Examination of the Effect of STEM Activities on Graduate Students' Integrative STEM Teaching Intention, Awareness and Attitudes

Öz

In this study, it was aimed to examine the effects of STEM activities on integrative STEM teaching intention, awareness and attitudes of graduate students. In the 2019-2020 academic year, graduate students (total 32 people) studying in the Department of Mathematics and Science Education constitute the study group. In this study, embedded mixed designwas used. The case study with the one-group pretest-posttest design, in which the effect of the experimental procedure was investigated on a single group, provided the collection of quantitative and qualitative data. “Integrative STEM Teaching Intention Questionnaire”, “STEM Awareness Scale”, “STEM Attitude Scale” and the opinion form created by the researchers was applied. In the implementation process, in line with STEM activities structured with problem-based learning, the education process was carried out on a theoretical and practical basis for 14 weeks in terms of gaining the skills required by the current century, solving the daily life problems encountered and gaining an interdisciplinary perspective. As a result of the research, when the findings obtained from all data collection tools are examined, significant increases in scores in favor of post-tests, as well as increases in scores that cannot be detected at a significant level and decreases in some scores were determined. When the qualitative data are examined, The ideas that the transition to distance education due to the pandemic complicates STEM applications and reduces motivation and efficiency can explain the non-significant score increases detected and the decrease in scores. Contrary to the negative results, it has been determined that STEM education has a positive effect on students in terms of getting ideas and gaining 21st century skills (communication, collaboration, critical thinking, creativity). Although the negative situations encountered prevent a quantitatively sufficient and meaningful positive effect on the students, it can be considered with the positive results obtained that the positive effect of the education cannot be ignored. Suggestions were made about the results obtained.

Anahtar Kelimeler

• STEM education
• problem-based learning
• graduate
• graduate students

STEM Etkinliklerinin Lisansüstü Öğrencilerinin Entegre FeTeMM Öğretim Yönelimi, Farkındalık ve Tutumlarına Etkisinin İncelenmesi

Öz

Bu araştırmada, STEM etkinliklerinin lisansüstü öğrencilerinin entegre FeTeMM (STEM) öğretim yönelimi, farkındalık ve tutumlarına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. 2019-2020 eğitim öğretim yılında Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalında öğrenim görmekte olan yüksek lisans öğrencileri (toplam 32 kişi) çalışma grubunu oluşturmaktadır. Bu çalışmada iç-içe karma desen kullanılmıştır. Deneysel işlemin etkisinin tek bir grup üzerinden araştırıldığı tek grup ön test-son test deseni ile durum çalışması nicel ve nitel verilerin toplanmasını sağlamıştır. Verilerin toplanması için “Entegre FeTeMM Öğretimi Yönelimleri Ölçeği”, “FeTeMM Farkındalık Ölçeği”, “STEM Tutum Ölçeği” ve araştırmacılar tarafından oluşturulan görüş formu kullanılmıştır. Uygulama sürecinde, probleme dayalı öğrenme ile yapılandırılmış STEM etkinlikleri doğrultusunda bulunduğumuz yüzyılın gerektirdiği becerileri kazanma, karşılaşılan günlük yaşam problemlerini çözme ve disiplinler arası bakış açısı kazanma konularının benimsenmesi yönünden 14 haftalık süre bazında teorik ve uygulamalı olarak eğitim süreci gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın sonucunda tüm veri toplama araçlarından elde edilen bulgulara bakıldığında son testler lehine anlamlı puan artışlarının yanı sıra anlamlı düzeyde tespit edilemeyen puan artışları ve bazı puanlarda ise azalma tespit edilmiştir. Nitel veriler incelendiğinde, tespit edilen artışların anlamlı olmaması ve bazı puanlarda meydana gelen azalmaları Covid-19 salgını nedeniyle uzaktan eğitime geçilmesinin STEM uygulamalarını zorlaştırdığı, motivasyon ve verimi düşürdüğü fikirleri açıklayabilmektedir. Olumsuz sonuçların aksine gerçekleştirilen STEM eğitiminin öğrencileri fikir edinme ve 21. yüzyıl becerileri kazanma (iletişim, iş birliği, eleştirel düşünme, yaratıcılık) yönünden olumlu yönde etkilediği de tespit edilmiştir. Karşılaşılan olumsuz durumlar, öğrenciler üzerinde nicel olarak yeterli ve anlamlı bir olumlu etki oluşmasını engellese de yapılan eğitimin olumlu etkisinin göz ardı edilemeyeceği elde edilen olumlu sonuçlar ile görülebilmektedir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda önerilerde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

