Fen bilimleri dersinde uygulanan STEM ve STEAM etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına, motivasyonlarına, yaratıcılıklarına ve girişimciliklerine etkisinin incelenmesi: Karma yöntem araştırması
Investigation of the effects of STEM and STEAM activities applied in the science course on the academic achievement, motivation, creativity and entrepreneurship of 7th grade students: Fully integrated mixed method research
Yazar: PELİN YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. KEMAL DOYMUŞ ; PROF. DR. ZEHRA ÖZDİLEK
Atatürk Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Amaç: Bu araştırmada 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarıları, fen bilimleri motivasyonları, bilimsel yaratıcılıkları ve fen tabanlı girişimcilikleri üzerinde 5E öğrenme modeli destekli STEM ve STEAM etkinliklerinin olduğu müdahale programının etkisinin ve araştırma sonucunda elde edilen nicel bulguların, nitel bulgular tarafından nasıl açıklandığının incelenmesi amaçlanmaktadır. 
Yöntem: Araştırmada tamamen bütünleştirilmiş karma yöntem araştırmaları yaklaşımı benimsenmiş olup iç iç geçmiş karma desen kullanılmıştır. Araştırmanın nicel boyutu denkleştirilmemiş kontrol gruplu ön test-son test yarı deneysel desenle, nitel boyutu ise durum çalışması deseniyle yürütülmüştür. Araştırma Erzurum ilindeki bir ortaokulun 4 şubesinde öğrenim gören 7. sınıf öğrencileriyle yürütülmüştür. Nicel verilerin toplanmasında akademik başarı testleri, Bilimsel Yaratıcılık, Fen Tabanlı Girişimcilik ve Fen Bilimleri Motivasyon Ölçekleri kullanılmıştır. Nitel veriler yarı yapılandırılmış görüşme formlarıyla toplanmıştır. Nicel verilerin analizinde ANOVA ve ANCOVA uygulanırken, nitel verilerin analizinde betimsel ve içerik analizi kullanılmıştır.
Bulgular: Araştırmanın nicel bulguları araştırmada uygulanan STEM ve STEAM etkinliklerinin öğrencilerin; akademik başarıları, fen bilimleri motivasyonları ve bilimsel yaratıcılıkları üzerinde istatistiksel olarak anlamlı şekilde olumlu etkiye sahip olduğunu ve araştırmada uygulanan deneysel işlemin ilgili değişkenler üzerinde büyük etki büyüklüklerine sahip olduğu belirlenmiştir. Öte yandan nicel bulgular STEM ve STEAM etkinliklerinin öğrencilerin fen tabanlı girişimcilikleri üzerinde anlamlı etkisi olmadığını göstermiştir. Akademik başarı ve fen bilimleri motivasyonu değişkenlerine ilişkin araştırmanın nitel bulgularının, nicel bulgularını doğrular nitelikte olduğu belirlenmiştir. Fen tabanlı girişimciliğe ilişkin elde edilen nitel bulgular ise STEM ve STEAM etkinliklerinin; iletişim becerisi, takım çalışması ve kendine güven konularında öğrenciler üzerinde olumlu etkileri olduğu ve uygulanan etkinliklerin öğrencilerin fen tabanlı girişimciliklerini olumlu yönde etkilediği şeklindedir. Araştırma sonunda deney grubu öğrencileriyle yapılan görüşmelerde öğrenciler uygulanan etkinliklerin dersin daha iyi anlaşılmasını ve eğlenceli olmasını sağladığını,  diğer konularda da benzer etkinliklerin yapılmasını istediklerini ve öğrenciler mühendisliğe karşı fikirlerinin araştırma öncesine kıyasla olumlu yönde değiştiğini belirtmişlerdir. Fen bilimleri öğretmeni ise uygulanan etkinliklerin; bilgiyi ezberlemenin ötesine taşıyarak uygulanmasını, pekiştirilmesini ve öğrencilerin potansiyellerinin öğretmenler tarafından keşfedilmesini sağladığını, yetkililerin bu etkinliklerin derste uygulanması konusunda teşvik edici uygulamalar yapabileceğini, ders süresini yetiştirme ve malzeme temini konularında sınırlılıkları olabileceğini dile getirmiştir.
