The Effect Of Stem Education Practices On Fifth Grade Students’ Academic Achievement: The Case Of Natural Disasters

Öz

Today, people around the world are affected by natural disasters. Türkiye, due to its geographical location and characteristics, is particularly prone to various types of disasters. Considering that disasters can impact the entire society or a part of it, it is crucial for individuals to have sufficient knowledge to protect themselves and reduce possible damages. Therefore, people must be informed, equipped, and educated. Based on this, the current study aimed to examine the effect of STEM-based practices on student achievement in the “Natural Disasters/Destructive Natural Events” unit of the 5th-grade Science course during the 2023–2024 academic year. The study involved 46 students, with 23 in the control group and 23 in the experimental group. A quasi-experimental design, which is a type of quantitative method, was used. An academic achievement test was administered before and after the instruction. The control group was taught based on the national curriculum, while the experimental group received STEM-supported instruction. The quantitative data were analyzed using descriptive and inferential statistics, specifically the independent samples t-test. No significant difference was found between the post-test scores of the two groups. This outcome may be due to the high public awareness of natural disasters in Türkiye.

Anahtar Kelimeler

• natural disasters
• STEM
• achievement test

Destekleyen Kurum

This research was supported by the Erciyes University Scientific Research Projects Coordination Unit with project code SYL-2024-13673

Proje Numarası

SYL-2024-13673

Etik Beyan

The study titled “The Impact of STEM Education Practices on the Academic Success of 5th Grade Students: The Case of Natural Disasters” adhered to scientific, ethical, and citation rules throughout its writing process. No alterations were made to the collected data, and this study has not been submitted to any other academic publication for review. An ethics committee report confirming the study's ethical compliance was received from the Erciyes University Faculty of Social and Human Sciences Ethics Committee (Application No: 336/Date: 29.08.2023).

Stem Eğitimi Uygulamalarının 5. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarılarına Etkisi: Doğal Afetler Örneği

Öz

Günümüzde dünyanın dört bir yanında insanlar doğa temelli afetlerin etkisi altındadır. Türkiye bulunduğu coğrafi konum ve özellikleri sebebiyle doğa temelli afetlerin çeşitlilik gösterdiği bir ülkedir. Afetlerin toplumun bütününü veya bir kısmını etkilediği gerçeği göz önünde bulundurulduğunda insanların doğa temelli afetler hakkında bilgi sahibi olmaları afetlerin zararlarından korunmak bakımından oldukça önemlidir. Bu sebeple insanların gerekli bilgi ve donanıma sahip olması, eğitilmesi ve bilinç kazanması gerekmektedir. Bu bağlamda ülkemizde birçok doğa temelli kaynaklı afet yaşanması sebebiyle bu çalışmada 2023-2024 Eğitim-Öğretim yılında 5. sınıf Fen Bilimleri dersi Doğa temelli afetler/Yıkıcı doğa olayları konusu STEM etkinlikleri ile desteklenerek STEM eğitimi uygulamalarının doğa temelli afetler konusunda öğrenci başarılarına etkisini incelemek amaçlanmaktadır. Araştırmaya kontrol grubu 23, deney grubu 23 olmak üzere toplam 46 öğrenci katılmıştır. Çalışmada nicel araştırma desenlerinden yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmada iki gruba çalışma öncesi ve sonrası akademik başarı testi uygulanmış ve elde edilen nicel veriler betimsel ve çıkarımsal analizler sonucunda parametrik bir test olan bağımsız örneklem t testi yapılmıştır. Kontrol ve deney grubunun son test sonucunda anlamlı bir fark ortaya çıkmadığı görülmüştür. Bu durumun ülkemizde doğa temelli afetlerin sıklıkla yaşanması sebebiyle öğrencilerin farkındalığının yüksek olmasından kaynaklanabileceği düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• doğal afet
• STEM
• başarı testi

Destekleyen Kurum

Bu çalışma, Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından SYL-2024-13673 kodlu proje ile desteklenmiştir.

