Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Mühendisliğin Doğasına Yönelik Görüşleri

Öz

Bu çalışmada, bir devlet üniversitesinde okuyan son sınıf fen bilgisi öğretmen adaylarının mühendisliğin doğasıyla ilgili görüşlerinin belirlenmesini amaçlamıştır. Çalışma 2024-2025 eğitim-öğretim yılının güz döneminde, 15 öğretmen adayı ile gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında nitel araştırma yöntemlerinden durum çalışması yöntemi kullanılmıştır. Veri toplama aracı olarak da mühendisliğin doğasına yönelik 9 sorudan oluşan yarı yapılandırılmış bir form kullanılmıştır. Nitel veriler ile elde edilen bilgiler sonucunda öğretmen adaylarının mühendisliğin doğasını yeterince anlayamadıkları görülmüştür. Ayrıca öğretmen adaylarının; eksik bilgilere sahip olduğu, mühendisliği standart kalıplar çerçevesinde değerlendirdiği ve buna bağlı olarak mühendisliğe yönelik olumlu tutumlar geliştiremedikleri görülmektedir. Bu durum, öğretmen adaylarının mühendisliği yüzeysel değerlendirdiklerini ve STEM’e bütüncül bakış geliştirmekte zorlandıklarını göstermektedir. Mühendislik tasarımı ve disiplinler arası ilişkilere dair eksiklikler, STEM uygulamalarının etkili yürütülmesini sınırlayabilir. Bu nedenle, öğretmen yetiştirme programlarında mühendisliğin doğasına yönelik içeriklerin güçlendirilmesi önerilmektedir. Dolayısıyla mühendisliğin doğasını yeterince bilmeden STEM uygulamalarından beklenen verimin alınamayacağı sonucuna varılmıştır. Elde edilen bu veriler ışığında STEM yaklaşımında mühendisliğin doğası ile ilgili yapılacak başka çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

• : Mühendisliğin doğası
• STEM
• öğretmen adayları
• içerik analizi

The Opinions of Pre-Service science Teachers about The Nature of Engineering

Öz

In this study, it was aimed to determine the opinions of senior science teacher candidates studying at a state university about the nature of engineering. The research was carried out with 15 teacher candidates in the fall semester of the 2024-2025 academic year. Within the scope of the study, one of the qualitative research methods, the case study method was used. A semi-structured form consisting of 9 questions on the nature of engineering was used as data collection tool. As a result of the information obtained with the qualitative data, it was seen that the teacher candidates could not understand the nature of engineering sufficiently. In addition, it is seen that teacher candidates have incomplete information, evaluate engineering within the framework of standard patterns and, accordingly, cannot develop positive attitudes towards engineering. Therefore, it was concluded that the expected efficiency of STEM applications could not be obtained without knowing the nature of engineering sufficiently. In the light of these data, suggestions are made for further studies on the nature of engineering in STEM approach.

Anahtar Kelimeler

• Nature of engineering
• STEM
• Pre-service science teachers
• Content analysis

Kaynakça

1. Akman, Ş. (2019). Matematik öğretmen adaylarının matematiğin doğasına ilişkin felsefi görüşlerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Bülent Ecevit Üniversitesi, Zonguldak
2. Altaş, S. (2018). Stem eğitimi yaklaşımının sınıf öğretmeni adaylarının mühendisliktasarım süreçlerine, mühendislik ve teknoloji algılarına etkisinin incelenmesi. Published Master Dissertation, Muş Alparslan University, Muş,Turkey.
3. American Society of Engineering Education (ASEE). (2003). Engineering education and the science & engineering workforce. http://www.asee.org/conferences/annual2003.
4. Aristoteles. (2005). İkinci çözümlemeler. Ali Houshiary (Çev.). Ankara: Yapı Kredi.
5. Asunda, P. A. (2012). Standards for technological literacy and STEM education delivery through career and technical education programs. Journal of Technology Education, 23(2), 44-60.
6. Aydın, F. (2009). Teknolojinin doğasına yönelik fen bilgisi öğretmen adaylarının görüşlerinin ve kavramlarının gelişimi ve öğretiminde ikilemlerin etkililiği. Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi, Ankara.
7. Aydın, S. ve Çelik, D. (2014). İlköğretim matematik öğretmen adaylarının matematiğin doğası, matematik öğrenme ve matematik başarısı hakkındaki inanışlarının üniversiteler arasında karşılaştırılması. Boğaziçi Üniversitesi Eğitim Dergisi, 34(2), 52-81.
8. Aydoğan, B. (2019). Mühendislik tasarım temelli öğretimin 7. sınıf öğrencilerinin mühendisliğin doğası görüşleri ve STEM’e yönelik tutumlarına etkisi. Yüksek Lisans Tezi. Orta Doğu Üniversitesi, Ankara.

