TY  - JOUR
T1  - Examining the Development of Pre-Service Science Teachers’ STEM-Focused Lesson Planning Skills
TT  - Fen Bilimleri Öğretmen Adaylarının STEM Odaklı Ders Planlama Becerilerinin Gelişiminin İncelenmesi
AU  - Altan, Esra Bozkurt
AU  - Ucuncuoglu, İrem
PY  - 2019
DA  - October
JF  - Eurasian Journal of Educational Research
PB  - Özer DAŞCAN
WT  - DergiPark
SN  - 1302-597X
SP  - 103
EP  - 124
VL  - 19
IS  - 83
LA  - en
AB  - Purpose: Inthe 21st century, the importance of the fields of science, mathematics,technology, and engineering, and the need of the skilled individuals have paveda way for a great responsibility on teachers providing instruction in these fourfields. Therefore, in this context, it is essential that teachers need toreceive education for the cultivation of STEM skills in schools. The presentstudy, it is aimed investigate the development of the STEM-focused lessonplanning skills of pre-service science teachers who participated inSTEM-focused laboratory activities.Research Methods: This research was designed as a single case study. The participants inthis research study were seven pre-service science teachers. Data werecollected through the lesson plans developed by the pre-service scienceteachers and analyzed using descriptive analysis. Findings: The results showed thatSTEM-focused laboratory activities contributed to the development ofpre-service science teachers’ skills about planning a STEM-focused lesson.Implications for Research and Practice: The findings suggest that the Science TeachingLaboratory Practices course might be structured with STEM-focused activities toimprove the STEM-focused lesson planning skills of pre-service teachers.Providing long-term education to pre-service teachers in person can berecommended for improving their STEM-focused lesson planning skills. In thisresearch, lesson plans of pre-service teachers were examined in terms ofcontent, approach, assessment and evaluation. Development of more detailedanalyses is suggested for examining lesson plans.
KW  - Pre-service science teachers
KW  - STEM
KW  - STEM-focused laboratory activities
KW  - teachers’ skills
KW  - teachers’ efficacy
N2  - ProblemDurumu: STEM (Fen, Tenoloji, Mühendislik ve Matematik) kısaltması dispilinlerinentegrasyonuna dayanan bir yaklaşımı temsil etmektedir. Bu yaklaşım, öğrenenlerigünlük yaşamdan problem durumları ile karşı karşıya bırakarak, fen, teknoloji,mühendislik ve matematik alanları çerçevesinde bütüncül olarak düşünmelerini,çözüm üretmenlerini ve çözümlerini uygulamalarını ön plana çıkarmaktadır(Dugger, 2010; Moore et al., 2014; Thomas, 2014; Fllis & Fouts, 2001; Louet al., 2011). Dünya’da ve Türkiye’de STEM eğitimine verilen önemdeğerlendirildiğinde disiplinlerin entegrasyonu sağlayacak özgün bağlamlargeliştirebilecek öğretmenlerin hizmet içi ya da hizmet öncesinde STEM odaklıöğrenme sürecini planlayabilme becerisi kazanmalarının gerekliliği aşikardır.Bu bağlamda STEM odaklı öğrenme ortamlarında etkinliklere katılarak deneyimsahibi olan fen bilimleri öğretmen adaylarının bu deneyimlerinin ortaokul fen bilimleridersini STEM odaklı anlayışla planlayabilmelerine katkı sağlayıp sağlamadığınınortaya konulmasının alan yazınına önemli katkı sağlayacağı düşünülmektedir. AraştırmanınAmacı: Bu araştırmada STEM odaklı etkinlikler ile yürütülen Fen Öğretimi LaboratuvarUygulamaları dersine katılan fen bilimleri öğretmen adaylarının STEM odaklıders planlama becerilerinin gelişiminin incelenmesi amaçlanmaktadır.AraştırmanınYöntemi: Araştırma nitel araştırma desenlerinden durum çalışması esas alınarakyürütülmüştür. Araştırmanın çalışma grubunu, 7 fen bilimleri öğretmen adayı (4kadın, 3 erkek) oluşturmaktadır. Öğretmen adaylarının isimleri renkler ilekodlanmıştır: Beyaz, Mavi, Turuncu, Yeşil, Pembe, Sarı, Mor. Öğretmenadaylarının Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları II dersinden öncehazırladıkları planlarda etkili olabileceği düşünüldüğünden katılımcıların STEMeğitimi konusundaki önceki deneyimlerini betimlemekte fayda görülmektedir.