Biyomimikrinin Fen Eğitimine Yansımaları ve Eğilimleri

Öz

Biyomimikri, doğadan ilham alan tasarım ve problem çözme süreçlerini ifade eden disiplinlerarası bir yaklaşım olarak ele alınmaktadır. Bu yaklaşım, bireylerin doğayla olan bağlarını güçlendirmek ve parçası oldukları ekosisteme dair anlayışlarını geliştirmek açısından etkili bir yaklaşım olarak değerlendirilmektedir. Son yıllarda fen eğitimi çalışmalarında da giderek daha fazla ön plana çıkan, yenilikçi yaklaşımlardan biri olarak vurgu yapılan doğadan ilham alan tasarımlar geliştirme prensibine dayalı biyomimikri kavramı, çağdaş eğitim hedefleriyle yüksek uyum içerisindedir. Bu çalışma, fen eğitiminde biyomimikri araştırmalarındaki eğilimleri incelemeyi, literatürde mevcut boşlukları belirlemeyi ve biyomimikri temelli uygulamaların fen eğitiminde kullanımına yönelik öneriler sunmayı amaçlamaktadır. Bu araştırmada mevcut literatürü sentezlemek amacıyla tematik analiz yöntemi kullanılmış, okul öncesinden lisans düzeyine kadar fen eğitimi ile ilişkili, tam metnine erişilebilen biyomimikri çalışmaları örnekleme dâhil edilerek biyomimikrinin fen eğitiminde kullanımını inceleyen 15 tez ve 11 makale olmak üzere toplam 26 araştırma örneklemi ele alınmıştır. Çalışmalar incelendiğinde biyomimikri temelli uygulamaların eğitim-öğretim süreçlerinde giderek artan bir eğilim gösterdiği ancak mevcut çalışmaların hâlen sınırlı olduğu görülmektedir. Biyomimikrinin bir yaklaşım olarak eğitim-öğretim ortamlarına entegre edildiği çalışmalar öğrencilerin yaratıcılıklarını ve 21. yüzyıl becerilerini geliştirdiğini; fen konularına yönelik ilgilerini, sürdürülebilir çevreye yönelik tutumlarını, bilim öğrenme motivasyonlarını ve problem çözme becerilerini bütüncül olarak geliştiren bir öğrenme çerçevesi sunduğunu göstermektedir. Bu bağlamda biyomimikrinin eğitim programlarına sistematik bir şekilde entegre edilmesine ve kapsamlı araştırmalara duyulan ihtiyaç açıkça ortaya konmaktadır. Sonuç olarak biyomimikrinin eğitim ortamlarına entegre edilmesinin güncel eğitim yaklaşımları bağlamında önemli pedagojik katkılar sunabileceği öngörülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Fen eğitimi
• biyomimikri
• tematik analiz
• Sürdürülebilirlik eğitimi

Destekleyen Kurum

Araştırma için herhangi bir destek beyanı bulunmamaktadır.

Etik Beyan

“Biyomimikrinin Fen Eğitimine Yansımaları ve Eğilimleri” başlıklı makalenin özgün bir araştırma olduğunu; araştırmanın bütün aşamalarında (hazırlık, literatür taraması, veri toplama, veri analizi, sunum) bilimsel etik, ilke ve kurallara uygun davrandığımızı; bu çalışma kapsamında yararlanılan eserlerin tamamına kaynakçada yer verdiğimizi; kullanmadığımız hiçbir kaynağı kaynakçaya eklemediğimizi; verileri kullanırken veriler üzerinde bir değişiklik yapmadığımızı; araştırmanın intihal içermediğini; Yükseköğretim Kurumları Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiği Yönergesi ile Yayın Etiği Komitesi (COPE) İlkelerinin tüm şartlarını ve koşullarını kabul ederek etik görev ve sorumluluklara riayet ettiğimizi; araştırmamızla ilgili burada yazılı ifadelerimize aykırı herhangi bir durumun saptanması durumunda ortaya çıkabilecek ahlaki ve hukuki bütün sonuçları kabul edeceğimizi beyan ederiz.

