin öğrenme ortamına
getirdiği bu kavramsal yapının bireyin öğrenmesine etki eden en önemli faktörlerden biri
olduğu bilinmektedir. Ayrıca bu kavramsal yapının bireyin özelliklerinden, deneyimlerinden,
çevresinden, öğretmenlerinden ve ders kitaplarından kaynaklanan eksik ve yanlış bilgiler ile
kavram yanılgıları içerebildiği tespit edilmiştir. Özellikle kavram yanılgılarının giderilmesinin
çok kolay olmadığı ve kavram yanılgılarının öğrenmenin önündeki en büyük engellerden biri
olduğu olgusu artık çoğu araştırmacı tarafından kabul görmektedir.
Fizik dersinde anlamlı bir öğrenme; öğrencilerin ön bilgilerinin geçerliğinin kontrol
edildiği, gerçek yaşamda karşılaştıkları bağlamların temel alındığı, öğrencinin her zaman
zihinsel, çoğunlukla da fiziksel olarak etkin olduğu ve kavramsal değişmenin sağlandığı
öğrenme ortamlarında gerçekleşmelidir. Ayrıca bu öğrenme ortamlarının öğrenciye yeni
öğrenilen kavramı pekiştirebilmesi için fırsatlar sunması gerekmektedir.
Ölçme ve değerlendirme yapılırken de dönem ortası ve sonunda uygulanan, sadece
bilgiyi ve genelde sonucu ölçen geleneksel yaklaşım yerine bir hafta/bir dönem/bir yıl
boyunca süren, öğrenmenin bir parçası olarak düşünülen, bilgiyi ölçerken beceriyi de
ölçebilen
bir
yaklaşımın
benimsenmesi
zorunluluk
hâlini
almıştır.
Ölçme
ve
değerlendirmedeki amaç sadece not vermek değil; hazır bulunuşluk düzeyini belirlemek,
öğrenmenin gerçekleşip gerçekleşmediğini kontrol etmek ve öğrenme zorluklarının
sebeplerini teşhis etmek olmalıdır.
Bireysel farklılıkların belirginleştiği günümüzde öğrenmeyi ve bilgiye ulaşmayı
öğrenmiş, üretken ve yaratıcı bireyler yetiştirmek başlıca hedef hâline gelmiştir. Bütün bu
hızlı değişimler toplumsal yaşantımızı da büyük ölçüde etkilemiş, toplumumuzdaki değer
3
yargıları, toplumun bireyden ve bireyin toplumdan beklentileri büyük bir ivmeyle değişmeye
başlamıştır. Bu değişimler okullardaki derslerin öğretim programlarının da değişimini, çağa
uygun bir hâle getirilmesini ve geleceğe yönelik olmasını zorunlu kılmıştır.
Gelişmiş ülkelerde öğretim programları ortalama her beş yılda bir günün ihtiyaçları
doğrultusunda değiştirilmekte veya geliştirilmektedir. Bilindiği gibi ülkemizde Ortaöğretim
Fizik Dersi Öğretim Programı yirmi yılı aşkın bir süreden beri önemli bir değişikliğe
uğramadan uygulanmaktadır. Buna ilave olarak öğrencilere hangi düzeyde, hangi bilgi ve
becerilere sahip olacağı konusunda amaç-hedefler ile kazanımların yer aldığı bir doküman
hazırlanmamıştır. Hızlı değişimlere ayak uydurabilecek, esnek ve dinamik bir fizik dersi
öğretim programı hazırlamak kaçınılmaz olmuştur. Hâlen uygulanmakta olan lise Fizik Dersi
Öğretim Programı’nın değerlendirilmesi amacıyla Millî Eğitim Bakanlığı, Eğitimi Araştırma
ve Geliştirme Dairesi (EARGED) tarafından hazırlanan ihtiyaç belirleme çalışması ile Talim
ve Terbiye Kurulu Başkanlığı aracılığıyla illerde kurulmuş çalışma komisyonlarının
göndermiş oldukları raporların sonucunda, uygulanmakta olan Fizik Dersi Öğretim
Programında değişiklik yapılmasının zorunlu olduğu ortaya konulmuştur.
Bu gerçekler ışığında ulusal ve evrensel gelişmeler, çağdaş öğrenme, ölçme ve
değerlendirme yaklaşımları ile ülkemizde ve dünyada fizik dersi öğretim programlarına ilişkin
alan taraması yapılarak Fizik Dersi Öğretim Programı hazırlanmaya başlanmıştır.
4
1.1. Fizik Dersi Öğretim Programının Felsefesi ve Vizyonu
Giriş
Öncelikle ülkemizde fizik dersi öğretim programı geliştirme süreci irdelenmiştir. Bu
amaçla cumhuriyetten sonra 1934-1998 yılları arasında yapılmış olan tüm fizik dersi öğretim
programları incelenerek programın tarihsel gelişimi ortaya konmuştur. Bu da fizik dersi
öğretim programına daha geniş bir çerçeveden bakma olanağı vermiştir.
Ülkemizde ve dünyada fizik dersi öğretim programlarına ilişkin makale taraması
yapılarak bilimsel çalışmalarda ortaya konulan ulusal ve evrensel düzeydeki tespit ve öneriler,
ilgili komisyon tarafından incelenmiş, elde edilen sonuçlar yeni öğretim programına önemli
yansımalarda bulunmuştur.
2004 yılında uygulanmaya başlayan ilköğretim birinci kademe (4 ve 5. sınıf) ve 2005
yılında uygulanmaya başlayan ikinci kademe (6, 7 ve 8. sınıf) Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim
Programları gözden geçirilmiştir. Bu programlarda öğrenilen anahtar kavramlar öğrencilerin
ön bilgilerine önemli bir temel oluşturduğundan, Fizik Dersi Öğretim Programındaki bilgi
kazanımları, bu kavramları dikkate alarak işlenmeye başlanacak şekilde tasarlanmıştır. Fen ve
Teknoloji dersi öğretim programındaki sarmal yaklaşımın yanı sıra Bilimsel Süreç Becerileri,
Fen-Teknoloji-Toplum-Çevre kazanımları, Tutum ve Değerler yeni Fizik Öğretim
Programına önemli yansımalarda bulunmuştur.
Millî Eğitim Bakanlığına bağlı Eğitimi Araştırma Geliştirme Dairesi (EARGED)
tarafından yapılmış olan fizik dersi ihtiyaç analiz çalışması irdelenmiştir. Bu çalışmada yer
alan öğretmen, öğrenci ve veli görüşleri yeni öğretim programına önemli katkılar sağlamıştır.
Tüm illerde müfettiş ve fizik öğretmenlerinden oluşan komisyonlar tarafından
hazırlanan raporlar, çeşitli betimsel istatistik yöntemleriyle düzenlenmiştir. Bu raporlarda yer
alan yüksek sıklıklı öneriler, programın hazırlanması esnasında dikkate alınmıştır.
30 farklı ülkede (İngiltere, İrlanda, Avusturya, Belçika, Bulgaristan, Çekoslovakya,
Ekvator, Finlandiya, Yunanistan, Almanya, Macaristan, İtalya, Hollanda, Norveç, Polonya,
Portekiz, Güney Afrika, Slovakya, İspanya, İsviçre, ABD, Yeni Zelanda, Avustralya,
Singapur, Malezya, Hong Kong, Kore, Japonya, Kanada ve Fransa) uygulanmakta olan fizik
öğretim programları çeşitli kriterler açısından incelenmiştir. Özellikle uluslararası sınavlarda
fizik ve fen alanlarında başarılı olan ülkelerin öğretim programlarında ortak olan bilgi ve
beceri kazanımları, yaklaşım ve stratejiler programa yansıtılmaya özen gösterilmiştir.
5
Fizik Dersi Öğretim Programında sarmal yapı esas alınmıştır. Dört yıllık lise boyunca
9. sınıfta tüm öğrencilerin fizik dersi alması öngörülürken; 10, 11 ve 12. sınıflarda ise sadece
uygun alanları seçen öğrenciler fizik dersi alacaklardır. Dolayısıyla 9. sınıf fizik dersi diğer
sınıflardan farklı bir yaklaşımla ele alınmıştır. Bu sınıfta tüm bireylerin yaşamları boyunca
karşılaşması olası fizik olay ve olgularına ağırlık verilmiştir. Herkes için gerekli olan fizik
konuları, yaşam bağlantıları kurularak bu sınıfta verilmeye çalışılmıştır. 10, 11 ve 12.
sınıflarda ise sarmal bir yaklaşımla ve yine yaşamla bağlantısı kurularak gerekli olduğu
düşünülen tüm fizik konuları mümkün olduğunca kavramsal düzeyde verilmeye çalışılacaktır.
Temelde Fizik Dersi Öğretim Programı’nın iki katmanı bulunmaktadır: Bunlardan
birincisi bilgi kazanımları, ikincisi ise beceri kazanımlarıdır. 11. sınıftaki bilgi kazanımları
“Madde ve Özelikleri”, “Kuvvet ve Hareket”, “Manyetizma”, “Modern Fizik”, “Dalgalar” ile
“Yıldızlardan Yıldızsılara” ünitelerinde yer almaktadır. Bu ünitelerde bilgi kazanımlarının
yanı sıra “Problem Çözme Becerileri (PÇB)”, “Fizik-Teknoloji-Toplum-Çevre (FTTÇ)”
kazanımları; “Bilişim ve İletişim Becerileri (BİB)”, “Tutum ve Değerler (TD)” ile ilgili beceri
kazanımları da bulunmaktadır. Bu beceri kazanımları yukarıda sıralanan bilgi kazanımlarına
çapraz olarak yedirilmiştir.
Fizik Dersi Öğretim Programı’nda yaşam temelli yaklaşım (real life context-based)
esas alınmıştır. 1600 yılının ortalarında Jan Amos Comenius, öğretime her birey tarafından
gerçek yaşamda karşılaşılan ve mümkün olduğunca çok sayıda duyu organımıza hitap eden
cisimlerle başlanması gerektiğini vurgulanmasına ve aradan geçen yaklaşık 400 yıllık sürede
yapılmış olan birçok bilimsel çalışmada güncel yaşam bağlantılı öğretimin etkililiği ortaya
konulmuş olmasına rağmen, yakın zamana kadar yaşam temelli yaklaşım öğretim
programlarına yansıtılmamıştı. Yaşam temelli öğretim yaklaşımı;