9. Becker, K. and Park, K. (2011). Effects of integrative approaches among science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students’ learning: A preliminary metaanalysis. Journal of STEM Education Volume 12 • Issue 5 & 6 July–September 2011.
10. Beers, S. Z. (2006). Promoting a scientifically literate society: A new vision for science education. Journal of Science Education and Technology, 15(4), 305-311. https://doi.org/10.1007/s10956-006-9023-2
11. Beers, S. Z. (2011). 21st century skills: Preparing students for their future. Pearson Education.
12. Bozkurt, R. (2005). Girişimcinin “görme alanı” genişliyor, Ekonomik Forum, Temmuz, 76-77.
13. Breiner, J. M., Harkness, S. S., Johnson, C. C., and 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. https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.2011.00109.x
14. Bucciarelli, L. L. (2003). Engineering Philosophy. DUP Satellite, Delft, Netherlands.
15. Bybee, R. W. (2010). What is STEM education? Science, 329(5995), 996-996. Bybee, R. W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. NSTA Press.
16. Capobıanco, B. M., Diefes-Dux, H. A., Mena, I. and Weller, J. (2011). What is an engineer? Implications of elementary school student conceptions for engineering education. Journal of Engineering Education, 100(2), 304-328.
17. Cobb, P. (2001). Supporting the improvement of learning and teaching in social and institutional context. Cognition and instruction: Twenty-five years of progress, 78.
18. Compton, V. and Jones, A. (2004). The nature of technology. Briefing Paper Prepared For The New Zealand Ministry of Education Curriculum Project. http://www.tki.org.nzcurriculum/whats_happening/index_e.php .
19. Creswell, J. W. (2003). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches (2. Baskı). Thousand Oaks, CA: Sage.
20. Cunningham, C. M., and Carlsen, W. S. (2014). Teaching engineering practices. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 197–210. https://doi.org/10.1007/s10972-014-9380-5
21. Cunningham, C., Lachapelle, C. and Lindgren-Streicher, A. (2005). Assessing elementary school students’ conceptions of engineering and technology. Proceedings of the American Society for Engineering Education (ASEE) Annual Conference, in Portland, OR.
22. Çelik, S. (2020). STEM öğretmenlerinin mühendislik öğretmeye istekliliklerinin ifade edilmesi. İnTeach.https://inteach.org/haberler/stem-ogretmenlerinin-muhendislik-ogretmeye-istekliliklerinin-ifade-edilmesi/
23. Çepni, S., Ayvacı, H. Ş. ve Bacanak, A. (2004). Fen, teknoloji ve toplum. Trabzon: Top-Kar Matbaacılık, 234.
24. Dasgupta, N. and Stout, J. G. (2014). Girls and women in science, technology, engineering, and mathematics: STEMING the tide and broadening participation in STEM careers. Policy Insights from the Behavioral and Brain Sciences 1(1), 21-29.
25. Diekman, A. B., Brown, E. R., Johnston, A. M., Clark, E. K. (2010). Seeking congruity between goals and roles: A new look at why women opt out of science, technology, engineering, and mathematics careers. Psychological Science, 21, 1051-1057.
26. Dym, C. L., Agogino, A. M., Eriş, Ö., Frey, D. D. and Leifer, L. J. (2005). Engineering Design Thinking, Teaching and Learning. Journal of Engineering Education, 94(1), 103-120.
27. Einstein, A. (1940), "On Science and Religion", Nature (Edinburgh: Scottish Academic) 146 (3706):605, Bibcode 1940Natur. 146..605E, doi:10.1038/146605a0, ISBN 0707304539.
28. English, L. D. (2016). STEM education K–12: Perspectives on integration. International Journal of STEM Education, 3(1), 3. https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1
29. Ercan, S. (2014).Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarinin kullanimi: TasarIm temelli fen eğitimi. Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
30. Flick, U. (2009). An introduction to qualitative research (4th ed.). Sage Publications.
31. Glesne, C. (2012). Nitel araştırmaya giriş. (A. Ersoy ve P. Yalçınoğlu, Çev.). Ankara: Anı Yayıncılık.
32. Goldman, S. L. (2004). Why we need a philosophy of engineering. A work in progress. Interdisciplinary Science Reviews, 29(2), 163-176.
33. Graham, R., Rillero, P., and Biehler, R. (2013). Engineering education: Curriculum, research, and development. The Journal of Engineering Education, 102(4), 268-284. https://doi.org/10.1002/jee.20022