Teşekkür

Araştırma için herhangi bir teşekkür beyanı bulunmamaktadır.

Reflections and Trends of Biomimicry in Science Education

Öz

Biomimicry is addressed as an interdisciplinary approach that encompasses design and problem-solving processes inspired by nature. This approach is considered an effective framework for strengthening individuals' connections with nature and deepening their understanding of the ecosystems of which they are a part. The concept of biomimicry, which is based on the principle of developing nature-inspired designs, has emerged as one of the increasingly prominent innovative approaches in science education studies in recent years and demonstrates high alignment with contemporary educational goals. This study aims to examine trends in biomimicry research within science education, identify existing gaps in the literature, and offer recommendations for the use of biomimicry-based practices in science education. Thematic analysis is employed to synthesize the existing literature, and a total of 26 studies-comprising 15 theses and 11 articles-are included in the sample; all studies are fully accessible and examine the use of biomimicry in science education at levels ranging from preschool to undergraduate. The findings reveal that biomimicry-based practices show an increasing trend in educational settings; however, the number of existing studies remains limited. Studies in which biomimicry is integrated into teaching and learning environments as an approach demonstrate that it enhances students' creativity and 21st-century skills, and that it offers a holistic learning framework that develops students' interest in science topics, their attitudes toward a sustainable environment, their motivation to learn science, and their problem-solving skills. In this context, the need for the systematic integration of biomimicry into educational curricula and for comprehensive research is clearly established. It is concluded that integrating biomimicry into educational environments has the potential to offer significant pedagogical contributions within the context of contemporary educational approaches.

Anahtar Kelimeler

• Sustainability education
• Science education
• biomimicry
• thematic analysis

Destekleyen Kurum

There is no statement of support for the article.

Etik Beyan

The article titled “Reflections and Trends of Biomimicry in Science Education” is original research; we hereby state that we have acted in accordance with scientific ethics, principles, and rules at all stages of this research (preparation, literature review, data collection, data analysis, and presentation); that all sources consulted in the course of this study have been duly included in the reference list; that no sources not consulted have been included; that no alterations have been made to the data during their use; that the research does not contain any form of plagiarism; and that we have complied with our ethical duties and responsibilities by fully accepting all the terms and conditions of the Scientific Research and Publication Ethics Directive of Higher Education Institutions and the Committee on Publication Ethics (COPE) Principles. We further state that we accept full moral and legal responsibility for any consequences that may arise should any situation contrary to the statements made herein be identified in relation to our research.

Teşekkür

There is no statement of acknowledgement for the article.

Kaynakça

1. Aktaş, M. C. (2015). Nitel veri toplama araçları. M. Metin (Ed.), Kuramdan uygulamaya eğitimde bilimsel araştırma yöntemleri (2. Baskı, s. 337-371) içinde. Pegem Akademi Yayıncılık.
2. Aguilar-Planet, T., & Peralta, E. (2024). Innovation inspired by nature: applications of biomimicry in engineering design. Biomimetics, 9(9), 523. https://doi.org/10.3390/biomimetics9090523 Ahamed, M. K., Wang, H., & Hazell, P. J. (2022). From biology to biomimicry: Using nature to build better structures-A review. Construction and Building Materials, 320, 126195.
3. Aydın, B. (2023). Fen eğitiminde biyomimikri öğretim yaklaşımının öğrencilerin 21. yüzyıl becerilerine ve yaratıcılıklarına etkisi (Doktora tezi). Ankara Üniversitesi.
4. Aydın, B., & Kaptan, F. (2023). Views of middle school students on the effectiveness of science courses conducted with biomimicry. İnsan ve Toplum Bilimleri Araştırmaları Dergisi, 12(3), 1353-1374. https://doi.org/10.15869/itobiad.1257205
5. Aydın, D. (2023). Biyomimikri uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin yaratıcı düşünme becerileri ve tasarımları üzerine etkisi (Yüksek lisans tezi). Düzce Üniversitesi.
6. Avcı, F. (2019). Doğa ve inovasyon: okullarda biyomimikri. Anadolu Öğretmen Dergisi, 3(2), 214-233. https://doi.org/10.35346/aod.604872
7. Bar-Cohen, Y. (2006). Biomimetics: Reality, challenges, and outlook. In J. Bar-Cohen (Ed.), Biomimetics: Biologically inspired technologies (pp. 1-28). Taylor & Francis Group.
8. Baumeister, D., Tocke, R., Dwyer, J., Ritter, S., & Benyus, J. M. (2013). Biomimicry resource handbook.