İngiltere (the Salters Approach ve SLIP :Supported Learning in Physics Project),

Almanya,

Finlandiya (ROSE: The Relevance of Science Education),

İsrail (STEMS: Science, Technology Environment in Modern Society),

ABD (ChemCom: American Chemical Society) ve

Hollanda (PLON: Dutch Physics Curriculum Development Project ve NiNa)’da
yapılan büyük proje ve bilimsel çalışmalarda ayrıntıları ile incelenmiştir. Bu çalışmalarda,
yaşam temelli öğretim yaklaşımının öğrencilerin derse karşı ilgi ve motivasyonunu arttırdığı
6
ortaya konmuştur. Yaşam temelli yaklaşımın fizik ve fen öğretim programına yansımasında
özellikle Avustralya ve Yeni Zelanda öncülük etmiştir. Yaşam temelli yaklaşım ve FizikTeknoloji-Toplum-Çevre (FTTÇ) kazanımları birbiri ile iç içe geçmiş durumdadır. Her iki
yaklaşım da soyut gibi algılanabilen fizik kavramları ile gerçek yaşam arasında bağ
kurmaktadır. Yapılan çalışmalar sonucunda Avrupa ülkeleri daha çok yaşam temelli
yaklaşıma ağırlık verirken Amerikalıların Bilim-Teknoloji-Toplum-Çevre kazanımlarına özel
önem verdikleri sonucuna ulaşılmıştır. Bu öğretim programında yaşam temelli yaklaşım ile
FTTÇ kazanımları birbirini tamamlayacak şekilde verilmiştir.
Fizik dersinde karşılaşılan sorunların başında bilimsel hatalar ve kavram yanılgıları
yer almaktadır. Yeni öğretim programına uygun yazılacak ders kitaplarında bilimsel hata ve
kavram yanılgılarının en aza indirgenmesi için önlemler alınmıştır. Bu amaçla gerek
ülkemizde gerekse yurt dışında yapılan bilimsel çalışmalar sonucu belirlenen ve yaygın olan
kavram yanılgıları öğretim programında belirtilmiştir. Kavram yanılgıları öğrencilerin
zihninde kolayca giderilememektedir. Kavram yanılgılarının giderilebilmesi öğrencilerin
zihinsel ve fiziksel olarak aktif katılımını gerektiren kavramsal değişim süreci gerektirir.
Öğrencilerin düşeceği olası kavram yanılgıları için öğretmenler ve kitap yazarları yeni
öğretim programında belirgin şekilde uyarılmaktadır.
Fizik Dersi Öğretim Programının Vizyonu
Fiziğin yaşamın kendisi olduğunu özümsemiş, karşılaşacağı problemleri bilimsel
yöntemleri kullanarak çözebilen, Fizik-Teknoloji-Toplum ve Çevre arasındaki etkileşimleri
analiz edebilen, kendisi ve çevresi için olumlu tutum ve davranışlar geliştiren, bilişim
toplumunun gerektirdiği bilişim okuryazarlığı becerilerine sahip, düşüncelerini yansız olarak
ve en etkin şekilde ifade edebilen, kendisi ve çevresi ile barışık, üretken bireyler
yetiştirmektir. Fiziği yaşamın her alanında görebilen, fiziği vizyonda bahsedilen becerilerle
öğrenen ve becerilerini de fizik bilgisi ile geliştirebilen yaratıcı bireylerin yetiştirilmesi
hedeflenmektedir.
Bu vizyona ulaşmak için yaşam temelli yaklaşım ile bilgi ve beceri kazanımlarımız
Fizik Dersi Öğretim Programının misyonunu oluşturmaktadır. Fizik Dersi Öğretim
Programının misyonunu ayrıntılı olarak incelemek için “Fizik Dersi Öğretim Programının
Öğrenme Alanları” bölümü okunabilir.
7
1.2 . FİZİK
DERSİ
ÖĞRETİM
PROGRAMININ
GEREKÇESİ
ve
İHTİYAÇ ANALİZİ ÇALIŞMALARI
Fizik dersi öğretim programı geliştirme komisyonu, her öğretim programının
geliştirilmesinin ilk basamağını oluşturan “ihtiyaç belirleme” çalışmasına özel bir önem
vermiştir. Bu anlamda bundan önce yapılan çalışmalar ihtiyaç analizi kapsamını oluşturacak
şekilde toplanmıştır.
1.2.1. Fizik Dersi Programları Uygulamalarının Tarihsel Gelişimi
Ülkemizde uygulanmış olan fizik dersi öğretim programları incelendiğinde
görülecektir ki ilk çalışma 1934 yılında yapılmıştır. Takip eden 1935, 1938 ve 1940 yıllarında
da fizik dersi öğretim programları hazırlanmıştır. Ancak bu programlar, yalnızca konu
başlıklarını içeren bir liste biçimindedir.
1950’lerden itibaren başta Amerika olmak üzere bazı gelişmiş ülkelerdeki öğretim
programlarını çağın gereklerine uygun hâle getirme çalışmaları başlamıştır. Bu gelişmeleri
Milli Eğitim Bakanlığı da yakından takip etmiş ve 1960’lı yıllarda fen eğitimini geliştirme
çalışmalarını başlatmıştır.
Buradan hareketle çağdaş eğitim felsefesine uygun, bilimsel yöntemlerle fen
eğitiminin yapılmasına ve lise bazındaki fen programlarının uygulanmasına Ankara Fen
Lisesi’nin 1964’te açılmasıyla başlanmıştır. 1967–1968 öğretim yılında ise bu programın
dokuz pilot lisede daha uygulamasına geçilmiştir. Bu liselerde uygulanan fen programlarının
değerlendirilmesi sonucunda, 1971-1972 öğretim yılında, 100 lise ve 89 öğretmen okulunda
söz konusu programlar uygulanmıştır. Yeni fen öğretim programları “modern fen”, eski
programlar ise “klasik fen“ olarak anılmaya başlanmıştır. Zamanla “modern fen” uygulayan
lise ve mesleki liselerin sayısı 843’e yükselmiştir. Bu aşamada “klasik fen” programı
uygulayan liselerimizin sayısı ise 1445 idi.
1985-1986 öğretim yılına kadar liselerimizde biri “modern fen”, diğeri “klasik fen”
olmak üzere iki farklı fen programı (dolayısıyla iki farklı fizik öğretim programı)
uygulanmıştır. 1985 yılında bu ayrıma son verilerek tüm liselerimizde 1985-1986 öğretim
yılından itibaren tek tip fen öğretim programlarının uygulanmasına geçilmiştir. Talim ve
Terbiye Kurulunun 11.9.1985 tarih ve 173 sayılı, Eğitim ve Öğretim Yüksek Kurulunun
26.9.1985 tarih ve 19 sayılı kararlarıyla lise ve dengi okullarda okutulan klasik ve modern fen
dersleri öğretim programlarındaki farkın kaldırılması amacı ile fizik, kimya ve biyoloji
8
programlarının 1985-1986 öğretim yılında orta öğretim kurumlarında uygulanması
kararlaştırılmıştır.
Talim ve Terbiye Kurulunun 01.05.1992 tarih ve 128 sayılı kararıyla sınıf geçme
sistemi kaldırılıp yerine ders geçme ve kredi sistemi getirilmiştir. Bu sistemle birlikte 9.
sınıflara zorunlu Fen Bilimleri dersi konulmuş, Fizik dersi 1985 programının konuları da
Fizik-1, Fizik-2 ve Fizik-3 adları ile alan dersi hâline getirilmiştir.
1992-1993 öğretim yılında kredili sisteme geçilirken lise 1. sınıflar için fen bilimleri
dersinin içinde yer alan konular yeniden belirlenmiştir. Sadece bu öğretim programı hedefli
ve davranışlı olarak yapılmıştır. Lise 2. sınıfta yer alan “Işık” konusu lise 3. sınıfa
kaydırılmıştır. Lise 3.sınıftaki “Yarı İletkenler” ve “Atom Çekirdeği (alfa, beta, gamma
ışınları, Rutherford saçılma yasası, çekirdeğin yapısı)” konuları programdan çıkarılmıştır.
Talim ve Terbiye Kurulunun 28.05.1996 tarih 260 sayılı kararıyla ders geçme ve kredi
sistemi de kaldırılıp yerine sınıf geçme sistemi getirilmiştir. Bu sistemde lise 1 ortak sınıftır,
tüm lise 1 öğrencileri aynı dersleri okumaktadır. Ders geçme ve kredili sistemde zorunlu
olarak okutulan lise 1. sınıftaki fen bilimleri dersi kaldırılıp bu dersin müfredatında yer alan
fizik konuları Fizik-1 adı altında programa alınmıştır. 1985 Programı’nda okutulan tüm fizik
konuları da lise 2 ve lise 3’ ün alan sınıflarına dağıtılmıştır.
Talim ve Terbiye Kurulunun 07.06.2005 tarih ve 184 sayılı kararı ile ortaöğretimin
yeniden yapılandırılması çalışmaları çerçevesinde liseler dört yıla çıkarılmıştır. Bu
değişiklikten dolayı uygulanmakta olan Lise Fizik Dersi Öğretim Programı, içerik açısından
hiçbir değişiklik yapılmadan belirli bir mantık çerçevesinde dört yıla yayılarak yeniden
düzenlenmiştir. Talim ve Terbiye Kurulunun 14.07.2005 tarih ve 193 sayılı kararıyla da
okullarda uygulamaya konulmuştur.
1992 yılı ve sonrasında yapılan program değişikliklerinin hemen hemen hepsi, lise
fizik dersi 1985 müfredatını esas alan, sadece konuların sınıflara dağılımını değiştiren
biçimsel değişikliklerdir. Cumhuriyet tarihi boyunca yapılan hiçbir fizik dersi öğretim
programı (Sadece 1992 yılında yapılan lise 1. sınıf fen bilimleri dersindeki fizik konuları
hedef ve davranışlar içermesine ve bazılarında genel amaçlar ve açıklamalar yer almasına
rağmen) konu başlıkları listesinden öteye geçememiştir. Günümüzde amaçları, kazanımları,
etkinlikleri, teknoloji ile ilişkisi, ölçme ve değerlendirme boyutları tanımlanmış çağdaş bir
fizik programı hazırlanmasına ihtiyaç duyulmuştur.
9
1.2.2. TTKB-Ortaöğretim Fizik Dersi Öğretim Programı Hakkındaki
Raporların Değerlendirilmesi
Hazırlanacak öğretim programından yararlanacak olanların memnuniyeti yani beklenti
ve ihtiyaçlarının karşılanma düzeyi, hazırlanmış olan programın kalitesiyle başarısını
belirleyecektir.
Bu bağlamda yeni ders programının hazırlanma aşamasında 9-11. sınıf Fizik Dersi
Öğretim Programı ile ilgili olarak 24 Ekim 2003 tarih ve 11570 sayılı TTKB tarafından
ülkemiz genelinde illerde oluşturulan komisyonlardan, kamu kuruluşları ile sivil toplum
örgütlerinden raporlar gelmiştir. 78 il ile resmî ve sivil 10 kuruluştan gelen ve açık uçlu olan
bu raporlar inceleme sonucunda, “ilave edilmesi istenen konular, çıkarılması istenen konular,
hafifletilmesi istenen konular, yer değiştirilmesi istenen konular, ders saatinin yeterliliği.”
gibi vurgular öne çıkmış ve bu kriterler ışığında raporlar değerlendirilmiştir. Elde edilen
veriler çalışmalarımızda kullanılmıştır. Bu verilerden en göze çarpanları şu şekilde
özetlenebilir (Bu veriler, çalışmanın yapıldığı 2004 yılına ait olması nedeniyle üç yıl olan Lise
Fizik Dersi Öğretim Programı ile ilgilidir. 2006-2007 öğretim yılında dört yıla çıkarılan
programdaki konu dağılımlarını kapsamamaktadır.):
Lise 1. sınıfa “Sıvıların Basıncı ve Kaldırma Kuvveti” eklenmeli (%65,9); Lise 2. sınıf
“Kuvvet” konusunun sonuna “Basit Makineler” eklenmeli (%26,1); Lise 3. sınıftaki “Işık Teorileri”,
Atom Teorisi ve Yüklerin Elektriksel Alanda Hareketi” programdan çıkarılmalı (%21,6). “Madde ve
Elektrik” konusu Lise 1. sınıftan çıkarılıp Lise 2. sınıfa konulmalı (%30,7); Lise 1. sınıfın haftalık ders
saati artırılmalı (%60,2); Lise 2. sınıf programı hafifletilmeli (%38,6); Lise 2. sınıf haftalık ders saati
artırılmalı (%23,9); Lise 3. sınıf ÖSS’ye uyumlu olmalı (%42); Fizik ve matematik dersi konuları
birbiriyle uyumlu ve eş zamanlı olmalı (%28,4); Lise 2. sınıf konuları ÖSS’ye uyumlu olmalı (%18,2).
10
1.2.3. EARGED Ortaöğretim Kurumları Fizik Programı İhtiyaç Belirleme
Analiz Raporu
Millî Eğitim Bakanlığı, Eğitimi Araştırma ve Geliştirme Dairesi (EARGED)
Başkanlığının 25.09.1996 tarih ve 10791 sayılı Bakan Onayı ile “Fizik Dersi Öğretim
Programı’nı Geliştirme Komisyonu” kurulmuştur.
İhtiyaç belirleme çalışmalarına, Ankara’da belirlenen bazı okulların öğretmenlerine
anket uygulanması ve zümre öğretmenlerinin belirlediği görüş ve önerilerin değerlendirilmesi
ile başlanmıştır. Türkiye’nin 7 coğrafi bölgesinden ikişer ilde belirlenen liselerdeki öğretmen,
öğrenci ve velilere anket uygulaması yapılmıştır. Bu çalışmalarda 342 öğretmen, 7541
öğrenci, 1500 öğrenci velisine ulaşılmıştır. Kapsam alanı içinde MEB’e bağlı 61 lise yer
almıştır. Bu görüşlerden ön plana çıkan hususlar şunlardır:
Öğretmenler; programdaki tüm konuların ele alınıp işlenişleriyle öğretmen
kılavuzunda verilmesini (%77) ve öğretmen kılavuzunda ölçme-değerlendirme çalışmasına
ünite/konu sonunda yer verilmesini (%52) istemekte; fizik derslerinin laboratuarlarda,
deneylerle işlenmemesinin en önemli nedeni olarak mekân ve araç-gereç yetersizliğini
belirterek (%52), lise fizik derslerinin haftalık ders saatini yetersiz (%70) bulmaktadırlar.
Öğrenciler; konular ilgi çekici, günlük yaşamla bağlantılı, öğrencinin seçeceği
mesleklere katkısı olduğunda ve konuları deney yaparak öğrendiklerinde fizik dersini
sevdiklerini (%49); deneylerden yeteri kadar yararlanamama nedenlerinin; deneylerin
öğretmenler tarafından yapılması olarak belirtmişlerdir (%41).
Veliler; fizik dersinin gözlem ve deneyle yapılmasını (%53) istemiş; çocuklarının fizik
dersine karşı az ilgili olduğunu ifade etmiş (%49) ve çocuklarının çevresindeki araçgereçlerin yapısı ve çalışma ilkelerini kısmen açıklayabildiğini belirtmiştir (%55).
11
1.2.4. Dünya Ülkelerinde Fizik Dersi Öğretim Programları
Ulusal boyutta ihtiyaç analizi çalışması; EARGED tarafından yapılan ulusal ölçekli
ihtiyaç belirleme çalışmasını, TTKB tarafından illerde oluşturulan komisyonlardan, resmî ve
sivil kuruluşlardan alınan raporları ve ulusal boyutta yapılan literatür taramasını içermektedir.
Uluslararası boyutta ihtiyaç analiz çalışması ise; uluslararası boyutta yapılan literatür taraması
ile farklı ülkelerin uygulamakta olduğu fizik öğretim programlarını kapsamaktadır.
Farklı ülkelerin uygulamakta oldukları fizik öğretim programları incelendiğinde 30
farklı ülkenin (İngiltere, İrlanda, ABD, Kanada, Avustralya, Yeni Zelanda, Singapur, Hong
Kong, Malezya, Belçika, Bulgaristan, Çek Cumhuriyeti, İspanya, Hollanda, Finlandiya,
Slovakya, Avusturya, Ekvator, Macaristan, Güney Afrika, Norveç, Almanya, Yunanistan,
Polonya, İtalya, Portekiz, İsviçre, Japonya, Kore ve Fransa) programına ulaşılmıştır. Bu
ülkelerin bir kısmının öğretim programına İngilizce olarak doğrudan ulaşılmış, bir kısmının
ise fizik dersi öğretim programı ile ilgili açıklama ya da tanıtım yazıları incelenmiştir. Fizik
dersi öğretim programını ayrıntıları ile incelediğimiz bazı ülkelerin fizik dersini uygulama ile
ilgili ortak özelikleri tablo hâlinde verilmiştir.
1995 yılından beri Kanada, Avustralya, İrlanda ve Almanya’nın birçok eyaletinde
öğretim programları yenilenirken, Malezya’da ise hâlen devam etmekte olan köklü bir reform
hareketi göze çarpmaktadır.
Aşağıdaki tabloda bu değişimleri yaşayan ülkelerin yanı sıra dünyanın farklı coğrafi
bölgelerinden (ABD, Kore vb.), TIMMS ya da PISA sınavlarında son yıllarda yüksek
performans gösteren ülkelerin (Singapur vb.) ulaşılabilen ölçüde fizik öğretim programları
çeşitli kriterler açısından değerlendirilmiştir.
Tablonun sonunda ise programlarda dikkat çeken bazı önemli yanlar vurgulanmıştır.
Tablodaki veriler, ülkelerin programla ilgili dokümanlarında ve İnternet sayfalarında yer alan
bilgilere ulaşabildiği ölçüde hazırlanmıştır.
12
İncelenen Kriterler
Öğrenciler fizik
dersini almaya ne
zaman başlıyor?
Ülke
Düzey
İrlanda
Avustralya
9. sınıf
10. sınıf
11. sınıf
X
X
12. sınıf
X
X
9. sınıf
Seçmeli fizik dersi
ne zaman başlıyor?
Haftalık/yıllık ders
saati sayısı
Sarmal yaklaşım
Herkes için
fen/isteyen
öğrenciler için fen
ayrımı
10. sınıf
11. sınıf
12. sınıf
X
X
X
X
9. sınıf
10. sınıf
11. sınıf
12. sınıf
Var
Kısmen
Yok
X
Var
X
Yok
ABD
Fiziksel bilimler dersi
adı
altında 9. sınıfta fizik
dersi konularını
okumaya başlıyorlar.
fen (fiziksel bilimler,
yeryüzü bilimi, yaşam
bilimi)
X
X
4
4
Kore
Singapur
Hong Kong
X (14 yaş)
X
X
X
X
X
X
X
X
4/192
4/192
3
3/102
6 /120
3
3/102
X
X
X
X
4/?
4/?
X
X
X
Malezya
15 yaş
X
6 /120
X
Yeni
Zelanda
Temel ve
genişletilmiş
olmak üzere
iki
bileşenden
oluşuyor.
X
1.3 . FİZİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI’NIN TEMEL YAPISI
Programı geliştirirken bu başlık altında temel alınan kavram, görüş ve yaklaşımlardan
bahsedilecektir.
Program, öğrencilerin hepsinin eğitilebileceğini yani eğitilemeyecek öğrencilerin
olmadığını varsayar. Öğrenciyi öğrenmekten zevk alan, bazen sahip olduğu becerileri ile
bilgilere erişebilirken bazen de sahip olduğu bilgiler ile becerilerini geliştirebilen, meraklı,
yaratıcı ve kritik düşünebilen, öğreniminden en fazla kendisini sorumlu tutan bir birey olarak
tanımlar.
Fizik konularının, bilim ve teknolojinin en temel konularından biri olduğunu ve fizik
dersini, fen ve teknoloji dersinin bir devamı olarak görür.
Fizik alanının içeriği kadar becerilerin de önemli olduğunu vurgulamak için öğrenme
alanları, bilgi ve beceri kazanımları olarak ayrılır ve bunlar birbirinin içerisine çapraz olarak
yedirilir.
Program sarmal bir yapıya sahiptir. Bu nedenle her bilgi kazanımı 9. sınıftan itibaren üst
sınıflara doğru gidildikçe basitten karmaşığa, kolaydan zora, somuttan soyuta, yakından uzağa
genişletilerek ve derinleştirilerek verilmiştir. Ancak matematik öğretim programıyla eşgüdümlü
bir
çalışma
olanağı
yaratılamadığından
bu
süreç
olması
gerektiği
kadar
sağlıklı
gerçekleşememiştir.
Öğrenmenin doğal ortamlarda ve ihtiyaç olduğunda daha kolay, anlamlı ve kalıcı olarak
gerçekleşeceğini varsayar. Bundan dolayı öğrenciler klasik yaklaşımla fizik kavram ve yasalarını
öğrendikten sonra bunlara yaşamından örnekler aramak yerine direkt yaşamdaki olaylardan
başlayıp fizik kavram ve yasalarını öğrenmeyi ihtiyaç hâline getirir yani yaşam temelli bir
yaklaşımı benimser. Bu yaklaşım, fizik programının en temel anlayışıdır.
Öğrenme yöntem ve yaklaşımlarından herhangi birini merkeze almaz. Hepsinin içerik,
öğrenci, zaman ve olanaklara göre kullanılabileceğini varsayar. Anlamlı ve kalıcı öğrenmenin
olması için öğrencinin zihinsel ve fiziksel olarak aktif olması, hızlı geri bildirimlerin önemini ve
kavramsal gelişimi amaçlayan yaklaşımların kullanılması gerektiğini vurgular.
Ölçme ve değerlendirmenin öğrenme sürecinin ayrılmaz bir parçası olduğunu bilir.
Dolayısıyla otantik ölçümlerin yaygın olarak kullanılmasına çalışır. Ölçme ve değerlendirmenin
yalnızca not verme amaçlı değil; aynı zamanda gruplama, tanılama ve dönüt verme amaçlı
yapılması gerektiğini vurgular.
14
Sınıflarımızda özel becerili ve özel ihtiyacı olan öğrencilerin de bulunabileceğini
varsayıp öğrencilerin sıkılmaması ve dersten kopmaması için denge gözetilmiştir. Bu
öğrencilerin sınıfın bir parçası olarak öğrenimlerine devam etmeleri hem kendilerinin hem de
sınıfın genel başarısı için önemlidir.
Bilgi kazanımlarına beceri kazanımları çapraz olarak yedirilerek öğrencilerin bilgiyi
edinmeden önceki deneyim eksikliklerinin beceri kazanımları ile giderilmesi hedeflenmektedir.
Bu yolla cinsiyetleri ve sosyo-ekonomik seviyeleri farklı olan öğrencilerin fizik başarılarındaki
farkın ortadan kaldırılması beklenmektedir.
Eğitimde kullanılan dilin ve teknoloji kullanımının önemine vurgu yapmak için bilişim
ve iletişim beceri kazanımları oluşturulmuştur. Bu becerilerin gelişmesi sağlanırken aynı
zamanda da bu beceriler ile fizik öğrenimi zenginleştirilmiştir.
15
1.4.
FİZİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMININ TEMEL YAKLAŞIMI
1.4.1. Program’ın Öğrenme Yaklaşımı
Son yıllarda öğretim programlarında yapılan değişikliklerin ve yenilik hareketlerinin en
önemli gerekçelerinden birisi de öğrenme ve öğretme süreçlerinde teknolojik ve bilimsel
gelişmelere dayalı anlayış değişiklikleridir. Bireylerin öğrenmesi ile ilgili alanlarda yapılan
araştırmaların sonuçları, anlamlı ve verimli öğrenme süreçleri hakkındaki bilimsel görüşlerin
değişmesini sağlamıştır. Bu değişim, öğrenme kavramına yüklenen anlamın da değişmesine yol
açmıştır. Öğrenmeyi, öğrencilerin disiplinli talim ve uygulamaları sonucunda elde edilen fayda
olarak görme anlayışından; öğrenmeyi zihinsel bir süreç olarak algılayan, anlama ve bilgileri
değişik alanlara uygulayabilmenin önem kazandığı bir anlayışa geçilmiştir.
Bu anlayış değişikliğine rağmen öğrenme kuramları, bireyin nasıl öğrendiği sorusuna tam
olarak cevap bulabilmiş değildir. Fakat gelişim psikolojisi, bilişsel psikoloji ve fen bilimleri
eğitimi alanlarındaki bilimsel çalışmaların bulguları, bazı alanların örneğin tarih, matematik ve
fen bilimlerinin öğrencilere nasıl daha verimli bir şekilde öğretilebileceği konusunda ipuçları
vermektedir.
Öğrenmenin pasif bir süreç olmadığı ve bireyin öğrenme ortamına getirdiği ön bilgi
düzeyinin zihinsel bir süreç olan öğrenme üzerindeki en önemli faktörlerden biri olduğu
anlaşılmıştır. Ayrıca öğrenme, bireye özgü bir süreç olmakla birlikte her bireyin bilişsel,
duyuşsal ve fiziksel olarak etkin katılımını gerektirmektedir. Bireyin çevresi ile etkileşimi ve
aktif katılımı sonucunda sosyal olarak oluşturduğu bilgiyi benzer durumlarda uygulaması ve
kullanması öğrenmeyi pekiştirmektedir.
Hangi alanların daha verimli bir şekilde nasıl öğretilebileceği birçok faktöre bağlı
olmakla birlikte; öğretilecek alanın doğası, öğrencilerin hazır bulunuşluk düzeyi, kullanılacak
öğretim yöntemleri ve öğretmen yeterlikleri bu süreci çok yakından etkilemektedir. Genel olarak
fen bilimleri özel olarak fizik dersinin verimli bir şekilde nasıl öğretilebileceği konusu son
yıllarda en çok araştırılan konulardan biridir. Bu konudaki çalışmaların bulguları yeni Fizik
Dersi Öğretim Programı’nın öğrenme ve öğretme yaklaşımının belirlenmesinde esas teşkil
etmektedir.
Fizik dersi öğretilirken ve öğrenilirken ilk olarak öğrenmenin pasif bir süreç
olmadığının, öğrenme ve öğretme ortamına bireylerin boş zihinlerle gelmediğinin, bilginin
16
öğretmenden öğrenciye doğrudan olduğu gibi aktarılmadığının bilinmesi ve kabul edilmesi
gerekmektedir. Öğrenme sürecinde karşımızdaki her bireyin zihninde bir kavramsal yapıya sahip
olduğu ve bu kavramsal yapının bireyin kendisinden, çevreden, öğretmenden ve ders
kitaplarından kaynaklanan eksik ya da yanlış bilgiler veya kavram yanılgılarına sahip olabileceği
bilinmektedir. Özellikle kavram yanılgılarının giderilmesinin çok kolay olmadığı ve kavram
yanılgılarının öğrenmenin önündeki en büyük engellerden biri olabileceği bilgisi fizik dersinin
öğretilmesi ve öğrenilmesi sürecinde dikkate alınması gereken en önemli unsurdur.
Fizik dersinde öğrenme; öğrencilerin ön bilgilerinin geçerliğini kontrol edebileceği,
gerçek yaşamda karşılaştıkları bağlamların temel alındığı ve öğrencinin etkin olarak
katılabileceği etkinliklerden oluşan öğrenme ortamlarında gerçekleştirilmelidir. Ayrıca bu
öğrenme ortamlarının öğrenciye yeni öğrenilen kavramı pekiştirebilmesi için fırsatlar sunması
gerekmektedir.
Bu bağlamda öğrencilerin Fizik Dersi Öğretim Programı’nda belirlenmiş olan
kazanımları anlamlı bir şekilde yapılandırmaları ve bu kazanımları gerekli ortamlarda
kullanabilmelerini sağlayacak en uygun öğretim yöntem veya yöntemlerini seçmek çok
önemlidir. Bir konuda ne öğretileceği, nasıl öğretileceği ve nasıl ölçülüp değerlendirileceği
birlikte düşünülmesi gereken konulardır. Fizik dersinde neyin öğretileceği öğretim programının
bilgi ve beceri kazanımlarında belirtilmiştir. Bunların nasıl öğretilmesi gerektiği ise bu bölümde,
nasıl ölçülüp değerlendirilmesi gerektiği ise bir sonraki bölümde tartışılacaktır.
Öğretim Yöntemleri
Değişik öğrenme kuramlarının ana hatlarını temel alarak geliştirilen birçok öğretim
yöntemi bulunmaktadır. Genel olarak öğrenci ve öğretmen merkezli olarak sınıflandırılabilecek
bu yöntemlerin her birinin olumlu ve olumsuz yanları bulunmaktadır. Bu yöntemlerin içerisinde
bir konunun en verimli şekilde hangi öğretim yönteminin kullanılarak öğretilebileceği, dersin ve
konunun doğasına, öğrencilerin hazır bulunuşluk düzeyine, öğretmen yeterliliklerine ve ortamın
fiziksel şartlarına bağlıdır.
Öğrenme, öğretme ve fen bilimleri eğitimi alanlarındaki araştırmaların yanında fiziğin ve
fizik konularının doğası bu dersin öğretiminde bazı yöntemlerin kullanımını ön plana
çıkarmaktadır. Bu yöntemler öğrenme ve öğretme konusunda yukarıda belirtilen yaklaşımları
dikkate alan, bireysel farklılıkları ön plana çıkaran, laboratuar ortamında yapılan deneylere ve
sınıf etkinliklerinde grup çalışmalarına yer veren yöntemlerdir. Bilimsel araştırma sürecinde
izlenen basamakları dikkate alarak geliştirilen sorgulama ve araştırmaya dayalı öğretim
yöntemleri (buluş, keşif ve sorgulayıcı araştırma yöntemi) ve kavramsal değişimi temel alan
17
öğretim yöntemleri (kavramsal değişim metinleri, analojiler, 5E ve 7E) diğerlerine göre biraz
daha öne çıkan öğretim yöntemlerdir. Bu yöntemlerin diğerlerine göre biraz daha fazla
kullanılması fizik dersine ait kazanımların daha iyi öğrenilmesine, öğrencilerin daha düzenli
kavramsal yapılara ve becerilere sahip olmasına neden olacaktır.
18
1.4.2. Program’ın Ölçme ve Değerlendirme Yaklaşımı
Öğrenme sürecinde olduğu gibi ölçme ve değerlendirme sürecinde de kullanılmak için
birçok teknik bulunmaktadır. Bu tekniklerin her birinin olumlu yönleri ve sınırlılıkları vardır.
Öğrenme ve öğretme sürecinde en uygun ölçme tekniğinin hangisi olduğuna karar vermek
ölçmenin ne amaçla yapılacağına, dersin ve konunun doğasına, ne öğretileceğine ve nasıl
öğretileceğine bağlı olarak değişmektedir. Fizik Dersi Öğretim Programı’nın ölçme ve
değerlendirme yaklaşımı; ölçme ve değerlendirme yapılırken dönem ortası ve sonunda
uygulanan, sadece bilgiyi ve sonucu ölçen bir yaklaşımdan ziyade bir süreci ölçen, öğrenmenin
bir parçası olarak düşünülen, bilgiyi ölçerken beceriyi de ölçebilen tekniklerin yoğun
kullanılmasını gerektiren bir yaklaşımdır.
Bu bağlamda not verme dışında ölçme ve değerlendirme üç amaçla yapılmalıdır.
Bunlardan ilki ön bilgileri belirleme, planlama, gruplama ve rehberlik amacıyla yapılan tanıma
amaçlı ölçme ve değerlendirmedir. Burada amaç öğrencilerin bu derste başarılı olması için
gerekli bilgi ve beceriler niteliğindeki ön koşullara sahip olup olmadıklarını belirlemektir.
İkincisi öğrenme sürecinde düşünmeyi ve öğrenmeyi izleme amaçlı bilgilendirici ölçme ve
değerlendirmedir. Buradaki amaç eksikliklerin yeni konu ya da üniteye geçmeden önce
giderilmesidir. Son olarak da öğrencinin öğrenme zorluklarını teşhis etmek için yapılan tanılayıcı
ölçme ve değerlendirmedir. Bu ölçme ve değerlendirmeler mümkün olduğunca otantik
ortamlarda (öğrenirken) ve performansa dayalı olarak gerçekleştirilmelidir.
Ölçme ve değerlendirme tekniklerinin seçimi konusunda da öğrenilecek konunun yapısı,
öğrenme ve öğretme sürecinde kullanılan yöntemin özelikleri, ölçme ve değerlendirmenin yapılış
amacı bazı teknikleri diğerlerine göre biraz daha ön plana çıkarmaktadır. Ölçme ve
değerlendirme farklı amaçlar için yapılırken bilgiyi ölçmek için farklı, beceriyi ölçmek için
farklı, hem bilgiyi hem beceriyi aynı anda ölçmek için de farklı teknikler kullanılabilir. Genel
olarak seçme (doğru-yanlış, çoktan seçmeli, eşleştirme vb.) ve tamamlama (boşluk doldurma,
açık uçlu sorular vb.) tipi olarak iki grupta toplanabilen tekniklerin uygun amaç için uygun
olanını seçebilme ve uygulayabilme konusunda öğretmenler karar verebilmelidir. Ayrıca
öğrenmede bireysel farklılıkların dikkate alındığı, bireyin kendine has özeliklerinin ortaya
çıkarılarak ön bilgiler ile yeni bilgilerin kendine özgü biçimde yapılandırıldığı kabul
edilmektedir. Bu nedenle öğretim yöntemlerinin çeşitlendirilmesinin gerekliliğine inanarak
ölçme ve değerlendirme sürecinde de öğrencilere bilgi, beceri ve tutumlarını sergileyebilecekleri
çoklu ölçme ve değerlendirme fırsatlarının sunulması Fizik Dersi Öğretim Programı’nın ölçme
ve değerlendirme yaklaşımını yansıtmaktadır.
19
2. FİZİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI’NIN ÖĞRENME
ALANLARI
11. sınıf Fizik Dersi Öğretim Programı’nın temel yapısı aşağıdaki modelde gösterilmiştir.
Bu modelde; öğrenci beceri kazanımları ve bilgi kazanımları sırası ile ağaç, kök ve meyve ile
temsil edilmektedir. Bilgi ve beceri kazanımlarının dönüşümlü olarak birbirini desteklediğini
göstermek için ise su damlası kullanılmıştır.
Şekil 1: 11. Sınıf Fizik Dersi Öğretim Programı’nın Temel Yapısı
20
2.1. Fizik Dersi Öğretim Programı’nda Beceri Kazanımları
Program’da, beceriler de içeriğin bir parçası olup Fen ve Teknoloji Programı’nda olduğu
gibi kazanımların yanına kodlanmıştır. Farklı öğretim programlarındaki beceriler, farklı başlıklar
altında verilmektedir. Bu programda ise beceriler aşağıda gösterildiği gibi dört alanda
toplanmıştır:
 Problem Çözme Becerileri (PÇB)
 Fizik-Toplum-Teknoloji-Çevre (FTTÇ)
 Bilişim ve İletişim Becerileri (BİB)
 Tutum ve Değerler (TD)
Ayrıntıları aşağıda listelenen kazanımlar ünitelerdeki ilgili kazanımlara çapraz olarak
yedirilmiştir. Örneğin; “Modern Fizik” ünitesi ile ilgili olan,
“Atomun çekirdekten ve elektronlardan oluştuğunu gösteren ilk atom modelini açıklar (FTTÇ-1.b-g; BİB1.a-d,3.a-c).”
kazanımında amaçlanan bilgi kazanımının yanında FTTÇ kazanımlarından 1.b-g ile BİB
becerilerinden 1.a-d ve 3.a.-c’ nin de öğrencilere kazandırılması amaçlanmıştır. Bu öğretim
programına uygun yazılması beklenen kitaplarda bu minimum kazanımlar verilmelidir, yazarlar
bunun dışında uygun gördüğü beceri kazanımlarını ek süre gerektirmeyecek şekilde kitaplara
yansıtabilirler.
21
2.1.1. Problem Çözme Becerileri (PÇB)
Bilimsel süreç becerileri, yaratıcı düşünme becerileri, eleştirel düşünme becerileri,
analitik ve uzamsal düşünme becerileri, veri işleme ve sayısal işlem becerileri ve üst düzey
düşünme becerileri bu başlık altında toplanmıştır.
Problem Çözme Becerileri
1. Araştırılacak bir problem belirler ve bu problemi çözmek için plan yapar.
a. Çözülecek problemi tanımlar.
b. Ön bilgi ve deneyimlerini de kullanarak araştırmaya başlamak için çeşitli kaynaklardan
bilgi toplar.
c. Bilimsel bilgi ile görüş ve değerleri birbirinden ayırt eder.
d. Belirlediği problem için sınanabilir bir hipotez kurar.
e. Söz konusu problem veya araştırmadaki bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen değişkenleri
belirler.
f. Değişkenlerin ölçüleceği uygun ölçüm aracını belirler.
g. Problem için uygun bir çözüm tasarlar.
2. Belirlediği problemin çözümü için deney yapar ve veri toplar.
a. Uygun deney malzemelerini veya araç-gereçlerini tanır ve güvenli bir şekilde kullanır.
b. Gerektiğinde amacını gerçekleştirecek araçlar tasarlar.
c. Kurduğu hipotezi sınamaya yönelik düzenekler kurar.
d. Hipotez sınama sürecinde kontrol edilen değişkenleri sabit tutarken, bağımsız değişkenin
bağımlı değişken üzerindeki etkisini ölçer.
e. Ölçümlerindeki hata oranını azaltmak için uygun düzenekle yeterli sayıda ve gerekli özenle
ölçüm yapar.
f. Gözlem ve ölçümleri sonucunda elde edilen verileri düzenli bir biçimde birimleriyle
kaydeder.
22
3. Problemin çözümü için elde ettiği verileri işler ve yorumlar.
a. Deney ve gözlemlerden toplanan verileri tablo, grafik, istatistiksel yöntemler veya
matematiksel işlemler kullanarak analiz eder.
b. Analiz ve modelleme sürecinde sayısal işlem yaparken hesap makinesi, hesap çizelgesi,
grafik programı vb. araçları kullanır.
c. Verilerin analizi sonucunda ulaştığı bulguları matematiksel denklemler gibi modellerle
ifade eder.
d. Bulguları veya oluşturulan modeli yorumlar.
e. Oluşturulan modeli değişik problemlerin çözümüne uyarlar.
f. Problem çözümü esnasında yapılabilecek olası hata kaynaklarının farkına varır.
g. Problem çözümlerinde gerekli matematiksel işlemleri kullanır.
h. Araştırmanın sınırlılıklarını sonucu yorumlamada kullanır.
i. Kendi bulgularını diğer bulgularla karşılaştırarak aralarında ilişki kurar.
23
2.1.2. Fizik-Teknoloji-Toplum-Çevre (FTTÇ) Kazanımları
Bu beceriler; öğrencilerin, bilim ve teknolojinin doğasını, toplum ve çevreyle etkileşimini
“fizik” bilimi çerçevesinde anlamalarını sağlayacak kazanımları içermektedir. Bu yaklaşım ile,
bilim ile fiziğin ya da diğer bilim dallarının temelde birbirinden farklı olduğu düşünülmemelidir.
Buradaki amaç; seçilen bağlamlardaki fiziğin doğrudan toplum, teknoloji ve çevre ile ilişkilerini
vurgulamaktır. Sonuç olarak; FTTÇ kazanımları, Bilim-Teknoloji-Toplum-Çevre kazanımlarının
“fizik” bilimi için uyarlanmış hali olarak algılanmalıdır.
Fizik-Teknoloji-Toplum-Çevre Kazanımları
1. Fizik ve teknolojinin doğasını anlar.
a. Fiziği tanımlar ve evrendeki olayları anlamaya yardımcı temel bilimlerden biri olduğunu
kavrar.
b. Fizik biliminin sınanabilir, sorgulanabilir, doğrulanabilir, yanlışlanabilir ve delillere
dayandırılabilir bir yapısı olduğunu anlar.
c. Fizik bilimindeki bilgilerin ivmeli bir şekilde arttığını fark eder.
d. Fizik bilimindeki bilimsel bir bilginin her zaman mutlak doğru olmadığının, belli şartlar ve
sınırlılıklar içinde geçerli olduğunun farkına varır.
e. Fizik bilimindeki bilimsel bilginin değişiminde delillerin, kuramların ve/veya
paradigmaların (bilim insanları tarafından ortaklaşa kabul edilen görüşlerin) rolünü
açıklar.
f. Fizik bilimindeki bilimsel bilginin değişiminin genellikle sürekli olduğunu fakat bazen de
paradigma kayması şeklinde olabileceğini fark eder.
g. Yeni bir delil ortaya çıktığında mevcut bilimsel bilginin sınanarak sınırlandığını,
düzeltildiğini veya yenilendiğini fark eder.
h. Anahtar fizik kavramlarının farkına varır (değişim, etkileşim, kuvvet, alan, korunum,
ölçme, olasılık, kesinlik, ölçek, denge, madde-enerji ilişkisi, uzay-zaman yapısı,
rezonans, entropi vb.).
i. Fizik ile bilim felsefesi arasındaki ilişkiyi inceler.
j. Teknolojiyi tanımlar ve teknolojik değişimin farkına varır.
k. Teknolojik tasarımın bir süreç olduğunu ve çeşitli aşamalardan (tasarım özeliklerini
24
belirlemek, ön-tasarım yapmak, iş bölümü yapmak, model ve simülasyondan
faydalanmak, deneme üretimi ve ürünün değerlendirilmesi vb.) oluştuğunu anlar.
l. Teknolojinin kendi başına ne iyi ne de kötü olduğunu, ancak ürünlerin ve sistemlerin
kullanımı hakkındaki kararların istendik veya istenmedik sonuçlara yol açabileceğini fark
eder ve örneklerle açıklar.
m. İşlev, güvenlik, maliyet, estetik ve çevresel etkiler vb. açılardan hiçbir teknolojik
tasarımın mükemmel olmadığını; kullanılan materyallerin özelikleri ve doğa yasalarının
teknoloji ürünlerini sınırlandırdığını anlar.
n. Fizik ve teknolojiye farklı kültürlerden birçok kadın ve erkeğin katkıda bulunduğunu
farkına varır.
o. Fiziğin ve teknolojinin ilerlemesinde sürekli sınamanın, gözden geçirmenin ve
eleştirmenin rolünü değerlendirir.
p. Bilimsel ve teknolojik uygulamalar açısından fiziğin diğer bilim dallarıyla bağlantısını
kurar.
2. Fizik ve teknolojinin birbirini nasıl etkilediğini analiz eder.
a. Fizik ve teknoloji arasındaki etkileşimin tarihsel gelişimini inceler.
b. Teknolojik bir yeniliğin, fizik bilimindeki bilimsel bilgilerin gelişmesine yaptığı katkıyı
örneklerle belirler ve açıklar.
c. Fizikteki, bilimsel bir bilginin teknolojinin gelişmesine yaptığı katkıyı örneklerle belirler
ve açıklar.
d. Günlük yaşamdaki problemlerin çözümünde fizik ve teknoloji arasındaki ilişkinin önemini
kavrar.
e. Günlük yaşamda kullanılan teknolojik ürünlerin çalışma prensiplerini ve/veya işlevini
bilimsel bilgiyi kullanarak açıklar.
f. Teknolojik bir tasarım yapar ve bu süreçte kullanılan bilimsel bilgiyi açıklar.
3. Fizik ve teknolojinin birey, toplum ve çevre ile etkileşimini analiz eder.
a. Bireyin, toplumun ve çevrenin fizik ve teknolojiyi nasıl etkilediğini açıklar.
b. Fizik ve teknolojinin birey, toplum ve çevre üzerindeki (sosyal, kültürel, ekonomik,
politik, ahlaki vb. konularda) geçmiş, günümüz ve gelecekteki olumlu ve olumsuz
25
etkilerini inceler.
c. Teknolojinin olumsuz etkilerine yine fizik ve teknolojideki gelişmelerle önlem
alınabileceğini, bu etkilerin azaltılabileceğini veya giderilebileceğini anlar.
d. Bireyin, toplumun ve çevrenin geleceğini etkileyebilecek fizik ve teknoloji temelli güncel
tartışmalara katılır.
e. Teknolojinin sağladığı faydaları; ekonomik ve sosyal maliyetlerle çevre maliyetlerini
dengelemesi bakımından karşılaştırır.
f. Fizik biliminin uygulamaları ile etik değerler arasındaki ilişkiyi inceler.
g. Fizik bilimindeki bilimsel fikirlerin ve uygulamalarının benimsenmesinde toplum içinde
farklı görüşlerin olabileceğini fark eder.
h. Çevre sorunlarında karar verilirken fizik bilimi ve teknolojinin toplum tarafından nasıl
kullanıldığını gözlemler.
i. Fizik bilimi ve teknolojideki araştırma projelerine kaynak sağlanmasının öneminden ve
koşullarından haberdar olur.
j. Fizik ve teknoloji temelli meslekler ile öğrendikleri fizik konuları arasında bağlantı kurar.
k. Birey, toplum ve çevre ihtiyaçlarını dikkate alarak daha iyi bir yaşam için ilgili sosyal
sorunlara fizik bilimi ve teknolojiyi kullanarak çözüm önerir.
l. Fizik ve teknolojinin; birey, toplum ve çevre ile ilgili problemlere çözüm ararken, ender
durumlarda şu anki bilgilerle çözüm bulamadığına örnekler verir.
m. Uygun iletişim ortamlarından (kongre, toplantı, seminer, İnternet, televizyon, radyo vb.)
faydalanılarak bilimsel ya da teknolojik sonuçları paylaşmanın önemini açıklar.
n. Fizik ve teknolojideki önemli bir buluş veya uygulamanın, bilim dünyasını ve toplumu
nasıl değiştirdiğini açıklar.
o. Toplumların fizik ve teknolojik gelişmelerde rekabet içinde olduğunu fark eder.
p. Fizik ve teknolojiye ülkemizin katkısını açıklar.
r. Alet ve cihazların güvenli kullanımı için gerekli temel ilkeleri bilir.
s. Ulusal ve uluslararası kalite tescil kuruluşlarının görevlerini bilir ve bunların ürünler
üzerinde kullanılan ilgili simgelerini tanır.
26
2.1.3. Bilişim ve İletişim Becerileri (BİB)
Bilişim (bilgi teknolojileri), iletişim ve temel bilgisayar becerileri bu başlık altında
toplanmıştır.
Bilişim ve İletişim Becerileri
1. Bilgiyi arar, bulur ve uygun olanı seçer.
a. Farklı bilgi kaynaklarını kullanır.
b. Bilgi kaynaklarının güvenilir ve geçerli olup olmadığını kontrol eder.
c. Çoklu arama kriterleri kullanır.
d. Amacına uygun bilgiyi arar, bulur ve seçer.
e. Bilişim becerilerini kullanacağı bir strateji geliştirir.
2. Amacına uygun bilgi geliştirir.
a. Bilgileri sentezler ve yeni bilgiler elde eder.
b. Geliştirdiği stratejileri amaca uygun şekilde uyarlar.
c. Geliştirdiği stratejinin uygulama sürecini değerlendirir.
3. Bilgiyi en etkin şekilde sunar.
a. Doğru çıktılarla amaca uygun sunumlar hazırlar.
b. Sunum hazırlarken metin, sayı, resim, grafik, şema veya tablo gibi mümkün olduğunca
farklı formatları kullanır.
c. Uygun teknolojik ortam ve ürünleri (İnternet, bilgisayar, projeksiyon, tepegöz, slayt,
hologram, video vb.) kullanarak etkili bir sunum yapar.
27
4. İletişim becerileri geliştirir.
a. Fizikle ilgili konuşmaları dikkatli bir şekilde ve ilgiyle dinler.
b. Fizik kavram, terim ve yasalarını içeren makale veya diğer yazılı materyalleri okur ve
anlar.
c. Fizikle ilgili iletişimlerinde (sözlü, yazılı, görsel vb.) uygun terminolojileri kullanır.
d. Karmaşık bilgileri açık, anlaşılır ve öz olarak ifade eder.
e. İletişim sürecinin etkililiğini değerlendirir.
5. Temel bilgisayar becerileri geliştirir.
a. Fizikle ilgili uygulamalar için gerekli olan donanım becerilerini geliştirir.
b. Fizikle ilgili yazılımların etkin bir şekilde kullanımı için işletim sistemi becerilerini
geliştirir.
c. Fizikle ilgili verileri işlemek ve sunmak için uygun ofis uygulamalarını (kelime işlemci,
hesap çizelgesi, sunumcu, veri tabanı vb.) kullanır.
d. Fiziğin öğrenilmesi ve öğretilmesi amacıyla geliştirilmiş paket programları kullanır.
e. Fizik alanında bilgiye ulaşma, geliştirme ve paylaşmada gerekli İnternet becerilerini
geliştirir.
f. Soyut kavramları somutlaştırmak; pahalı, tehlikeli ve zor olan fiziksel etkinlikleri
canlandırmak için basit simülasyon ve animasyonlar hazırlar.
28
2.1.4. Tutum ve Değerler (TD)
Kendini kontrol etme ve geliştirme becerileri, organizasyon ve çalışma becerileri ile
bilimsel tutum ve değerler bu başlık altında toplanmıştır.
Tutum ve Değerler
1. Kendine ve diğerlerine karşı olumlu tutum ve değerler geliştirir.
a. İlgili, meraklı, içten, dürüst, açık fikirli ve girişimcidir/yaratıcıdır.
b. Dışarıdan gelen yapıcı eleştirilere açıktır ve gerekeni yapar.
c. Delillere göre karar verir.
d. Kendisinin ve diğerlerinin yaptığı işi tarafsız ve eleştirel olarak değerlendirir.
e. Uzun süreli hedeflere ulaşmak için kısa süreli hedefler belirler ve bu hedeflere ulaşıp
ulaşmadığını kontrol eder.
f. Verimli çalışma becerileri geliştirir.
g. Toplu olarak nasıl çalışılacağını planlar, gelişmelerin plana uygun olup olmadığını kontrol
eder ve gerekiyorsa planları değiştirir.
h. Gerektiğinde başkalarına yardım önerir veya yardım talep eder.
i. Başkalarının görüşlerini dinler ve bu görüşlere değer verir.
j. Bilim insanlarının çalışmalarına değer verir.
k. Bireysel olarak ve/veya diğerleri ile iş birliği içerisinde çalışır.
l. Bireysel ve grup çalışmalarında kendi sorumluluklarını yerine getirir.
m. Kendisinin ve diğerlerinin güvenliğine dikkat eder ve özen gösterir.
2. Fiziğe ve dünyaya karşı olumlu tutum ve değerler geliştirir.
a. Fizikteki gelişmeleri izler ve değerini bilir.
b. Fiziğin ve teknolojinin bugünkü sınırlılıklarını bilir ve ona göre davranır.
c. Yaşamındaki olaylarla ilgili karar verirken gerektiğinde fizikte öğrendiklerini uygular.
d. Fizikteki gelişmelerin günlük yaşamımızdaki uygulamalarından dolayı bu gelişmelerin
çevresel, ekonomik ve sosyal sonuçlarından haberdar olur.
29
e. Birçok meslek dalının fizik bilgisi içerdiği gerçeğinden yola çıkarak fiziğe önem verir.
f. Ülkemizin kalkınmasında bilim ve teknolojinin önemini fark ederek bunları geliştirmek
için kendini sorumlu hisseder.
g. Çevresindeki canlı ve cansız varlıkları korur.
h. Kaynakları tasarruflu kullanır ve/veya bu konuda başkalarını uyarır.
3. Yaşam boyu öğrenmeye karşı olumlu tutum ve değerler geliştirir.
a. Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliğinin farkına vararak sürekli öğrenmeye istekli olur.
b. Yaşam boyu öğrenmeye yönelik alışkanlıklar geliştirir.
c. Bilimsel bilgininin sürekli geliştiğinin ve dolayısıyla kendi bilgilerini de sürekli
geliştirmesi gerektiğinin farkına varır.
d. Hedefine ulaşmak için yeni denemeler yapmakta ısrarcı olur.
e. Öğrenme sürecinde karşılaştığı zorlukları karamsarlığa kapılmadan aşmaya çalışır.
f. Öğrenmeyi öğrenir ve öğrenmekten zevk alır.
g. Öğrenmekten veya öğrenmemiş olmaktan öncelikle kendisini sorumlu tutar.
30
2.1. Fizik Dersi Öğretim Programı’nda Bilgi Kazanımları
Liselerin dört yıla çıkarılması ile birlikte fizik dersinin liselerin birinci ve ikinci
sınıflarında (9 ve 10. sınıflarda) haftada ikişer saat, üçüncü ve dördüncü sınıflarında (11 ve 12.
sınıflarda) ise haftada üçer saat okutulması karara bağlanmıştır. Ayrıca 9. sınıftaki haftada iki
saatlik fizik dersini bütün öğrencilerin alması; 10, 11 ve 12. sınıflardaki fizik derslerini ise ilgili
alanı seçen öğrencilerin alması kararlaştırılmıştır. Dolayısıyla 9. sınıfta fizik dersini bütün
öğrencilerin alması ve bu sınıftan sonra bazı öğrencilerin bir daha hiç fizik dersi almayacak
olması, 9. sınıf fizik dersinin diğer sınıflardan biraz daha farklı bir yaklaşımla ele alınmasını
zorunlu kılmıştır. 9. sınıfta tüm bireylerin yaşamları boyunca karşılaşması olası fizik konuları
esas alınmıştır. Herkes için gerekli olan fizik konuları, yaşam bağlantıları kurularak bu sınıfta
verilmeye çalışılmıştır. 10, 11 ve 12. sınıflarda ise sarmal bir yaklaşımla ve yine yaşam
bağlantısı kurularak gerekli olduğu düşünülen tüm fizik konuları mümkün olduğunca kavramsal
düzeyde verilmeye çalışılacaktır. Herkes için fizik yaklaşımının benimsendiği, gerçek yaşam
bağlantılarının kurulduğu ve bu sınıfta verilmeye çalışılan konu içeriklerine ait bilgi
kazanımlarına beceri kazanımlarının çapraz yedirildiği bir program oluşturulmuştur.
31
3. ÖĞRETMEN VE KİTAP YAZARLARINDAN BEKLENTİLER
Öğretmenlerden Beklenenler
Öğretim programı ne kadar iyi hazırlanmış olursa olsun, programın içerik ve felsefesi
sınıf içerisine aktarılamadığı sürece öğrencilerin hedeflenen kazanımları edinmeleri mümkün
değildir. Programın amaçlarının sınıf içerisine taşınmasında öğretmenler anahtar role sahiptir. Bu
bağlamda öğretmenlerin programın felsefesine hakim olması son derece önemlidir. Program ve
öğretmenler aynı halkanın parçalarıdır, bu parçaların her ikisinin de aynı anda güçlü olması
gerekir. Program felsefesinin etkili bir şekilde sınıfa taşınması ancak güçlü bir program ve
mükemmel bir donanıma sahip öğretmenler ile birlikte gerçekleşir. Öğretmenin program
hakkındaki tereddütlerinin giderilmesi ve programın gerektirdiği bilgi güncelleştirmesinin
sağlanması öğretmenin programı özümseyerek içselleştirmesi açısından son derece önemlidir.
Başöğretmen Mustafa Kemal Atatürk’ün ifade ettiği; “Öğretmenler! Yeni nesli, cumhuriyetin
fedakâr öğretmen ve eğitimcileri, sizler yetiştireceksiniz. Ve yeni nesil, sizin eseriniz olacaktır.
Eserin kıymeti, sizin maharetiniz ve fedakârlığınız derecesiyle mütenasip (orantılı)
bulunacaktır.” sözünden yola çıkarak fedakar öğretmenlerimizin maharetlerini sergileyebilmeleri
için çağdaş öğretim programlarının gerektirdiği bilgi,beceri ve yetkinlikler ile donatıldıklarından
emin olması gerekmektedir.
Türkiye’nin
geleceğini
oluşturacak
nesillerin
yetiştirilmesinden
sorumlu
olan
öğretmenlerimiz; kendilerini geliştirerek, içerisinde bulundukları şartları zorlamalı ve
kazandıkları birikimi gelecek nesilleri yetiştirmekte sistematik olarak kullanmalıdırlar.
Öğrencilerin fiziğe ve fizik dersine karşı motivasyonlarını en fazla etkileyen faktörlerin başında
öğretmenlerinin fiziğe, fizik dersine, öğrencilere ve öğretime karşı motivasyonları olduğu
akıldan çıkarılmamalıdır.
Fizik dersi öğretim programının öğrenme ve öğretme yaklaşımında da öğretmen
yeterliklerinin önemli bir yeri vardır. Yeni anlayışla fizik öğretmenlerinin pedagojik formasyon
bilgisine sahip olmasının yanında pedagojik alan bilgisine sahip olması da gerekmektedir.
Araştırmalar, bir konuda uzman olmakla o konunun birisine öğretilmesinde yardımcı olmanın
ayrı ayrı şeyler olduğunu ortaya koymaktadır. Pedagojik alan bilgisi bir alanın diğer insanlara
nasıl öğretilmesi gerektiği konusundaki bilgidir. Bu genel öğretim yöntemleri konusundaki
bilgiden farklıdır. Pedagojik alan bilgisine sahip fizik öğretmeni bireylerin farklı motivasyon,
öğrenme ve bilişsel stillere sahip olabileceklerini göz önünde bulundurmalıdır. Anlamlı
öğrenmenin gerçekleşebileceği ve öğrencilerin öğrenilecek konu ile ilgili ön bilgi veya hazır
bulunuşluk düzeylerini ortaya çıkarmalarını sağlayacak ortamlar oluşturmalıdır. Ayrıca
32
öğretmenler konunun doğasını, öğrencilerin hazır bulunuşluk düzeyleri ve özeliklerini dikkate
alarak en verimli öğrenme ve ölçme değerlendirme yöntemini seçmeli ve öğrencilerin yeni
kavramlarını farklı durumlara uygulamalarına fırsat vermelidir.
Fizik öğretmenlerimize düşen yeni bir görev ise bundan önce öğrete-geldikleri fizik
konularını yaşam temelli vermeleridir. Bu konuda ilk önce bazı zorluklar yaşanacağı açıktır.
Fakat daha sonra hem öğrencilerimiz hem de öğretmenlerimiz bu yaklaşımın neden gerekli
olduğunu kendilerindeki değişimle yaşayarak anlayacaklarını düşünmekteyiz. Aynı konu için
farklı kitaplarda kullanılan yaşam temelli bağlamları inceleyerek kendi öğrencilerinin merak
ettikleri bağlamlarla fizik konularına başlamalıdırlar.
Bunlardan belki en önemlisi öğrencileri fiziği öğrenirken pasif (edilgen) olmaktan
uzaklaştırıp aktif (etken) olmaya alıştırmaktır. Bilgiyi öğreten olmaktan uzaklaşıp “öğrenmeyi
öğreten” olmaya çalışılmalıdır. “Sahnedeki bilgin” olmaktan uzaklaşıp “kenardaki yardımcı
(guide on the side)” olmaya özen gösterilmelidir. Böylece öğrenmelerinden kendilerinin sorumlu
olduğu bir nesil yetiştirmeye başlayabiliriz.
Her bir sınıfın çekirdek öğretim programı haftada iki ders saatine göre yeniden
düzenlenmiştir. Çekirdek öğretim programını oluşturan başta kazanımlar olmak üzere tüm
bilgiler bu öğretim programında siyah yazı rengi ile yazılmıştır. Çekirdek öğretim programı
dışında kalan kazanımlar ve diğer bilgiler ise bu öğretim programında mavi yazı rengi ile
yazılmış ve ibare veya cümlenin önüne aynı renkli çıktılardan kolayca ayırt edilebilmesi
amacıyla "*" işareti eklenmiştir.
Kitap Yazarlarından Beklenenler
Öğretim programının vitrini, ders kitaplarıdır. Bu bağlamda ders kitaplarının programın
felsefesini (konu içeriği, yöntem, beceri) en iyi şekilde yansıtması anahtar role sahiptir. Kitap
yazar(lar)ına bu bakımdan çok önemli bir görev düşmektedir. Ders kitabı yazarlarının öncelikle
yapması gereken programı ayrıntıları ile inceleyip değerlendirmek, eğitim–öğretim ve ölçmedeğerlendirme felsefesini tüm bileşenleri ile kavramaktır. Yeni yazılacak ders kitapları, bu
programın eğitim-öğretim ve ölçme-değerlendirme felsefesini her boyutu ve bileşeni ile mutlaka
yansıtmalıdır.
Her ünitenin giriş kısmında öğrencilerin bugüne kadar konu ile ilgili olarak neler
öğrendikleri, ünitenin amacı, öğrenilecek bilimsel kavramlar ve bu kavramları vermek için
önerilen yaşam temelli konular programda açıkça belirtilmiştir.
33
Üniteler işlenirken konuların ve etkinliklerin yaşam temelli bir bağlam üzerinden
verilmesi büyük bir öneme sahiptir. Yaşam temelli yaklaşım programın odağını oluşturmaktadır.
Tüm kazanımlar kitapta işlenirken mutlaka yaşam temelli bir bağlamdan yola çıkılmalıdır.
Program esnek bir yapıya sahip olduğundan, bu yaşam bağlantıları programda listelenen
bağlamlar içinden seçilebileceği gibi farklı bağlamlar da seçilebilir. Ancak, programda
kazanımların bağlamlardan yola çıkılarak kazandırılması esastır ve seçilecek bağlamlar ilgili
kazanımları tam olarak kapsamalıdır. Bir ünitede olabildiğince az sayıda bağlam kullanılması
esastır, kazanım sayısına bağlı olarak ortalama ünite başına iki bağlam önerilir. Hala bazı
kazanım(lar), verilen bağlamlarla ilişkilendirilemiyorsa bu özel durumda bağlam sayısı
arttırılabilir. Ancak, hiçbir zaman bağlam sayısı kazanım sayısı kadar da olmamalıdır.
Bağlamsal yaklaşımda ders kitaplarında üniteler içerisinde konu başlıkları yerine bağlam
isimleri kullanılmalıdır. Örneğin “Elektrik Akımı”, “Direnç” ve “Gerilim” kavramları
verilecekse ve bu kavramlarla ilgili kazanımları ilişkilendirmek için bağlam olarak saç kurutma
makinesi seçilmiş ise, “Saç Kurutma Makinesi Nasıl Çalışır?” gibi bir konu başlığı tercih
edilebilir. Bağlamdan yola çıkılarak yukarıdaki kavramlar irdelenmelidir. Ancak bağlam yalnızca
konu başlığında veya konu girişinde kalmamalıdır, konu işlenişi boyunca uygun yerlerde
kavramlar mutlaka bağlam ile ilişkilendirilmelidir. Öğretmen kılavuz kitaplarının hazırlanması
durumunda her ünite başında hangi kazanımların hangi bağlam(lar) ile ilişkilendirildiği mutlaka
tablo halinde belirtilmelidir.
Sayısal ve kavramsal örnekler verilirken yaşam temelli yaklaşıma bağlı kalınmalıdır.
Örneğin, problemlerde “cismin sürati”, “cismin kütlesi”, “cismin yönü” vb. gibi ibareler yerine
günlük yaşamdan örnekler verilerek; “otomobilin hızı”, “kızağın kütlesi”, “rüzgârın yönü” vb.
gibi ibareler tercih edilmelidir.
Fizik Dersi Öğretim Programı sarmal bir yapıya sahiptir. Bu nedenle fizik konuları üst
sınıflara doğru gidildikçe basitten karmaşığa, kolaydan zora, somuttan soyuta, yakından uzağa,
genişletilerek ve derinleştirilerek ilerlemektedir. Bu nedenle yalnızca söz konusu sınıfın içeriğine
ve açıklamalar sütununda belirtilen sınırlılıklara değil, aynı zamanda alt ve üst sınıfların öğretim
programlarının içeriği ile birlikte öğretim programın genel yaklaşımlarına da mutlaka
uyulmalıdır.
Kazanımlarla ilgili olası kavram yanılgılarına açıklamalar sütununda yer verilmiştir. Ders
kitaplarında bu kavram yanılgılarını gidermek için konu anlatımlarında ve etkinliklerde gerekli
önlemler mutlaka alınmalıdır. Bu amaçla özellikle öğrencilerin sahip olabileceği bilimsel hata ve
kavram yanılgıları ile yüzleşmelerini sağlayacak etkinlik ve konu işlenişine yer verilmelidir.
34
Hiçbir kavram yanılgısı kendiliğinden veya öğrencinin uyarılması ile ortadan kaldırılamaz.
Bundan dolayı, öğretim programında “???” simgesi ile kavram yanılgısı olarak verilen önermeler
kitaplarda etiket bilgi olarak -olduğu gibi- kullanılmamalıdır. Kitaplar özellikle kavramsal
değişim metinleri ve çürütme metinleri başta olmak üzere kavramsal değişimi esas alan
yaklaşımlarla zenginleştirilmelidir. Bunun yanında ders kitaplarının öğrencilerde bilimsel hata ve
kavram yanılgılarına neden olmaması için özen gösterilmelidir.
Ünitelerdeki kavramların öğrencilere kavratılabilmesinde yeri geldiğince animasyon ve
simülasyonların
kullanımına
yönelik olarak
öğretmenlere öneri
ve
yönlendirmelerde
bulunulmalıdır.
Her ünite de “Kullanılan Sabitler, Formüller ve Birimler” başlığı altında ilgili ünite ile
ilgili sabit, formül ve birimler belirtilmiştir. Öğretmenlerden ve kitap yazarlarından; bu düzeyde
verilecek formüllerin amacı kavramlar arasındaki ilişkiyi vurgulamak olduğundan, kavramı
pekiştirmek için verilen sayısal problemlerin gerçek yaşamdan uzak sadece birtakım sayısal
işlemleri gerçekleştirme amaçlı olmamasına, günlük yaşamla bağlantılı olmasına dikkat etmeleri
beklenmektedir.
bilgiler bu öğretim programında siyah yazı rengi ile yazılmıştır. 10., 11. ve 12. sınıflarda
çekirdek öğretim programı dışında kalan kazanımlar ve diğer bilgiler ise bu öğretim programında
mavi yazı rengi ile yazılmış ve ibare veya cümlenin önüne aynı renkli çıktılardan kolayca ayırt
edilebilmesi amacıyla "*" işareti eklenmiştir.
9. sınıf dışındaki 10., 11. ve 12. sınıflarda öğretim programı alternatif iki farklı ders
saatine göre düzenlenmiş olmasına karşın 9.12. sınıfların her biri için tek bir ders kitabı
yazılacaktır. Hazırlanacak tüm ders kitapları ilgili sınıfın öğretim programındaki tüm kazanımları
kapsayacak şekilde olacaktır. Ancak haftada 2 ders saati seçen ve dolayısı ile çekirdek öğretim
programını takip eden öğrencilerin sorumlu olduğu alanlar diğer alanlardan kolaylıkla ayırt
edilebilmelidir. Bu öğretim programında kullanıldığı gibi çekirdek öğretim programına ait
kazanımlara yönelik bilgilerin yazı rengi siyah, bunun dışında kalan kazanımlara yönelik bilgiler
ise önüne yıldız konularak mavi veya farklı renklerle yazılabilir. Yada kitap içerisinde çekirdek
öğretim programına dair alanlar farklı bir fon kullanılarak diğer alanlardan ayrılabilir. Bu husus
kitabın başında kolaylıkla farkedilecek şekilde uyarı olarak verilmelidir.
35
4. AKADEMİK PAYLAŞIM
Yeni fizik öğretim programı geliştirme çalışmaları başladığı andan bitişine kadar olan süreçte
ulusal ve uluslararası her türlü kongre, sempozyum gibi etkinliklere komisyon üyeleri olarak
katılmaya özen gösterilmiş ve yeni fizik öğretim programı tüm akademisyenlerin ve
araştırmacıların görüş, öneri ve eleştirilerine açılmıştır. Bu akademik etkinlikler aşağıda
listelenmiştir. Bu etkinliklere ait referans listesi kaynakçada verilmiştir.
•
GIREP 2006: 20-25 Ağustos 2006, Hollanda, Bildiri
•
7. UFBMEK 2006: 7-9 Eylül 2006, Gazi Ü., Mini Sempozyum
•
CASE 2008: 20-23 Şubat 2008, Tayvan, Bildiri
•
5. Fen Eğitimi Sempozyumu: 10 Mayıs 2008, İTÜ, Sempozyum
•
Fen ve Fizik Eğitimi Sempozyumu: 23-24 Mayıs 2008, MEB-TFD, Mersin, Bildiri
•
GIREP 2008: 18-22 Ağustos 2008, Kıbrıs, Sempozyum
•
8. UFBMEK 2008: 27-29 Ağustos 2008, Abant İzzet Baysal Ü., Mini Sempozyum
•
Fen ve Fizik Eğitimi Sempozyumu: 21-22 Kasım 2008, MEB-TFD, Elazığ, Bildiri
•
16. Uluslararası Öğrenme Konferansı:1-4 Temmuz 2009, İspanya, Bildiri
•
ESERA 2009: 31 Ağustos-4 Eylül 2009, İstanbul, Bildiri.
•
Fen ve Fizik Eğitimi Sempozyumu: 3-4 Mayıs 2010, MEB-TFD, Adıyaman, Bildiri
•
9. UFBMEK 2010: 23-25 Eylül 2010, Dokuz Eylül Ü., Bildiri
•
27. Uluslararası Fizik Kongresi, 14-17 Eylül 2010, İstanbul, Davetli Konuşma
Program geliştirme çalışmaları tamamlandıktan sonra da akademik etkinliklerde yeni fizik
öğretim programının bilimsel dayanakları ve sonuçları sorgulanmaya devam edilmektedir.
36
5. FİZİK ÖĞRETİM PROGRAMINDA YAPILAN DEĞİŞİKLİKLER
5.1. 2011 Yılında Yapılan Değişiklik
Fizik öğretim programı geliştirme süreci, programın uygulandığı zaman dilimine yayılan
ve sonu olmayan bir süreci gerektirir. Program uygulanmaya başlandığı andan itibaren program
ile ilgili içerik ve yaklaşımda yaşanan gelişmeler, paydaş görüşleri, bilimsel çalışmaların yeni
bulguları, programın uygulama sonucu gibi birçok etkene bağlı olarak programın güncellenerek
geliştirilmesi kaçınılmazdır.
Fizik öğretim programı geliştirme komisyonu öğretim programını uygulayan başta fizik
öğretmeni olmak üzere tüm paydaşlardan dönüt almaya özen göstermiştir. Yapılan bilimsel
kongreler, hizmetiçi eğitim seminerleri ve düzenlenen diğer tüm etkinlikleri fırsat bilmiş ve
sürekli yeni öğretim programı ile ilgili dönütleri sistematik olarak toplamıştır. Ayrıca internet
üzerinde oluşturulan tartışma forumu aracılığı ile binin üzerinde öğretmen ile etkileşimde
bulunulmuş ve bu ortamdan da çok anlamlı dönütler alınmıştır.
Yeni fizik öğretim programı uygulanmaya başlandıktan sonra başta öğretmenlerimiz
olmak üzere paydaşlardan gelen dönütler doğrultusunda programda geliştirmeler ve
iyileştirmeler yapılmıştır.
TTKB, 20 Temmuz 2010 itibari ile ortaöğretim kurumlarında okutulmakta olan derslerin
haftalık ders çizelgesini değiştirmiştir. Bu değişikliğe göre fizik dersi; tüm lise türlerinin 9.
sınıflarında haftada iki saat olarak okutulmaya devam edilirken fen liseleri dışındaki okulların
10.-12. sınıflarda, birçok ders için olduğu gibi, alternatifli ders saatlerinden biri seçmeli hale
getirilmiştir.
TTKB tarafından yapılan bu düzenleme sonucu fizik dersi sadece 9. sınıfta haftada 2 saat
olarak zorunlu okutulacaktır. 10., 11. Ve 12. sınıflarda ise fizik dersi seçmelidir. Buna göre 10.
sınıfta öğrenciler 2 -3, 11. sınıfta 2-4 ve 12. sınıfta 2-3 saatlik fizik dersinden birini
seçebileceklerdir. Bu nedenle 10., 11. ve 12. sınıf öğretim programının belirlenen ders saatlerine
göre düzenlenmesi zorunluluğu doğmuştur.
Yeni düzenlemeye göre başta kazanım tabloları olmak üzere öğretim programı 10., 11. ve
12. sınıfın her biri için iki alternatifli olarak yeniden hazırlanmıştır. Her sınıf için fizik dersini
seçen bir öğrenci haftada en az iki saat fizik okuyabilecek iken 10 ve 12. sınıfta haftada üç saat,
11. sınıfta ise haftada dört saat fizik dersi okuyabilecektir.
bilgiler bu öğretim programında siyah yazı rengi ile yazılmıştır. 10., 11. ve 12. sınıflarda
37
çekirdek öğretim programı dışında kalan kazanımlar ve diğer bilgiler ise bu öğretim programında
mavi yazı rengi ile yazılmış ve ibare veya cümlenin önüne aynı renkli çıktılardan kolayca ayırt
edilebilmesi amacıyla "*" işareti eklenmiştir.
10., 11. ve 12. sınıf öğretim programlarında mavi renkle yazılmış ve önüne "*" simgesi
konulmuş olan tüm ibare ve cümleler çekirdek öğretim programının dışında kalanlardır, dolayısı
ile bunlar haftada iki saat'in üzerinde ders seçen öğrencilere hitaben yazılmıştır. Bu ibare ve
cümlelerden haftada iki ders saatlik fizik dersi seçen ve dolayısı ile çekirdek öğretim programını
takip etmesi gereken öğrenciler muaftır.
Ayrıca bazı kazanımların bir kısmından çekirdek öğretim programını takip edecek
öğrenciler muaf tutulmuştur. Bu tür kazanımın açıklamasında "Haftada iki saatlik fizik dersini
seçen öğrenciler için ..." ibaresi ile başlayan uyarı ve sınırlamalar getirilmiştir.
Sonuç olarak çekirdek öğretim programını takip edecek öğrenciler "*" simgesi ile
işaretlenmiş ve mavi renkle yazılmış kazanım ve ibarelerden muaftır, ayrıca "Haftada iki saatlik
fizik dersini seçen öğrenciler için ..." ibaresi ile getirilen sınırlamalara tabidir. 10. ve 12.
sınıflarda haftada 3 saat, 11. sınıfta haftada 4 saat fizik dersi seçen öğrenciler ise öğretim
programının tamamından sorumludurlar.
38
3. 11. SINIF FİZİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI
ÜNİTE ORGANİZASYONU
1. ÜNİTE:
Madde ve Özelikleri
2. ÜNİTE:
Kuvvet ve Hareket
3. ÜNİTE:
Manyetizma
4. ÜNİTE:
Modern Fizik
5. ÜNİTE:
Dalgalar
6. ÜNİTE:
Yıldızlardan Yıldızsılara (Kuasarlara)
39
FİZİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI
11. SINIF ÜNİTELERİ ve SÜRELERİ
Haftalık (2) Ders Saatine Göre
ÜNİTELER
*Haftalık (4) Ders Saatine Göre
Kazanım
Ders
Kazanım Sayısı/ Kazanım
Ders
Kazanım Sayısı/
Sayısı
Saati
Ders Saati oranı
Sayısı
Saati
Ders Saati oranı
1. ÜNİTE Madde ve Özelikleri
6
8
0,75
9
15
0,60
2. ÜNİTE Kuvvet ve Hareket
13
18
0,72
22
38
0,58
3. ÜNİTE Manyetizma
7
10
0,70
12
20
0,60
4. ÜNİTE Modern Fizik
12
17
0,71
19
32
0,59
5. ÜNİTE Dalgalar
5
7
0,71
8
14
0,57
Yıldızsılara
9
12
0,75
15
25
0,60
Genel Toplam/Ortalama
52
72
0,72
85
144
0,59
6. ÜNİTE
Yıldızlardan
KİTAP FORMA SAYILARI
a) Ortaöğretim 12. sınıf fizik ders kitabının hacmi, 19,5×27,5 boyutlu kâğıda, 20-24 forma
olarak öngörülmüştür.
b) Her üniteye tahsis edilecek sayfa sayısının kitap hacmine oranı, yukarıdaki tabloda önerilen
“Ders saati” değerinin toplam ders saati oranına uygun olmalıdır. Ancak bu oranlar esas
alınarak bulunan sayfa sayılarında, gerekli görüldüğü durumlarda ±%10 artırma/eksiltme
yapılabilir.
40
Tablolarda Yer Alan Simgeler
Tabloların “Açıklama” sütununda yer alan ifadeler aşağıdaki simgelerle ilgili konunun ya da
kazanımların içeriği hakkında önemli bilgiler içermektedir. Bu simgeler aşağıdaki şekilde
tanımlanabilir.
:Ders İçi İlişkilendirme
İlgili kazanım ya da konunun diğer fizik üniteleri ile olan ilişkisini ifade eder.
Örnek:  1.3 9. Sınıf Madde ve Özelikleri ünitesi (Yıldızlardan Yıldızsılara).
Bu açıklamada Yıldızlardan Yıldızsılara ünitesinin 1.3 kazanımı ile Madde ve Özelikleri Ünitesindeki
ilgili kazanım(lar) ilişkilendirilmektedir.
: Diğer Derslerle İlişkilendirme
İlgili kazanım ya da konunun diğer derslerle (kimya, biyoloji, coğrafya, matematik, 6-8. sınıf fen ve
teknoloji üniteleri vb.) olan ilişkisini ifade eder.
Örnek:  `1.1 8. Sınıf Fen ve Teknoloji dersi 2. Ünite: Kuvvet ve Hareket. (Madde ve Özelikleri).
???:Kavram Yanılgısı
Simgeler içerisinde özellikle öğrencilere hitap etmesi açısından önemli bir simgedir. Bu simge ilgili
kazanım ya da konuda literatürde yer alan kavram yanılgılarını ifade eder. ??? simgesini takip eden
cümlelerin kavram yanılgısını içeren önermeler olduğu ve dolayısıyla bu önermelerin bilimsel olarak
kabul edilemeyeceği unutulmamalıdır.
Örnek: ??? 1.2 “Manyetik alan çizgileri bir kutuptan başlayıp diğerinde sona erer” (Manyetizma).
[!]: Uyarı:
Bu simge, bir konu ya da kazanımla ilgili olarak yapılan bir etkinlikte dikkat edilmesi gereken
noktaları (örneğin, elektrik deneyleri yapılırken güvenlik uyarısı vb.) ifade etmek ve konular
işlenirken özelikle vurgulanması gereken noktalara dikkat etmek içindir.
Örnek:[!] 2.2 İtme ile momentum değişimi arasındaki ilişki Newton’un ikinci hareket yasasından
yararlanılarak belirlenir. Yapışma ile sıçrama olduğu durumda momentum değişiklikleri (Pelton su
değirmeni vb) konuşulur. Aynı itmenin kısa ve uzun zaman aralıklarında etkileri örnekler üzerinde
tartışılır (Kuvvet ve Hareket Ünitesi).
: Sınırlamalar
İlgili konu ya da kazanım verilirken hangi noktalarının bu düzeyde ya da hangi noktalarının üst
sınıflara aktarılması gerektiği; yani kazanımın sınırlarının çizilmesi açısından önemlidir.
Örnek:  1.1 Wien yasasından bahsedilir, ancak Rayleigh-Jeans yasasına girilmez, sadece kara
cisim ışımasında deneysel olarak elde edilen dalga boyu-ışıma gücü/şiddeti ilişkisini gösteren
grafikten yararlanarak klasik yaklaşımla ciddi çelişki oluşturduğu vurgulanır. Deneysel sonuçlara
göre eksik olan bir sabitin (Planck sabiti) olması gerektiği belirtilir (Modern Fizik)..
* Seçimlik (ve mavi renkli yazılar)
Çekirdek fizik öğretim programı dışında kalan seçimlik bilgi ve kazanımlardır. Bu bilgi ve kazanımlardan
haftada iki saat fizik dersi alan öğrenciler muaftır.
41
1.Ünite
: Madde ve Özelikleri
Önerilen Süre
: (8) *(15) ders saati
A. Genel Bakış
Fen ve Teknoloji dersi 8. sınıfta öğrenciler sıvıların ve gazların cisimlere yukarı doğru bir
kaldırma kuvveti uyguladığını keşfettiler. Bu kaldırma kuvvetinin büyüklüğünü cismin batan
kısmının hacmi ve sıvının özkütlesi ile ilişkilendirdiler. Yüzme-batma olaylarına cisimlerin
özkütlesine bakarak karar verdiler. Cismin batması veya yüzmesi durumunda ağırlığı ile kaldırma
kuvveti arasında ilişki kurdular. Bir cisme etki eden kaldırma kuvvetinin, cismin yer değiştirdiği
sıvının ağırlığına eşit büyüklükte ve yukarı yönde olduğunu keşfettiler. Katılarda basınç, kuvvet
ve yüzey alanı arasındaki ilişkiyi matematiksel bağıntılar olmadan örneklerle açıkladılar. Kapalı
kaplardaki sıvıların ve gazların, basıncı her yönde aynı büyüklükte ilettiğini keşfettiler.
Maddelerin sıcaklıkları arttığında genleşebileceklerini ve sıcaklıkları düştüğünde de
büzülebileceklerinin farkına vardılar.
B. Ünitenin Amacı
Bu ünitede öğrencilerin katılarda, durgun sıvı ve gazlarda basıncı ve basınç farkından
kaynaklanan kaldırma kuvvetini hesaplayabilmeleri; akışkanlarda akışkanın hızı ile basıncı
arasında ilişki kurabilmeleri; katı, sıvı ve gazların sıcaklık arttıkça veya azaldıkça nasıl
genleştiklerini veya büzüldüklerini formülleri ile birlikte örneklerle açıklayabilmeleri
beklenmektedir.
C. Kavramları Vermek İçin Kullanılabilecek Yaşamdan Örnekler (Bağlamlar)
Kazanımlar en az bir bağlamın parçası olarak verilecek yani bağlamda kavram anlam
kazanacaktır. Fakat ideali aynı kavramın birden fazla bağlam içerisinde verilmesidir.
 Emme-basma tulumbaları
 Denizaltılar
 Tüplü dalış (SCUBA)
 Everest Dağı’na ve Mariana Çukuru’na yolculuk
 Elektronik tartılar
 Yıllık sıcaklık değişimleri
 Kışın su altında yaşam
 Tren rayları
 Elektrik tellerinin esnemesi ve gerilmesi
 Elektrik sigortaları: Isıl çiftlerin kullanılması
 Meteoroloji balonları
D. Öğrenilecek Bilimsel Kavram ve Konular




