Bilim ve teknoloji nasıl gelişmiştir?

Bilim ve teknoloji nasıl gelişmiştir?

Bilim ve teknolojideki gelişmeler sayesinde bugün kullandığımız birçok araç ve gereç geliştirildi. Fen bilimleri dersinde, geliştirilen birçok teknolojik araç incelenir. Bilim ve teknoloji tarihi, renkli kişilikler ve ilginç olaylarla doludur.

Mikrodalga fırın 2. Dünya Savaşı yıllarında radar geliştirme çalışmaları sırasında bir mühendisin cebindeki çikolatanın eridiğini fark etmesiyle tesadüfen keşfedilmiştir.

Kış aylarında otomobile veya otomobilin kapı kollarına dokunduğumuzda elektrik çarpmasını fark etmişizdir. Yağmurlu ve fırtınalı günlerde bulutla yer arasında yıldırım oluştuğunu görmüşüzdür. Bu iki olayda da elektriğin aynı elektrik olduğu eski dönemlerde biliniyor muydu acaba? Bu olayı, Benjamin Franklin 1752’de fırtınalı bir günde uçurtmasıyla yaptığı bir deneyde kanıtlamıştır.

İnsanlar var olduğu ilk günden beri zamanı bilmeye ve öğrenmeye gayret etmiştir. Bu amaçla güneş saati zamanı belirlemek amacıyla kullanılmıştır. Güneş saatleri bir çubuğun gölge boyu uzunluklarından yararlanarak geliştirilmiştir.

Bilim insanları evren ve doğaya ilişkin merak ettiği olayları inceleyen, bunların altındaki gizemi çözmeye, bu gizemlerin nedenlerini bulmaya çalışan kişidir. Ayrıca bilim insanı farkına vardığı ve merak ettiği olayları, yaşamı kolaylaştıracak şekilde insanlara sunan kişidir. Bilim insanı çalışmalarını yaparken,
• Merak eder.
• Gözlem yapar.
• Problem tespit eder.
• Problemlerin çözümü için projeler geliştirmeye çalışır.
• Projeler ve bunların çözüm yolları için gerekirse deneyler yapar.
• Deneylerden elde ettiği verileri yanıtlayıp sonuçlara ulaşır.
Bilim insanı yeni buluşlarını insanlıkla paylaşır; herkesin anlayabileceği, faydalanabileceği şekilde onların hizmetine sunar. Örneğin en büyük buluşlardan biri olan elektrik, sadece onu bulan kişi tarafından kullanılmamıştır. Elektrik, icat edildiği toplumun malı olmaktan çıkıp tüm insanların hizmetine sunulmuştur.

Fen bilimleri dersinde projeler geliştirilirken nelerden yararlanılır?

PROJE NEDİR, NASIL HAZIRLANIR?
Proje çalışması merak ve gözlemle başlar. Çevrede yaşananları merak etmek ve bunun doğrultusunda merak edilen konulara ilişkin gözlem yapmak proje hazırlamanın ilk adımını oluşturur.
Proje, birbiriyle ilişkili amaç ve hedefleri olan, değişim yaratmayı hedefleyen, uygulanması sonucunda çeşitli ürünlerin elde edildiği, önceden belirlenmiş bir süre içerisinde tamamlanan orijinal bir çalışmadır.
Bilimsel bir çalışma olan projede;
• Gözlem yaparak bilgi toplama,
• Elde edilen bilgilerin düzenlenmesi, bilgiler arasında neden-sonuç ilişkisinin olup olmadığının araştırılması,
• Gelecek nesillere bilgilerin ve sonuçların aktarılması söz konusudur.
Proje süreci;
Proje fikrinin ortaya çıkışıyla başlayan ve bu fikrin kâğıda dökülmesi, geliştirilmesi, yürütülmesi, tamamlanması ve değerlendirilmesinin ardından yeni proje fikirlerinin üretilmesine kadar olan süreçleri içerir.

