STEM Eğitimi ile Öğrenim Gören Öğrencilerin Matematik ve Fen Bilimleri Problem Çözme Becerileri ve Başarıları Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

Abstract

STEM eğitiminde temel amaç fen, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarında gerekli bilgi ve becerileri öğrencilere kazandırmak ve 21. yüzyıl becerilerine sahip bireyler yetiştirmektir. Bu çalışmada STEM eğitimi ile öğrenim görmüş öğrencilerin fen bilimleri ve matematik alanlarındaki başarıları ve aynı alanlardaki rutin olmayan problemleri çözme becerileri arasındaki ilişkinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırmada nicel araştırma yöntemlerinden korelasyonel araştırma modeli kullanılmıştır. Bu amaçla Niğde il merkezinde bir ilkokulun 4. sınıfında STEM eğitimi alan 43 öğrenci çalışma grubunu oluşturmaktadır. Veri toplama aracı olarak Acar(2018) tarafından geliştirilen Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi, Matematik Akademik Başarı Testi, Fen Bilimleri Problem Çözme Becerisi Ölçme Aracı, Matematik Problem Çözme Becerisi Ölçme aracı kullanılmıştır. Verilerin analiz edilmesinde korelasyon analizi kullanılmıştır. Çalışmanın bulgularına göre, öğrencilerin fen bilimleri ve matematik başarıları arasında; matematik başarısı ile rutin olmayan matematik ve fen bilimleri problem çözme becerileri arasında pozitif, anlamlı ve orta düzeyde bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Rutin olmayan matematik problem çözme becerileri ile rutin olmayan fen bilimleri problem çözme becerileri ve fen bilimleri başarısı arasında pozitif, anlamlı ve yüksek düzeyde bir ilişki olduğu belirlenirken, fen bilimleri problem çözme becerisi ile fen bilimleri başarısı arasında da pozitif, anlamlı ve yüksek düzeyde bir ilişki olduğu bulunmuştur. STEM’in temel hedefi, öğrencilere fen ve matematik alanındaki gerekli bilgileri kazandırırken problem çözme, eleştirel düşünme, yaratıcılık gibi 21.yy becerilerini de kazandırmaktır. Araştırmadan elde edilen sonuçlar bütünleştirmenin disiplinler arasında gerek akademik başarıda gerek problem çözme becerisinin birlikte artışında etkili olduğunu göstermektedir. Bu bağlamda, ilgili alanlardaki ders kitaplarında bütünleştirmenin etkili bir biçimde yapılması ve STEM eğitimi uygulamalarına yer verilmesi yararlı olabilir.

Keywords

• STEM eğitimi,Problem Çözme Becerisi,Akademik Başarı

References

1. Acar, D. (2018). FeTeMM eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin akademik başarı, eleştirel düşünme ve problem çözme becerisi üzerine etkisi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara. Acar, D., Tertemiz, N. & Taşdemir, A. (2018). The effects of STEM training on the academic achievement of 4th graders in science and mathematics and their views on STEM training. International Electronic Journal of Elementary Education, 10(4), 505- 513.
2. Akgündüz, D., Aydeniz, M., Çakmakçı, G., Çavaş, B., Çorlu, M. S., Öner, T. & Özdemir, S. (2015). STEM eğitimi Türkiye raporu: Günün modası mı yoksa gereksinim mi? [A report on STEM Education in Turkey: A provisional agenda or a necessity?][White Paper]. İstanbul Aydın Üniversitesi: STEM Merkezi ve Eğitim Fakültesi. 16 Haziran 2016 tarihinde http://www.aydin.edu.tr/belgeler/IAU-STEM-Egitimi-Turkiye-Raporu-2015.pdf adresinden alınmıştır.
3. Becker, K., & Park, K. (2011). Effects of integrative approaches among science, technology, engineering and mathematics (STEM) subjects on students’ learning: A preliminary- meta analysis. Journal of STEM Education, 5(6), 23- 37.
4. Bender, W. N. (2017). 20 Strategies for STEM instruction.West Palm Beach, Florida: Learning Science International.
5. Bryan, L.A., Moore, T.J., Johnson, C.C., & Roehrig, G.H. (2016). Integrated STEM education. In C.c., Johnson, E.e., Peters- Burton & T.J. Moore (Eds.), STEM road map a framework for ıntegrated STEM education (pp. 23- 37). New York: Routledge.
6. Büyüköztürk, Ş., Kılıç-Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2010). Bilimsel Araştırma Yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi.
7. Bybee, R.W. (2010). Advencing STEM education: a 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), 30-35.
8. Ceylan, S. (2014). Ortaokul fen bilimleri dersindeki asitler ve bazlar konusunda fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (FeTeMM) yaklaşımı ile öğretim tasarımı hazırlanmasına yönelik bir çalışma. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Bursa.

