Okul dışı öğrenme ortamlarında gerçekleştirilen STEM etkinliklerinin lise öğrencilerinin 21. yüzyıl becerilerine etkisi

Öz

Günümüzde eğitim alanında bireylerin 21. yüzyıl becerilerini geliştirmede birçok farklı yaklaşımlar kullanılmaktadır. Bu yaklaşımlardan yaygın olarak kullanılanlardan biri ise STEM eğitim yaklaşımıdır. Bu araştırmanın amacı, okul dışı öğrenme ortamlarında gerçekleştirilen STEM etkinliklerinin lise öğrencilerinin 21. yüzyıl becerilerine etkisini incelemektir. Araştırma nicel araştırma desenlerinden tek gruplu ön test-son test yarı deneysel desene uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Araştırma kapsamındaki eğitimler İstanbul STEM Eğitim Merkezinde gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın katılımcılarını Anadolu Lisesi ile Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesinde öğrenim gören 10. sınıf ve 11. sınıf düzeyinde toplam 67 öğrenci oluşturmaktadır. Katılımcıların seçimi basit tesadüfi örnekleme yöntemine göre yapılmıştır. Araştırmada Çevik ve Şentürk (2019) tarafından geliştirilen Girişimcilik ve İnovasyon, Bilgi ve Teknoloji Okuryazarlığı Becerileri, Eleştirel Düşünme ve Problem Çözme Becerileri, Sosyal Sorumluluk ve Liderlik Becerileri, Kariyer Bilinci olmak üzere 5 boyuttan oluşan Çok Boyutlu 21. Yüzyıl Beceri Ölçeği kullanılmıştır. Elde edilen veriler normallik testi yapıldıktan sonra Wilcoxon işaretli sıralar testi kullanılarak analiz edilmiştir. Etki büyüklüğü için r (etki değeri) hesaplaması yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda okul dışı ortamlarda gerçekleştirilen STEM etkinliklerinin öğrencilerin 21. yüzyıl becerilerini geliştirmede etkili olduğu, STEM etkinlikleri sonucunda öğrencilerin 21. yüzyıl becerilerinin anlamlı bir şekilde farklılaştığı tespit edilmiştir. Ayrıca okul dışı STEM etkinliklerinin öğrencilerin özellikle girişimcilik ve inovasyon becerileriyle bilgi ve teknoloji okuryazarlığı becerilerini geliştirmede etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Araştırmada cinsiyet değişkeni açısından kız ve erkek öğrencilerin, okul türü değişkeni açısından ise Anadolu Lisesi ile Meslek ve Teknik Lisesi öğrencilerinin 21. yüzyıl becerilerinde eğitimler öncesinde ve sonrasında anlamlı farklılığın olduğu tespit edilmiştir. Bulgular doğrultusunda, lise öğrencilerinin 21. yüzyıl becerilerini geliştirmek için okul dışı STEM etkinliklerinin yaygınlaştırılması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• 21. yüzyıl becerileri
• lise öğrencileri okul dışı öğrenme
• STEM etkinlikleri

The effect of STEM activities in out-of-school learning environments on high school students' 21st century skills

Öz

Today, many different approaches are used in the field of education to develop individuals' 21st century skills. One of the most widely used approaches is the STEM education approach. The aim of this research is to examine the effects of STEM activities carried out in out-of-school learning environments on the 21st century skills of high school students. The research was conducted in accordance with the single-group pre-test-post-test quasi-experimental design, which is a quantitative research design. The trainings within the scope of the research were carried out at the Istanbul STEM Education Center. The participants of the study consisted of a total of 67 10th and 11th grade students studying at Anatolian High School and Vocational and Technical Anatolian High School. The selection of participants was made according to the simple random sampling method. The Multidimensional 21st Century Skills Scale, which consists of 5 dimensions: Entrepreneurship and Innovation, Information and Technology Literacy Skills, Critical Thinking and Problem-Solving Skills, Social Responsibility and Leadership Skills, and Career Awareness, developed by Çevik and Şentürk (2019), was used in the research. The obtained data were analyzed using the Wilcoxon signed-rank test after performing a normality test. The effect size, r (effect value), was calculated. As a result of the analyses, it was determined that STEM activities conducted in out-of-school environments were effective in developing students' 21st-century skills, and that students' 21st-century skills differed significantly as a result of the STEM activities. It was also concluded that out-of-school STEM activities were particularly effective in developing students' entrepreneurship and innovation skills, as well as information and technology literacy skills. The study found that there were significant differences in the 21st-century skills of male and female students in terms of gender, and of Anatolian High School and Vocational and Technical High School students in terms of school type, before and after the training. Based on the findings, it is recommended that out-of-school STEM activities be expanded to develop high school students' 21st-century skills.