Proje Hazırlanırken İzlenecek Basamaklar
Proje orijinal bilimsel bir çalışma olmalıdır. Projenin her aşamasında bilimsel çalışmanın bütün özelliklerinin görülmesi gerekir.
Yapılan çalışmanın bilimsel olması için uygulanması gereken bazı aşamalar vardır. Bunlar şöyle sıralanır:
1. Projenin konusunu seçmek
Proje konusu; ilgi çekici, herhangi bir probleme çözüm getiren, üzerinde düşünülen, merak edilen konulardan seçilmelidir. Akla pek çok fikir gelebilir. Bunlar not edilmeli, hemen karar verilmemelidir. Bunlar arasından; yapılabilecek, merak duyulan ve ilgi uyandıran ama daha önce hiç çalışılmamış bir konu seçilmelidir.
2. Bilgi toplamak
Projenin konusu belirlendikten sonra konuyla ilgili kitaplardan, dergilerden, internet ağından, kaynak kişilerden ve kurumlardan bilgi toplanmalıdır. Konuyla ilgili yazılı, sözlü, görsel her türlü materyal toplanmalıdır.
3. Projenin tanımlanması
Proje fikrinin ortaya çıkmasından sonra elde edilen bilgiler ışığında; projenin amacını, hedeflerini belirten hipotez kurularak projenin yöntemi, uygulama adımları, çalışma takvimi ve beklenen sonuçlar tanımlanmalıdır.
4. Projenin yürütülmesi
Proje; belirlenen amaçlar, hedefler, yöntemler ve uygulama adımları ve bir takvim doğrultusunda takip edilerek yapılmalıdır.
5. Değerlendirme ve rapor yazımı
Bu aşamada, proje süresince belli aralıklarla ve proje sona erdikten sonra da proje sonuçlarının değerlendirilmesi yapılmalıdır. Bu sonuçlar, daha önce yapılan çalışmaların sonuçlarıyla da karşılaştırılarak amaca ne ölçüde ulaşıldığı raporlaştırılmalıdır. Bu bölüm projenin en önemli kısmıdır. Bulgular, yazılı ve görsel araçlarla ifade edilmelidir.
Bir bilim insanı veya mühendis bir ürün tasarlarken sıra ile bazı uygulama basamaklarını takip eder. Bu basamaklar aşağıdaki gibi bir şema ile gösterilebilir.
Bilimsel problemlerin tespit edilmesi
Problemle ilgili verilerin toplanması
Verilere dayalı hipotez hazırlanması
Hipotezle ilgili tahminlerin ileri sürülmesi
Tahminlerin kontrollü deneylerle incelenmesi
Gözlem ve deneyler tahminleri doğrularsa geniş geçerliliği olan hipotezlerden teori oluşur.
Deney ve gözlemler tahminleri doğrulamazsa hipotez çürütülerek yeni bir hipotez hazırlanır.

Mühendislik Tasarım Süreci

1. Sorunu araştırma, tanımlama ve çözümü tartışma
2. Tasarımın genel özelliklerini belirtme
3. Taslak tasarım önerisi geliştirme
4. Tasarım önerisine yönelik araştırma
5. Tasarım önerisini geliştirme
6. Yapım
7. Değerlendirme ve test etme
8. Değişiklik önerme
9. Pazarlanabilir hâle getirme

1- Sorunu Araştırma, Tanımlama ve Çözümü Tartışma
Çevredeki durumlar gözlemlenmelidir. Geliştirilmek, değiştirilmek istenen durumlar belirlenip gözlemler dikkate alınarak yaşamdaki sorunlar listelenir. Listelenen sorunlardan biri seçilir, sorunu araştırma, tanımlama ve çözümü tartışmada çalışmayı yapan kişi kendi bilgi, deneyim, gözlem ve araştırma sonuçlarını kullanır.

2- Tasarım Genel Özelliklerini Belirleme
Belirlenen sorunun çözümünde kullanılacak tasarımların sahip olması gereken genel özellikler belirlenmelidir. Bunun için benzer sorulara (Nasıl? Kim için? Nerede kullanılacak? Boyutu nasıl olmalı? Biçimi nasıl olacak? Fonksiyonları ne? gibi) cevaplar aranacaktır. Bu soruların cevaplarının belirlenmesinde, tanımlanan sorunun çözümlenmesi için gerekli nitelikler ve sınırlamalar dikkate alınmalıdır.

3- Taslak Tasarım Önerisi Geliştirme
Taslak tasarımları, öncelikle çizimlerle geliştirilir. Bir tasarımın ve modelin estetik değer taşımasına, özgünlüğüne, işlevselliğine, yapılabilir olmasına ve çevreye etkilerine dikkat edilmelidir. Tasarıma yönelik düşünceleri yansıtan taslak çizimler yapılarak, genel özellikler ise yazılı olarak ifade edilir. Bu çizimlerde ürünün formu ve genel özellikleri gösterilir. Çizimler detaylandırılmaz. Birden fazla taslak çözüm önerisi geliştirebilir, taslak tasarım önerileri öğretmenle paylaşılabilir.

4- Tasarım Önerilerine Yönelik Araştırma
Önerilen taslak çizimleri geliştirmek için araştırma yapılır, bu amaçla taslak çizimlerde belirlenen özellikleri gerçekleştirmeye yönelik sorulara cevap aranır. Farklı yer, zaman ve kültürlerde, benzer veya ilişkili sorunların çözümünde kullanılan yöntemler incelenerek, bilimsel araştırma yöntemleri kullanılarak farklı kaynaklardan bilgi toplanıp bu bilgiler, tasarım etkinliklerini gerçekleştirmede değerlendirilir.
Belirlenen sorunların çözümüne yönelik tasarım önerileri geliştirilirken üretim olanakları ve tüketici tercihleri ekonomik, sosyal, çevresel etkileri teknik boyutlarıyla değerlendirilir. Tasarımlar için belirlenen genel özellikleri taşıyan bir ürünün nasıl gerçekleştirilebileceği, yapımında kullanacak araç, gereç, teknik ve yöntemler araştırılır. Denemeler yapılarak, sonuçları listelenerek yapılan çalışmalar kaydedilir.

