Mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin 7. sınıflarda uygulanmasına yönelik bir karma yöntem araştırması
A mixed method research on the implementation of engineering design-based science education in 7th grades
Yazar: GÖKHAN TAŞKIN
Danışman: PROF. DR. GÖKHAN AKSOY
İnönü Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: 21. yüzyıl = 21. century ; Akademik başarı = Academic achievement ; Bilimsel süreç = Scientific process ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students

Özet:
Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitimi (MTTFE) uygulamalarının 7. sınıf öğrencilerinin karar verme becerilerine, bilimsel süreç becerilerine, akademik başarılarına, 21. yüzyıl becerilerine yönelik öz yeterlik algılarına ve tasarım uygulamalarına etkisini incelemektir ayrıca MTTFE uygulamalarına yönelik öğrenme ortamını  incelemek ve öğrenci, öğretmen ve araştırmacı görüşlerini belirlemektir. Bu nedenle çalışmada karma yöntem araştırma desenleri arasında yer alan gömülü desen kullanılmıştır. Çalışmada uygulanan gömülü desen nicel araştırma temelli yapılan bir çalışmanın nitel araştırma yöntemleriyle desteklenmesi yoluyla ilerlemiştir. Çalışmanın nicel bölümünü tek grup öntest-sontest deneysel desen modeli oluşturmaktadır. Nitel bölümü ise durum çalışması modeli ile oluşmaktadır. Tek grup öntest-sontest deneysel desen uygulamasında ise çalışma grubunu Konya ilinin Tuzlukçu ilçesindeki bir ortaokulda öğrenim gören 7. sınıf öğrencileri oluşturmaktadır. Nitel çalışma grubunu ise MTTFE uygulamalarına katılmış öğrencilerin arasından maksimum çeşitlilik örnekleme yoluyla seçilmiş 5 öğrenci oluşturmaktadır. Çalışmada nicel veri toplama araçlarını Karar verme beceri testi, Bilimsel süreç beceri testi, 21. yüzyıl becerilerine yönelik öz yeterlik algı ölçeği, Güneş Sistemi ve Ötesi akademik başarı testi, Hücre ve Bölünmeler akademik başarı testi, Kuvvet ve Enerji akademik başarı testi ve oluşturmaktadır. Çalışmanın nitel veri toplama araçlarını yarı yapılandırılmış görüşme formu, gözlem formu, odak grup görüşme formu, mühendis günlükleri ve mühendislik tasarım kılavuzları oluşturmaktadır. Çalışmada nicel veriler SPSS paket programında analiz edilmiştir. Nitel veriler ise betimsel analizi ile analiz edilmiştir.
Araştırmanın sonucunda, MTTFE uygulamalarının 7. sınıf öğrencilerinin karar verme becerilerine, 21. yüzyıl becerilerine yönelik öz yeterlik algılarına ve akademik başarılarına anlamlı düzeyde katkısı olduğu görülmüştür. Araştırma kapsamında öğrencilerin bilimsel süreç becerilerine anlamlı düzeyde katkısının olmadığı görülmüştür. Öğrencilerin MTTFE uygulamaları sırasında problem durumunu, sınırlılıklarını ve başarı kriterlerini belirleme aşamasında zorluk yaşadıkları görülmüştür. Öğrenciler uygulamaları gerçekleştirirken tasarım çalışmalarının yoğun olduğu mimar, mühendis vb. gibi çalıştıklarını belirtseler ve bu tür mesleklere atıfta bulunsalar da çalışmaların onlar üzerinde mesleki hedeflerini etkileyecek boyutta bir etkisinin olmadığı görülmektedir.

Abstract:
The aim of the study is to examine the effects of Engineering Design-Based Science Education (EDBSE) practices on 7th grade students' decision-making skills, scientific process skills, academic achievements, self-efficacy perceptions towards 21st-century skills, and design practices. Additionally, it is aimed to examine the learning environment for EDBSE practices and to determine the views of students, teachers, and researchers. Therefore, an embedded design, which is among the mixed method research designs, was used in the study. The embedded design applied in the study has progressed through the support of qualitative research methods of a quantitative research-based study. The quantitative part of the study constitutes a single-group pretest-posttest experimental design model. The qualitative part, on the other hand, is formed by the case study model. In the single-group pretest-posttest experimental design application, 7th grade students studying at a middle school in Tuzlukçu district of Konya province constitute the study group. The qualitative study group consists of 5 students selected through maximum diversity sampling among the students who participated in EDBSE practices. The quantitative data collection tools of the study are Decision Making Skills Test, Scientific Process Skills Test, Self-Efficacy Perception Scale for 21st Century Skills, Academic Achievement Test for Solar System and Beyond, Academic Achievement Test for Cell and Divisions, and Academic Achievement Test for Force and Energy. The qualitative data collection tools of the study are semi-structured interview form, observation form, focus group interview form, engineer's diaries, and engineering design guides. Quantitative data were analyzed in the SPSS package program. Qualitative data were analyzed with descriptive analysis.According to the research, MTTFE practices have a significant contribution to 7th grade students' decision-making skills, self-efficacy perceptions towards 21st-century skills, and academic achievements. It was observed that MTTFE practices did not have a significant contribution to students' scientific process skills. During the MTTFE practices, students had difficulty in determining the problem situation, limitations, and success criteria. Although students referred to professions such as architecture and engineering, which are intensive in design work, it was observed that the practices did not have an effect on their professional goals.