Fen bilgisi öğretmen adaylarının STEM ders planı geliştirme ve uygulama sürecinin incelenmesi
Investigation of preservice science teachers' STEM lesson plan development and implementation process
Yazar: SÜMEYRA YILMAZ
Danışman: PROF. DR. BÜLENT AYDOĞDU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu araştırmada, STEM ders planı geliştirme ve uygulama sürecinin fen bilgisi öğretmen adaylarının STEM'e yönelik tutumlarına, entegre STEM öğretim yönelimlerine ve anlayışlarına, bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkisinin ve bu süreçte hazırlanan STEM ders planlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırma, nicel ve nitel verilerin bir arada olduğu karma yöntem desenlerinden biri olan iç içe karma desen kullanılarak tasarlanmıştır. STEM ders planı geliştirme ve uygulama sürecinin etkisini belirlemek amacıyla nicel veriler, katılımcıların entegre STEM öğretim anlayışlarını ve hazırladıkları STEM ders planlarındaki değişimi derinlemesine incelemek amacıyla da nitel veriler toplanmıştır. Nicel veri toplama sürecinde "STEAM Tutum Ölçeği", "Entegre FeTeMM Öğretimi Yönelim Ölçeği" ve "Bilgi İşlemsel Düşünme Ölçeği"; nitel veri toplama sürecinde ise "STEM Entegrasyonu Müfredat Değerlendirme Aracı" ve yarı yapılandırılmış odak grup görüşme formu kullanılmıştır. Amaçlı örneklem yöntemlerinden biri olan ölçüt örneklem kullanılarak araştırmanın çalışma grubu belirlenmiştir. Çalışma grubu, 3. sınıfta öğrenime devam eden 34 fen bilgisi öğretmen adayından oluşmaktadır. Asıl uygulama sürecinden önce 12 hafta süren bir pilot uygulama yapılmış, yaşanan eksiklikler göz önüne alınarak asıl uygulama süreci tasarlanmıştır. Asıl uygulama süreci 80 ders saati olmak üzere toplam 16 haftadan oluşmaktadır. Uygulamanın başında katılımcılara STEM öğretimine yönelik teorik bilgiler sunulmuştur. Beş gruba ayrılan katılımcıların STEM ders planı geliştirmeleri ve akranlarının öğrenci olduğu sınıfta, hazırlanan ders planlarının uygulanması istenmiştir. Uygulama öncesi ve sonrasında çalışma grubuna ölçekler uygulanmış, odak grup görüşmeleri gerçekleştirilmiştir. Gruplar halinde hazırlanan STEM ders planları uzmanlar tarafından incelenerek katılımcılara geri dönütler verilmiştir. Katılımcılar, geri dönütlere göre düzenledikleri STEM ders planlarını sınıfta uygulamıştır. STEM ders planları ve odak grup görüşmelerinden; "Motive Edici ve İlgi Çekici Bağlam", "Mühendislik Tasarım Zorluğu", "Bilim İçeriğinin Entegrasyonu", "Matematik İçeriğinin Entegrasyonu", "Öğretim Stratejileri", "Takım Çalışması", "İletişim", "Performans ve Biçimlendirici Değerlendirme" ve "Organizasyon" olmak üzere toplam dokuz kategori elde edilmiştir. Elde edilen bulgulardan yola çıkarak STEM ders planı geliştirme ve uygulama sürecinin fen bilgisi öğretmen adaylarının STEM tutumlarını, entegre STEM öğretim yönelimlerini ve bilgi işlemsel düşünme becerilerini istatistiksel olarak anlamlı ve olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Yapılan son görüşmeler incelendiğinde, bu süreçte fen bilgisi öğretmen adaylarının entegre STEM öğretim anlayışlarının geliştiği tespit edilmiştir. Hazırlanan STEM ders planları incelendiğinde ise son ders planlarından alınan puanların ilk ders planlarından alınan puanlara göre daha yüksek olması öğretmen adaylarının STEM ders planı hazırlama konusunda geliştiğini ve bu süreçte STEM ders planlarının niteliğinin arttığını göstermektedir. Araştırmadan elde edilen bulgular ayrıntılı olarak doğrudan alıntılara yer verilerek sunulmuş ve sonuçlar literatürle desteklenerek tartışılmıştır. Çalışmanın sonunda araştırmacılara, öğretmen yetiştirme programlarını hazırlayan uzmanlara ve gelecekteki uygulamalara yönelik öneriler sunulmuştur.

Abstract:
This study aimed to examine the effect of STEM lesson plan development and implementation process on pre-service science teachers' attitudes towards STEM, integrated STEM teaching intentions and understandings, and computational thinking skills, as well as to analyze the STEM lesson plans prepared during this process. The research was designed using an embedded mixed-methods design, which is one of the mixed-methods patterns that combines quantitative and qualitative data. Quantitative data were collected to determine the impact of STEM lesson plan development and implementation process, while qualitative data were collected to deeply analyze participants' integrated STEM teaching understandings and the changes in STEM lesson plans they prepared. In the process of collecting quantitative data, the "STEAM Attitude Scale," "Integrated FeTeMM Teaching Intention Scale," and "Computational Thinking Scale" were used. The qualitative data were collected using the "STEM Integration Curriculum Assessment Tool" and a semi-structured focus group interview form. Criterion sampling, one of the purposeful sampling methods, was used to determine the study group. The study group consisted of 34 pre-service science teachers ongoing their education in the third grade. Prior to the main implementation process, a 12-week pilot implementation was conducted, and based on the identified deficiencies, the main implementation process was designed. The implementation process consisted of a total of 16 weeks with 80 class hours. At the beginning of the implementation, participants were provided with theoretical knowledge about STEM teaching. The participants, divided into five groups, were asked to develop and implement STEM lesson plans in the classroom where their peers were students. Before and after the implementation, scales were administered to the study group, and focus group interviews were conducted. The STEM lesson plans prepared by the groups were examined by experts, and feedback was given to the participants. Based on the feedback, the participants revised their STEM lesson plans and implemented them in the classroom. From the STEM lesson plans and focus group interviews, a total of nine categories were obtained: "Motivating and Engaging Context," "Engineering Design Challenge," "Integration of Science Content," "Integration of Mathematics Content," "Instructional Strategies," "Teamwork," "Communication," "Performance and Formative Assessment," and "Organization." Based on the findings, it was determined that the STEM lesson plan development and implementation process significantly and positively affected pre-service science teachers' attitudes towards STEM, integrated STEM teaching orientations, and computational thinking skills. When analyzing the final interviews, it was found that pre-service science teachers' integrated STEM teaching understandings improved during this process. Examination of the STEM lesson plans revealed that the scores obtained from the final lesson plans were higher than those obtained from the initial lesson plans, indicating that pre-service teachers improved in terms of STEM lesson plan preparation and the quality of STEM lesson plans increased during this process. The findings obtained from the research were presented in detail by direct quotations and were discussed with support from the literature. At the end of the study, recommendations were made for researchers, experts involved in teacher education programs and future implementations.