34. Grimson, W. (2007). The philosophical nature of engineering. A characterization of engineeringusing the language and activities of philosophy. Proceedings of the American Society forEngineering Education Annual Conference and Exposition.1611, 14 . Guzey, S.S., Moore, T.M., Harwell, M., & Moreno, M. (2016). STEM integration inmiddle school life science: Student learning and attitudes. Journal of ScienceEducation and Technology, 25, 550-560. doi: 10.1007/s10956-016-9612-x. Güncel Türkçe Sözlük, 2011. https://sozluk.gov.tr.
35. Hammack, R., Ivey, T. A., Utley, J. and High, K. A. (2015). Effect of an Engineering Camp on Students ‟ Perceptions of Engineering and Technology. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 5(2), 10-21.
36. Heywood, J. (2008). Philosophy and engineering education: A review of certain developments in the field. Proceedings of the Frontiers in Education Conference, S4H, 7 – 12.
37. Honey, M., Pearson, G. and Schweingruber, H. A. (2014). STEM integration in K-12 education: Status, prospects, and an agenda for research. Washington, DC: National Academies.
38. Honey, M., Pearson, G., and Schweingruber, H. (Eds.). (2014). STEM integration in K–12 education: Status, prospects, and an agenda for research. National Academies Press. https://doi.org/10.17226/18612
39. Karataş, F. Ö., Micklos, A., and Bodner, G. M. (2011). Sixth‐grade students’ views of the nature of engineering and images of engineers. Journal of Science Education and Technology, 20(2), 123–135. https://doi.org/10.1007/s10956-010-9239-2
40. Keklik, M. E. (2019). Madde ve özellikleri konusunda uygulanan bilimin doğası etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin bilimin doğası algılarına etkisinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Sakarya Üniversitesi, Sakarya.
41. Kelley, T. (2010). Staking the claim for the "T" in STEM. Journal of Technology Studies, 36(1), 2-11.
42. Kelley, T. R. ve Knowles, G. (2016). A conceptual framework for integrated STEM education. International Journal of STEM Education 3:11. DOI 10.1186/s40594-016-0046-z.
43. Kılıç, B. ve Ertekin, Ö. (2017). MEB için Fen Teknoloji Mühendislik Matematik- FeTeMMModeli (STEM) ile Eğitim.Erişim adresi: http://tbae.bilgem.tubitak.gov.tr.
44. Kimmel, H., Carpinelli, J. and Rockland, R. (2007). Bringing engineering into K-12 schools: A problem looking for solutions?. International Conference on Engineering Education, Coimbra, Portugal.
45. Knight, M. ve Cunningham, C. (2004). Draw an Engineer Test (DAET): Development of A Tool to Investigate Students’ Ideas about Engineers and Engineering. Paper presented at the ASEE Annual Conference and Exposition, 19 June, Utah.
46. Kubli, F. (2010). Do We Need a Philosophy of Science Education? Interchange, 41(4), 315-321. Kulikowich, J. M. and DeFranco, T. C. (2003). Philosophy›s role in characterizing the nature of educational psychology and mathematics. Educational Psychologist, 38(3), 147–156.
47. Lantz, H. B. (2009). Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education: What form? What function?Retrieved 15 November 2017, from: http://www.currtechintegrations.com/pdf/STEMEducationArticle.pdf.
48. Lederman, N. G. (1992). Students’ and Teachers’ Conceptions of the Nature of Science: A Review of the Research. Journal of Research in Science Teaching, 29(4), 331-359.
49. Marginson, S., Tytler, R., Freeman, B., and Roberts, K. (2013). STEM: Country comparisons. International comparisons of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education. Australian Council of Learned Academies.
50. McComas, W. F. (2004). Keys to teaching the nature of science. The Science Teacher, 71(9), 24-27.
51. McComas, W. F. and Olson, J. K. (2000). International science education standards documents (41-52) In W.F.Mccomas (Ed.) The nature of science in science education rationales and strategies. Kluwer Academic Publishers.
52. McGinn, R. E. (1991). Science, technology and society. Prentice Hall, New Jersey. Miller, R. K. (2017). Building on math and science: the new essential skills for the 21st-century engineer. Research-Technology Management, 60(1), 53-56,
53. Mitcham, C. (1994). Thinking through technology. The path between engineering and philosophy. The University of Chicago Press, Chicago, IL.
