Tasarım Temelli FeTeMM Etkinliklerinin Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Problem Çözme Becerilerine ve FeTeMM Öğretimi Yönelimlerine Etkisinin İncelenmesi1

Abstract

Bu araştırmanın amacı, tasarım temelli geliştirilen FeTeMM etkinliklerinin fen bilgisi öğretmen adaylarının problem çözme becerilerine ve entegre FeTeMM öğretimi  yönelimlerine etkisini incelemektir. Çalışmanın araştırma grubunu, 2017-2018 öğretim yılı güz döneminde Ege Bölgesinde bir devlet üniversitesinde öğrenim görmekte olan 24 Fen Bilgisi öğretmen adayı oluşturmaktadır. Araştırmada tek gruplu ön test son test zayıf deneysel desen kullanılmıştır. Veri toplama aracı olarak ‘Yetişkinler İçin Problem Çözme Ölçeği’, ‘Entegre FeTeMM Öğretimi Yönelimi Ölçeği’ ve öğretmen adaylarının deney föyleri kullanılmıştır. Bu ölçekler, Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları I dersinde tasarım temelli geliştirilen FeTeMM etkinlikleri öncesinde ve sonrasında fen bilgisi öğretmen adaylarına uygulanmıştır. Çalışma sonucunda, tasarım temelli FeTeMM etkinliklerinin öğretmen adaylarının problem çözme becerilerini ve entegre FeTeMM öğretimi yönelimlerinin anlamlı düzeyde geliştirdiği tespit edilmiştir. Bu sonuçlara dayanılarak tasarım temelli FeTeMM etkinliklerine öğretmen eğitiminde yer verilmesine yönelik öneriler getirilmiştir.            

Keywords

• FeTeMM,fen bilgisi öğretmen adayları,problem çözme becerileri,FeTeMM yönelimi

The Effectiveness of Design Based STEM activities on Pre-service Science Teachers’ Problem Solving Skills and STEM Teaching Intentions

Abstract

The aim of this study is to investigate the effectiveness of design based STEM activities on pre-service science teachers’ problem solving skills and integrated STEM teaching intentions. A total of 24 third grade pre-service science teachers who are enrolled in a mid-size public university in Aegean part of Turkey participated in the study.  The study is designed as one-group pretest and posttest design. The data were collected by Problem Solving Skills, Integrated STEM Teaching Intention Questionnaires and laboratory sheets. The questionnaires were administrated as pre- and post-test before and after implementation of design based STEM activities in Science Laboratory Applications I course. The results revealed that design based STEM activities improved pre-service science teachers’ problem solving skills and integrated STEM teaching intentions. Based on these results, suggestions for introducing design based STEM activities into teacher education programs were provided.

Keywords

• STEM,pre-service science teachers,problem solving skills,STEM teaching intention

References

1. Akaygun, S. & Aslan-Tutak, F. (2016). STEM images revealing stem conceptions of pre-service chemistry and mathematics teachers. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 4(1), 56- 71. doi:10.18404/ijemst.44833
2. Altaş, S. (2018). STEM eğitimi yaklaşımının sınıf öğretmeni adaylarının mühendislik tasarım süreçlerine, mühendislik ve teknoloji algılarına etkisinin incelenmesi. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Muş Alparslan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Muş.
3. Anderson, J. O., Chiu, M.H., & Yore, L. D. (2010). First cycle of PISA (2000–2006). International perspectives on successes and challenges: Research and policy directions. International Journal of Science and Mathematics Education, 8, 373–388. doi: 10.1007/s10763-010-9210-y
4. Aslan Tutak, F., Akaygün, S. ve Tezsezen, S. (2017). İşbirlikli FeTeMM (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) eğitimi uygulaması: Kimya ve matematik öğretmen adaylarının FeTeMM farkındalıklarının incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 32(4), 794-816.
5. Aydin-Gunbatar, S., Tarkin-Celikkiran, A., Kutucu, E. S., & Ekiz-Kiran, B. (2018). The influence of a design-based elective stem course on pre-service chemistry teachers’ content knowledge, STEM conceptions, and engineering views. Chemistry Education Research and Practice, 19(3), 954-972.
6. Aydın, G., Saka, M., ve Guzey, S. (2018). 4-5-6-7. ve 8. sınıf öğrencileri için mühendislik bilgi düzeyi ölçeği. İlköğretim Online, 17(2), 750-768.
7. Aygen, M.B. (2018). Fen bilgisi öğretmen adaylarının bütünleşik öğretmenlik bilgilerinin desteklenmesine yönelik STEM uygulamaları. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Fırat Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
8. Bakırcı, H. ve Kutlu, E. (2018). Fen bilimleri öğretmenlerinin FeTeMM yaklaşımı hakkındaki görüşlerinin belirlenmesi. Türk Bilgisayar ve Matematik Eğitimi Dergisi, 9(2), 367-389.

