Barbie Bungee Jumping: An Example STEM Activity

Year 2021, Volume: 7 Issue: 3, 261 - 288, 03.12.2021

Canay Pekbay Nurbanu Yılmaz

Abstract

This study aims to introduce an activity prepared in accordance with the STEM education approach in detail and examine the opinions of high school students about this activity. In the fall semester of the 2019-2020 academic year, 28 students studying in the 9th grade of a state science high school in the Black Sea Region participated in this study. The researchers carried out the STEM activity during 3 lesson hours in the mathematics lesson. Students are expected to perform a bungee jump using a doll and rubber bands in the activity. For this, the distance to which the jump will be made was given to the students in advance, and they were asked to estimate the number of rubber bands they would use to perform this jump safely. In this way, it aimed to integrate science, technology, engineering, and mathematics. This activity includes energy, conservation of energy, and energy transformations within the scope of a physics course, and linear equations, graph drawing, and interpretation within the scope of mathematics course. At the end of the activity, the feedback form was used to get the students' opinions about the activity. In the study, the data were analyzed using the descriptive analysis method with the help of the themes related to STEM specified in the theoretical framework. The study results show that the students learned STEM with this activity, as well as they found the activity fun and instructive. It is also found that this activity contributed to students' group work and high-level thinking skills. The students expressed a negative opinion only about the implementation of the activity. With this activity, it is believed that this event will increase students' awareness of STEM fields and contribute to their career awareness in these fields.

Keywords

STEM education, High school students, Conservation of energy, Linear equations

Barbie Bungee Jumping: Bir STEM Etkinliği Örneği

Abstract

Bu çalışmada, STEM eğitim yaklaşımına uygun olarak hazırlanan bir etkinliğin ayrıntılı olarak tanıtılması ve gerçekleştirilen etkinlik ile ilgili lise öğrencilerinin görüşlerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmaya 2019-2020 eğitim öğretim yılının güz döneminde Batı Karadeniz’de bulunan bir devlet fen lisesinin 9. sınıfında öğrenim gören 28 öğrenci katılmıştır. STEM etkinliği, matematik dersinde 3 ders saati boyunca araştırmacılar tarafından gerçekleştirilmiştir. Etkinlikte öğrencilerden oyuncak bebek ve ambalaj lastikleri kullanılarak bir bungee atlayışı gerçekleştirmeleri beklenmektedir. Bunun için atlayışın yapılacağı mesafe öğrencilere önceden verilerek, öğrencilerden bu atlayışı güvenli bir şekilde gerçekleştirebilmek için kullanacakları lastik sayısını tahmin etmeleri istenmiştir. Gerçekleştirilen etkinlikte fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerinin entegrasyonu sağlanmaya çalışılmıştır. Etkinlik; fizik dersi kapsamında enerji, enerjinin korunumu ve enerji dönüşümleri konusunu, matematik dersi kapsamında ise doğrusal denklemler, grafik çizme ve yorumlama konularını içermektedir. Etkinlik sonunda öğrencilerin etkinlik ile ilgili görüşlerini almak için etkinlik görüş formu kullanılmıştır. Çalışmada veriler, kuramsal çerçevede belirtilen STEM ile ilgili oluşturulmuş temalar yardımı ile betimsel analiz yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Çalışma sonuçları, öğrencilerin etkinlik sayesinde STEM’i öğrendiklerini, etkinliği eğlenceli ve öğretici bulduklarını, etkinliğin grup çalışmasına ve üst düzey düşünme becerilerine katkı sağladığını göstermektedir. Öğrenciler, etkinliğin yalnızca uygulanışı konusunda olumsuz görüş bildirmişlerdir. Bu etkinliğin, öğrencilerin hem STEM alanlarına yönelik farkındalıklarını arttıracağı hem de bu alanlarda kariyer bilinci geliştirmelerine katkıda bulunacağı düşünülmektedir.

