AN EXPERIMENTAL RESEARCH ON EFFECTS OF STEM APPLICATIONS AND MASTERY LEARNING

Abstract

The purpose of this study is to determine the effects of STEM applications and mastery learning on academic achievements, inquiry learning skills perceptions, motivations, their attitude towards STEM applications and permanence of information of the secondary school students. The study group of this study, which has been carried out in three stages, i.e. pilot, orientation and implementation, is composed of the seventh grade students attending a secondary school affiliated to Mus Provincial Directorate of National Education in the 2015-2016 school year. By means of the assignment of equal probability, two of these grades were designated as the experimental group and one as the control group. The application in question was made based on a semi-experimental study. SPSS package program was utilized to analyze the quantitative data obtained from the study. As a result of the research, It is found that STEM applications and mastery learning have positive effects on students’ motivation for academic achievement and motivation. Furthermore, STEM applications and mastery learning have also been found to have a positive effect on the permanence of the learned information. It has also been observed that STEM applications and mastery learning do not have a positive effect on the inquiry learning skills perceptions for STEM attitude and science. As a result of these findings, suggestions on STEM applications and mastery learning were made.

Keywords

• STEM,Mastery Learning,Achievement,Motivation,Attitude

STEM UYGULAMALARI VE TAM ÖĞRENMENIN ETKİLERİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ÇALIŞMA

Abstract

Bu araştırmanın amacı, STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin ortaokul öğrencilerinin akademik başarılarına, fene yönelik sorgulayıcı öğrenme becerileri algılarına, fene yönelik motivasyonlarına, STEM’e karşı tutumlarına ve bilginin kalıcılığına olan etkisini tespit etmektir. Pilot, oryantasyon ve asıl uygulama olmak üzere üç basamakta gerçekleştirilen bu araştırmanın çalışma grubunu 2015-2016 eğitim-öğretim yılında Muş İl Milli Eğitim Müdürlüğüne bağlı bir ortaokulda öğrenim görmekte olan yedinci sınıf öğrencileri oluşturmuştur. Eş olasılıklı atama yoluyla bu şubelerden ikisi deney, birisi kontrol grubu olarak belirlenmiştir. Söz konusu uygulama, yarı-deneysel bir çalışmaya dayalı olarak yürütülmüştür. Araştırmada elde edilen nicel verilerin analizinde SPSS paket programından yararlanılmıştır. Araştırma sonucunda, STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin öğrencilerin akademik başarı ve fene yönelik motivasyonları üzerine olumlu etki yaptığı bulunmuştur. Dahası STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin öğrenilen bilgilerin kalıcılığı üzerine olumlu etki yaptığı da tespit edilmiştir. Ayrıca STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin STEM tutum ve fene yönelik sorgulayıcı öğrenme becerileri ağıları üzerinde olumlu etki yapmadığı da görülmüştür. Elde edilen bu bulgular sonucunda, STEM uygulamaları ve tam öğrenme üzerine önerilerde bulunulmuştur.

Keywords

• STEM,Tam Öğrenme,Başarı,Motivasyon,Tutum

References

1. Adeyemo, S.A. ve Babajide, V.F.T. (2014). Effects of mastery learning approach on students’ achievement in physics. International Journal of Scientific & Engineering Research, 5(2).
2. Akbaş, A. ve Çelikkaleli, Ö. (2006). Sınıf öğretmeni adaylarının fen öğretimi öz-yeterlik inançlarının cinsiyet, öğrenim türü ve üniversitelerine göre incelenmesi. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(1), 98-110.
3. Abdullah, N., Halim, L. ve Zakaria, E., (2014). VStops: A Thinking Strategy and Visual Representation Approach in Mathematical Word Problem Solving toward Enhancing STEM Literacy. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 2014, 10(3), 165-174.
4. Akyıldız, P., (2014). FeTeMM eğitimine dayalı öğrenme-öğretme yaklaşımı (6. Bölüm), Etkinlik Örnekleriyle Güncel Öğrenme-Öğretme Yaklaşımları-I, (Ed. Gülay Ekici), (ss. 978-605).
5. Anderson, J. C. ve Gerbing, D. W., (1984). The effect of sampling error on convergence, improper solutions, and goodness-of-fit indices for maximum likelihood confirmatory factor analysis. Psychometrika, 49(2), 155-173.
6. Aydın, M., (2011). Fen ve teknoloji öğretmenleri için geliştirilen proje tabanlı öğretim yöntemi konulu bir destek programının etkilerinin araştırılması. Doktora tezi. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
7. Arslan, M. ve Senemoğlu, N., (1998). Altı çizili materyalle çalışma ve tam öğrenme yönteminin öğrenme düzeyine, hatırlamaya ve akademik benlik kavramına etkisi. Eğitim ve Bilim, 22(108).
8. Balım, A. G. ve Taşkoyan, S.N., (2007)). Fene yönelik sorgulayıcı öğrenme becerileri algısı ölçeği'nin geliştirilmesi. Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 21, 58-63.