Katılarda basınç
Durgun akışkanlarda basınç ve kaldırma kuvveti
Hareketli akışkanlarda akışkan hızı ile basıncı arasındaki ilişki
Sıcaklık artması ile katılarda, sıvılarda ve gazlarda genleşme ve büzülme
42
E. Öğrenci Kazanımları
1. ÜNİTE: MADDE VE ÖZELİKLERİ
AÇIKLAMALAR
KAZANIMLAR
Bu ünite sonunda öğrenciler;
1. Katı, sıvı ve gazlarda basınç ile ilgili olarak,
1.1. Katıların bir yüzeye uyguladığı basıncı hesaplar (PÇB1.b,f, 3.a-e,i).
1.2. Durgun akışkanlarda basıncı, farklı derinliklerde
hesaplar (PÇB-1.b, 3.d,e; FTTÇ-1.h, 2.c-e;TD-1.a-l,
2.a-f, 3.a-g).
1.3. Atmosfer basıncının etkisi ile çalışan aletlerin çalışma
ilkesini açıklar (PÇB-1.b,f, 2.a,e,f, 3.a-e; FTTÇ-2.c-e).
1.4. Durgun akışkanlardaki cisimlere uygulanan kaldırma
kuvvetini hesaplar (PÇB-1.b, 3.d,e; FTTÇ-1.b,h, 2.c-e).
1.5. *Akışkanın hızı ile basıncı arasındaki ilişkiyi keşfeder
(PÇB-1.b,d,g, 2.c,d, 3.d,h,i; FTTÇ-1.b,d,o, 2.c-e,
3.b,j,n,o;TD-1.a-m, 2.a-f, 3.a-g).
2. Katı, sıvı ve gazlardaki ısı alışverişi ile ilgili olarak,
2.1. Sıcaklık, ısı ve iç enerji kavramları arasındaki ilişkiyi
örneklerle açıklar (PÇB-1.b, 3.i; BİB-1.a-e,2.a-c, 3.ac, 4.a-e; TD-1.a-l, 2.c, 3.a-g).
2.2. Özgül ısı ve ısı sığası kavramlarını açıklar (PÇB-1.b,
3.i; BİB-1.a-e,2.a-c, 3.a-c, 4.a-e).
2.3. *Katı, sıvı ve gazlarda genleşme ve büzülme
olaylarını karşılaştırır (PÇB-1.b, 3.d,e; FTTÇ1.a,b,d,h, 2.c-e, 3.b,e; TD-1.a-m, 2.a-f,h, 3.a-g).
2.4. *Suyun diğer maddelerden farklılık gösteren sıcaklıkgenleşme/özkütle grafiğini yorumlar (PÇB-3.a,d,e;
FTTÇ-3.b,j; TD-1.a-l, 2.c, 3.a-g).
 1.1 8. sınıf Fen ve Teknoloji dersi 2. Ünite: Kuvvet ve Hareket.
[!] 1.1 Basınç’ın tanımı hatırlatılır. Bu tanımın katı, sıvı ve gazlarda da geçerli olduğu vurgulanır. Skaler bir büyüklük olduğu ve katıların kendilerine uygulanan
kuvveti aynı doğrultuda aynen ilettikleri halde, basıncı aynen iletmedikleri vurgulanır. Piezo elektrik olayı kısaca açıklanıp bununla çalışan basküllerin yapısı
tanıtılır.
[!] 1.2 Akışkan kavramının hem sıvıları hem de gazları içerdiği vurgulanır. SI birim sisteminde basınç birimi pascal (Pa) dır. Birimler arası (Pa, atm, Torr (mmHg),
mmH2O, bar) değişimler verilir. Su altında her 10,3 metre derinlikte basıncın 1 atm kadar artacağı belirtilir. Pascal’ın patlak fıçı gösterisi açıklanır. Sıvıların
çok az sıkışmasına rağmen sıkıştırılamaz olarak kabul edilebileceği hatırlatılır. Kapalı bir kaptaki sıvının herhangi bir noktasına uygulanan basıncın kabın iç
yüzeylerinin her noktasına aynı büyüklükte iletildiği ve buna paskal ilkesi dendiği verilir. Birleşik kap ve su cenderelerinin çalışma ilkeleri anlatılır. Bu ilkelere
göre çalışan araçlara örnekler verilir. Atmosferde, deniz seviyesine göre yükseklik değişiminin atmosferik basınç üzerindeki etkisi incelenir.
 1.2 8. sınıf Fen ve Teknoloji dersi 2. Ünite: Kuvvet ve Hareket.
1.3 Toricelli deneyi açıklanarak, deney cıva yerine su ile yapılırsa kaç metrelik bir boru gerekeceği tartışılır. Yüzeydeki bir tulumba ile neden yaklaşık olarak
en fazla 10 m derinlikten su çıkarılabildiği açıklanır. Barometre, manometre, altimetre ve batimetre tanıtılır. Magdeburg yarım küreleri ile yapılan deney
anlatılır.
[!] 1.4 Arşimet ilkesi “Tamamen veya bir kısmı bir akışkana batan cisme akışkan tarafından uygulanan kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği akışkanın
ağırlığına eşittir” şeklinde verilir. Arşimet ilkesinin hem sıvılarda hem de gazlarda geçerli olduğu vurgulanır. Batma, yüzme ve askıda kalma olayları cisme
uygulanan kaldırma kuvveti ile ilişkilendirilir.
[!] 1.5 *Yalnızca düzgün akan ve türbülans yapmayan akışkanlarda konuşulur. Bernoulli ilkesi; akışkanın sürati artarsa akışkanın basıncı azalır olarak verilir fakat
formüllere girilmez. Bunun sebebinin enerji korunumu olduğu da verilir. Akışkanının basıncı ile akışkanın akmasını engelleyen cisimlere uygulayacağı basınç
değil, çepere yapılan basınç kast edilmektedir. Uçak kanadı, yan yana geçen iki araç arasında hızlanan havanın basıncı, kasırgalarda çatının uçması ve
pencerelerin dışa patlaması vb. uygulamalar verilir.
[!] 2.1 Isının sıcaklık farkından dolayı alınıp-verilen enerji olduğu ve bunun sonucunda maddenin iç enerjisinin değiştiği vurgulanır. Isının hangi yollarla yayıldığı
hatırlatılır. Mutlak sıfır sıcaklığının teorik olarak doğada ulaşılabilecek minimum sıcaklık olduğu vurgulanır. Bunun yanı sıra mutlak sıfır sıcaklığına niçin
ulaşılamayacağı da tartışılır. Evrende gözlemlenen minimum ve maksimum sıcaklık değerleri verilir. Güncel ve ilginç olaylarda gözlemlenen sıcaklık
aralıklarına vurgu yapılır. Kelvin, Fahrenheit ve Celsius dereceleri ve dönüşümleri verilir. İç enerji kavramına ilk defa girileceğinden daha fazla vurgu yapılır.
Isı ve sıcaklık ilişkisi hatırlatılır. Aynı sıcaklıkta iki farklı maddenin, dokunmayla soğuk ya da sıcak hissedilmesinin, maddelerin ısı iletim katsayıları ile ilgili
olduğu farklı maddelerin ısıl iletkenlik değerleri verilerek tartışılır. Termometre kendi sıcaklığını ölçer ile ne kastedildiği tartışılır.
[!] 2.2 Suyun özgül ısısının çok büyük olmasının etkileri verilir. Suyun ısıtma ve soğutma teknolojilerinde nasıl kullanıldığına örnekler verilir. Isı sığası kavramı ile
ısının depolanamayacağı (bir cismin ısıya sahip olamayacağı) verilir. Farklı maddelerin özgül ısı değerleri verilir.
[!] 2.3 *Genleşme ve büzülmenin katılarda boyca, alanca ve hacimce olacağı, sıvı ve gazlarda ise yalnızca hacimce olacağı verilir. Çeşitli katı ve sıvıların sıcaklığa
göre genleşme katsayıları tablo halinde sunulur. Katsayılarına göre güncel yaşamda nerelerde kullanıldıkları karşılaştırılır. Genleşme katsayısının katılar ve
sıvılar için ayırt edici bir özelik olduğu, fakat gazlar için ayırt edici bir özelik olmadığı vurgulanır. Bütün gazlarda genleşme katsayılarının aynı olduğu (1/273
o -1
C ) belirtilir. Metal çiftlerin ne olduğu ve günlük hayatta nerelerde kullanıldığı verilir.
[!] 2.3 *Katı, sıvı ve gaz olma özelikleri ile genleşme ve büzülme arasındaki ilişki moleküler (yapısal) düzeyde açıklanır. Maddelerin genleşmesinden veya
büzülmesinden yola çıkarak alınan veya verilen ısının Q=mc∆T bağıntısı ile hesaplanabileceği verilir. Hal değişimleri verilmez.
 2.4 *5. sınıf Fen ve Teknoloji dersi 2. Ünite: Maddenin Değişimi ve Tanınması.
[!] 2.4 *Buz ve suyun bu özeliklerinin, canlılar için önemi verilir. Bir grafik üzerinde -20 oC’den 0 oC’ye kadar buzun ve 0 oC’den 20 oC’ye kadar suyun sıcaklığa
göre özkütlesinin nasıl değiştiği gösterilir.
: Ders İçi İlişkilendirme,
[N]: Nobel Fizik Ödülü,
: Diğer Derslerle İlişkilendirme,
???: Kavram Yanılgısı,
[!]: Uyarı, : Sınırlamalar, *: Seçimlik
43
F. Kullanılan Sabitler, Formüller ve Birimler
Bu başlık altında verilenlerin amacı, ünitede hangi formüllerin kullanılacağını vurgulamak ve
kavramları simgeleştirirken sembol birliği sağlamaktır. Buradaki formüller doğrudan
verilmemeli, kavramlar arası ilişkilerin kazandırılması amacıyla, kazanımların gerektirdiği
yerde öğrencileri ezbere yöneltmeyecek şekilde verilmelidir.
Sabitler
1 Atm = 760 mmHg = 760 torr = 10333 mmH2O = 1.013x105 Pa = 1.013 bar
1 Pa = 1 N/m2
Formüller
F

