The Impact of Design Based Science Teaching on The 5th Grade Students’ Interest, Motivation and Academic Success: The Sun, The Earth and The Moon

Öz

The aim of this study is to research the effect of the teaching of the science lesson “The Sun, The Earth and The Moon” unit with Design Based Science Teaching on the interests, motivations and academic achievements of the 5th grade students. The research was applied to these students for a period of seven weeks by choosing two branches from the 5th grade students who were studying in the first term of the 2019-2020 academic year. This study was conducted with a total of 77 students. In the research, experimental design with pre-test post-test control group was used. The researcher applied Design Based Science Teaching method to the experimental group and teaching methods within the framework of the current science teaching program to the control group. Data collection tools used during the research; It is “The Sun, The Earth and The Moon” Achievement Test developed by the researcher, the Motivation Scale for Science Learning and the Scale of Interest in Science, Technology, Engineering and Mathematics. The data obtained in the study were evaluated using the t-test and one factor analysis of covariance (One Factor ANCOVA). As a result of the research, the application of Design Based Science Teaching has had a more positive effect on academic achievement, motivation for Science Teaching and interest in STEM fields than existing science program methods.

Anahtar Kelimeler

• Design based science teaching
• Motivation
• Interest
• Academic achievement

Tasarım Temelli Fen Öğretiminin Ortaokul 5. Sınıf Öğrencilerinin İlgileri, Motivasyonları ve Akademik Başarılarına Etkisi: Güneş, Dünya ve Ay

Öz

Çalışmanın amacı, fen bilimleri dersi “Güneş, Dünya ve Ay” ünitesinin Tasarım temelli fen öğretimi ile işlenmesinin ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin ilgileri, motivasyonları ve akademik başarılarına etkisini araştırmaktır. Araştırma 2019-2020 eğitim öğretim yılının 1. Döneminde Milli Eğitim Bakanlığı’na bağlı Antalya ilinde bulunan bir merkez ortaokulda yedi hafta süreyle uygulanmıştır. Araştırma toplam 77 öğrenci 5. sınıf öğrencisi ile yürütülmüştür. Araştırmada, ön test son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmacı deney grubuna Tasarım Temelli Fen Öğretimi yöntemini, kontrol grubuna ise mevcut fen öğretimi programı çerçevesinde öğretim yöntemleri uygulamıştır. Araştırma süresince kullanılan veri toplama araçları; araştırmacı tarafından geliştirilen “Güneş, Dünya ve Ay” Ünitesi Akademik Başarı Testi, Fen Öğrenimine Yönelik Motivasyon Ölçeği ve Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik Alanlarına İlgi Ölçeği’dir. Araştırmada elde edilen veriler, t-testi ve tek faktörlü Kovaryans Analizi (One Factor ANCOVA) kullanılarak değerlendirilmiştir. Yapılan araştırma sonucunda Tasarım Temelli Fen Öğretimi uygulaması akademik başarı, Fen Öğretimine yönelik motivasyon ve FeTeMM alanlarına ilgi düzeylerini mevcut fen programı yöntemlerine göre daha olumlu etkilemiştir.

Anahtar Kelimeler

• Tasarım Temelli Fen Öğretimi
• Motivasyon
• İlgi
• Akademik Başarı

Kaynakça

1. Alinak Bozkurt, H. (2018). Mühendislik tasarım temelli fen öğretiminin 7.sınıf öğrencilerinin fen başarıları, STEM alanlarına yönelik tutumları ve STEM kariyerlerine yönelik algıları üzerine etkisi. (Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi). Kafkas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kars.
2. Altan, B. E. (2017). Fen, teknoloji, mühendislik, ve matematik (FeTeMM-STEM) eğitimi. H. G. Hastürk ( Ed), Teoriden pratiğe fen bilimleri öğretimi (s. 354 - 388). Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
3. Aydın, S., Atalay, T. D. ve Göksu, V. (2017). Proje tabanlı öğrenme sürecinin ortaokul öğrencilerinin akademik öz-yeterlikleri ve motivasyonları üzerine etkisinin incelenmesi. Bartın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 676-688.
4. Balcı, A. (2006). Sosyal Bilimlerde Araştırma Teknikleri. Ankara: Pegem A Yayıncılık.
5. Brunsell, E. (2012). The engienering desing process. E. Brunsell (Ed.) Integrating engienering-science in your classroom. Arlington, Virginia: National Science Teacher Association Press.
6. Büyüköztürk, Ş. (2008). Sosyal Bilimler İçin Veri Analizi El Kitabı. Ankara: Pegem A Yayıncılık.
7. Cantrell, P. Pekcan, G., Itani, A. ve Velasquez-Bryant, N. (2006). The effects of engineering modules on student learning in middle school science classrooms. Journal of Engineering Education, 95(4), 301-309.
8. Çakıcı, Y. (2009). Fen eğitiminde bir önkoşul: İlimin doğasını anlama. M.Ü. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, (29),57-74.

