Proje tabanlı STEM etkinliklerinin öğrencilerin akademik başarılarına ve problem çözme becerilerine etkisi
The effect of project-based STEM education on students' academic achievements and problem solving skills
Yazar: FATİH ERDEM İNCE
Danışman: PROF. DR. SERVET EKMEKÇİ
Adıyaman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu araştırma, proje tabanlı STEM etkinliklerinin öğrencilerin akademik başarılarına ve problem çözme becerilerine etkisini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Karma araştırma yöntemi kullanılarak yürütülen bu araştırmanın çalışma grubunu, Akdeniz Bölgesi'ndeki bir devlet okulunun 7. sınıfında öğrenim gören 64 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmanın nicel verilerini toplamak amacıyla araştırmacı tarafından geliştirilen Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi ve öğrencilerin problem çözme becerilerini ölçmek amacıyla Problem Çözme Ölçeği kullanılmıştır. Nitel veriler ise yarı yapılandırılmış görüşme formu, araştırmacı gözlem notları ve ürün değerlendirme formları kullanılarak toplanmıştır. Araştırma, 3 haftası pilot uygulama ve 6 haftası proje tabanlı STEM etkinliklerini uygulama süreci olmak üzere 9 hafta yürütülmüştür. Araştırmanın nicel verileri analizinde parametrik ve nonparametrik testler kullanılırken nitel verileri içerik analizi yapılmıştır. Araştırmadan elde edilen sonuçlar doğrultusunda, proje tabanlı STEM etkinlikleri ile yürütülen fen bilimleri öğretiminde öğrencilerin fen bilimleri başarılarında deney grubu lehine istatiksel olarak anlamlı düzeyde artış olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca diğer bir sonuca göre, proje tabanlı STEM etkinliklerinin öğrencilerin problem çözme becerilerine anlamlı bir şekilde etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Ölçeğe alt boyutlar düzeyinde bakıldığında 1. ve 2. alt boyut olan zor bir problemi çözmeye başlamadan önce yapılması gerekenler ve problem üzerinde çalışırken yapılması gerekenler boyutlarında deney grubu lehine istatiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur. Öğrencilerin görüşler incelendiğinde, Proje tabanlı STEM etkinliklerinin öğrencilerin gerçek yaşamlarındaki problemlere çözüm sağlamada etkili olduğu, öğrencilerde problem çözme becerisinin gelişimine katkı sağladığı belirlenmiştir. Ayrıca, STEM etkinliklerinin grup içi sorumluluk alma bilincini artırdığı, eğlenerek öğrenmenin gerçekleştiği ve grup arkadaşları ile etkili iletişimi artırdığı belirtilmiştir. Araştırmanın sonuçları doğrultusunda, fen bilimleri dersinde öğrenciler tarafından STEM projeleri hazırlanması, uygulanması ve yıl sonu etkinliklerinde projeler sergilenmesi önerilebilir. Ayrıca okul ortamında öğrencilerin STEM çalışmalarını gerçekleştirebilecekleri STEM sınıfları oluşturulabilir.
Anahtar Kelimeler: Fen Bilimleri Öğretimi; STEM; Proje tabanlı öğrenme modeli; Problem çözme becerisi.

Abstract:
This study was conducted to determine the impact of project-based STEM activities on students' academic achievements and problem-solving skills. The research group, consisting of 64 students in the 7th grade of a state school in the Mediterranean Region, was formed using a mixed research method. The researcher utilized the Science Academic Achievement Test, developed by the researcher, to collect quantitative data and the Problem-Solving Scale to measure students' problem-solving skills. Qualitative data were gathered through a semi-structured interview form, researcher observation notes, and product evaluation forms. The research spanned 9 weeks, including 3 weeks of pilot implementation and 6 weeks of project-based STEM activities. Parametric and nonparametric tests were employed for the analysis of quantitative data, and content analysis was conducted for qualitative data. Based on the results obtained from the research, it was concluded that there was a statistically significant increase in students' science achievements in the experimental group, which underwent project-based STEM activities in science education. However, another finding suggested that project-based STEM activities did not have a significant impact on students' problem-solving skills. When examining the sub-dimensions of the scale, statistically significant differences in favor of the experimental group were found in the first and second sub-dimensions, namely, what needs to be done before solving a difficult problem and what needs to be done while working on the problem. Upon analyzing students' opinions, it was determined that project-based STEM activities were effective in providing solutions to real-life problems and contributed to the development of students' problem-solving skills. Furthermore, the research results suggested that STEM activities increased students' sense of group responsibility, facilitated enjoyable learning experiences, and improved effective communication with group peers. Based on the research findings, it is recommended to encourage students to prepare, implement, and showcase STEM projects in science education classes and end of year activities. Additionally, STEM classrooms where students can conduct STEM related studies within the school environment can be constituted.

Keywords: Science Education; STEM; Project-Based Learning Model; Problem-Solving Skills.