P
A
P: Basınç
F: Yüzeye uygulanan dik kuvvetin büyüklüğü
A: Yüzey alanı
 P  gh
ρ: Sıvının özkütlesi
g: Yerçekimi ivmesi
h: Derinlik
F
F
 1  2
A1 A2
F: Yüzeye uygulanan dik kuvvetin büyüklüğü
A: Yüzey alanı
 * Q  mcT




c: Özgül ısı
C: Isı sığası (mc)
T: Sıcaklık
L  L0 T
*
A  2A0 T
*
V  3V0 T
*
L0: Cismin ilk boyu
A0: Cismin ilk alanı
V0: Cismin ilk hacmi
α: Katıların boyca uzama katsayısı
2α: Katıların yüzeyce genleşme katsayısı
3α: Katıların hacimce genleşme katsayısı
T: Sıcaklık
V  aV0 T (Sıvı ve gazlar için)
*
a : Sıvı ve gazların hacimce genleşme katsayısı
V0: Sıvı veya gazın ilk hacmi
T: Sıcaklık
Birimler:
P: pascal
44
G. Örnek Öğretim ve Değerlendirme Etkinlikleri
Etkinlik Numarası
:1
Etkinlik Adı
: Everest Dağı’na ve Mariana Çukuru’na Yolculuk
İlgili Olduğu Kazanımlar
: 1.2 (su cendereleri hariç) ve 1.3
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Çoklu Zekâ Kuramı
Aşağıdaki metinler sınıfta okutulduktan sonra denizin çeşitli derinliklerinde ve atmosferin
çeşitli yüksekliklerinde basıncın nasıl ölçüldüğünü ve hesaplandığını dört farklı şekilde
öğrenebilecekleri öğrencilere söylenir. Öğrenciler, aşağıdaki öğrenme şekillerini okuduktan
sonra bunlardan birinde çalışmaya karar verirler. Her bir grup aktivitesi bir veya birden fazla
çoklu zekâ boyutunu içermektedir. Öğrenci gruplarını bu zekâ alanları isimlerine göre
gruplamak öğrencilere psikolojik olarak zarar verebileceğinden dolayı tercih edilmemelidir.
Grup 1: Ders kitabından ve farklı kaynaklardan ilgili yerleri okuyarak içinde sıvı ve
gazlarda basıncın nasıl hesaplanacağını, nasıl ölçüldüğünü ve Everest dağı ile Mariana
Çukuru’na yolculuğu anlatan bir senaryoyu ikinci gruptan gelecek ürünleri de
yedirerek hazırlarlar. Senaryo, bu yolculukta karşılarına çıkacak problemleri ve bu
problemleri fizik bilgisini kullanarak nasıl çözebileceklerini tartışmalıdır.
Grup 2: Öğrenciler ders kitabındaki aktiviteleri yapıp görselleri yorumlayarak
öğrendiklerini etraflarında bulabilecekleri malzemelerle sınıf içinde deney yaparak ve
anlaşılır görseller hazırlayarak birinci guruba senaryo hazırlamada yardımcı olurlar.
Grup 3: Bu grubun üyelerinin bir kısmı ilk ve diğer kısmı da ikinci grup ile çalışır. İki
grubun yaptıklarını ve bulgularını sorgulayarak (Ne öğrendin? Bu niye böyle? Bunu
doğrulayan örnekler verebilir misin? vb.) hem kendilerinin hem de diğer gruptaki
arkadaşlarının bilgileri savunacak kadar bilmelerine olanak hazırlarlar. Buna paralel
olarak bir sonraki grup ile birlikte çalışıp onların senaryoyu hayata geçirmeleri için
yardımcı olurlar.
Grup 4: Bu grup öğrencileri başta üçüncü grup ile birlikte hareket ederler. Senaryo
netleşmeye başladığı andan itibaren kendi aralarında iş birliği ve/veya işbölümü
yaparak senaryoyu tiyatro gibi hayata geçirmeye çalışırlar. Tiyatronun içerisinde diğer
gruptaki arkadaşlarına da kısa roller verebilirler.
Çalışma boyunca öğretmen grupların oluşmasında, sistematik olarak çalışmasında ve
ihtiyaç duyacakları bilgileri bulabilecekleri kaynaklara yönlendirmelerinde rehberlik
yapacaktır. Öğretmen her grup tarafından kazanılan bilgi, beceri ve tecrübelerin diğer gruplar
ile paylaşıldığından emin olacaktır.
Everest Dağı; Nepal, Tibet ve Çin arasında olup denizden yüksekliği 8848 m olan en
yüksek dağdır. İlk defa bir Yeni Zelandalı ve bir Nepalli oksijen desteği ile 29 Mayıs 1953
yılında dağın zirvesine erişmeyi başarmışlardır. Oksijen desteği olmadan ilk defa 8 Mayıs
1978’de bir İtalyan ve bir Avusturyalı zirveye ulaşmıştır. Everest'e çıkan ilk Türk dağcı 21
Mayıs 1995'te Nasuh Mahruki’dir. Yüksek dağlara tırmanmak, yükseklik hastalığı (basıncın
düşmesinden dolayı), rüzgâr ve iklim şartlarından dolayı çok tehlikelidir. Aynı zamanda 8000
metrenin üstü, oksijen azlığı ve donma tehlikesinden dolayı ölüm bölgesi olarak da
adlandırılır. Sözü edilen dağın tepe noktasındaki atmosfer basıncının ve oksijen oranının
deniz seviyesindekinin yaklaşık üçte biri olduğu ölçülmüştür.
Mariana Çukuru; kuzeybatı Pasifik Okyanusu’nda Endonezya, Filipin ve Japonya’ya
yaklaşık eşit uzaklıkta olup okyanuslardaki en derin çukur olduğu bilinmektedir. Derinliği
yaklaşık olarak 10920±10m olarak ölçülmüştür. Bu güne kadar bir defa insanlı ve bir defa da
45
insansız araç indirilmiştir. Trieste adı verilen insanlı araç, Amerika Birleşik Devletleri
tarafından 23 Ocak 1960’ta en derin noktaya 4 saat 48 dakikada inip 3 saat 15 dakikada
çıkmıştır. Japonlar 24 Mart 1995’te Kaiko adında insansız bir araç yollamışlardır. En derin
noktada basıncın yaklaşık 1060 atm olduğu hesaplanmıştır. Daha sonraları Trieste
parçalanmış, Kaiko ise okyanusta kaybolmuştur böylece bu derinliğe inebilen bir araç
kalmamıştır. 2006 yılında yapılan ve uzaktan kumanda ile çalışan Nereus’un bu derinlikte
çalışabileceği düşünülmüş ve ileride Mariana Çukuruna yollanılması planlanmıştır. Tüplü
dalış rekoru 2005 yılında kırılmıştır ve 330 metredir. İniş 10 dakika, çıkış ise 8 saat 49 dakika
sürmüştür.
46
*Etkinlik Numarası
:2
Etkinlik Adı
: Elektrik Direklerini Azaltalım mı?
: *2.1, *2.2 ve *2.3
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Probleme Dayalı Öğrenme
Aşağıdaki cümleleri anlamlı kılacak bir resim yukarıya eklenir. Resimde yaz gününde
tren rayları, elektrik tellerinin boyu ve elektrik sigortaları: ısıl (metal) çiftlerin kullanılması
aynı anda gösterilmelidir.
Yeni kurulacak hızlı tren hattı projesinde çalışan bir mühendis ekibinde yer aldığınızı
düşünelim. Bu projede hem tren raylarının döşenmesi, hem de raylar boyunca elektrik
direkleri dikilmesi istenmektedir. Bu projeyi, daha hızlı ve daha az masraflı yapmak için
rayların uzunlukları ne olmalı ve kaç metreye bir elektrik direkleri dikilmelidir?
Bu sorulara cevap bulabilmek için şu anki değerler incelenir. Elektrik direklerinin
arasındaki mesafede (40-50 m) ne kadar uzun tel kullanıldığı, tren raylarının her birinin
uzunluğu (36 m), raylar arasında ne kadar mesafe bırakıldığı ve buralarda kullanılan
malzemenin genleşme katsayıları verilir. Kış-yaz sıcaklık farkı en fazla 50oC’e değişen bir
yerde daha hızlı rayları döşemek daha az direk dikmek için bu uzunluklar üç katına
çıkarılsaydı ne değişirdi? Elektrik devresinin fazla ısınması durumunda devre otomatik olarak
nasıl kesilir? Şehirlerarası elektrik iletiminde bakır veya alüminyum tel yerine demir veya
gümüş teller niye kullanılmaz? Bu ve bunun gibi sorulara cevap vermek için öğrenciler, grup
halinde çeşitli kaynaklardan bilgi toplar. Öğretmen rehberliğinde bu bilgiler gruplardan
alınarak sınıf olarak özetlenir. Bu bilgiler özetlenirken şu sorulara cevap aranır:
a. Genleşme veya büzülme maddenin hangi hallerinde ve ne zaman olur?
b. Genleşme için verilen şey nedir? Ne şekilde verilebilir? Cisimde neyi artırır ve
depolandığı zaman ne diye adlandırılır?
c. Sıcaklık kaç farklı ölçekte ölçülür ve sıcaklık dönüşümleri nasıl yapılır?
d. Isıl iletkenlik katı, sıvı ve gazlarda ayırt edici bir özelik midir?
e. Katı, sıvı ve gazların boyca, alanca ve hacimce genleşmelerini hesaplayabilir
miyiz? Nasıl?
f. Genleşme katsayısı katı, sıvı ve gazlarda ayırt edici bir özelik midir?
g. Belli bir maddeyi hal değiştirmeden istediğimiz büyüklükte genleştirmek için
gerekli olan enerjiyi hesaplayabilir miyim? Nasıl?
Çalışma boyunca öğretmen, rehberlik yaparak grupları bu bilgilere ihtiyaç duyacak
duruma getirmelidir. Öğrencileri bu bilgileri bulabilecekleri kaynaklara yönlendirmelidir. En
önemli kaynak ders kitabı olacaktır. Araştırmalarını özetlerken kullandıkları soruların
cevaplarını ilk baştaki güncel olayların açıklamalarında nasıl kullanacaklarını grup olarak
tartışarak öğretmen rehberliğinde çözümlerler.
47
2. Ünite
: Kuvvet ve Hareket
Önerilen Süre
: (18) *(38) ders saati
A. Genel Bakış
Öğrenciler; 10. sınıfta kuvvetin vektörel özeliklerini, net kuvvet ile bir cismin hareketi
arasındaki ilişkiyi keşfettiler. Bir cismin hareketini ve hareketin nedenlerini Newton’un hareket
yasalarıyla açıkladılar. Yalnızca sabit kuvvetlerin etkidiği cisim ve sistemleri dikkate alarak sabit
ivmeli hareket örneklerini incelediler.
B. Ünitenin Amacı
Bu ünitede dönme hareketinin hem deneysel hem de matematiksel olarak incelenmesi,
doğrusal harekete ait bilgilerden yararlanılması, Newton’un hareket yasalarına dayalı olarak ve
dönme hareketinin nedenlerine inerek kavratılması, kuvvetin döndürme etkisinin matematiksel
olarak incelenmesi, itme ve momentum kavramlarının detaylı irdelenmesi, denge koşulları ve
basit makinelere uygulanması, cisimlerin kütle merkezinin bulunması, Newton'un genel çekim
yasası ile Kepler yasalarının açıklanması ve kuvvetin döndürme etkisi ile gezegenlerin hareketi
ve açısal momentum arasındaki ilişkinin kavratılması hedeflenmiştir.
Ayrıca iş ve enerji teoremini açıklamak, enerji dönüşümlerini bağıntılarla irdelemek bu
ünitenin amaçları arasındadır.











Dönme dolap
Sirklerde gösteri yapan motosikletler
Uçakların akrobatik hareketi
Yapay ve doğal uyduların yörünge
hareketleri
Çamaşır makineleri
*Jiroskop
*Tahterevalli
*Kapı kolu
*İngiliz anahtarı
*Binalar, köprüler
*Hacıyatmaz








Çizgisel sürat
Açısal sürat
Merkezcil ivme
*Kuvvet Momenti (Tork)
İtme(İmpuls)
Çizgisel Momentum
*Açısal momentum










*İp cambazı
Luna park treni (roller coaster)
Yo-yo
Bungee jumping
Çarpışan bilyeler
Silahların geri tepmesi
Roketler
Havai fişek
Bilardo oyunu
Trafik kazaları







*Kararlı denge
*Kararsız denge
*Ağırlık merkezi
*Kütle merkezi
Yerin çekim alanı
Esneklik potansiyel enerji
Kütleçekim kuvveti
48
2. ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET
AÇIKLAMALAR
KAZANIMLAR
1.
2.
3.
Cisimlerin kısa süreli etkileşmesi ile ilgili olarak,
1.1. Momentum kavramını örneklerle açıklar (BİB-1.a-d 3.a-c).
1.2. İtme (İmpuls) kavramının momentum değişimi ile ilişkisini örneklerle
açıklar (PÇB-3.a-g: FTTÇ-2.c-e).
1.3. Bir ve iki boyutta cisimlerin çarpışması esnasında momentumun
korunduğunu gösterir (PÇB-3.a-g).
Dönme hareketi ve nedenleri ile ilgili olarak,
2.1. Düzgün çembersel hareketi örneklerle açıklar.
2.2. Düzgün çembersel harekette çizgisel ve açısal sürat kavramlarını açıklar
(BİB-4.a-e).
2.3. Merkezcil ivmeyi çizgisel hız vektörünün yönündeki değişime bağlı
olarak açıklar (PÇB-3.a-g; BİB-4.a-e).
2.4. Düzgün çembersel harekete neden olan kuvvet ile cismin kütlesi, sürati
ve dönme yarıçapı arasındaki ilişkiyi deneyerek keşfeder (PÇB-1.a,d-g
2.a-f 3.a-i).
*Net bir kuvvetin etkisinde dönen bir cismin hareketi ile ilgili olarak,
3.1. Torkun (kuvvet momentinin) nelere bağlı olduğunu deneyerek gösterir
(PÇB-1.a,d-g 2.a-f 3.a-i).
3.2. Tork kavramının günlük yaşamdaki uygulamaları ile ilgili problemler
çözer (PÇB-3.a-g).
[!] 1.1 Her ikisi de kütle ve hıza bağlı olmasına rağmen momentum ile kinetik enerji arasındaki fark örneklerle
vurgulanır. Büyük tankerlerin motorlarının limandan yaklaşık 25 km önce kapatılmasının sebepleri momentumu
kavramsal olarak anlatmak için verilir.
[!] 1.2 İtme ile momentum değişimi arasındaki ilişki Newton’un ikinci hareket yasasından yararlanılarak belirlenir.
Yapışma ile sıçrama olduğu durumda momentum değişiklikleri (Pelton su değirmeni vb) konuşulur. Aynı itmenin
kısa ve uzun zaman aralıklarında etkileri örnekler üzerinde tartışılır.
[!] 1.3 Esnek ve esnek olmayan çarpışmalar incelenir. Esnek çarpışmalara örnek olması açısından Newton çarpışan
topları (Newton beşiği) verilebilir. Momentumun korunup korunmadığı durumlar dış kuvvete bağlı olarak tartışılır.
Momentumun yanı sıra kinetik enerjinin de korunduğu çarpışmalar esnek, momentumun korunmasına rağmen
kinetik enerjinin korunmadığı çarpışmalar esnek olmayan çarpışmalar olarak adlandırılır. Ayrıca çarpışmadan önce
veya sonra iki cismin birlikte hareket ettiği çarpışmalar tam esnek olmayan çarpışma olarak adlandırılır.
Patlamalarda da momentumun korunduğu dikkate alınarak bu durumlara örnekler verilir.
??? 1.3. “Momentum korunumu sadece çarpışmalarda geçerlidir.”
[!] 2.2 Periyot ve frekans kavramları hatırlatılarak düzgün çembersel harekete uyarlanır. Çizgisel ve açısal sürat
arasındaki ilişkiyi gösteren bağıntı verilir. Günlük yaşamdan (tren tekerleklerinin şekli ile raydan çıkmadan yaptığı
hareket arasındaki ilişki vb.) kendi kendini düzelten veya bozan hareketlere örnekler verilir.
[!] 2.3 Düzgün çembersel harekette merkezcil ivmenin büyüklüğü; çizgisel ve açısal sürat cinsinden açıklanır.
??? 2.4 “Sabit süratle çembersel hareket yapan bir cismin ivmesi sıfırdır.”
??? 2.4 “Çembersel hareket yapan bir cisme etkiyen hareket doğrultusuna dik net kuvvet ortadan kalktığında cisim
çembersel hareket yapmaya devam eder.”, “Çembersel yörüngede hareket eden cisimlere merkezkaç kuvveti etki
eder.”
[!] 2.4 Çembersel harekette her durumda cismin hızına dik doğrultuda net bir kuvvetin olması gerektiği fark ettirilir. Bu
kuvvetin merkezcil kuvvet olarak adlandırıldığı ve net kuvvetin merkezcil kuvvet işlevi gördüğü vurgulanır.
Merkezcil kuvvet duruma göre sürtünme kuvveti, kütleçekim kuvveti, gerilme kuvveti olabileceği gibi bazı
durumlarda ise birden çok kuvvetin bileşkesi olabileceği vurgulanır. Keşfettirilen bu bağıntı; çizgisel sürat, açısal
sürat ve periyot cinsinden de ifade edilir. Çembersel hareket sürtünmeli ortamlarda da incelenir. Kuvvet, ivme ve hız
vektörlerinin yönlerinin farklı olduğu örnekler verilir.
[!] 3.1 *Kuvvet momenti ve tork benzer kavramlar olup bu ders kapsamında aynı sınırlılıkta ve aynı anlamda kullanılır.
[!] 3.1 *Tork vektörünün, uygulanan kuvvetin ve kuvvet kolunun oluşturduğu düzleme daima dik olduğu, vektörel
çarpım sonucu elde edildiği ve yönünün sağ el kuralına göre bulunabileceği vurgulanır. Torkun yönü ile cismin
dönme yönünün farklı olduğu vurgulanır.
 3.2 *Kuvvet momentinin, cismin eylemsizlik momenti ve açısal ivmeye bağlılığına girilmez.
??? 3.2 *“Bir cisme etki eden her kuvvet dönmeye sebep olur”.
49
4.
KAZANIMLAR
*Net torkun sıfır olduğu durumda dönen bir cismin hareketi ile ilgili olarak,
4.1. Açısal momentum kavramını çizgisel momentum kavramı ile ilişki kurarak
açıklar (PÇB-3.a-g; BİB-4.a-e).
4.2. Açısal momentumun korunumunu örneklerle açıklar (BİB-1.a-e 2.a-c 3.a-c).
5.
*Net kuvvetin ve net torkun sıfır olduğu durumda bir cismin hareketi ile ilgili
olarak,
5.1. Bir cismin dengede olması için gerekli şartları belirtir (PÇB-3.a,b,c,g; FTTÇ2.d,e 3.j;BİB-1.a-e).
5.2. Denge koşullarından yararlanarak bir cismin kütle merkezini gösterir (PÇB3.a-g;BİB-4.a-e).
5.3. Duran cisim veya sistemlerin kararlı ve kararsız denge durumlarını örneklerle
açıklar (BİB-1.a-d 3.a-c).
5.4. Denge koşullarını basit makinelere uygular (PÇB-3.a-g: FTTÇ-2.c-e).
6.
Güneş sistemimini bir arada tutan kuvvet ile ilgili olarak,
6.1. Kütle çekim kuvvetini hesaplar
6.2. Güneş sistemindeki gezegenlerin hareketini açıklar.
AÇIKLAMALAR
??? 4.1 *“Açısal momentumla çizgisel momentum aynı yöndedir.”
 4.2 *Açısal momentumun korunumu ayrıntılara girilmeden kavramsal düzeyde verilir.
[!] 4.2 *Açısal momentumun korunumu açısından, eline iki ağırlık alarak dönen disk üzerine çıkan
bir kişinin kollarını açıp kapatması sonucu yaptığı hareket irdelenir.
[!] 5.1 *Denge koşulları ile ilgili matematiksel bağıntılar (Lami teoremi –Stevin bağıntısı da dahil)
verilir.
[!] 5.2 *Kütleçekim ivmesi düzgün olduğu sürece bir cisim için kütle ve ağırlık merkezlerinin aynı
kabul edilebileceği vurgulanır. Kütle merkezi, analitik yaklaşımla ve denge şartlarından
yararlanarak bulunur. Bardak, kibrit çöpü, kaşık ve çatal gibi cisimlerden oluşan ilginç denge
aktiviteleri yaptırılır veya incelenir.
??? 5.2 *“Kütle merkezi ile ağırlık merkezi aynı anlamdadır.”
[!] 5.3 *Bir cismin kararlı denge ve kararsız denge durumunu yer ile temas noktasına göre sahip
olduğu potansiyel enerji ve cismin taban alanı ile ilişkilendirilerek açıklanır. Çevremizdeki
cisimlerin kararlı denge durumunda bulunmalarının güvenliğimiz açısından önemi vurgulanır.
Duvara yakın ve dik konumda duran boyları farklı iki kişiden hangisinin elleriyle ayaklarının
baş parmaklarına daha kolay değebileceği, kütle merkezleri dikkate alınarak tartışılır.
[!] 5.4 *Eşit kollu terazideki binici problemleri ile basit makinelerden kaldıraç, sabit ve hareketli
makaralar, palangalar, eğik düzlem, çıkrık ve vidaya yer verilir.
[!] 6.1 Newton’un Genel Çekim bağıntısı verilerek çekim kuvvetinin kütleye ve uzaklığa bağlılığı irdelenir.
7.
İş ve enerji ile ilgili olarak,
7.1. Dönme ve dönerek öteleme hareketi yapan cismin kinetik enerjisinin nelere
bağlı olduğunu gösterir (BİB-1.a-d 3.a- c).
7.2. Yapılan iş ile kinetik enerji değişimi arasındaki ilişkiyi açıklar (PÇB-3.a-g).
7.3. Esneklik potansiyel enerjiyi örneklerle açıklar (BİB-1.a-d 3.a-c).
7.4. Mekanik enerjinin korunumu ile ilgili uygulamalara örnekler verir (PÇB-3.ag:FTTÇ-2.c-e; BİB-1.a-d 3.a-c).
7.5. *Mekanik enerjinin korunumundan yararlanarak kurtulma sürati ve bağlanma
enerjisini açıklar.
[!] 6.2 Kepler yasaları açıklanır. Kütleçekim kuvvetinden dolayı gezegen üzerine etkiyen torkun sıfır
ve dolayısı ile açısal momentumun sabit olduğu vurgulanır.
[!] 7.1 Bir kuvvetin bir cisim üzerinde yaptığı iş, bir cismin öteleme kinetik enerjisi ve bu kinetik enerjinin
nelere bağlı olduğu hatırlatılır. Eylemsizlik momenti kavramı açıklanır, ancak hesaplamalarına
girilmez. Çubuk, küre ve silindir gibi düzgün geometrik cisimlerin kütle merkezlerine göre eylemsizlik
momenti bağıntıları verilir ve (öteleme) kinetik enerjileri ile birlikte dönme kinetik enerjileri de
hesaplanır .
??? 7.1 “Hareket etmeyen cisimler enerjiye sahip değildir”.
[!]7.2 İş-enerji teoremi verilir.
??? 7.3 “Yer çekimi potansiyel enerjisi potansiyel enerjinin tek biçimidir”.
[!] 7.3 Yer çekimi potansiyel enerjisi hatırlatılır. Genel çekim potansiyel enerjisi grafik olarak da verilir.
Yerin çekim alanının çekim kuvveti ile ilişkisi açıklanır.
[!] 7.3 Hooke Yasası açıklanıp, kuvvet–uzama miktarı grafiğinden yararlanarak esneklik potansiyel enerjisi
hesaplanır.
[!] 7.4 *Mekanik enerjinin korunumu; serbest düşme, atış hareketleri, esnek yay içeren sistemler, basit
makineler, balistik sarkaç gibi örneklere uygulanır.
??? 7.4 “Bir cisim düşmeye bırakıldığında, yer çekimi potansiyel enerjisinin tamamı aynı anda kinetik
enerjiye dönüşür”
50
Sabitler:
g: yerçekimi ivmesi
9,8 m/s2
Formüller:


 
W  F.x  F.x.Cos
W:İş
F: Kuvvetin büyüklüğü
f: Frekans

T: Periyot

: Çizgisel sürat
 

2
T


F .t  m.v
t: Kuvvetin uygulanma süresi
m: Kütle
v: Hız
 : Açısal sürat

 

*   dxF
τ: Tork
d: Kuvvetin uygulama noktasının
dönme eksenine olan uzaklığı


 pilk  pson
p:Momentum




*   0

* F  0

F3
F1
F2


* Sin1 Sin 2 Sin 3
F: Merkezcil kuvvet
r: Yörünge yarıçapı




a: Merkezcil ivme



X km 
m. x
m. y
, Ykm 
m
m
*
Xkm:Kütle merkezinin x bileşeniı
Ykm: Kütle merkezinin y bileşeni
W  Ek
Ek:Kinetik enerji
51



m.M
2d
Eb: Bağlanma enerjisi
G: Genel çekim sabiti
Eb  G
Ek 
1 2
1
mv , Ek  m(vs2  v02 )
2
2
1 2
I
2
I: Eylemsizlik momenti
 : Açısal sürat
ED:Dönme kinetik enerjisi
  
 
L
 *  r xp  m(r xv ), L  I
L:Açısal momentum
r: Dönme eksenine olan uzaklık
m.M
d2
F: Kütle çekim kuvveti
F G
ED 