9. Çavaş, B., Bulut, Ç., Holbrook, J., ve Rannikmae, M. (2013). Fen eğitimine mühendislik odaklı bir yaklaşım: ENGINEER projesi ve uygulamaları. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 1(1), 12-22.
10. Çepni, S. (2010). Araştırma ve Proje Çalışmalarına Giriş, 5. Baskı, Trabzon.
11. Çorlu, M. A., Adıgüzel, T., Ayar, M. C., Çorlu, M. S. ve Özel, S. (2012). Bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (BTMM) eğitimi: disiplinler arası çalışmalar ve etkileşimler. X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi’nde sunulmuş bildiri, Niğde.
12. Ekiz, D. (2017). Bilimsel Araştırma Yöntemleri. Anı Yayıncılık, Ankara.
13. Englih, L. D. ve King, D. (2019). STEM integration in sixth grade: desligning and constructing paper bridges. International Journal of Science and Mathematics Education, 17(5), 863-884.
14. Ercan, S. (2013). Mühendisliğin fen eğitimine entegrasyonu: Mü(fen)dislik. Uluslararası Eğitimde Değişim ve Yeni Yönelimler Sempozyumu’nda sunulmuş bildiri, Konya.
15. Ercan, S. (2014). Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarının kullanımı: tasarım temelli fen eğitimi (Yayınlanmış Doktara Tezi). Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
16. Ercan, S., Şahin, F. (2015). Fen Eğitiminde Mühendislik Uygulamalarının Kullanımı: Tasarım Temelli Fen Eğitiminin Öğrencilerin Akademik Başarıları Üzerine Etkisi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 9(1), 128-164.
17. Epstein, D. ve Miller, R. T. (2011). Elementary school teachers and the crisis in STEM education. The Education Digest, 77(1), 4-10.
18. Fortus, D., Dershimer, R. C., Krajcik, J., Marx, R. W., & Mamlok‐Naaman, R. (2004). Design‐based science and student learning. Journal of Research in Science Teaching, 41(10), 1081-1110.
19. Fortus, D., Krajcik, J. S, Dershimer, R. C., Marx, R. W & Mamlok, R. (2005). Desing-based science and real-world problem-solving. International Journal of Science Education 27(7), 855-879.
20. Gencer, A. (2015). Fen eğitiminde bilim ve mühendislik uygulaması: Fırıldak Etkinliği. Araştırma Temelli Etkinlik Dergisi (ATED), 5(1), 1-19.
21. Havice, W., Havice, P., Waugaman, C. ve Walker, K. (2018). Evaluating the effectiveness of integrative STEM education: Teacher and administrator Professional development. Journal of Technology Education, 29(2), 73-90.
22. Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., Hammer, D. ve Carberry, A. (2011). Infusing engineering design into high school STEM courses.
23. Karaçallı, S. (2011). İlköğretim 4. sınıf fen ve teknoloji dersinde proje tabanlı öğrenme yönteminin akademik başarıya, tutuma ve kalıcılığa etkisi. (Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi). Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Burdur.
24. Karasar N. 1998. Bilimsel Araştırma Yöntemi. Ankara: Nobel Yayın Dağıtım.102.
25. Kızılkuş Bulut, E. (2019). Mühendislik Tasarım Temelli Fen Öğretiminin Mühendislik Kariyer Tercihlerine Göre 7. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarıları, Motivasyonları ve Öz-Yeterlik İnançları Üzerinde Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Kafkas Üniversitesi, Kars.
26. Kier, M. W., Blanchard, M. R., Osborne, J. W. ve Albert, J. L. (2013). The Development of the STEM Career Interest Survey (STEM-CIS). Research in Science Education volume 44, 461–481.
27. Knezek, G., Christensen, R., Wood, T.T. ve Periathiruvadi, S. (2013). Impact of environmental power monitoring activities on middle school student perceptions of STEM. Science Education International, 24 (1), 98-123.
28. Koç, N. (2019). Tasarım Temelli Fen Eğitiminde BiLTeMM Uygulamalarının Bilimsel Süreç Becerilerine, FeTeMM Meslek İlgilerine ve STEM Tutumlarına Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ.
29. Korur, F., Efe, G., Erdoğan & F. Tunç, B. (2017). Effects of toy crane design-based learning on simple machines. Ministry of Science and Technology. Taiwan.
30. Koyunlu Unlu, Z., Dokme, İ., Unlu, V. (2016). Adaptation of the Science, Technology, Engineering, and Mathematics Career Interest Survey (STEM-CIS) into Turkish. Eurasian Journal of Educational Research, 63(16), 21-26.
31. Marulcu, I. (2010). Incorporating engineering design into elementary school science curricula. Paper presented at the Annual Meeting of American Society for Engineering Education. Singapore.
32. 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 (2012), 13-23.