Keywords

STEM eğitimi, Lise öğrencileri, Enerji dönüşümleri, Doğrusal denklemler

References

• Ayar, M.C. (2015). First-hand Experience with Engineering Design and Career Interest in Engineering: An Informal STEM Education Case Study. Educational Sciences: Theory & Practice, 15(6), 655-675.
• Aydın-Günbatar, S. (2018). Elmanın kararmasının engellenmesi: Bir FeTeMM etkinliği. Araştırma Temelli Etkinlik Dergisi, 8(2), 99-110.
• Benita, F., Virupaksha, D., Wilhelm, E., & Tunçer, B. (2021). A smart learning ecosystem design for delivering Data-driven Thinking in STEM education. Smart Learning Environments, 8(1), 1-20.
• Bozkurt-Altan, E., Üçüncüoğlu, İ., & Özek, H. (2019). Nakliye firmaları için taşınma problemi: Mühendislik tasarım odaklı etkinlik örneği. Araştırma Temelli Etkinlik Dergisi (ATED), 9(2), 132-149.
• Büyüköztürk, Ş., Kılıç-Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2014). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi.
• Bybee, R. W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), 30-35.
• Beybee, R. W. (2019). Describes how teachers can use the BSCS 5E Instructional Model to introduce STEM disciplines. Science and Children, February 2019, NSTA.
• Çilek, E. (2019). Atmosferdeki sıcaklık değişiminde rol oynayan gazların etkisi: Bir STEM etkinliği. Araştırma Temelli Etkinlik Dergisi (ATED), 9(2), 109-131.
• Çorlu, M. S., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: Implications for educating our teachers in the age of innovation. Education and Science, 39(171), 74-85.
• Doymuş, K., Şimşek, Ü., & Bayrakçeken, S. (2004). İşbirlikçi öğrenme yönteminin fen bilgisi dersinde akademik başarı ve tutuma etkisi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 1(2), 103-115.
• Ercan, S. & 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.
• Fang, N. (2013). Increasing high school students’ interest in STEM education through collaborative brainstorming with Yo-Yos. Journal of STEM Education, 14(4), 8-14.
• Fraenkel, J. R. & Wallen, N. E. (2003). How to design and evaluate research in education (Fifth ed). New York: McGraw-Hill.
• Gülen, S., & Yaman, S. (2018a). Altıncı sınıf öğrencilerinin FeTeMM tabanlı ATBÖ yaklaşımı etkinlikleri hakkındaki görüşleri. OPUS Uluslararası Toplum Araştırmaları Dergisi, 8(15), 1293-1322.
• Gülen, S., & Yaman, S. (2018b). Fen bilimleri dersinde argümantasyon süreci ve stem disiplinlerinin kullanımı; odak grup görüşmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 1184-1211.
• Gülen, S., & Yaman, S. (2019). The effect of integration of STEM disciplines into Toulmin's argumentation model on students’ academic achievement, reflective thinking, and psychomotor skills. Journal of Turkish Science Education, 16(2), 216-230.
• Gülhan, F. & Şahin, F. (2016). Fen-teknoloji-mühendislik-matematik entegrasyonunun (STEM) 5. sınıf öğrencilerinin bu alanlarla ilgili algı ve tutumlarına etkisi. International Journal of Human Science, 13(1), 602-620.
• Hou, H. T., Chang, K. E., & Sung, Y. T. (2007). Analysis of time-management pattern of interactive behaviors during online project-based learning. Paper presented at the 7th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies, Proceedings, Los Alamitos.
• Jamali, S. M., Md Zain, A. N., Samsudin, M. A., & Ale Ebrahim, N. (2017). Self-efficacy, scientific reasoning, and learning achievement in the STEM project-based learning literature. The Journal of Nusantara Studies (JONUS), 2, 29-43.
• Johnson, C. C., & Sondergeld, T. A. (2020). Outcomes of an integrated STEM high school: Enabling access and achievement for all students. Urban Education, 0042085920914368.
• Kahraman, E. & Doğan, A. (2020). STEM etkinliklerine yönelik ortaokul öğrencilerinin görüşleri. Anadolu Öğretmen Dergisi, 4(1), 1-20.
• Karahan, E., & Bozkurt, E. (2018). STEM eğitiminde matematik odaklı gerçek dünya problemleri ve matematiksel modelleme. Çepni, S.(Ed.), Kuramdan Uygulamaya STEM+A (+E) Eğitimi içinde (353-372). Ankara: Pegem Akademi.