R3
 sabit
2
*T
R:Gezegenin Güneş’e olan ortalama
uzaklığı
T:Gezegenin Güneş etrafındaki bir
dolanım süresi
Birimler:
 : radyan/saniye (rad/s)
: newton.metre (N.m)
İtme: newton.saniye (N.s)
p: kilogram.metre/saniye (kg.m/s)
52
Etkinlik Numarası
:1
Etkinlik Adı
: Heyecan Treni (Roller Coaster)
: 1.2,1.3,1.4
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: 5E Öğrenme modeli
Teşvik Etme
Büyük lunaparklarda insanların korkuyla karışık
heyecan duyarak bindikleri sürat trenlerinin (Roller
Coaster) tarihsel gelişiminden yola çıkarak çalışma
ilkeleri hakkında öğrenciler çeşitli araştırmalar yapar.
Öğrencilerin ray sistemi boyunca tam bir devir
yapabilmek için gerekli hıza ulaşmaya çalışan bu
sistemi yorumlayabilmeleri için öncelikle bir ipin
ucuna küçük kütleli bir cisim bağlayıp ipi önce yatay
sonra düşey düzlemde döndürerek serbest bırakmaları
istenir. Öğrenciler her iki durumda cismin izlediği
yörüngeyi tartışır. Cismi çembersel yörüngede
tutabilmek için gerekli kuvvetin varlığını hissederler.
Cismi düşük ve yüksek hızlarda çevirme durumlarında
neler gözleneceği tartışılır.
Keşfetme
Deneyin Amacı: Çembersel yörüngede hareket eden bir cisme etkiyen merkezcil kuvvet, yarıçap ve
kütle ilişkisini incelemek.
Araç-Gereç: Cam ya da plastik boru (50 cm uzunluğunda)
c) Lastik tıpa (iki delikli-2 adet)
d) Madeni pul (25 mm çap-16 adet)
e) Çamaşır mandalı ya da ataş
f) Milimetrik kâğıt
g) Metre
h) Kronometre
i) Naylon ip/sicim
j) Krokodil
53
Deneyin yapılışı
1) Şekildeki gibi cam borunun içinden naylon ipliği geçirip bir ucuna lastik tıpa bağlanır. Naylon
ipliğin diğer ucuna madeni pulları geçirerek düşmelerini engellemek için ipin en alt ucuna ataş
bağlanır. Krokodili cam boruya yakın yerde tutturarak ipin cam boru içinde yukarı aşağı
kayması önlenir (sürtünme ihmal edilecektir).
2) Deney üç kısımda yapılır:
a. Merkezcil kuvvet ve kütle sabit iken yörünge yarıçapının
değişimi.
b. Yörünge yarıçapı ve kütle sabit iken merkezcil kuvvetin
değişimi.
c. Yörünge yarıçapı ve merkezcil kuvvet sabit iken kütlenin
değişimi.
3) Deney düzeneği hazırlandıktan sonra gruptan bir öğrenci borunun üst
ucunu baş üzerinde 15-20 cm yarıçaplı bir çembersel yörüngede
döndürür. Sistem denge haline getirildikten sonra, bir referans noktası alınıp 10 dolanım için
geçen süre başka bir öğrenci tarafından ölçülür. Bu süre 10’a bölünerek hareketin periyodu
bulunur.
4) Bu aşamada ipin ucundaki lastik tıpanın kütlesi ve ipin diğer ucundaki pul sayısı sabit tutulup
yarıçap değiştirilir. 2. adımdaki yöntemle periyot hesaplanır.
5) Bu aşamada amaç yarıçap ve kütle sabit iken merkezcil kuvvet değişimini hesaplamaktır. İpin
ucundaki lastik tıpa, yarıçap sabit tutularak döndürülmeye başlanır. Düzenek dönerken denge
hâline getirildikten sonra, bir referans noktası alınıp 10 dolanım için geçen süre belirlenir. Bu
değer 10’a bölünüp hareketin periyodu bulunur.
6) Bu ölçümler pul sayısı artırılarak 3 kez tekrarlanır.
7) Pul sayısı ve yarıçap sabit tutularak ipin ucuna iki lastik tıpa bağlanarak deney tekrarlanır.
Açıklama
Bir ipin ucuna bağlanarak döndürülen cismin yaptığı harekette merkezcil kuvvetin ipteki gerilme
kuvveti olduğu ve bu kuvvetin değerinin ipin ucundaki pulların ağırlığına eşit olduğu belirtilir.
r uzunluğunda bir ipe bağlı m kütleli bir cisim yatay çembersel bir yörüngede döndürüldüğü zaman
cisme etkiyen merkezcil kuvvet;


F  m.a
bağıntısından elde edilir. Bu bağıntıda merkezcil ivme yerine
yazılırsa
m 2
 mr2
r
bağıntısı elde edileceği açıklanır. Burada yörüngeye teğet hız vektörünün büyüklüğü iken
açısal hız vektörünün büyüklüğüdür. Böylece;
F

2 r
bağıntısından dolanım sürati ve
T
54
4 2 m r
F
formülünden de merkezcil kuvvet belirlenir.
T2
Formül incelendiğinde merkezcil kuvvetin; cismin kütlesine, yörüngede dolanım yarıçapına ve
periyoduna dolayısı ile frekansına bağlı olduğu vurgulanır. Bunların değişmesi ile merkezcil
kuvvetin nasıl değişeceği tartışılır.
Genişletme
Öğrencilere yatayda yaptıkları çembersel hareketi düşeyde yapmış olsalardı merkezcil kuvvetin
yörüngenin her noktasında ipteki gerilmeye eşit olup olmayacağı sorulur. Düşeyde çembersel
hareket yapan bir cismin yörüngesini çizmeleri ve bu yörüngenin alt, üst ve yan noktalarında
cisme etkiyen kuvvetleri çizmeleri istenir. Her bir noktada cisme etkiyen merkezcil kuvvet
belirlenir.
Değerlendirme
Değerlendirme aşamasında işlem ve hesaplamaya dayalı soruların yanı sıra özellikle öğrencilerin
kavram yanılgılarını ortaya çıkaracak kavramsal düzeyde sorular sorulabilir.
55
1.Çelik bir top ipe bağlanır ve yandaki
şekilde görüldüğü gibi yere paralel düzlemde
çembersel bir yörüngede döndürülür. Şekilde
gösterilen P noktasında ip kopmaktadır. Bu
olayın yukarıdan görünüşü şekildeki gibi ise,
ip koptuktan sonra topun izleyeceği yörünge
hangisidir?
2. 3 kg kütleli bir cisim şekildeki gibi
çembersel yörüngede 10 m/s çizgisel hızla
döndürülüyor. Alt ve üst iplerdeki gerilim
kaç N olur?
3. 40 cm uzunluğundaki bir ipin ucuna
içindeki su ile birlikte kütlesi 1 kg olan bir
kova bağlanarak düşey olarak çembersel
yörüngede döndürülüyor. Buna göre;
a) Kova yörüngenin en üst noktasında iken
suyun dökülmemesi için kovanın çizgisel
sürati en az kaç m/s olmalıdır?
b) Kova yörüngenin en alt noktasında iken
ipteki gerilme kuvveti kaç N olur?
56
Etkinlik Numarası: 2
Etkinlik Adı: Virajı Dönebilir miyiz?
İlgili Olduğu Kazanımlar:1.3,1.4
Etkinlikte Kullanılan Yöntem/Teknik: Örnek olay
Bir baba ile oğlu kışın yağmurlu bir havada otomobilleriyle bir yere yetişmeye
çalışmaktadırlar. Baba bir viraja yaklaştıklarında oğluna: "Viraja çok hızlı girersek savrulup
yoldan çıkabiliriz. Yavaş girersek emniyetle yolumuza devam edebiliriz fakat bu kez de zaman
kaybederiz. Oğlum sen lisede fizik dersi okuyorsun. Bana aracımızın en fazla hangi hızla viraja
girmesi gerektiğini söyleyebilir misin? "der.
Oğlan bir an düşünür ve babasına döner:"Babacığım bunun için bazı verilere ihtiyacımız var.
Aracımızın tekerlekleri ile yol arasındaki sürtünme katsayısı, aracımızın kütlesi, virajın eğimi ve
yarıçapı bilinmeli ki sana istediğin cevabı verebileyim."der.
Baba aracı yol kenarında uygun bir yerde durdurur. Aracın torpido gözünden araca ait
kitapçıktan aracın kütlesini bulur. Daha sonra cep telefonuyla önce otomobil servisindeki yetkiliyi
arayıp lastiklerin asfalt ve ıslak yoldaki sürtünme katsayısını öğrenir. Daha sonra Karayolları
Bölge Müdürlüğü'ndeki yetkiliden önlerindeki virajın yatay olduğunu ve yarıçapını öğrenir. Hava
rüzgârsız olduğu için havanın görece küçük etkisinin ihmal edilebileceğini söyler. Sonra da oğluna
"Sana verdiğim bu bilgilerle bana emniyetli dönüş için olası en yüksek hızımı söyleyebilirsin ama
bana açıklama yapmanı da bekliyorum. Arabamızın kütlesi 900 kg olduğuna göre virajın yarıçapı
ve sürtünme katsayısı ne kadardır?" der.
Oğlan da elinde kâğıt ve kalem ile babasına şu bilgileri verir: Viraj yatay düzlemde olduğuna
göre aracın ağırlığı yerin tepkisiyle yok edilir. Bu durumda net kuvvet yatay doğrultudadır.
Havanın direnç kuvveti ihmal edildiğine göre net kuvvet sürtünme kuvvetidir. Emniyetli dönüş
için sürtünme kuvveti gerekli olan merkezcil kuvveti sağlayabilmelidir. Bu durumda virajı güvenli
bir şekilde dönebilmek için gerekli hız değerini matematiksel yoldan buluruz. Senin bana verdiğin
değerlere göre en fazla 55 km/h hızla viraja girmemiz gerektiğini ben hesapladım" der.
Baba, oğlunun verdiği bilgilerden dolayı oğluna teşekkür eder ve emniyetle virajı dönüp
yollarına devam ederler.
57
*Etkinlik No:3
Etkinlik Adı: Ağır Cisimleri Kolayca Kaldıralım
İlgili Olduğu Kazanım: *5.4
Etkinlikte Kullanılan Yöntem/Teknik: Probleme Dayalı Öğrenme
Basit makinelerin uygulamasına yönelik bu etkinlikte öğrencilerin yaratıcı düşüncelerini
öğrendikleri bilgilerle birleştirerek yeni bilgilere ulaşmaları amaçlanmıştır.
Öğretmen aşağıdaki problem durumunu öğrencilere sunar: “Ahmet köyde yaşamaktadır.
Heyelan sonucu yuvarlanan kaya parçalarından biri Ahmet’lerin bahçesine gelmiştir. Kaya
parçası bir kişinin kaldıramayacağı kadar ağırdır. Yaklaşık ağırlığı 2400 N’dur. Babası Ahmet’e
kaya parçasını bahçeden kaldırması için çalışmasını söyler. Ahmet’in uygulayabildiği maksimum
kuvvet ise 100 N’dur. Ahmet, kaya parçasını bahçeden nasıl kaldırabileceğini düşünürken aklına
basit makineler gelir. Ama basit makineleri nasıl kullanacağı konusunda kararsızdır.”
Öğrenciler beş kişilik gruplara ayrılarak Ahmet’e yardımcı olacak çözüm önerileri
bulmaya çalışır. Bu bağlamda öğretmen aşağıdaki açıklamaları yapar: “Bu maksatla tek bir basit
makine kullanabileceğiniz gibi birden fazla basit makineyi birleştirmek suretiyle bir sistem
oluşturup bu şekilde de çözüm üretebilirsiniz. Çok sayıda çözüm üretmeniz size çözüm sayınız
kadar puan getirecektir. Yaratıcı gücünüzü basit makinelerle ilgili öğrendiğiniz bilgilere
ekleyerek en fazla çözüm üreten en çok puanı alacaktır. Ayrıca herhangi bir çözümde farklı türde
çok sayıda basit makine kullanan dereceye girecektir. Çözümünde en çok farklı basit makine
kullanmış olan birinci olacaktır. Kısacası iki ayrı kategoride sıralamaya tabi olacaksınız.”
Bu açıklamalardan sonra gruplar çalışmaya başlar. Önerdikleri çözümleri taslak şekiller
halinde öğretmenlerine sunarlar. Öğretmen çözümlere puan verir. Puanlama şu şekilde yapılır:
Birinci kategori için gruplar her bir doğru çözüm yolu için bir puan kazanır. İkinci
kategoride grupların geçerli her çözümüne, çözümde kaç farklı basit makine varsa o kadar puan
verilir. Sadece bir basit makinenin (örneğin kaldıracın) bulunduğu çözüm 1 puan, birden fazla
basit makinenin (örneğin kaldıraç, çıkrık ve palanga) kullanıldığı bir çözüm ise 3 puan alır. Bu
şekilde birleşik sistemlerin puan getirisinin yüksek olacağını bilen öğrenciler yaratıcılıklarını
kullanmaya teşvik edilmiş olurlar.
Daha sonra yüksek puandan başlayarak başarı sırası ilan edilir. En yüksek üç puanı alan
grupların çözüm şekilleri temize çekilmiş olarak karton kâğıtlarda sınıf panolarında sergilenir.
58
Etkinlik Numarası
:4
Etkinlik Adı
: Kavramları Doğru Biliyor Muyuz?
: 2.1-2.3, 7.1-7.4
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Kavramsal Test
1 ve 2. sorular yandaki şekle ve açıklamaya göre cevaplanacaktır.
Yandaki şekil çarpışan iki çelik A ve B topunun yollarını
göstermektedir.
1. Her bir topun momentumundaki değişimin yönünü ok kümelerinden hangisi en iyi göstermektedir?
A)
B)
C)
D)
E)
2. Çarpışma sırasında A topunun B topuna uyguladığı itici kuvvetin yönünü hangi ok en iyi gösterir?
A)
B)
C)
D)
E)
3 ve 4. sorular yandaki şekle ve açıklamaya göre cevaplanacaktır.
Şema, sürtünmesiz bir masa üzerinde iki diski göstermektedir. Disk B,
disk A’dan 4 kat daha ağırdır. Durgun halden başlayarak, diskler iki
eşit kuvvetle masanın öbür tarafına itilirler.
3. Bitiş çizgisine ulaştığında hangi diskin daha büyük kinetik enerjisi
olacaktır?
A. A
B. B
C. İkisi de aynı miktara sahip olur.
D. Cevaplamak için bilgi yetersiz.
4. Hangi diskin bitiş çizgisine ulaştığında daha büyük momentumu
olacaktır?
59
A. A
B. B
C. Her ikisi de aynıdır.
D. Cevaplamak için bilgi yetersiz.
5. Küçük bir kız çocuğu, kaydırağın sonunda en büyük olası hıza ulaşmak için aşağıda gösterilen
sürtünmesiz kaydıraklardan birini seçmek istiyor.
Kız, yukarıda gösterilen kaydıraklardan hangisini seçmelidir?
A) A
olur
B) B
C) C
D)
E) Fark etmez, her birinde kızın sürati aynı
6 ve 7. sorular yandaki şekile göre cevaplanacaktır.
Yandaki şekil A noktasından yukarı yönde dikey olarak atılan bir topu
göstermektedir. Top, C noktasından daha yüksek bir noktaya ulaşmaktadır. B, A ve
C’nin ortasında bulunan bir noktadır (AB=BC). Hava direnci ihmal edilirse,
6. B noktasından geçerken sahip olduğu hızla karşılaştırıldığında, C
noktasından geçerken topun hızı nedir?
A) B noktasındaki hızının yarısı
B) B noktasındaki hızından daha küçük, fakat yarısı kadar değil
C) B noktasındaki hızına eşit
D) B noktasındaki hızının iki katı
E) B noktasındaki hızından daha büyük, fakat iki katı kadar büyük değil
7. Top, C’nin üzerinde en yüksek noktaya ulaştıktan sonra, yönünü değiştiriyor ve düşey olarak
düşüyor. Aşağı düşerken topun B noktasında sahip olduğu hızın büyüklüğü, yukarı doğru
çıkarken aynı noktada sahip olduğu hızın büyüklüğüne göre nasıldır?
A) Yukarı çıkarken sahip olduğundan daha küçük
B) Yukarı çıkarken sahip olduğuna eşit
C) Yukarı çıkarken sahip olduğunun iki katı
D) Yukarı çıkarken sahip olduğundan büyük, fakat iki katından az
E) Verilen bu bilgiye göre belirlenemez
60
Etkinlik Numarası :5
Etkinlik Adı : Gezenlerin Yörüngesini Çizelim.
İlgili Olduğu Kazanımlar : 6.2
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Gösterip Yaptırma
Etkinliğe başlamadan öğrencilerden aşağıdaki malzemeleri getirmeleri istenir.
 Dayanıklı pamuk iplik (en az 15cm)
 Karton(en az 30x30cm)
 Mukavva veya tahta levha (en az 30x30cm)
 Cam çivisi (2 adet)
 Kalem
 Yapıştırıcı
 Hesap makinesi
Öğrencilere “Gezegenlerin Güneş etrafında nasıl bir yörüngede döner?” sorusu sorulur.Alınan
cevaplar değerlendirilir.Yapılacak etkinlikle bu sorunun cevabının araştırılacağı belirtilir.Öğrenciler
4’erli ya da 5’erli gruplara ayrılır.Daha sonra aşağıdaki işlemleri sıra ile yapmaları istenir:
 Her gruptan önce karton parçasını mukavva levhanın yüzeyini kaplayacak şekilde yapıştırın.
 Kartonun üzerine çivileri 10cm aralıkla tutturun.
 15 cm uzunluğundaki ipin iki ucu çivilere bağlayın.
 Kurşun kalem ipin tam ortasından bir kez dolayın.Daha sonra kalemin ucu kartona dik olacak
şekilde çivilerin etrafında kalemin bir tur atması sağlayın.
Her bir grup elde ettiği şekli yorumlarlar. Keplerin Yörüngeler Yasası yapılan etkinliğe dayalı
olarak açıklanır.
Etkinliğin ikinci aşamasında öğrencilere Güneş’e Dünya’dan daha yakın olan gezegenlerin
Güneş çevresinde Dünya’dan daha hızlı, Güneş’e Dünya’dan daha uzak olan gezegenlerin ise Güneş
çevresinde Dünya’dan daha yavaş dolandıkları belirtilir.Bu etkinlikte ve gezegenlerin Güneş
çevresinde dolanım sürelerinin Güneş’e olan uzaklıklarına bağlı olarak nasıl değişeceğini
bulabilecekleri söylenir. Keplerin Periyotlar Yasası açıklanır. Bu yasanın açıkladığı bağıntı tahtaya
yazılır.Bu bağıntı Dünya’nın Güneş’e uzaklığı ve dolanım süresi baz alınarak aşağıdaki gibi
düzenlenir.
Tg2 =Td2. Rg3 /Rd3
Gezegenlerin Güneş’e uzaklıkları çok büyük sayılarla işlem yapmamak için AU (Astronomik
Birim) cinsinden ifade edilir.AU Dünya’nın Güneş’e olan ortalama uzaklığı (yaklaşık 150 milyon km)
1AU=150 000 000 km
61
Mars’ın Güneş’e uzaklığının 1,52 AU olduğu belirtilerek İlgili bağıntı örnek olarak Mars
gezegenine uygulanır.
TM2 =12. (1.52)3/ 12
TM= 1.87 yıl.
Diğer gezegenlerin Güneş’e olan uzaklıkları verilerek aşağıdaki gibi bir tabloya işlemeleri
istenir.
Gezegen
Merkür
Venüs
Jüpiter
Satürn
Uranüs
Neptün
Güneş’e Uzaklığı(AU)
0,387
0,723
5,2
9,54
19,2
30,1
Periyodu
Daha sonra öğrencilerden doğdukları günden bu tarihe kadar geçen süreyi gün olarak
hesaplamaları ve burdan hareketle Merkür’de ve Neptün’de yaşamış olsaydınız ilgili gezegenin yılına
göre kaç yaşında olurdunuz?”sorusu sorulur.
62
3. Ünite
: Manyetizma
Önerilen Süre : (10) *(20) ders saati
A. Genel Bakış
Öğrenciler 9. sınıfta; elektrik akımı, potansiyel farkı ve direnç kavramlarını tanımlayarak
Ohm yasasının uygulamalarını gerçekleştirdiler. Direncin nelere bağlı olduğu, dirençlerin seri ve
paralel bağlandıkları devrelerde akım-gerilim değerlerini deneyerek keşfedip kavramsal düzeyde
elektrik akımının manyetik etkisini gözlemlediler. Öğrenciler, 10. sınıfta ise elektriksel olarak
yüklü cisimler arasındaki etkileşimleri incelerken “elektriksel alan” kavramını tanımladılar.
Çeşitli modellemelerle elektriksel alan, elektriksel kuvvet, potansiyel farkı, elektriksel potansiyel
enerji gibi daha soyut kavramları mekanikte öğrendikleri kütleçekim alanı, çekim kuvveti ve
çekim potansiyel enerjisi kavramları ile benzerlik/farklılıklarını karşılaştırarak öğrendiler.
B. Ünitenin Amacı
Bu sınıfta ise manyetik alan, manyetik kuvvet, manyetik akı, manyetik alan kaynakları,
elektromanyetik indükleme ile ilgili konu ve kavramlara giriş yapılacaktır. Bu düzeyde diğer
yıllara nazaran daha fazla formül verilmektedir. Ama verilen formüllerin asıl amacı kavramlar
arasındaki ilişkiyi vurgulamak içindir. Kavramı pekiştirmek için verilen sayısal problemler ise
günlük yaşamla bağlantılı olmalı, gerçek yaşamdan uzak sadece birtakım sayısal işlemleri
gerçekleştirme amaçlı olmamalıdır.
 *Kuzey Işınımları-Aurora Borealis, Güney Işınımları-Aurora Australis
 *Hızlandırıcılar ve CERN laboratuarı
 Uydu Davranış Kontrolü
 Biomanyetizma
 Manyetik Terapi
 Hız trenleri
 CRT televizyonları
 Kalp pili
 *Elektrikli diş fırçaları
 *MRI (manyetik rezonans görüntüleme-magnetic resonance imaging)
 Barajlardaki elektrik üretimi
 Jeneratörler ve Motorlar
 Elektrogitar






Manyetik alan
Manyetik kuvvet
Manyetik kutup
Manyetik geçirgenlik
Manyetik akı
İndükleme
63
3. ÜNİTE: MANYETİZMA
AÇIKLAMALAR
KAZANIMLAR
1. Manyetik alan ve manyetik alan kaynakları ile ilgili
olarak,
1.1 Mıknatıslar arasındaki itme ve çekme kuvvetini alan
kavramını kullanarak açıklar.
1.2 *Akım taşıyan halkanın ve solenoidin bir manyetik alan
oluşturduğunu keşfeder (PÇB-1.e,f,g 2.a,c,d,f,
3.a,b,c,d,f,h).
1.3 *Akım taşıyan iletken iki tel arasında oluşan manyetik
kuvveti keşfeder (PÇB-1.e,f,g 2.a,c,d,f, 3.a,b,c,d,f,h).
1.4 Manyetik alanda akım taşıyan dikdörtgen tel çerçeveye
etki eden kuvvetin etkisini gözlemleyerek açıklar
(FTTÇ-2.d, e).
1.5 *Yüklü parçacıkların manyetik alanda hareketlerini
açıklar (BİB-4.a-e).
1.6 Maddeleri manyetik özeliklerine göre sınıflandırır (BİB4.a-e).
1.7 Dünyanın manyetik alanının kaynağı hakkındaki
görüşleri irdeler (BİB-4.a-e).
2. Elektromanyetik indükleme ile ilgili olarak,
2.1 Manyetik akı değişimi ile elektrik akımı üretilebileceğini
keşfeder (PÇB-1.e,f,g 2.a,c,d,f, 3.a,b,c,d,f,h, FTTÇ-1.n).
2.2 *Öz indükleme ve karşılıklı indükleme olaylarını
örneklerle açıklar (BİB-4.a-e).
2.3 *Manyetik alan içinde hareket eden bir iletkenin uçları
arasında bir emk oluşacağını örneklerle açıklar.
2.4 Elektrik ve manyetik alanlar arasındaki ilişkiyi bir bütün
halinde yorumlar (FTTÇ-1.n, 2.a, BİB-4.a-e).
2.5 Motor ve jeneratörlerin çalışma ilkelerinin benzerlik ve
farklılıklarını karşılaştırır.
[!] 1.1 Elektrik ve manyetik olaylar arasındaki benzerlik ve farklılıklardan yola çıkarak, manyetik kutuplar arasındaki etkileşimlerde temas
gerektirmeyen bir alan kavramı kullanılacağı vurgulanır. Manyetik alanı açıklamak için manyetik alan çizgilerinin kullanılacağı vurgulanır.
Öğrenciler, elektrik alanda olduğu gibi, manyetik alan çizgilerinin de metaforik bir modelleme olduğu gerçekte böyle çizgilerin olmadığı
konusunda yanılgılara düşmemeleri için uyarılır.
??? 1.1 “Büyük mıknatıslar küçük olanlardan daha kuvvetlidir.”, “Mıknatıslar sadece çeker.”, “Kuzey ve güney manyetik kutuplar, pozitif ve negatif
yükler gibidir.”, “Sadece mıknatıslar manyetik alan oluşturur.”, “Manyetik alan ile elektriksel alan aynıdır.”, “Manyetik alanlar, kitaptaki
resimler gibi iki boyutludur; manyetik alan üç boyutlu değildir.”, “Manyetik alan çizgileri sadece mıknatısın dışında vardır”.
[!] 1.2 *Sabit bir “I" akımı taşıyan düz bir telin etrafında bir manyetik alan oluşturduğu hatırlatılır. Manyetik alan oluşturulurken halka ya da
solenoid kullanılmasının nedeni tartışılır. Akım taşıyan telden belli bir uzaklıkta, halkanın merkezinde ve solenoidin içerisinde oluşan manyetik
alan ile akım, uzaklık, sarım sayısı, ortamın manyetik geçirgenliği ve solenoidin boyu arasındaki ilişki vurgulanır. Manyetik alanın
büyüklüğünü veren formüller sadece kavramlar arasındaki ilişkiyi vurgulamak için verilir, karmaşık problem çözümlerine girilmez. Ayrıca
akım geçen tel, halka ve solenoidin oluşturduğu manyetik alanı sağ el kuralı da kullanılıp çizgiler şeklinde üç boyutlu olarak gösterilerek
yorumlanır.
 1.2. *Sabit bir “I" akımı taşıyan halkanın ve solenoidin sadece merkezinde oluşturduğu manyetik alan tartışılır.
??? 1.2 *“Manyetik kutuplar izole edilebilir.”, “Manyetik alan çizgileri bir kutuptan başlayıp diğerinde sona erer.”
 1.3 *Oluşacak manyetik kuvvetin akım ve teller arasındaki uzaklık ile ilişkisi vurgulanır. Akımların yönü ile kuvvetin yönünün ilişkisi tartışılır.
[!] 1.4. Akım taşıyan düz tele manyetik alanda etkiyen kuvvet hatırlatılır.
[!] 1.4.*Akım taşıyan tele etkiyen manyetik kuvvetin formülü verilir Tel çerçeveye etki eden kuvvetin döndürme etkisi ile ilgili formüller vektörel
çarpım kullanılarak verilir.
[!] 1.5 *Yüklü parçacıkların manyetik alana paralel ve dik girmesi durumları formülsel olarak diğer durumlar yalnızca kavramsal olarak tartışılır.
??? 1.5 *“Hareketsiz yüklere manyetik kuvvet etki edebilir.”, “Yükler bırakıldıkları zaman mıknatısın kutuplarından birine doğru hareket eder.”
[!]1.2, 1.3, 1.4, 1.5 Sağ el kuralının farklı durumlarda manyetik alan ve manyetik kuvvetin yönünü bulmada nasıl kullanıldığı açıklanır.
[!] 1.6 Bazı maddelerin neden mıknatıslık özeliği gösterdiği bazılarının ise göstermediği tartışmasından yola çıkılarak, maddeler manyetik
geçirgenliklerine göre paramanyetik, ferromanyetik ve diamanyetik maddeler olarak sınıflandırılır.
??? 1.6 “Bütün metaller mıknatıslar tarafından çekilir.”, “Mıknatıslar metal olmayanları iter.”
[!] *1.2, 1.7 Manyetik alanın kaynağının hareketli yükler olduğu etkinliklerle vurgulanır.
??? 1.7 “Dünyanın coğrafik ve manyetik kutupları çakışıktır.”, “Dünyanın kuzey yarım küresindeki manyetik kutup kuzey kutup ve güney
yarımküresindeki manyetik kutup ise güney kutuptur.”
[!] 2.1 Elektrik akımının manyetik alan ürettiği ve manyetik alan değişimin bir elektrik akımı üretebileceği vurgulanır. Manyetik akı tanımlanarak
Faraday’ın indükleme yasası ve Lenz yasası’nı yorumlamak için deneyler yapılır. Lenz yasası ve enerjinin korunumu arasındaki ilişki tartışılır.
Faraday’ın fiziğe katkısı tartışılır.
??? 2.1 “Akı ile alan çizgileri aynı şeylerdir.”, “Manyetik akı gerçekte manyetik alanın akışıdır.”
 2.2. *Bu kavramlar akının azalması ya da artmasına bağlı olarak öncelikle kavramsal düzeyde verilir. Özindüksiyon ve karşılıklı indüksiyon
formülleri verilmez.
??? 2.2 *“İndükleme emk’sının (ε) oluşması için manyetik akı yeterlidir-değişmesi gerekmez..”, “İndükleme emk’sı (ε), sadece kapalı devrede
oluşur.”
[!]2.4 Maxwell’in fiziğe katkısından yola çıkılarak formüllere girilmeden Maxwell’in denklemleri yorumlanır.
[!] 2.5 Barajlarda elektrik enerjisinin nasıl üretildiği açıklanır. Elektrik enerjisinin üretimi ve bilinçli bir şekilde tüketimi konusunda yapılması
gerekenler tartışılır.
64
Sabitler:
0  4 .107 Tm / A
Formüller





0 .I
2d
*
Btel: Telin oluşturduğu manyetik
alan
I: Akım şiddeti
uzayın
manyetik
0 :Serbest
geçirgenliği
d: Telden olan uzaklık
 I
Bhalka  0
2r
*
Bhalka:
Halkanın
merkezinde
oluşturduğu manyetik alan
I: Akım şiddeti
uzayın
manyetik
0 :Serbest
geçirgenliği
r: Halkanın yarıçapı
Btel 
N
I
l
*
Bsolenoid: Solenoidin merkezindeki
manyetik alan
I: Akım şiddeti
0 :Serbest
uzayın
manyetik
geçirgenliği
n: Birim uzunluktaki sarım sayısı
N: Sarım sayısı
l:Solenoidin boyu

τ: dikdörtgen tel çerçeveye etkiyen
tork
I: Akım şiddeti
A: Çerçevenin alanı

 B. A  B. A.Cos
Φ: Manyetik akı
A: Alan
*

*
 m

 N
( B. A.Cos )
t
t
ε: İndüklenen Emk
Φ: Manyetik akı
t: zaman
A: Çerçeve ya da ilmeğin alanı
  N
Bsolenoid  0 nI  0





