The Opinions of Science Teachers towards the Engineering Design-Based Applications

Öz

This study aims to determine the opinions of science teachers on engineering design-based applications. For this purpose, the case study, which is one of the qualitative designs, was determined in the research. The research sample consisted of 7 science teachers who took engineering design-based courses. The criterion sampling method, which is one of the purposive sampling methods, was used. A semi-structured interview form consisting of 7 open-ended questions was applied in an online platform in the 2021-2022 academic year. The data obtained by the interviews which were conducted in digital environments with the teachers were analyzed with the content analysis method. According to the findings, teachers’ views on engineering design-based applications are generally positive. Most of the teachers stated that engineering design practices improve students’ cognitive skills such as problem-solving, innovation, and creative thinking. They also stated that these practices increase student’' interest and motivation towards the courses, support their permanent and meaningful learning, and psychomotor skills such as designing and creating constructions. All the teachers are of the view that engineering design-based applications should be integrated into the courses, and they suggest that the applications might be widespread with the necessary support and updates.

Anahtar Kelimeler

• Science teachers
• Engineering design
• Teacher views

Fen Bilimleri Öğretmenlerinin Mühendislik Tasarım Uygulamalarına Yönelik Görüşleri

Öz

Bu çalışmada fen bilimleri öğretmenlerinin mühendislik tasarımı uygulamalarına yönelik görüşlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda araştırmada nitel araştırma desenlerinden birisi olan durum çalışması deseni benimsenmiştir. Araştırmanın örneklemini mühendislik tasarım uygulamaları dersi alan 7 fen bilimleri öğretmeni oluşturmaktadır. Örnekleme yöntemi olarak amaçlı örnekleme yöntemlerinden birisi olan ölçüt örnekleme yöntemi kullanılmıştır. Araştırma verilerini toplamak amacıyla 2021- 2022 eğitim öğretim yılında 7 açık uçlu sorudan oluşan yarı yapılandırılmış görüşme formu çevrimiçi ortamda uygulanmıştır. Öğretmenlerle çevrimiçi ortamda yapılan görüşmeler sonucu elde edilen veriler içerik analizi tekniği ile analiz edilmiştir. Elde edilen bulgulara göre öğretmenlerin mühendislik tasarım uygulamalarına yönelik görüşleri genellikle olumludur. Öğretmenler genel olarak; mühendislik tasarım uygulamalarının öğrencilerin problem çözme, yenilikçi ve yaratıcı düşünme gibi bilişsel becerilerini geliştirdiğini ifade etmişlerdir. Ayrıca bu uygulamaların öğrencilerin derse karşı ilgi ve motivasyonlarını artırdığını, kalıcı ve anlamlı öğrenmelerini, tasarım yapma, ürün oluşturma gibi psikomotor becerilerini de desteklediğini belirtmişlerdir. Öğretmenlerin tamamı mühendislik tasarım uygulamalarının derslere entegre edilmesi gerektiğini düşünmektedirler ve gerekli destek ve güncellemeler ile yaygınlaşmasını önermektedirler.

