Işığın Madde ile Etkileşimi Konusunun Öğretiminde STEM SOS Modelinin Akademik Başarı ve STEM Tutumları Üzerindeki Etkileri

Abstract

Bu araştırmada, Işığın Madde ile Etkileşimi konusunun Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik Öğrencileri Sahnede (STEM SOS) modeli kullanılarak uygulanmasının öğrencilerin akademik başarıları ve tutumları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Araştırmanın çalışma grubunu, 2023–2024 eğitim-öğretim yılında Türkiye’de bir ortaokulda öğrenim gören 42 yedinci sınıf öğrencisi oluşturmuştur. Deney grubunda öğretim, STEM SOS modeline dayalı etkinlikler aracılığıyla yürütülmüştür. Öğrencilerin akademik başarıları, araştırmacılar tarafından geliştirilen 30 maddelik başarı testi ile ölçülmüştür. Bu teste ilişkin ortalama güçlük indeksi 0.406, ortalama ayırt edicilik indeksi 0.748 ve KR-20 güvenirlik katsayısı 0.771 olarak hesaplanmıştır. Öğrencilerin STEM’e yönelik tutumları ise Faber ve diğerleri (2013) tarafından geliştirilen ve Yıldırım ve Selvi (2015) tarafından Türkçeye uyarlanan STEM Tutum Ölçeği ile belirlenmiştir. Ölçeğin Cronbach alfa güvenirlik katsayısı 0.94 olarak rapor edilmiştir. Deney grubunda öğrenciler beşer kişilik gruplara ayrılmış ve Işığın Madde ile Etkileşimi konusu kapsamında STEM SOS modeline dayalı olarak sınıf içi ve sınıf dışı öğrenci merkezli etkinliklere katılmıştır. Modelin birinci düzeyinde, açık uçlu sorular aracılığıyla öğrencilerin konuya ilişkin ilgi ve merakları harekete geçirilmiştir. İkinci ve üçüncü düzeylerde ise proje görevleri kapsamında deneysel gözlemler yapılmış ve elde edilen bulgular somut ürünlere dönüştürülmüştür. Son test sonuçları, STEM’e yönelik tutum ve akademik başarı açısından deney grubu lehine istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğunu ortaya koymuştur.

Keywords

• STEM SOS Modeli
• Ortaokul Öğrencileri
• Akademik Başarı Testi

Ethical Statement

Bu araştırma, İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiği Kurulu Sosyal ve Beşerî Bilimler Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiği Kurulu’nun 28.08.2025 tarihli ve 2025/18-31 sayılı kararı ile alınan izin doğrultusunda yürütülmüştür

Effects of the STEM SOS Model on Achievement and STEM Attitudes in Teaching the Interaction of Light with Matter

Abstract

In this research, the effects of implementing the subject of interaction of light with matter using the Science, Technology, Engineering and Mathematics Students on the Stage (STEM SOS) model on students' achievement and attitudes were investigated. The study group consisted of 42 seventh-grade students enrolled in a middle school in Türkiye during the 2023–2024 academic year.The experimental group received instruction through activities based on the STEM SOS model Students’ academic achievement was measured using a 30-item achievement test developed by the researchers, for which the average difficulty index, average discrimination index, and KR-20 reliability coefficient were 0.406, 0.748 and 0.771, respectively. Students’ STEM attitudes were assessed using the STEM Attitude Scale developed by Faber et al. (2013) and adapted into Turkish by Yıldırım and Selvi (2015), with a reported Cronbach’s alpha reliability coefficient of 0.94. In the experimental group, students were divided into groups of five and engaged in student-centered activities both in and out of the classroom based on the STEM SOS model, focusing on the topic of light’s interaction with matter. At the first level of the model, students’ interest and curiosity regarding the topic were stimulated through open-ended questions; at the second and third levels, experimental observations were conducted as part of project tasks, and the findings were transformed into tangible products. The final test results revealed a statistically significant difference in favor of the experimental group in terms of attitudes toward STEM and academic achievement.

Keywords

• STEM SOS Model
• Middle School Students
• Academic Achievement Test

Ethical Statement

This research was conducted in accordance with the permission granted by the İnönü University Scientific Research and Publication Ethics Committee, Social and Human Sciences Scientific Research and Publication Ethics Committee, through its decision dated 28.08.2025 and numbered 2025/18-31.

