Protez Kuyruklar ve Biyoplastik Konulu Mühendislik Etkinliklerinin Değerlendirilmesi: 6. Sınıf Mühendislik Eğitimi Örneği

Abstract

Bu çalışmanın amacı, Her Yerde Mühendislik öğretim programında yer alan Protez Kuyruklar ve Biyoplastik üniteleri aracılığıyla öğrencilerin mühendislik tasarım sürecinden edindikleri deneyimleri ve mühendislik etkinliklerinin öğrencilerin mühendislik alanlarına ilişkin ilgilerine etkisini ortaya çıkarmaktır. Çalışmaya İstanbul ili Küçükçekmece ilçesindeki dezavantajlı kabul edilen bir imam hatip ortaokulundan 6. sınıf kız öğrencileri (n=30) katılmıştır. Çalışmada nicel (ölçekler ve etkinlik değerlendirme formları) ve nitel (gözlem formları ve görüşmeler) veri toplama araçlarından yararlanılmıştır. Bulgular, öğrencilerin (a) mühendislik tasarım süreçlerini deneyimlediğini; (b) mühendislik mesleği hakkında bilgi ve tecrübe edindiğini; (c) mühendislik alanına yönelik olumlu ilgi ve tutumlara sahip olduğunu; (d) mühendislik tasarım süreci ve etkinliklere yönelik görüşlerinin olumlu olduğunu göstermektedir. Dezavantajlı okulda mühendislik etkinliklerine erişebilir olmanın öğrencilere bir fırsat sağladığı düşünülmektedir.

Keywords

• Mühendislik eğitimi
• Her Yerde Mühendislik öğretim programı
• mühendislik tasarım süreci
• STEM eğitimi

Evaluation of Engineering Activities on Prosthetic Tails and Bioplastics: A Case for 6th Grade Engineering Education

Abstract

The purpose of this study is to examine students' experiences gained from the engineering design process and to reveal the effects of engineering activities on the students' interest in the engineering fields through the Prosthetic Tails and Bioplastic units in the Engineering Everywhere curriculum. Sixth grade female students (n = 30) from a religious middle school considered as disadvantaged in Kucukcekmece district of Istanbul participated in the study. Both quantitative (scales and efficacy evaluation forms) and qualitative (observation forms and interviews) data collection tools were used. Findings indicated that the students (a) experienced the engineering design processes; (b) gained knowledge and experience about the engineering profession; (c) had positive interests and attitudes towards engineering; (d) had positive views on the engineering design process and activities. In conclusion, access to engineering activities in a disadvantaged school ensured equal opportunity for the students.

References

1. Ateş, Ö. (2009). Mühendislik eğitiminde probleme dayalı öğretimin analizi (Yayınlanmamış doktora tezi). ODTÜ, Ankara.
2. Akkok, F. ve Watts, A. G. (2003). Public policies and career development: A framework for the design of career information, guidance and counseling services in developing and transition countries. Country report on Turkey 2003. World Bank.
3. Atman, C. J., Adams, R. S., Cardela, M. E., Turns, J., Mosborg, S. ve Saleem, J. (2007). Engineering design processes: A comparison of students and expert practitioners. Journal of Engineering Education, 96(4), 359-379.
4. Ayar, M. (2012). Ethnographic studies of school science and science communities (Yayınlanmamış doktora tezi). Texas A & M University, College Station, Texas, USA.
5. Ayar, M. C. (2015). Engineering design at first-hand and career interest in engineering: An informal STEM education case study. Educational Sciences: Theory and Practice, 15(6), 1655-1675.
6. Barley, S. ve J. Orr (1997). Between craft and science: Technical work in US settings. Ithaca, NY: Cornell University Press.
7. Bornasal, F., Brown, S., Perova-Mello, N. ve Beddoes, K. (2018). Conceptual growth in engineering practice. Journal of Engineering Practice, 107(2), 318-348.
8. Bozkurt, E. (2014). Mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin fen bilgisi öğretmen adaylarının karar verme becerisi, bilimsel süreç becerileri ve sürece yönelik algılarına etkisi (Yayınlanmamış doktora tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.