Sonuçlar: STEM ve STEAM etkinliklerinin araştırmanın birbiriyle örtüşen nicel ve nitel bulgularına göre öğrencilerin fen bilimleri motivasyonlarını ve akademik başarılarını, araştırmanın nicel bulgularına göre ise öğrencilerin bilimsel yaratıcılıklarını olumlu şekilde etkilediği söylenebilir. Fen tabanlı girişimcilik değişkenine ilişkin ise araştırmanın nicel ve nitel bulgularının birbiriyle örtüşmediği belirlenmiştir. Araştırma sonunda araştırma sürecine, araştırmada uygulanan yönteme ve STEM ve STEAM etkinliklerine ilişkin yapılan görüşmelerde deney grubu öğrencileri ve fen bilimleri öğretmeni olumlu yönde görüş belirtmişlerdir.

Abstract:
Purpose: In this study, it is aimed to examine the effect of the intervention program with 5E learning model supported STEM and STEAM activities on the academic achievement, science motivation, scientific creativity and science-based entrepreneurship of 7th grade students.  and it is aimed to examine how the quantitative findings obtained as a result of the research are explained by the qualitative findings of research.
Method: In the research, a fully integrated mixed method research approach was adopted, and a nested mixed design was used. The quantitative dimension of the study was carried out with the control group pretest-posttest quasi-experimental design, and the qualitative dimension was carried out with the case study design. The research was carried out with 7th grade students studying in 4 branches of a secondary school in Erzurum. Academic achievement tests, Scientific Creativity, Science-Based Entrepreneurship and Science Motivation Scales were used to collect quantitative data. Qualitative data were collected with semi-structured interview forms. While ANOVA and ANCOVA were applied in the analysis of quantitative data, descriptive and content analysis were used in the analysis of qualitative data.
Findings: The quantitative findings of the study showed that the STEM and STEAM activities applied in the research were; It has been determined that it has a statistically significant positive effect on their Academic Achievement, Science Motivation and Scientific Creativity, and the experimental procedure applied in the research has large effect sizes on the relevant variables. On the other hand, quantitative findings showed that STEM and STEAM activities did not have a significant effect on students' science-based entrepreneurship. It was determined that the qualitative findings of the study on the variables of academic achievement and science motivation were found to confirm the quantitative findings. Qualitative findings related to science-based entrepreneurship are that STEM and STEAM activities; communication skills, teamwork and self-confidence have positive effects on students and the activities applied positively affect students' science-based entrepreneurship. At the end of the research, in the interviews held with the experimental group students, the students stated that the STEM and STEAM activities applied provided the lesson to be better understood and fun. Students also stated that they want activities similar to these to be carried out in the science lesson. Students stated that their ideas towards engineering changed in a positive way compared to the before the research. Science teacher, on the other hand, stated that the activities applied in the research carried the knowledge beyond memorization and ensured its implementation and reinforcement. The science teacher also stated that the activities applied in the lesson enable the students to discover their potentials by the teachers. The teacher also stated that the authorities can encourage the implementation of these activities in the lesson and that these activities may have limitations in terms of training the duration of the lesson and supplying materials.
Results: According to the overlapping quantitative and qualitative findings of the research, it can be said that STEM and STEAM activities positively affect students' science motivation and academic achievement. In addition, according to the quantitative findings of the research, it can be said that STEM and STEAM activities affect students' scientific creativity positively. Regarding the science-based entrepreneurship variable, it was determined that the quantitative and qualitative findings of the research did not overlap with each other. At the end of the research, in the interviews about the research process, the method applied in the research, and STEM and STEAM activities, the students in the experimental group and the science teacher expressed positive opinions.