I
A
x
B


x
B
*

*
  Blv
ε: İndüklenen Emk
l: İletkenin uzunluğu
v: İletkenin hızı
 
* F  i.l xB
F: Tele etkiyen manyetik kuvvet
I: Akım şiddeti
l: Telin uzunluğu

 
F

q
.
v
xB
*
F: Yüke etkiyen manyetik kuvvet
q: Yük miktarı
v: Yüklü parçacığın hızı
Birimler:
F: newton (N)
B: tesla (T)
Φ: weber (Wb)
ε: volt (V)
65
Etkinlik Numarası
:1
Etkinlik Adı
: Dünyanın Manyetik Alanı
: 1.1, *1.2, 1.7.
Kullanılan Öğrenme-Öğretme Yaklaşımı: Kavramsal Değişim Metni
Dünya’nın manyetik alanı denizcilikte, altın, gümüş ve petrol bulmak için yapılan
araştırmalarında ve haberleşme gibi çeşitli uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Bu nedenle
dünyanın manyetik alanının yüzeydeki ve yüzeyden uzaktaki büyüklüğü ve yönü yıllardır
araştırma konusu olmuştur. Dünyanın manyetik alanının kökeni tam olarak anlaşılamamıştır.
Fakat dünyanın merkezindeki, demir ve nikel içeren sıvı metalik dış çekirdeğin dönmesi ve
konvektif etkilerle oluşan elektrik akımlarıyla ilgili olduğu düşünülmektedir. Yapılan
araştırmalar dünyanın manyetik alanının büyüklüğünün ve yönünün jeolojik çağlardan bu
yana değiştiğini göstermektedir. Bilim adamları tarafından dünyanın manyetik kutuplarının,
binlerce yıl süren dönemlerin ardından, yer değiştirdiği vurgulanmaktadır. Dünyanın
merkezinde bulunan ve erimiş durumdan katılaşarak oluşan kayalar katılaşma anındaki
manyetik alan hakkında geçmişteki manyetik kutupların yönü ve büyüklüğü hakkında bize
bilgi vermektedir. Bu tip “manyetik fosiller” in incelenmesi dünyanın manyetik alanının her
milyonda yıl tersine döndüğünü ( yani kuzey kutbu güneye, güney kutbu kuzeye) göstermiştir.
Fakat bu manyetik alanın anlaşılmadığı detaylardan biridir.
Acaba herhangi bir jeolojik çağda dünya tek bir manyetik kutba sahip olmuş olabilir mi? Ya
da doğada tek bir manyetik kutup bulunabilir mi?. Öğrencilerin öğrendiklerinden yola
çıkarak; “Manyetik kutuplar birbirlerinden ayırt edilebilir (Kuzey ve Güney olarak).” ya da
“Manyetizmada tek kutup vardır.” olası kavram yanılgılarını gidermeye çalışmak için
aşağıdaki soru ve metin verilir. Öğrencilerin bu soruya hangi durumu savunuyorsa; “evet
doğrudur” ya da “hayır yanlıştır” diyerek bu durum hakkında görüş bildirmeleri istenir.
Soru: “Doğada tek bir manyetik kutup bulunur mu?”
66
Evet bulunur. Bazı öğrenciler doğada tek bir N kutbu ya da S kutbu
elde edilebileceğini düşünür. Onlara göre elektrik yüklerinde (tek
başına pozitif ve negatif yük) olduğu gibi doğada tek bir manyetik
kutup bulunabilir. Çünkü elektrik yükleri ile manyetik kutuplar
birbirine benzer özelikler göstermektedir. Her ikisinde de aynı
kutuplar birbirini itmekte, zıt kutuplar birbirini çekmekte ve her
ikisindeki kuvveti açıklamak için de alan kavramı kullanılmaktadır. Bu kadar
benzerlikten yola çıkarak elektrikte olduğu gibi manyetizmada tek kutup bulunur.
Hayır bulunmaz. Örneğin, bir çubuk mıknatıs ikiye bölündüğünde
meydana gelen her iki parçanın da bir mıknatıs olarak davrandığı
ve bu parçaların her birinin uçları bir pusulaya yaklaştırıldığında
pusulanın iğnesinin farklı şekilde saptırdığı görülür. Bölme işlemi
devam ettirildiğinde de benzer gözlem yapılır. Bu gözlemler, bu
işlemin mümkün olan en küçük parçaya kadar indirildiğinde de
yine her bir parçanın N ve S kutuplu mıknatıslar olacağı sonucuna götürür. Yani
mıknatısın N ve S kutbunun birbirinden ayrılması imkânsızdır. Sonuç olarak manyetik
kutuplar çiftler halinde bulunur. Şimdiye kadar tek bir manyetik kutup elde
edilememiştir.
Öğretmen yukarıdaki kavramsal değişim metnini öğrencilere okumaları için vermesinin yanı
sıra, kavramsal değişim yaklaşımına göre uygun bir yöntem kullanarak bir tartışma ortamı
sağlayabilir ve öğrencilerde var olabilecek kavram yanılgılarını ortaya çıkarmaya çalışmalıdır.
Bu kavramsal değişim yaklaşımına uygun yöntemi uygularken aşağıdaki soruları yöneltebilir:
 Acaba bir çubuk mıknatıs ikiye bölündüğünde meydana gelen her iki parça
da bir mıknatıs olarak kalır mı?
 Bu parçaları bir pusulaya yaklaştırdığımızda neler olur? Farklı uçlar
pusulanın iğnesini farklı şekilde saptırır mı?
 Bölme işlemi devam ettirildiğinde de benzer gözlemler yapılır mı? Bu işlem
mümkün olan en küçük boyuta kadar sürdürüldüğünde neler
gözlemlenebilir?”
67
*Etkinlik Numarası
:2
Etkinlik Adı
: Yüzyılın Deneyi ve CERN Laboratuvarı
: *1.2, *1.5
Kullanılan Öğrenme-Öğretme Yaklaşımı: Çürütme Metni
Merkezi İsviçre'de bulunan Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (CERN) 36 ülke ve 2 binden
fazla fizikçinin katılımıyla tarihin en büyük fizik deneyini gerçekleştirmeye çalışmaktadır.
Yerin 100 metre altında ve 27 km çevre uzunluğuna sahip tünelde gerçekleştirilecek olan
zamanın en büyük fizik deneyinde Türkiye’den Çukurova, ODTÜ, Ankara ve Boğaziçi
Üniversitelerinin fizik bölümlerinden öğretim görevlileri ve doktora öğrencileri katılmaktadır.
Bilim dünyasının 10 yıldan fazla bir süredir hazırlandığı deneyin temel amacı maddeyi
oluşturan parçacıkları inceleyerek, evrenin işleyişi hakkında daha fazla bilgiye sahip olmaktır.
Bu deneyde parçacıkların (protonlar) elektrik ve manyetik alanlar altında 0,99 c ışık hızına
yakın hızlarda hızlandırılıp belli noktalarda çarpışmaları sağlanmaktadır. Bu çarpışmalar
neticesinde açığa çıkacak diğer parçacıklardan yola çıkarak evrenin başlangıcı ve işleyişi
hakkındaki rolleri incelenecektir. Şimdiye kadar inşa edilen en büyük ve en yüksek enerjili
parçacık hızlandırıcı olan bu yapıda protonlar tünelin çevresine yerleştirilmiş yaklaşık 10 bin
adet dev süper iletken mıknatıs tarafından yönlendirilecektir. Böylece zıt yönlerde dönen iki
proton ışını üretilecektir. Bilim dünyası çarpışmalar sonunda şimdiye kadar keşfedilmemiş
yeni parçacıkların açığa çıkmasını beklemektedir.
68
Öğrencilerin “Hareketsiz yüklere manyetik kuvvet etki eder.”,“Yükler bırakıldıkları zaman
mıknatısın kutuplarından birine doğru hareket eder.” Kavram yanılgılarını gidermek için
aşağıdaki çürütme metni öğrencilerle paylaşılır.
“CERN laboratuarını ziyaret eden bir grup protonları hızlandırmak için 27 km çevre
uzunluğunda bir tünel döşenmesinin gerekli olmadığını, yeteri kadar güçlü süper iletken bir
mıknatısın kutuplarına konan yüklü parçacıklara (örneğin protonlara) bir kuvvet etki
edeceğini savunur. Yani yükler hareketsiz de olsa elektrik yüklerinde olduğu gibi bir kuvvet
etki edecektir.
Bu düşünce yanlıştır. Elektrik alanda olduğu gibi manyetizmada etkileşen kuvvetler için alan
kavramı tanımlanır. Elektrik alanında durgun bir elektrik yüküne bir kuvvet etki eder.
Manyetik alanında ise durgun yüklere herhangi bir kuvvet etki etmez. Manyetik alanda bir
kuvvet etki etmesi için yüklerin hareket halinde olması ve manyetik alana belli bir açıyla
girmesi gerekir. CERN laboratuarındaki 27 km uzunluğundaki tünelde 0,99 c ışık hızına
ulaştırmak için protonları öncelikle bir elektrik alanı uygulayarak hızlandırmak ve manyetik
alan sayesinde de belli bir yörüngede hareket etmesini sağlayacak şekilde kuvvet etki etmesini
sağlamak gerekir. O nedenle laboratuarda yapılan güçlü mıknatısın kutuplarına sadece
protonları yerleştirmek yetmeyecektir.”
69
4. Ünite
: Modern Fizik
Önerilen Süre
: (17) *(32) ders saati
A. Genel Bakış
Öğrenciler 10. sınıfa kadar ışık hızına göre çok daha küçük hızlar için geçerli olan
fizik yasalarını öğrendiler ve bunların günlük gözlemlerimizle de uyum halinde olduğunu
gördüler. 10. sınıfta ise ışık hızına yakın hızlarda bazı doğa olaylarında fizik yasaları
değişmezken, olayların günlük gözlemlerimizden farklı olabileceğini gördüler ve bu olayları
açıklamakta kullanılan temel yaklaşımlarda değişiklikler yapılmasının gerekli olduğunu
öğrendiler.
B. Ünitenin Amacı
Bu ünitede öğrencilerin; ışığın özellikle parçacık yapısını kavramaları, elektronların
maddenin yapısındaki öneminin farkına varmaları ve atomun yapısını anlamaya çalışmaları
beklenmektedir.
 Fotoseller
 Otomatik kapılar ve otomatik ışıklar
 Hırsız alarmı
 Laser ışığı ve kullanımı
 Hologramlar
 Elektro-Ensefalo-Grafi (EEG)
 Elektro-Kardiyo-Grafi (EKG)










*Kara Cisim Işıması
Planck Sabiti
Fotoelektrik Olay
Compton Olayı
Işığın Tanecikli Yapısı
Maddesel Parçacıkların Dalga Özeliği: de Broglie Hipotezi
Elektronların Özelikleri
*Rutherford Deneyi ve Bohr Atom Modeli
Atomun Yapısı
Laser Işığı
70
4. ÜNİTE: MODERN FİZİK
AÇIKLAMALAR
KAZANIMLAR
Işığın tanecikli özeliği ile ilgili olarak,
Kara cisim ışımasını açıklar (BİB-1.a-d).
Fotonu enerji paketi (çıkını) olarak açıklar.
Fotoelektrik olayını açıklar (BİB-1.a-d).
Fotoelektronların sahip olduğu maksimum kinetik
enerji ile durdurma gerilimi ve eşik enerjisi arasındaki
ilişkileri özetler.
1.5 *Foton-elektron etkileşiminde fotonların elektronlar
tarafından saçılmasında enerji ve momentumun
korunduğu sonucuna varır.
1.6 Işığın, madde ile etkileşmesinden yararlanarak, belirli
bir enerji paketine ve momentuma sahip olan bir
parçacık gibi davrandığı çıkarımını yapar (BİB-1.a-d).
1
1.1
1.2
1.3
1.4
2 Parçacıkların dalga özeliği ile ilgili olarak,
2.1 Kütlesi ve momentumu olan her cismin dalga özeliği
gösterdiğini belirtir (BİB-1.a-d).
 1.1 Wien yasasından bahsedilir, ancak Rayleigh-Jeans yasasına girilmez, sadece kara cisim ışımasında deneysel
olarak elde edilen dalga boyu-ışıma gücü/şiddeti ilişkisini gösteren grafikten yararlanarak klasik yaklaşımla ciddi
çelişki oluşturduğu vurgulanır. Deneysel sonuçlara göre eksik olan bir sabitin (Planck sabiti) olması gerektiği
belirtilir.
[!] 1.1 Kara cisim ışıması ile Planck sabiti arasında ilişki kurulur.
 1.1 10. sınıf Kimya dersi 1. Ünite: Atomun Yapısı.
[!] 1.3 Fotoelektrik olayında enerjinin elektron volt mertebesinde olduğu belirtilir. Işığın şiddetinin foton sayısı ile
orantılı bir büyüklük olduğu vurgulanır. Gelen ışığın şiddet ve frekansının fotoelektrik olayındaki etkisi yorumlanır.
[N] 1.3. Einstein-1921
[!] 1.4 Durdurma geriliminin elektronların sahip olduğu maksimum kinetik enerjiye bağlı olduğu, ancak ışığın
şiddetinden bağımsız olduğu açıklanır. Farklı şiddete sahip ışığın etkisi de göz önüne alınarak elektrotlar arasına
uygulanan gerilim ile devreden geçen akım şiddeti arasındaki değişim grafiği çizilerek yorumlanır.
[!] 1.4 Eşik enerjisine tarihsel olarak iş fonksiyonu da denildiği belirtilir. Eşik enerjinin ve dolayısı ile eşik frekansının
maddenin cinsine bağlı olduğu vurgulanır ve bazı metallerin (Na, Al, Cu ve Fe gibi) iş fonksiyonu değeri verilir.
[!] 1.5 *Fotonların elektronlar tarafından saçılmasının Compton olayı olarak adlandırıldığı vurgulanır. Bu olaydaki
fotonun dalga boyu değişiminin, gelen ve saçılan foton doğrultuları arasındaki açıya bağlılığı formüle edilir.
??? 1.5 *“Compton olayı kullanılarak foton ile atom (foton ile atoma bağlı elektron) etkileşimi de açıklanabilir”.
[N] 1.5. Compton-1927
[!] 1.6 Işığın tanecikli (kuantumlu) doğası yanında dalga doğası da belirtilir, fakat ışığın dalga modeli 12. sınıfta
verileceğinden bu sınıfta dalga modeline girilmez.
[!] 2.1 Kütlesi ve momentumu olan her cisme dalga eşlik eder. Bu dalga boyunun
şeklinde formüle edilen
de Broglie bağıntısı ile verilebileceği açıklanır ve bu bağıntının maddenin ikili doğasını açıkladığı vurgulanır.
Durgunluk enerjisi sıfır olmayan maddesel parçacıklara eşlik eden bu dalgalara (mekanik ve elektromanyetik
dalgalardan farklı olarak) madde dalgaları da denildiği belirtilir.
??? 2.1 “Parçacığa eşlik eden dalga elektromanyetik dalgadır”.
[N] 2.1. Louis ve De Broglie-1929
71
4. ÜNİTE: MODERN FİZİK
AÇIKLAMALAR
KAZANIMLAR
3 Atomun yapısı ile ilgili olarak,
3.1 Elektronun özeliklerini açıklar (FTTÇ-1.d-h, 2.c).
3.2 Atomun çekirdekten ve elektronlardan oluştuğunu
gösteren ilk atom modelini açıklar (FTTÇ-1.b-g; BİB1.a-d, 3.a-c).
3.3 Atomda elektronların belirli kararlı yörüngelerde
dolandığını öngören atom modelini açıklar (PÇB-3.d-i;
FTTÇ-1.b-g, 2.c).
3.4 *Bohr atom modelinden yararlanarak hidrojen
atomunun iyonlaşma enerjisi ile boyutunu hesaplar
(PÇB-3.b-i).
3.5 *Bohr atom modelinden yararlanarak hidrojen
atomunun kararlı enerji seviyelerini hesaplar (PÇB3.b-i).
3.6 *Atomlarla ilgili her türlü modelin deneysel
sınanmalarının atomların tayfları gözlenerek yapıldığı
çıkarımında bulunur (FTTÇ-1.b-h).
3.7 *Atomun yapısını açıklamakta kullanılan kuantum
sayılarını yorumlar (FTTÇ-1.h).
3.8 *Bir atomdaki iki elektronun dört kuantum sayı
değerlerinin hiç bir zaman aynı olamayacağının
sebebini açıklar.
3.9 Bir parçacığın konumunu ve momentumunu aynı anda
tam bir doğrulukla ölçmenin olanaksız olduğu
sonucuna varır.
3.10 *Dalga denklemlerinin çözümlerinin elektronların
fiziksel durumlarının olasılıklarını verdiğini fark eder.
3.11 Atomun boyutunu çevresindeki cisimlerin boyutu ile
karşılaştırır (BİB-1.a-d, 3.a-c).
3.12 Atomun enerji seviyelerinden yararlanarak atomun
uyarılmasını yorumlar (BİB-1.a-d, 3.a-c).
[!] 3.1 Millikan yağ damlası deneyi ile elektronun kütlesi ve yükü açıklanır.
[N] 3.1. Milikan-1923
[!] 3.2 Rutherford atom modelinin ayrıntıları açıklamakta çok başarılı olmasa da atomda özellikle yoğun pozitif yüklü bir çekirdeğin varlığını
ortaya koyması bakımından önemli olduğu vurgulanır. Rutherford atom modelinin geçersiz kaldığı yönler belirtilir.
[!] 3.3 Bohr atom modeli açıklanır. Bohr atom modelinin temel varsayımları (çekirdek ile elektron arasındaki elektriksel çekim kuvveti, kararlı
elektron yörüngeleri, elektronun yörünge değişimi sonucu yayımlanan ışıma, kararlı yörüngelerde yörüngesel açısal momentum) irdelenir.
[N] 3.3. Bohr-1922
[!] 3.4 *Elektronun enerjisinin elektriksel potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı olduğundan hareketle elektronun toplam enerji ifadesi bulunur.
Bu ifadeden yararlanarak hidrojen atomuna ait iyonlaşma enerjisi 13.6 eV, yarıçapı ise 0.529Å olarak bulunur.
[!] 3.5 *Bohr atom modeli varsayımları kullanılarak hidrojen atomu için kararlı (izinli) enerji seviyeleri ve geçişlerde yayımlanan ışığın dalga
boyu hesaplanır. Enerji seviyeleri diyagramı çizilerek çeşitli hidrojen tayfı serileri (Lyman, Balmer, Paschen ve Bracket) gösterilir.
[!] 3.5 *Bohr atom modelinin çok elektronlu atomlar için yetersizliği ve yeni kuantum sayılarına olan ihtiyaç vurgulanır.
[!] 3.6 *Tayfların incelenmesi sonucunda yeni kuantum sayılarına ihtiyaç duyulduğu vurgulanır.
[!] 3.7 *Kuantum sayılarının; n (baş kuantum sayısı), l (yörüngesel açısal momentum -orbital- kuantum sayısı), ml (manyetik kuantum sayısı) ve ms
(spin manyetik kuantum sayısı) olduğu belirtilir.
 3.7 *10. sınıf Kimya dersi 1. Ünite: Atomun Yapısı.
[N] 3.7. Schrodinger veDirac-1933
[!] 3.8 *Pauli dışarma ilkesi verilerek bu ilkenin atomun tabakalı yapısını açıkladığı ve elementlerin kimyasal özeliklerinin bu durumdan ileri
geldiği vurgulanır.
 3.8 *10. sınıf Kimya dersi 1. Ünite: Atomun Yapısı.
[N] 3.8. Pauli-1945
[!] 3.9 Heisenberg Belirsizlik ilkesi açıklanır. Bunun yanı sıra bir parçacığın enerjisinin sonlu bir ölçüm süresi içerisinde tam olarak
ölçülemeyeceği de vurgulanır. Bu olgunun aynı zamanda enerjinin belirli bir süre içerisinde korunamayacağı sonucunu doğurduğu da
belirtilir. Haftada iki saatlik fizik dersini seçen öğrenciler için formüllere girilmeden kavramsal düzeyde verilir.
[!] 3.9 Belirsizlik ilkesi ile de Broglie bağıntısının boyutsal olarak benzeştiği vurgulanır.
[N] 3.9. Heisenberg-1932
[!] 3.10 *Schrödinger dalga denklemi, ayrıntılarına girilmeden, kavramsal olarak açıklanır.
[!] 2.1, 3.9 ve *3.10 de Broglie bağıntısının arkasında üst düzeyde matematiksel bir bağıntının (Schrödinger Dalga Denklemi) bulunduğu belirtilir.
Schrödinger dalga denkleminin atomun yapısını açıklamakta daha temel bir yaklaşım olduğu, Heisenberg belirsizlik ilkesinin ise bu
yaklaşımın kabaca bir özeti gibi olduğu vurgulanır.
[!] 3.11 Günlük yaşamda gözlenen cisimlerin boyutu, belirli oranda atomik boyuta kadar küçültülerek her bir boyut atom boyutu ile kıyaslanır.
Örneğin bir insan vücudundaki atom sayısı verilerek kıyaslama başlatılabilir.
[!] 3.12 Uyarılmış ve kendiliğinden ışın yayma olayları irdelenerek laser ışığı ve özelikleri açıklanır.
72
verilmemeli, kavramlar arası ilişkilerin kazandırılması amacıyla, kazanımların gerektirdiği yerde
öğrencileri ezbere yöneltmeyecek şekilde verilmelidir.
Sabitler
k: Coulomb sabiti
Formüller

max .T  0,002898 m.K
max : Maksimum dalga boyu
T: Sıcaklık
E  nhv

E: Enerji
n: Kuantum sayısı
ν: Titreşim frekansı
h: Planck sabiti

Ek maksimum  e.V
Ek maksimum : Fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi
e: Elektronun yükü
V : Durdurma gerilimi

Ek maksimum  h  
Ek maksimum : Fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi
h: Planck sabiti
ν: Işığın frekansı
ϕ: Eşik enerjisi veya İş fonksiyonu

(
)
(
)
λ: Saçılan fotonların dalga boyu
λ0: Gelen fotonların dalga boyu
me: Elektronun kütlesi
:Gelen ve saçılan foton doğrultuları arasındaki açı
h: Planck sabiti
c: Işık hızı

λ: de Broglie dalga boyu
h: Planck sabiti
m: Cismin kütlesi
73
v: Cismin hızı
p: Cismin çizgisel momentumu

h: Planck sabiti
ν: Işığın frekansı
: İlk enerji durumu
: Son enerji durumu

L: Elektronun açısal momentumu
n: Tamsayı,
: ‘Çizgili h’
v: Elektronun yörüngede dolanma hızı
r: Elektronun yörünge yarıçapı

( )
: Hidrojen atomunun enerji seviyeleri
n: Tamsayı,
: ‘Çizgili h ’
k: Coulomb sabiti
e: Elektronun yükü
*
(

)
: Yayınlanan fotonun dalga boyu
:
Z: Atom numarası
ns: Elektronun son geçtiği enerji seviyesini gösteren kuantum sayısı
ni:: Elektronun ilk bulunduğu enerji seviyesini gösteren kuantum sayısı

*
,
: Konum ölçümündeki duyarlık
: Momentum ölçümündeki duyarlık
Enerjinin ölçümündeki duyarlık
: Zaman aralığı
h: Planck sabiti
Birimler:
E: Elektronvolt (eV)
λ: angström (Å)
f, ν: hetz (1/s)
T: kelvin (K)
74
Etkinlik Numarası
:1
Etkinlik Adı
: Atomun Resmini Çizebilir misiniz?
: 3.2-3.3, 3.11
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Zihinsel Modelleme
“Etrafınıza baktığınız zaman birçok varlığı görebilirsiniz. Şu anda beni de
görebiliyorsunuz, istesem benim resmimi çizebilir misiniz? Masanın üstünde vazo içinde bir
çiçek olsa resmini çizebilir misiniz?” türü vb. sorularla öğrencilerin etkinlik ile tam olarak ne
istediğinizi pekiştirmelerini sağlayınız. Daha sonra örneğin en basit atom olan hidrojen atomunun
bir elektron ve bir protondan ibaret olduğunu anlatın (Hidrojen dışında başka atomlar için de aynı
etkinliği yapabilirsiniz). Şimdi öğrencilerin zihninde oluşan atom modelini öğrenmek için atomun
herhangi bir andaki görüntüsünün nasıl olacağını çizmelerini isteyiniz. Bunun için öğrencilerin
birer boş kağıt ve kalem hazırlamalarını sağlayınız. Daha sonra “Etrafınızdaki cisimleri, beni ve
vazodaki çiçeği görebildiğiniz gibi, eğer atomu da görme olanağınız olsa idi, atomun şeklini nasıl
görürdünüz? Çiziniz. Ayrıca çiziminizi açıklayan kısa bir paragraf yazınız.” şeklinde bir soru
sorunuz ve öğrencilere en az 15 dakika süre veriniz.
Daha sonra her öğrencinin çizimini toplayınız, benzer özelikte olanları gruplandırınız.
Sonuçta her grup ile ilgili örnek çizimi tahtaya çizerek atom çizimi ile ilgili olumlu ve olumsuz
tarafları ve yapılan belirgin hataları öğrencilerle tartışınız.
Bu çizimlerde sık karşılaşılabilecek hatalar: Atom ve çekirdek boyutu orantısız çizilebilir,
yörünge varmış gibi çizilebilir, çekirdekte veya atomda atomun sembolünü gösteren harf
(hidrojen için H, helyum için He harfi) varmış gibi çizilebilir, elektron ve çekirdek arasındaki
mesafe hep sabit kalıyormuş gibi algılanabilir.
Atom, gerçek anlamda üç boyutludur, oysa öğrenci çizimleri iki boyutlu olacaktır. Bu
anlamda öğrencilerin zihninde üç boyutlu olan atom modeli iki boyutlu çizime aktarılırken
birtakım yanlış çizimler ve anlaşılmalar olabilir. Bu anlamda bazı çizimler ilk bakışta çok
anlamsız da olsa öğrencilerle konuşularak ne çizmek istediği iyice anlaşılmalıdır.
Sonuçta en yeni atom teorisine en yakın çizimi de tartışınız. En sonunda aslında insan
gözünün yaklaşık 4000-8000 Angström uzaklıkları doğrudan görebileceğini, bu nedenle atomun
doğrudan hiçbir zaman görülemeyeceğini belirtiniz. İdeal atom çiziminin dahi bir model
olduğunu bu model ile gerçek atom arasında olan benzer ve farklı yönleri vurgulayarak tartışınız.
Atomun bir anlık görüntüsü ile elektronun izlediği yörüngenin görülemeyeceği, elektronların
sabit yarıçaplı yörünge izlemeyeceği, elektronların bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgelere
orbital adı verildiği vurgulanır. Orbital kavramını kavratmak için atomun 10 kadar farklı andaki
görüntüsünü temsilen 10 farklı şeffaf kâğıda çizilen atom resmi üst üste konularak çekirdeğin üst
üste gelmesi sağlanır ve elektronların konumlarından yararlanarak orbital kavramı açıklanmaya
çalışılır.
Bu yolla atomun öğrencilerin zihninde en ideal şekilde şekillenmesine yardımcı olunur.
75
Öğrencilerin çizimleri en ideal atom modeline uygun olma durumuna göre aşağıdakine
benzer bir kontrol listesi ile değerlendirilir. Beklenen modelde olması gerekenleri sol sütuna
yazılır, çizimde olanları ise sağ sütunda (√)
nir.
Model Bileşeni
Var mı? ( √)
Çekirdek boyutu/Atom boyutu oranı uygun
□
Yörünge çizilmiş
□
Yörünge küresel
□
Elektronun dalga özeliği vurgulanmış
□
Yörünge yarıçapı değişebilir
□
Atomun sınırı
□
Çekirdeğin sınırı
□
...........
□
...........
□
...........
□
76
Etkinlik Numarası
:2
Etkinlik Adı
: Atom Nasıldır?
: 3.1-3.3, 3.11
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Benzeşim (Analoji)
Model ve modellemeler fizik ve diğer fen alanlarında önemli bir yere sahiptir. Özellikle
atom gibi gözle görülemeyecek kadar küçük, soyut ve yapısı tam olarak açıklanamayan olguları
açıklamak için model kullanmak çoğu kez yararlı olmaktadır. Ancak tüm modellerin
kullanımında göz ardı edilmemesi gereken durumlar söz konusudur. Örneğin model kullanımında
model ile hedef arasındaki benzerliklerin yanı sıra mutlaka farklılıkların da bulunduğu
vurgulanmalı; benzeşen (paylaşılan) ve benzeşmeyen (paylaşılmayan) yönler belirtilmelidir.
Benzeşim; bilinen bir olay, olgu ve cisimden yararlanarak daha az bilinen bir kavram, olgu ve
olayı açıklamakta kullanılan bir yaklaşımdır.
Atom, öğrencilere ilk kez anlatılırken, soyut olduğu ve öğrenciler tarafından kavranması
zor olduğu için, güneş sistemi ile benzerlik kurulabilir. Atom ve güneş sistemi benzerliğinde
öğrencilerin güneş sistemini daha iyi bildiği ön kabulünden yola çıkılır.
Bu etkinlikte atomu (özellikle Bohr atom modelinin betimlediği atomu) öğrencilere
tanıtmak için güneş sistemi ile atom arasında benzeşim yapılarak paylaşılan ve paylaşılmayan
yanlar vurgulanacaktır. Model (burada benzeşim) uygun şekilde kullanılmaz ve paylaşılmayan
yönler vurgulanmazsa yeni kavram öğretmekten çok kavram yanılgılarına kaynak teşkil edebilir.
Bu nedenle model kullanırken çok dikkatli olunmalıdır.
Güneş sistemi benzeşimi ile atomun anlatılmasındaki ön kabullenmeler nelerdir?

Atom kavramı soyuttur ve atomun yapısını öğrencilerin kavraması zordur.

Atom ile güneş sistemi arasında birtakım benzerlikler mevcuttur.

Öğrenciler güneş sistemini, kısmen de olsa, bilmektedir.
Atomun yapısını güneş sistemine benzetirken yapılan modellemede atom ile güneş sistemi
arasında benzer olan ve olmayan yönleri listeleyelim.
Ortak (paylaşılan) Yönler
Farklı (paylaşılmayan) Yönler
 Atom, merkezde çekirdek ve etrafındaki
 Atomda elektronlar üç boyutlu yaklaşık
yörüngede
dolanan
elektronlardan
oluşurken, Güneş sistemi; yaklaşık
merkezinde Güneş ve etrafında dolanan
gezegen ve uydulardan oluşur.
küresel yörüngelerde dolanırken, güneş
sisteminde gezegenler yaklaşık elips
şeklinde düzlemsel yörüngelerde dolanırlar.
 Atom ve güneş sisteminin merkezindeki
çekirdek ve güneş tek iken, bunların
etrafında
dolanan
elektron
ve
gezegenlerin
sayısı
birden
çok
olabilmektedir.
 Atom ve güneş sisteminin merkezinde
bulunan çekirdek ve Güneşin kütlesi,
sırası ile, elektron ve gezegenlere göre
daha büyüktür.
 Atomda
çekirdek etrafında dolanan
elektronlar özdeş olmasına karşın, güneş
etrafında dolanan gezegenlerin boyut ve
kütleleri farklıdır.
 Atomda çekirdek boyutu atom boyutunun
yaklaşık 100000 de biri iken, güneşin
boyutu güneş sisteminin boyutunun
(Plüton’un ortalama yörünge yarıçapının)
yaklaşık 4200 de biridir.
77
 Atomdaki çekirdek ve elektron arasında,
güneş sistemindeki Güneş ve gezegenler
arasında olduğu gibi, çekim kuvveti
mevcuttur.
 (Bu listeye eklemeler yapılabilir)
 Atomda çekirdeğin en yakın elektrona
uzaklığı çekirdek boyutunun 5000 katı iken,
güneş sisteminde güneşin en yakın
gezegene (Merkür) olan ortalama uzaklığı
güneş boyutunun 45 katıdır.
 Atomda çekirdek ile elektronlar arasındaki
çekim kuvveti elektriksel Coulomb kuvveti
iken, güneş sisteminde ise Güneş ile
gezegenler arasındaki çekim kuvveti
kütleçekim kuvvetidir. Coulomb kuvveti
itme veya çekme şeklinde olabilirken,
kütleçekim kuvveti daime çekme şeklinde
olur.
 Atomdaki elektronların uydusu yokken,
güneş sisteminde bazı gezegenlerin uydusu
vardır.
 Elektronların çekirdeğe uzaklığı aniden
değişebilirken, gezegenlerin Güneşe uzaklık
değişimi çok yavaştır.
 Atomda
çekirdek ile dış yörünge
elektronları arasındaki elektriksel çekim
kuvveti diğer elektronlar tarafından
perdelenebilirken, güneş sisteminde güneş
ile gezegenler arasındaki çekim kuvvetini
diğer gezegenlerin varlığı veya yokluğu
değiştirmez.
 ...(Bu liste uzatılabilir)
Öğrenciler için soyut ve kavranması zor olduğu düşünülen atomun yapısını anlatmak için
güneş sistemine yapılan benzeşimde atom ile güneş sistemi arasındaki benzeşen yönlerin farklı
yönlere göre oldukça az olduğu görülür. Bu durumda yukarıda listelenen farklı yönler
belirtilmeden kullanılan benzeşim yöntemi atomun yapısını kavratmaktan ziyade atom hakkında
çok sayıda kavram yanılgısına da neden olabilmektedir. Yapılan araştırmalarda bu modellemeyle
atomun yapısını öğrenen bazı öğrencilerin, ilerleyen zamanlarda elektronlar ile atom çekirdeği
arasındaki çekim kuvvetinin diğer elektronların birbirine uyguladığı itme kuvvetinden dolayı
perdelenmesini öğrendiklerinde benzer durumun güneş sisteminde de geçerli olabileceğini iddia
ettikleri görülmüştür.
Bu durumda acaba atomun yapısını kavratmak için güneş sistemi benzetmesi
kullanılmamalı mıdır? Yukarıda verilen ön kabuller geçerli ise (özellikle öğrenciler güneş
sistemine aşina iseler) kullanılmalı, ancak atom ile güneş sistemi arasındaki benzerliklerin
yanında farklılıklar da özellikle vurgulanmalıdır. Bu tüm modellemeler için geçerli bir kuraldır.
Model kullanımı iki tarafı keskin bıçak gibidir, bir tarafta benzeşen yönler diğer tarafta ise
benzeşmeyen yönler bulunmaktadır. Her iki taraf da net bir şekilde kavratıldığı sürece model
kullanımı oldukça yararlı ve kaçınılmaz bir öğretim aracıdır.
78
5. Ünite
: Dalgalar
Önerilen Süre
: (7) *(14) ders saati
A. Genel Bakış
10. sınıfta öğrenciler, sarmal yay ve tel üzerindeki dalgalar ile su dalgalarını incelerken
yansıma, kırılma ve girişim olaylarını öğrendiler. Bu sınıfta bu olaylar, ses dalgaları üzerinde
görülecek ve yer yer 10. sınıfta görülen dalga türleri ile ilişki kurulacaktır.
Öğrenciler, ışığın doğrusal yolla yayılması ve bunun sonucunda oluşan olayları, Fen ve
Teknoloji dersi ışık ünitelerinde öğrenilen bilgiler eşliğinde inceleyeceklerdir.
B. Ünitenin Amacı
Bu ünitenin ana amacı, ses dalgasını ve ışığın aydınlatma durumlarını öğrencilere
tanıtmaktır. Öğrencilerin bu konulara ait temel özelikleri ve günlük yaşamda bu konuların ilişkili
olduğu olayları öğrenmeleri hedeflenmektedir.
Öğrencilerin, ses dalgası fiziği ile ilgili ilkelerin yaygın teknolojik araçlarda nasıl
kullanıldığının farkına varmaları amaçlanmaktadır. Ayrıca doğada gerçekleşen çeşitli ses
olaylarının altında yatan nedenleri kavramaları hedeflenmiştir. Ses dalgalarının özellikle tıp
alanında yaygın olarak kullanıldığının öğrencilerin farkına varması ve bunun sonucunda fiziktoplum-teknoloji-çevre ilişkisini kavramaları beklenmektedir.
 Hoparlör
 Böbrek taşı kırma makinesi
 Hareketli araçlardan duyulan siren sesleri (ambulans, itfaiye ve polis sireni, araba kornası)
 Sesin tıp alanında uygulamaları (ultrason cihazı, beyin tümor tedavisi, Doppler akış
ölçeri)
 Yapıların akustik tasarımı
 Yarasa ve yunusların çevrelerindeki varlıkların konumunu ve hareketini tespit etmeleri
 Sonar cihazı
 Denizaltıların sonardan gizlenmesi
 Radyo yayınlarını yakalama
 Yüksek sesi önleyici kulaklıklar
 Müzik aletlerini akort etme
 Antik tiyatro
 *Gölge olayı
 *Ay ve güneş tutulması
 *Projeksiyon cihazı






