STEM eğitimi etkinliklerinin ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin STEM'e yönelik tutumlarına, 21. yüzyıl becerilerine ve matematik başarılarına etkisi
The effect of STEM education activities on attitudes towards STEM, 21st century skills and mathematics achievements of fourth grade students
Yazar: MEHMET AKİF BİRCAN
Danışman: DOÇ. DR. HAMZA ÇALIŞICI
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Temel Eğitim Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Matematik = Mathematics ; Matematik başarısı = Mathematics achievement ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; STEAM eğitimi = STEAM education ; STEM eğitim yöntemi = STEM training method ; Öğrenci başarısı = Student achievement ; Öğrenci tutumu = Student attitude ; İlkokul öğrencileri = Primary school students

Özet:
Günümüzde bilim ve teknolojideki gelişmeler, ülkeler arasında sanayi, savunma, eğitim alanlarında büyük bir liderlik mücadelesinin başlamasına neden olmuştur. Söz konusu rekabette ülkelerin ayakta kalması ve liderlik yarışına dâhil olabilmesi için, 21. yüzyıl becerileri ile donanmış; fen, teknoloji, matematik ve mühendislik alanlarında yeterli bilgi ve beceriye sahip nesiller yetiştirmeleri önem arz etmektedir. Ülkeler bu nedenle eğitim sistemlerinde reformlar yaparak; yeni eğitim yaklaşımlarını öğretim programlarına entegre etmek için çaba sarf etmektedirler. Bu eğitim yaklaşımlarından biri de STEM' dir. STEM eğitimi öğrencilerin 21. yüzyıl becerilerinin gelişimine odaklanırken, geleceğin dünyasında çok önemli bir yere sahip olan mühendislik mesleklerine ilgiyi artırmayı amaçlamaktadır. STEM eğitiminin okulöncesinden başlanarak her eğitim kademesinde uygulanmasından hareketle, bu araştırmada ilkokul 4. sınıf öğrencilerine STEM eğitimi etkinlikleri uygulanmıştır ve verilen eğitimin öğrencilerin STEM'e yönelik tutumlarına, 21. yüzyıl becerilerine ve matematik başarılarına etkileri incelenmiştir. Karma yöntem şeklinde gerçekleştirilen araştırmada sıralı açımlayıcı desen kullanılmıştır. Araştırmanın nicel bölümünde ise yarı deneysel desenlerden zaman serisi desen kullanılmıştır. Çalışma grubu toplam 34 ilkokul 4.sınıf öğrencisinden oluşmaktadır. Nicel veriler STEM Tutum Ölçeği, 21. Yüzyıl Yaratıcılık ve Yenilenme Becerileri Ölçeği, Scratch Başarı Testi ve Matematik Başarı Testi ile toplanmıştır. Nitel veriler ise yarı Yapılandırılmış Görüşme Formu ile toplanmıştır. Nicel verilerin analizinde betimsel istatistikler, Tekrarlı Ölçümler için ANOVA ve bağımlı gruplar t-testi istatistikleri kullanılmıştır. Nitel veriler ise betimsel analiz ve içerik analizi teknikleri kullanılarak analiz edilmiş ve tablolarla sunulmuştur. Çalışma sonucunda STEM eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin STEM'e yönelik tutumlarına, 21. yüzyıl becerilerine anlamlı bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir. STEM eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin matematik başarılarını artırmadaki etkisinin anlamlı olmadığı tespit edilmiştir. Öğrenciler STEM eğitimi etkinliklerinin eğlenceli, faydalı, öğretici olduğunu bildirmişlerdir. STEM uygulamaları ile öğrenciler fen bilimleri, teknoloji, mühendislik ve matematiğe yönelik tutumlarının olumlu yönde değiştiğini; iletişim, işbirliği, yaratıcılık ve eleştirel düşünme gibi 21. yüzyıl becerilerinin geliştiğini ifade etmişlerdir.

Abstract:
Developments in science and technology led to a massive struggle for leadership among countries in science, defense, and education. To keep up with this competition, it is vital that countries raise generations that embraced 21st-century skills and possess sufficient knowledge and skill in science, technology, mathematics, and engineering. For this reason, many countries work towards integrating new educational approaches into their curricula by reforming their education systems. One of such educational approaches is STEM. Focusing on the development of 21st-century skills among students, STEM training aims to attract more attention to engineering, which holds a particularly important role in the future world. Taking into account that STEM training is implemented in every level of education starting from the pre-school, this research study focused on the use of STEM activities with and Grade 4 students at primary school investigated students' perceptions towards STEM and the effect of their perception on 21st-century skills and their achievement levels in mathematics. This mixed-methods study utilized an explanatory sequential design. In the quantitative component of the study, a timeseries design was used as a quasi-experimental design type. The study group consisted of 34 Grade 4 students at primary school. The quantitative data were collected through the STEM Attitude Scale, 21st Century Creativity and Renewal Skills Scale, Scratch Achievement Test, and Mathematics Achievement Test.  The qualitative data, on the other hand, were collected through a semi-structured interview form. Descriptive statistics, repeated measures ANOVA, and dependent samples t-test were used for analyzing quantitative data. The qualitative data were analyzed through descriptive analysis and content analysis and presented in tables. The results showed that the STEM training had a significant effect on the perceptions of Grade 4 students at the primary school of STEM and their 21st-century skills. It was also found that the effect of the STEM training on improving the achievement levels of Grade 4 students at primary school in mathematics was not significant. The students stated that STEM activities were fun, useful, and informative. They also indicated that STEM activities had a positive effect on their attitudes towards natural sciences, technology, engineering, and mathematics and improved their 21st-century skills such as communication, collaboration, creativity, and critical thinking.