• STEM eğitimi
• probleme dayalı öğrenme
• lisansüstü
• yüksek lisans öğrencileri

Kaynakça

1. Acar, D. & Büyükşahin, Y. (2021). Awareness and views of teachers who received in-service STEM training about STEM. International Journal of Progressive Education, 17(2), 473-490.
2. Akcanca, N. (2020). 21st century skills: the predictive role of attitudes regarding STEM education and problem-based learning. International Journal of Progressive Education, 16(5), 443-458.
3. Alanoğlu, M. & Atalan, B. D. (2021). Öğretmen Gözünden Covid-19 süreci: Öğrencilerin bağımsız araştırma ve öz-düzenleme becerilerine ilişkin bir durum çalışması. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, (39), 1-13.
4. Al Salami, M. K., Makela, C. J. & de Miranda, M. A. (2017). Assessing changes in teachers’ attitudes toward interdisciplinary STEM teaching. International Journal of Technology Design and Education, 27, 63-88. https://doi.org/10.1007/s10798-015-9341-0
5. Aydın-Günbatar, S. & Tabar, V. (2019). Türkiye’de gerçekleştirilen STEM araştırmalarının içerik analizi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 16(1), 1054-1083. http://dx.doi.org/10.23891/efdyyu.2019.153
6. Balcı, A. (2020). Covid-19 özelinde salgınların eğitime etkileri. Uluslararası Liderlik Çalışmaları Dergisi: Kuram ve Uygulama, 3(3), 75-85.
7. Benli-Ozdemir, E. (2021). Views of Science Teachers about Online STEM practices during the COVID-19 period. International Journal of Curriculum and Instruction, 13(1), 854-869.
8. Bozkurt, A. (2020). Koronavirüs (Covid-19) pandemi süreci ve pandemi sonrası dünyada eğitime yönelik değerlendirmeler: Yeni normal ve yeni eğitim paradigması. Açıköğretim Uygulamaları ve Araştırmaları Dergisi, 6(3), 112-142.

