Fen bilimleri eğitiminde 3B yazıcı teknolojileri: Santral Dogma'nın biyomoleküler tasarımı ve modellemesinin akademik başarı, mühendislik tasarım becerileri ve 3b baskı teknolojilerine yönelik görüşler üzerindeki etkileri
3D printing technologies in science education: effects of biomollecular design and modeling of central dogma on academic achievement, engineering design skills, and opinions towards 3d printing technologies
Yazar: NAZLI MERT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ALTIPARMAK KARAKUŞ
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Fen ve Matematik Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu araştırmada, fen bilgisi öğretmen adaylarının, Biyoloji I ders içeriğinde yer alan Santral Dogma ünitesini, 3 boyutlu (3B) tasarım ve baskı teknolojilerini entegre eden bütünleştirici tasarıma dayalı STEM etkinlikleri ile öğrenmeleri sağlanmıştır. Bu amaçla, STEM eğitimini, konu öğretimi ve yaratıcı tasarım görevleri doğrultusunda baştan sona bütüncül bir yaklaşımla organize eden bir "Santral Dogma Öğretim Klavuzu" STEM etkinlik modülü geliştirilmiştir. Tasarım temelli STEM etkinlik modülünde öğretmen adaylarına, ana görev olarak; 3B tasarım ve baskı teknolojilerini entegre eden bir örnek ders planı hazırlama görevi verilmiştir. Bu ders planı, öğretmen adaylarının geliştirdikleri özgün 3B tasarım ve baskı modellerle bütünleşik bir şekilde hazırlanmış olmalıdır. 3B tasarım teorik bilgi ve pratik stratejilere erişim (Tinkercad -3B tasarım ve modelleme yazılımı) ve 3B baskı temel ilkeleri (Ultimaker Cura -3B baskı yazılımı), STEM etkinlik modülü mühendislik tasarım sürecinde öğretilmiştir. Deneysel süreç sonunda öğretmen adaylarından, Santral Dogma (Protein Sentezi-Replikasyon, Transkripsiyon,Translasyon) biyomoleküllerinin 3B görsel ve dokunsal baskı modellerini ders planı akışı içerisine entegre eden işbirlikçi bir grup sunumu yapmaları istenmiştir. 
Bu araştırmada yukarıda belirtilen işlemler, 8 hafta boyunca, 23 fen bilgisi öğretmen adayının katıldığı tek bir araştırma grubu ile yarı deneysel ön-test son-test araştırma deseni yaklaşımıyla yürütülmüştür. Araştırmanın verileri; öğretmen adaylarının etkinlik ve tasarım çalışmalarını içeren "Santral Dogma Öğretim Klavuzu", "3B baskı proje rubriği", "Erişi testi" ve "3 boyutlu baskı teknolojilerine yönelik görüş ölçeği" ile toplanmıştır. Araşırma sonuçları, bütünleştirici STEM yaklaşımıyla akademik başarının arttığını, öğretmen adaylarının mühendislik tasarım becerilerinin geliştiğini, yaratıcı ve özgün tasarımların ortaya çıktığını ortaya koymuştur. Öğretmen adaylarının, 3B baskı teknolojilerinin fen öğretiminde kullanımı konusundaki olumlu görüşleri, bu teknolojilerin okullarda daha yaygın olarak benimsenmesi ve ilgili öğretim programlarının geliştirilmesi yönünde önemli bir sonuç olarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
In this study, science teacher candidates were allowed to learn the Central Dogma unit in the Biology I course content with integrative design-based STEM activities that integrate 3D design and printing technologies. For this purpose, a "Central Dogma Teaching Guide" STEM activity module was developed that organizes STEM education with a holistic approach from beginning to end in line with subject teaching and creative design tasks. In the design-based STEM activity module, the main task of the teacher candidates was to prepare a sample lesson plan that integrates 3D design and printing technologies. This lesson plan should be prepared in an integrated manner with the original 3D design and printing models developed by the teacher candidates. Access to 3D design theoretical knowledge and practical strategies (Tinkercad -3D design and modeling software) and 3D printing basic principles (Ultimaker Cura -3D printing software) were taught in the STEM activity module engineering design process. At the end of the experimental method, the preservice teachers were asked to make a collaborative group presentation integrating the 3D visual and tactile printing models of the Central Dogma (Protein Synthesis-Replication, Transcription, Translation) biomolecules into the lesson plan flow. In this study, the procedures mentioned above were carried out with a quasi-experimental pre-test post-test research design approach with a single research group consisting of 23 science teacher candidates for 8 weeks. The data of the study were collected with the "Central Dogma Teaching Guide", "3D printing project rubric", "Access test" and "Opinion scale for 3D printing technologies" including the activity and design studies of the preservice teachers. The research results revealed that academic success increased with the integrative STEM approach, the engineering design skills of the preservice teachers improved, and creative and original designs emerged. The positive views of prospective teachers on the use of 3D printing technologies in science teaching were evaluated as an important result of the more widespread adoption of these technologies in schools and the development of relevant teaching programs.