Ultrasonik, infrasonik
Doppler olayı
Süpersonik
Şok dalgası
Sonik patlama
Ses dalgasında kırılma
79
 Doğal frekans
 Rezonans
 Ses dalgasında girişim
 Vuru olayı, vuru frekansı
 *Işık demeti
 *Işık ışını
 *Saydam, yarı saydam, opak madde
 *Gölge, yarı gölge
 *Işık şiddeti
 *Işık akısı
 *Aydınlanma şiddeti
 *Işık basıncı
80
5. ÜNİTE: DALGALAR
AÇIKLAMALAR
KAZANIMLAR
1.
2.
Ses dalgalarıyla ilgili olarak,
1.1. Sesin oluşumu ve yayılması için gerekli olan şartları
açıklar (BİB-3.a-c, 4.c,d, 5.f).
1.2. Sesleri frekansına göre sınıflar (BİB 1.a-d).
1.3. Doppler olayını açıklayarak örnekler verir (FTTÇ1.a,p, 2.c,e, 3.j; BİB-1.a-d; TD-1.e).
1.4. Rezonans olayını deneyle gösterir (PÇB-1.d-f,
2.a,c,d, 3.i; FTTÇ-1.h, 2.e, 3.j; BİB-4.c,d).
1.5. Yansıma, kırılma, soğurulma veya girişim olaylarını
dikkate alarak geliştirilen yaygın düzeneklerde bu
olayların nasıl kullanıldığını açıklar (PÇB-1.a,b,g,
2.b; FTTÇ-1.h,k,p, 2.f, 3.j; TD-1.a,b,d,f,h,i,k,l, 2.c,e,
3.d,e).
*Aydınlanma ile ilgili olarak,
2.1. Işık demeti ve ışık ışınlarını çizeceği şekil üzerinde
açıklar (BİB-3.a-c, 4.c,e; TD-1.k,l).
2.2. Işığın doğrusal yolla üç boyutta yayıldığını gösteren
deney yapar (PÇB-1.d-f, 2.a,c,d; BİB-3.c, 4.c).
2.3. Işık şiddeti, ışık akısı ve aydınlanma şiddeti
arasındaki farkı belirtir (FTTÇ-2.e; BİB-4.b,c; TD1.j).
 1.1 Fen ve Teknoloji dersi 6. sınıf “Işık ve Ses” ünitesi ile 8. sınıf “Ses” ünitesi.
 1.1 9. sınıf Dalgalar ünitesi.
??? 1.1 “Dalgalar madde taşır.”
[!] 1.1 Ses dalgasının boyuna dalga olduğu çizim ile vurgulanır. Ses yayılırken oluşan sıkışma ve genleşme bölgeleri
incelenerek bu bölgelerin enine dalgalardaki karşılıkları tartışılır. Buradan yola çıkılarak dalga boyu, frekans, periyot
ve genlik kavramları konuşulur.
[!] 1.2 Duyabildiğimiz ve duyamadığımız sesler olarak ikiye ayrılır. Duyamadığımız sesler de frekansı yüksek olanlar
(ultrasonik) ve düşük olanlar (infrasonik) diye ikiye ayrılır. Bu sesleri duyabilen canlılara örnekler verilir.
[!] 1.3 Kaynak hareketli olduğunda algılanan dalga boyu ve gözlemci hareketli olduğunda algılanan hız değiştiği için
algılanan frekansların değiştiği bir örnek üzerinde incelenir. Süpersonik, şok dalgası ve sonik patlama kavram ve
olayları açıklanır. Haftada iki saatlik fizik dersini seçen öğrenciler için formüllere girilmeden kavramsal düzeyde
verilir.
[!]1.4 Diyapazon kullanılarak doğal frekans ve zorlamalı titreşim kavramları verilerek deney yapılır.
 1.5 Fen ve Teknoloji dersi 6. sınıf “Işık ve Ses” ünitesi ile 8. sınıf “Ses” ünitesi.
[!] 1.5 Seste kırılma olayı bugüne kadar yaygın olarak işlenmemesine rağmen seste de kırılma olayının olduğu vurgulanır.
Kırılma olayıyla ilgili şimşek sesinin bazen duyulmaması, denizaltıların sonardan saklanabilmesi, deniz tabanını
tanılama çalışmalarında problem oluşması örnekleri incelenir. Yapıcı ve bozucu girişim görseller yardımıyla
incelenir. Vuru olayı ve frekansı kavramsal olarak açıklanır.
[!] 2.1 *Işın modeli verilir.
[!] 2.2 *Işığın aynı ortam içerisinde doğrusal olarak yayıldığı, ortam değişikliklerinde yayılma doğrultusunun
değişebileceği vurgulanır. Gölge ve yarı gölge oluşumu, güneş ve ay tutulması olayları deney sonucuyla
ilişkilendirilerek açıklanır. En az bir tane üç boyutlu çizim yapılır.
[!] 2.2 *İğne deliği (Pinhole) kamerası yaptırılarak burada görüntünün oluşumu irdelenir. Deliğin çapındaki değişikliğin
görüntüye etkisi incelenir. Fotoğraf makinesinde görüntü oluşumu ilkesiyle ilişki kurulur.
[!] 2.3 *Crookes radyometresi tanıtılarak, çalışma ilkesi ışık basıncı kavramı yardımıyla basit düzeyde açıklanır. Birimler
belirtilir.
81
verilmemeli, kavramlar arası ilişkilerin kazandırılması amacıyla, kazanımların gerektirdiği yerde
öğrencileri ezbere yöneltmeyecek şekilde verilmelidir.
Formüller:
 *Doppler Olayı:
 v  vg 

f g  f k 
 v  vk 
f g : Gözlemcinin duyduğu sesin frekansı
f k : Ses kaynağının frekansı
v k : Ses kaynağının hızı
v g : Gözlemcinin hızı
v : Sesin hızı

*   4  
 : Işık akısı
I: Işık şiddeti
Birimler:
*I: candela (cd)
*  :lümen (lm)
82
Etkinlik Numarası
:1
Etkinlik Adı
: Böbrek Taşı Nasıl Kırılır?
: 1.1, 1.2, 1.5
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Düz Anlatım, Soru-Cevap, Probleme Dayalı Öğrenme
Aşağıdaki senaryo öğrencilere sunulur:
“Murat’ın babası bazı şikâyetlerinden dolayı yaptırmış olduğu tetkikler sonucunda
böbreğinde taş oluştuğunu öğrenir. Doktoru taşın kırılması gerektiğini söyler.” Öğrencilere
“Sizce böbrekteki taş nasıl kırılabilir?” sorusu yöneltilir. Öğrenci cevapları alınır. Daha sonra
Şekil 1 gösterilerek günümüzde böbrek taşlarının yaygın olarak bu tür makinelerle kırıldığı
söylenir. “Şekil 1’deki bu makinenin çalışma ilkesini tahmin edebilir misiniz?” diye sorulur.
Ayrıca bu makineyle operasyon yapılırken cerrahi müdahaleye (açık ameliyat) gerek olup
olmayacağı konusunda öğrenci fikirleri alınır.
Şekil 1
Şekil 1’e bakarak öğrenciler fazla bir şey diyemiyorsa daha fazla ipucu vermek açısından taş
kırma seansının gerçekleştiği bir görüntü (Şekil 2) gösterilebilir. Öğrenci tahmin ve fikirleri
alındıktan sonra makinenin çalışma ilkesi ana hatlarıyla aşağıdaki gibi anlatılır.
Şekil 2
83
Böbrek taşı kırma makinesinin (BTKM) 1980’de hizmete sunulmasından önce böbrek taşı
tedavisinde uygulanan tek yöntem açık ameliyat yapmaktı. Bu zamandan beri BTKM, böbrek taşı
tedavisinde üroloji doktorlarının tercih ettiği bir araç olmuştur. Açık ameliyat ve endoskopik
işlemlerle karşılaştırıldığında BTKM’nin vücuda minimum düzeyde olumsuz etkisi vardır. Ayrıca
hastalar anesteziye maruz kalmazlar.
BTKM’nin faydası, böbrek taşını böbrekte çok küçük parçalara ayırabilmesi ve bu
parçaların kendiliğinden idrar yollarından dışarı atılması şeklindedir. BTKM’nin oluşturduğu şok
dalgaları, vücutta bir nokta üzerine odaklanır.
Bu aşamada öğrencilere şok dalgasının ne olduğu ve ses ile ilişkisinin olup olamayacağı
sorulur. Öğrenci ön bilgileri alındıktan sonra sesin oluşumu ve nasıl yayıldığı, fen ve teknoloji
dersi ile 9. sınıf fizik dersine bağlantı yapılarak hatırlatılır. Ses dalgasının oluşturduğu sıkışma
ve genleşme bölgeleri Şekil 3 üzerinde gösterilir.
Şekil 3
Jet uçakları üzerinden şok dalgasının oluşumu Şekil 4 eşliğinde
açıklanır. Uçağın her hızı için şok dalgasının oluşup
oluşmayacağı tartışılır. Bu bağlamda süpersonik kavramı
incelenir. Jet uçağının kendi çevresinde oluşturduğu bulutun
nedeni sorulur. Olayı daha somutlaştırmak için hız
motorlarının sudaki hareketinden kaynaklanan çemberlerin üst
üste binmesi sonucunda oluşan V şeklindeki dalgalarla
ilişkilendirme yapılır. Şok dalgası kulağa ulaştığında duyulacak
sesin şiddeti hakkında öğrenci fikirleri alınır. Bu kapsamda
sonik patlama olayı açıklanır. Daha sonra BTKM’nin
tanıtımına aşağıdaki gibi devam edilir.
Şekil 4
Yumuşak dokular arasındaki özkütle farkının minimum olmasından dolayı şok dalgaları,
ihmal edilebilecek ölçüde enerji kaybı ile (yani vücuda zarar vermeden) vücutta ilerler. Şok
dalgasının akışkan ortamdan taş ortamına geçme anında varolan özkütledeki büyük fark, enerjinin
büyük ölçüde taşa aktarılmasına neden olur. Bu enerji, taşın parçalanmasına yol açar. Bu sürecin
bu şekilde tekrarlanması, böbrek taşının sonunda çok küçük parçalara ayrılmasına neden olur. Bu
parçalar idrar ile genellikle ağrısız bir şekilde vücuttan atılır.
Bu aşamada öğrencilere “eğer şok dalgaları vücutta ilerlerken enerjilerinin büyük
kısmını vücuda iletselerdi bunun vücuda etkisi nasıl olurdu?” sorusu yöneltilir. Öğretmen
rehberliğinde tartışma yapılır ve cevaba ulaşılır. Daha sonra BTKM’nin tanıtımına aşağıdaki
gibi devam edilir.
BTKM dört ana bölümden oluşmaktadır. Bunlar; şok dalga üreteci (Şekil 1’deki 1 nolu
bölüm), odaklama sistemi (Şekil 1’deki 2 nolu bölüm), bağlantı mekanizması (Şekil 1’deki 3 nolu
bölüm), görüntüleme/yerini belirleme birimi (Şekil 1’deki 4 nolu bölümler).
84
Şok Dalga Üreteci
Şok dalgalar üç yolla oluşturulabilir. Bu yöntemler aşağıda kısaca açıklanmıştır.
Elektrohidrolik: İçi tamamen su dolu konteyner içine yerleştirilen bir elektrotun bir
tarafından diğer tarafına yüksek voltajlı elektrik akımı geçer. Enerji boşalımı, bir buharlaşma
baloncuğu oluşturur. Bu baloncuk giderek genişler ve aniden patlar. Böylece yüksek enerjili
basınç dalgası oluşturulur.
Piezoelektrik: Piezoelektrik etki, kristal yapıdaki cisimlerin kendilerine dışarıdan
uygulanan basınç sonucu elektrik üretmesidir. Curie kardeşler bunu ilk olarak 1880 yılında
gösterdiler. Sonraki yıl Gabriel Lippman, bu etkinin tersinirliğinin teorisini kurdu ve bu teori
sonradan Curie kardeşler tarafından doğrulandı. Piezoelektrik üreteci, bu tersinirlik etkisinin
faydasını kullanır. İçi tamamen su dolu konteyner içine yerleştirilen piezoelektrik seramikler veya
kristaller, yüksek frekanslı elektriksel atmalar yoluyla uyarılır. Bu uyarılmalar nedeniyle frekansı
yüksek olan titreşimler oluşur. Bu süreç, bir şok dalgasının oluşumu ile sonuçlanır.
Elektromanyetik: Elektromanyetik üreteçte yüksek bir voltaj, bir elektromanyetik bobine
uygulanır. Oluşan etki, hoparlörde oluşan etkiye benzerdir. Bu bobin, doğrudan veya ikinci bir
bobin vasıtasıyla hemen bitişiğindeki metalik zarda yüksek frekanslı titreşim oluşturur. Daha
sonra bu titreşimler, şok dalgaları oluşturması için dalganın ilerleyeceği ortama aktarılır.
Bu aşamada öğrencilere şok dalgasını veya daha genel anlamda ses dalgasını oluşturan
etkinin ne olduğu sorulur. Öğrencilerin her üç yöntemde de şok dalgalarının titreşim sonucu
oluştuğunun ve titreşimlerin de farklı yollarla oluştuğunun farkına varması sağlanır.
Odaklama Sistemi
Odaklama sistemi, üreteç tarafından oluşturulan şok dalgalarını eşzamanlı olacak şekilde
bir odak hacimde yönlendirme amacıyla kullanılır. BTKM’lerin çoğunda kullanılan temel
geometrik ilke, elips şekline ait olanıdır. Şok dalgaları, elipsin merkezinde (F1) oluşturulur ve
pirinç yansıtıcıdan yansımaları sonucu (F2) odak noktasında yakınsarlar (Şekil 5). Hedef bölge,
F2’deki taşın bulunduğu üç boyutlu alandır. Şok dalgaları bu alana odaklanır ve bunun sonucunda
böbrek taşında parçalanma gerçekleşir.
Şekil 5
Kullanılan şok dalga üreteci türüne göre odaklama sistemleri farklılaşır. Elektrohidrolik
sistemler, elips ilkesini kullanır. Metal bir elipsoit, elektrot tarafından oluşturulan enerjiyi
yönlendirir. Piezoelektrik sistemlerde yarı-küresel bir kap içinde yerleştirilen seramik kristaller,
oluşturulan enerjiyi odak noktasına doğru yönlendirir. Elektromanyetik sistemlerde ise şok
dalgaları, ya bir akustik lensle veya silindirik bir yansıtıcı ile hedefe odaklanır.
85
Bu aşamada öğrencilere neden eliptik kapların kullanıldığı ve bu kapların şok dalgalarını
bir noktada nasıl odakladığı sorulur. F2’nin neyin odak noktası olduğu tartışılır. Şekil 5’in
yardımıyla öğrencilerin olayı açıklaması istenir.
Bağlantı Mekanizması
Dalga, bir ortamda ilerlerken özkütlesi farklı bir ortamla karşılaştığında enerji aktarımı
gerçekleşir. Bunun gibi, deri yüzeyinden geçerken şok dalgasına ait enerji kaybını, bağlantı
mekanizmasının minimum düzeyde tutması gerekmektedir. Bağlantı mekanizmasında genelde
kullanılan ortam sudur. Çünkü suyun özkütlesi yumuşak dokunun sahip olduğu özkütleye
benzerdir ve bol miktarda hali hazırda bulunmaktadır. Birinci kuşak BTKM’lerde hasta, bir su
küveti içine konuluyordu. İkinci ve üçüncü kuşak BTKM’lerde büyük su küvetleri yerine hasta
derisi ile hava temasını engellemek için üzeri silikon zarla kaplı içi su dolu küçük tamponlar
kullanılmaktadır. Bu yenilik, ilk kuşak makinelerde gerek duyulan anesteziye genellikle ihtiyaç
bırakmaz ve böbrekteki taşın tedavisini kolaylaştırmış olur.
Bu aşamada öğrencilere “Bağlantı mekanizmasında neden su kullanılır?” ve “Şok
dalgasının vücuda iletimi sırasında hava ile temas gerçekleşirse ne olur?” soruları yöneltilir.
Bağlantı mekanizmasındaki gelişim süreci dikkate alınarak fizik ve teknolojik gelişim arasındaki
ilişki irdelenir.
Görüntüleme/Yerini Belirleme Birimi
Görüntüleme sistemleri, taşın yerini belirlemek, şok dalgalarını böbrek taşı üzerine
yönlendirmek, tedavinin gidişatını izlemek ve taş parçalandıkça değişimler yapabilmek için
kullanılır. Böbrek taşının yerini belirlemede kullanılan yöntemlerden biri röntgen çekimi olarak
bilinen floroskopidir. Bu yöntemle bazı taşların görüntülenmesi mümkün olamamaktadır.
Diğer yöntem ultrason yöntemidir. Bu yöntemle yapılan taş kırma işlemi eş zamanlı
olarak görüntülenebilir. Bu görüntüleme yöntemini birçok ikinci kuşak BTKM
kullanabilmektedir. Ultrason yöntemi, bağırsaklardaki havanın araya girmesine bağlı olarak idrar
yolundaki taşların görüntülenmesinde teknik olarak kısıtlı bir yeteneğe sahiptir. Bu yöntemde
özellikle çok küçük taşların yerinin belirlenmesi zor olabilmektedir.
Bu aşamada öğrencilere bağırsaklarda hava olmasının görüntüleme yeteneğini neden
kısıtladığı sorulur. Ayrıca çok küçük taşların yerinin belirlenmesinin neden zor olduğu
konusunda öğrenci fikirleri alınır. Öğrencilerin gruplar halinde tartışması sağlanır. Birinci soru
ortam özeliklerinin şok dalgasının ilerlemesine ve yayılmasına etkisi ile ilişkilendirilir. İkinci
soru ses dalgalarının yansıma özeliği ile ilişkilendirilir.
Taş Nasıl Kırılıyor?
Şok dalgalarının sahip olduğu enerjinin taşa aktarılması sonucunda taş parçalanır.
Tamamen anlaşılamamasına rağmen parçalanmanın bazı yöntemlerin birleşimi neticesinde
olduğu düşünülmektedir. Bu yöntemler arasında sıkıştırma ve germe, erozyon, kesilme
(shearing), pul pul dökülme (spalling) ve oyuklaştırma (cavitation) yer almaktadır. Bunlardan en
önemli olanlarının sıkıştırma ve germe ile oyuklaştırma olduğu düşünülmektedir.
Bir şok dalgası, ortamda (su) ilerlerken özkütlesi farklı bir ortama gelene kadar çok az
enerji kaybeder. Karşılaşılan ortam daha yoğun
ise yeni ortam üzerinde sıkıştırma etkisi oluşur.
Benzer şekilde eğer yeni ortam, daha az yoğun
ise birinci ortam üzerinde gerginlik etkisi oluşur.
Bir şok dalgası, taşın ön yüzeyine ulaşınca farklı
özkütleye sahip bir ortama girmiş olur. Bu
durum, dalgaya ait bir kısım enerjinin taşa
aktarılması yoluyla sıkıştırma etkisi oluşturarak
parçalanmaya neden olur (Şekil 6). Şok dalgası
taşın içinden arka yüzeyine doğru ilerlerken
büyük özkütlesi büyük olan ortamdan küçük
Şekil 6
86
ortama geçiş (taştan doku ortamına geçiş) şok dalga enerjisinin bir bölümünü yansıtır. Bu durum
germe etkisi oluşturur. Bu etki de taşın parçalanmasına neden olur (Şekil 6).
Oyuklaştırma olayında, bir odak noktasında uygulanan şok dalga enerjisi, su buharı
baloncuklarının oluşmasına neden olur. Bu gaz baloncukları patlayarak sönerler. Patlama sonucu
oluşan mikro-fıskiyeler taşta aşındırma ve kırılmalara neden olur.
Her seans, 45 dakika ile bir saat arasında sürer. Bu süre içerisinde taşın durumuna göre
2000-8000 şok dalgası uygulanır. Her bir şok dalgası yaklaşık 15-20 kV enerjiye sahiptir.
BTKM’lerin Gelişim Süreci
Başlangıçta süpersonik uçakların parçalarını test etmek için tasarlanan Dornier HM3 adlı
araç, 1984 yılında ilk BTKM makinesi olarak sunulmuştur. Üzerinden çok vakit geçmesine
rağmen hala en etkili BTKM’lerden biridir ve diğer makinelerin karşılaştırılabileceği bir standart
olmuştur. HM3 aracının tasarımı, bir elektrohidrolik şok dalga üretecine dayanmaktadır. Şok
dalgaları, içi su dolu elipsoit bir metal küvet yardımıyla odaklanır. Hasta ve şok dalga üreteci su
altında kalacak şekilde küvete yerleştirilir. Hedef bölgesinde parçalanmayı bekleyen böbrek
taşının yerini belirlemek için iki düzlemli floroskopi kullanılır.
İkinci kuşak BTKM makineleri genellikle enerji kaynağı olarak piezoelektrik veya
elektromanyetik üreteçler kullanır. Uygun odaklama aracıyla eşleştiklerinde bu şok dalga
üreteçleri genellikle daha küçük odak bölgesine sahip olurlar. Daha küçük odak bölge
uygulaması, çevredeki dokulara olası zararı minimum düzeye indirmesine rağmen bazı
dezavantajları da içermektedir. Nefes alıp-verme süresince taş, odak bölgesine girip çıkacaktır.
Bundan dolayı taşın parçalanma oranında düşüş olabilmektedir. İkinci kuşak BTKM’lerde
bağlantı mekanizması, silikonla kaplanmış bir su yastığıdır. Bu su yastığı, tedavi sırasında
hastanın pozisyonunu oldukça kolaylaştıracak şekilde tasarlanmıştır.
En yeni kuşak BTKM’ler, daha fazla portatif ve uyum yeteneğine sahip olacak şekilde
tasarlanmıştır. Bu sistemler, görüntüleme işleminde genellikle floroskopi ve ultrason yöntemini
beraber kullanır. Her iki görüntüleme yöntemini de kullanabilme imkânı, üroloji doktorlarına her
yöntemin kendine ait olan eksikliğini ortadan kaldırma adına önemli bir fırsat sunmaktadır.
Günümüzde birçok BTKM, elektromanyetik üreteç kullanmaktadır. Elektromanyetik
üreteçler ve onların odaklama üniteleri, özkütlesi HM3’ünküne benzer şok dalgaları
üretebilmektedir. Fakat bu şok dalgaları daha küçük bir odak bölgeye yayılabilmektedir.
Yukarıda bahsedildiği gibi bu durum, çevredeki yumuşak dokuya olabilecek zararı minimize
edebilecek bir avantaja sahiptir. Fakat odak bölgesinin daha küçük olmasından dolayı solunum
yapıldıkça, tedavinin bazı bölümlerinde taşın odak bölge dışına çıkması söz konusudur. Bunu
yenmek için daha gelişmiş yer belirleme teknikleri kullanılabilmesine rağmen taşlar hedef bölge
dışında iken uygulanan şok dalgaları parçalanmaya neden olmaz. Bu yüzden bazı ikinci ve
üçüncü kuşak BTKM makineleri daha yüksek başarısızlık oranına sahip olup bazı tedavileri
sonuçlandıramamaktadır. Dolayısıyla bu makinelerin yeniden gözden geçirilip geliştirilmesi
ihtiyacı doğmaktadır. Bu aşamada öğrencilere aşağıdaki problem durumu sunulur.
Problem 1: Siz ve ekibiniz, medikal sektörde faaliyet gösteren büyük bir firmanın
araştırma-geliştirme bölümünde çalışmaktasınız. Üroloji doktorlarından BTKM makinelerinin
yukarıda sözü edilen eksikliklerini gidermeye yönelik yoğun talepler gelmektedir. Firma yönetimi,
ekibinizden bu eksikliklerin giderildiği yeni bir BTKM model önerisi sunmanızı istemektedir. Bu
durumda çözüm öneriniz ne olur? Bu alanda faaliyet gösteren birçok ulusal ve uluslararası firma
olduğundan bu problemin çözümüyle ilgili büyük bir rekabet içinde olduğunuz ve
çalışmalarınızda buna göre hareket etmeniz firma yönetimi tarafından vurgulanmaktadır. Çözüm
öneriniz aşağıdaki ölçüt listesine göre değerlendirilecektir.
87
ÖLÇÜT LİSTESİ
Ölçütler
Ses dalgası fiziğine dayalı olması
İlgili problemlerle bire bir ilişkili olması
Ekonomik olması
Uygulanabilir (pratiğe dökülebilir) olması
Kullanılan fizik ilke ve kavram sayısı
Fizik ilke ve kavramlarının doğru kullanılması
Çözüm önerisinin şekil, resim, grafik vb. görsellerle desteklenmesi
Çözüm önerisinin anlaşılır bir şekilde sunulması
Çözüm önerisinin olası eksiklik ve sınırlılıklarını belirtme
Puan
zorunlu
zorunlu
10
10
her biri 10 puan
30
10
10
10
Öğrenciler 9. sınıf fizik öğretim programında ayrıntısıyla verilen Probleme Dayalı
Öğretim Yöntemi’nin basamaklarını uygulayarak probleme çözüm önerisi sunmak için gruplar
halinde çalışırlar. Her grup bir firmayı temsil eder. Her grubun farklı ülkeden bir firmayı temsil
etmesi problem durumunu daha gerçekçi yansıtabilir. Süreç sonunda bilim ve teknolojide ilkleri
gerçekleştiren ülkelerin ne tür kazanımları olduğu/olacağı ve bu bağlamda ülkemiz adına
bireyler olarak bizlerin neler yapabileceği tartışılır.
Yukarıdaki problem durumunun sunumundan sonra, etkinlik girişinde Murat’ın babasının
böbrek rahatsızlığıyla ilgili verilen senaryoya aşağıdaki gibi devam edilir.
Problem 2:“Murat’ın babasının tedavi süresince tek şikâyeti kulaklarından oldu. Çünkü
makine çalışırken yaklaşık olarak saniyede iki kez “tık” şeklinde oldukça şiddetli ses çıkarıyordu.
Her seans 45 dakika civarında sürdüğünden kulakları bu sesten çok rahatsız olmuştu. Babasının
yanında bekleyen Murat’ın da kulakları benzer şekilde rahatsız olmuştu. Hatta Murat, ara sıra
koridora çıkıp kulaklarını dinlendiriyordu.”
Öğrenciler senaryonun bu bölümünde makineden çıkan şiddetli sesin kulakları rahatsız
etmesi problemi ile yüzleştirilir. Öncelikle makineden bu tür şiddetli sesin nasıl çıktığı, sesin nasıl
oluştuğu sorgulaması öğrenciler tarafından yapılır. Daha sonra öğrenciler gruplara ayrılarak
makineden çıkan şiddetli ses nedeniyle hastaların kulaklarında oluşan rahatsızlığı gidermeye
yönelik bir çözüm önerisi bulmaya çalışır. Gruplar, Probleme Dayalı Öğretim Yöntemi’nin
basamaklarını uygulayarak çalışmalarını sürdürür. Çözüm önerileri yukarıdaki ölçüt listesine
göre değerlendirilir. Çözüm önerisi konusunda fikir geliştiremeyen gruplara öğretmen aşağıdaki
önerileri sunarak yardımcı olabilir: Hastaya müzik dinletmek, yüksek sesi önleyici kulaklıklar
takmak, makinenin bulunduğu odayı ses enerjisini soğuracak şekilde tasarlamak, vb.
88
*Etkinlik Numarası
:2
Etkinlik Adı
: Bildiklerimizi Savunabiliyormuyuz?
: *2.2
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Kavram Yanılgılarını Ölçen Üç Aşamalı Sorular
Gölge ve düz ayna konularında öğrencilerin kavram yanılgısına sahip olup olmadığı
aşağıdaki sorularla belirlenebilir. Sorular, konuya başlamadan önce öğrencilere uygulanır.
Öğrenciler, kavram yanılgılarına sahiplerse ders işlenirken ilgili konuda kavram yanılgılarına
özel vurgu yapılır. Sorular, konu işlendikten sonra öğrencilerde herhangi bir kavram yanılgısı
oluşup oluşmadığını belirlemek amacıyla da uygulanabilir. Kavram yanılgısı tespit edilirse tekrar
o konuya geri dönülüp öğrencilerin konuyu doğru anlaması sağlanır.
1.1. Aşağıdaki şekilde farklı büyüklükte parlaklıkları özdeş dört ampul verilmiştir. Bu ampullerin
her biri şekilde belirtilen yere ayrı ayrı konulup kalemin ve perdenin yeri sabit tutulursa, her
bir ampul için perdede gölge oluşmaktadır. Gölgeleri netlikleri açısından karşılaştırınız.
a) a>b>c>d
b) a<b<c<d
c) a=b=c=d
1.2. Yukarıdaki seçeneği seçmemin sebebi;
a) Ampul büyüdükçe daha güçlü ışık verir.
b) Ampul büyüdükçe gölgenin boyu küçülür.
c) Ampuller küçülerek noktasal ışık kaynağına benzedikçe daha az yarı gölge oluşur.
d) Ampullerin kaleme olan uzaklıkları ve kalemin boyu hepsi için sabittir. Ampul
büyüklüklerinin gölgenin netliğine etkisi yoktur.
1.3. Yukarıdaki iki soruya verdiğiniz cevaptan emin misiniz?
a) Eminim
b) Emin değilim
89
2.1. Eğer bu küçük yuvarlak boncuğu artı şeklindeki ışık kaynağının önüne koyarsak, ışık
yandığında perdede ne görürsün? (Boncuğun asılı olduğu ipi önemsemeyiniz).
2.2. Yukarıdaki seçeneği seçmemin sebebi;
1. Işık kaynağı boncuğa göre çok büyük olduğu için perdenin her yerine ışık
gönderebilir.
2. Işık kaynağından çıkan ışınlar perdeye doğrusal gittiği için perdede artı şeklinde bir
aydınlanma olur. Boncuğun üzerine gelen ışınları engellemesiyle artı şeklindeki
aydınlanmanın ortasında noktasal bir gölge oluşur.
3. Işık kaynağının şeklinin gölge oluşumunda etkisi yoktur. Önemli olan ışığı engelleyen
cismin şeklidir.
4. Işık kaynağının bir noktasından her yöne dağılan ışınlardan bir tanesi boncuk
tarafından engellenir. Artı ışık kaynağının her bir noktasının perdede gölgesi olur. Bu
gölgelerin perde üzerinde yan yana bulunmasıyla artı şekli olur.
2.3. Yukarıdaki iki soruya verdiğiniz cevaptan emin misiniz?
a) Eminim
b) Emin değilim
Cevap Anahtarı
1.1) a
1.2) c
1.3) a
2.1) c
2.2) d
2.3) a
Öğrenciler, örneğin birinci sorunun üç aşamasını da yukarıdaki gibi cevaplandırırsa
soruyu tam olarak doğru yanıtlamış olurlar. Yani sorunun ilgili olduğu konuda kavram
yanılgısına sahip değillerdir. Eğer 1.1 doğru fakat 1.2 yanlışsa ve 1.3’e eminim denmişse; bu
durum yanlış sebepli doğru olmaktadır. Yani öğrenci savunamadığı veya doğrulayamadığı bir
bilgiye sahiptir. Eğer 1.2 doğru fakat 1.1 yanlışsa ve 1.3’e eminim denmişse; bu durum doğru
sebepli yanlış olmaktadır. Burada büyük olasılıkla öğrenci bir şeyi gözden kaçırmıştır. Bildiği bir
olayı yanlış yorumlamıştır. Eğer 1.3’e emin değilim denmişse diğer aşamaların cevaplarına
bakılmaksızın (diğer aşamalar doğru olsa bile) öğrencide bilgi eksikliği var denilebilir.
90
Kavram Yanılgılarını Gösteren Soru Seçenekleri
Öğrenciler aşağıdaki tabloda yer alan seçenekleri işaretlediğinde ise ilgili satırda belirtilen
kavram yanılgısına sahiptirler. Öğrencinin kavram yanılgısına sahip olması için bütün aşamalara
tabloda belirtildiği gibi cevap vermesi gerekir. Bunun dışındaki kombinasyonlar belli aşamalar
yanlış olsa bile ya bilgi eksikliği veya hata olarak sınıflandırılabilir ama kavram yanılgısı olarak
sınıflandırılamaz. Eğer kavram yanılgıları daha güvenilir ölçülmek isteniyorsa bir kavram
yanılgısı en az 3 adet üç-aşamalı soru ile ölçülmelidir.
Kavram Yanılgıları
Işık kaynağı olarak daha büyük ampul kullanıldığında
cisimlerin gölgesi daha net olur.
Soru Seçenekleri
(1.1.a, 1.2.b, 1.3.a)
Gölge sadece ışık saçmayan cisme aittir ve daima o
cisim gibi görünür.
(2.1.b, 2.2.c, 2.3.a)
(2.1.d, 2.2.c, 2.3.a)
(2.1.a, 2.2.c, 2.3.a)
Bir ışık kaynağı ve saydam olmayan bir cisim beraber
olsalar dahi gölge oluşmaz.
(2.1.e, 2.2.a, 2.3.a)
91
6. Ünite
:Yıldızlardan Yıldızsılara (Kuasarlara)
Önerilen Süre
: (12) *(25) ders saati
A. Genel Bakış
Öğrenciler 7. sınıf Fen ve Teknoloji dersinde, Dünya ve Evren Öğrenme alanının Güneş
Sistemi ve Ötesi ünitesinde uzay ve güneş sistemi hakkında bazı temel bilgileri, bazı gök
cisimlerini, güneş sistemindeki gezegenleri, gökada, yıldız ve gezegen kavramlarını ve uzay
araştırmaları konularını öğrendiler. Bu ünitede ise yıldızlar ile şimdilik gözlenebilen en uzak gök
cismi olan yıldızsılara (kuasarlara) kadar olan kısmı inceleyeceklerdir.
B. Ünitenin Amacı
Bu ünitede öğrenciler, kolayca gözlemlenebilen yıldızlardan yola çıkarak gözlemlenebilen
en uzak gök cismi olan yıldızsılara doğru yolculuğa çıkacaktır. Bu yolla fiziğin makroskopik
boyutta uğraş alanı hakkında bilgi sahibi olacaklardır. Yıldızların oluşumundan ölümüne kadar
geçen sürede yıldızların yapısını enerji kavramıyla ilişkili bir şekilde öğreneceklerdir. Yıldızların
evrimi incelenirken değişik evrelerde oluşan kocayeni (süpernova) patlaması gibi süreçler ile kara
delik ve nötron yıldızları oluşumu gibi ilginç gök olaylarını inceleyeceklerdir. Yıldızların
parlaklıklarına, sıcaklık ve ışınımlarına göre nasıl sınıflandırıldığını öğrendikten sonra evrenin
oluşumunu ve yaşını tahmin etmede kullanılan yaklaşım ve yöntemleri öğreneceklerdir. Elde
ettiği bu bilgiler ile öğrencilerin evrene ve geleceğe yönelik çıkarım yapmaları ile bakış açıları ve
hayal güçlerinin sınırlarını genişletmeleri hedeflenmektedir.
 Görünmeyen ışımaların belirlenmesi
 *Samanyolu gökadası
 Uzaydaki parlak radyo kaynakları
 Yıldızların gelişimi
 Gökyüzünün keşfi