References

1. Açışlı Çelik, S. (2022). STEM etkinliklerinin ortaokul 6. sınıf öğrencilerinin problem çözme becerilerine, eleştirel düşünmelerine ve STEM’e yönelik tutumlarına etkisinin araştırılması. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, (56), 287–313.
2. Akgül, N., & Yıldırım, B. (2018). Research on the effect of STEM SOS model in terms of different variables. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 5(2), 316–326.
3. Al Hamad, N. M., Adewusi, O. E., Unachukwu, C. C., Osawaru, B., & Chisom, O. N. (2024). A review on the innovative approaches to STEM education. International Journal of Science and Research Archive, 11(1), 244–252.
4. Aydın, E., & Karslı Baydere, F. (2019). Yedinci sınıf öğrencilerinin STEM etkinlikleri hakkındaki görüşleri: Karışımların ayrıştırılması örneği. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 38(1), 35–52.
5. Baltabıyık, D. Y., & Duru, M. K. (2021). STEM uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin kavramsal anlama ve bilimsel yaratıcılıklarına etkisi. Araştırma ve Deneyim Dergisi (ADEDER), 6(1), 22-33.
6. Bekereci, Ü. (2022). STEM öğrenme modelinde proje tabanlı öğrenme yöntemi ve istasyon tekniği kullanımının öğrencilerin akademik başarılarına, kalıcılığa ve STEM’e yönelik tutumlarına etkisi [Doktora tezi, Gazi Üniversitesi]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
7. Bekereci, Ü., & Hamzaoğlu, E. (2024). STEM eğitiminde proje tabanlı öğrenme yöntemi kullanımının bilgilerin kalıcılığına ve STEM’e yönelik tutuma etkisi. Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 24(2), 1029–1048.
8. Bentley, J. (2021). The impact of STEM education on elementary school math and science achievement (Yayın No. 28647841) [Doktora tezi, Liberty University]. ProQuest Dissertations & Theses Global.

