Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Mühendislik Tasarım Becerilerinin İncelenmesi

Year 2023, Volume: 11 Issue: 22, 924 - 951, 27.10.2023

Gamze Yayla Eskici

https://doi.org/10.18009/jcer.1344266

Abstract

Bu çalışmada, fen bilgisi öğretmen adaylarının mühendislik tasarım becerilerini sergileme süreçlerini incelemek amaçlanmıştır. Çalışmanın katılımcılarını fen bilgisi öğretmenliği 4. Sınıfta öğrenim gören 28 öğretmen adayından oluşmaktadır. Çalışmada özel durum çalışması yöntemi kullanılmıştır. Verilerin toplanması için araştırmacı tarafından mühendislik tasarım becerilerini kullanmalarını sağlayacak günlük hayat problemlerin yer aldığı etkinlikler hazırlanmıştır. Sınıf dörder kişilik gruplara ayrılmış ve her grup için bir etkinlik olmak üzere toplam yedi etkinlik uygulanmıştır. Uygulama dört hafta sürmüştür. Etkinlikleri değerlendirmek için, mühendislik tasarım becerileri değerlendirme rubriği hazırlanmıştır. Tasarımın her basamağı ayrı ayrı puanlanarak mühendislik tasarım becerilerini sergileme düzeyleri belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda, fen bilgisi öğretmen adaylarının mühendislik tasarım becerilerini sergileme düzeylerinin düşük düzeyde olduğu, özellikle de çözümü seçmek için karar matrisleri hazırlamada yetersiz kaldıkları görülmüştür.

Keywords

Fen bilgisi öğretmen adayları, mühendislik tasarım becerisi, disiplinlerarası fen eğitimi

Investigation of Engineering Design Skills of Science Teacher Candidates

Abstract

This study aimed to examine the processes of science teacher candidates demonstrating their engineering design skills. The participants of the study consist of 28 senior science teacher candidates The case study method was used in the study. To collect data, activities involving daily life problems were prepared by the researcher to enable students to use their engineering design skills. The class was divided into groups of four and a total of seven activities were implemented, one activity for each group. The implementation lasted four weeks. To evaluate the activities, an engineering design skills evaluation rubric was prepared. Each step of the design was scored separately and the level of display of engineering design skills was determined. As a result of the study, it was seen that science teacher candidates' level of display of engineering design skills was low, and they were especially insufficient in preparing decision matrices to choose the solution.

Keywords

Science teacher candidates, engineering design, interdisciplinary science education

