Investigation of Pre-service Chemistry Teachers’ Opinions about Activities based on STEM Approach

Abstract

: In this case study, we aimed to determine 13 pre-service chemistry teachers’ opinions about four activities prepared in light of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) integrated approach. In the application of the activities, design approach model suggested by Wheeler et al. (2014) was used. Through the activities taken six weeks, after each activity, participants were asked to write a reflection paper about the contribution of the activity, the most informative part of the activity, and the hardest part of the activity. The data were analyzed through content analysis, descriptive analysis, and constant-comparative method. Participants stated that activities provided important contributions regarding interdisciplinary view, and recalling chemistry subject matter knowledge and reinforcing them. They also specified that research for designing and design steps are the most informative steps. Finally, they mentioned that it was hard to decide the materials used, decide how to design, and research for necessary knowledge. Implications for STEM education to pre-service teachers were provided in light of the results.

Keywords

• Integrated STEM education,pre-service chemistry teachers,engineering design process,case study

Kimya Öğretmen Adaylarının FeTeMM Uygulamaları Hakkındaki Görüşlerinin İncelenmesi

Abstract

Bir durum çalışması olan bu araştırmada, bütünleşik Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik (FeTeMM) eğitimi yaklaşımı temel alınarak hazırlanan dört farklı etkinliğin uygulanmasına katılan 13 Kimya öğretmen adayının FeTeMM eğitimi etkinlikleri hakkındaki görüşlerinin değerlendirilmesi hedeflenmiştir. FeTeMM eğitimi etkinlikleri uygulamasında Wheeler, Whitworth ve Gonczi (2014) tarafından önerilen mühendislik tasarım süreci modeli kullanılmıştır. Altı hafta süren uygulamalar boyunca her etkinlik sonrasında katılımcılardan FeTeMM eğitimi etkinliklerinin kendilerine sağladığı katkılar, etkinliklerin en öğretici kısmı ve en zor kısımları hakkında yansıtma raporu (reflection papers) yazmaları istenmiştir. Veriler içerik analizi, betimsel analiz ve sürekli karşılaştırmalı analiz teknikleri ile analiz edilmiştir. Katılımcılar FeTeMM eğitimi uygulamalarının disiplinler arası bakış açısı kazandırma ve kimya alan bilgisi/öğrenilenleri hatırlama/pekiştirme noktasında önemli katkılar sunduğunu belirtmişlerdir. Özellikle tasarımın yapılmasına yönelik yapılan araştırma ve bunun sonucunda tasarım yapma basamaklarının en öğretici noktalar olarak belirtmişlerdir. Son olarak, öğretmen adayları özellikle kullanılacak malzemelere, ürünün nasıl tasarlanacağına karar verme ve gerekli bilgiyi edinme-araştırma noktasında zorlanmışlardır. Elde edilen bulgular ışığında öğretmen eğitimi ve FeTeMM eğitimi uygulaması ile ilgili öneriler sunulmuştur.

Keywords

• Bütünleşik FeTeMM eğitimi,kimya öğretmen adayları,mühendislik tasarım süreci,durum çalışması

References

1. Akgündüz, D., Aydeniz, M., Çakmakçı, G., Çavaş, B., Çorlu, M. S., Öner, T. ve Özdemir, S. (2015). STEM eğitimi Türkiye raporu: Günün modası mı yoksa gereksinim mi? [A report on STEM Education in Turkey: A provisional agenda or a necessity?][White Paper]. İstanbul, Turkey: Aydın Üniversitesi.
2. 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. DOI: 10.16986/HUJE.2017027115
3. Aydın-Günbatar, S., Tarkın-Çelikkıran, A., ve Demirdöğen, B. (2017). Kimya öğretiminde fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (FeTeMM) uygulamaları. A. Ayas ve M. Sözbilir (Ed.) Kimya Öğretimi: Öğretmen Eğitimcileri, Öğretmenler ve Öğretmen Adayları İçin İyi Uygulama Örnekleri (469-490). Ankara: Pegem Akademi.
4. Bissaker, K. (2014). Transforming STEM education in an innovative Australian school: The role of teachers’ and academics’ professional partnership. Theory into Practice, 53, 55-63, DOI:10.1080/00405841.2014.862124.
5. 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. Burrows, A. C., Breiner, J. M., Keiner, J. ve Behm, C. (2014). Biodiesel and integrated STEM: vertical alignment of high school biology/biochemistry and chemistry. Journal of Chemical Education, 91(9), 1379-1389.
6. Carmel, J. H., Ward, J. S. ve Cooper, M. M. (2017). A glowing recommendation: A Project-based cooperative laboratory activity to promote use of the scientific and engineering practices. Journal of Chemical Education. 94(5), 626–631. DOI: 10.1021/acs.jchemed.6b00628.
7. Cooper, M. M. (2013). Chemistry and the Next Generation Science Standarts. Journal of Chemical Education. 90, 679-680. DOI: 10.1021/ed400284c.
8. English, L. D. ve King, D. T. (2015). STEM learning through engineering design: Fourth-grade students’ investigations in aerospace. International Journal of STEM Education, 2(1), 14.