Anahtar Kelimeler

• 21st century skills
• high school student
• out-of-school learning
• STEM activities

Kaynakça

1. Ananiadou and Claro, (2009). 21st century skills and competences for new millennium learners in OECD countries. OECD Education Working Paper, 41, pp. 1-33, https://doi.org/10.1787/19939019
2. Asrizal, Usmeldi, & Azriyanti, R. (2023). Meta-Analysis of the ınfluence of the STEM-ıntegrated learning model on science learning on 21st century skills. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, 9(8), 339–347. https://doi.org/10.29303/jppipa.v9i8.3094
3. Avan, Ç., Gülgün, C., Yılmaz, A., Doğanay, K. (2019). STEM eğitiminde okul dışı öğrenme ortamları: Kastamonu bilim kampı. Journal of STEAM Education, 2(1), 39-51.
4. Balkan Kıyıcı, F., & Atabek Yiğit, E. (2010) Science education beyond the class-room:a field trip to wind power plant. International Online Journal of Educa-tional Sciences , 2 (1), 225-243.
5. Baran, E., Bilici, S., Mesutoglu, C., & Ocak, C. (2016). Moving STEM beyond schools: Students' perceptions about an out-of-school STEM education program. International Journal of Education in Mathematics Science and Technology, 4(1).
6. Baran, M., Baran, M., Karakoyun, F., & Maskan, A. (2021). The ınfluence of project-based STEM (PjbL-STEM) applications on the development of 21st century skills. Journal of Turkish Science Education, 18(4), 798-815. https://doi.org/10.36681/tused.2021.104
7. Benek, İ. (2019). Sosyobilimsel STEM etkinliklerinin öğrencilerin tutumlarına ve 21. yüzyıl becerilerine etkisinin incelenmesi. [Yayımlanmamış doktora tezi], İstanbul Üniversitesi.
8. Berg, T. B., Achiam, M., Poulsen, K. M., Sanderhoff, L. B., & Tøttrup, A. P. (2021, May). The role and value of out-of-school environments in science education for 21st century skills. In Frontiers in Education (Vol. 6, p. 674541). Frontiers Media SA.