9. Barrett, B. S., Moran, A. L., & Woods, J. E. (2014). Meteorology meets engineering: An interdisciplinary STEM module for middle and early secondary school students. International Journal of STEM Education, 1(1), 1- 6. doi: http://dx.doi.org/10.1186/2196-7822-1-6
10. Bellanca, J.A., & Brandt, R.S. (2010). 21st century skills: Rethinking how students learn. Vol. 20. Bloomington, IN: Solution Tree Press.
11. Berge, N., Thompson, D.D., Ingram, C., & Pierce, C. (2014). Engineering design and EFFECTs: A water filtration example. Science Scope, 38, 16-27.
12. Blackley, S., & Howell, J. (2015). A STEM Narrative: 15 Years in the Making. Australian Journal of Teacher Education, 40(7), 102-112.
13. Bozkurt Altan, E., Yamak, H., Buluş Kırıkkaya, E., & Kavak, N. (2018). The Effect of Design Based Learning on Pre-service Science Teachers’ Decision Making Skills. Universal Journal of Educational Research, 6(12), 2888-2906.
14. Bozkurt Altan, E., Yamak, H., ve Buluş Kırıkkaya, E. (2016). Hizmet öncesi öğretmen eğitiminde FETEMM eğitimi uygulamaları: Tasarım Temelli Fen Eğitimi, Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 212–232.
15. Breiner, J. M., Harkness, S. S., Johnson, C. C., & Koehler, C. M. (2012). What is STEM? A discussion about conceptions of STEM in education and partnerships. School Science and Mathematics, 112(1), 3-11.
16. Brophy, S., Klein, S., Portsmore, M., & Rogers, C. (2008). Advancing engineering education in P-12 classrooms. Journal of Engineering Education, 97, 369–387.
17. Charleston, L., & Leon, R. (2016). Constructing self-efficacy in STEM graduate education. Journal for Multicultural Education, 10(2), 152-166.
18. Cohen, J. (2013). Statistical power analysis for the behavioral sciences (2nd ed.). New York, NY: Lawrance Erlbaum Associates.
19. Çevik, M. (2018). Impacts of the project based (PBL) science, technology, engineering and mathematics (STEM) education on academic achievement and career interests of vocational high school students. Pegem Journal of Education and Instruction, 8(2), 281-306. doi: http://dx.doi.org/10.14527/pegegog.2018.012
20. Çorlu, M. A., Adıgüzel, T., Ayar, M. C., Çorlu, M. S. ve Özel, S. (2012, Haziran). Bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (BTMM) eğitimi: disiplinler arası çalışmalar ve etkileşimler. X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi’nde sunulmuş bildiri, Niğde.
21. Daşdemir, İ., Cengiz, E., ve Aksoy, G. (2018). Türkiye’de FeTeMM (STEM) eğitimi eğilim araştırması. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 1161-1183. doi: http://dx.doi.org/10.23891/efdyyu.2018.100
22. Dong, Y., Xu, C., Song, X., Fu, Q., Chai, C. S., & Huang, Y. (2019). Exploring the effects of contextual factors on ın-service teachers’ engagement in STEM teaching. The Asia-Pacific Education Researcher, 28(1), 25-34.
23. Duygu, E. (2018). Simülasyon tabanlı sorgulayıcı öğrenme ortamında FeTeMM eğitiminin bilimsel süreç becerileri ve FeTeMM farkındalıklarına etkisi. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Kırıkkale Üniversitesi: Kırıkkale.
24. European Commission. (2018). Key competencies for lifelong learning. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52018SC0014&from=EN adresinden alınmıştır.
25. Fraenkel, J. R., Wallen, N. E., & Hyun, H. (2012). How to design and evaluate research in education (8th ed.). New York: McGrawHill.
26. Gökbayrak, S., & Karışan, D. (2017a). Altıncı sınıf öğrencilerinin FeTeMM temelli etkinlikler hakkındaki görüşlerinin incelenmesi. Alan Eğitimi Araştırmaları Dergisi, 3(1), 25-40.
