Analysis of Models for Technological Products Prepared by Students in Design-Based Biomimicry Activities

Year 2024, Volume: 25 Issue: 2, 621 - 646, 31.08.2024

Dilara Velioğlu , Mehmet Yakışan

https://doi.org/10.17679/inuefd.1425397

Abstract

The aim of the study is to analyze the technological product models prepared by 7th grade students in design-based biomimicry activities. A total of 30 students, 18 girls and 12 boys, participated in the research. Students were asked to indicate which problems they thought would solve in daily life with models of technological products inspired by animals. The "Let's get inspired by animals and design technological products" worksheet and "Student Design Evaluation Scale" were used as data collection tools. Students in each group individually evaluated the models of their fellow group members according to the variables of design, applicability, similarity to the structure and characteristics of the animal, durability, visuality, usefulness, originality and convertibility into products. The study is a case study and descriptive analysis was used. When the models made by the students were examined, products belonging to military technology for protection and defense purposes, products that can be used in mining and civil engineering, technological materials and various tools that can be used in the field of cleaning were identified. With this study, it is thought that students' theoretical knowledge and the development of models inspired by animals to solve some problems in daily life contribute to the development of 21st century skills such as creativity and innovation. Biomimicry activities with STEM content can be increased at all school levels. In this way, productive students can be raised to improve their perspective on living organisms and to develop and advance science and technology.

Keywords

biomimicry, design, model

Öğrencilerin Tasarım Temelli Biyomimikri Etkinliklerinde Hazırladıkları Teknolojik Ürünlere Yönelik Modellerin Analizi

Abstract

Çalışmanın amacı ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin tasarım temelli biyomimikri etkinliklerinde hazırladıkları teknolojik ürünlere yönelik modellerin analiz edilmesidir. Araştırmanın örneklemini 18’i kız 12’i erkek olmak üzere 30 öğrenci oluşturmaktadır. Öğrencilerden hayvanlardan esinlenerek yaptıkları teknolojik ürünlere yönelik modeller ile günlük hayatta hangi problemlere çözüm getirmeyi düşündüklerini belirtmeleri istenmiştir. Veri toplama aracı olarak “Hayvanlardan ilham alalım teknolojik ürün tasarlayalım” çalışma kâğıdı ve “Öğrenci Tasarım Değerlendirme Ölçeği” kullanılmıştır. Aynı zamanda her gruptaki öğrenciler bireysel olarak, diğer grup arkadaşlarının modellerini tasarım, uygulanabilirlik, hayvanın yapı ve özelliğine benzerlik, dayanıklılık, görsellik, faydalılık, orijinallik ve ürüne dönüştürülebilirlik değişkenlerine göre değerlendirmiştir. Çalışma nitel araştırma yöntemlerinden durum çalışmasıdır. Verilerin analizinde betimsel analiz yöntemi kullanılmıştır. Öğrencilerin yaptıkları modeller incelendiğinde, koruma ve savunma amaçlı askerî teknolojiye ait ürünler, maden ve inşaat mühendisliğinde kullanılabilecek ürünler, temizlik alanında kullanılabilecek teknolojik malzemeler ve günlük hayatımızda kullanabileceğimiz çok çeşitli araç gereçler ile ilgili olduğu tespit edilmiştir. Öğrencilerin bu çalışma ile sahip oldukları teorik bilgiler ile hayvanlarda gözlemledikleri yapı ve özelliklerden esinlenerek günlük hayattaki bazı problemlerin çözümüne yönelik modeller geliştirmeye yönelmeleri yaratıcılık ve inovasyon gibi 21. Yüzyıl becerilerinin gelişimine katkı sağladığı düşünülmektedir. FeTeMM içerikli biyomimikri etkinlikleri tüm okul seviyelerinde artırılabilir. Bu sayede canlı organizmalara olan bakış açısını geliştiren, bilim ve teknolojinin gelişip ilerlemesi için üretken öğrenciler yetiştirilebilir.