9. Bucciarelli, L. L. (1996). Designing engineers. Cambridge: Massachusetts. The MIT Press.
10. Büyüköztürk, Ş., Kılıç-Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. ve Demirel, F. (2017). Bilimsel araştırma yöntemleri (23. baskı). Ankara: Pegem Akademi.
11. Caner, A. ve Okten, C. (2010). Risk and career choice: Evidence from Turkey. Economics of Education Review, 29(6), 1060–1075.
12. Capobianco, B. M., DeLisi, J. ve Radloff, J. (2018). Characterizing elementary teachers' enactment of high‐leverage practices through engineering design‐based science instruction. Science Education, 102(2), 342–376.
13. Carberry, A. R. ve McKenna, A. F. (2014). Exploring student conceptions of modeling and modeling uses in engineering design. Journal of Engineering Education, 103(1), 77-91.
14. Chao, J., Xie, C., Nourian, S., Chen, G., Bailey, S., Goldstein, M. H., Purzer, S., Adams, R. S. ve Tutwiler, M. S. (2017). Bridging the design-science gap with tools: Science learning and design behaviors in a simulated environment for engineering design. Journal of Research in Science Teaching, 54(8), 1049-1096.
15. Christensen, S. H., Delahousse, B. ve Meganck, M. (2009). Engineering in context. Copenhagen, Denmark: Academica.
16. Creswell, J. W. (2013). Qualitative inquiry and research design: Choosing among five approaches (3. baskı). Washington, DC: Sage.
17. Crismond, D. P. ve Adams, R. S. (2012). The informed design teaching and learning matrix. Journal of Engineering Education, 101(4), 738–797.
18. Cunningham, C. M. (2009). Engineering is elementary. The Bridge (National Academy of Engineering), 30(3), 11–17.
19. Cunningham, C. M. ve Carlsen, W. S. (2014). Teaching engineering practices. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 197-210.
20. Çakmak, B., Bilen, K. ve Taner, M. (2019). Ortaokul öğrencilerinin mühendis ve mühendislik algıları. Anadolu Öğretmen Dergisi, 3(1), 32-43. doi: 10.35346/aod.559599
21. Çorlu, M. A., Adıgüzel, T., Ayar, M. C., Çorlu, M. S. ve Özel, S. (2012). Fen bilgisi, teknoloji, mühendislik ve matematik eğitimi. 10. Ulusal Fen Bilgisi ve Matematik Eğitimi Konferansı, Niğde, Turkey: Haziran 27-30.
22. Çorlu, M. S., Capraro, R. M. ve Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: Implications for educating our teachers for the age of innovation. Education & Science, 39(171), 74–85.
23. Çorlu, M. S., Svidt, K., Gnaur, D., Lavi, R., Borat, O. ve Çorlu, M. A. (2018). Engineering education in higher education in Europe. Y. J. Dori, Z. R. Mevarech ve D. R. Baker (Haz.), Cognition, metacognition and culture in STEM education (s. 241-259). Springer International Publishing.
24. Elliot, J. R. (1996). Chemical engineering education in Turkey and the United States. Chemical Engineering Education, 30(2), 150–155.
25. Ercan, S. ve Şahin, F. (2015). Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarının kullanımı: Tasarım temelli fen eğitiminin öğrencilerin akademik başarıları üzerine etkisi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 9(1), 128-164.
26. Ferguson, E. (1992). Engineering and the mind’s eye. Cambridge, MA: MIT Press.
27. Jonessen, D., Strobel, J. ve Lee, C. B. (2006). Everyday problem solving in engineering lessons for engineering educators. Journal of Engineering Education, 95(2), 139-151.
28. Gencer, A. S. (2015). Fen eğitiminde bilim ve mühendislik uygulaması: Fırıldak etkinliği. Araştırma Temelli Etkinlik Dergisi, 5(1), 1-19.
29. Gencer, A. S., Doğan, H., Bilen, K. ve Can, B. (2019). Bütünleşik STEM eğitimi modelleri. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 45(45), 38-55.
30. Glaser, G. G. ve Strauss, A. L. (1967). The discovery of grounded theory: Strategies for qualitative research. New York, NY: Aldine Press.
31. Hacıoğlu, Y., Yamak, H. ve Kavak, N. (2016). Mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile ilgili öğretmen görüşleri. Bartın University Journal of Faculty of Education, 5(3), 807-830.
