Fen ve Teknoloji Öğretiminde Sistem Dinamiği

Sistem dinamiği yaklaşımı, eğitim dışı alanlarda uzun süreden beri uygulanmaktadır. 1970’li yıllarda yapılan Roma (Meadows ve arkadaşları, 1972; Forrester, 1973) çalışması, kamuoyuna en çok yansıyan sistem dinamiği çalışmasıdır. Bu çalışma, önlem alınmazsa, dünyadaki doğal dengenin 2000 yılına kadar önemli ölçüde bozulacağını göstermiştir. Bu çalışmanın sonrasında uzun tartışmalar oluşmuş ancak 1980’li yıllarda tespit edilen ozon deliğiyle ilgili çalışma dünya kamuoyu ve siyasi yöneticiler tarafından acil önlem almak üzere dikkate alınmıştır. Bu önlemlerin sonucunda, ozon tabakasına zarar veren gazlar, sera etkisine sebep olan gazlar ve diğer çevre problemleri konularında tüm dünya ülkelerinin katıldığı ortak kararlar uygulanmaya başlamıştır.

Roma çalışmasına benzer sistem dinamiği araştırmaları, işletme yönetimi ve ekonomi sahalarında da önemli değişikliklere sebep olmuştur. Bunlardan esinlenen sistem dinamiği üzerinde çalışan araştırmacılar, bu yaklaşımı eğitim alanında uygulayarak, eğitim kalitesini artırmayı hedeflemişlerdir. Sistem dinamiğine dayalı ilk eğitim bilimi çalışmaları (Forrester, 1996), bu sahada da ciddi sonuçlar elde edilmesinin mümkün olduğunu göstermektedir. Sistem dinamiği yaklaşımının uygulandığı okullarda, öğrenciler, okul dışı zamanlarda bile dersleriyle ilgili gönüllü projeler yürütmüşler, zaman zaman kendi velilerini de ders projelerine katacak kadar müfredata ilgi duyar hale gelmişlerdir.

Öğrencilerin derslere ilgisindeki ve dersleri anlama seviyesindeki artış, sistem dinamiği uygulayıcılarının bu yaklaşımın kısa bir sürede ABD’de genel eğitim sistemine gireceği yönünde bir beklenti oluşturmuştur. Ancak aradan geçen zamanda, sistem dinamiği yaklaşımının uygulamalarının az sayıdaki okulla sınırlı kaldığı gözlenmiştir (Forrester, 1996). Bunun sebepleriyle ilgili çeşitli görüşler vardır. Bunlar arasında en önemli sebepler şunlardır: Sistem dinamiği yaklaşımının ilköğretime uygulanmasında, öğrenmeyi destekleyici pedagojik yöntemlerle desteklenmiş ders planları ve uygulamaları geliştirmeye odaklanılmamıştır. Uygulayıcı öğretmenler, sistem dinamiğinin kurallarına odaklanırken, uygulamaya yönelik pratik ilkeleri ihmal etmişlerdir (Forrester, 1996; Lyneis, 2000). Bu yüzden sistem dinamiği yaklaşımının okullarda pratik bir şekilde uygulanmasına yönelik sistem dinamiği tabanlı müfredat projeleri (Stacin, Cc-Stadus, Cc-Sustain, Science Ware) geliştirildi. Bu projeler ile öğretmenlerin sınıfta sistem dinamiğini uygulamaları için yeni fikirler ve pek çok yararlı modeller sağlandı. Bu çalışma ile sistem dinamiği tabanlı müfredat projeleri incelenerek, sistem dinamiğinin ülkemizdeki okullarda uygulanabilmesine yönelik öneriler getirildi.

Sistem dinamiği yaklaşımı kullanılarak mikro dünya (microworld) olarak adlandırılan simülasyon ortamları oluşturulur. Bu ortamı kullanan öğrenciler, gerçek dünyanın yerine bu model üzerinde deneyler yaparlar. Bu deneyler, bilgisayar kullanılarak yapıldığından, çok sayıda alternatif üzerinde çok çeşitli parametreler kullanılarak tekrar tekrar uygulanabilir. Böylece öğrenci, farklı koşullarda, sistem dinamiği yaklaşımının nasıl işlediğini yaşayarak öğrenir. Öğrenci başka türlü görme imkanı bulamayacağı deneyleri bu mikro dünya ortamında gözlemleyebilir. Simülasyon ortamlarında deneyler, Dynano, Powersim (1999), Vensim (1999), STELLA (2000), ithink (2000), Extend (2000) gibi çeşitli bilgisayar yazılım programları vasıtasıyla yapılır (Martin, 1997; Alessi, 2000). İlköğretim öğrencileri için genellikle STELLA (System Thinking Educational Learning Laboratory with Animation) programı önerilir (Brown, 1992; Forrester, 1996). STELLA, sistemdeki değişkenlerin nicel etkileşimlerini gözlemlemeyi, sistemin çatısını ve grafiksel arayüzünü kolay anlamayı sağlayan, stok, akış, dönüştürücü ve bağlayıcı bloklarından oluşan bir bilgisayar simülasyon programıdır (Martin, 1997).