9. Bozkurt-Altan, E. (2018). Tasarım temelli fen eğitimi ve probleme dayalı STEM uygulamaları. S. Çepni (Ed.). Kuramdan uygulamaya STEM eğitimi (s.169-199). Ankara: Pegem Akademi.
10. Buhr, K. & Dugas, M. J. (2002). The intolerance of uncertainty scale: Psychometric properties of the English version. Behaviour Research and Therapy, 40(8), 931-945. https://dx.doi.org/10.1016/S0005-7967(01)00092-4
11. Bulut, S., Özkaya, A. Şahin, G., Tatlısu, S. & Çoşkun, G. (2021). STEM Etkinliklerinin fen bilimleri ve matematik öğretmen adayları üzerine etkilerinin nicel ve nitel yönden incelenmesi. 14. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi (UFBMEK), Burdur, Türkiye, 19-21 Mayıs 2021, s. 257.
12. Buyruk, B. & Korkmaz, Ö. (2016). FeTeMM farkındalık ölçeği (FFÖ): Geçerlik ve güvenirlik çalışması. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 13(2), 61–76. doi: 10.12973/tused.10179a
13. Büyüköztürk, Ş., Kılıç-Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. & Demirel, F. (2018). Bilimsel araştırma yöntemleri (24. Baskı). Ankara: Pegem Akademi.
14. Clark, A. C. & Ernst, J. V. (2007). A model for the integration of science, technology, engineering, and mathematics. The Technology Teacher, 66(4), 24-26.
15. Creswell, J. W. (2014). Research design: Qualitative, quantitative and mixed methods approaches (4. Baskı). California: Sage Publications.
16. Çorlu, M. S., Capraro, R. M. & Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: implications for educating our teachers for the age of innovation. Eğitim ve Bilim, 39(171), 74-85.
17. Demir, E., Saatçioğlu, Ö. & İmrol, F. (2016). Uluslararası dergilerde yayımlanan eğitim araştırmalarının normallik varsayımları açısından incelenmesi. Current Research in Education, 2(3), 130-148.
18. Demirel, M. & Dağyar, M. (2016). Effects of problem-based learning on attitude: A meta-analysis study. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 12(8), 2115-2137.
19. Deniş-Çeliker, H. (2020). The effects of scenario-based STEM project design process with pre-service science teachers: 21st century skills and competencies, integrative STEM teaching intentions and STEM attitudes. Journal of Educational Issues, 6(2), 451-477. https://doi.org/10.5296/jei.v6i2.17993
20. Dillon, C. & Gunawardena, C. (1992). Evaluation research in distance education. British Journal of Education Technology, 23(3), 181-194.
21. Elcil, Ş. & Sözen-Şahiner, D. (2014). Uzaktan eğitimde iletişimsel engeller. Sosyal ve Beşeri Bilimler Dergisi, 6(1), 21-33.
22. Faber, M., Unfried, A., Wiebe, E. N., Corn, J. Townsend, L.W. & Collins, T. L. (2013). Student Attitudes toward STEM: The Development of Upper Elementary School and Middle/High School Student Surveys. 120th ASSE Annual Conference & Exposition. Atalanta.
23. Feldon, D. F., Shukla, K. D. & Maher, M. A. (2016). Faculty–student coauthorship as a means to enhance STEM graduate students’ research skills. International Journal for Researcher Development, 7(2), 178-191. https://doi.org/10.1108/IJRD-10-2015-0027
24. Güldemir, S. & Çınar, S. (2017). Fen bilimleri öğretmenleri ve ortaokul öğrencilerinin STEM etkinlikleri hakkındaki görüşleri. In ULEAD 2017 Annual Congress: ICRE (Vol. 280, p. 286).
25. Hacıömeroğlu, G. & Bulut, A. S. (2016). Entegre FeTeMM öğretimi yönelim ölçeği Türkçe formunun geçerlik ve güvenirlik çalışması. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 12(3), 654-669.
26. Kaleci, D. & Korkmaz, Ö. (2018). STEM education research: Content analysis. Universal Journal of Educational Research 6(11), 2404-2412. http://doi.org/10.13189/ujer.2018.061102
27. Karisan, D., Macalalag, A. & Johnson, J. (2019). The Effect of Methods Course on Preservice Teachers' Awareness and Intentions of Teaching Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Subject. International Journal of Research in Education and Science, 5(1), 22-35.
28. Karslı-Baydere, F., Şahin-Çakır, Ç., Hacıoğlu, Y. & Kocaman, K. (2021). Lisansüstü öğrencilerinin STEM eğitimi ile ilgili görüşleri: İki üniversite örneği. Trakya Eğitim Dergisi, 11(2), 568-587. https://doi.org/10.24315/tred.623999
29. Kılıç, S. (2016). Cronbach’s alpha reliability coefficient. Journal of Mood Disorders, 6(1), 47-48.
30. Knezek, G., Christensen, R., Tyler-Wood T. & Periathiruvadi, S. (2013). Impact of environmental power monitoring activities on middle school student perceptions of STEM. Science Education International, 24(1), 98- 123.
31. Leas, H. D., Nelson, K. L., Grandgenett, N., Tapprich, W. E. & Cutucache, C. E. (2017). Fostering curiosity, inquiry, and scientific thinking in elementary school students: Impact of the NE STEM 4U intervention. Journal of Youth Development, 12(2), 103-120.
32. Lin, K. Y. & Williams, P. J. (2015). Taiwanese preservice teachers’ science, technology, engineering, and mathematics teaching intention. International Journal of Science and Mathematics Education, 14, 1021-1036.