Çalışma grubunu oluşturan öğretmen adayları Fen Öğretimi Laboratuvar UygulamalarıI dersi kapsamında temel düzeyde 4 haftalık STEM eğitimi almış ve STEMetkinlikleri incelemişlerdir. Aynı zamanda Özel Öğretim Yöntemleri I (ÖÖY- I)dersinde STEM eğitimine yönelik teorik olarak bilgi sahibi olmuşlardır.Araştırmanın yürütüldüğü Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları II dersini, ikiayrı gruptaki toplam 35 öğretmen adayı almaktadır. Araştırmanın katılımcılarınıdersi alan öğretmen adaylarından gönüllü olarak katılım sağlayayan öğretmenadayları olmuştur. Ders, 13 hafta boyunca her hafta 4 ders saati olmak üzereyürütülmüştür. Uygulama sürecinde 5’i araştırmacılar, 1’i Bozkurt Altan, vd.(2016) tarafından geliştirilen toplam altı farklı STEM odaklı etkinlikkullanılmıştır. STEM odaklı etkinlik modülleri probleme dayalı STEMuygulamaları ve mühendislik tasarım süreci esas alınarak planlanmıştır. Araştırmada öğretmenadaylarının STEM odaklı etkinlik planlama becerilerine yönelik veriler dersplanları ile toplanmıştır. Öğretmen adaylarından STEM odaklı uygulamalarınöncesinde ve sonrasında grup çalışması ile uygulama sürecinde ise bireyselolarak ortaokul fen bilimleri dersi öğretim programında yer alan kazanımlarkapsamında STEM eğitimine uygun ders planları hazırlamaları istenmiştir. Dersplanları betimsel analiz ile çözümlenmiştir. AraştırmanınBulguları: Fen bilimleri öğretmen adaylarının STEM odaklı etkinlik planlamabecerilerine ilişkin bulgulara göre STEM odaklı etkinliklere katılmanın genelolarak öğretmen adaylarının STEM odaklı ders planlama becerisinin gelişiminekatkı sağladığı tespit edilmiştir. Çalışma grubunda yer alan 7 öğretmenadayının STEM odaklı laboratuvar etkinlikleri boyunca hazırladıkları dersplanlarında “içerik”, “yaklaşım”, “ölçme değerlendirme” ve “uygulanabilirlik”kategorileri kapsamında gelişim gösterdikleri tespit edilmiştir.Öğretmen adaylarınınuygulama öncesinde grup olarak hazırladıkları ders planında “içerik”kategorisinde çoğunlukla yalnızca fen disiplinine yer verdikleri ve öğretimsürecini fen disiplini kapsamında planladıkları tespit edilmiştir. Buna bağlıolarak diğer kategorilerde de fen disiplini çerçevesinde etkinliklere yervermişlerdir. Uygulama sonrasında hazırladıkları öğretim planlarında ise dahaçok mühendislik tasarım odaklı ve teknoloji destekli etkinliklere yerverdikleri belirlenmiştir. Öğretmen adayları uygulama sonrası hazırladıklarıders planlarında “ölçme değerlendirme”, “yaklaşım” ve “uygulanabilirlik”kategorileri bağlamında da STEM odaklı öğrenme sürecine uygun planlarhazırlamışlardır.Öğretmen adaylarınınuygulama sürecinde bireysel olarak hazırladıkları iki farklı ders planlanındaSTEM odaklı öğrenme sürecine uygun içeriklere yer verdikleri tespit edilmiştir.7 öğretmen adayından 4’ü seçtikleri kazanımlar nedeniyle STEM disiplinleriniplana entegre etme konusunda zorluk yaşamış fakat ders planlarında STEMdisiplinlerini içeren etkinliklere yer verebilmiştir. Dört öğretmen adayınınbireysel olarak hazırladıkları ilk ders planları “uygulanabilirlik”kategorisinde tekrar düzenlenmelidir olarak değerlendirilmiştir. Diğer üçöğretmen adayının ise uygulama sürecinde hazırladıkları iki planda da STEMdisiplinlerini ders içeriğine uygun şekilde entegre ederek ders planlarınıhazırladıkları tespit edilmiştir. Öğretmen adayları hazırladıkları dersplanlarında “içerik”, “yaklaşım”, “ölçme değerlendirme” ve “uygulanabilirlik”kategorileri kapsamında gelişim göstermiştir.AraştırmanınSonucu ve Öneriler: Fen Bilgisi Öğretmenliği lisans programı FenÖğretimi Laboratuvar Uygulamaları II dersi için 13 haftalık bir süreç