Fen bilimleri ve matematik eğitiminde tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme modelinin ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin tasarım odaklı düşünme ve bilimsel yaratıcılık becerilerine etkisi
The effect of design thinking-based learning model on design thinking and scientific creativity skills of fourth grade primary school students in science and mathematics education
Yazar: ÇİĞDEM KARAKOÇ
Danışman: PROF. DR. GÖNÜL SAKIZ
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Temel Eğitim Ana Bilim Dalı / Sınıf Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu araştırmanın amacı, fen bilimleri ve matematik derslerinde tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme modelinin ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin tasarım odaklı düşünme ve bilimsel yaratıcılık düzeylerine etkisini incelemektir. Ayrıca, tasarım odaklı düşünme becerilerinin bilimsel yaratıcılık becerileri ile arasındaki ilişki, bu becerilerdeki cinsiyete bağlı farklılaşmalar ve öğretim sürecine yönelik öğrenci görüşleri de araştırma kapsamında ele alınmıştır.
Bu araştırmanın modeli, karma araştırma yöntemlerinden iç içe desendir. Çalışmanın nicel boyutunda ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen, nitel boyutunda ise tasarım odaklı düşünme temelli etkinliklere katılan öğrencilerin görüşlerini ve deneyimlerini incelemek amacıyla durum çalışması kullanılmıştır.
Araştırmanın dört hafta süren pilot uygulama ve 12 hafta süren esas uygulama aşamalarındaki çalışma gruplarını 2022-2023 eğitim-öğretim yılında İstanbul ili Ataşehir ilçesinde öğrenim gören 60 dördüncü sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Uygulamada kullanılan ders planları araştırmacı tarafından tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme modeline göre hazırlanıp uzman görüşü alınarak ve pilot çalışma yapılarak düzenlenen etkinliklerden oluşmaktadır.
Veri toplama sürecindeki nicel veri toplama araçları; araştırmacı tarafından geliştirilen Tasarım Odaklı Düşünme Ölçeği ile Hu ve Adey (2002) tarafından geliştirilen, Atabaş (2020) tarafından ilkokul düzeyine uyarlanan Bilimsel Yaratıcılık Ölçeği olarak belirlenmiştir. Nitel veri toplama araçları deney grubundaki öğrenciler ile yapılan derslerde alınan doküman kayıtları, görüşme formları ve araştırmacı tarafından geliştirilen tasarım odaklı düşünme gözlem formlarından oluşmaktadır. Uygulama sürecinden elde edilen nicel verilerin analizinde SPSS istatistik paket programı kullanılarak Pearson korelasyon analizi, regresyon analizi, bağımlı ve bağımsız gruplar t-testleri, Wilcoxon testi, Mann-Whitney U testi, split-plot ANOVA, düzeltilmiş Bonferroni testi, Cohen's d ve eta kare etki büyüklüğü testi; nitel verilerin analizinde ise içerik analizi kullanılmıştır.
Araştırma bulgularına göre deney grubu öğrencilerinin tasarım odaklı düşünme ve bilimsel yaratıcılık (akıcı ve esnek düşünme) beceri düzeyleri arasında istatistiksel olarak anlamlı düzeyde ve doğrusal bir ilişki tespit edilmiştir.  Tasarım odaklı düşünme, bilimsel yaratıcılık, bilimsel yaratıcılığın alt boyutları olan akıcı, esnek ve özgün düşünme beceri düzeylerinde deney grubu öğrencileri lehine anlamlı bir farklılaşma olduğunu göstermektedir. Tespit edilen anlamlı farklılaşmanın etki büyüklüğü tasarım odaklı düşünme becerisi için yüksek, bilimsel yaratıcılık (akıcı, esnek ve özgün düşünme) için orta düzeydedir. Öğrenciler, tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme modeli ile işlenen derslerin tümünde kendilerini çok mutlu hissettiklerini, etkinlikler yapılırken sorumluluk aldıklarını, iş birlikli çalışmalardan keyif aldıklarını ve çok eğlendiklerini ifade etmişlerdir.  Araştırmacı tarafından doldurulan gözlem formlarında öğrencilerin tasarım odaklı düşünme temelli etkinliklere yönelik deneyimlerinin olumlu yönde geliştiği belirlenmiştir.