Anahtar Kelimeler

• Fen bilimleri öğretmenleri
• Mühendislik tasarımı
• Öğretmen görüşleri

Kaynakça

1. Altan, E. B., & Karahan, E. (2019). Tasarım temelli fen eğitimine yönelik öğrenci ve öğretmen değerlendirmeleri. Elementary Education Online, 18(3). https://doi.org/10.17051/ilkonline.2019.612575
2. Argon, T., & Soysal, A. (2012). Seviye belirleme sınavına yönelik öğretmen ve öğrenci görüşleri. International Journal of Human Sciences, 9(2), 446-474.
3. Asunda, P. A., & Hill, R. B. (2007). Critical features of engineering design in technology education. Journal of Industrial Teacher Education, 44(1), 25–48.
4. Aydoğan, B., & Çakıroğlu, J. (2022). The Effects of Engineering Design-Based Instruction On 7th Grade Students’ Nature of Engineering Views. Journal of Science Education and Technology, 31(1), 68-80. https://doi.org/10.1007/s10956-021-09931-2
5. Bakırcı, H., & Kaplan, Y. (2021). Encountered problems by science teachers in the field of engineering and design skills and suggestions for solutions. Journal of Computer and Education Research, 9(18), 626-654. https://doi.org/10.18009/jcer.908161
6. Campbell, S., Greenwood, M., Prior, S., Shearer, T., Walkem, K., Young, S., ... & Walker, K. (2020). Purposive sampling: complex or simple? Research case examples. Journal of research in Nursing, 25(8), 652-661. https://doi.org/10.1177/1744987120927206
7. Creswell, J. W., Hanson, W. E., Clark Plano, V. L., & Morales, A. (2007). Qualitative research designs: Selection and implementation. The counseling psychologist, 35(2), 236-264. https://doi.org/10.1177/0011000006287390
8. Çınar, S., & Kereci, N. (2020). Sınıf öğretmenlerinin mühendislik tasarım uygulamalarının fen bilimleri öğretimine entegrasyonu hakkındaki görüşleri: Ordu örneği. International Journal of Innovative Approaches in Education, 4(2), 26-45. https://doi.org/10.29329/ijiape.2020.261.1