9. Bircan, M. A., & Çalışıcı, H. (2022). The effects of STEM education activities on fourth grade students' attitudes to stem, 21st-century skills and mathematics success. Education & Science/Egitim ve Bilim, 47(211). https://doi.org/10.15390/EB.2022.10710
10. Boz, F, (2023). Okul dışı öğrenme ortamlarında verilen FETEMM eğitiminin öğrencilerin yirmi birinci yüzyıl becerilerine etkisi. [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Çankırı Karatekin Üniversitesi.
11. Bozkurt Altan, E., Üçüncüoğlu, İ., & Öztürk, N. (2019). Preparation of out-of-school learning environment based on science, technology, engineering, and mathematics education and investigating its effects. Science Education International, 30(2), 138-148. https://doi.org/10.33828/sei.v30.i2.7
12. Bybee, R. W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), 30.
13. Cevik, M. & Senturk C. (2019). Multidimensional 21th century skills scale: Validity and reliability study. Cypriot Journal of Educational Sciences. 14(1), 011–028. https://doi.org/10.18844/cjes.v14i1.3506
14. Cohen, J. (1988). Statistical power analysis fort he behavioral sciences (2nd ed.). Hillsdale, NJ: Erlbaum.
15. Çepni, S., & Ormancı, Ü. (2023). Geleceğin Dünyası. Salih Çepni (Ed.). Kuramdan uygulamaya STEM eğitimi (s.1-37), Pegem Akademi Yayıncılık.
16. Demir, E., & Çetin, F. (2022). Öğretmenlerin okul dışı öğrenme faaliyetlerine yönelik tutumları. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 42(2), 1443-1461.
17. Erten, Z., & Taşçi, G. (2016). Fen bilgisi dersine yönelik okul dışı öğrenme ortamları etkinliklerinin geliştirilmesi ve öğrencilerin bilimsel süreç becerilerine etkisinin değerlendirilmesi. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18(2), 638-657. https://doi.org/10.17556/jef.41328
18. Faizah, N., & Supriyanto, A. (2024). Systematıc lıterature revıew of the steam model learnıng for developıng students’21st century characters and skılls. Journal of Integrated Sciences, 4(2).
19. Fajrina, S., Lufri, L., & Ahda, Y. (2020). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) as a learning approach to improve 21st century skills: a review. International Journal of Online & Biomedical, 16(7), 95-104. https://doi.org/10.3991/ijoe.v16i07.14101
20. Fraenkel, J. R., Wallen, N. E., & Hyun, H. H. (2012). How to desIgn and evaluate research In educatIon (8th ed.). New York: Mc Graw HIll.
21. Gülnar, M. (2024). Herkes için yapay zeka, dijital dönüşüm ve bölünme. Şahin Gökçearslan ve Hatice Yıldız Durak (Ed.), Yapay zeka okuryazarlığı (s. 67-85), Nobel Akademik Yayıncılık.
22. Hacıoğlu, Y. (2021). The effect of STEM education on 21th century skills: Preservice science teachers’ evaluations. Journal of STEAM Education, 4(2), 140-167.
23. Halawa, S., Lin, TC. & Hsu, YS. (2024). Exploring instructional design in K-12 STEM education: a systematic literature review. International Journal of STEM Education 11, 43. https://doi.org/10.1186/s40594-024-00503-5
24. Hiğde, E., & Aktamış, H. (2022). The effects of STEM activities on students’ STEM career interests, motivation, science process skills, science achievement and views. Thinking Skills and Creativity, 43, 101000. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2022.101000
25. Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., Hammer, D., & Carberry, A. (2011). Infusing engineering design into high school STEM courses. https://digitalcommons.usu.edu/ncete_publications/165/ 20.05. 2025 tarihinde erişilmiştir.
26. Ilma, A. Z., Wilujeng, I., Nurtanto, M., & Kholifah, N. (2023). A systematic literature review of STEM education in Indonesia (2016-2021): Contribution to improving skills in 21st century learning. Pegem Journal of Education and Instruction, 13(2), 134-146.
27. Jiang, H., Zhang, L. & Zhang, W. (2024). Influence of career awareness on STEM career interests: examining the roles of self-efficacy, outcome expectations, and gender. International Journal of STEM Education, 11, 22 https://doi.org/10.1186/s40594-024-00482-7.
28. Karasar, N. (2017). Bilimsel araştırma yöntemi-kavramlar, ilkeler, teknikler. 32. Basım, Nobel Yayın Dağıtım.
29. Kaya-Capocci, S., Pabuccu-Akis, A. & Orhan-Ozteber, N. (2025). Entrepreneurial stem education: enhancing students’ resourcefulness and problem-solving skills. Research in Science Education, 55, 103–134. https://doi.org/10.1007/s11165-024-10189-y.
30. Kurudayıoğlu, M., & Gociaoğlu, B. (2021). 21. Yüzyıl becerilerinin tanımlanması. Halil Erdem Çocuk ve Taşkın Soysal (Ed), 21. Yüzyıl Becerileri ve Türkçe Eğitimi (s.1-16), Ankara: Nobel Akademik Yayıncılık.
31. Latta, L. (2019). Evaluating the effects of stem out-of-school time programming on the development of stem attitudes, and 21st century skills of community school students. Oklahoma, USA: University of Oklahoma; 2019. [ PhD thesis]
32. Mann, J. (2018). Is school working for teenage boys? Outdoor learning and real-life skills could be the keys to re-engagement. Curriculum Perspectives, 38, 169-174. https://doi.org/10.1007/s41297-018-0051-0
33. Mann, J., Gray, T., & Truong, S. (2022). Rediscovering the potential of outdoor learning for developing 21st century competencies. R. Jucker & J. von Au (Ed.) In High-quality outdoor learning: Evidence-based education outside the classroom for children, teachers and society (pp. 211-229). Cham: Springer International Publishing.
34. Mariano, W. K., & Chiappe, A. (2021). 21st-century skills and their relationship to STEAM learning environments: A review. Revista de Educación a Distancia, 21(68).
35. Mayers, A. (2013). Introduction to Statistics and SPSS in Psychology. Pearson Education Limited.
36. McLeod, B., & Allen-Craig, S. (2007). What outcomes are we trying to achieve in our outdoor education programs?. Journal of Outdoor and Environmental Education, 11, 41-49. https://doi.org/10.1007/BF03400856
37. Moore, B. (2009). Emotional intelligence for school administrators: A priority for school reform? American Secondary Education, 37(3), 20-28.
38. Ridwan, A., Rahmawati, Y., & Hadinugrahaningsih, T. (2017). STEAM integration in chemistry learning for developing 21st century skills. MIER Journal of Educational Studies Trends & Practices, 184-194.
39. Sahin, A., Ayar, M. C., & Adiguzel, T. (2014). STEM Related After-School Program Activities and Associated Outcomes on Student Learning. Educational Sciences: Theory and Practice, 14(1), 309-322.
40. Sarıbaş, M. (2023). STEM yaklaşımı ile planlanan coğrafya derslerinin öğrencilerin tutum ve 21. yüzyıl becerilerine etkisi. [Yayımlanmamış Doktora tezi]. Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi.
41. Stehle, S. M., & Peters-Burton, E. E. (2019). Developing student 21st Century skills in selected exemplary inclusive STEM high schools. International Journal of STEM Education, 6:39, 1-15.
42. Sullivan, K., Bray, A., & Tangney, B. (2021). Developing twenty-first-century skills in out-of-school education: the Bridge21 Transition Year programme. Technology, Pedagogy and Education, 30(4), 525-541.
43. Trilling, B., & Fadel, C. (2009). 21st century skills: Learning for life in our times. John Wiley & Sons.
44. Tunkham, P., Donpudsa, S., & Dornbundit, P. (2016). Development of STEM activities in chemistry on “protein” to enhance 21 st century learning skills for senior high school students. Humanities, Arts and Social Sciences Studies, 16(3), 217–234.
45. Turner, S. L., Joeng, J. R., Sims, M. D., Dade, S. N., & Reid, M. F. (2019). SES, gender, and STEM career interests, goals, and actions: A test of SCCT. Journal of Career Assessment, 27(1), 134–150. https://doi.org/10.1177/1069072717748665
46. World Economic Forum. (2015). New vision for education: Unlocking the potential of technology. British Columbia Teachers' Federation.