içindegerçekleştirilen uygulamalar öğretmen adaylarının STEM odaklı ders planlamayayönelik becerilerinin gelişiminde etkili olmuş ve öğretmen adayları süreçiçerisinde hazırladıkları ders planlarına bu durumu yansıtmışlarıdır. Öğretmenadaylarının uygulama öncesinde teorik bilgiye sahip olmasına karşınhazırladıkları planların STEM odaklı öğrenme sürecine dair unsurlar içermediğitespit edilmiştir. Kendilerinin STEM odaklı etkinlikler içerisinde yer almalarıSTEM odaklı etkinlik planlama becerilerinin gelişiminde etkili olmuştur. Buaraştırmanın katılımcılarının STEM eğitimi konusunda teorik alt yapıya sahipolmasına rağmen öğretmen adaylarının süreç boyunca hazırladıkları dersplanlarında 6. haftadan itibaren hazırlanan planların STEM odaklı olmasıbakımından gelişme göstermeye başladığı daha ileriki haftalarda iyileştiğigörülmektedir. Bu sonuç teorik eğitimlerin yanı sıra öğretmen adaylarınınkendilerinin etkinliklere aktif katılım sağlamasının önemli olduğu biçimindedeğerlendirilebilir. Bir diğer yönü ile uzun soluklu programların öğretmenadaylarının becerilerinin gelişimine destek sağladığı söylenebilir.Öğretmen adaylarına STEMeğitim anlayışını benimseyecekleri öğrenme ortamı oluşturmak üzere Fen ÖğretimiLaboratuvar Uygulamaları II dersinin STEM odaklı öğrenme sürecini esas alarakyapılandırılması önerilebilir. Bu araştırmada öğretmen adaylarının dersplanları içerik, yaklaşım, ölçme-değerlendirme ve uygulanabilirlik boyutlarıile incelenmiştir. Öğretmen adaylarının ders planlarının incelenmesi için dahadetaylı çözümlemeler geliştirilmesi önerilebilir.
CR  - Arafah, M. M. (2011). But what does this have to do with science? Building the case for engineering in K-12 (Master’s thesis). Retrieved from https://engagedscholarship.csuohio.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1459&context=etdarchive
CR  - Allen, M., Webb, A.W., & Matthews, C.A. (2016). Adaptive teaching in stem: characteristics for effectiveness. Theory Into Practice, 55(3), 217-224.
CR  - Altun Yalcin, S., & Yalcin, P. (2018). Fen bilgisi ogretmen adaylarinin FeTeMM egitimi konusundaki metaforik algilarinin incelenmesi [The investigation of the metaforic perceptions of pre service science teacher on stem education]. International Journal of Social Science, 70, 39-59.
CR  - Bakircı, H., & Karisan, D. (2018). Investigating the preservice primary school, mathematics and science teachers’ stem awareness. Journal of Education and Training Studies, 6(1), 32-42
CR  - Bozkurt, E. (2014). Muhendislik tasarim temelli fen egitiminin fen bilgisi ögretmen adaylarinin karar verme becerisi, bilimsel sürec becerileri ve sürece yönelik algılarına etkisi [The effect of engineering design-based science instruction on science teacher candidates' decision making skills, science process skills and perceptions about the process] (Unpublished doctoral dissertation). Available from Turkish Thesis Center. (No. 366313).
CR  - Bozkurt Altan, E., & Ercan, S. (2016). STEM education program for science teachers: perceptions and competencies. Journal of Turkish Science Education, 13(special issue), 103-117.
CR  - Bozkurt Altan, E., Ercan, S., & Karahan, E. (2016, September). Tasarim temelli fen egitimine yonelik ögrenci degerlendirmeleri: Bir durum çalismasi [Student assessments of design-based science education: A case study]. Paper presented at 12. National Science and Mathematics Education Congress, Trabzon, Turkey.
CR  - Bozkurt Altan, E., & Hacioglu, Y. (2018). Fen bilimleri ögretmenlerinin derslerinde STEM odaklı etkinlikler gercekleştirmek uzere gelistirdikleri problem durumlarinin incelenmesi [Investigation of problem statement developed by science teachers to perform stem focused activities in their courses]. Necatibey Faculty of Education Electronic Journal of Science and Mathematics Education, 12(2), 487-507.