9. Büyüköztürk, Ş. (2021). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı: İstatistik, araştırma deseni, SPSS uygulamaları ve yorum (28. baskı). Pegem Akademi.
10. Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E. K., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2012). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı. Pegem Akademi.
11. Bybee, R. W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. National Science Teachers Association.
12. Can, C., & Akgün, F. (2025). “Işığın madde ile etkileşimi” ünitesi başarı testi geliştirme: Geçerlik ve güvenirlik çalışması. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, (74), 112–136.
13. Capraro, R. M., Capraro, M. M., & Morgan, J. (Eds.). (2013). STEM project-based learning: An integrated science, technology, engineering, and mathematics (STEM) approach (2nd ed.). Sense Publishers.
14. Ceylan, S. (2014). Ortaokul fen bilimleri dersindeki asitler ve bazlar konusunda FeTeMM yaklaşımı ile öğretim tasarımı hazırlanmasına yönelik bir çalışma [Yüksek lisans tezi, Uludağ Üniversitesi]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
15. Dede, H. (2022). Evaluation of STEM SOS model: Pre-service science teachers’ opinions. International Journal of Progressive Education, 18(3), 44–56. https://doi.org/10.29329/ijpe.2022.439.4
16. Doğan, B., & Robin, B. (2015). Technology’s role in STEM education and the STEM SOS model. In A. Şahin (Ed.), A practice-based model of STEM teaching (pp. 75–91). Sense Publishers.
17. Durkaya, F., & Aydoslu, M. (2021). Ortaokul öğrencilerinin ışık ve yansıma hakkındaki bilişsel yapılarının ve kavram yanılgılarının alternatif ölçme ve değerlendirme teknikleri kullanılarak tespit edilmesi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Türk Dünyası Uygulama ve Araştırma Merkezi Eğitim Dergisi, 6(2), 78–103.
18. Erdogan, N., & Bozeman, T. D. (2015). Models of project-based learning for the 21st century. In A. Sahin (Ed.), A practice-based model of STEM teaching: STEM students on the stage (S.O.S.) (pp. 31–42). Sense Publishers.
19. Eroğlu, S., & Bektaş, O. (2016). STEM eğitimi almış fen bilimleri öğretmenlerinin STEM temelli ders etkinlikleri hakkındaki görüşleri. Eğitimde Nitel Araştırmalar Dergisi, 4(3), 43–67.
20. Faber, M., Unfried, A., Wiebe, E. N., Corn, J., Townsend, L. W., & Collins, T. L. (2013). Student attitudes toward STEM: The development of upper elementary school and middle/high school student surveys. Proceedings of the 120th ASEE Annual Conference & Exposition. ASEE.
21. Gencer, A. S., Doğan, H., Bilen, K., & Can, B. (2019). Bütünleşik STEM eğitimi modelleri. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, (45), 38–55.
22. Gonzalez, H. B., & Kuenzi, J. J. (2012). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: A primer (CRS Report No. R42642). Congressional Research Service.
23. Han, S., Capraro, R., & Capraro, M. M. (2015). How STEM project-based learning affects students differently: The impact of student factors on achievement. International Journal of Science and Mathematics Education, 13(5), 1089–1113. https://doi.org/10.1007/s10763-014-9526-0
24. Hiğde, E. (2018). Ortaokul 7. sınıf öğrencileri için hazırlanan STEM etkinliklerinin farklı değişkenlere yönelik etkisinin incelenmesi [Doktora tezi, Adnan Menderes Üniversitesi]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
25. Kavacık, İ. (2018). STEM uygulamalarının öğrencilerin öğrenme yaklaşımlarına, sorgulayıcı öğrenme becerisi algılarına ve STEM’e yönelik tutumlarına etkisi [Yüksek lisans tezi, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
26. Kennedy, T. J., & Odell, M. R. L. (2014). Engaging students in STEM education. Science Education International, 25(3), 246–258.
27. Larson, L. C., & Miller, T. N. (2011). 21st century skills: Prepare students for the future. Kappa Delta Pi Record, 47(3), 121–123. https://doi.org/10.1080/00228958.2011.10516575
28. Martinez-Borreguero, G., Naranjo-Correa, F. L., & Mateos-Núñez, M. (2022). Development of STEM instructional resources for teaching optics to teachers-in-training. Education Sciences, 12(3), Article 186. https://doi.org/10.3390/educsci12030186
29. 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 J. J. Kolodner, H. M. Purdy, & J. R. Botsford (Eds.), Engineering in pre-college settings (pp. 35–60). Purdue University Press.
30. Patton, M. Q. (2002). Qualitative research & evaluation methods (3rd ed.). SAGE Publications.
31. Selvi, M., & Yıldırım, B. (2017). STEM teaching and learning models: 5E learning model, project-based learning, and STEM SOS model. In S. Çepni (Ed.), STEM+A+E education: From theory to practice (pp. 203–236). Pegem Akademi.
32. Sevim, S., Uysal, İ., & Demirci, E. (2021). Fen bilimleri dersi 5. sınıf “Işığın yayılması” ünitesine yönelik başarı testi geliştirme çalışması. Caucasian Journal of Science, 8(2), 224–246. https://doi.org/10.48138/cjo.644364
33. Şahin, A. (Ed.). (2015). A practice-based model of STEM teaching: STEM students on the stage (SOS). Sense Publishers.
34. Şahin, A., & Top, N. (2015). STEM students on the stage (SOS): Promoting student voice and choice in STEM education through an interdisciplinary, standards-focused, project based learning approach. Journal of STEM Education, 16(3), 24–33.
35. Tanrıöver, S. (2025). STEM SOS modeli: Proje tabanlı ve araştırma temelli öğrenmenin bütünleşik bir yaklaşımı. In M. Ersoy (Ed.), Eğitim bilimlerinde akademik araştırmalar içinde (ss. 1–12). Özgür Yayınları.
36. Turgut, M. F., & Baykul, Y. (2012). Eğitimde ölçme ve değerlendirme. Pegem Akademi.
37. Ültay, N., & Özkurt, İ. (2025). The impact of 4th grade students’ learning about magnetism through STEM activities on success, 21st century skills, and perspectives. Research in Science & Technological Education, 43(3), 951–975.
38. Villaruz, E. J., Cardona, M. C. F., Buan, A. T., Barquilla, M. B., & Yuenyong, C. (2019). Ice cream STEM education learning activity: Inquiry from the context. Journal of Physics: Conference Series, 1340(1), Article 012092.
39. Yanar, S., Saylan Kırmızıgül, A., & Kaya, H. (2019). 6. sınıf ışık ve ses konusuna yönelik başarı testi geliştirme çalışması. SDU International Journal of Educational Studies, 6(2), 53–72.
40. Yavuz, Ü. (2019). İlkokul fen bilimleri dersinin fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (FeTeMM) etkinlikleri ile işlenmesi [Yüksek lisans tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
41. Yıldırım, B., & Altun, Y. (2015). STEM eğitim ve mühendislik uygulamalarının fen bilgisi laboratuvar dersindeki etkilerinin incelenmesi. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 2(2), 28–40.
42. Yıldırım, B., & Selvi, M. (2015). Adaptation of STEM attitude scale to Turkish. Turkish Studies, 10(3), 1117–1130.
43. Yıldırım, B., & Selvi, M. (2017). STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin etkileri üzerine deneysel bir çalışma. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 13(2), 183–210.