33. Marulcu, İ. (2014). Teaching habitat and animal classification to fourth graders using an engineering-desing model. Research in Science, Technological Education, 32(2), 135-161.
34. Mehalik, M., Doppelt, Y. ve Schunn, C. D. (2008). Middle school science through design based learning versus scripted inquiry: better overall science concept learning and equity gap reduction. Journal of Engineering Education. 71-86.
35. Mentzer, N. (2011). High school engienering and technology education integration through desing challenges. Journal of STEM Teacher Education, 48(2), 103- 136.
36. Moore T. ve Richards L. G. (2012). P-12 engineering education research and practice. Introduction to a Special Issue of Advances in Engineering Education, 3(2), 1-9.
37. National Academy of Engineering [NAE] ve National Research Council [NRC] (2009). Engineering in K-12 education understanding the status and improving the prospects. Edt. Katehi, L., Pearson, G. & Feder, M. Washington, DC: National Academies Press.
38. National Research Council [NRC]. (2012). A Framework for k-12 science education: practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington DC: The National Academic Press.
39. National Science And Technology Council [NST], (May 2013). The federal science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education 5-year strategic plan. Committee on STEM Education National Science and Technology Council. https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/stem_stratplan_2013.pdf sayfasından 8 Mayıs 2020 tarihinde erişilmiştir.
40. Popa, R. A. ve Ciascai, L. (2017). Students' Attitude towards STEM Education. Acta Didactica Napocensia, 10(4), 55-62.
41. Timur, S., Karatay, R., ve Timur, B. (2013). 2005 ve 2013 yılı fen dersi öğretim programlarının karşılaştırılması. Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 6(15), 233-264.
42. Tuan, H. L., Chin, C. C. ve Shieh, S. H. (2005). The development of a questionnaire to measure students' motivation towards science learning. International Journal of Science Education, 27(6), 639-654.
43. Uzun, N. ve Keleş, Ö. (2012). İlköğretim Öğrencilerinin Fen Öğrenmeye Yönelik Motivasyon Düzeylerinin Değerlendirilmesi/Evaluation Of Primary School Students' Motivation Levels For Science Learning. Mustafa Kemal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 9(20), 313-327.
44. Yasak, M. T. (2017). Tasarım Temelli Fen Eğitiminde, Fen, Teknoloji, Mühendislik Ve Matematik Uygulamaları: Basınç Konusu Örneği. Yüksek Lisans Tezi. Cumhuriyet Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Sivas.
45. Yasar, S., Baker, D., Robinson-Kurpius, S. ve Roberts, C. (2006). Development of a survey to assess K-12 teachers’ perceptions of engineers and familiarity with teaching design, engineering, and technology. Journal of Engineering Education, 205-216.
46. Yenice, N., Saydam, G. ve Telli, S. (2012). İlköğretim Öğrencilerinin Fen Öğrenmeye Yönelik Motivasyonlarını Etkileyen Faktörlerin Belirlenmesi. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi (KEFAD). 13(2), 231-247.
47. Yıldırım, B., ve Selvi, M. (2017). STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin etkileri üzerine deneysel bir çalışma. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 13(2), 183-210.
48. Yıldız, E. (2019). Tasarım Temelli Fen Öğretiminin 4. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarısına ve Tutumuna Etkisi: Basit Elektrik Devreleri Ünitesi. Yüksek Lisans Tezi. Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Temel Eğitim Anabilim Dalı. Burdur.
49. Yılmaz, A., Gülgün, C. ve Çağlar, A. (2017). Teaching with STEM applications for 7th class students unit of" Force and Energy": Let's make a parachute, water jet, catapult, intelligent curtain and hydraulic work machine (bucket machine) activities. Journal of Current Researches on Education Studies, 7(1), 97-116.
50. Yılmaz, H. ve Çavaş, P. H. (2007). Fen öğrenimine yönelik motivasyon ölçeğinin geçerlik ve güvenirlik çalışması. İlköğretim Online, 6(3), 430-440.
51. Wendell, K. B., Connolly, K. G., Wright, C. G., Jarvin, L., Rogers, C., Barnett, M. ve Marulcu, I. (2010). Incorporating engineering design into elementary school science curricula. American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Louisville, KY.
52. Wyss, V.L., Heulskamp, D. ve Siebert, C.J. (2012). Increasing middle school student interest in STEM careers with videos of scientists. International Journal of Environmental and Science Education, 7(4), 501-522.