9. Çorlu, M. A., & Aydın, E. (2016). Evaluation of learning gains through integrated STEM projects. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 4(1), 20- 29.
10. Dinçer, H. (2014). STEM eğitimi ve işgücü: Bilgi ekonomisinin olmazsa olmazı. http://www.tusiad.org/__rsc/shared/file/HalukDincer-Makalesi-Gorus85.pdf adresinden erişilmiştir.
11. Dewaters, J., & Powers, S.E. (2006, June). Improving science and energy literacy through project- based K-12 outreach efforts that use energy and environmental themes. Paper presented at 113th Annual American Society for Engineering Education (ASEE) Conference & Exposition, Chicago, IL.
12. Ergün, A. & Balçın, M. D. (2019). Probleme dayalı FeTeMM uygulamalarının akademik başarıya etkisi. Sınırsız Eğitim ve Araştırma Dergisi, 4(1), 40- 63.
13. Fortus, D., Krajcik, J., Dershimer, R. C., Marx, R. W., & Naaman, R. M. (2005). Design- based science and real- world problem solving. International Journal of Science Education, 7(3), 855- 879.
14. Gomez, A., & Albrecht, B. (2014). True STEM education. Technology and Engineering Teacher, 73(4), 8-17.
15. Gwon- Suk, K., & Sun Young, C. (2012). The effects of the creative problem solving ability and scientific attitude through the science- based STEAM program in the elementary gifted students. Journal of Korean Elementary Science Education, 31(2), 216- 226.
16. Jolly, A. (2017). STEM by design. Strategies and activities for grade 4-8. New York: Routladge. Judson, E. (2014). Effects of transferring to STEM- focused charter and magnet schools on student achievement. The Journal of Educational Research, 107, 255- 266.
17. Kertil, M., &Gurel, C. (2016). Mathematical Modeling: A Bridge to STEM Education. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology,4(1),44-55.
18. Lamb, R., Akmal, T., & Petrie, K. (2015). Development of a cognition- priming model describing learning in a STEM classroom. Journal of Research in Science Teaching, 52(3), 410- 437.
19. McClain, M. L. (2015). The effect of STEM education on mathematics achievement of fourth-grade underrepresented minority students. Doctoral Dissertation, Capella University, Minneapolis.
20. Meyrick, K.M. (2011). How STEM education improves student learning. Meridian K-12 School Computer Technologies Journal, 14(1), 1-6.
21. Miles, M.B. & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis: an expanded source book. Thousand Oaks, CA: Sage.
22. Milli Eğitim Bakanlığı (MEB), (2016). STEM Eğitimi Raporu. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü.
23. Milli Eğitim Bakanlığı (MEB) (2018a). Fen bilimleri dersi öğretim programı.
24. Milli Eğitim Bakanlığı (MEBb) (2018). Matematik dersi öğretim programı. http://mufredat.meb.gov.tr/Dosyalar/201813017165445-MATEMAT%C4%B0K%20%C3%96%C4%9ERET%C4%B0M%20PROGRAMI%202018v.pdf adresinden erişilmiştir.
25. Moore, T.J., Johnson, C.C., Peters- Burton, E.E., & Guzey, S.S. (2016). The Need for A STEM road map. In C.c., Johnson, E.e., Peters- Burton & T.J. Moore (Eds.), STEM Road Map a Framework for ıntegrated STEM education (pp. 3-12). New York: Routledge.