5- Tasarım Önerileri Geliştirme
Tanımlanan ihtiyacı karşılamak veya belirlenen sorunu çözmek için yapılan araştırmalar dikkate alınır ve belirlenen nitelikleri taşıyan tasarıma yönelik düşünceler üretilir. Tasarıyı gerçekleştirmek için gerekli ihtiyaçlar belirlendikten sonra tasarım önerileri, uygun çizim ve yazı teknikleriyle, elle veya çizim araç-gereçleriyle kâğıt üzerinde projelendirilir. Tasarım önerileri açık ve anlaşılır bir çizimle gösterilir. Tasarım önerisi geliştirilmesine yönelik yapılan çalışmada; tasarımın yapım resmi, nasıl çalıştığı, kullanılacak araç-gereçler ve yapım aşamalarını gösteren planlamalar yer almalıdır.
Geliştirilen tasarım modellerinin estetik değer taşımasına; özgün, işlevsel, ekonomik ve yapılabilir olmasına dikkat edilmelidir. En uygun tasarım önerisinin seçimindeki gerekçeler açıklanarak bilimsel veriler kullanılıp tasarım önerilerinin çözüm için gerekli özellikleri nasıl karşıladığı belirlenip sonuçlar yazılmalıdır.

6- Yapım
Bu çalışmada güvenli çalışma kurallarına dikkat edilmelidir. Yapımda kullanacak araç gereç, işleme aracı ve bu aracın kullanımı için uygun yöntem seçilerek israfı azaltmaya ve maliyeti düşürmeye yönelik önceden önlem alınmalıdır. Araç ve gereçleri kullanmak için gerektiğinde yardım istenmelidir. Yapım sırasında plan, çizim, grafik, üç boyutlu modeller, semboller ve teknik bilgilerden yararlanılır. İstenilen sonuca ulaşmak için başkalarıyla iş bölümü yapmaya, iş birliğine gitmeye ve uygulama ortamının düzeniyle ilgili kurallara uymaya özen gösterilmelidir. Yapım sürecinde karşılaşılan sorunların nasıl çözüldüğü, uygulanan yöntem ve teknikler yazılmalıdır.

7- Değerlendirme ve Test Etme
Tasarım etkinlikleri sonucunda yapılan tasarımların, belirlenen sorunu ne oranda çözdüğü, tasarımın genel özelliklerini taşıyıp taşımadığı değerlendirilir. Bu amaçla çalışmayı yapanların değerlendirmelerine fırsat verilir. Gerçekleştirilen ürün veya modelin, belirlenen sorunu çözmedeki performansı test edilir. Tasarım etkinliğini gerçekleştirmede izlenen aşamalar tekrar gözden geçirilerek alınan kararlar ve uygulama sonuçları başlangıçtaki düşüncelerle karşılaştırılıp değerlendirilir. Değerlendirme ve test sonuçları raporlaştırılır.

8- Değişiklik Önerme
Değerlendirme sonuçları dikkate alınarak tasarımlar için yapılması gerekli değişiklikler belirlenir. Bu süreçte yaşanan; araştırma sonuçlarıyla ilgili kanıtlar, karşılaşılan sorunlar ve üretilen çözümler, tasarım önerileri; seçilen en iyi tasarım önerisi, bunun gerekçesi, yapım aşamalarını gösteren planlamalar, değerlendirme sonuçları, değişiklik önerileri vb. yazılır. Öz değerlendirme formları doldurulur. Yapılan çalışmalar ve tasarım modeli değerlendirilmek üzere öğretmene teslim edilir.

9- Pazarlanabilir Hâle Getirme
Yapılan çalışmalar için bir isim bulunur. Çalışma, Genel Ağ veya televizyonda tanıtmak amacıyla reklam, gazete haberi vb. şeklinde hazırlanabilir. Hazırlanan çalışma pazarlanabilir. Şimdi sıra bizde. Bizler de birer bilim insanı, mühendis olabilir miyiz? Problemlerle dolu bir dünyada yaşıyoruz. Bu problemleri bulup onlara çözüm üretmemiz gerekebilir. Bir mühendis olsaydık, ilk işimiz ne üretmek olurdu? Bir bilim insanı olsaydık neyi merak ederdik? “Fen, Mühendislik ve Girişimcilik” bölümlerinde ünitelerde ele alınan konulara ilişkin problemlerin farkına varmamız beklenmektedir. Bu problemi tanımlayarak çözüm yolları belirlemeye çalışmamız istenmektedir. Bu çözüm yollarını karşılaştırarak, en uygun olanı belirleyerek bir ürün ortaya çıkarıp bu ürünü sunacağız. Burada çıkaracağımız ürünü okulumuzda düzenlenecek olan bilim şenliği gibi etkinliklerde sergileyebiliriz. Şimdi örnek proje çalışmasını okuyarak biz de çalışmalarımızı yapalım.