27. Gökbayrak, S., & Karışan, D. (2017b). Stem Etkinliklerinin Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerine Etkisi. Batı Anadolu Eğitim Bilimleri Dergisi, 8(2), 62-84.
28. Gülen, S., ve Yaman, S. (2018). Fen bilimleri dersinde argümantasyon süreci ve STEM disiplinlerinin kullanımı; Odak grup görüşmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 15(1), 1184-1211.
29. Guzey, S. S., Moore, T. J., & Harwell, M. (2016). Building up STEM: An analysis of teacher-developed engineering design-based STEM integration curricular materials. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 6(1), 11-29. doi: https://doi.org/10.7771/2157-9288.1129
30. Guzey, S. S., Ring-Whalen, E. A., Harwell, M., & Peralta, Y. (2019). Life STEM: A case study of life science learning through engineering design. International Journal of Science and Mathematics Education, 17(1), 23-42.
31. Hacıömeroğlu, G. (2018). Sınıf öğretmeni adaylarının Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik (FeTeMM) öğretimi yönelim düzeylerinin incelenmesi. International Online Journal of Educational Sciences, 10(1), 1-12.
32. Hacıömeroğlu, G. & Bulut, A. S. (2016). Öğretmen adaylarının entegre FeTeMM öğretimi yönelim ölçeği Türkçe formunun geçerlik ve güvenirlik çalışması. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 12(2), 627-653.
33. Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., Hammer, D. & Carberry, A. (2011). Infusing engineering design into high school STEM courses. https://www.researchgate.net/publication/267233181_Infusing_Engineering_Design_into_High_School_STEM_Courses adresinden alınmıştır.
34. Karışan, D., ve Bakırcı, H. (2018). Öğretmen adaylarının FeTeMM öğretim yönelimlerinin anabilim dalına ve sınıf düzeyine göre incelenmesi. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 8(2), 152-175.
35. Kırılmazkaya, G. (2017). Sınıf öğretmeni adaylarının FeTeMM öğretimine ilişkin görüşlerinin araştırılması (Şanlıurfa Örneği). Harran Maarif Dergisi, 2(2), 59-74.
36. Kızılay, E. (2016). Fen bilgisi öğretmen adaylarının FeTeMM alanları ve eğitimi hakkındaki görüşleri. International Journal of Social Science, 47, 403–417. https://doi.org/10.9761/JASSS3464
37. Lachapelle, C. P., & Cunningham, C. M. (2014). Engineering in elementary schools. In S. Purzer, J. Strobel, & M. Cardella (Eds.), Engineering in pre-college settings: Synthesizing research, policy, and practices (pp. 61–88). West Lafayette, IN: Purdue University Press.
38. Lin, K. Y., & Williams, P. J. (2016). Taiwanese preservice teachers’ science, technology, engineering, and mathematics teaching intention. International Journal of Science and Mathematics Education, 14(6), 1021-1036.
39. Lunenburg, F. C. (2010). The decision making process. National Forum of Educational Administration and Supervision Journal, 27(4), 1-12.
40. Marginson, S., Tytler, R., Freeman, B., & Roberts, K. (2013). STEM: Country Comparisons. International comparisons of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education. Australian Academy of Learned Academies (ACOLA). Melbourne, Australia.
41. Marulcu, İ. ve Sungur, K. (2012). Fen bilgisi öğretmen adaylarının mühendis ve mühendislik algılarının ve yöntem olarak mühendislik -dizayna bakış açılarının incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12(1), 13–23.
42. Milli Eğitim Bakanlığı (MEB). (2016). STEM eğitimi raporu. https://yegitek.meb.gov.tr/STEM_Egitimi_Raporu.pdf adresinden alınmıştır.
43. Milli Eğitim Bakanlığı (MEB). (2018). Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar) http://mufredat.meb.gov.tr/ProgramDetay.aspx?PID=325 adresinden alınmıştır.
