Fen bilgisi öğretmen adaylarının bütünleşik öğretmenlik bilgilerinin desteklenmesi: STEM uygulamalarına hazırlama eğitimi

Abstract

Bu çalışmada, fen bilgisi öğretmen adaylarının bütünleşik öğretmenlik bilgilerini desteklemek amacıyla gerçekleştirilen STEM uygulamalarının, öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerilerine, problem çözme becerilerine ve STEM öğretimi yönelim düzeylerine etkisi incelenmiştir. Çalışma karma yöntem desenlerinden yakınsayan paralel desen çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Çalışma 2016-2017 Eğitim Öğretim Yılı Elazığ İli Fırat Üniversitesi'nde öğrenim görmekte olan 31 deney, 31 kontrol grubu olmak üzere toplam 62 fen bilgisi öğretmen adayı ile gerçekleştirilmiştir. Deney grubundaki öğretmen adayları ile Fen Öğretimi Laboratuvarı Uygulamaları dersi kapsamında bir dönem boyunca STEM uygulaması gerçekleştirilmiştir. Deney grubundaki öğretmen adayları sırasıyla; Algodoo yazılımını kullanarak simülasyon tasarlamış, tasarlanan simülasyonları mikroöğretim tekniği ile sunmuş, öz, akran ve hoca değerlendirmeleri sonucunda düzenlemeler yapmışlardır. Yapılan düzenlemeler sonrasında öğretmen adayları tasarladıkları simülasyonların yapım aşamalarını videoya kaydetmişlerdir. Ayrıca öğretmen adayları tasarladıkları simülasyonları kullanarak öğretmenlerin ve öğrencilerin faydalanabilmesi için konu anlatım videoları çekmişlerdir. Çekilen videolar hem Algodoo yazılımını kullanarak tasarım yapmak isteyenlere hem de ders materyali olarak kullanmak isteyen ilgililere ulaşabilmeleri için açılan youtube kanalında paylaşılmıştır.Çalışmanın nicel verileri; Bilimsel Süreç Becerileri Testi, Problem Çözme Envanteri ve Entegre STEM Öğretimi Yönelim Ölçeği ile toplanmıştır. Çalışmanın nitel verileri ise; deney grubu fen bilgisi öğretmen adayları ile yapılan mülakatlar, süreç boyunca tuttukları günlükler ve mikroöğretim esnasında kullanılan gözlem formu ile toplanmıştır. Verilerin nicel analizinde SPSS 23 paket programı kullanılmıştır. Çalışmanın hipotezlerini test etmek için, ANCOVA analizi yapılmıştır. Deney grubu fen bilgisi öğretmen adayları ile yapılan yarı yapılandırılmış mülakatlar betimsel analiz ile değerlendirilirken, süreç boyunca tutulan günlükler içerik analizi ile değerlendirilmiştir. Ayrıca gözlem formu verileri betimsel istatistik yapılarak değerlendirilmiştir.ANCOVA sonuçlarına göre, gerçekleştirilen STEM uygulamasının, deney grubu fen bilgisi öğretmen adaylarının, STEM uygulamasının gerçekleştirilmediği kontrol gurubu fen bilgisi öğretmen adaylarına oranla bilimsel süreç becerilerinin ve problem çözme becerilerinin gelişmesinde etkili olduğu, ancak STEM öğretimine yönelim düzeylerinde etkili olmadığı görülmüştür. Çalışmanın nitel verilerinde öğretmen adaylarının süreç boyunca deney tasarlama, tahminlerde bulunma, gözlem yapma gibi bilimsel süreç becerilerinde gelişme olduğu, çalışma boyunca birçok problemle karşılaştıkları ve farklı bakış açıları ile bu problemlere yönelik çözümler geliştirdikleri tespit edilmiştir. Öğretmen adayları STEM disiplinlerinin entegrasyonu için Algodoo yazılımının iyi bir araç olduğunu ifade etmişlerdir. Öğretmen adayları STEM Eğitiminin kendileri için gerekli ve önemli olduğunu, farklı disiplinlerin bir araya gelmesiyle çok daha güzel ürünlerin ortaya çıktığını fakat dört disiplinin entegrasyonunun kolay olmadığını belirtmişlerdir. Gözlem formundan elde edilen, öz, akran ve hoca değerlendirmeleri sonucunda yapılan betimsel istatistik verilerine göre en yüksek ortalamanın fen boyutuna ait olduğu en düşük ortalamalanın ise matematik boyutuna ait olduğu tespit edilmiştir.

This study investigated the effects of STEM applications carried out with the purpose of supporting the integrated knowledge of prospective science teachers on the scientific process skills, problem-solving skills and STEM education orientation skills of prospective teachers. The study was carried out in scope of the mixed method design of convergent parallel design. It was conducted with a total of 62 prospective science teachers including 31 in the experiment group and 31 in the control group who were studying at Fırat University in the province of Elazığ, Turkey in the academic year of 2016-2017. A STEM application was carried out with the prospective teachers in the experiment group for one term within the scope of the Science Teaching Laboratory Application course. In the following order, the prospective teachers, designed simulations using the Algodoo software, presented the designed simulations using the microteaching technique, and made alterations as a result of self-, peer and instructor assessments. As a result of the adjustments, the prospective teachers recorded the production stages of the simulations they designed on video. Additionally, the prospective teachers shot subject instruction videos for usage of teachers and students by using the simulations they designed. The videos were shared on the YouTube channel opened for access by both those who want to make designs using the Algodoo software and those who want to use them as instruction material.The quantitative data of the study were collected using the Scientific Process Skills Test, the Problem-Solving Inventory and the Integrated STEM Education Orientation Scale. The qualitative data of the study were collected via interviews with the prospective science teachers in the experiment group, the logs they kept during the process, and the observation form used during the microteaching practices. The SPSS 23 package software was used for the quantitative analysis of the data. ANCOVA was used to test the hypotheses of the study. While the semi-structured interviews with the prospective science teachers in the experiment group were analyzed using the method of descriptive analysis, the logs kept during the process were content-analyzed. The data collected by the observation form were also analyzed using descriptive statistics.According to the ANCOVA results, the STEM application was effective on the scientific process skills and problem-solving skills of the prospective teachers in the experiment group in comparison to those in the control group; however, it was not effective on their levels of orientation towards STEM education. Based on the qualitative data, it was observed that there were improvements in the scientific process skills of the prospective teachers such as experimental design, estimation and observation, they encountered various problems during the implementation, and they developed solutions for these problems using various approaches. The prospective teachers stated that Algodoo is a good tool for integration of STEM disciplines. They said that STEM education is necessary and important for them, much better products arise as a result of gathering different disciplines, but integration of four disciplines is not easy. According to the descriptive statistics on the self-, peer and instructor assessments obtained via the observation form, the highest mean result was in the sub-dimension of science, while the lowest mean result was in the sub-dimension of mathematics.