32. Hidi, S. ve Renninger, K. A. (2006). The four–phase model of interest development. Educational Psychologist, 41(2), 111–127.
33. Higgins, M., San Antonio-Tunis, C., DiIeso, M., Meyer, N., Shams, M. F., Tauer, T. ve Cunningham, C. M. (2015). Engineering Everywhere curriculum development (Final Report). Boston, MA: Museum of Science. Erişim adresi http://www.eie.org/sites/default/files/downloads/EiE/ResearchPublications/higgins_et_al_2015_ee_report.pdf.
34. Higgins, M., Hertel, J. D., Cunningham, C. M. ve Lachapelle, C. P. (2013). Engineering adventures curriculum development grant (Final Report). Boston, MA: Museum of Science. Erişim adresi http://www.eie.org/sites/default/files/downloads/EiE/ResearchPublications/higgins_et_al_2013_ea_grant.pdf.
35. IJEMST (2016). Special issue on STEM education. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 4(1), 1-71.
36. IJEMST (2017). Special issue on STEM education. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 5(1), 1-74.
37. Kahveci, A. (2016). Fen ve mühendislik alanlarında kariyer: Eğitim sürecinde kız öğrenciler ve çok dilli / çok kültürlü öğrencilerin deneyimleri. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 29(1), 25-73. doi: 10.19171/uuefd.91203
38. Kalkan, Ç. ve Eroğlu, S. (2017). Destek eğitim odalarında üstün/özel yetenekli öğrenciler için STEM materyallerine dayalı örnek etkinliklerin tasarlanması. Üstün Zekâlılar Eğitimi ve Yaratıcılık Dergisi, 4(2), 36-46.
39. Kılıç, A. (2018). Mühendislik eğitiminin öğrenci bakış açısıyla değerlendirilmesi: İTÜ örneği (Yayınlanmamış doktora tezi). İTÜ, İstanbul.
40. Kınık-Topalsan, A. (2018). Sınıf öğretmenliği öğretmen adaylarının geliştirdikleri mühendislik tasarım temelli fen öğretim etkinliklerinin değerlendirilmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 186-219.
41. Koyunlu-Ünlü, Z. ve Şen, Ö.(2018). 5. Sınıf fen bilimleri ders kitabındaki etkinliklerin bilimsel araştırma ve mühendislik tasarım sürecine göre incelenmesi. Sakarya University Journal of Education, 8(4), 185-197.
42. Kuzgun, Y. (2003). Meslek rehberliği ve danışmanlığına giriş. Ankara, Turkey: Nobel Yayın Dağıtım.
43. Köklü, N. ve Büyüköztürk, Ş. (2000). Sosyal bilimler için istatistiğe giriş. Ankara. Pegem Yayıncılık.
44. Marulcu, İ. ve Sungur, K. (2012). Fen bilgisi öğretmen adaylarının mühendis ve mühendislik algılarının ve yöntem olarak mühendislik dizayna bakış açılarının incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(1), 13-23.
45. Mentzer, N., Becker, K. ve Sutton, M. (2015). Engineering design thinking: High school students’ performance and knowledge. Journal of Engineering Education, 104(4), 417-432.
46. Mertol, H. C., Ozcelik, E. ve Ugur, U. (2010). The use of engineering education for teaching k-12 mathematics, science and technology courses. Proceedings of International Engineering Education Conference, (s. 243-247). Antalya.
47. Mesutoğlu, C. (2017). Öğretmenler için mühendislik eğitimi üzerine öğrenme ilerlemeleri. Öğretmenlerin tutumları ve mühendislik tasarım süreci kavrayışları (Yayınlanmamış doktora tezi). ODTÜ. Ankara.
48. Milli Eğitim Bakanlığı. (2013). 3-8. sınıf fen bilimleri dersi öğretim programı. Ankara. MEB yayınları.
49. Milli Eğitim Bakanlığı. (2016). STEM Eğitim Raporu. http://yegitek.meb.gov.tr/STEM_Egitimi_Raporu.pdf
50. Milli Eğitim Bakanlığı. (2017). 3-8. sınıf fen bilimleri dersi öğretim programı. Ankara. MEB yayınları.
51. Milli Eğitim Bakanlığı. (2018). 3-8. sınıf fen bilimleri dersi öğretim programı. Ankara. MEB yayınları.
52. National Academy of Engineering and National Research Council. (2009). Engineering in K-12 education: Understanding the status and improving the prospectus. Washington, DC: National Academies Press.
53. National Academy of Engineering. (2004). The engineer of 2020: Visions of engineering in the new century. Washington, DC: National Academies Press.