References

• Ayas, A. (1995). Fen bilimlerinde program geliştirme ve uygulama teknikleri üzerine bir çalışma: İki çağdaş yaklaşımın değerlendirilmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(11), 149-155.
• Ayas, A., Çepni, S., & Akdeniz, A. R. (1993). Development of the Turkish secondary science curriculum. Science Education, 77(4), 433-440. https://doi.org/10.1002/sce.3730770406
• Aydın, E., & Karslı-Baydere, F. (2023). “Basit makineler” konusunda mühendislik tasarım sürecine göre geliştirilen etkinliklerin 8. Sınıf öğrencilerinin kavramsal anlamalarına ve bilimsel süreç becerilerine etkileri. IBAD Sosyal Bilimler Dergisi, (14), 121-154. https://doi.org/10.21733/ibad.1198454
• Ayvacı, H. Ş., Bebek, G., & Yamaçlı, S. (2023). Experiences of pre-service science teachers in “teaching practice” during the covid-19 pandemic. International e-Journal of Educational Studies, 7(13), 134-152. https://doi.org/10.31458/iejes.1229871
• Bakırcı, H., & Kaplan, Y. (2021). Fen Bilimleri Öğretmenlerinin mühendislik ve tasarım becerileri alanında karşılaştığı sorunlar ve çözüm önerileri. Journal of Computer and Education Research, 9(18), 626-654. https://doi.org/10.18009/jcer.908161
• Bybee, R.W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70 (1), 30-35. https://www.proquest.com/openview/75bbe8b13bf3f54ebd755333ffd8621e/1?cbl=34845&pq-origsite=gscholar
• Creswell, J. W. (2007). Qualitative inquiry & research design: Choosing among five approaches. New York: Sage.
• Cunningham, C. M., & Hester, K. (2007, Haziran). Engineering is elementary: An engineering and technology curriculum for children. Paper presented at the ASEE Annual Conference and Exposition.
• Çakır, R., Ozan, C. E., Kaya, E. & Buyruk, B. (2016). The impact of FeTeMM activities on 7th grade students’ reflective thinking skills for problem solving levels and their achievements. Participatory Educational Research (PER), 4, 182-189. https://dergipark.org.tr/en/pub/per/issue/47596/601279
• Çelik, H., Pektaş, H. M., & Karamustafaoğlu, O. (2018). Science teaching laboratory applications: Common knowledge construction, learning cycle models and stem approach. International Journal on New Trends in Education and Their Implications, 9(3), 11-29.
• Drake, S., (1998). How Our Team Dissolved the Boundaries. Educational Leadership, 49(2), 20–22.
• Dym, C. L., Agogino, A. M., Eris, O., Frey, D. D., & Leifer, L. J. (2005). Engineering design thinking, teaching, and learning. Journal of Engineering Education, 94(1), 103-120. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.2005.tb00832.x
• English, L. D. (2023). Ways of thinking in STEM-based problem solving. ZDM–Mathematics Education, 1-12. https://doi.org/10.1007/s11858-023-01474-7
• Ford, B. A. (2007). Teaching and learning: Novice teachers’ descriptions of their confidence to teach science content (Doctoral dissertation). Available from ProQuest Dissertations and Theses database.
• Fan, S.C., & Yu, K.C. (2016). Core value and implementation of the science, technology, engineering, and mathematics curriculum in technology education. Journal of Research in Education Sciences, 61(2), 153-183. http://doi.org/10.6209/JORIES.2016.61(2).06
• Fan, S. C., Yu, K. C., & Lou, S. J. (2018). Why do students present different design objectives in engineering design projects?. International Journal of Technology and Design Education, 28, 1039-1060. https://doi.org/10.1007/s10798-017-9420-5
• Gündüz, Ş., & Odabaşı, Ş. (2004). Bilgi çağında öğretmen adaylarının eğitiminde öğretim teknolojileri ve materyal geliştirme dersinin önemi. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 3(1), 43-48. http://www.tojet.net/articles/v3i1/317.pdf
• Güneş Koç, R. S., & Kayacan, K. (2018). Fen bilimleri öğretmenlerinin 2018 fen bilimleri öğretim programında yer alan mühendislik ve tasarım becerilerine ilişkin görüşlerinin belirlenmesi. Turkish Studies Educational Sciences,13(19), 865-881. https://doi.org/10.7827/TurkishStudies.13771
• Hacıoğlu, Y., Yamak, H., & Kavak, N. (2016). Mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile ilgili öğretmen görüşleri. Bartın University Journal of Faculty of Education, 5(3), 807-830. https://doi.org/10.14686/buefad.v5i3.5000195411
• Harman G., & Yenikalaycı, N. (2021). STEM eğitiminde mühendislik tasarım sürecine dayalı etkinliklere yönelik fen bilgisi öğretmen adaylarının görüşleri. Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 53(53), 206-226. http:// 10.15285/maruaebd.729672
• Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., Hammer, D. & Carberry, A. (2011). Infusing engineering design into high school STEM courses. https://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1165&context=ncete_publications
• Kaptan, F. (1999). Fen bilgisi öğretimi. İstanbul: Öğretmen Kitapları Dizisi, Milli Eğitim Basımevi.
• Karakaya, F., & Yılmaz, M. (2021). Fen lisesi öğrencilerinin mühendislik tasarım süreçlerinin incelenmesi. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 17(3), 511-534. https://doi.org/10.17860/mersinefd.993346
• Karamustafaoğlu, O., & Pektaş, H. M. (2023). Developing students’ creative problem solving skills with inquiry-based STEM activity in an out-of-school learning environment. Education and Information Technologies, 28(6), 7651-7669. https://doi.org/10.1007/s10639-022-11496-5
• Karamustafaoğlu, O., Tezel Ö. & Sarı U. (Ed.) (2018). Güncel yaklaşım ve yöntemlerle etkinlik destekli fen öğretimi. Ankara: Pegem Akademi.
• Kınık Topalsan, A. (2018). Sınıf öğretmenliği öğretmen adaylarının geliştirdikleri mühendislik tasarım temelli fen öğretim etkinliklerinin değerlendirilmesi. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 186-219. https://doi.org/10.23891/efdyyu.2018.66