9. Bloom, B.S. (2012). İnsan nitelikleri ve okulda öğrenme (D.A. Özçelik, Çev.). Pegem.
10. Büyüköztürk, Ş., (2011). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı. Ankara: Pegem.
11. Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E.B., Akgün, Ö,E., Karadeniz, Ş. ve Demirel, F., (2011). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem.
12. Bybee, R. W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. Arlington, VA: National Science Teachers.
13. Capraro, R. M., Capraro, M. M. ve Morgan, J. (Eds.). (2013). Project-based learning: an integrated science, technology, engineering, and mathematics (STEM) approach (2nd ed.). Rotterdam: Sense.
14. Ceylan, S. ve Özdilek, Z., (2015)). Improving a sample lesson plan for secondary science course within the STEM education. Procedia-Social and Behavioral Sciences 177, 223-228.
15. Cosentino, C., (2008). The Impact of ıntegrated programming on student attitude and achievement in grade 9 academic mathematics and science. Master’s Thesis. Brock University, Ontario.
16. Cotabish, A., Dailey, D. Robinson, A. ve Hunghes, G., (2013). The Effects of a STEM intervention on elementary students' science knowledge and skills. School Science and Mathematics, 113(5), 215-226.
17. Çelik, N.G., (2003). Tam öğrenme yönteminin ilköğretim 6. sınıf öğrencilerinin matematik dersindeki başarı ve hatırlama düzeylerine etkisi. Yüksek lisans tezi. Marmara Üniversitesi, İstanbul.
18. Çelik, N.G. ve Şengül, S. (2005). Tam öğrenme yönteminin ilköğretim 6. sınıf matematik öğrencilerinin akademik başarıları ile kalıcılık düzeylerine etkisi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, XVIII (1), 107-122.
19. Dass, P.M. (2015). Teaching STEM effectively with the learning cycle approach. K-12 STEM Education, 1(1), 5-12.
20. Dede, Y. ve Yaman, S., (2008). Fen öğrenmeye yönelik motivasyon ölçeği: Geçerlik ve güvenirlik çalışması. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED), 2(1), 19-37.
21. Demirel, Ö. (2012). Öğretim ilke ve yöntemleri: öğretme sanatı. Ankara: Pegem A.
22. Durmuş, B., Yurtkoru, E.S. ve Çinko, M., (2013). Sosyal bilimlerde SPSS’le veri analizi. İstanbul: Beta.
23. Dugger, W. (2010). Evolution of STEM in the United States. In Technology Education Research Conference. Queensland.
24. Ersoy, M., (2014). Uzaktan eğitim uygulamalarında tam öğrenme modelinin öğrencilerin başarı ve tutumlarına etkisi. (Yayınlanmamış doktora tezi). İnönü Üniversitesi, Malatya.
25. Faber, M., Unfrıed, A., Wıebe, E. N., Corn, J. Townsend, L.W. ve Collıns, T. L., (2013). Student attitudes toward STEM: the development of upper elementary school and middle/high school student surveys. 120th ASSE Annual Conference & Exposition. Atalanta.
26. Field, A., (2009). Discovering statistics using SPSS. Washington DC: SAGE.
27. Fortus, D., Dershimer, R. C., Krajcik, J. S., Marx, R. W. ve Mamlok-Naaman, R., (2004). Design-based science and student learning. Journal of Research in Science, 41(10), 1081-1110.
28. Gonzalez, H. B. ve Kuenzi, J. J., (2012). Science, technology, engineering and mathematics (STEM) education: A Primer. Congressional Research Service. https://www.fas.org/sgp/crs/misc/R42642.pdf sayfasından 1 Ocak 2017 tarihinde erişilmiştir.
29. Gökbayrak, S. ve Karışan, D. (2017). Altıncı Sınıf Öğrencilerinin FeTeMM Temelli Etkinlikler Hakkındaki Görüşlerinin İncelenmesi. Alan Eğitim Araştırmaları Dergisi, 3(1), 25-40.