Yıldız
*Yıldız kümeleri
*Parlaklık
*Işınım Gücü
Kocayeni (süpernova)
Kara ve beyaz cüceler
Nötron yıldızları
Kara delikler
*Gökadalar
Yıldızsılar
Kozmik ardalan ışıması
Büyük patlama
92
6. ÜNİTE: YILDIZLARDAN YILDIZSILARA
AÇIKLAMALAR
KAZANIMLAR
1.
2.
3.
4.
5.
Yıldızlar ile ilgili olarak,
1.1. Yıldızların yapısını açıklar.
1.2. Yıldızların yaşam döngüsünü; kütle, enerji, ışıma, kütleçekimi ve basınca bağlı
olarak açıklar (FTTÇ-1.h; BİB-3.a-c, 4.b,c,d).
1.3. *Yıldızlardan yayılan ışığı, yıldızlarda meydana gelen füzyon tepkimelerinde
açığa çıkan enerjinin uzayda ışınım ile yayılması şeklinde açıklar (FTTÇ-1.h; BİB4.b,c,d).
Yıldızların sınıflandırılması ile ilgili olarak,
2.1. Evrende uzaklık, kütle, sıcaklık ve yarıçap bakımından farklı birçok yıldız olduğu
çıkarımını yapar (FTTÇ-1.h; BİB-2.a).
2.2. *Yıldızların parlaklığı ve ışınım gücü arasındaki ilişkiyi yorumlar (FTTÇ-1.h;
PÇB-3.c-e).
2.3. *Yıldızları sıcaklıkları ve tayf çizgilerine göre sınıflar (PÇB-3.c-e).
2.4. Kocayeni (süpernova) sonucunda, beyaz cüceler, nötron yıldızları ve kara
deliklerin oluşumunu yıldızların kütlesine bağlı olarak açıklar (FTTÇ-1.h; BİB1.a-d ; 4.b,c,d, 5.e).
*Gökadalar (Galaksiler) ile ilgili olarak,
3.1. Gökadaları, kütleçekimi ile birbirine bağlı yıldızlar, yıldızlar arası gaz, toz ve
plazmadan oluşan yapılar olarak açıklar (BİB-4.b,c,d).
3.2. Gökadaları sınıflandırır (BİB-4.b,c,d, 5.e).
3.3. Samanyolu gökadasının özeliklerini açıklar (BİB-1.a-d, 3.a-c, 4.b-d, 5.e).
Yıldızsılar ile ilgili olarak,
4.1. Yıldızsıların özeliklerini açıklar (BİB-1.a-d, 3.a-c, 4.b-d, 5.e).
4.2. Yıldızsılardan daha uzakta ve yaşlı gök cisimlerinin var olup olamayacağını
sorgular (FTTÇ-1.g; TD-2.b, 3.c).
Evrenin genişlemesi ve yaşı ile ilgili olarak,
5.1. Doppler olayının evrenin genişlemesinin keşfinde nasıl kullanıldığını açıklar
(PÇB-3.c-e; FTTÇ-1.h; BİB-4.b,c,d).
5.2. Evrenin genişlemesi ve yaşının hesaplanması konularında çıkarımda bulunur
(PÇB-3.c-e).
5.3. Kozmik ardalan ışımasının keşfinin evrenin yaşının tahminindeki rolünü açıklar.
[!] 1.1 Güneşin, dünyamızın da içinde bulunduğu güneş sisteminin yıldızı olduğu hatırlatılır. Yıldızlarda yoğun ve ışık
yayan plazmanın varlığına dikkat çekilir.
[!]1.1 Güneşten ışıma yoluyla dünyamıza ulaşan enerjinin dünyadaki yaşamın ve iklimin üzerindeki etkisi hatırlatılır.
??? 1.1 “Yıldız ve gezegen aynı şeydir.”
[!] 1.2 Yıldızların içinde füzyonla, hidrojenden başlayarak demire kadar elementlerin oluştuğu açıklanır. Güneşin
gelişiminin nasıl olması beklendiği verilir.
[N]1.1.ve1.2. Chandrasekhar-1983
[!] 1.3 *Kocayeni (süpernova) olayında patlama sonucu oluşan ağır elementlerin sonraki kuşak yıldızların bünyesinde
bulunacağı vurgulanır.
 1.3* Yıldızlarda meydana gelen çekirdek tepkimelerinin ayrıntılarına girilmez.
[!] 1.3 *Yıldızlardan yayılan ışık türlerinin hepsinin insan gözü tarafından algılanamadığı vurgulanır ve görünür ışık
dışındaki ışık türleri hatırlatılır. Yıldızlara ait tayfların yıldızların içinde bulunan elementler hakkında bilgi verdiği
vurgulanır.
: 1.3 *9. sınıf Madde ve Özelikleri ünitesi.
[!] 1.3 *Güneş’in tahmini ömrü bir yıldaki kütle kaybı dikkate alınarak hesaplanır. Güneşin hangi frekanslarda ve hangi
şiddette ışık yaydığını gösterir grafikler verilir. Kullanılması gereken gözlük ve insan derisi üzerine etkileri ve
korunma yolları verilir.
 2.1 Yıldızların uzaklıklarının ve sıcaklıklarının nasıl ölçüldüğüne girilir. Yıldızların kütle ve yarıçaplarının nasıl
ölçüldükleri konusuna girilmez.
[!] 2.1 Parsek ve paralaks tanımları verilerek yıldızların uzaklığı ile ıraklık açısı arasındaki ilişki verilir.
 2.1 11. Sınıf Modern Fizik ünitesi.
[!] 2.1 Yıldızların sıcaklığının Wien Yasası yardımıyla bulunabileceği vurgulanır.
[!] 2.2 *Hiparkos ve Pitolemi’nin parlaklık sistemi ve “kadir”(M) birimi tarihsel gelişimine uygun olarak verilir. Güneşin
atmosfer dışında ve yeryüzünde metre kareye düşen ortalama ışınım gücü verilir. Güneş kolektörlerinin
verimlerinden bahsedilerek gerekli kolektör büyüklükleri hesaplanır.
[!] 2.2 *Görünür ve salt parlaklık ile ışınım gücü (ışıtma) kavramları açıklanır.
 2.2 *Parlaklık ile ışınım gücü arasındaki matematiksel bağıntıya girilmez.
 2.3 *Tayf çizgilerinin detaylı incelenmesine girilmez.
[!] 2.3 *Hertzsprung-Russell diyagramı kullanılarak yıldızlara ait özelikler belirtilir.
3 *7. sınıf Fen ve Teknoloji Dersi Güneş Sistemi ve Ötesi Ünitesi
[!] 3.2 *Gökadaları yapılarına göre normal ve aktif; şekillerine göre eliptik, sarmal ve düzensiz şeklinde sınıflandırılır.
[!] 4.1 Yıldızsıların, bir ışıma kaynağı olarak evrende gözlenebilen en uzak ve yaşlı gök cisimleri oldukları belirtilir.
Yıldızsıların yaydıkları ışık özeliklerinden, optik kırmızıya kaymasından ve uzaklıklarından bahsedilir.
[!] 5.1 Doppler yasasına ait bağıntı verilir.
[!] 5.2 Hubble yasası kullanılarak açıklanır.
[!] 5.2 Evrenin büyüklüğü hakkında tahminler verilir: Evrende en çok bulunan hidrojenin 1 gramında yaklaşık 10 24 atom
olduğu, kütlesi 2x1033 gram olan Güneş’in ise 1057, yaklaşık 100 milyar yıldızı barındıran Samanyolu gökadasının
1068 ve yaklaşık 10 milyar gökada bulunan evrenin ise 1078 atom büyüklüğünde olduğu vurgulanır.
[!] 5.3 Kozmik ardalan ışıması ile evrenin yaşı ve büyük patlama arasındaki ilişki açıklanır .
93
Sabitler:
8
c: Işık hızı= 3x10 m / s
H0: Hubble sabiti  80km / s / Mpc
Formüller:

d ( pars e k ) 
1
p(açısaniyesi)
d: Uzaklık
p: Iraklık açısı (paralaks)

Doppler Olayı: 


 v
 Klasik Doppler Olayı (v << c için ) :
f
c

v
 v
  0 (1 ) , z 

c
0 c
 = gözlenen dalga boyu
0 = beklenen dalga boyu
z= spektrel (tayfsal) kızılakayma miktarı

Hubble Yasası: v  H0 d
ν: uzaklaşma hızı
H0: Hubble sabiti
d: uzaklık
Birimler:
d: parsek (pc)
p:açı saniyesi
94
Etkinlik Numarası
:1
Etkinlik Adı
: Yıldızları Gözlemleyelim
: 2.1, *2.2, *2.3, 2.4
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Probleme Dayalı Öğrenme
Bütün fizik olaylarının incelenmesinde olduğu gibi yıldızlar ve yıldızların özeliklerinin
belirlenmesi etkinlikleri de gözlemle başlar. Gözlem genel olarak beş duyumuzu kullanarak
bir varlık, bir olay veya bir cisim hakkında veri toplama sürecidir. Gözlem, nicel ve nitel
olarak ikiye ayrılır. Nicel gözlemler bir ölçüm aracı kullanılarak elde edilen bir sayısal değer
ve bir birim içeren gözlemlerdir. Nitel gözlemler ise varlıklar veya cisimler hakkındaki öznel
yargılardır. Nicel ve nitel gözlemler birbirinin karşıtı değil birbirinin destekleyicisidir. Fakat
nicel gözlemler nitel gözlemlere göre daha objektif ve güvenilirdir. Biz insanlar gökyüzünü
ve yıldızları daima merak etmiş ve gözlemlemişizdir. Astronomlar temel bilimleri kullanarak
gök cisimlerini gözlemleyen ve inceleyen bilim insanlarıdır. Gök cisimlerini, evrenin yapısını
ve evrimini incelerken temel astronomik cisim ve sistemlerden olan yıldız ve yıldız
sistemlerini gözlemlemek oldukça önemli bir yere sahiptir. Yıldızlar ile ilgili gözlem ve
dolaylı ölçümlerden elde ettiğimiz değerler günlük yaşamda karşılaştığımız değerlerden biraz
farklıdır. Örneğin; yıldızımız Güneş’in yüzey sıcaklığı 5800 Kelvin’dir veya yıldızımız
Güneş’e yakın yıldız Proxima Centauri’dir ve güneşe uzaklığı 4,3 ışık yılı’dır. Başka bir ifade
ile güneş ile dünyamız arasındaki uzaklığın 300000 katı kadardır. Bu bölümde yıldızlar
hakkında daha detaylı bilgi edinirken yıldızlar ile ilgili temel büyüklüklerin neler olduğunu,
bu büyüklüklerin nasıl ölçüldüğünü ve bu büyüklükler arasında ne tür ilişkiler bulunduğunu
öğreneceğiz. Daha sonra da yıldızlara ait ortak özelikleri kullanarak hazırlanan HertzsprungRussell diyagramının nasıl oluşturulduğunu ve Hertzsprung-Russell diyagramını kullanarak
yıldızlara ait özeliklerin nasıl belirlendiğini öğreneceğiz.
Sorular:
Öğrencilere ilk olarak aşağıdaki sorular sorulur:
 Size göre yıldızlar ile ilgili temel büyüklükler nelerdir?
 Yıldızlara ait temel büyüklüklerin nasıl ölçüldüğünü biliyor musunuz?
 Bu büyüklükler arasında ne tür ilişkiler bulunduğunu merak ediyor musunuz?
Öğrencilerden alınabilecek muhtemel cevaplar: yıldızların uzaklığı, kütlesi, yarıçapı,
sıcaklığı, parlaklığı, ışınım gücü v.b.
Öğrencilerden istenen cevaplar alındıktan sonra öğretmen yıldızlara ait ölçülebilen temel
büyüklüklerden;
i.
ii.
iii.
iv.
v.
Uzaklık
Parlaklık
Işınım gücü
Sıcaklık
Spektrum çizgileri
gibi yıldızlara ait kavramların nasıl ölçüldüğünü veya hesaplandığını araştırıp sınıfta sunmak
üzere gruplar oluşturur. Bunu yaparken hangi grubun hangi sırada sunum yapacağına
büyüklükler arasındaki hiyerarşiye veya yukarıda verilen sıraya göre hangi grubun ilk sunumu
95
yapacağına karar verilir ve sunumlar sırayla yaptırılır. Örneğin: Bir grup öğrenciye yıldızların
uzaklığının “Paralaks” yöntemine göre nasıl bulunduğunun araştırılıp sınıfta sunması istenir.
Diğer gruba ise yıldızların sıcaklıklarının nasıl ölçüldüğünü araştırması ve sınıfa sunması
istenir.
Her grup; araştıracağı yıldıza ait özeliğin nasıl ölçüldüğü veya belirlendiği sorusuna çözüm
bulmak için araştırma sürecine girer. Güvenilir kaynaklardan bilgi edinirler. Öğretmen kendi
ve okulun imkânları ölçüsünde gruplara kaynak sağlamada yardımcı olabilir. Edinilen bilgiler
grup içinde tekrar gözden geçirilerek sunuma hazırlanır ve uygun sunum tekniği seçilerek
sunum yapılır.
Öğretmen araştırma sürecinde öğrencilere çevrelerindeki konu alanındaki uzman kişilerin
ziyaret edilmesi veya kaynak taraması yapılabilecek yerlerin belirlenmesinde yardımcı olur.
Öğrenciler ilgili alan uzmanlarıyla görüşüp topladıkları ve sunacakları bilgilerin bilimselliğini
kontrol ettirmeleri konusunda özendirilir. Her grup araştırma sürecinde elde ettiği bilgileri
sunmaya çalışır. Sunular sınıfta tartışılır. Bu tartışma sırasında yeri geldiğinde öğretmen
programın kazanımlarına değinir. Öğrencilerin değinmediği kazanımları/konuları öğretmen
tartışmaya açar ve onlar üzerinde de konuşulmasını sağlar.
96
Etkinlik Numarası
:2
Etkinlik Adı
: 2.1, *2.2, *2.3, 2.4
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Derecelendirme Ölçeği
Yukarıdaki öğrenme etkinliğinin giriş ve merak uyandırma evresinde öğrencilere sorulan
sorulara ait öğrencilerin performansı aşağıdaki performans değerlendirme ölçeğine benzer bir
ölçekle değerlendirilebilir.
Yıldızlara ait gözlemlerde ölçülen yıldızlar ile ilgili temel büyüklükler nelerdir;
Doğru cevap (5 puan)
Çoğunluğu Doğru (4 puan)
Yarısı Doğru (3 puan)
Kısmen Doğru (2 puan)
Yanlış Cevap (1 puan)
Katılmama (0)
: Olası cevapların hepsini veya bir eksikle belirtme (Uzaklık,
parlaklık, ışınım gücü, sıcaklık, yıldızların spektrum çizgileri,
kütle ve yarıçap)
: Olası cevaplardan iki tanesini eksik belirtme
: Olası cevaplardan üç tanesini eksik belirtme
: Olası cevaplardan dört tanesini eksik belirtme
: Olası cevaplardan beş veya daha fazlasını eksik belirtme
: Sürece katılmayan
Bu etkinlik, yıldızlara ait temel büyüklüklerin belirlenmesinden sonra bu büyüklüklerin nasıl
ölçüldüğünü biliyor musunuz? sorusuyla bir üst düzeye de uyarlanabilir.
97
Etkinlik Numarası
:3
Etkinlik Adı
: 2.1, *2.2, *2.3, 2.4
Etkinlikte Kullanılan Yöntem /Teknik: Performans Değerlendirme
Grupların kendisine ait yıldız özeliğinin nasıl ölçüldüğü veya belirlendiği sorusuna çözüm
bulmak için girdiği araştırma sürecinde yaptığı çalışmaları değerlendirmek için aşağıdaki
tabloda olduğu gibi bir dereceli puanlama çizelgesi hazırlanır. Bu çizelge, çalışma
başlangıcında gruplara dağıtılır. Öğretmen gerek süreç içerisinde gerekse süreç sonunda
grupları bu dereceli puanlama çizelgesine göre değerlendirir.
Mükemmel
(3)
(2)
(1)
Başarısız
(0)
Grup çalışması etkin olarak yapılmaktadır.
Grupta her bir üyenin fikrine önem verilmektedir.
Grupta her üyeye eşit işgücü olacak şekilde görev
dağılımı yapılmıştır.
Üzerinde çalışılacak yıldız özeliğini araştırmak
için uygun bir yöntem kullanırlar.
Diğer gruplarla görüş alışverişinde bulunurlar.
Bilgi kaynaklarını etkin bir şekilde kullanırlar.
Grup, yapmış olduğu çalışmaları başarılı bir
şekilde sunar.
98
Kaynakça:
A.A.A.S.(2007). Project 2061 - Science for All Americans. http://www.project2061.org/publications/
sfaa/default.htm?nav Erişim Tarihi: 27 Ekim 2007.
Ateş, S. (2005). The Effectiveness Of The Learning Cycle Method On Teaching DC Circuits To
Prospective Female And Male Science Teachers. Research in Science and Technological
Education. 23,(2), 213-227.
Avrupa-Amerika-Avustralya-Asya’ da Yer Alan Bazı Ülkelerin Programları (2007) “The Curricula
of Various Countries” http://teachers.web.cern.ch/teachers/archiv/HST2001/syllabus/
syllabus.htm, Erişim Tarihi: 27 Ekim 2007.
Avustralya Öğretim Programları (Queensland Studies Authority) (2007) www.qsa.qld.edu.au Erişim
Tarihi:27 Ekim 2007.
Belt S.T., Leisvik M.J., Hyde, A.J. ve Overton T.L.,(2005), Using a context-based approach to
undergraduate chemistry teaching –a case study for introductory physical chemistry,
Chemistry Education Research and Practice, 6(3): 166-179.
Birincil Enerji Kaynakları Üretimi ve Tüketimi http://www.enerji.gov.tr-Erişim Tarihi:17 Ağustos
2007.
Brooks, J. G. ve Brooks, M. G. (2001). In Research of Understanding:The Case for Constructivist
Classrooms. New Jersey, Merril Prentice Hall.
Bybee, R. W. (2003). Why The Seven E's, http://www.miamisci.org/ph/lpintro7e. html. Erişim Tarihi:
16.06.2003.
Carin, A. A. ve Bass, J. E. (2001). Teaching Science as Inquiry. New Jersey, Prentice Hall.
Cutnell, J. D & Johnson, K. W. (2001). Physics. (5th ed.). New York: John Wiley & Sons, Inc
Domenech J. L. ve diğerleri, (2007), Teaching of Energy Issues: A Debate Proposal for a Global
Reorientation, Science & Education, 16: 43_64.
Driver, R. ve Bell, B. (1986). Students Thinking and the Learning of Science. A Constructivist View.
School Science Rewiev. 67, 443-456.
EARGED, (1997). Ortaöğretim Kurumları Fizik Programı İhtiyaç Belirleme Analiz Raporu, Ankara.
MEB.
Eisenkraft, A. (2000). Active physics/communication. Armonk, NY: It’s about time, Inc,
Eisenkraft, A. (2003). Expanding the 5E Model. The Science Teacher. September: 56-59.
Güneş, B., Bağcı, N. Gülçiçek, Ç. (2004) “Fen Bilimlerinde Kullanılan Modellerle İlgili Öğretmen
Görüşlerinin Tespit Edilmesi ", A.İ.B.Ü., Eğitim Fakültesi Dergisi, Cilt:4, Sayı 7, 1-14.
99
Güneş, B., Gülçiçek, Ç., Bağcı, N. (2004) “Eğitim Fakültelerindeki Fen ve Matematik Öğretim
Elemanlarının Model ve Modelleme Hakkındaki Görüşlerinin İncelenmesi", Türk Fen Eğitimi
Dergisi, Yıl 1, Sayı 1, 35-48.
Gülçiçek, Ç., Güneş, B. (2004) “Fen Öğretiminde Kavramların Somutlaştırılması: Modelleme
Stratejisi, Bilgisayar Simülasyonları ve Analojiler ", Eğitim ve Bilim, Cilt: 29, Sayı 134, 36-48.
Griffith, W.T. (2001). The physics of everyday phenomena (3rd ed.). New York: McGrawHill.
Halloun, I. & Hestenes, D. (1985). The initial knowledge state of college physics students.
American Journal of Physics, 53 (11), 1043-1055.
Hestenes, D. & Wells, M. (1992). A mechanics baseline test. The Physics Teacher, 30, 141158.
Hewitt, P. G., (2005), Conceptual Physics, Harper Collins College Publishers, Tenth Edition,
Newyork, USA.
İngiltere Öğretim Program Ana sayfası (2007), http://www.curriculumonline.gov.uk, Erişim Tarihi:27
Ekim, 2007.
Kanlı, U. (2007) “7E Modeli Merkezli Laboratuvar Yaklaşımı İle Doğrulama Laboratuvar
Yaklaşımlarının Öğrencilerin Bilimsel Süreç Becerilerinin Gelişimine ve Kavramsal
Başarılarına Etkisi” Yayınlanmamış Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Bilimleri
Enstitüsü, Ankara.
Kutluay, Y. (2005). 11.Sınıf Öğrencilerinin Geometrik Optik Hakkındaki Kavram Yanılgılarını Ölçen
Üç-Aşamalı Test Geliştirme. Basılmamış yüksek lisans tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi,
Ankara.
Ledermann, N. G. (1999). Teacher Understanding of the Nature of Science and Classroom Practices:
Factors that Facilitate or Impedethe Relationship. Journal of Research in Science Teaching
36(8): 916-929.
NCC (1989). Non-Statutory Guidance for Science in the National Curriculum. YORK, National
Curriculum Council.
Ostdiek, V. J & Bord, D.J. (2005). Inquiry into physics. (5th ed.). Belmont, CA : Thomson
Brooks/Cole
Phillips, D. C.(2000). Constructivism in Education-Opinions and Second Opinions on Contoversial
Issues. University of Chicago Press. USA.
Science Education Group University of York (2001) “Advanced Physics: Student Book AS Level”
Salters Horners, Heinemann Educational Papers, USA
Science Education Group University of York (1999) “Advanced Physics: Student Book A2 Level”
Salters Horners, Heinemann Educational Papers, USA
100
Silk, J., (1997), A Short History of the Universe (Evrenin Kısa Tarihi), W.H. Freeman and Company,
New York, USA (Çeviri: Murat Alev-TÜBİTAK).
Singapur Programları http://www.moe.gov.sg/schdiv/sis Erişim Tarihi: 27 Ekim 2007.
Taber, K. S. (2000) “When the analogy breaks down: modelling the atom on the solar system”. Phys.
Educ. 36 222-226.
Uluslararası Bakalorya Programları http://www.ibo.org/, Erişim Tarihi: 27 Ekim 2007.
Ünsal, Y., Güneş, B., Ergin İ., " Yükseköğretim Öğrencilerinin Temel Astronomi Konularındaki Bilgi
Düzeylerinin Tespitine Yönelik Bir Araştırma ", Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, Cilt:21, Sayı: 3 ,
47-60., 2001, Ankara.
Whitelegg, E. ve Parry M., (1999), Real-Life Contexts For Learning Physics: Meanings, Issues And
Practice, Phys. Educ,. 34(2):68-72.
Faydalı Linkler:
 http://college.hmco.com/education/pbl/tc/coop.html (Erişim Tarihi 25 Mart 2008)
 http://ajte.education.ecu.edu.au/issues/PDF/312/Diciki.pdf (Erişim Tarihi 25 Mart
2008)
 http://www.engr.uky.edu/~gedney/courses/ee468/expmnt/coulomb.html (Erişim Tarihi
25 Mart 2008)
 http://www.physics.udel.edu/~bcwalker/phys208/lab1.pdf (Erişim Tarihi 25 Mart
2008)
 http://physics.bu.edu/~duffy/prelabs/prelab_coulomb.html (Erişim Tarihi 25 Mart
2008)
 http://ieeexplore.ieee.org/iel5/8445/26602/01185926.pdf (Erişim Tarihi 25 Mart 2008)
 http://findarticles.com/p/articles/mi_qa3823/is_199804/ai_n8783828 (Erişim Tarihi 25
Mart 2008)
 http://www.solcomhouse.com/tsunamis.htm (Erişim Tarihi 25 Mart 2008)
 http://littlemisattitude.files.wordpress.com/2007/09/tsunami.jpg (Erişim Tarihi 25
Mart 2008)
 http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/waves/wavemotion.html (Erişim Tarihi 25
Mart 2008)
 http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es1604/es1
604page01.cfm?chapter_no=visualization (Erişim Tarihi 25 Mart 2008)
 http://projects.coe.uga.edu/epltt/index.php?title=Conceptual_Change (Erişim Tarihi 25
Mart 2008)
 http://www.ess.washington.edu/tsunami/images/tsunami.pdf (Erişim Tarihi 25 Mart
2008)
 http://www.gitarx.com/ (Erişim Tarihi 25 Mart 2008)
 http://pblchecklist.4teachers.org/ (Erişim Tarihi 25 Mart 2008)
 http://w3.gazi.edu.tr/~bgunes/files/kavramyanilgilari/kavramyanilgilari.html (Erişim
Tarihi: 2 Aralık 2008)
101

http://www-istp.gsfc.nasa.gov/istp/outreach/auroras.html (Erişim Tarihi: 2 Aralık
2008)

http://science.nasa.gov/headlines/y2003/29dec_magneticfield.htm (Erişim Tarihi: 3
Aralık 2008)


http://www.hafif.org/yazi/kuzey-isiklari-aurora (Erişim Tarihi: 3 Aralık 2008)
http://www.healthtronics.com (Erişim Tarihi: 3 Aralık 2008)

http://www.emedicine.com/med/topic3024.htm (Erişim Tarihi: 3 Aralık 2008)

http://www.gls-lithotripsy.com/Howdoes.html (Erişim Tarihi: 3 Aralık 2008)

http://64.233.183.104/search?q=cache:Pyzab__UIp8J:www.scielo.br/scielo.php%3Fpi
d%3DS167755382006000500015%26script%3Dsci_arttext+parts+of+eswl+machine
&hl=en&ct=clk&cd=1&gl=uk (Erişim Tarihi: 3 Aralık 2008)

http://www2.sims.berkeley.edu/research/projects/how-much-info/ (Erişim Tarihi: 3
Aralık 2008)
102
Fizik Öğretim Programı Geliştirme
Komisyon Üyeleri İletişim Bilgileri
Gazi Üniversitesi,
Gazi Eğitim Fakültesi,
Fizik Eğitimi Ana
Bilim Dalı.
Boğaziçi Üniversitesi
Prof. Dr. Ömür AKYÜZ
Emekli Öğretim Üyesi
Arel Üniversitesi
Prof. Dr. Ömer Asım SAÇLI
Rektörü
İstanbul Üniversitesi,
Prof. Dr. Haşim MUTUŞ
Fen Fakültesi,
Fizik Bölümü
Gazi Üniversitesi,
Gazi Eğitim Fakültesi,
Doç. Dr. Salih ATEŞ
Fen Bilgisi Eğitimi
Ana Bilim Dalı.
Orta Doğu Teknik
Üniversitesi, Eğitim
Yard. Doç. Dr. Ali ERYILMAZ Fakültesi, Fizik
Eğitimi Ana Bilim
Dalı.
Gazi Üniversitesi,
Yard. Doç. Dr. Uygar KANLI Gazi Eğitim Fakültesi,
Fizik Eğitimi A.B.D.
Anadolu Üniversitesi,
Dr. Gökhan SERİN
Eğitim Fakültesi,
İlköğretim Bölümü
[email protected]
http://www.bilalgunes.com
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
Uzman Öğretmen
Ayşegül ARSLAN
Talim ve Terbiye
Kurulu Başkanlığı
[email protected]
Uzman Öğretmen
Türkkan GÜLYURDU
Talim ve Terbiye
[email protected]
Uzman Öğretmen
Bülent DAYI
Talim ve Terbiye
[email protected]
Öğretmen
Mesut KARAÖMER
Talim ve Terbiye
[email protected]
http://websitem.gazi.edu.tr/site/s.ates
http://www.metu.edu.tr/~eryilmaz/
http://www.uygarkanli.com
http://home.anadolu.edu.tr/~gserin/
İletişim Adresi:
MEB Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı Fizik Öğretim Programı Geliştirme Komisyonu
Teknik Okullar/ANKARA
tel : (0 312) 212 65 30/4203
web: www.fizikprogrami.com
e-posta: [email protected]
103

ortaöğretim 11. sınıf fizik dersi öğretim programı

Transkript

Benzer belgeler

Fizik - İsmail Kulak Anadolu Lisesi

Persepolis

Albert Einstein

ABD`li fizikçi Albert Einstein bütün insanlık tarihinin en büyük bilim

9.sınıf - Musa ÖZDEMİR

sınıf ve kitle sendikacılığı

Senaryo için ipuçları

HAFTANIN ETKİNLİKLERİ HAFTANIN SÖZÜ WONKA FABRİKASI