54. National Academy of Engineering. (2008). Changing the conversation: Messages for improving public understanding of engineering. Washington, DC: National Academies Press.
55. Nersessian, N. J. (2009). How do engineering scientists think? Model-based simulation in biomedical engineering laboratories. Topics in Cognitive Science, 1, 730-757.
56. NGSS Lead States. (2013). Next generation Science standards: For states, by states. Washington, DC: NAP.
57. Lachapelle, C. P. ve Cunningham, C. M. (2014). Engineering in elementary schools. S. Purzer, J. Strobel ve M. Cardella (Haz.), Engineering in pre-college settings: Synthesizing research, policy, and practices (s. 61–88). Lafayette, IN: Purdue University Press.
58. Lewis, T. (2006). Design and inquiry: Bases for an accommodation between science and technology education in the curriculum? Journal of Research in Science Teaching, 43(3), 255–281.
59. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi. (2013). 2013 ÖSYS yerleştirme sonuçlarına ilişkin sayısal bilgiler. Erişim adresi http://osym.gov.tr/dosya/1–69402/h/13ogretimalanlisansogrencisay.pdf.
60. Özakpınar, Y. (2016). İslam medeniyeti ve Türk kültürü. İstanbul: Ötüken Yayınları.
61. Özçelik, A. ve Akgündüz, D. (2018). Üstün/özel yetenekli öğrencilerle yapılan okul dışı STEM eğitiminin değerlendirilmesi. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(2), 334-351.
62. Rubinstein, M. F. (1975). Patterns of problem solving. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
63. Sahin, A., Ayar, M. C. ve Adiguzel, T. (2014). Students experiences with STEM-related after school activities and their learning outcomes. Educational Sciences: Theory and Practice, 14(1), 309-322.
64. Sarı, U. ve Yazıcı, Y. (2019). Fen bilgisi öğretmenlerinin fen ve mühendislik uygulamaları hakkında görüşleri. International Journal of Social Sciences and Education Research, 5(2), 157-167. doi: 10.24289/ijsser.519447
65. Schön, D. A. (1983). The reflective practitioner: How professionals think in action. Basic Books Inc., Harper Collins.
66. Sheppard, S., Colby, A., Macatangay, K. ve Sullivan, W. (2006). What is engineering practice? International Journal of Engineering Education, 22(3), 429-438.
67. Şen, Z. (2015). Mühendislikte felsefe, mantık, bilim ve etik. TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları. Ankara.
68. Tortop, H. S. ve Akyıldız, V. (2018). Öğretmenler için üstün yetenekliler eğitimine yönelik STEM öz yeterlik ölçeği geliştirme çalışması. Journal of Gifted Education and Creativity, 5(3), 11-22.
69. Trevelyan, J. (2009). Technical coordination in engineering practice. Journal of Engineering Education, 96(3), 191-204.
70. Trevelyan, J. (2010). Reconstructing engineering from practice. Engineering Studies, 2(3), 175-195.
71. TUSED (2016). Special issue on STEM education. Journal of Turkish Science Education, 13, 3-142.
72. TÜSİAD (2014). STEM alanında eğitim almış işgücüne yönelik talep ve beklentiler araştırması. Erişim adresi https://tusiad.org/tr/yayinlar/raporlar/item/8054-stem-alaninda-egitim-almis-isgucune-yonelik-talep-ve-beklentiler-arastirmasi.
73. Ünlü, Z. K. ve Dökme, İ. (2016). Özel yetenekli öğrencilerin FeTeMM’in mühendisliği hakkındaki imajları. Trakya University Journal of Education Faculty, 7(1), 196-204.
74. Vincenti, W. G. (1990). What engineers know and how they know it: Analytical studies from aeronautical history. Baltimore, Maryland: The Johns Hopkins University Press.
75. Vinck, D. (2003). Everyday engineering: An ethnography of design and innovation. Boston: MIT Press.
76. Yıldırım. B. ve Türk, C. (2018). STEM uygulamalarının kız öğrencilerin STEM tutum ve mühendislik algılarına etkisi. Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 2018(30),842-884.
77. Zhou, C. (2012) Fostering creative engineers: a key to face the complexity of engineering practice. European Journal of Engineering Education, 37(4), 343-353.