Fen bilimleri öğretmen adaylarının STEM uygulamaları öğretmen öz-yeterlik, STEM pedagojik alan bilgisi ve mesleki gelişimlerinin incelenmesi
Examination of pre-service science teachers' STEM practices, teacher self-efficacy, STEM pedagogical content knowledge and professional development
Yazar: ESRA VERDİ
Danışman: PROF. DR. ALİ GÜNAY BALIM
Dokuz Eylül Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Araştırmada fen bilimleri öğretmen adaylarının STEM uygulamaları öğretmen öz-yeterlikleri, STEM pedagojik alan bilgisinin ve mesleki gelişimlerin incelenmesi amaçlanmıştır. Karma araştırma yöntemi kullanılan bu araştırmanın örneklem grubunu 2022-2023 eğitim-öğretim yılı güz döneminde öğrenim gören 163 fen bilimleri öğretmen adayları oluşturmaktadır. Araştırmanın nicel boyutu olarak tarama çalışması nitel boyutu olarak durum çalışması kullanmıştır. Araştırmada veri toplama aracı olarak Yaman, Özdemir ve Vural tarafından geliştirilen "STEM Uygulamaları Öğretmen Öz-yeterlik Ölçeği", Yıldırım ve Şahin Topalcengiz tarafından geliştirilen "STEM Pedagojik Alan Bilgi Ölçeği" ve araştırmacı tarafından geliştirilen yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır. "STEM Uygulamaları Öğretmen Öz-yeterlik Ölçeği" 18 maddelik beşli likert tipi anket formundan oluşmaktadır. Ölçeğin Cronbach's Alpha güvenirlik katsayısı 0,97 bulunmuştur. "STEM Pedagojik Alan Bilgi Ölçeği" 56 maddelik beşli likert tipi anket formundan oluşmaktadır. Ölçeğin Cronbach's Alpha güvenirlik katsayısı 0,87 ile 0,90 arasında değişmektedir. 
Araştırmanın nicel analiz sonuçlarına göre, fen bilimleri öğretmen adaylarının STEM uygulamaları özyeterliklerinin  "orta" düzeyde olduğu sonucuna ulaşılmıştır. 18 ölçek maddesinden en yüksek ortalama 3,3 ile 18. madde (STEM uygulamaları çok zor görünse de yapmaya çalışırım), en düşük ortalama ise 2,57 ile 14. madde (STEM kavramlarına ve terimlerine hakim olduğumu düşünüyorum) dir. STEM uygulamaları özyeterlik düzeyleri cinsiyet değişkenine göre anlamlı farklılık göstermediği ancak  sınıf düzeyine göre incelendiğinde 4.sınıfların özyeterlik düzeylerin yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır. 56 ölçek maddesinden en yüksek ortalama 4.52 ile 53. madde (Arkadaşlarımın hayal güçlerini geliştirmeleri için yardımcı olabileceğimi düşünüyorum), en düşük ortalama ise 2,82 ile 30. madde (Mühendislik ile ilgili gelişmeleri takip ediyorum) dir. Ölçeğin genel ortalaması 3,87 "3.40-4.19" aralığında olduğu için fen bilimleri öğretmen adaylarının STEMPAB düzeylerinin iyi olduğu söylenebilir. STEMPAB düzeyleri cinsiyet değişkenine göre anlamlı farklılık göstermemektedir. STEMPAB ölçeği alt boyutlarının elde edilen verileri sınıf düzeyine göre incelendiğinde pedagoji düzeyinin 3.sınıflar, fen, matematik, mühendislik, teknoloji ve 21.yy becerileri alt boyutlarının 4.sınıflar lehine olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Araştırmanın nitel analiz sonuçlarına göre, öğretmen adayları STEM eğitmi konusunda bilgilerinin yetersiz olduğu, STEM öğretimi yapacak bir öğretmenin alan bilgisi ve pedagoji bilgisinin sahip olunması gerektiğine dair görüşlerini ifade etmişlerdir. Alan bilgisi olarak fen, matematik, mühendislik ve teknoloji disiplinlerine ait bilgilerin uygulama konusunda sürecin daha planlı gittiğini belirtmişlerdir. Bunun yanı sıra öğretmen adayları lisans derslerinin teorik verildiği, uygulama açısından yetersiz olduklarını, lisans düzeyinde fizik, kimya, biyoloji bilgisinin ortaokul fen bilimlerinde STEM uygulamalarının nasıl yapılacağına dair 3. ve 4. Sınıfta uygulama derslerinin olması gerektiği, ders sürecinde mühendislik odaklı uygulamaların nasıl yapılacağı konusunda bilgilerin verilmediği konusunda ihtiyaçları tespit edilmiştir. STEM uygulamalarının planlanabilmesi için ders planı hazırlama bilgisi yeterliğine sahip olunması gerektiğini belirtmişlerdir. STEM eğitiminin doğru ve planlı bir şekilde uygulanabilmesi için öğretmenlerin de STEM eğitimine tüm boyutları ile hakim olması gerekmektedir. Diğer bir deyişle, STEM pedagojik alan bilgisini iyi bir şekilde bilmelidir. STEMPAB düzeyini tüm boyutları ile iyi bilen öğretmen STEM eğitimini rahatça sınıfında uygulayabilecektir. Öğretmenler tarafından STEMPAB'ın bilinmesi yeterli değildir. Dahası öğretmen STEM uygulamalarını iyi bir şekilde planlamalı, tasarlamalı ve uygulamalıdır.

