Fen bilgisi öğretmen adaylarına yönelik bir STEM eğitimi dersinin tasarlanması, uygulanması ve değerlendirilmesi

Abstract

Bu araştırmanın amacı fen bilgisi öğretmen adayları için STEM eğitim yaklaşımına göre bir dersi tasarlamak, uygulamak ve değerlendirmektir. Çalışma, eğitimsel tasarım araştırması yöntemine göre ön araştırma evresi, geliştirme veya prototip evresi ve değerlendirme olmak üzere üç aşamada yürütülmüştür. Ön araştırma evresinde öğretmen adayı eğitimindeki STEM odaklı araştırmalar incelenmiş ve bir STEM eğitimi ihtiyaç analizi formu geliştirilerek beş STEM eğitimi uzmanına gönderilmiştir. Böylece, öğretmen adaylarının STEM öğretimine yönelik ne tür bilgi ve becerilere ihtiyaçlarının olduğu analiz edilmiştir. İlgili literatür ve eğitim ihtiyaçlarına göre fen bilgisi öğretmen adaylarına STEM öğretimi bilgi ve becerilerini kazandırmaya dönük STEM ders tasarımı hazırlanmıştır. Prototipleme aşamasında, ilk döngüde 3. sınıf fen bilgisi öğretmen adaylarına `Özel Öğretim Yöntemleri – I` dersinde 2018 bahar döneminde tasarım uygulanmış ve akabinde gerekli görülen düzeltmeler yapılmıştır. İkinci döngüde ise uzman görüşleri alınarak STEM ders tasarımında düzeltmeler yapılmıştır. Değerlendirme aşamasında, `Öğretim Teknolojileri ve Materyal Tasarımı` dersinde, 3. sınıfta okuyan 21 fen bilgisi öğretmen adayına STEM ders tasarımı uygulanmış ve etkililiği araştırılmıştır. Araştırmada nitel veri toplama aracı olarak, STEM eğitimi ön bilgi formu, Derin düşünme formu, STEM ders planları, STEM ders planı değerlendirme formu, STEM eğitimi öz değerlendirme ve akran değerlendirme formları ve bir yarı yapılandırılmış yüz yüze görüşme formu kullanılmıştır. Nitel veriler betimsel analiz, içerik analizi ve sürekli karşılaştırmalı veri analizi yöntemleri birlikte kullanılarak analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, fen bilgisi öğretmen adaylarının STEM eğitiminin kuramsal yapısı, STEM disiplinleri ve entegrasyonu, 21. yy becerileri, örnek STEM etkinlikleri, güncel fen bilimleri dersi öğretim programı, STEM'de öğrenme-öğretme yöntem ve teknikleri, STEM eğitiminde ölçme ve değerlendirme, akranlarıyla işbirliği yapma ve STEM eğitimine göre bir dersi planlama boyutlarında eğitime ihtiyaçları olduğu görülmüştür. Araştırma kapsamında hazırlanan STEM ders tasarımının fen bilgisi öğretmen adaylarının belirtilen ihtiyaçlarını karşılayarak etkili olduğu saptanmıştır. STEM ders tasarımında, transdisipliner modele göre 21. yy evi tasarlama ve bir araç tasarlama bağlamında altı etkinlik hazırlanmıştır. Etkinlikler, hands on-minds on (bedenen ve zihnen aktif öğrenmeyi öne çıkaran) yöntemine göre hazırlanmıştır. Eğitimsel tasarım araştırmasının bir doğurgusu `Ön hazırlık` aşamasında daha kapsamlı ihtiyaç analizi yapılması gerektiğidir. Bir diğer doğurgusu ise, `Geliştirme veya prototipleme` ve `değerlendirme` aşamalarında uygulanan adımların yeterli olduğu yönündedir.

The purpose of this study was to design, implement, and evaluate a course according to STEM education approach for pre-service science teachers. The study was conducted is three stages according to the educational design research method: preliminary research phase, development or prototyping phase, and evaluation. The STEM-oriented research studies in pre-service teacher education were examined and a STEM education need analysis form was developed and sent to five STEM educational experts in the preliminary research phase. The kinds of knowledge and skills needed by pre-service teachers for teaching STEM were analyzed. In accordance with the related literature and educational needs the STEM course design was prepared to provide STEM teaching knowledge and skills pre-service science teachers. In the first cycle of prototyping phase, the design was implemented to pre-service science teachers during 2018 Spring semester in the 'Special Teaching Methods-I' course and subsequently the necessary refinements were made. In the second cycle, STEM course design was revised by taking expert opinions. In the evaluation phase, STEM course design was implemented to 21 pre-service science teachers and the effectiveness was investigated by using data collection tools in 'Instructional Technologies and Material Design' course. The STEM education prior knowledge form, reflection form, STEM lesson plans, the STEM lesson plan Evaluation form, STEM self-evaluation and peer evaluation forms, and a semi-structured face to face interview form were used as qualitative data collection tools. These qualitative data were analyzed by methods of descriptive analysis, content analysis, and constant comparison data analysis. The results suggest that pre-service science teachers need education in the dimensions of the theoretical structure of STEM education, STEM disciplines and integration, 21st century skills, sample STEM activities, current science curriculum, STEM learning - teaching methods and techniques, measurement and assessment for STEM education, collaboration with peers, and planning a course according to STEM education. Furthermore, the STEM course design developed through this study was seen to be effective in matching pre-service teachers needs. In STEM course design, six activities were prepared in the context of designing a 21st century house and designing a vehicle according to the trans-disciplinary model. The activities were prepared according to the hands on-minds on method. An implication of this educational design research is that the preliminary research phase requires a more comprehensive needs analysis. Another implication is that the steps taken during the `development or prototyping` and `evaluation` phases are sufficient.