9. Benyus, J. M. (1997). Biomimicry: Innovation inspired by nature. HarperCollins.
10. Benyus, J. (2002). Innovation inspired by nature. Doors of perception 7: Flow.
11. Bilici, S. C., Küpeli, M. A., & Guzey, S. S. (2021). Inspired by nature: An engineering design-based biomimicry activity. Science Activities, 58(2), 77-88. https://doi.org/10.1080/00368121.2021.1918049
12. Biomimicry Institute. (2017). The Biomimicry Design Process. Biomimicry Toolbox. https://toolbox.biomimicry.org/methods/process/
13. Bruck, H. A., Gershon, A. L., Golden, I., Gupta, S. K., Gyger Jr, L. S., Magrab, E., & Spranklin, B. (2006). New educational tools and curriculum enhancements for motivating engineering students to design and realize bio-inspired products. Design and Nature III: Comparing Design in Nature with Science and Engineering, 87, 325-335.
14. Burton, L. J., Cheng, N., Vega, C., Andrés, J., & Bush, J. W. (2013). Biomimicry and the culinary arts. Bioinspiration & Biomimetics, 8(4), 044003. https://doi.org/10.1088/1748-3182/8/4/044003
15. Coban, M., & Coştu, B. (2023). Integration of biomimicry into science education: Biomimicry teaching approach. Journal of Biological Education, 57(1), 145-169. https://doi.org/10.1080/00219266.2021.1877783
16. Cuperman, D., & Verner, I. (2015). Fostering analogical reasoning and design skills through creating bio-inspired robotic models. Procedia CIRP, 36, 285-290. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.01.0061
17. Çalıkıranoğlu, G. (2025). 7. sınıf fen bilimleri dersi “Işığın madde ile etkileşimi” ünitesinde biyomimikri etkinlikleriyle destekli öğretimin etkisinin incelenmesi (Yüksek lisans tezi). Kastamonu Üniversitesi.
18. Çoban, M. (2019). Integration of biomimicry into science education (Yüksek lisans tezi). Yıldız Teknik Üniversitesi.
19. Doğan Şafak, C. (2024). FeTeMM yaklaşımıyla hazırlanan biyomimikri etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin fen ilgilerine etkisi (Yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi.
20. Dündar, Ö. (2024). Okul dışı öğrenme etkinlikleri destekli biyomimikri uygulamaları (Yüksek lisans tezi). Amasya Üniversitesi.
21. Eid, M. A. H., & Al‐Abdallah, G. (2024). Sustainable development through biomimicry: Enhancing circular economy practices for environmental sustainability. Sustainable Development, 32(6), 6045-6056. https://doi.org/10.1002/sd.3010
22. Emsen, E., Odevci, B. B., Korkmaz, M. K., Alshamsi, F., & Alkaabi, A. (2025). Designing biomimetic learning environments for animal welfare education: A gamified approach. Biomimetics, 10, 769. https://doi.org/10.3390/biomimetics10110769
23. Fayemi, P. E., Wanieck, K., Zollfrank, C., Maranzana, N., & Aoussat, A. (2017). Biomimetics: Process, tools and practice. Bioinspiration & biomimetics, 12(1), 011002. https://doi.org/10.1088/1748-3190/12/1/011002
24. Fermanian Business & Economic Institute. (2013). Bioinspiration: An economic progress report. Point Loma Nazarene University.
25. Finfgeld, D. L. (2003). Metasynthesis: The state of the art-so far. Qualitative health research, 13(7), 893-904. https://doi.org/10.1177/1049732303253462
26. Gencer, A. S., Doğan, H., & Bilen, K. (2020). Developing biomimicry STEM activity by querying the relationship between structure and function in organisms. Turkish Journal of Education, 9(1), 64-105. https://doi.org/10.19128/turje.643785EJ1290814