• Kirschner, P., & Selinger, M. (2003). The state of affairs of teacher education with respect to information and communications technology. Technology, Pedagogy and Education, 12(1), 5-17. https://doi.org/10.1080/14759390300200143
• Kuvaç, M., & Koç-Sarı, I. (2018). E-STEM, STEM öğretmenleri için çevre konularına yönelik ortaokul etkinlik kitabı. (1. Baskı). Ankara: Anı Yayıncılık.
• Küpeli, M.A. (2021). Mühendislik tasarım temelli etkinliklerin 8.sınıf öğrencilerinin çevresel farkındalık, girişimcilik algı ve becerilerine etkisi (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Aksaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aksaray.
• Meral, M., Altun Yalçın, S., Çakır, Z., & Samur, E. (2022). Fen bilimleri öğretmenlerinin mühendislik tasarım uygulamalarına yönelik görüşleri. Journal of Innovative Research in Social Studies, 5(2), 138-154. https://doi.org/10.47503/jirss.1202372
• Miles, M.B., & Huberman, A.M. (1994). Qualitative data analysis. Thousand Oaks, CA: Sage.
• Milli Eğitim Bakanlığı (2018). İlkokul ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı. Talim ve Terbiye Kurulu, Ankara.
• Moore, T. J., Tank, K. M., & Aran W. Glancy, J. A. (2015). NGSS and the landscape of engineering in K-12 state science standards. Journal of Research in Science Teaching, 296-318. https://doi.org/10.1002/tea.21199
• National Research Council [NRC]. (2012). A Framework for k-12 science education: practices, crosscutting concepts, and core ideas. The National Academic Press, Washington DC
• O'Neill, T., Finau‐Faumuina, B. M., & Ford, T. (2023). Toward decolonizing STEM: Centering place and sense of place for community‐based problem‐solving. Journal of Research in Science Teaching. 1-31. https://doi.org/10.1002/tea.21858
• Özkaya, A., Bulut, S., & Şahin, G. (2022). STEM etkinliklerinin öğretmenlerin yaratıcı tasarım becerilerine etkisinin incelenmesi. Fen Matematik Girişimcilik ve Teknoloji Eğitimi Dergisi, 5(1), 1-17.
• Özmen, H., & Karamustafaoglu, O. (Ed.) (2019). Eğitimde araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi. https://doi.org/10.14527/9786052417867
• Roberts, T., Maiorca, C., Jackson, C., & Mohr-Schroeder, M. (2022). Integrated STEM as problem-solving practices. Investigations in Mathematics Learning, 14(1), 1-13. https://doi.org/10.1080/19477503.2021.2024721
• Roehrig, G.H., Dare, E.A., Ring-Whalen, E., & Wieselmann, J.R. (2021). Understanding coherence and integration in integrated STEM curriculum. International Journal of STEM Education, 8(1), 1-21. https://doi.org/10.1186/s40594-020-00259-8
• Silk, E. M., Schunn, C. D., & Strand Cary, M. (2009). The impact of an engineering design curriculum on science reasoning in an urban setting. Journal of Science Education and Technology, 18, 209-223. https://doi.org/10.1007/s10956-009-9144-8
• Şahin, F., Göcük, A., & Sevgi, Y. (2018). Fizik, kimya, biyoloji ve fen bilgisi öğretmen adaylarının disiplinlerarası ilişki kurma düzeylerinin incelenmesi: Kan basıncı. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 6(1), 73-95.
• Türkoğuz, S., & Kayalar, A. (2021). Mobil-FeTeMM öğretim uygulamalarının öğretmen adaylarının mühendislik tasarım süreç becerilerine etkisi. Asya Öğretim Dergisi, 9(2), 34-54. https://doi.org/10.47215/aji.974899
• Uzel, L. (2019). 6. Sınıf madde ve ısı ünitesinde gerçekleştirilen mühendislik tasarım temelli uygulamaların öğrencilerin problem çözme ve tasarım becerilerine etkisinin değerlendirilmesi (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Aksaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aksaray.
• Vasquez, J. A., Sneider, C. I., & Comer, M. W. (2013). STEM lesson essentials, grades 3-8: Integrating science, technology, engineering, and mathematics: Heinemann Portsmouth.
• Yuliati, L., Munfaridah, N., Ali, M., Rosyidah, F., & Indrasari, N. (2020, April). The effect of project based learning-STEM on problem solving skills for students in the topic of electromagnetic induction. Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1521, No. 2, p. 022025). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1521/2/022025
• Volkmann, M. J., & Abell, S. K. (2003). Rethinking laboratories. The Science Teacher, 70(6), 38.
• Yağar, F., & Dökme, S. (2018). Niteliksel araştirmalarin planlanmasi: Araştirma sorulari, örneklem seçimi, geçerlik ve güvenirlik. Gazi Sağlık Bilimleri Dergisi, 3(3), 1-9.
• Yayla Eskici, G. Y., & Özsevgeç, T. (2019). Yaşam becerileri ile ilgili çalışmaların tematik içerik analizi: bir meta-sentez çalışması. International e-Journal of Educational Studies, 3(5), 1-15. https://doi.org/10.31458/iejes.421255
• Yayla Eskici, G. Y., & Özsevgeç, T. (2020). Fen eğitimi anabilim dalındaki akademisyenlerin girişimcilik eğilimlerinin belirlenmesi. Fen Matematik Girişimcilik ve Teknoloji Eğitimi Dergisi, 3(2), 80-97.
• Yurttaş, Ş. (2021). Grupla Mühendislik Tasarım Temelli Robotik Uygulamalarının Öğrencilerin Günlük Yaşama Dayalı Problem Çözme Becerileri ve Motivasyonu Üzerindeki Etkisi (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Bursa Uludağ Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
• Wang, H., 2012. A New era of science education: science teachers‟ perceptions and classroom practices of science, technology, engineering, and mathematics (STEM) integration (Unpublished Doctoral Dissertation). University of Minnesota, USA.
• 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. American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Louisville, KY. https://doi.org/10.18260/1-2--16175