Biyomimikri temelli STEM etkinliklerinin özel yetenekli öğrencilerin problem çözme ve tasarım becerisine etkisinin incelenmesi
Investigating the impact of biomimicry-based STEM activities on problem-solving and design skills of gifted students
Yazar: AYSEL GÖKCE
Danışman: PROF. DR. BAYRAM COŞTU ; DOÇ. DR. FATMA COŞTU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Günümüzde doğayı yalnızca bir ham madde kaynağı ve tüketim metası olarak görmek yerine, doğaya problem çözme stratejileri test edilmiş, sürdürülebilir çözüm yollarını kullanan bir rehber rolü vermek ihtiyaç duyulan bir bakış açısıdır. Bu bakış açısını destekleyen biyomimikri, doğanın test edilmiş modellerini, metotlarını ve stratejilerini inceleyerek elde edilen bilgileri sürdürülebilir çözümlerde kullanmayı içeren bir bilimdir. Bu araştırma, biyomimikri temelli STEM etkinliklerinin öğrencilerin problem belirleme, problem çözme ve tasarım becerilerine etkisini incelemeyi amaçlamıştır. Şişli Bilim ve Sanat Merkezine devam eden 11 özel yetenekli 5. ve 6. sınıf öğrencisi ile yürütülen bu eylem araştırmasında, veri toplama aracı olarak ilgili literatürde geliştirilip güncellenmiş "Problem Belirleme ve Problem Çözme Becerileri Testleri (PBPÇBT)" ile uzman görüşü alınarak araştırmacı tarafından geliştirilen Biyomimikri Temelli Tasarımlara Yönelik Çizim Şablonu (BTTYÇŞ) ön test ve son test olarak uygulanmıştır. Ayrıca, 5 sorudan oluşan yarı yapılandırılmış görüşme formu ile çizim şablonundan elde edilen veriler derinleştirilmiştir. PBPÇBT'den elde edilen veriler, SPSS veri analiz programında Wilcoxon sıralı işaret testi ile analiz edilmiştir. Biyomimikri Temelli Tasarım Çizim Şablonu ve yarı yapılandırılmış
görüşme formu ise tematik analiz yöntemiyle incelenmiştir. Elde edilen bulgulara göre, öğrencilerin problem çözme becerileri başlangıç ve son durum arasında anlamlı düzeyde farklılık göstermiştir (z = 2,565, p = 0,010 < .05). BYÇŞ'den elde edilen veriler analiz edildiğinde, öğrencilerin küresel çevre sorunlarına daha fazla odaklandığı ve benzer problemlerle baş eden canlıların yapı, işlev ve sistemlerinden ilham alarak tasarımlarını geliştirdikleri gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, özel yetenekli öğrencilerin eğitiminde biyomimikri temelli STEM etkinliklerinin kullanılması, küresel sorunlara sürdürülebilir çözümler üretmek ve öğrencilere bu alanda yeterlilik kazandırmak açısından önemlidir.

Abstract:
Instead of viewing nature only as a source of raw materials and consumer goods, it is necessary to adopt a perspective that recognizes nature as a guide utilizing tested problem-solving strategies and sustainable solutions. Supporting this perspective, biomimicry is a science that involves examining nature's tested models, methods, and strategies and applying the knowledge gained to design sustainable solutions. This study aims to investigate the impact of biomimicry- based STEM activities on students' problem identification, problem-solving, and design skills. This action research was conducted with a group of 11 gifted 5th and 6th grade students attending Şişli Science and Art Center. Data collection tools included the "Problem Identification and Problem Solving Skills Tests (PIPST)" developed and renewed in literature as well as the Biomimicry-Based Design Drawing Template (BBDDT) developed by the researcher with expert consultation for pre-test and post-test. Additionally, data obtained from an eight- question semi-structured interview form and the drawing template were deepened. The data obtained from the PIPST were analyzed using the Wilcoxon signed-rank test in the SPSS data analysis program. The Biomimicry-Based Design Drawing Template and the semi-structured interview form were analyzed using thematic analysis. According to the findings, there was a significant difference in students' problem-solving skills between the beginning and the end of the study (z = 2.565, p = 0.010 < 0.05). Analysis of the data from the BBDDT revealed that students increasingly focused on global environmental issues and drew inspiration from the structure, function, and systems of living organisms dealing with similar problems in their designs. In conclusion, the use of biomimicry-based STEM activities in the education of gifted students is important for producing sustainable solutions to global problems and equipping students with competencies in this area.