27. Glier, M. W., McAdams, D. A., &Linsey, J. S. (2011, Ocak). Concepts in biomimetic design: Methods and tools to incorporate into a biomimetic design course. In International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference (Vol. 54846, pp. 655-660).
28. Gökçe, A. (2024). Biyomimikri temelli STEM etkinliklerinin özel yetenekli öğrencilerin problem çözme ve tasarım becerisine etkisinin incelenmesi (Yüksek lisans tezi). Yıldız Teknik Üniversitesi.
29. Gökce, E. (2024). Ses ve özellikleri ünitesinde biyomimikri uygulamalarıyla zenginleştirilmiş mühendislik tasarım temelli öğretimin 6. sınıf öğrencilerinin günlük yaşamla ilişkilendirme, STEM’e yönelik tutum ve biyomimikriye yönelik tutumlarına etkileri (Yüksek lisans tezi). Kocaeli Üniversitesi.
30. Guba, E. G., & Lincoln, Y. S. (1994). Competing paradigms in qualitative research. Handbook of qualitative research, 2(163-194), 105.
31. Hastrich, C. (2006). The biomimicry design spiral. Biomimicry Newsletter, 4(1), 5-6.
32. Hocaoğlu, C. (2025). Biyomimikri ve tersine mühendislik temelli STEM uygulamalarının üstün yetenekli öğrenciler üzerine etkilerinin karşılaştırılması (Yüksek lisans tezi). Trakya Üniversitesi.
33. İhtiyar-Şahin, S., & Benli-Özdemir, E. (2025). Doğadan ilham alan eğitim: Biyotaklit temelli REAPS modeli etkinliklerinin özel yetenekli öğrencilerin bilimsel yaratıcılığına katkısı. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 23(2), 1899–1930. https://doi.org/10.37217/tebd.1718166
34. Jiang, M., Deng, W., & Lin, H. (2024). Sustainability through biomimicry: A comprehensive review of bionic design applications. Biomimetics, 9(9), 507. https://doi.org/10.37217/tebd.1718166
35. Jituafua, A. (2024). A Professional Development Programme Based on Biomimicry to Improve STEM Project Creativity of Science Student Teachers. Journal of Turkish Science Education, 21(4), 705-722. https://doi.org/10.36681/tused.2024.038
36. Karasu, C. B. (2024). Biyomimikriye dayalı tasarım uygulamalarının 8. sınıf öğrencilerinin sürdürülebilir kalkınma konusundaki problem çözme algılarına ve sürdürülebilir çevreye yönelik tutumlarına etkisinin incelenmesi (Yüksek lisans tezi). Marmara Üniversitesi.
37. Kennedy, E., Fecheyr-Lippens, D., Hsiung, B. K., Niewiarowski, P. H., & Kolodziej, M. (2015). Biomimicry: A path to sustainable innovation. Design Issues, 31(3), 66-73. https://doi.org/10.1162/DESI_a_00339
38. Keskinkılıç, F., & Ünal, M. (2023). Evaluation of nature-integrated STEM activities from the students’ perspectives. Journal of Teacher Education and Lifelong Learning, 5(2), 838-857. https://doi.org/10.51535/tell.1306815
39. Kim, S. (2019). Development and effect of biomimicry robot education program based on technology education. Journal of Convergence for Information Technology, 9(4), 109-117. https://doi.org/10.22156/CS4SMB.2019.9.4.109
40. Küçükkayhan, S. (2025). Biyomimikri yaklaşımına dayalı öğretim uygulamalarının ilkokul öğrencilerinin bilişsel ve duyuşsal özellikleri bağlamında değerlendirilmesi (Doktora tezi). Anadolu Üniversitesi.
41. Mejía-Villa, A., Torres-Guevara, L. E., Prieto-Sandoval, V., Cabra, J., & Jaca, C. (2023). Training for sustainability through biomimicry and creative problem-solving processes. Thinking Skills and Creativity, 49, 101359. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2023.101359