Keywords

biyomimikri, tasarım, model

References

• Acar, D., Tertemiz, N. ve Taşdemir, A. (2019). STEM eğitimi ile öğrenim gören öğrencilerin matematik ve fen bilimleri problem çözme becerileri ve başarıları arasındaki ilişkinin incelenmesi. Bartın Üniversitesi Eğitim Araştırmaları Dergisi, 3 (2) , 12-23.
• Aktaş B. ve Bostancı N. (2021). Covid-19 pandemisinde üniversite öğrencilerindeki oyun bağımlılığı düzeyleri ve pandeminin dijital oyun oynama durumlarına etkisi. Bağımlılık Dergisi. 22(2): 129-138. https://doi.org/10.51982/bagimli.827756
• Alawad, A. A. & Mahgoub, Y. M. (2014). The Impact of teaching biomimicry to enhance thinking skills for students of art education in higher education. International Teacher Education Conference 2014, 263-268, Dubai, UAE.
• Avcı, F. (2019). Doğa ve inovasyon: Okullarda biyomimikri. Anadolu Öğretmen Dergisi, 3(2), 214-233. Doi:10.35346/aod.604872
• Benyus, J. M. (1997). Biomimicry: innovation inspired by nature. New York: William Morrow and Comp, Inc.
• Benyus, J. M. (2014). A biomimicry primer. In Baumeister, D., Tocke, R., Dwyer, J., Ritter, S. and Benyus, J. (Eds), Biomimicry resource handbook: a seed bank of knowledge and best practices. Missoula, Montana: Biomimicry 3.8.
• Beswick, K., Fraser, S. (2019). Developing mathematics teachers’ 21st century competence for teaching in STEM contexts. ZDM Mathematics Education 51, 955–965. https://doi.org/10.1007/s11858-019- 01084-2
• Bozkurt Altan, E., Yamak, H. ve Buluş Kırıkkaya, E. (2016). FeTeMM eğitim yaklaşımının öğretmen eğitiminde uygulanmasına yönelik bir öneri: Tasarım temelli fen eğitimi. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 212-232.
• Bybee, R. W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 Vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), 30-35.
• Cabestany, J., Prieto, A., Sandoval, F. (Eds.). 2005. Computational Intelligence and Bioinspired Systems: 8th International Work-Conference on Artificial Neural Networks, IWANN 2005, Vilanova i la Geltrú, Barcelona, Spain, June 8-10, 2005, Proceedings (Vol. 3512). Springer.
• Canbazoğlu Bilici, S., Küpeli, M. A., & Guzey, S. S. (2021). Inspired by nature: An engineering design-based biomimicry activity. Science Activities, 58(2), 77-88. https://doi.org/10.1080/00368121.2021.1918049
• Çoban M. & Coştu, B (2021): Integration of biomimicry into science education: biomimicry teaching approach, Journal of Biological Education, 57(1), 145-169. Doi: 10.1080/00219266.2021.1877783
• English, L. D., King, D. & Smeed, J. (2017). Advancing integrated STEM learning through engineering design: sixth-grade students’ design and construction of earthquake resistant buildings. The Journal of Educational Research, 110(3), 255-271. http://doi.org/10.1080/00220671.2016.1264053
• Foster, P. (1994). Must we MST? Journal of Technology Education, 6(1), 76-84. https://doi.org/10.21061/jte.v6i1.a.6
• Gilbert, C. L. (1995). Modelling market fundamentals: a model of the aluminium market. Journal of Applied Econometrics, 10(4), 385-410.
• Gödek Y. (2004). The ımportance of modelling in science education and in teacher education. Journal of Hacettepe Universty Education Faculty, No.26, 54-61. https://dergipark.org.tr/en/pub/hunefd/issue/7810/102474
• Honey, M., Pearson, G. & Schweingruber, H. (Eds). National Academy of Engineering and National Research Council (2014). STEM integration in K-12 education: Status, prospects, and anagenda for research. Washington D.C. : The National Academies Press.
• İleritürk, İ. (2016). Mimarlık eğitiminde doğa ile ilişki bağlamında biyomimikri (Yüksek Lisans Tezi) Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• İnner, S. (2019). Biyomimikri ve parametrik tasarım ilişkisinin mimari alanında kullanımı ve gelişimi. Tasarım Enformatiği, 1(1), 15-29.
• Kandemir, N., Değirmenci, S., & Coşgun, M. A. (2022). Fen bilgisi öğretmen adaylarının biyomimikri örneklerini fizik kavramları ve günlük yaşamla ilişkilendirme becerilerinin incelenmesi. Turkish Journal of Primary Education, 7(1), 25-43. https://doi.org/10.52797/tujped.1093614