Bu araştırma sonuçlarının, ilköğretim öğrencilerinin tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme sürecinde geliştirdikleri tasarım odaklı düşünme beceri düzeylerini ölçümleyecek bir ölçeğin ve gözlem yapabilecek bir gözlem formunun geliştirilmesi; tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme modeline ilişkin etkinlik içeriklerinin ve hikâyelerin hazırlanması; tasarım odaklı düşünme becerileri ile bilimsel yaratıcılık becerileri arasındaki ilişkinin incelenmesi; tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme modeliyle işlenen derslerin ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin tasarım odaklı düşünme ve bilimsel yaratıcılık beceri düzeylerine etkisinin incelenmesi açısından alana özgün bir katkı sunması beklenmektedir. Bununla birlikte, tasarım odaklı düşünme temelli öğrenme modeli ile hazırlanan ders planlarının ve okuma metinlerinin, sınıf öğretmenleri için fen bilimleri ve matematik derslerinde faydalanabilecekleri örnek uygulamalar teşkil etmesi açısından faydalı olacağı ümit edilmektedir.

Abstract:
This research examines the effect of the design thinking-based learning model in science and mathematics classes on fourth-grade primary school students' levels of design thinking and scientific creativity. It also discusses the relationship between design thinking and scientific creativity skills, gender-related differences in these skills, and student opinions about the teaching process.
This research uses a nested design, one of the mixed research methods. In the quantitative dimension, a quasi-experimental design with a pretest-posttest control group was used. In the qualitative dimension, a case study was used to examine students' opinions and experiences in design thinking-based learning activities.
The research involved four weeks of pilot implementation and 12 weeks of main implementation phases. The working group comprised 60 fourth-grade students from Ataşehir district of Istanbul in the 2022-2023 academic year. The lesson plans used in the application are prepared by the researcher according to the design thinking-based learning model and consist of activities organized by obtaining expert opinions and conducting a pilot study.
The Design Thinking Scale, developed by the researcher, and the Scientific Creativity Test, developed by Hu and Adey (2002) and adapted to the primary school level by Atabaş (2020), are the instruments used to assess the variables of interest. Qualitative data collection tools consist of document records taken in the courses held with the students in the experimental group, interview forms, and design thinking observation forms developed by the researcher. Quantitative data from the implementation process were analyzed using the SPSS statistical software package. The analyses included Pearson correlation analysis, regression analysis, dependent and independent samples t-tests, Wilcoxon test, Mann-Whitney U test, split-plot ANOVA, Bonferroni adjustment, Cohen's d, and partial eta squared effect size tests. Content analysis was employed to analyze the qualitative data.
The research findings determined a statistically significant and linear correlation between the experimental group students' design thinking and scientific creativity (fluent and flexible thinking) skill levels. It shows a significant difference in favor of the experimental group students in the skill levels of design thinking, scientific creativity, and fluent, flexible, and original thinking, which are the sub-dimensions of scientific creativity. The effect size of the detected significant difference is high for design thinking skills and medium for scientific creativity (fluent, flexible, and original thinking). Students stated they felt pleased in all the classes taught with the design thinking-based learning model. They took responsibility during the learning activities, enjoyed collaborative work, and had much fun. In the observation forms filled out by the researcher, it was determined that the students' experiences with design thinking-based activities developed positively.
The results of this research are based on the development of a scale that will measure the design thinking skill levels developed by primary school students in the design thinking-based learning process and an observation form to assess these skills in practice, preparation of learning activity contents and stories related to the design thinking-based learning model, examining the relationship between design thinking skills and scientific creativity skills (fluent, flexible, and original thinking); it is expected to make a unique contribution to the field in terms of examining the effects of courses taught with the design thinking-based learning model on the design thinking and scientific creativity skill (fluent, flexible, and original thinking) levels of fourth-grade primary school students. However, the lesson plans and reading texts prepared with the design thinking-based learning model will help constitute exemplary practices that classroom teachers can use in science and mathematics classes.