42. Moore, T. J., Glancy, A. W., Tank, K. M., Kersten, J. A., Smith, K. A., & Stohlmann, M. S. (2014). A framework for quality K-12 engineering education: Research and development.
43. Ovid. (2004). Metamorphoses: A new verse translation (D. Raeburn, Trans.). Penguin Classics.
44. Paul, S., Neese, F., & Pantazis, D. A. (2017). Structural models of the biological oxygen-evolving complex: achievements, insights, and challenges for biomimicry. Green Chemistry, 19(10), 2309-2325. https://doi.org/10.1039/c7gc00425g
45. Radwan, G. A., & Osama, N. (2016). Biomimicry: An approach for energy efficient building skin design. Procedia Environmental Sciences, 34, 178-189. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.04.017
46. Shaw, F. W., Kshirsagar, K., Wendell, K. B., Danahy, E. E., Bernstein, D., & Puttick, G. (2020). Characterizing student artifacts in a multidisciplinary biomimicry and robotics unit. In Proceedings of the FabLearn 2020 Conference (pp. 1-8). ACM. https://doi.org/10.1145/3386201.3386213
47. Speck, O., & Speck, T. (2021). Biomimetics and education in Europe: Challenges, opportunities, and variety. Biomimetics, 6(3), 49. https://doi.org/10.3390/biomimetics6030049
48. Sumrall, W. J., Sumrall, K. M., & Robinson, H. A. (2018). Using biomimicry to meet NGSS in the lower grades. Science Activities, 55(3-4), 115-126. https://doi.org/10.1080/00368121.2018.1547413
49. Suresh Kumar, N., Padma Suvarna, R., Chandra Babu Naidu, K., Banerjee, P., Ratnamala, A., & Manjunatha, H. (2020). A review on biological and biomimetic materials and their applications. Applied Physics A, 126(6), 445. https://doi.org/10.3390/ma18194556
50. Şahin, S. İ., & Özdemir, E. B. (2025). Doğadan İlham Alan Eğitim: Biyotaklit Temelli REAPS Modeli Etkinliklerinin Özel Yetenekli Öğrencilerin Bilimsel Yaratıcılığına Katkısı. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 23(2), 1899-1930.
51. Toker, A. (2022). Bir araştırma metodolojisi olarak sistematik literatür incelemesi: Meta-sentez yöntemi. Anadolu Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 22(Özel Sayı 2), 313-340.
52. Türe, D. D. (2023). Biyomimikri ve tersine mühendislik temelli STEM etkinliklerinin tasarlanması, kimya derslerinde uygulanması ve etkililiğinin değerlendirilmesi (Doktora tezi). Marmara Üniversitesi.
53. United Nations Environment Programme. (2019). Global environment outlook - GEO-6: Healthy planet, healthy people. Cambridge University Press.
54. Velioğlu, D., & Yakışan, M. (2022). Determination of the biomimicry perceptions of middle school 7th grade students through drawings. Kastamonu Education Journal, 30(1), 120-129. https://doi.org/10.24106/kefdergi.788413
55. Yanık, A. (2025). Biyomimikri uygulamalarının öğrencilerin fen, mühendislik ve girişimcilik becerileri ile sürdürülebilir çevreye yönelik tutumlarına etkisi (Yüksek lisans tezi). Muş Alparslan Üniversitesi.
56. Yıldız, A. (2023). Biyomimikri ile bütünleştirilmiş E-STEM modüllerinin geliştirilmesi, uygulanması ve değerlendirilmesi(Yüksek lisans tezi). Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi.
57. Yılmaz, G. (2025). İlkokul öğrencilerine yönelik biyomimikriye dayalı yaratıcılığı destekleyen fen öğretim programının geliştirilmesi: Tasarım tabanlı araştırma (Doktora tezi). Anadolu Üniversitesi.
58. Qureshi, S. (2022). How students engage in biomimicry. Journal of Biological Education, 56(4), 450-464. https://doi.org/10.1080/00219266.2020.1841668