• Kim, G.S. and Choi, S.Y., (2012). The effect of creative problem solving ability and scientific attitude through the science based STEAM program in the elementary gifted students. Elementary Science Education, 31(2), 216-226. https://doi.org/10.15267/keses.2012.31.2.216
• MEB (2018-a). Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar). Ankara. Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
• MEB (2018-b). Ortaöğretim biyoloji dersi öğretim (9, 10, 11 ve 12. sınıflar) öğretim programı. Ankara. Millî Eğitim Bakanlığı Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
• Miles, M. B, Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis: an expended sourcebook. (2nd Edition). California: SAGE Publications.
• Minaslı, E. (2009). Fen ve teknoloji dersi maddenin yapısı ve özellikleri ünitesinin öğretilmesinde simülasyon ve model kullanılmasının başarıya, kavram öğrenmeye ve hatırlamaya etkisi (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Marmara Üniversitesi, İstanbul.
• Morrison, J. (2006). Attributes of STEM education: The student, the school, the classroom. TIES (Teaching Institute for Excellence in STEM), 20, 2-7.
• National Research Council (2012). A framawork for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts and core ideas. Washington DC: The National Academic.
• Oh, P. S. ve Oh, S. J. (2011). What teachers of science need to know about models: An overview. International Journal of Science Education, 33(8), 1109-1130. http://dx.doi.org/10.1080/09500693.2010.502191
• Özdemir, S. (2017). Savaşın Çocuklar Üzerindeki Etkileri, Sağlık ve Umut. Turkiye Klinikleri Journal of Nursing Sciences, 9(4). Doi: 10.5336/nurses.2017-54929
• Özkızılcık, M. ve Betül Cebesoy, Ü. (2020). Tasarım temelli FeTeMM etkinliklerinin fen bilgisi öğretmen adaylarının problem çözme becerilerine ve FeTeMM öğretimi yönelimlerine etkisinin incelenmesi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33 (1) , 177-204. Doi:10.19171/uefad.588222
• Park, D. Y., Park, M. H., & Bates, A. B. (2016). Exploring young children’s understanding about the concept of volume through engineering design in a STEM activity: A case study. International Journal of Science and Mathematics Education, 16, 275-294. Doi: 10.1007/s10763-016-9776-0
• Retna, K. S. (2016). Thinking about ‘Design Thinking’: A study of teacher experiences. Asia Pacific Journal of Education, 36(1), 5–19. Doi:10.1080/02188791.2015.1005049
• Rogers, C., & Portsmore, M. (2004). Bringing engineering to elementary school. Journal of STEM Education, 5(3), 17-28.
• Savran Gencer, A., Doğan, H. ve Bilen, K . (2020). Developing biomimicry STEM activity by querying the relationship between structure and function in organisms. Turkish Journal of Education, 9(1), 64-105. doi:10.19128/turje.643785
• Sürgü, B., & Güneş, N. (2022). Biyotaklit konusunun 8. sınıf teknoloji ve tasarım dersinde işlenmesinin öğrenciler üzerindeki etkileri. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(2), 38-55.
• Tozlu, İ., Gülseven, E. ve Tüysüz, M. (2019). FeTeMM eğitimine yönelik etkinlik uygulaması: Kuvvet ve enerji örneği. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 16(1), 869-896. http://dx.doi.org/10.23891/efdyyu.2019.145
• Velioğlu, D. & Yakışan, M. (2022), Determination of the biomimicry perceptions of middle school 7th grade students through drawings, Kastamonu Education Journal, 30(1), 120-129. Doi: 10.24106/kefdergi.788413.
• Wendell, K. B. (2008). The theoretical and empirical basis for design-based science instruction for children. Unpublished Qualifying Paper, Tufts University.
• Yakışan, M. ve Velioğlu, D. (2019). İlkokul 4. sınıf öğrencilerinin biyomimikri algılarına yönelik yaptıkları çizimlerin analizi. Gazi Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 39(2), 727- 753. https://doi.org/10.17152/gefad.547807
• Yıldırım, B. (2019). Fen bilgisi öğretmen adaylarının STEM eğitiminde biyomimikri uygulamalarına yönelik görüşleri. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 39(1), 63-90.
• Yıldırım, B. ve Altun, Y. (2015). STEM eğitim ve mühendislik uygulamalarının fen bilgisi laboratuar dersindeki etkilerinin incelenmesi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 2(2), 28-40. Doi: 10.31202/ecjse.67132.