44. Milner-Bolotin, M. (2018). Technology-Supported Inquiry in STEM Teacher Education: From Old Challenges to New Possibilities. In K-12 STEM Education: Breakthroughs in Research and Practice (pp. 893-915). IGI Global.
45. Mission to Mars (nd). https://www.stem.org.uk/elibrary/resource/30585 adresinden alınmıştır.
46. Moore, T. J., & Smith, K. A. (2014). Advancing the state of the art of STEM integration. Journal of STEM Education: Innovations and Research, 15(1), 5-10. http://personal.cege.umn.edu/~smith/docs/Moore-Smith-JSTEMEd-GuestEditorialF.pdf adresinden alınmıştır.
47. Moore, T. J., Tank, K. M., Glancy, A. W., & Kersten, J. A. (2015). NGSS and the landscape of engineering in K‐12 state science standards. Journal of Research in Science Teaching, 52(3), 296-318.
48. Moore, T. J., Stohlmann, M. S., Wang, H.-H., Tank, K. M., Glancy, A. W. & Roehrig, G. H. (2014). Implementation and integration of engineering in K–12 STEM education. In, S. Purzer, J. Strobel, & M. Cardella (Eds.), Engineering in precollege settings: Research into practice (pp. 35–60). West Lafayette, IN: Purdue University Press.
49. National Research Council (2012). Education for life and work: Developing transferable knowledge and skills in the 21st century . Washington, DC: National Academies Press
50. OECD (2005). The definition and selection of key competencies: Executive summary . Paris: OECD. http://www.oecd.org/pisa/35070367.pdf adresinden alınmıştır.
51. Özbilen, A.G. (2018). STEM eğitimine yönelik öğretmen görüşleri ve farkındalıkları. Bilimsel Eğitim Araştırmaları Dergisi,2(1), 1-21.
52. Pallant, J. (2010). SPSS survival manual: A step by step guide to data analysis using SPSS. (3rd ed.). Berkshire: McGraw-Hill International.
53. Partnership for 21st Century Skills. (2012). Framework for 21st century learning . http://www.p21.org/documents/P21_Framework.pdf adresinden alınmıştır.
54. Ross, J., Beazley, L., & Collin, S. (2011). Productive partnerships: Advancing STEM education in Western Australian schools. http://www.tiac.wa.gov.au/files/tiac-current-publications/science-education-committee-first-research-report.aspx adresinden alınmıştır.
55. Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEMmania. The Technology Teacher, December/January, 20-26.
56. Şen, C. (2018). Öğretmen adaylarının entegre FeTeMM öğretimi yönelimlerinin ve teknolojiye yönelik tutumlarının farklı değişkenler açısından incelenmesi. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Çanakkale.
57. Türk Sanayicileri ve İşadamları Derneği (TÜSİAD). (2014). 2023’e doğru Türkiye’de STEM gereksinimi. https://www.tusiadstem.org/images/raporlar/2017/STEM-Raporu-V7.pdf adresinden alınmıştır.
58. Wheeler L., Whitworth B., & Gonczi A., (2014), Engineering design challenge, Science Teacher, 81(9), 30–36.
59. Williams, J. (2011). STEM Education: Proceed with caution. Design and Technology Education, 16(1), 26-35.
60. Yamak, H., Bulut, N., & 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. Yaman, S. ve Dede, Y. (2008). Yetişkinler için problem çözme becerileri ölçeği. Eğitim Bilimleri ve Uygulama, 7(14), 251-269.
62. Yenilmez, K. ve Balbağ, M. Z. (2016). Fen bilgisi ve ilköğretim matematik öğretmeni adaylarının STEM ’e yönelik tutumları. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 5(4), 301–307.
63. Yıldırım, B. ve Altun, Y. (2015). STEM eğitim ve mühendislik uygulamalarının fen bilgisi laboratuvar dersindeki etkilerinin incelenmesi. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 2(2), 28–40