CR  - Bracey, G., Brooks, M., Marlette, S., & Locke, S. (2013, June). Teachers in training: Building formal STEM teaching efficacy through informal science teaching experience. Paper presented at the ASQ Advancing the STEM Agenda Conference, Michigan, USA. Retrieved from http://rube.asq.org/edu/2013/04/innovation/teachers-n-training-builiding-formal-stem-teaching-efficacy-through-informal-science-teaching-experience.pdf
CR  - Bybee, R. W. (2010). What is STEM education. Science, 329, 996.
CR  - Capobianco, B. M. (2013). Learning and teaching science through engineering design: insights and implications for professional development. Association for Science Teacher Education Conference, Charleston, SC.
CR  - Chen, F.F. (2007). Sensitivity of goodness of fit indexes to lack of measurement invariance. Structural Equation Modeling: A Multidisciplinary Journal, 14(3), 464-504.
CR  - Çetin, A., & Kahyaoğlu, M. (2018). STEM temelli etkinliklerin fen bilgisi ogretmen adaylarinin fen, matematik, muhendislik ve teknoloji ile 21. yuzyil becerilerine yönelik tutumlarina etkisi [The effects of stem based activities on pre-service science teachers attitudes towards science, mathematics, engineering and technology, and 21. century skills]. EKEV Academy Journal, 22(75), 15-28.
CR  - Çorlu, M. S., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: implications for educating our teachers for the age of innovation. Education and Science, 39(171), 74-85.
CR  - Dugger, E. W. (2010, December). Evolution of STEM in the united states. 6th Biennial International Conference on Technology Education Research, Australia. Retrieved from http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.476.5804
CR  - Ercan, S. (2016, May). Improving prospective science teachers’ integrated STEM teaching competencies. International Conference on Education in Mathematics, Science & Technology (ICEMST), Bodrum, Turkey.
CR  - Fllis, A. K., & Fouts, J. T. (2001). Interdisciplinary curriculum: The research base: The decision to approach music curriculum from an interdisciplinary perspective should include a consideration of all the possible benefits and drawbacks. Music Educators Journal, 87(5), 22-68.
CR  - Gül, K. (2019). Fen bilgisi ogretmen adaylarina yonelik bir STEM egitimi dersinin tasarlanmasi, uygulanmasi ve degerlendirilmesi (The design, implementation, and evaluation of a stem education course for pre-service science teachers) (Unpublished doctoral dissertation). Available from Turkish Thesis Center (No. 552171).
CR  - Hacioglu, Y. (2017). Fen, teknoloji, muhendislik ve matematik (STEM) egitimi temelli etkinliklerin fen bilgisi ogretmen adaylarının elestirel ve yaratici dusunme becerilerine etkisi [The effect of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education based activities on prospective science teachers' critical and creative thinking skills] (Unpublished doctoral dissertation). Available from Turkish Thesis Center (No. 461483).
CR  - Hacioglu, Y., Yamak, H., & Kavak, N. (2017). The opinions of prospective science teachers regarding STEM education: the engineering design-based science education. Gazi University Journal of Faculty of Education, 37(2), 649-684.
CR  - Han, S., Yalvac B., Capraro, M. M., & Capraro, R.M. (2015). In-service teachers’ implementation and understanding of STEM project based learning. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 11(1), 63-76.
CR  - Hmelo, C. E., Holton,D., & Kolodner, J. L. (2000). Designing to learn about complex systems. The Journal of the Learning Sciences, 9(3), 247–298.
Hsu, M.C., Purzer, S., & Cardella, M.E. (2011). Elementary teachers views about teaching design, engineering and technology. Journal of Pre-College Engineering Education Research, 1(2), 31-39.
CR  - Inancli, E., & Timur, B. (2018). Fen bilimleri ogretmen ve ogretmen adaylarinin STEM egitimi hakkindaki gorusleri [Science teacher and teacher candidates' opinions about STEM education]. International Journal of Science and Education, 1(1), 48-66.
CR  - Kelley, T. R., & Knowles, G. A (2016). Conceptual framework for integrated STEM education. International Journal of STEM Education, 2016, 3-11.
