Fen bilimleri öğretmen adaylarının mühendislik tasarım süreci uygulamalarına yönelik görüşleri, mühendislik becerileri ve bilimsel yaratıcılıklarının değerlendirilmesi

Abstract

21. yüzyıl eğitim ve öğretiminin yaşama bağlı deneyimlerle ve günlük hayatla ilişkilendirilmesiyle birlikte ortaya çıkan birbirinden farklı problemler ve sorgulamalar, yeni öğretim modellerine ihtiyaç duyulmasını sağlamıştır. Problemleri anlama ve çözümlerine kolayca ulaşmada, gerçek dünyayı anlamada Fen Bilimleri eğitiminin önemi büyüktür. Bu açıdan Mühendislik Tasarım Temelli Fen Öğretimi öğrencilerin günlük hayat problemlerine odaklanmalarını, var olan problemlere birden fazla çözüm üretebilmelerini ve yaratıcılıklarını gösterebilecekleri uygulamaları içermektedir. Bu araştırmada, `Fen Bilimleri öğretmen adaylarının mühendislik tasarım süreci uygulamalarına yönelik görüşleri, mühendislik becerileri ve bilimsel yaratıcılıklarının değerlendirilmesi` amaçlanmıştır. Bu amaçla araştırma, bir üniversitenin Fen Bilimleri Öğretmenliği Ana Bilim Dalı'nda öğrenim görmekte olan öğretmen adaylarından seçilen 26 öğretmen adayı ile 9 hafta boyunca yürütülmüştür. Araştırmada, mühendislik tasarım uygulamalarının, fen bilimleri öğretmen adaylarının; mühendislik becerilerine, bilimsel yaratıcılıklarına ve tasarım süreci uygulamalarına yönelik görüşlerine olan etkisini belirlemek için hem nicel hem de nitel desenlerin bir arada kullanıldığı karma yöntem durum çalışması uygulanmıştır. Araştırma verileri; Hu ve Adey (2002) tarafından geliştirilen ve Deniş ve Balım (2012) tarafından uyarlanan `Bilimsel Yaratıcılık Ölçeği`; Engineering is Elementary (2017) tarafından geliştirilen `Mühendislik Becerileri Anketi`; Araştırmacı tarafından oluşturularak geçerlik ve güvenirlik çalışmaları yapılan yarı yapılandırılmış `Mühendislik Tasarım Uygulamaları Grup Görüşme Soruları` ve `Mühendislik Tasarım Uygulamaları Sonrası Görüşme Sorularından` elde edilmiştir. Araştırma nitel verilerin analizinde; içerik analizi, betimsel analiz ve `sayısallaştırılmış nitel verilerin` ve nicel verilerin analizinde frekans hesaplamaları, SPSS 20 istatistik programında betimsel istatistikler ve bağımlı gruplar t testi yapılmıştır.Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre; öğretmen adaylarının Mühendislik Anketi sonucunda `İnşa etme, Hayal etme, Yaratıcı olma, Çizim, Takım çalışması, Veri analizi, Eleştirel dönüt, Geri bildirim, Bırakmama, Problem çözme, ve Diğer` becerilerine ait yanıtların son test lehine artış gösterdiği görülmektedir. Ayrıca `İletişim, Plan yapma, Problem çözme` ön test ve son test yanıtlarının birbirine eşit olduğu ve bu beceri kategorilerinin herhangi bir değişime uğramadığı sonucu ortaya çıkmıştır. Bilimsel Yaratıcılık Ölçeği ön test son test uygulaması sonucunda öğretmen adaylarının Bilimsel Yaratıcılık Ölçeği son test akıcılık orijinallik ve esneklik boyutları uygulama sonuçları lehine istatiksel olarak anlamlı bir farkın (p<0.05) ortaya çıktığı görülmektedir. Yarı yapılandırılmış grupların görüşme soruları ve uygulamalar sonrası öğretmen adaylarıyla yapılan görüşmeler sonucunda öğretmen adaylarının Mühendislik Tasarım Uygulamaları sonucunda gerçek hayat problemlerine olan ilgilerinin arttığını, yaratıcı düşünme becerilerinin geliştiğini, eğlenceli bir çalışma ortamının ortaya çıktığını, kazanımların tasarım problemleri ile uygun olduğunu ve Mühendislik Tasarım Uygulamalarının gerçek sınıf ortamında uygulanabileceğini ifade etmişlerdir.

Different problems and inquiries that arise with the connection of 21st century education and training with life-related experiences and daily life have led to the need for new teaching models. Science education is of great importance in understanding the problems and finding solutions easily and understanding the real world. In this respect, Engineering Design-Based Science Teaching includes applications where students focus on daily life problems, produce multiple solutions to existing problems and demonstrate their creativity. The aim of the study was to evaluate the pre-service science teachers' views on engineering design process applications, engineering skills and scientific creativity. For this purpose, the research was conducted for 9 weeks with 26 preservice teachers who were selected from the preservice teachers studying in the Science Teaching Department of a university. In the study, a mixed model case study, in which both quantitative and qualitative designs were used, was applied in order to determine the effect of the engineering design applications on engineering skills, scientific creativity and views on design process applications of preservice science teachers. Research data was obtained from `Scientific Creativity Scale` which was developed by Hu and Adey (2002) and adapted by Deniş and Balım (2012); `Engineering Skills Questionnaire` which was developed by Engineering is Elementary (2017); semi-structured `Engineering Design Applications Group Interview Questions` and `Post-Engineering Design Interview Questions` which were created by the researcher and of which the validity and reliability studies were conducted. In the analysis of qualitative data; content analysis, descriptive analysis and frequency computation, descriptive statistics and dependent groups t test of qualitative data and quantitative data, descriptive statistics and dependent groups t-test in SPSS 20 statistical program were used.According to the results obtained from the research; in the results of the Engineering Questionnaire the responses of the preservice teachers for `Building, Imaginining, Being Creative, Drawing, Teamwork, Data Analysis, Critical Feedback, Feedback, Not quitting, Problem Solving, and Other `skills of the preservice teachers increased in favor of the post-test. In addition, it was found that the pre-test and post-test responses for `Communication, Planning, Problem Solving` were equal and these skill categories did not change. As a result of the pre-test post-test application of the Scientific Creativity Scale, it is seen that there is a statistically significant difference (p< 0.05) in favor of the results of pre-service teachers' Scientific Creativity Scale post-test fluency, originality and flexibility dimensions. At the end of the interview questions of the semi-structured groups and interviews with the preservice teachers after the applications, it was observed that the pre-service teachers. At the end of the interview questions of the semi-structured groups and interviews with the pre-service teachers after the applications, it was observed that the pre-service teachers' interest in real life problems increased as a result of Engineering Design Applications, their creative thinking skills developed, and entertaining working environment emerged, and the learning outcomes were in accordance with the design problems and Engineering Design Practices can be used in real classroom environments.