9. Duran, E. & Kurt, M. (2019). 2023 eğitim vizyonuna ilişkin öğretmen görüşleri. Uluslararası Sosyal Bilgilerde Yeni Yaklaşımlar Dergisi, 2019, 3(1), 90-106.
10. Dym, C. L., Agogino, A. M., Eris, O., Frey, D. D., & Leifer, L. J. (2005). Engineering design thinking, teaching, and learning. Journal of engineering education, 94(1), 103-120. https://doi.10.1002/j.2168-9830.2005.tb00832.x
11. Elo, S., ve Kyngäs, H. (2008). The qualitative content analysis process. Journal of advanced nursing, 62(1), 107-115. https://doi.10.1111/j.1365-2648.2007.04569.x
12. 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. https://doi.10.17522/nefefmed.67442
13. Eroğlu, S., & Bektaş, O. (2016). STEM eğitimi almış fen bilimleri öğretmenlerinin STEM temelli ders etkinlikleri hakkındaki görüşleri. Eğitimde Nitel Araştırmalar Dergisi, 4(3), 43-67.
14. Gencer, A. S. (2015). Fen eğitiminde bilim ve mühendislik uygulaması: Fırıldak etkinliği. Journal of Inquiry Based Activities, 5(1), 1-19.
15. Greiff, S., & Kyllonen, P. (2016). Contemporary assessment challenges: The measurement of 21st century skills. Applied Measurement in Education, 29(4), 243-244. https://doi.10.1080/08957347.2016.1209209
16. Gündoğan, A., & Can, B. (2020). Sınıf öğretmenlerinin tasarım-beceri atölyeleri hakkındaki görüşleri. Turkish Studies, 15(2), 851-876. http://dx.doi.10.29228/TurkishStudies.40357
17. Güleş, E., & Kılınç, H. H. (2020). Sınıf öğretmenlerinin tasarım beceri atölyelerine ilişkin görüşleri. Turkish Studies, 15(6), 4227-4245. https://dx.doi.10.47423/TurkishStudies.47031
18. Hacıoğlu, Y., & Gülhan, F. (2021). The effects of STEM education on the students’ critical thinking skills and STEM perceptions. Journal of Education in Science Environment and health, 7(2), 139-155. https://doi.10.21891/jeseh.771331
19. Hacıoğlu, Y., Yamak, H., & Kavak, N. (2016). Mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile ilgili öğretmen görüşleri. Bartın University Journal of Faculty of Education, 5(3), 807-830. https://doi.10.14686/buefad.v5i3.5000195411
20. Harman, G., & Yenikalaycı, N. (2021). STEM eğitiminde mühendislik tasarım sürecine dayalı etkinliklere yönelik fen bilgisi öğretmen adaylarının görüşleri. Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 53(53), 206-226. https://doi.10.15285/maruaebd.729672
21. Hertzog, P. E., & Swart, A. J. (2016, April). Arduino—Enabling engineering students to obtain academic success in a design-based module. In 2016 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON) (pp. 66-73). IEEE.
22. Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., Hammer, D., & Carberry, A. (2011). Infusing engineering design into high school STEM courses. National Center for Engineering and Technology Education, Retrieved December 15 2014 from http://www.ncete.org.
23. Kewalramani, S. (2020). Children’s Engineering Design Thinking Processes: The Magic of the ROBOTS and the Power of BLOCKS ( Electronics ). 16(3). https://doi.10.29333/ejmste/113247
24. Lin, K. Y., Wu, Y. T., Hsu, Y. T., & Williams, P. J. (2021). Effects of infusing the engineering design process into STEM project-based learning to develop preservice technology teachers’ engineering design thinking. International Journal of STEM Education, 8(1), 1-15. https://doi.10.1186/s40594-020-00258-9
25. Mangold, J., & Robinson, S. (2013, June). The engineering design process as a problem solving and learning tool in K-12 classrooms. In 2013 ASEE Annual Conference & Exposition (pp. 23-1196).
26. Miles, M. B., & Huberman, A. M. (2015). Nitel veri analizi. (S. Akbaba-Altun, & A. Ersoy, Çev. Ed.). Ankara: Pegem A Yayıncılık.
27. Millî Eğitim Bakanlığı. (2018). Fen Bilimleri dersi öğretim programı. Ankara: Devlet Kitapları Basım Evi.
28. Murcia, K., & Oblak, C. (2022). Exploring an Engineering Design Process and Young Children’s Creativity. In Children’s Creative Inquiry in STEM (pp. 207-223). Springer, Cham.
29. Oun, M. A., & Bach, C. (2014). Qualitative research method summary. Qualitative Research, 1(5), 252-258. Özkızılcık, M. & Cebesoy, Ü.B. (2019). Tasarım temellı̇ FeTeMM etkı̇nlı̇klerı̇nı̇n fen bı̇lgı̇sı̇ öğretmen adaylarının problem çözme becerı̇lerı̇ne ve fetemm öğretı̇mı̇ yönelı̇mlerı̇ne etkı̇sı̇nı̇n ı̇ncelenmesı̇. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33(1), 177-203. https://doi.10.19171/uefad.588222
30. Pech, R. M. (2015). Achieving the innovative edge in technology, engineering design, and entrepreneurship. Journal of Innovation and Entrepreneurship, 5(1), 1-18. https://doi.10.1186/s13731-016-0035-y
31. Pekbay, C., Saka, Y., & Kaptan, F. (2020). Ortaokul öğrencilerinin STEM eğitim yaklaşımına dayalı olarak hazırlanan etkinlikler ile ilgili görüşleri: Yeşil mühendislik etkinlikleri. İnönü Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 21(2), 840-857. https://doi.10.17679/inuefd.684513
32. Sarı, U., & Yazıcı, Y. Y. (2019). Fen bilgisi öğretmenlerinin fen ve mühendislik uygulamaları hakkında görüşleri. International Journal of Social Sciences and Education Research, 5(2), 157-167. https://doi.10.24289/ijsser.519447
33. Şekerci, R., Gök, R., & Özçetin, S. (2019). Türk Eğitim Sistemi İle Diğer Ülkelerin Eğitim Sistemlerinin Karşılaştırılmasına İlişkin Aday Öğretmenlerin Görüşleri. Journal of Global Sport and Education Research, 2(1), 10-23.
34. Tuhtakaya, N. (2019). Fen bilimleri öğretmen adaylarının mühendislik tasarım süreci uygulamalarına yönelik görüşleri, mühendislik becerileri ve bilimsel yaratıcılıklarının değerlendirilmesi [Yüksek lisans tezi]. Mersin Üniversitesi.
35. Yurttaş, Ş. (2021). Grupla mühendislik tasarım temelli robotik uygulamalarının öğrencilerin günlük yaşama dayalı problem çözme becerileri ve motivasyonu üzerindeki etkisi [Doktora tezi]. Bursa Uludağ Üniversitesi.
36. Wendell, K. B., & Lee, H. S. (2010). Elementary students’ learning of materials science practices through instruction based on engineering design tasks. Journal of Science Education and Technology, 19(6), 580-601. https://doi.10.1007/s10956-010-9225-8