Sosyobilimsel stem etkinliklerinin öğrencilerin tutumlarına ve 21. yüzyıl becerilerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında, ortaokul öğrencilerinin sosyobilimsel konularda STEM etkinlikleri tasarlamaları sağlanmış ve bunun sonucunda onların STEM'e yönelik tutumları, 21. yüzyıl becerileri, STEM'e, STEM uygulama sürecine ve sosyobilimsel konulara yönelik görüş ve düşünceleri araştırılmıştır. Araştırmada, nicel ve nitel araştırma yöntemlerinin birlikte kullanıldığı `karma yöntem` desenlerden `iç içe karma desen` kullanılmıştır. Çalışmada, nicel bir yöntem olan `ön test son test tek gruplu yarı deneysel desen` yöntemine `durum çalışması` nitel yöntemi eklenmiştir. Çalışmanın nicel boyutunda, öğrencilerin geliştirdikleri sosyobilimsel STEM etkinliklerinin öğrencilerin STEM'e yönelik tutumlarına ve 21. yüzyıl becerilerine etkisi araştırılmış, nitel boyutunda ise öğrencilerin süreç boyunca STEM'e ve sosyobilimsel konulara yönelik düşüncelerinin nasıl değiştiği, STEM uygulama sürecine yönelik görüş ve düşüncelerinin neler olduğu ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu, 2017-2018 eğitim-öğretim yılı, Van ilinde bir devlet okulunda 7. sınıfta öğrenim görmekte olan 16 ortaokul öğrencisi oluşturmaktadır. Sosyobilimsel STEM uygulaması, çalışma grubuna I. ve II. yarıyılda 24 hafta boyunca uygulanmıştır. Çalışmada altı ayrı sosyobilimsel konuya yönelik `mühendislik tasarım aşamaları` takip edilerek uygulamalar yapılmıştır. `Geri Dönüşüm-Evsel Atıklar` konusunda; `pet şişeden bardak yapımı`, `teneke kutudan mumluk yapımı` ve `sürpriz yumurtadan gece lambası yapımı`, `Rüzgar Enerjisi-Hareket Enerjisi` konusunda; `rüzgardan ışığa` ve `hareketten ışığa`, `Güneş Enerjisi` konusunda; `güneş pervanesi` ve `meyve testeresi`, `Teknoloji` konusunda; `zilli kumanda`, `Küresel Isınma` konusunda; `dijital hikaye` ve `Uzay` konusunda; `uzay roketi` ve `uzay mekiği` tasarıları yapılmıştır. Araştırmada, nitel ve nicel veri toplama araçları birlikte kullanılmıştır. Nicel veriler; STEM Tutum Ölçeği ve 21. Yüzyıl Becerileri Ölçeği, nitel veriler ise; STEM Görüşme Formu, Sosyobilimsel Konular Görüşme Formu, Sosyobilimsel STEM Uygulaması Görüşme Formu, 21. Yüzyıl Becerileri Görüşme Formu, Sosyobilimsel STEM Etkinlikleri Anketi, Öğrenci Günlükleri, Gözlem ve İnformal Görüşmeler kullanılarak toplanmıştır. Veri toplama araçlarından STEM Tutum Ölçeği ve 21. Yüzyıl Becerileri Ölçeği uygulama öncesi ön test, uygulama sonrası son test ve uygulamadan dört (4) ay sonra kalıcılık testi olarak, STEM Görüşme Formu ve Sosyobilimsel Konular Görüşme Formu ise uygulama öncesi `ön görüşme` ve uygulama sonrası `son görüşme` olarak uygulanmıştır. Araştırmanın nicel verilerinin analizinde; parametrik testlerden ilişkili ve ilişkisiz t testi, non-parametrik testlerden ilişkili ölçümlerde Wilcoxon işaretli sıralar, ilişkisiz ölçümlerde Mann Whitney-U testi, nitel verilerin analizinde ise içerik ve betimsel analiz yöntemleri kullanılmıştır. Araştırmanın nicel verilerinin analizi sonucunda; sosyobilimsel STEM uygulamasının, öğrencilerin STEM'e yönelik tutumlarını ve 21. yüzyıl becerilerini olumlu yönde etkilediği, öğrencilerin STEM'e yönelik tutumlarını ve 21. yüzyıl becerilerini kalıcı bir şekilde geliştirdiği, öğrencilerin STEM'e yönelik tutumlarını ve 21. yüzyıl becerilerini cinsiyete göre etkilemediği sonucuna varılmıştır. Nitel verilerin analizi sonucunda ise; uygulamanın öğrencilerin STEM uygulama sürecine yönelik duyuşsal özelliklerini (keyif, zevk, sevme, hoşlanma vb.), onların meslek seçimi ve kariyerlerini, onların insan yaşamını kolaylaştıracak ve ihtiyaçlarını giderecek ürünler/tasarılar/icatlar yapma yeteneklerini ve isteklerini, sosyobilimsel konularla ilgili düşüncelerini, onların bu konulardaki bilgi düzeylerini, bu konulara yönelik duyarlılıklarını ve farkındalıklarını, bu konularda araştırma yapma, bu konulara yönelik çözüm bulma becerileri ve bu konularda proje hazırlama düşüncelerini, yaratıcı, yansıtıcı ve yenilikçi düşünme becerilerini, STEM eğitiminin önemi ve STEM alanlarının beraber kullanılması ile ilgili düşüncelerini, STEM'in kullanılmasının eğitimdeki kaliteyi arttıracağı konusundaki düşüncelerini, STEM konusundaki tutum, ilgi ve motivasyonlarını, iletişim, etkileşim, paylaşma gibi sosyalleşme özelliklerini olumlu yönde etkilediği sonucuna varılmıştır.

