Ortaokul öğrencilerinin oyuncak tasarlama sürecinde fen bilimleri dersi kazanımları ile ilişkilendirilmesinin belirlenmesi
Determining the learning outcomes of science class in association with the process of toy designing of secondary school learners
Yazar: TUĞBA AKKAYA
Danışman: PROF. DR. HAKAN ŞEVKİ AYVACI
Trabzon Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: FeTeMM = STEM ; Fen bilgisi dersi = Science lesson ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Oyuncak = Toy ; Tasarım = Design ; Öğretim programları = Teaching curriculums

Özet:
2018 yılında geliştirilen ve yenilenen Fen Dersi Öğretim Programı'nda mühendislik ve tasarım becerilerinden söz edilmiş ve vurgulanmıştır. Bu becerilerin geliştirilmesi için disipliner bir yapının benimsenmesi doğrultusunda fen bilimlerinin matematik, teknoloji ve mühendislikle entegrasyonu sağlanarak; öğrencilerin, günlük hayat problemlerini fark etmeleri, bu problem durumlarına çözüm üretmelerini, tüketen bir toplumdan ziyade üreten bir toplum yolunda farkındalık oluşturmaları, teknoloji çağda uyum sağlayarak gelişmeleri ve bu alandaki mesleklere yönelerek ülkelerin ihtiyacı olan nitelikte donanım sağlaması hedeflenmektedir. Bu doğrultuda mühendislik ve tasarım becerilerinin gelişiminin öğretim ortamına yansıtılması amacıyla çok disiplinli yeni yaklaşımlara gidilmiştir. Bu eğitim reformlarının en yenilikçi olanlarından biri STEM eğitimidir. STEM; fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerinin bütünleşmesi gayesiyle öğrencilerin beceri gelişiminde destek sağlar. Aynı zamanda bilişsel, akademik katkılar sağlaması ve öğretim ortamlarını ilgi çekici hale getirmesi de STEM yaklaşımının olumlu etkileri arasında yer alarak, tercih edilmesinde etken olmuştur. STEM ve mühendislik tasarım süreci öğrencilerden, beklenen problem durumlarını tespit etmelerini ve irdelemelerini, problem durumlarına ilişkin araştırmalar yaparak çözüm yolları düşünmelerini, çözüm yollarından en uygun olanı seçerek tasarım gerçekleştirmelerini, gerçekleştirdikleri tasarımı test etmelerini ve bu doğrultuda geliştirmelerini beklemektedir. Bu beklenti çerçevesinde öğrencileri bu ortamlar ile karşılaşabilecekleri etkinlikler ile eğitim ortamının çeşitlendirilmesi gerekmektedir. Bu çalışma, bu gerekçe ile ortaokul 5. Sınıf öğrencileriyle STEM entegrasyonunun sağlandığı, mühendislik tasarım becerilerinin ortaya konulabileceği ve tasarımlarda öğrencilerin fen bilimleri dersi kazanımları ile ilişkilendirilmelerine olanak sağlayacak oyuncak tasarımı etkinliğinin gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Hedeflerin gerçekleştirilmesi doğrultusunda betimsel araştırma yöntemlerinden özel durum deseni tercih edilerek derinlemesine sebep-sonuç ilişkileriyle incelenmesi sağlanmıştır. Verilerin toplanmasında yarı yapılandırılmış mülakat ve gözlem çalışmaları veri toplama aracı olarak seçilmiştir. Araştırma da çalışma gurubu amaçlı örneklem seçimi ile belirlenmiş, 2020-2021 eğitim öğretim bahar yılında Ordu ilinde bulunan bir ortaokulun 5. sınıfında öğrenim gören, "Seçmeli Bilim Uygulamaları" dersini tercih eden toplam 10 öğrenci ile yürütülmüştür. Yarı yapılandırılmış mülakatların analizinde betimsel ve içerik analizi gerçekleştirilmiştir. Yarı yapılandırılmış gözlem formunun analizinde ise öğrencilerin oyuncak tasarımı sürecindeki davranışlarına dikkat edilmiştir ve bu bağlamda öğrencilerin oyuncak tasarımı sürecine yaklaşımları, süreçteki uygulamaları, konuşmaları vb. her ayrıntı açıklama kısmına not edilmiş ve analizinde fayda sağlamıştır. Elde edilen veriler ve analizler çerçevesinde öğrencilerin; oyuncak tasarlama sürecinde mühendislik ve tasarım ile ilgili bilgilerini belirlemeye yönelik, oyuncak tasarımı sürecini fen bilgisi ile ilişkilendirebilmesi hayal kurması ve oyuncağın çizimi ile ilgili bilgilerin belirlemeye yönelik, oyuncağı tasarlaması ve tasarladıkları oyuncakları fen bilgisi konularından yararlanmalarını belirlemeye yönelik bulgular okuyucuya aktarılmıştır. Bu bulgular doğrultusunda, öğrencilerin mühendislik ve tasarım sürecini birbiri ile ilişkilendirdiği ve bu alanları fen bilimlerinden ayırmadığı tespit edilmiştir. 	Öğrencilerin bu alanlara belirlenen ilgileri ve olumlu tutumları da elde edilen veriler doğrultusundadır. Ancak öğrenciler tasarım sürecinde çizim aşamasında ve yeniden değerlendirme aşamalarında güçlük çektikleri tespit edilmiştir. Bu doğrultuda tasarım sürecinde çizim yapmanın öneminin farkında olmamaları ve yeniden değerlendirmede yaşanılan zorluğun eleştirel düşünme süreçlerinde yaşadıkları güçlükler ile ilişkilendirilmiştir. Öğrencilerin tasarladıkları oyuncaklarda fen bilimleri kazanımlarında elektrik ve hareket enerjisine yoğunlaştıkları belirlenmiştir. Bu çerçevede bu konuları daha iyi benimsedikleri, yaşamları ile bağdaşım yapabildikleri fakat diğer fen kazanımlarının günlük hayat ile ilişkisinin yeterince kurulamamasının etkisi olduğu varsayılmıştır. Araştırmada elde edilen sonuçlar çerçevesinde, öğrencilerin STEM yaklaşımının benimsendiği mühendislik tasarım süreçleri ile işlenen derslerde öğrencilerin tutum, ilgi ve motivasyonlarının arttığı gözlemlenen bir bulgu olduğundan öğretmenlerin derslerinde kullanmasının olumlu katkılar sağlayacağı belirtilmiştir. Aynı zamanda ileride gerçekleştirilebilecek çalışmalar kapsamında, STEM yaklaşımının benimsendiği mühendislik tasarım süreçlerinin teknoloji boyutu ile; dijital oyunlar, animasyonlar veya çizgi filmler tasarlanarak öğrencilerin disipliner yapıda mühendislik tasarım sürecini gerçekleştirmeleri önerisi sunulmuştur.

