The Effect of STEM Activities on Pre-Service Elementary Teachers’ Academic Achievement

Abstract

The aim of this research is to determine the effect of STEM activities in the Science and Technology Laboratory Practices-II course on pre-service elementary teachers’ academic achievement and the permanence of their knowledge. The sample of the research consists of 63 pre-service elementary teachers studying in the first and second groups of the second year of Educational Faculty in the 2018-2019 academic years. While the first group of these groups was taught according to the STEM education approach (n=30), the second group was randomly determined according to the deductive laboratory approach (n=33). This research is in the quasi-experimental design model with pretest-posttest experimental group, which is one of the quantitative research approaches. Academic achievement test was used in the research. SPSS program was used for data analysis. According to the research findings, it is seen that the STEM education approach increases academic achievement and provides permanence compared to the deductive laboratory approach. As a result of the research, some suggestions were made.

Keywords

• STEM
• STEM modules
• Academic achievement
• Elementary
• Pre-service teacher.

STEM Etkinliklerinin Sınıf Öğretmeni Adaylarının Akademik Başarılarına Etkisi

Abstract

Bu araştırmanın amacı, Fen ve Teknoloji Laboratuvar Uygulamaları-II dersinde STEM etkinliklerinin sınıf öğretmeni adaylarının akademik başarılarına ve bilgilerinin kalıcılığına etkisini belirlemektir. Araştırmanın örneklemini 2018-2019 eğitim öğretim yılında Eğitim Fakültesi 2. sınıfın birinci ve ikinci gruplarında öğrenim gören 63 sınıf öğretmeni adayı oluşturmaktadır. Deney grubunda yer alan sınıf öğretmeni adayları STEM eğitimi yaklaşımına göre (n=30) eğitim görürken, kontrol grubunda yer alan sınıf öğretmeni adayları ise tümdengelimli laboratuvar yaklaşımına göre (n=33) eğitim görmüşlerdir. Gruplar rastgele seçilerek belirlenmiştir. Bu araştırma nicel araştırma yaklaşımlarından biri olan ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel tasarım modelindedir. Araştırmada akademik başarı testi kullanılmıştır. Veri analizinde SPSS programı kullanılmıştır. Araştırma bulgularına göre STEM eğitimi yaklaşımının tümdengelimli laboratuvar yaklaşımına göre akademik başarıyı artırdığı ve kalıcılık sağladığı görülmektedir. Araştırma sonucunda bazı önerilerde bulunulmuştur.

Keywords

• STEM
• STEM modülleri
• Akademik başarı
• Sınıf öğretmeni adayı

References

1. Acar, D. (2018). FeTeMM eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin akademik başarı, eleştirel düşünme ve problem çözme becerisi üzerine etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara.
2. Akarsu, M., Okur Akçay, N., & Elmas, R. (2020). STEM eğitimi yaklaşımının özellikleri ve değerlendirilmesi. Boğaziçi Journal of Education, 37(Special Issue), 156-175.
3. Akçay, S. (2018). Robotik FeTeMM uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının akademik başarı, bilimsel süreç becerileri ve motivasyonları üzerine etkileri. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Sıtkı Koçman Üniversitesi, Muğla.
4. Altaş, S. (2018). STEM eğitimi yaklaşımının sınıf öğretmeni adaylarının mühendislik tasarım süreçlerine, mühendislik ve teknoloji algılarına etkisinin incelenmesi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Muş Alparslan Üniversitesi, Muş.
5. Anagün, S. Ş., Karahan, E., & Kılıç, Z. (2020). Primary school teacher candidates’ experiences regarding problem-based STEM applications. Turkish Online Journal of Qualitative Inquiry, 11(4), 571–598.
6. Aysu, G. (2019). Probleme dayalı öğrenme tabanlı stem uygulamalarının öğrencilerin akademik başarılarına ve öğrendikleri bilgilerin kalıcılığına etkisinin incelenmesi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Ömer Halis Demir Üniversitesi, Niğde.
7. Biçer, A. (2019). STEM yaklaşımına dayalı elektrik devre elemanları konusu öğretiminin 5. sınıf özel öğrenme güçlüğü olan öğrencilerin akademik başarılarına ve kalıcılığına etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Aksaray Üniversitesi, Aksaray.
8. Büyükbastırmacı, Z. (2019). 7. sınıf kuvvet ve enerji ünitesinde kullanılan stem uygulamalarının başarı, tutum ve motivasyon üzerindeki etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Necmettin Erbakan Üniversitesi, Konya.

