The Effect of Science Teaching with Engineering Design-Based Activities on Scientific Creativity of Fourth Grade Students

Year 2023, Issue: 55, 154 - 167, 31.03.2023

Rabia Asal Özkan , Rabia Sarıkaya

https://doi.org/10.53444/deubefd.1208412

Abstract

Keywords

STEM eğitimi, 5E modeli, mühendislik tasarım temelli fen öğretimi, bilimsel yaratıcılık

Mühendislik Tasarım Temelli Fen Etkinliklerinin Dördüncü Sınıf Öğrencilerinin Bilimsel Yaratıcılıklarına Etkisi

Abstract

Mühendislik tasarım süreci; ihtiyaca yönelik bir problem belirleme, probleme yönelik araştırma yapma, problemle ilgili olası çözümler üretme, çözümleri karşılaştırarak uygun olanı seçme, ürün tasarlama (prototip yapma), ürünün ufak bir modelini yapma, ürünü geliştirmek için denemeler yapma, ürünü test etme, ve sunma aşamalarını içeren bir süreçtir. Bu çalışmanın amacı mühendislik tasarım temelli fen öğretiminin ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin bilimsel yaratıcılık becerisine etkisini incelemektir. Çalışma nicel araştırma desenlerinden biri olan ön-son test kontrol gruplu yarı deneysel desenle yürütülmüştür. Çalışmanın örneklemini 2018-2019 eğitim öğretim yılında Kayseri ilinde merkez bir ilkokulda öğrenim gören 53 öğrenci oluşturmaktadır. Çalışmada veri toplama aracı olarak Hu ve Adey (2002) tarafından geliştirilip Aktamış (2007) tarafından Türkçe’ye uyarlanan altı maddelik “Bilimsel Yaratıcılık Ölçeği” kullanılmıştır. Kontrol grubunda yer alan öğrencilerle 5E modeline göre ders işlenirken deney grubunda yer alan öğrencilerle 8 hafta boyunca 5E modeline gömülü mühendislik tasarım temelli etkinlikle dersler işlenmiştir. Deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin Bilimsel Yaratıcılık Ölçeğinden aldıkları ortalama puanların gruplar arasında karşılaştırması yapılırken bağımsız örneklem t testi, grup içi karşılaştırılmalarında ise eşleştirilmiş örneklem t testi kullanılarak analizler yapılmıştır. Deney (x̄= 10,65±1,65) ve kontrol (x̄= 18,56±3,19) grubunda yer alan ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin bilimsel yaratıcılık son test sonuçları arasında deney grubu lehine anlamlı bir fark olduğu görülmektedir (p<0,05). Çalışmadan elde edilen bulgulardan yola çıkarak mühendislik tasarım temelli gerçekleştirilen fen eğitiminin deney grubu öğrencilerinin bilimsel yaratıcılık becerilerinde bir artışa sebep olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Keywords

STEM eğitimi, 5E modeli, mühendislik tasarım temelli fen öğretimi, bilimsel yaratıcılık