54. Moore, T. J., and Smith, K. A. (2014). The STEM Education Nexus: A theoretical framework for addressing the critical issues of education reform. International Journal of STEM Education, 1(1), 1-9. https://doi.org/10.1186/s40594-014-0001-5
55. Moore, T. J., Johnson, C. C., Peters-Burton, E. E., and Guzey, S. S. (2015). The need for a STEM Roadmap. In Johnson, C. C., Peters-Burton, E. E., & Moore, T. J. (Eds.). (pp.3-12). STEM road map: A framework for integrated STEM education. London: Routledge.
56. Moore, T. J., Stohlmann, M. S., Wang, H. H., Tank, K. M., Glancy, A. W., and Roehrig, G. H. (2014). Implementation and integration of engineering in K–12 STEM education. International Journal of STEM Education, 1(1), 1–13. https://doi.org/10.1186/s40594-014-0003-0
57. Mumford, L. (1961). The City in History: Its Origins, Its Transformations, and Its Prospects. Publisher: Mariner Books.
58. National Research Council. (2011). Successful K-12 STEM education: Identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics. National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13158
59. National Research Council. (NRC). (1996). National science education standards. Washington, DC: National Academy Press.
60. NRC. (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: National Academies Press.
61. Oware, E., Capobianco, B. and Diefes-Dux, H. (2007). Gifted Students’ Perceptions of Engineers? A Study of Students in A Summer Outreach Program.Proceedings of the American Society for Engineering Education (ASEE) Annual Conference, 25- 27 June, Hawaii.
62. Partnership for 21st Century Skills. (2009). Framework for 21st century learning.http://www.battelleforkids.org/networks/p21
63. kPatton, M. Q. (2002). Qualitative research and evaluation methods (3rd ed.). Sage Publications.
64. Pearson, G. (2010). Exploring content standards for engineering education. National Academy of Engineering. Available at https://www.nae.edu/Activities/Projects/K12Standards.aspx .
65. Pleasants, J., and Olson, J. K. (2019). What is engineering? Elaborating the nature of engineering for K‐12 education. Science Education, 103(1), 145–166. https://doi.org/10.1002/sce.21483
66. Riley, M. M., and McCabe, M. (2011). Preparing for the 21st century: Integrating STEM education in the elementary classroom. Journal of Educational Research and Practice, 1(1), 1-10. https://doi.org/10.1108/20441061111140572
67. Roth, W. (2001). Learning science through technological design. Journal of Researchin Science Teaching, 38(7), 768-790. Russell, B. (1935). Religion and Science. London: Oxford Uni. Press.
68. Salcedo, O. H. (2017). Towards A Unified Theory Of Engineering Education . Open Access Theses and Dissertations,547. https://scholarworks.utep.edu/open_etd.
69. Taşar, M. F. (2003). Teaching history and the nature of science in science teacher education programs. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(13), 30-42.
70. Tezel, Ö. ve Yaman, H. (2017). FETEMM eğitimine yönelik Türkiye’de yapılan çalışmalardan bir derleme. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 6(1), 135- 145.
71. Ülger, A. (2003). Matematiğin kısa bir tarihi-I Mısır ve Mezopotamya matematiği. Matematik Dünyası, 42-45.Yenilmez, K. (2007). İlköğretim öğrencilerinin matematik dersine yönelik tutumları. Ondokuz MayısÜniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23, 51-59.
72. Yıldırım, B ve Türk, C. (2018). STEM Uygulamalarının Kız Öğrencilerin STEM Tutum ve Mühendislik Algılarına Etkisi. Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi,10(30) , 842-884.
73. Yıldırım, B. (2016). An examination of the effects of science, technology, engineering, mathematics (STEM) applications and mastery learning integrated into the 7th grade science course. Yayınlanmamış doktora tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
74. Yıldırım, B. (2018). STEM Uygulamalarına Yönelik Öğretmen Görüşlerinin İncelenmesi. Eğitim Kuram ve Uygulama Araştırmaları Dergisi 2018, Cilt 4, Sayı 1, 42-53.
75. Yıldırım, B., and Altun, Y., (2015). Investigating the effect of STEM education andengineering applications on science laboratory lectures. El-Cezerî Journal ofScience and Engineering, 2(2), 28-
76. Yılmaz, B. (2021). Fen bilgisi öğretmen adaylarının mühendislik ve tasarım becerilerine yönelik görüşleri (Yüksek lisans tezi, Necmettin Erbakan Üniversitesi). https://acikerisim.erbakan.edu.tr/items/875195be-7c2e-4f59-ab4c-8786b0809fce