9. Büyüköztürk, Ş., Kılıç Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. & Demirel, F. (2012). Bilimsel araştırma yöntemleri. Pegem Akademi.
10. Can, K. & Uluçınar-Sağır, Ş. (2018). Sınıf öğretmenlerinin fen, teknoloji, matematik ve mühendislik (FeTeMM) uygulamalarına ilişkin görüşleri. International Journal of Turkish Education Sciences, 11, 62-83.
11. Conderman, G., & Woods, S. (2008). Science instruction: an endangered species: ın light of America’s recent scientific decline, teaching elementary science should be an imperative. Kappa Delta Pi Record, 44(2), 76–80.
12. 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, Ankara.
13. DeJarnette, N. K. (2012). America's children: Providing early exposure to STEM (science, technology, engineering and math) initiatives. Education, 133(1), 77-84.
14. Doğan, İ. (2019). STEM etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin bilimsel süreç becerilerine, fen ve STEM tutumlarına ve elektrik enerjisi ünitesindeki başarılarına etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir.
15. Elmas, R. & Gül, M. (2020). STEM eğitim yaklaşımının 2018 fen bilimleri öğretim programı kapsamında uygulanabilirliğinin incelenmesi. Journal of Turkish Chemical Society Section C: Chemistry Education, 5(2), 224-247.
16. English, L. D. (2017). Advancing elementary and middle school STEM education. International Journal of Science and Mathematics Education, 15(1), 5-24.
17. Ernst, J. V., & Haynie, W. J. (2010). Curriculum research in technology education. In P. Reed & J. LaPorte (Eds.), Research in technology education. Council on Technology Teacher Education, 59th Yearbook (pp. 192-217). Ball State University.
18. Eroğlu, S., & Bektaş, O. (2022). The effect of 5E-based STEM education on academic achievement, scientific creativity, and views on the nature of science. Learning and Individual Differences 98, 102181.
19. Fan, S-C., & Yu, K-C. (2017). How an integrative STEM curriculum can benefit students engineering design practices. International Journal of Technology and Design Education, 27, 107-129.
20. Hacıömeroğlu, G. (2018). Examining elementary pre-service teachers’ science, technology, engineering, and mathematics (STEM) teaching ıntention. International Online Journal of Educational Sciences, 10(1), 183-194.
21. Hacıömeroğlu, G. & Bulut, A. S. (2016). Entegre FeTeMM öğretimi yönelim ölçeği Türkçe formunun geçerlik ve güvenirlik çalışması. Journal of Theory and Practice in Education, 12(3), 654-669.
22. Hiğde, E., & Aktamış, H. (2017). Fen bilgisi öğretmen adaylarının argümantasyon temelli fen derslerinin incelenmesi: Durum çalışması. Elementary Education Online, 16(1), 89-113.
23. Honey, M., Pearson, G., & Schweingruber, H. (2014). STEM integration in K-12 education. Washington: The National Academies Press.
24. İzgi, S. (2020). Fen bilimleri dersi elektrik enerjisinin dönüşümü konusuna 5e modeli ile temellendirilmiş bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (stem) yaklaşımının 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarı ve bilimsel süreç becerilerine etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Mustafa Kemal Üniversitesi, Hatay.
25. Karadeniz, H. (2019). STEM uygulamalarının öğrencilerin STEM farkındalıkları üzerine ve “üçgenler” ünitesindeki başarılarının kalıcılık düzeyine etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Bayburt Üniversitesi, Bayburt.
26. Katehi, L., Pearson, G., & Feder, M. (2009). National academy of engineering and national research council report: engineering in K-12 education. Washington, D.C.: The National Academies Press.
27. Kırılmazkaya, G. (2017). Sınıf öğretmeni adaylarının FeTeMM öğretimine ilişkin görüşlerinin araştırılması (Şanlıurfa örneği). Harran Education Journal, 2(2), 59-73.
28. King, D. & English, L. D. (2016). Engineering design in the primary school: applying STEM concepts to build an optical instrument. International Journal of Science Education, 38(18), 2762–2794.
29. Köroğlu, E. (2019). STEM odaklı etkinliklerin sosyo-ekonomik açıdan dezavantajlı öğrencilere etkilerinin araştırılması. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Sinop Üniversitesi, Sinop.
30. Mcmillan, J. H., & Schumacher, S. (2010). Research in education: Evidence-based inquiry. My Education Lab Series. Pearson.
31. Moore, T. J., Glancy, A. W., Tank, K. M., Kersten, J. A., Stohlmann, M. S., Ntow, F. D., & Smith, K. A. (2013). A framework for implementing quality K-12 engineering education. Paper presented at the 2013 ASEE (American Society for Engineering Education) Annual Conference, Atlanta, GA.
32. National Academy of Engineering [NAE] & National Research Council [NRC] (2009). Engineering in K- 12 education understanding the status and improving the prospects. L. Katehi, G.Pearson, & M. Feder (Eds.). National Academies Press.
33. Okur Akçay, N. (2020). STEM eğitimi yaklaşımında fen eğitimi [Science education in STEM education approach]. In M. Akarsu, N. Okur Akçay, R. Elmas (Eds.), STEM eğitimi yaklaşımı (pp.75-95). Pegem Akademi.
34. Okur Akçay, N. & Akkuş Çiftçi, E. (2023). A case study of implementing engineer design process to build a ‘controllable switch instrument’. Acta Didactica Napocensia, 16(1), 233-251.
35. Peterman, K., Daugherty, J. L., Custer, R. L. & Ross, J. M. (2017). Analysing the integration of engineering in science lessons with the engineering-infused lesson rubric. International Journal of Science Education, 39(14), 1913–1931.
36. Suratno, Wahono, B., Chang, C-Y., Retnowati, A., & Yushardi. (2020) Exploring a direct relationship between students’ problem-solving abilities and academic achievement: A STEM education at a coffee plantati on area. Journal of Turkish Science Education, 17(2), 211-224.
37. Şahiner, E. (2020). Mühendislik tasarım süreci etkinliklerinin sınıf öğretmen adaylarının fen teknoloji mühendislik matematik (FETEMM) farkındalıklarına ve mühendis algılarına etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Bozok Üniversitesi, Yozgat.
38. Wang, H. H. (2012). A new era of science education: Science teachers’ perceptions and classroom practices of science, technology, engineering and mathematics (STEM) integration. Unpublished doctoral thesis, Minnesota University, Minnesota.
39. Yıldırım, B., & Selvi, M. (2017). STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin etkileri üzerine deneysel bir çalışma. Journal of Theory and Practice in Education, 13(2), 183-210.
40. Zengin, E., & Uğraş, M. (2019). Sınıf öğretmen adaylarının stem eğitimine ilişkin metaforik algılarının belirlenmesi. EKEV Academy Journal, 23(77) 57-76.