30. Green, A., (2012). The integration of engineering design projects into the secondary science classroom. Master’s Thesis. Michigan State University, Michigan.
31. Gülhan F. ve Şahin, F (2016). The effects of science-technology-engineering-math (STEM) integration on 5th grade students’ perceptions and attitudes towards these areas. Journal of Human Sciences, 13(1), 602-620.
32. Han, S., Capraro, R., ve Capraro, M. M. (2014). How science, technology, engineering, and mathematics (STEM) project-based learning (PBL) affects high, middle, and low achievers differently: The impact of student factors on achievement. International Journal of Science and Mathematics Education, 13(5), 1089-1113.
33. Hill, M.D., (2002). The effects of integrated mathematics/science curriculum and instruction on mathematics achievement and student attitudes in grade six. Doctoral Dissertation. Texas A&M University, Texas.
34. Hooper, D., Coughlan, J., ve Mullen, M.R., (2008). Structural equation modeling: Guidelines for determining model fit. Journal of Business Research Methods, 6, 53-60.
35. Hu, L. T. ve Bentler, P. M., (1999). Cutoff criteria for fit indexes in covariance structure analysis: Conventional criteria versus new alternatives. Structural Equation Modeling: A Multidisciplinary Journal, 6(1), 1-55.
36. Jöreskog, K. G. ve Sörbom, D., (1993). LISREL 8: Structural equation modeling with the simplis command language. Lincolnwood: Scientific Software International, Inc.
37. Judson, E., (2014). Effect of Transferring to STEM Focused Charter and Magnet Schools on Student Achievement. The Journal of Educational Research, 107, 255-266.
38. Kang, J., Ju, E.J. ve Jang, S., (2013). The Effect of Science-based STEAM program using a portfolio on elementary students’ formation of science concepts. Elementary Science Education, 32(4), 593-606.
39. Kong, Y. T. ve In-Cheol, J., (2014). The effect of subject based steam activity programs on scientific attitude, self efficacy, and motivation for scientific learning. International Information Institute (Tokyo). Information,17(8), 3629-3636.
40. Kong, Y.T. ve Huo, S.C., (2014). An Effect of STEAM activity programs on science learning ınterest. Advanced Science and Technology Letters, 59, 41-45.
41. Kong, Y.T., Huh, S.C. ve Hwang, H.J., (2014). The Effect of theme based STEAM activity programs on self efficacy, scientific attitude, and ınterest in scientific learning. International Information Institute (Tokyo). Information , 17(10) . 5153-5159.
42. Lacey, T. A., ve Wright, B. (2009). Occupational employment projections to 2018. Monthly Labor Review,132(11), 82-123.
43. McClain, M.L., (2015). The Effect of STEM education on mathematics achievement of fourth-grade underrepresented minority students. Doctoral Dissertation. Capella Unıversıty, Minnesota.
44. Mevarech, Z. R. (2015). The effects of cooperative mastery learning strategies on mathematics achievement. The Journal of Educational Research, 78(6), 372-377.
45. Morrison, J. (2006). TIES STEM education monograph series, attributes of STEM education. Baltimore, MD: TIES.
46. Olivarez, N., (2012). The Impact of a STEM program on academic achievement of eighth grade students in a south texas middle school. Doctoral Thesis. Texas A&M University, Texas.
47. Ostler, E., (2012). 21st century STEM education: a tactical model for long-range success. International Journal of Applied Science and Technology, 2(1), 28-33.