References

• Akdeniz, H. (2014). Ortaöğretim biyoloji dersi ile öğrencilerin bilimsel yaratıcılıkları arasındaki ilişki. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Ankara.
• Aktamış, H. (2007). Fen eğitiminde bilimsel süreç becerilerinin bilimsel yaratıcılığa etkisi: ilköğretim 7. sınıf fizik ünitesi örneği. (Yayınlanmamış Doktora Tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. İzmir.
• Aktamış, H. ve Ergin, Ö. (2006). Fen eğitimi ve yaratıcılık. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 20, 77-83.
• Altunel, M. (2018). STEM eğitimi ve Türkiye: fırsatlar ve riskler. Seta Perspektif, 207, 1-7.
• Aronin, S. ve Floyd, K. K. (2013). Using an iPad in inclusive preschool classrooms to introduce STEM concepts. Teaching Exceptional Children 45(4), 34–39. Doi: 10.1177/004005991304500404
• Ayaz, E. (2019). Mühendislik tasarım temelli fen öğretiminin sınıf öğretmeni adaylarının karar verme, bilimsel yaratıcılık ve tasarım becerilerine etkisi. (Yayınlanmamış Doktora Tezi). Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Ankara.
• Balcı, A. (2001). Sosyal bilimlerde araştırma: Yöntem, teknik ve ilkeler. Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
• Baysal, Z. N., Kaya, N. B. ve Üçüncü, G. (2013). İlkokul dördüncü sınıf öğrencilerinde bilimsel yaratıcılık düzeyinin çeşitli değişkenler açısından incelenmesi. Eğitim Bilimleri Dergisi, 38, 55-64.
• Büyüköztürk Ş., Kılıç Çakmak E., Akgün Ö. E., Karadeniz Ş. ve Demirel F. (2020). Bilimsel araştırma yöntemleri (28. Baskı). Ankara: Pegem Akademi.
• Bybee, R.W., (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), 30-35.
• 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. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Uludağ Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Bursa.
• Çalışıcı, S. (2018). Fetemm uygulamalarının 8.sınıf öğrencilerinin çevresel tutumlarına, bilimsel yaratıcılıklarına, problem çözme becerilerine ve fen başarılarına etkisi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Ankara.
• Felix, A.L., Bandstra, J. Z. ve Strosnider, W.H.J. (2010, Ocak). Design-based science for STEM student recruitment and teacher professional development. Midatlantic American Society For Engineering Education Conference, Philadelphia, USA.
• Gülhan, F. ve Şahin, F., (2016). Fen, teknoloji, mühendislik, matematik entegrasyonunun (STEM) 5. sınıf öğrencilerinin bu alanlarla ilgili algı ve tutumlarına etkisi. International Journal Of Human Sciences, 13(1), 602-620.
• Gülhan, F., ve Şahin, F. (2018). Fen bilimleri dersine STEM entegrasyonu etkinliklerinin 5. sınıf öğrencilerinin bilimsel yaratıcılıklarına etkisi. Sakarya University Journal of Education, 8(4), 40-59. https://doi.org/10.19126/suje.423105
• Gündüz Bahadır, E. B., ve Özay Köse, E. (2021). STEM eğitimlerinin ortaokul öğrencilerinin bilimsel yaratıcılıklarına ve STEM mesleklerine olan ilgilerine etkisi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Türk Dünyası Uygulama ve Araştırma Merkezi Eğitim Dergisi, 6(1), 12-30.
• Havice, W. L. (2015). Integrative STEM education for children and our communities. The Technology Teacher, 75(1), 15-17.
• Hu, W. ve Adey, P. (2002). A scientific creativity test for secondary school students. International Journal of Science Education, 24(4), 389-403
• Hudson, P., (2014). Science, Technology, Engineering, And Maths (STEM). In R. Gunstone (Ed). Encyclopedia Of Science Education (1-3) Dordrecht: Springer.
• Karakaş, T. (2016). Okul öncesi öğretmen adaylarının bilimsel yaratıcılıkları. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Ahi Evran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Kırşehir.
• Kim, D., Ko, D., Han, M. ve Hong, S. (2014). The effects of science lessons applying STEAM education program on the creativity and interest levels of elementary students. Journal of the Korean Association for Science Education, 34(1), 43-54.
• Kimmel, H., Carpinelli, J. ve Rockland, R., (2007). Bringing engineering into k-12 schools: a problem looking for solutions? International Conference On Engineering Education – ICEE. Coimbra, Portugal.
• Kurtuluş, M. A. (2019). STEM etkinliklerinin öğrencilerin akademik başarılarına, problem çözme becerilerine, bilimsel yaratıcılıklarına, motivasyonlarına ve tutumlarına etkisi (Yüksek lisnas tezi). Alanya Alaaddin Keykubat Üniversitesi, Antalya.
• Lee, S. ve Lee, H. (2013). The effects of science lesson applying STEAM education on the creativity and science related attitudes of elementary school students. Journal of Korean Elementary Science Education, 32(1), 60-70.
• MEB. (2016). STEM eğitimi raporu. Ankara: Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü.
• MEB. (2018). İlköğretim kurumları fen bilimleri dersi öğretim programı. Ankara: Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
• NRC, 2009. Successful K-12 STEM education: ıdentifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics. Washington, DC: The National Academic Press.
• Rotherham, A. J., ve Willingham, D. T. (2010). 21st-century” skills. American educator, 17(1), 17-20.
• Samuels, K. ve Seymour, R. (2015). The middle school curriculum: Engineering anyone? Technology and Engineering Teacher, 74(6), 8-12.
• Sanders, M., (2009). STEM, STEM education, stemmania. The Technology Teacher, 68(4),20-26.
• Şahin, Y. İ., ve Değirmençay, Ş. A. (2019). Drama Etkinliği ile Desteklenen 5E Öğretim Modelinin Fene Yönelik Tutuma Etkisi: Maddenin Tanecikli Yapısı ve Karışımlar. Fen Matematik Girişimcilik ve Teknoloji Eğitimi Dergisi, 2(3), 213-221.
• Temel, H., Dündar, S., ve Şenol, A. (2015). Öğretmenlerin fen ve teknoloji dersinde matematikten kaynaklanan güçlükleri giderme yolları ve fen-matematik entegrasyonunun önemi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 35(1), 153-176.
• Topalaslan, A. (2018). Sınıf öğretmenliği öğretmen adaylarının geliştirdikleri mühendislik tasarım temelli fen öğretim etkinliklerinin değerlendirilmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 186-219. http://dx.doi.org/10.23891/efdyyu.2018.66
• Tuhtakaya, N. (2019). Fen bilimleri öğretmen adaylarının mühendislik tasarım süreci uygulamalarına yönelik görüşleri, mühendislik becerileri ve bilimsel yaratıcılıklarının değerlendirilmesi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Mersin Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü.
• Wendell, K. B. (2008). The theoretical and empirical basis for design-based science instruction for children. (Unpublished Qualifying Paper). Tufts University.
• Wendell, K. B., Connolly, K. G., Wright, C. G., Jarvin, L., Rogers, C., Barnett, M., & Marulcu, I. (2010). Incorporating engineering design into elementary school science curricula [Conference presentation]. American Society for Engineering Education Annual Conference& Exposition, Louisville, KY.
• Yıldırım, B., ve Altun, Y. (2015). STEM eğitim ve mühendislik uygulamalarının fen bilgisi laboratuvar dersindeki etkilerinin incelenmesi. El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2(2), 28-40.
• Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayınevi.