Cultivating Career Interests and STEM Attitudes in High School Students: The Role of Smart Agriculture Applications

Öz

Coding education is becoming widespread in all countries, and students are expected to be able to integrate technology with life problems by creating innovative and creative designs. The theme or unstructured problem situation to be presented to students to produce solutions with technology should be authentic and current and point to a problem they encounter. One of the most important problems we have faced recently is global warming and the climate crisis. The climate crisis requires countries to determine new policies and innovative approaches, especially for agriculture field. Sustainable agriculture stands out for a sustainable future, and the key to sustainable agriculture is smart agriculture with today's data. This study evaluates project results. The project was aimed at the participants to gain awareness about agricultural activities in their region by learning smart agriculture. They were trained through fun and practical activities which show them the importance of studies conducted in this field. The project goal was raising the participants' recognition of the need to use technology for solving the problems they encounter in their environment. This study presents evaluations regarding a project organized within the scope of TUBITAK 4004. Participants consist of 30 students in the 10th grade of state high schools. According to the study’s quantitative findings, although there was a significant increase in students’ overall interest in engineering and STEM, the change in their interest in the fields of science and technology was not statistically significant. An examination of the qualitative findings revealed that students found the educational experience both enjoyable and informative; however, they indicated that improvements were needed in activity durations and time management. These results will guide the design and planning of similar project activities to be carried out in the future

Anahtar Kelimeler

• STEM eğitimi
• robotik
• kodlama
• akıllı tarım
• kariyer ilgisi

Proje Numarası

121B766 numaralı "Akıllı Teknolojilerle Geleceğin Tarımını Tasarlıyorum" başlıklı Tübitak 4004 Projesi

Teşekkür

This study includes the evaluation results of the project titled "TÜBİTAK 4004 Akıllı Teknolojilerle Geleceğin Tarımını Tasarlıyorum (I Design the Future of Agriculture with Smart Technologies)". This project was supported within the scope of TÜBİTAK 4004 Nature Education and Science Schools Support Program. We remember with respect and gratitude our valuable colleague Mevlüt Karaçor, who made great contributions to our project titled "TUBITAK 4004 Smart Technologies Designing the Agriculture of the Future" in which he was a researcher.

Lise Öğrencilerinin FeTeMM’e yönelik tutumları ve kariyer ilgilerinin geliştirilmesi: Akıllı Tarım Uygulamalarının Rolü

Öz

Teknolojide yaşanan gelişmelerle birlikte, geleceğin işgücünün sahip olması gereken niteliklerde, bir değişim olması öngörülmektedir. Bu bağlamda eğitim sistemlerine de önemli görevler düşmekte; öğrencilerin 21. yy becerileri olarak adlandırılan yeni beceriler edinmeleri için girişimlerin yapılması gerekmektedir. Bu becerilerden biri olan bilgi işlemsel düşünme becerisi kodlama öğretimi ile ilişkilendirilmekte, kodlama öğretimi tüm ülkelerde yaygınlaşmakta, öğrencilerden yenilikçi ve yaratıcı tasarımlar ortaya koyarak teknolojiyi yaşamla ilişkilendirebilmeleri beklenmektedir. Öğrencilere teknoloji ile çözüm üretmesi için sunulacak temanın ya da yapılandırılmamış problem durumunun otantik, güncel ve hayatında karşılaştığı bir soruna işaret etmesi gerekmektedir. Son dönemde yüz yüze olduğumuz en önemli problemlerden biri küresel ısınma ve iklim krizi olarak görülmektedir. İklim krizi, özellikle tarımda ülkelerin yeni politikalar belirlemesini ve yenilikçi yaklaşımları zorunlu hale getirmektedir. Sürdürülebilir bir gelecek için sürdürülebilir tarım öne çıkmaktadır ve sürdürülebilir tarımın anahtarı ise bugünkü veriler ile akıllı tarımdır. Bu araştırmada, TÜBİTAK 4004 kapsamında düzenlenen ve uygulamalı etkinliklerle katılımcıların akıllı tarım konusunda farkındalık kazanmalarının amaçlandığı bir proje çalışmasına ilişkin değerlendirmeler sunulmuştur. Proje çalışmasında, katılımcılar teknolojiyi çevrelerinde karşılaştıkları problemlerin çözümünde kullanma bilincinin kazandırılması hedeflenmiştir. Katılımcılar devlete bağlı liselerde 10. sınıfa geçen 30 öğrenciden oluşmaktadır.. Çalışmanın nicel bulgularına göre, öğrencilerin mühendislik ve STEM genel ilgisinde anlamlı bir artış olurken, fen ve teknoloji alanlarındaki ilgi değişiminin istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Nitel bulgular incelendiğinde ise öğrencilerin eğitimi eğlenceli ve öğretici bulduğunu, ancak etkinlik süreleri ve zaman yönetimi konusunda iyileştirmeler yapılması gerektiğini ortaya çıkmıştır. Elde edilen bu sonuçların, gelecekte yapılacak benzer proje etkinliklerinin tasarımında ve planlanmasında yol gösterici olacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• STEM eğitimi
• robotik
• kodlama
• akıllı tarım
• kariyer ilgisi

Proje Numarası

121B766 numaralı "Akıllı Teknolojilerle Geleceğin Tarımını Tasarlıyorum" başlıklı Tübitak 4004 Projesi

Kaynakça

1. Acar, E. (2012). Yapay zeka yöntemleriyle bitki yaprak imgelerinde pas hastalıklarının tespiti. Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), Diyarbakır.
2. Akalın, M. (2014). İklim değişikliğinin tarım üzerindeki etkileri: Bu etkileri gidermeye yönelik uyum ve azaltım stratejileri. Hitit Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü KazakoffDergisi, 7(2), 351-377.
3. Anjum, N., Paulraj, A., Blome, C., & Rajkumar, C. (2025). Environmental process design and performance: Understanding the key role of learning by doing and employee empowerment. International Journal of Production Economics, 109563.
4. Araujo, G. (2024). Using Apprenticeship and Product Based Learning to Improve Programming Outcomes in Introductory Computer Science Courses (Doctoral dissertation, UC Merced).
5. Arıkan, H. (2019). İHA ile tarımda sürdürülebilirlik ve hassas uygulamaları ile ayçiçeği hassas gübreleme. İstanbul Teknik Üniversitesi Bilişim Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), İstanbul.
6. Aslan, A. (2019). Buğdayda bitki azot durumunun portatif klorofil ölçüm cihazı (SPAD) ve alçak irtifa insansız hava aracı (Drone) ile belirlenmesi. Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), Şanlıurfa.
7. Atmatzidou, S., Demetriadis, S., & Nika, P. (2018). How does the degree of guidance support students’ metacognitive and problem-solving skills in educational robotics? Journal of Science Education and Technology, 27(1), 70–85. doi:10.1007/s10956-017-9709-x
8. Ayar, M. C. (2015). First-hand experience with engineering design and career interest in engineering: An informal STEM education case study. Educational Sciences: Theory and Practice, 15(6), 1655–1675. doi:10.12738/estp.2015.6.0134