Sistem dinamiği yaklaşımı, öğrencilerin olayların sebeplerine odaklanmalarını ve karmaşık sistemlerin altında çok sayıda sebep-sonuç ilişkisinin yattığını, bu ilişkilerin yüzeysel olarak çözülemeyeceğini anlamasını sağlar. Bu anlayış, öğrencilerin fen ve teknoloji derslerinde daha derin ve ilgili bir tavır geliştirmesine sebep olur. Öğrenciler, fen ve teknoloji derslerine karşı yüksek bir motivasyon ve merak seviyesine ulaşırlar.

Sistem dinamiği yaklaşımı, genel bir problem tanımlama ve çözme yaklaşımıdır (Forrester, 1961, 1987; Sterman, 2000). Bu yaklaşımın uygulandığı sınıflardaki öğrenciler, hayatları boyunca bu problem tanımlama ve çözme aracını kullanabileceklerdir. Bu yaklaşım, öğrencilerin bir bilim adamı disiplini ve duyarlılığı edinmelerine yardımcı olur. Böylece öğrenciler, geleneksel öğretim yöntemlerindeki gibi sadece kendilerine sorulan soruları yanıtlayan pasif bir tavırdan ziyade, çevresini gözlemleme, yeni problemleri keşfetme ve bu problemleri bilimsel bir yaklaşımla modelleyip inceleme becerilerine sahip olabilirler (Forrester, 1992, 1996).

Kuşkusuz, eğitimin amacı tek başına belirli dersleri öğrenciye öğretmenin ötesindedir. Öğrencinin sadece sorulan soruları yanıtlayabilmesi, eğitim sisteminin amaçlarına ulaşmak için yeterli değildir. Eğitim sistemi, öğrencilerin problemleri yanıtlamak kadar oluşturabilmesini de hedefler. Problem oluşturmak, verilen bir problemi yanıtlamaktan daha derin bir bakış gerektirir. Problem oluşturmak için, çevreyi gözlemleyebilmek gerekir. Meselelere eleştirel bakış açısıyla yaklaşmak ve sorulmamış olan soruları ortaya çıkarabilmek gerekir. Bu gerekli bir bakış açısıdır ve dünyaya farklı açılardan görme becerisi sağlar. Bu bakış açısını kişisel bir beceri olarak geliştirmiş ve kazanmış kişiler, daha hoşgörülü, esnek, uyumlu, üretici ve yararlı olurlar. Çünkü öğrenciler çoğu konuda tek bir doğrunun olmadığını, farklı koşullarda, farklı zamanlarda farklı doğruların olabileceğinin farkına varabilirler. Bu şekilde yetişen insanlar çevrelerindeki topluluklar için daha yüksek değer üretir, çünkü gizli kalmış sorunları ortaya çıkarırlar ve onları çözmeye yönelik etkin öneriler getirebilirler.

Sistem dinamiği yaklaşımı, fen ve teknoloji derslerinin daha iyi öğretilmesini hedeflediği gibi, bu kişisel becerilere sahip bireylerin yetiştirilmesini de hedefler. Sistem düşüncesini kişisel bir beceri haline getirmiş insanlar, karmaşık sistemleri kısa yoldan, kestirme çözümlerle yönlendiremeyeceklerini bilirler. Bu çok önemli bir durumdur. Çünkü karmaşık sosyo-ekonomik sistemlerde kestirme çözümler hemen hemen her zaman, hedeflenenin tam tersi yönde sonuçlara sebep olur (Meadows, 1997).

Sistem düşüncesine sahip kişiler, aynı zamanda bir sistemin uygulaması sonunda meydana gelebilecek muhtemel senaryolara karşı daha hazırlıklıdırlar. Çünkü mikro dünyada deneyler yapmaya alışmışlardır. Mikro dünyada yaşadıkları, gerçek hayatta aynen başlarına gelmez. Zaten bu çalışmaların amacı, gerçek dünyayı aynen yaşamak değildir. Bu çalışmaların amacı, olası senaryolara karşı kişiyi hazırlamaktır. Böylece kişi, bu senaryolardan herhangi biri gerçekleştiğinde, bunu ilk bilgilerden teşhis edebilir.