Proje Numarası

SYL-2024-13673

Etik Beyan

“Stem Eğitimi Uygulamalarının 5. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarılarına Etkisi: Doğa Temelli Afetler Örneği” başlıklı çalışmanın yazım sürecinde bilimsel, etik ve alıntı kurallarına uyulmuş olup, toplanan veriler üzerinde herhangi bir tahrifat yapılmamış ve bu çalışma herhangi başka bir akademik yayın ortamına değerlendirme için gönderilmemiştir. Çalışmanın etiğe uygun olduğuna dair Erciyes Üniversitesi Sosyal ve Beşerî Bilimler Etik Kurulundan etik kurul raporu (Başvuru No: 336/Tarih: 29.08.2023) alınmıştır.

Kaynakça

1. Abdalla, R., & Esmail, M. (2019). Basic concept of disaster management and emergency response. WebGIS for disaster management and emergency response içinde (s. 11–22). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-03828-1_2
2. Acar, D., Tertemiz, N., & Taşdemir, A. (2019). STEM eğitimi ile öğrenim gören öğrencilerin matematik ve fen bilimleri problem çözme becerileri ve başarıları arasındaki ilişkinin incelenmesi. Bartın University Journal of Educational Research, 3(2), 12–23.
3. Akut Arama Kurtarma Derneği. (2014, 29 Mayıs). AKUT var hayat var. Heyelan önlemleri nelerdir? [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=OmCqC1a7ov4
4. Akut Arama Kurtarma Derneği. (2022, 11 Şubat). Güven ailesi ile görevimiz deprem [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=G1sHBXX88GI
5. Appleby-Arnold, S., Brockdorff, N., & Callus, C. (2021). Developing a “culture of disaster preparedness”: The citizens’ view. International Journal of Disaster Risk Reduction, 56, 1–9.
6. Apriyani, R., Ramalis, T. R., & Suwarma, I. R. (2019). Analyzing students' problem solving abilities of direct current electricity in STEM-based learning. Journal of Science Learning, 2(3), 85–91.
7. Arwin, A., Kiswanto Kenedi, A., Anita, Y., vd. (2024). STEM-based digital disaster learning model for disaster adaptation ability of elementary school students. International Journal of Evaluation and Research in Education (IJERE), 13(5), 32–48. https://doi.org/10.11591/ijere.v13i5.29616
8. Avcu, R. (2020). STEM eğitimi uygulamalarının bilişsel değişkenlere etkisi: Öyküleyici alanyazın incelemesi. STEM Eğitimi Dergisi, 1(1), 70–110.