33. Li, Y., Wang, K., Xiao, Y. & Froyd, J. E. (2020). Research and trends in STEM education: a systematic review of journal publications. International Journal of STEM Education, 7(1), 1-16. https://doi.org/10.1186/s40594-020-00207-6
34. Lou, S. J., Shih, E. C., Diez, C. R. & Tseng, K. H. (2011). The impact of problem-based learning strategies on STEM knowledge integration and attitudes: An exploratory study among female Taiwanese senior high school students. International Journal of Technology and Design Education, 21(2), 195-215.
35. Love-Stowell, S. M., Churchill, A. C., Hund, A. K., Kelsey, K. C., Redmond, M. D., Seiter, S. A. & Barger, N. N. (2015). Transforming graduate training in STEM education. The Bulletin of the Ecological Society of America, 96(2), 317-323.
36. Miles, M. B. & Huberman, A. M. (1994). An expanded sourcebook qualitative data analysis, 2. Press, London: SAGE Publications.
37. Milli Eğitim Bakanlığı. (2016). Milli Eğitim Bakanlığı STEM Eğitimi Raporu. http://yegitek.meb.gov.tr/stem_egitimi_raporu.pdf adresinden erişilmiştir.
38. Moller, L. (1998). Designing communities of learners for asynchronous distance education. Educational technology research and development, 46(4), 115-122.
39. Olson, K. J., Hergatt-Huffman, A. & Litson, K. (2020). The relationship between mentor support experiences and STEM graduate student career optimism. Career Development International, 26(1), 44-64. http://doi.org/10.1108/CDI-07-2019-0171
40. Özçakır-Sümen, Ö. & Çalışıcı, H. (2021). The effects of STEM activities applied in mathematics courses for elementary pre-service teachers in Turkey. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1-25. https://doi.org/10.1080/0020739X.2021.1944679
41. Özkaya, A., Bulut, S. & Şahin, G. (2022). STEM etkinliklerinin öğretmenlerin yaratıcı tasarım becerilerine etkisinin incelenmesi. Fen Matematik Girişimcilik ve Teknoloji Eğitimi Dergisi, 5(1), 1-17.
42. Öztürk, İ., Akalın, S., Özgüner, İ. & Şakiroğlu, M. (2020). Covid-19 salgınının ve karantinanın psikolojik etkileri. Turkish Studies, 15(4), 885-903. https://dx.doi.org/10.7827/TurkishStudies.44885
43. Quigley, C.F., Herro, D. & Jamil, F. M. (2017). Developing a conceptual model of STEAM teaching practices. School Science and Mathematics, 117(1-2), 1–12. https://doi.org/10.1111/ssm.12201
44. Rehmat, A. P. (2015). Engineering the Path to Higher-Order Thinking in Elementary Education: A Problem Based Learning Approach for STEM Integration. UNLV Theses, Dissertations, Professional Papers, and Capstones. 2497. http://dx.doi.org/10.34917/7777325
45. Shapiro, S. S. & Wilk, M. B. (1965). An analysis of variance test for normality (complete samples). Biometrika, 52(3-4), 591-611. https://doi.org/10.2307/2333709
46. Şahin, A., Ayar, M. C. & Adıgüzel, T. (2014). Fen, teknoloji, mühendislik ve matematik içerikli okul sonrası etkinlikler ve öğrenciler üzerindeki etkileri. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 14(1), 1-26. doi: 10.12738/estp.2014.1.1876
47. The World Bank Report Education (May, 2020). The COVID-19 Pandemic: Shocks to education and policy responses. Erişim adresi: https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/33696/148198.pdf?sequence=4&isAllowed=y
48. Thibaut, L., Ceuppens, S., De Loof, H., De Meester, J., Goovaerts, L., Struyf, A., Boeve-de Pauw, J., Dehaene, W., Deprez, J., De Cock, M., Hellinckx, L., Knipprath, H., Langie, G., Struyven, K., Van de Velde, D., Van Petegem, P. & Depaepe, F. (2018). Integrated STEM education: A systematic review of instructional practices in secondary education. European Jourrnal of STEM Education, 3(1), 02. https://doi.org/10.20897/ejsteme/85525
49. Ugras, M. (2019). Determination of the Effects of Problem-Based STEM Activities on Certain Variables and The Views of the Students, International Online Journal of Educational Sciences, 11(1), 1-22. DOI: https://doi.org/10.15345/iojes.2019.01.001
50. Wang, H. H., Moore, T. J., Roehrig, G. H. & Park, M. S. (2011). STEM integration: Teacher perceptions and practice. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 1(2), 1-13.
51. Yeşilyurt, E. (2013). Öğretmen adaylarının öğretmen öz-yeterlik algıları. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 12(45), 88-104.
52. Yıldırım, B. (2020). Öğretmen yetiştirme üzerine bir model önerisi: STEM öğretmen enstitüleri eğitim modeli. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1-29. https://doi.org/10.9779/pauefd.586603
53. Yıldırım, A. & Şimşek, H. (2018). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.
54. Yıldırım, B. & Selvi, M. (2015). Adaptation of STEM attitude scale to Turkish. Electronic Turkish Studies, 10(3), 1117-1130. http://dx.doi.org/10.7827/TurkishStudies.7974
55. Yin, R. K. (2003). Case study research: Design and methods. Sage publications.