STEM uygulamalarının öğrencilerin akademik başarı, bilimsel süreç ve yaşam becerileri üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada, STEM (Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik) uygulamalarının fen bilgisi öğretim programına entegrasyonunun öğrencilerin akademik başarı, bilimsel süreç ve yaşam becerileri üzerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla hazırlanan STEM uygulamaları 7. Sınıf ortaokul öğrencileri ile Elektrik Enerji Ünitesi çerçevesinde yürütülmüştür. Uygulamalar 8 haftalık süreçte gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın pilot uygulaması Samsun ilinde bir ortaokulda öğrenim gören 15 7. Sınıf öğrencisi ile gerçekleştirilmiştir. Asıl uygulama ise Samsun ilinde bir ortaokulda öğrenim gören 28 7. Sınıf öğrencisi ile sürdürülmüştür. STEM uygulama sürecinde nicel verileri nitel verilerin desteklediği, deneysel karma desen yaklaşımı kullanılmıştır. Nicel verilerin toplanmasında Bilgi testi, Bilimsel Süreç Becerileri Testi ve Mühendislik Bilgi Testi, Öğrenci Tasarım Formu, Grup Kılavuzları ve Araştırmacı Grup Süreç İzleme Formu kullanılmıştır. Elde edilen veriler Spss 17 istatistik programı ile analiz edilmiştir. Nitel verilerin toplanmasında ise veri kaynağı olarak Öğrenci Görüşleri, Öğrenci Günlükleri ve Araştırmacı Gözlemleri kullanılarak içerik analizi yaklaşımı ile analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre veriler yorumlanmıştır. Araştırma sonucunda STEM'in öğretim programına entegrasyonu ile yürütüldüğü sürecin öğrencilerin akademik başarılarını, bilimsel süreç becerilerini ve mühendislik bilgi düzeylerini arttırdığı belirlenmiştir. STEM eğitimi sürecinde öğrencilerin mühendislik bilgi düzeylerinin arttığı ve mühendislikteki temel amaçları ortaya koyabildikleri görülmüştür. Uygulamalar sonucunda öğrencilerin Fen-Mühendislik-Teknoloji kavramları arasındaki ilişkiyi ortaya koyarken Mühendislik için Fen'in önemini ifade edebildikleri saptanmıştır. Ayrıca öğrencilerin işbirliği, organizasyon, fikirlere saygı gibi yaşam becerilerinin arttığı belirlenmiştir. Öğrenciler tarafından STEM uygulamalarının yaparak yaşayarak öğrenme açısından çok yararlı ve eğlenceli olduğu ifade edilmiştir. Ayrıca STEM uygulama süreçleri öğrencilerin motivasyonlarını, öğrenme ve öğrendiklerini uygulayarak bir şeyler üretme isteklerini artırmıştır. Araştırma sonucunda STEM uygulamaların, öğrencilerde öğrenme, disiplinler arası bilgi transferi, bilgiyi kullanma, tasarlama ve ürün oluşturma gibi önemli özellikleri geliştirebileceği sonucuna varılmıştır. Ayrıca uygulamaların öğrencilerin meslek seçimi konusunda farkındalık oluşturmalarında yararlı olacağı düşünülmektedir. STEM uygulama sürecinin öğrenciler üzerinde oluşturduğu etkinin öğrencilerin kendi uygulamalarının yanı sıra öğretmeninde önemli rol oynadığı saptanmıştır.

The purpose of this study is to find out the effect of the integration of STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) applications in the curriculum of science on students' academic success, scientific process and life skills. STEM applications prepared for this purpose have been carried out within the scope of Energy unit with 7th graders. The pilot study was conducted with 15 7th graders in a secondary school of the province of Samsun. The study was conducted with 28 7th graders in a secondary school of the province of Samsun. During the STEM application process, an experimental mixed design, in which quantitative data were supported by qualitative data, was used. In the collection of quantitative data, Information Test, Scientific Process Skills Test, Engineering Knowledge Test, Student Design Form, Group Guides and Researcher Group Process Monitoring Form were conducted. The data obtained were analyzed with SPSS 17 statistical program. In the collection of qualitative data, students' opinions and researcher's observations were used and analyzed with content analysis approach. The data were interpreted according to analysis results. At the end of the research, it was found that the process conducted with the integration of STEM to the curriculum had positive contributions to students' academic success, scientific process skills and engineering knowledge levels. It was found that students' perceptions of engineering changed positively and they were able to produce the basic purposes in engineering. As a result of the applications, it was observed that the students could express the significance of science for engineering while showing the associations between science-engineering-technology concepts. In addition, it was found that students' life skills such as cooperation, organization and respecting ideas also increased. Students stated that STEM applications were very useful and fun in terms of learning by doing and experiencing. In addition, STEM application processes increased students' motivation and their desire to learn and to produce something by applying what they learn. As a result of our study, it was concluded that STEM applications could develop important characteristics in students such as learning, transferring interdisciplinary knowledge, using knowledge, designing and producing. It is also thought that the applications will be useful for students in developing awareness about choice of profession. It was found that the effects of STEM application process on students played an important role on teachers as well as students' own practices.