48. Özdoğru, E., (2013). Fiziksel olaylar öğrenme alanı için lego program tabanlı fen ve teknoloji eğitiminin öğrencilerin akademik başarılarına, bilimsel süreç becerilerine ve fen ve teknoloji dersine yönelik tutumlarına etkisi. Yüksek lisans tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
49. Özer, Ö., (2013). İlköğretim beşinci sınıf öğrencilerinin tam öğrenme modeline göre matematik dersindeki erişi düzeyleri ile öğrenme stratejileri ve tutumlarının incelenmesi. Doktora tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
50. Öztürk, Y.A. ve Şahin, Ç. (2015). Matematiğe ilişkin akademik başarı-özyeterlilik ve tutum arasındaki ilişkilerin belirlenmesi. International Journal of Social Science, 31,343-366.
51. Park, S.J. ve Yoo, P.K., (2013). The Effects of the learning motive, interst and science process skills using the “Light” unit in science-based STEAM. Elementary Science Eucation, 32(3): 225-238.
52. Rani, A. (2014). Effect of mastery learning strategy on students’ achievement in economics, creativity and self concept. Global International Research Thoughts (GIRT).
53. Senemoğlu, N. (2014). Gelişim, öğrenme ve öğretim: Kuramdan uygulamaya. Ankara: Yargı.
54. Seong-Hwan, C., (2013). The Effect of robots in education based on STEAM. Journal of Korea Robotics Society, 8(1), 58-65.
55. Song, J.B., Shin, S.B. ve Lee, T.W., (2010). A Study on effectiveness of STEM integration education using educational robot. The Korean Society of Computer And Information, 15(6), 81-89.
56. Sung, E. S ve Na, S., (2012). The Effects of the integrated STEM education on science and technology subject self-efficacy and attitude toward engineering in high school students. Korean Technology Education Association, 12(1), 255-274.
57. Smith, J. ve Karr-Kidwell, P., (2000). The interdisciplinary curriculum: A literary review and a manual for administrators and teachers. http://files.eric.ed.gov/fulltext/ED443172.pdf sayfasından 15 Aralık 2016 tarihinde erişilmiştir.
58. Sümer, N., (2000). Yapısal eşitlik modelleri: temel kavramlar ve örnek uygulamalar. Türk Psikoloji Yazıları, 3(6), 49-74.
59. Tank, K.M., (2014). Examining the effects of ıntegrated science, engineering, and nonfiction literature on student learning in elementary classrooms. Doctoral Dissertation. University of Minnesota, Minnesota.
60. Yamak, H., Bulut, N. ve Dündar, S., (2014). 5. sınıf öğrencilerinin bilimsel süreç becerileri ile fene karşı tutumlarına FeTeMM etkinliklerinin etkisi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 34(2), 249-265.
61. Yıldırım, B. (2016). An Analyses and Meta-Synthesis of Research on STEM Education. Journal of Education and Practice, 7(34), 23-33.
62. Yıldırım, B., (2015). Eğitsel oyun ve dönüt-düzeltmenin öğrenme düzeyi ve kalıcılığa etkisi. Yüksek lisans tezi. Necmettin Erbakan Üniversitesi, Konya. Yıldırım, B. ve Altun, Y., (2015). Investigating the effect of STEM education and engineering applications on science laboratory lectures. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 2(2); 28-40.
63. Yıldırım, B. ve Altun, Y., (2014). STEM eğitimi üzerine derleme çalışması: Fen bilimleri alanında örnek ders uygulanmaları. VI. International Congress of Education Research’ında sunulmuş bildiri, 5-8 Haziran, Ankara.
64. Yıldırım, B. ve Selvi, M. (2016). Examination of the effects of STEM education integrated as a part of science, technology, society and environment courses. Journal of Human Sciences, 13(3), 3684-3695.
65. Yıldırım, B. ve Selvi, M., (2015). Adaptation of STEM attitude scale to Turkish. Turkish Studies, 10(3), 1117-1130.