Within the scope of this study, secondary school students were ensured to design STEM activities on socioscientific issues and consequently their attitudes towards STEM, 21st century skills, opinions and thoughts regarding STEM, STEM implementation process and socioscientific issues were investigated. The `embedded mixed method design`, which is among the `mixed method` designs and where quantitative and qualitative research methods are used together, was used in the research. In the research, the `case study` qualitative method was added to the `pre-test post-test single group quasi-experimental design` which is a quantitative method. In the quantitative dimension of the study, the effect of socioscientific STEM activities developed by the students on their attitudes toward STEM and 21st century skills was investigated; and in its qualitative dimension, how the students' thoughts regarding STEM and socioscientific issues changed throughout the process and their opinions and thoughts regarding the STEM application process were tried to be revealed. The study group of the research consisted of 16 secondary school students attending 7th grade in a public school in Van province in the 2017-2018 academic year. Socioscientific STEM application was applied to the study group for 24 weeks in the 1st and 2nd terms. In the research, `engineering design stages` aimed at six different socio scientific subjects were followed and applications were made. Regarding the topic `Recycling- Domestic Wastes`, the designs made were `making cups from plastic bottles`, `making candle holders from tin cans` and `making night light from surprise eggs`; regarding the topic `Wind Energy- Motion Energy`, the designs made were `from the wind to the light` and `from the movement to the light`; regarding the topic `Solar Energy`, the designs made were `solar propeller and `fruit saw`; regarding the topic `Technology`, the design made was `remote control with a bell`; regarding the topic `Global Warming`, the design made was `digital story` and the topic `Space`, the designs made were `space rocket` and `space shuttle`. Qualitative and quantitative data collection tools were used together in the research. Quantitative data were collected using STEM Attitude Scale and 21. Century Skills Scale, and qualitative data were collected using STEM Interview Form, Socioscientific Topics Interview Form, Socioscientific STEM Application Interview Form, 21. Century Skills Interview Form, Socioscientific STEM Activities Questionnaire, Student Diaries, Observation and Informal Interviews. Among the data collection tools, STEM Attitude Scale and 21. Century Skills Scale were applied as pre-test before the application, post-test after the application and permanence test four (4) months after the application; as for STEM Interview Form and Socioscientific Topics Interview Form, they were applied as `pre-interview` before the application and `post-interview` after the application. In the analysis of the quantitative data in the research, the methods used were related and unrelated t test among parametric tests, Wilcoxon signed rankings in related measurements among non-parametric tests, Mann Whitney-U test in unrelated measurements and content and descriptive analysis methods in the analysis of qualitative data. As a result of the analysis of the quantitative data, it was concluded that socioscientific STEM application positively affected students' attitudes towards STEM and their 21st century skills, permanently developed students' attitudes toward STEM and their 21st century skills and did not affect students' attitudes toward STEM and their 21st century skills according to gender. As a result of the analysis of qualitative data, it was concluded that the application positively affected the students' affective characteristics (pleasure, liking, etc.) regarding STEM application process, their choice of profession and careers, their ability and wish to develop products/designs/inventions that will facilitate human life and meet people's needs, their thoughts about socioscientific issues, their level of knowledge, sensitivity and awareness on these issues, their ability to make researches and find solutions about these issues and their thoughts regarding project preparations on these issues, their creative, reflective and innovative thinking skills, their thoughts on the importance of STEM education and the usage of STEM areas collectively, on the positive effect of STEM usage in increasing the quality of education and their attitudes, interests and motivation about STEM and socializing characteristics such as communication, interaction and sharing.