Fen Bilimleri ders kitaplarında yer alan fen ve mühendislik uygulamaları içeren etkinliklerin mühendislik tasarım sürecine göre incelenmesi
Investigation of the activities containing science and engineering applications in the Science lesson books according to the engineering design process
Yazar: AYŞENUR AKBULUT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CANAY PEKBAY
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Günümüzde ülkelerin gelişmesi ve ilerlemesi için teknolojik gelişmelerin takip edilmesi, yeniliklerin fark edilmesi ve algılanması gerekmektedir. Ülkenin sosyoekonomik olarak kalkınmasını ve gelişmesini sağlamak, rekabeti artırmak ve gelecekte karşılaşılabileceği sorunlara çözüm üretebilmesi için STEM eğitimi önemlidir. STEM ile ilişkili mühendislik disiplin alanı yaratıcılığı ve yeniliği desteklediğinden STEM eğitiminde önemli rol üstelenmektedir. Mühendisler bir probleme çözüm üretebilmek için mühendislik tasarım sürecini kullanırlar. Mühendislik tasarımı bir probleme karşı fen, mühendislik, matematik ve teknoloji alanlarını kullanarak tekrar edilebilen karar verme sürecidir. Mühendislik kavramı ilk kez 2018 Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı ile birlikte öğretim programına dâhil olmuştur. Öğretim programına fen, mühendislik ve girişimcilik uygulamaları (FMGU) süreci de eklenmiştir. FMGU, bireylerin bilgiyi anlamlandırmasını ve fen konularının matematik, mühendislik gibi disiplinlere entegre edilmesini sağlamaktadır. Ders kitaplarının etkinlik bölümlerinde yer alan FMGU'nın, bireylerin yaratıcı düşünmelerine, ortaya ürün çıkarabilmelerine ve iletişim becerilerinin gelişmesine katkı sağladığı düşünülmektedir. 

Bu araştırmanın amacı; fen bilimleri ders kitaplarındaki fen, mühendislik ve girişimcilik uygulamaları içeren etkinliklerin mühendislik tasarım sürecini ne düzeyde kapsadığını ortaya koymaktır. Araştırmada nitel araştırma yaklaşımlarından doküman incelemesi kullanılmıştır. Araştırmanın evrenini 10 adet ders kitabı oluşmaktadır. Araştırmanın veri kaynağı, 2021-2022 eğitim-öğretim döneminde uygulanmakta olan 4., 5., 6., 7. ve 8. sınıf fen bilimleri ders kitaplarında FMGU kapsamında yer alan 26 etkinlik ve fen ve mühendislik uygulamaları içeren 25 etkinliktir. Ders kitaplarında mühendislik tasarım süreci etkinlikleri içeren farklı başlıkta etkinlik bulunduğundan iki ayrı alt problemde incelenmiştir. Veri toplama aracı olarak araştırmacı tarafından geliştirilen ve analitik rubrik olan Mühendislik tasarım süreci etkinlik değerlendirme rubriği kullanılmıştır.  Rubrik hazırlanırken iki uzman görüşü alınmıştır. Rubrik oluşturulurken Millî Eğitim Bakanlığı'nın (MEB) yayınladığı ders kitaplarında bulunan, mühendislik tasarım döngüsü kullanılmıştır. Rubrikte yer alan ölçütler; 1. Sorunu Araştırma, Tartışma ve Çözüm Yolları Üretme, 2. Hayal Etme ve Tasarım Önerisi Geliştirme, 3. Planlama ve Tasarım Geliştirme, 4. Ürün Oluşturma ve Test Etme, 5. Değerlendirme, Geliştirme, Değişiklik, 6. Yayınlama ve Tanıtım.

Araştırma sonucunda 4., 5., 6., 7., ve 8. sınıf ders kitaplarında bulunan fen, mühendislik ve girişimcilik uygulamaları etkinliklerinin mühendislik tasarım sürecini yeterli düzeyde kapsamadığı tespit edilmiştir.  İkinci alt problem incelendiğinde ise ders kitaplarındaki FMGU kapsamı dışındaki fen ve mühendislik etkinliklerinin de mühendislik tasarım sürecini yeterli düzeyde kapsamadığı gözlemlenmiştir. Etkinlikler incelendiğinde tüm basamakları tam anlamıyla içeren hiçbir etkinliğe rastlanmamıştır.

Abstract:
Today, it is necessary to follow the technological developments, to notice and perceive the innovations for the development and progress of the countries. STEM education is important in order to ensure the socio-economic development and development of the country, to increase competition and to provide solutions to the problems that may be encountered in the future. STEM-related engineering discipline plays an important role in STEM education as it supports creativity and innovation. Engineers use the engineering design process to come up with a solution to a problem. Engineering design is a repeatable decision-making process using science, engineering, mathematics and technology against a problem. The concept of engineering was included in the curriculum for the first time with the 2018 Science Curriculum. Science, engineering and entrepreneurship practices (SEEP) process has also been added to the curriculum. SEEP enables individuals to make sense of information and integrate science subjects into disciplines such as mathematics and engineering. It is thought that SEEP, which is included in the activity sections of the textbooks, contributes to the creative thinking of individuals, their ability to produce products and the development of their communication skills.

The purpose of this research; The aim of this study is to reveal the extent to which activities involving science, engineering and entrepreneurship applications in science textbooks cover the engineering design process. Document analysis, one of the qualitative research approaches, was used in the research. The universe of the research consists of 10 textbooks. The data source of the research is 26 activities within the scope of FMGU in the 4th, 5th, 6th, 7th and 8th grade science textbooks and 25 activities that include science and engineering applications in the 2021-2022 academic year. Since there are activities under different titles including engineering design process activities in the textbooks, two separate sub-problems were examined. Engineering design process efficiency evaluation rubric, which is an analytical rubric developed by the researcher, was used as a data collection tool. Two expert opinions were taken while preparing the rubric. While creating the rubric, the engineering design cycle in the textbooks published by the Ministry of National Education (MEB) was used. The criteria in the rubric;            1. Researching the Problem, Discussing and Generating Solutions, 2. Imagining and Developing a Design Proposal, 3. Planning and Design Development, 4. Product Creation and Testing, 5. Evaluation, Development, Change, 6. Publishing and Promotion.

As a result of the research, it was determined that the science, engineering and entrepreneurship practices activities in the 4th, 5th, 6th, 7th and 8th grade textbooks did not adequately cover the engineering design process. When the second sub-problem was examined, it was observed that the science and engineering activities outside the scope of FMGU in the textbooks did not adequately cover the engineering design process. When the activities were examined, no activity that completely included all the steps was found.