• Knezek, G., Christensen, R., Tyler-Wood, T., & Periathiruvadi, S. (2013). Impact of environmental power monitoring activities on middle school student perceptions of STEM. Science Education International, 24(1), 98-123.
• Mataric, M. J., Koenig, N. P., & Feil-Seifer, D. (2007, March). Materials for enabling hands-on robotics and STEM education. In AAAI Spring Symposium: Semantic Scientific Knowledge Integration (pp. 99-102).
• Miles, M. B. & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis. London: Sage Publication. Milli Eğitim Bakanlığı (MEB) (2016). STEM eğitimi raporu. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü (YEGİTEK).
• Milli Eğitim Bakanlığı. (2018a). Ortaöğretim fen lisesi fizik dersi (9, 10, 11 ve 12. sınıflar) öğretim programı. Ankara. Milli Eğitim Bakanlığı. (2018b). Fen bilimleri dersi öğretim programı (3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar). Ankara.
• National Council of Teachers of Mathematics. (2008). Barbie as project. 10 Ekim 2019 tarihinde, https://illuminations.nctm.org/uploadedfiles/content/lessons/resources/6-8/barbie-as-project.pdf adresinden erişildi.
• Özbilen, A. G. (2018). STEM eğitimine yönelik öğretmen görüşleri ve farkındalıkları. Scientific Educational Studies, 2(1), 1-21.
• Özçakır- Sümen, Ö. & Çalışıcı, H. (2016). Pre-service teachers’ mind maps and opinions on STEM education implemented in an environmental literacy course. Educational Sciences: Theory & Practice, 16, 459-476.
• Parno, Yuliati, L., Munfaridah, N., Ali, M., Rosyidah, F. U. N., & Indrasari, N. (2020, April). The effect of project based learning-STEM on problem solving skills for students in the topic of electromagnetic induction. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1521, No. 2, p. 022025). IOP Publishing.
• Partnership for 21st Century Skills (2009). P21 framework definitions. [Çevrim-içi: http://www.p21.org/storage/documents/P21_Framework_Definitions.pdf, Erişim tarihi: 25 Temmuz 2016.]
• Pleiss, G., Perry, M., & Zastavker, Y. V. (2012). Student self-efficacy in introductory ProjectBased Learning courses. 42nd Annual Frontiers in Education Conference, FIE 2012, Seattle, WA.
• Priemer, B., Eilerts, K., Filler, A., Pinkwart, N., Rösken-Winter, B., Tiemann, R., & Zu Belzen, A. U. (2020). A framework to foster problem-solving in STEM and computing education. Research in Science & Technological Education, 38(1), 105-130.
• Roberts, A. (2012). A justification for STEM education. Technology and Engineering Teacher, 71(8), 1-4.
• Selvi M., & Yıldırım, B. (2017). Kuramdan uygulamaya STEM eğitimi. S. Çepni (Ed). STEM öğretme-öğrenme modelleri: 5E öğrenme modeli, proje tabanlı öğrenme ve STEM SOS modeli. Ankara: Pegem Akademi.
• Simmons, D. R., & Chau, A. D. (2021). Factors that predict participation in out-of-class activities for STEM students. Journal of STEM Education: Innovations and Research, 22(1).
• Suchman, E. L. (2014). Changing academic culture to improve undergraduate STEM education. Trends in Microbiology, 22(12), 657-659.
• Sürmeli, H., Yıldırım, M., Göcük, A., & Sevgi, Y. (2018). secondary school students’ performance and opinions towards activities based on engineering design process. Çukurova University Faculty of Education Journal, 47(2), 844-872.
• 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), 297-322.
• Tal, T., Krajcik, J. S., & Blumenfeld, P. C. (2006). An observational methodology for studying group design activity. Research in Engineering Design, 2(4), 722-745.
• Taştan-Akdağ, F., & Güneş, T. (2017). Enerji konusunda yapılan STEM uygulamaları ile ilgili fen lisesi öğrenci ve öğretmen görüşleri. International Journal of Social Sciences and Education Research, 3(5), 1643-1656.
• Watter, J. J. & Diezman, C. M. (2013). Community partnerships for fostering student interest & engagement in STEM. Journal of STEM Education: Innovations & Research, 14(2), 47-55.
• Wyss, V. L., Heulskamp, D., & Siebert, C. J. (2012). Increasing middle school student interest in STEM careers with videos of scientists. International Journal of Environmental and Science Education, 7(4), 501-522.