9. Eroğlu, S. ve Bektaş, O. (2016). STEM eğitimi almış fen bilimleri öğretmenlerinin STEM temelli ders etkinlikleri hakkındaki görüşleri. Eğitimde Nitel Araştırmalar Dergisi - Journal of Qualitative Research in Education, 4(3), 43-67. DOI: 10.14689/issn.2148-2624.1.4c3s3m
10. Gökbayrak, S. ve Karışan, D. (2017a, Ekim). Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Stem Temelli Etkinlikler Hakkındaki Yansıtıcı Yazımlarının İncelenmesi. Sözel bildiri, 2. Uluslararası Eğitimde İyi Uygulamalar ve Yenilikler Konferansı, İzmir, Türkiye.
11. Gökbayrak, S. ve Karışan, D. (2017b, Ekim). Stem Etkinliklerinin Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerine Etkisi. Sözel bildiri, 2. Uluslararası Eğitimde İyi Uygulamalar ve Yenilikler Konferansı, İzmir, Türkiye. Kennedy, T. ve Odell, M. (2014). Engaging students in STEM education. Science Education International, 25(3), 246–258.
12. Marshall, C. ve Rossman, G. B. (2006). Designing qualitative research (4th Edition). USA: Sage Publications.
13. Milli Eğitim Bakanlığı (MEB) (2017). Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı (3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıf) tanımı Öğretim Programı Tanıtım Sunusu. https://tegm.meb.gov.tr/meb_iys_dosyalar/2017_06/09163104_Fen_Bilimleri_Dersi_Öğretim_Programı_Karşılaştırmalar.pdf adresinden 8.10.2017 tarihinde indirilmiştir.
14. Merriam, S. B. (2013). Nitel Araştırma Desen ve Uygulama için Bir Rehber (Çev. Ed. S. Turan). Nobel Akademik Yayıncılık.
15. Murphy, T. P. ve Mancini-Samuelson, G. J. (2012). Graduating STEM competent and confident teachers: The creation of a STEM certificate for elementary education majors. Journal of College Science Teaching, 42(2), 18-23.
16. National Association of Colleges and Employers (NACE). (2015). Job Outlook 2016: Attributes employers want to see on new college graduates' resumes. https://www.goodcall.com/news/nace-job-outlook-2016-what-employers-want-to-see-on-your-resume-03807 adresinden Şubat 2017 tarihinde ulaşılmıştır.
17. National Research Council (NRC). 2012. A framework for K–12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: National Academies Press.
18. Ortiz, A. M., Bos, B. ve Smith, S. (2015). The power of educational robotics as an integrated STEM learning experience in teacher preparation programs. Journal of College Science Teaching, 44(5), 42-47.
19. Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEMmania. The Technology Teacher, 68(4), 20-26. Stinson, K., Harkness, S., Meyer, H. ve Stallworth, J. (2009). Mathematics and science integration: Models and characterizations. School Science and Mathematics, 109(3), 153–161, DOI:10.1111/j.1949-8594.2009. tb17951.x
20. Stohlmann, M., Moore, T. ve Roehrig, G. H. (2012). Considerations for teaching integrated STEM education. Journal of Pre-college Engineering Education Research, 2(1), 28-34. DOI: 10.5703/1288284314653.
21. Teo, T. W. ve Ke, K. J. (2014) Challenges in STEM teaching: Implication for preservice and inservice teacher education program. Theory into Practice, 53(1), 18-24. DOI:0.1080/00405841.2014.862116.
22. Tezel, Ö. ve Yaman, H. (2017). FeTeMM eğitimine yönelik Türkiye’de yapılan çalışmalardan bir derleme. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 6(1), 135-145.
23. Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2011). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri (8. Basım). Ankara: Seçkin Yayıncılık. Wheeler, L., Whitworth, B. ve Gonczi, A. (2014). Engineering design challenge. The Science Teacher, 81(9), 30-36.