CR  - Kızılay, E. (2018). STEM alanlarinin birbirleri ile iliskisi hakkinda fen bilgisi ogretmen adaylarinin görüsleri [Pre-service science teachers’ opinions about the relationship of stem fields]. Journal of Research in Education and Scoiety, 5(2), 174-186.
CR  - Lou, S. J., Shih, E. C., Diez, C. R., & Tseng, K. H. (2011). The impact of problem-based learning strategies on STEM knowledge integration and attitudes: an exploratory study among female Taiwanese senior high school students. International Journal of Technology and Design Education, 21(2), 195–215.
CR  - Marshall, C., & Rossman, G. B. (2006). Designing qualitative research (4th Edition). USA: Sage Publications.
CR  - Merriam, S. B. (1998). Qualitative research and case study applications in education. San Francisco: Jossey-Bass Publishers.
CR  - Merriam, S. B. (2013). Qualitative research: a guide to design and implementation. Revised and expanded from qualitative research and case study applications in education (3nd edition). San Francisco: Jossey-Bass Publishers.
CR  - Miles, M. B., & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis. London:Sage Publication
CR  - Moore, T. J., Stohlmann, M.S., Wang, H.-H., Tank, K.M., Glancy, A.W., & Roehrig, G. H. (2014). Implementation and integration of engineering in K-12 STEM education. In S. Purzer, J. Strobel, & M. Cardella (Eds.), Engineering in precollege settings: Research into practice (pp. 35-60). West Lafayette: Purdue Press.
CR  - Nadelson, L. S., Callahan, J., Pyke, P., Hay, A., Dance, M., & Pfiester, J. (2013). Teacher STEM perception and preparation: inquiry-based STEM professional development for elementary teachers. The Journal of Educational Research, 106(2), 157-168.
CR  - National Academy of Engineering [NAE], & National Research Council [NRC]. (2009). Engineering in K-12 education understanding the status and improving the prospects. Edt. Katehi, L., Pearson, G., Feder, M. Washington, DC: National Academies Press.
CR  - National Research Council [NRC]. (2012). A Framework for k-12 science education: Practices,crosscutting concepts, and core ideas. Washington DC: The National AcademicPress.
CR  - Shaughnessy, M. (2013). Mathematics in a STEM context. Mathematics Teaching in the Middle School, 18(6), 321-323.
CR  - Siew, N. M. (2017). Integrating STEM in an engineering design process: the learning experience of rural secondary school students in an outreach challenge program. The Eurasia Proceedings of Educational & Social Sciences (EPESS), 2017(6), 128-141.
,
Siew, N. M., Amir, N. & Chong, C. L. (2015). The perceptions of pre-service and in-service teachers regarding a project-based STEM approach to teaching science. Springer Plus, 4(8), 1-20.
CR  - Smith, J., & Karr-Kidwell, PJ. (2000). The interdisciplinary curriculum: a literary review and a manual for administrators and teachers. Retrieved from ERIC database. (ED443172).
CR  - Sungur Gul, K., & Marulcu, İ. (2014). Investigation of in service and pre-service science teachers’ perspectives about engineering-design as an instructional method and legos as an instructional material. International Periodical for The Languages, Literature, and History of Turkish or Turkic, 9(2), 761-786.
CR  - Thomas, T. A. (2014). Elementary teachers’ receptivity to ıntegrated science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education in the elementary grades. (Unpublished doctoral dissertation, University of Nevada). Retrieved from https://scholarworks.unr.edu/handle/11714/2852
CR  - Tsai, H. W. (2007). A study of STEM instructional model applied to science and technology in juni¬or high school. (Unpublished doctoral dissertation, National Pingtung University of Science and Technology).
CR  - Wilson, S. M. (2011, April). Effective stem teacher preparation, induction, and professional development NRC Workshop on Highly Successful STEM Schools or Programs,
CR  - Washington, DC. Retrieved from http://sites.nationalacademies.org/cs/groups/dbassesite/documents/webpage/dbasse_072640.pdf
CR  - Wendell, K. B., Connolly, K. G., Wright, C. G., Jarvin, L., Rogers, C., Barnett, M., & Marulcu, I. (2010, June). Incorporating engineering design into elementary school science curricula. American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Louisville, KY. Retrieved from https://ceeo.tufts.edu/documents/conferences/2010kwkccwljcrmbim.pdf
UR  - https://dergipark.org.tr/en/pub/ejer/issue//648539
L1  - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/857925
ER  -