9. Bulut, A. (2023). Bireylerin afet okuryazarlığı düzeylerini etkileyen faktörlerin sıralı lojistik regresyon analizi ile incelenmesi. Afet ve Risk Dergisi, 6(3), 691–709. https://doi.org/10.35341/afet.1297045
10. Büyüköztürk, Ş. (2011). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı (17. baskı). Pegem Akademi.
11. Büyüköztürk, Ş. (2021). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı: İstatistik, araştırma deseni, SPSS uygulamaları ve yorum (29. baskı). Pegem Akademi.
12. Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E., Akgün, Ö., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2018). Eğitimde bilimsel araştırma yöntemleri (25. baskı). Pegem Akademi.
13. Bybee, R. W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. National Science Teachers Association.
14. Ceylan, S., & Özdilek, Z. (2015). Improving a sample lesson plan for secondary science courses within the STEM education. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 177, 223–228. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.02.395
15. Chellammal, M. (2016). Innovative constructivistic approach of teaching and learning. International Journal of Research, 4, 53–56. https://doi.org/10.29121/granthaalayah.v4.i6(SE).2016.2662
16. Dedetürk, A., Saylan Kırmızıgül, A., & Kaya, H. (2020). “Ses” konusunun STEM etkinlikleri ile öğretiminin başarıya etkisi. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 49, 134–161. https://doi.org/10.9779/pauefd.532331
17. Demircioğlu, G. (2007). Geçerlilik ve güvenirlik. E. Karip (Ed.), Ölçme ve değerlendirme içinde. Pegem Akademi.
18. Dewey, J. (1996). Demokrasi ve eğitim (M. S. Otaran, Çev.). Başarı Yayınları.
19. Dobrucali, E., & Demir, I. H. (2016). Earthquake and flood disaster management regulations in Turkey. Disaster Science and Engineering, 2(1), 1–6.
20. Fraenkel, J. R., & Wallen, N. E. (2006). How to design and evaluate research in education (6th ed.). McGraw-Hill.
21. Günşen, G., & Çolak, F. G. (2024). Afet bilincine yönelik hazırlanan STEM projelerinin okul öncesi öğretmen adaylarının afet bilinci algı düzeylerine ve STEM öz-yeterlikleri üzerine olan etkisinin incelenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, (59), 276–300.
22. Gürbüz, F., Gökçe, Y., Töman, U., Gürbüz, S., vd. (2019). Fen bilimleri dersi güneş sistemi ve ötesi ünitesinde STEM uygulamalarının akademik başarıya ve kalıcılığa etkisi. Öğretim Teknolojileri ve Öğretmen Eğitimi Dergisi, 8(2), 30–39.
23. 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.
24. Hussain, R. F., Biswas, S. N., Happy, T. A., Hasan, M. R., Hassan, M. J., Hassan, M., & Haque, M. (2021). Experience and suggestions regarding disaster preparedness among the older people in a rural community of Bangladesh. KYAMC Journal, 11(4), 176–180. https://doi.org/10.3329/KYAMCJ.V11I4.51992
25. İnce, K., Mısır, M. E., Küpeli, M. A., & Fırat, A. (2018). 5. sınıf fen bilimleri dersi yer kabuğunun gizemi ünitesinin öğretiminde STEM temel yaklaşımın öğrencilerin problem çözme becerisi ve akademik başarısına etkisinin incelenmesi. STEAM Eğitim Dergisi, 1(1), 64–78.
26. Jurdak, M. (2016). STEM education as a context for real-world problem solving. M. Jurdak (Ed.), Learning and teaching real world problem solving in school mathematics: A multiple-perspective framework for crossing the boundary içinde (s. 151–163). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-08204-2_10
27. Kahraman, M. E., & Öner Armağan, F. (2025). Opinions of science teacher candidates on their competence in designing STEM activities. International Journal of Technology in Education and Science, 9(4), 492–511.
28. Karasar, N. (2006). Bilimsel araştırma yöntemi: Kavramlar, ilkeler, teknikler. Nobel Yayın Dağıtım.
29. Kelley, T. R., & Knowles, J. G. (2016). A conceptual framework for integrated STEM education. International Journal of STEM Education, 3, 11. https://doi.org/10.1186/s40594-016-0046-z
30. Keşfet ve Öğren. (2024, 24 Aralık). Volkanik patlamalar: Nasıl oluşur, etkileri nelerdir ve korunma yolları [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=R_oYWRPwOuk
31. Kim, S. (2015). Disaster basic physics and disaster paradigm. Hanyang Medical Reviews, 35(3), 131–135. https://doi.org/10.7599/HMR.2015.35.3.131
32. Koç Akran, S., & Aşiroğlu, S. (2018). Perceptions of teachers towards the STEM education and the constructivist education approach: Is the constructivist education approach preparatory to the STEM education? Universal Journal of Educational Research, 6(10), 2175–2186.