Abstract:
Engineering and design skills were mentioned and emphasized in the Science Curriculum developed and renewed in 2018. In order to develop these skills, in line with the adoption of a disciplinary structure, integration of science with mathematics, technology and engineering; It is aimed that students realize the problems of daily life, produce solutions to these problem situations, create awareness on the way of a society that produces rather than a society that consumes, develop by adapting to the age of technology, and provide equipment that countries need by turning to professions in this field. In this direction, new multidisciplinary approaches have been adopted in order to reflect the development of engineering and design skills to the teaching environment. One of the most innovative of these educational reforms is STEM education. STEM; It provides support in the skill development of students with the aim of integrating science, technology, engineering and mathematics disciplines. At the same time, the fact that it provides cognitive and academic contributions and makes the teaching environments interesting is among the positive effects of the STEM approach, which has been a factor in its preference. The STEM and engineering design process expects students to identify and analyze expected problem situations, to think about solutions by researching problem situations, to design by choosing the most suitable solution, to test their design and to develop it accordingly. Within the framework of this expectation, it is necessary to diversify the educational environment with activities that students can encounter with these environments. For this reason, this study aims to carry out a toy design activity that provides STEM integration with secondary school 5th grade students, can demonstrate engineering design skills, and allows students to be associated with science course achievements in designs. In line with the realization of the objectives, the special case design, which is one of the descriptive research methods, was preferred and it was examined with in-depth cause-effect relationships. In the collection of data, semi-structured interviews and observation studies were chosen as data collection tools. The research was also determined by the sample selection for the study group, and was carried out with a total of 10 students who were studying in the 5th grade of a secondary school in Ordu in the spring year of 2020-2021 academic year and preferred the "Elective Science Applications" course. Descriptive and content analysis was carried out in the analysis of semi-structured interviews. In the analysis of the semi-structured observation form, attention was paid to the behavior of the students in the toy design process, and in this context, the students' approaches to the toy design process, their applications in the process, their conversations, etc. every detail has been noted in the explanation section and has helped in the analysis. Within the framework of the data and analysis obtained, students; The findings were conveyed to the reader in order to determine their knowledge about engineering and design in the toy design process, to associate the toy design process with science, to dream and to determine the information about the drawing of the toy, to design the toy and to determine the use of science subjects in the toys they designed. In line with these findings, it has been determined that students associate the engineering and design process with each other and do not separate these fields from science. The interests and positive attitudes of the students in these fields are also in line with the data obtained. However, it was determined that the students had difficulties in the drawing and re-evaluation stages of the design process. In this direction, their unawareness of the importance of drawing in the design process and the difficulty experienced in re-evaluation were associated with the difficulties they experienced in their critical thinking processes. It was determined that the students focused on electricity and motion energy in the science achievements in the toys they designed. In this context, it is assumed that they can better adopt these subjects and adapt to their lives, but the fact that the relationship between other science achievements and daily life is not sufficiently established. Within the framework of the results obtained in the research, it is stated that the use of the STEM approach by the teachers in their lessons will make positive contributions, as it is an observed finding that the students' attitudes, interests and motivations increase in the lessons taught with the engineering design processes in which the STEM approach is adopted. At the same time, within the scope of future studies, with the technology dimension of the engineering design processes in which the STEM approach is adopted; By designing digital games, animations or cartoons, it was suggested that students carry out the engineering design process in a disciplinary structure.