9. Bayraç, H. N., & Doğan, E. (2016). Türkiye’de iklim değişikliğinin tarım sektörü üzerine etkileri. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi İİBF Dergisi, 11(1), 23-48.
10. Castro, E., Cecchi, F., Valente, M., Buselli, E., Salvini, P., & Dario, P. (2018). Can educational robotics introduce young children to robotics and how can we measure it? Journal of Computer Assisted Learning, 34(6), 970–977. doi:10.1111/jcal.12304
11. Chang, C. W., Lee, J. H., Wang, C. Y., & Chen, G. D. (2010). Improving the authentic learning experience by integrating robots into the mixed-reality environment. Computers & Education, 55, 1572–1578. doi:10.1016/j.compedu.2010.06.023
12. Demiryürek, M. (2019). Seralarda Arduino ve bileşenlerini kullanarak hassas tarım uygulamalarının ve sistemlerinin geliştirilmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), Kayseri.
13. Gomoll, A., Hmelo-Silver, C. E., Šabanović, S., & Francisco, M. (2016). Dragons, ladybugs, and softballs: Girls’ STEM engagement with human-centered robotics. Journal of Science Education and Technology, 25(6), 899–914. doi:10.1007/s10956-016-9647-z
14. Gomoll, A., Tolar, E., Hmelo-Silver, C. E., Sabanovic, S. (2018). Designing human-centered robots: The role of constructive failure. Thinking Skills and Creativity, 30, 90–102. doi:10.1016/j.tsc.2018.03.001
15. Gossen, D., & Ivey, T. (2023). The impact of in-and out-of-school learning experiences in the development of students’ STEM self-efficacies and career intention.
16. Güneş, M., Balkışlı, B. Ç., & Özçınar, H. (2024). Oyun tabanlı öğrenmenin öğrenci bağlılığı ve motivasyonu üzerindeki etkisinin kontrol odağına göre incelenmesi. Journal of Higher Education & Science, 14(3).
17. İşler, N. K. (2023). İlkokul sosyal bilgiler dersi öğretim programının sürdürülebilir kalkınma hedefleri ve yenilenmiş Bloom taksonomisi kapsamında incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 25(2), 472-486.
18. Jaipal-Jamani, K., & Angeli, C. (2017). Effect of robotics on elementary preservice teachers’ self-efficacy, science learning, and computational thinking. Journal of Science Education and Technology, 26(2), 175–192. doi:10.1007/s10956-016-9663-z
19. Karakoç Topal, O. (2022). Ortaokul öğrencilerinin gözünden bir TÜBİTAK 4004 projesi: Bilimleri birleştir, doğayı güzelleştir! Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, (53), 638-666.
20. Khor, M. (2009). The food crisis, climate change and the importance of sustainable agriculture. Third world network (TWN). sayfa: 18
21. Kızılay, E. (2018). Ortaöğretim öğrencilerinin STEM alanlarına yönelik kariyer ilgilerinin ve motivasyonlarının incelenmesi. (Doktora Tezi). YÖK Tez Merkezi. (527005).
22. Kolbe, D. A. (1984). Experiential learning. New Jersey, Eaglewood Cliffs, 5, 1-12.
23. Küçük, S., & Şişman, B. (2017). Behavioral patterns of elementary students and teachers in one-to-one robotics instruction. Computers & Education, 111, 31–43. doi:10.1016/j.compedu.2017.04.002
24. Mac Iver, M. A., & Mac Iver, D. J. (2019). “STEMming” the swell of absenteeism in the middle years: Impacts of an urban district summer robotics program. Urban Education, 54(1), 65–88. doi:10.1177/0042085915618712
25. Milli Eğitim Bakanlığı Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü. (2016). STEM education report. https://yegitek.meb.gov.tr/STEM_Education_Report.pdf
26. Nemiro, J., Larriva, C., Jawaharlal, M. (2015). Developing creative behavior in elementary school students with robotics. Journal of Creative Behavior, 51, 70–90. doi:10.1002/jocb.87
27. Odabaşı, Ş. Y. (2018). STEM için ölçme ve değerlendirme. K. A. Kırkıç & E. Aydın (Eds.), Merhaba STEM Yenilikçi Bir Öğretim Yaklaşımı. Eğitim Yayınevi, İstanbul.
28. Özden, S. 2013. Modern Meyve (Bodur Kiraz) Yetiştiriciliğinde Güneş Enerjili Akıllı Damla Sulama Sistemi Tasarımı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), Ankara.
29. Robert, K. W., Parris, T. M., & Leiserowitz, A. A. (2005). What is sustainable development? Goals, indicators, values, and practice. Environment: science and policy for sustainable development, 47(3), 8-21.
30. Scientix (2018). STEM Education Policies in Europe. http://www.scientix.eu/documents/10137/782005/Scientix_Texas-Instruments_STEM-policies-October-2018.pdf/d56db8e4-cef1-4480-a420-1107bae513d5.
31. Sayın, Z., & Seferoğlu, S. S. (2016). Yeni bir 21. yüzyıl becerisi olarak kodlama eğitimi ve kodlamanın eğitim politikalarına etkisi. Akademik Bilişim Konferansı, 3(5), 1-13.
32. Seçer, İ. (2013). SPSS ve LISREL ile pratik veri analizi: Analiz ve raporlaştırma. Ankara: Anı Yayıncılık
33. Sönmez, V. & Alacapınar, F. G. (2016). Sosyal bilimlerde ölçme aracı hazırlama. Ankara: Anı Yayıncılık.
34. Taylor, K., & Baek, Y. (2018). Collaborative robotics, more than just working in groups. Journal of Educational Computing Research, 56(7), 979–1004. doi:10.1177/0735633117731382
35. Temel, B., & Mumcu, H. Y. (2024). Bilgi işlemsele düşünme etkinliklerinin problem çözmeye yönelik beceri ve tutumlara etkisi. Eğitim Teknolojisi Kuram ve Uygulama, 14(2), 310-345.
36. Yener, Ç. 2019. Tarım Sektörünün Geleceği: Teknolojik Bir Bakış. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), Adana.
37. Walter, A., Finger, R., Huber, R., & Buchmann, N. (2017). Opinion: Smart farming is key to developing sustainable agriculture. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(24), 6148-6150.