33. Koç Üniversitesi. (2015, 7 Temmuz). En yıkıcı ve en çok merak uyandıran doğa olayı: Kasırga [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=2e2F86TBb_0
34. Kopak, A. M. (2015). Quasi-experimental research methods. W. G. Jennings (Ed.), The encyclopedia of crime and punishment içinde (s. 1–5). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781118519639.wbecpx050
35. Mailizar, M., Johar, R., Safitri, Y., Sulastri, S., Fatimah, S., & Rohaizati, U. (2023). Using comics in teaching mathematics to improve junior high school students’ disaster awareness. Jàmbá: Journal of Disaster Risk Studies, 15(1), 13–45.
36. Marzuki, O. F., Lih, E. T. Y., Abdullah, W. N. Z. Z., Khairuddin, N., Inai, N. H., Saad, J. B. M., & Aziz, M. H. A. (2024). Innovating education: A comprehensive review of STEM education approaches. International Journal of Academic Research in Progressive Education and Development, 13(1), 614–631. https://doi.org/10.6007/ijarped/v13-i1/20490
37. MEB. (2018). Millî Eğitim Bakanlığı fen bilimleri dersi öğretim programı. http://mufredat.meb.gov.tr/ProgramDetay.aspx?PID=325
38. Microzort Paylaşımlar. (2015, 16 Ocak). Akut-Sel öncesi ve sel sonrası yapılması gerekenler [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=rR0eakCMU8c&t=25s
39. Moniruzzaman Sarker, M., & AL-Muaalemi, M. A. (2022). Sampling techniques for quantitative research. M. R. Islam, N. A. Khan, & R. Baikady (Ed.), Principles of social research methodology içinde. Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-19-5441-2_15
40. National Research Council. (2011). Successful K-12 STEM education: Identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics. The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13158
41. Olumlu Bak. (2020, 16 Ocak). Bir hortum sırasında güvende kalmak için yapmanız gerekenler [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=cWy4CwFywLg&t=207s
42. Ozan, F., & Uluçınar Sağır, Ş. (2020). FETEMM uygulamalarının kuvvetin ölçülmesi ünitesinde başarı ve FETEMM’e yönelik tutuma etkisi. Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi Dergisi, (41), 260–275.
43. Öner, A., & Capraro, R. (2016). Is STEM academy designation synonymous with higher student achievement? Education and Science, 41(185). https://doi.org/10.15390/EB.2016.3397
44. Öner Armağan, F., Metin, M., & Atalay, R. (2023). Comparison of science teachers' thoughts on face-to-face and online STEM-based activities. Journal of Educational Technology and Online Learning, 6(3), 514–535.
45. Özcan, F., & Orhan, A. T. (2024). STEM temelli fen bilimleri öğretiminin ilkokul 3. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına, girişimciliklerine ve motivasyonlarına etkisi. Eğitim ve İnsani Bilimler Dergisi: Teori ve Uygulama, 15(30), 251–278. https://doi.org/10.58689/eibd.1492745
46. Sarıca, E., & Bostan Sarıoğlan, A. (2024). STEM temelli öğretimin ortaokul öğrencilerinin akademik başarılarına ve yaratıcılıklarına etkisi: Kuvvet ve hareket ünitesi örneği. Trakya Eğitim Dergisi, 14(3), 1700–1718. https://doi.org/10.24315/tred.1442995
47. Shaw, R., Mallick, F., & Takeuchi, Y. (2011). Essentials of higher education in disaster risk reduction: Prospects and challenges. Disaster education içinde (s. 95–113). Emerald Group Publishing Limited. https://doi.org/10.1108/S2040-7262(2011)0000007011
48. Singh, K. (2024). Making sense of STEM education: An integration into higher education. Current Social Sciences, 2. https://doi.org/10.2174/012772316x334286241104051444
49. Soysal, M. T. (2019). 8. sınıf fen bilimleri dersinde tematik STEM eğitimi: Deprem örneği (Tez No. 584626) [Yüksek lisans tezi, Sakarya Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
50. Tabachnick, B. G., & Fidell, L. S. (2015). Çok değişkenli istatistiklerin kullanımı (M. Baloğlu, Çev.). Nobel Akademik Yayıncılık.
51. Taştan Akdağ, F., & Güneş, T. (2021). 7. sınıflarda STEM uygulamaların akademik başarı ve bilimsel süreç becerileri üzerine etkisi. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 10(2).
52. Turan Bayraktar, D., Kefeli Çol, B., Gümüşler Başaran, A., & Genç Köse, B. (2024). Earthquake knowledge level and sustainable earthquake awareness of university students. Natural Hazards, 120(11), 10001–10011.
53. Turgut, M. F., & Baykul, Y. (2010). Eğitimde ölçme ve değerlendirme (1. baskı). Pegem Akademi.
54. Wei, B., Su, G., & Li, Y. (2020). Evaluating the cognition and response of middle/high school students to earthquake: A case study from the 2013 Mw6.6 Lushan earthquake-hit area, China. International Journal of Disaster Risk Reduction, 51, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2020.101825