26. Morrison, J. S. (2006). Attributes of STEM education: The student, the academy, the classroom. http://www.healthcarepsea.org/uploadedFiles/TeachingandLearning/Career_and_Technical_Education adresinden erişilmiştir.
27. Murphy, T. P., & Mancini- Samuelson, G. J. (2012). Graduating STEM component and confident teachers: The creation of a STEM certificate for elementary education majors. Journal of College Science Teaching, 42(2), 18- 23.
28. Olivarez, N. (2012). The impact of a STEM program on academic achievement of eight grade students in a south texas middle school. Doctoral Dissertation, Texas A & M University, Texas.
29. Özsoy, G. (2007). İlköğretim beşinci sınıfta üstbiliş stratejileri öğretiminin problem çözme başarısına etkisi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
30. Polya, G. (1997). Nasıl çözmeli, matematikte yeni bir boyut. (F. Halatçı, Çev.) İstanbul: Sistem.
31. Sakarya, G. C. (2015). STEM nedir? Heves mi? Yoksa eğitimdeki sorunların çözümü mü? 03. 12. 2015 tarihinde http://www.egitimdeteknoloji.com/stem-nedir/ adresinden erişilmiştir.
32. Saleh, A. H. (2016). A proposed unit in the light of STEM approach and its effect on developing attitudes toward (STEM) and problem solving skills for primary students. International Interdisciplinary Journal of Education, 5(7), 186- 217.
33. Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEMmania. The Technology Teacher, 68(4), 20-26.
34. Silva, E. (2009). Measuring skills for 21st- century learning. Phi Delta Kappan. 90(9), 630- 634.
35. Soylu, Y., & Soylu, C.(2006). Matematik derslerinde başarıya giden yolda problem çözmenin rolü. İnönü Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi 7(11), 97–111.
36. Şahin, A., Ayar, M.C. & Adıgüzel, T. (2014). Fen, teknoloji, mühendislik ve matematik içerikli okul sonrası etkinlikler ve öğrenciler üzerindeki etkileri. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 14(1), 1-26.
37. Tabachnick and Fidell. (2013). B.G. Tabachnick, L.S. Fidell Using Multivariate Statistics (sixth ed.) Pearson, Boston.
38. Tekin, H. (1991). Eğitimde ölçme ve değerlendirme. (13. Baskı). Ankara: Yargı.
39. Tertemiz, N., Doğan, A., & Karakaş, H. (2017). 4.Sınıf üstün yetenekli öğrenciler ile başarılı akranlarının problem çözme stratejilerinin karşılaştırılması. [A Comparative study on problem solving strategies of gifted 4th grade students and their high-achieving counterparts]. Uluslararası Eğitim Programları ve Öğretim Çalışmaları Dergisi , 7(13), 162-188.
40. Türk Sanayicileri ve İş İnsanları Derneği (TÜSİAD) (2014). STEM alanında eğitim almış işgücüne yönelik talep ve beklentiler araştırması. İstanbul: TÜSİAD.
41. Ünsal, Y. & Ergin, İ. (2011). Fen eğitiminde problem çözme sürecinde kullanılan problem çözme stratejileri ve örnek bir uygulama. Savunma Bilimleri Dergisi, 10(1), 72- 91.
42. Wade- Shepherd, A. A. (2016). The effect of middle school STEM curriculum on science and math achievement scores. Doctoral Dissertation, Union University, Tennessee.
43. Wosu, S. N. (2013, June). Impact of academic performance improvement (API) skills on math and science achievement gains. Paper presented at the American Society for Engineering Education (ASEE) Annual Conference & Exposition, Atlanta.