Abstract:
The aim of the study was to examine prospective science teachers' STEM practices, teacher self-efficacy, STEM pedagogical content knowledge and professional development. The sample group of this research, which uses a mixed research method, consists of 163 science teacher candidates studying in the fall semester of the 2022-2023 academic year. A survey was used as the quantitative dimension of the research and a case study was used as the qualitative dimension. In the study, "STEM Applications Teacher Self-Efficacy Scale" developed by Yaman, Özdemir and Vural, "STEM Pedagogical Content Knowledge Scale" developed by Yıldırım and Şahin Topalcengiz and a semi-structured interview form developed by the researcher were used as data collection tools. "STEM Applications Teacher Self-Efficacy Scale" consists of a five-point Likert type survey form with 18 items. Cronbach's Alpha reliability coefficient of the scale was found to be 0.97. "STEM Pedagogical Content Knowledge Scale" consists of a five-point Likert type survey form with 56 items. The Cronbach's Alpha reliability coefficient of the scale varies between 0.87 and 0.90.
According to the quantitative analysis results of the research, it was concluded that the STEM applications self-efficacy of prospective science teachers was at a "medium" level. Among the 18 scale items, the highest mean is item 18 with 3.3 (I try to do STEM applications even though they seem very difficult), and the lowest mean is item 14 with 2.57 (I think I have a good command of STEM concepts and terms). It was concluded that the self-efficacy levels of STEM applications did not differ significantly according to the gender variable, but when examined by grade level, it was concluded that the self-efficacy levels of 4th graders were high. Among the 56 scale items, the highest mean is item 53 with 4.52 (I think I can help my friends develop their imagination), and the lowest mean is item 30 with 2.82 (I follow the developments in engineering). Since the general mean of the scale is between 3.87 and 3.40-4.19, it can be said that the STEMPCK levels of science teacher candidates are good. STEMPCK levels do not differ significantly according to gender variable. When the data obtained from the STEMPCK scale sub-dimensions were examined by grade level, it was concluded that the pedagogy level was in favor of 3rd graders, and the science, mathematics, engineering, technology and 21st century skills sub-dimensions were in favor of 4th graders.

According to the qualitative analysis results of the research, prospective teachers expressed their opinions that their knowledge about STEM education was insufficient and that a teacher who will teach STEM should have field knowledge and pedagogy knowledge. They stated that the process was more planned in terms of applying the knowledge of science, mathematics, engineering and technology disciplines as field knowledge. In addition, prospective teachers stated that undergraduate courses are given theoretically and are insufficient in terms of practice, that physics, chemistry and biology knowledge at the undergraduate level should have application courses in the 3rd and 4th grades on how to carry out STEM applications in secondary school sciences, and how to make engineering-oriented applications during the course. Their needs have been identified regarding information not being provided. They stated that in order to plan STEM applications, it is necessary to have the knowledge of lesson plan preparation. In order for STEM education to be implemented correctly and in a planned manner, teachers must have knowledge of STEM education in all its dimensions. In other words, he/she must have a good knowledge of STEM pedagogical content. A teacher who knows the STEMPCK level in all its dimensions will be able to easily implement STEM education in his classroom. It is not enough for teachers to know STEM PCK. Moreover, the teacher should plan, design and implement STEM applications well.