Robotik destekli mühendislik tasarım tabanlı 2E-STEM eğitiminin bilgi işlemsel düşünme ve girişimcilik özelliklerine etkisi
The effect of robotics-supported engineering design-based 2E-STEM education on computational thinking and entrepreneurship characteristics
Yazar: GİZEM ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. SAİT BULUT
Akdeniz Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu araştırmada, robotik destekli mühendislik tasarım tabanlı 2E-STEM eğitiminin fen bilgisi öğretmen adaylarının bilgi işlemsel düşünme ve girişimcilik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Deneysel araştırma desenlerinden statik grup ön test-son test deseninin kullanıldığı çalışmada nicel verilerin yanı sıra eğitim sürecinin betimlenmesi amacıyla nitel veriler toplanmıştır. Çalışma grubunu 2023-2024 eğitim öğretim yılı güz döneminde Akdeniz Üniversitesi Eğitim Fakültesinde öğrenim gören 4. sınıf fen bilgisi öğretmen adayları (57 kişi) oluşturmaktadır. Deney grubunda 31 kişi, kontrol grubunda ise 26 öğretmen adayı bulunmaktadır. Deney grubunda araştırmacı tarafından geliştirilen (robotik destekli mühendislik tasarım tabanlı) E+E-STEM disiplinleri ile uygulamalı çevre eğitimi gerçekleştirilirken, kontrol grubunda ise genellikle tercih edilen yöntemlerle teorik çevre eğitimi gerçekleştirilmiş olup araştırma 11 hafta sürmüştür. Veri toplama aracı olarak "Bilgi İşlemsel Düşünme Ölçeği", "Girişimcilik Ölçeği", "Etkinlik Kağıtları", "Bireysel Gelişim Notları", "Proje Sonuç Raporları" ve "Örnek Proje İnceleme Formu" kullanılmıştır. Nicel verilerin analizinde bağımlı örneklemler t-testi, ANCOVA ve MANCOVA gerçekleştirilirken nitel verilerin analizinde ise betimsel analiz yapılmıştır. Süreç içerisinde deney ve kontrol gruplarının örnek çevre projelerini araştırma ve incelemeye yönelik ortak görevler gerçekleştirdikleri, bir projedeki olası aşamalar ve girişimci bir bireyin sahip olduğu/olması gereken özellikler hakkında bilgi sahibi oldukları gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, deney grubunda ek olarak çevre problemlerinin disiplinler arası yapısı gereği disiplinler arası bakış açısıyla mühendislik tasarım tabanlı girişimci proje geliştirme sürecini kendilerinin deneyimledikleri ve bahsedilen becerileri kullandıkları bir eğitim ortamının oluştuğu tespit edilmiştir. Ayrıca deney grubundaki uygulamada doğrudan yer verilmese de bilgi işlemsel düşünme aşamalarının da süreç içerisinde kendiliğinden geliştiği görülmüştür. Çıkarımsal analize ilişkin bulgulara göre hem bilgi işlemsel düşünme hem de girişimcilik puanları ön test-son test karşılaştırmalarında son testler lehine bir artış gözlemlenmiş olup deney grubunda gözlemlenen artışların anlamlı olduğu tespit edilmiştir. Hem bilgi işlemsel düşünme hem de girişimcilik puanları son test karşılaştırmalarında deney grubu son test puanları lehine puanlar arasında anlamlı bir farklılık tespit edilmiştir. Sonuç olarak, deney ve kontrol grupları karşılaştırıldığında bireylerin süreç içerisinde aktif rol aldığı uygulamalı eğitimlerin olmaması durumunda her ne kadar araştırma-sorgulamaya dayalı bir ortam oluşturulsa da bireyler bilgileri doğrudan deneyimleyemedikleri için beceri edinimleri ve gelişimleri yetersiz kalacaktır. Bu çalışmada geliştirilen robotik destekli mühendislik tasarım tabanlı 2E-STEM fikrinin kullanımı ile birlikte sürdürülebilir kalkınmayı çevresel (Çevre disiplini), sosyal ve ekonomik (Girişimcilik disiplini) boyutlarıyla göz bulundurarak robotik destekli mühendislik tasarım tabanlı disiplinler arası bir süreç aracılığıyla sürdürülebilir çevre için eğitim ortamları oluşturulabilir.
Anahtar Kelimeler: Sürdürülebilir Kalkınma, Sürdürülebilir Çevre İçin Eğitim, 21. Yüzyıl Becerileri, E+E-STEM.

Abstract:
In this study, the effect of robotics-supported engineering design-based 2E-STEM education on the computational thinking and entrepreneurship characteristics of pre-service science teachers was examined. In the study in which static-group pretest-posttest design was used, qualitative data were collected to describe the education process as well as quantitative data. The study group consisted of 4th grade pre-service science teachers (57 people) studying at Akdeniz University Faculty of Education in the fall semester of the 2023-2024 academic year. There were 31 pre-service teachers in the experimental group and 26 pre-service teachers in the control group. In the experimental group, (robotics-supported engineering design-based) E+E-STEM education developed by the researcher was applied, while in the control group, environmental education was carried out with generally preferred teaching methods and the research lasted 11 weeks. "Computational Thinking Scale", "Entrepreneurship Scale", "Activity Sheets", "Individual Development Notes", "Project Result Reports" and "Project Review Form" were used as data collection tools. While paired-samples t-test, ANCOVA and MANCOVA were used to analyze quantitative data, descriptive analysis was used to analyze qualitative data. During the process, it was observed that the experimental and control groups carried out joint tasks to research and examine sample environmental projects and gained knowledge about the possible stages in a project and the characteristics that an entrepreneurial individual has/should have. In addition, in the experimental group, it was determined that an educational environment was created in which they experienced the engineering design-based entrepreneurial project development process from an interdisciplinary perspective due to the interdisciplinary nature of environmental problems and used the mentioned skills. In addition, although not directly included in the application in the experimental group, it was observed that the stages of computational thinking developed spontaneously in the process. According to the findings related to inferential analysis, an increase was observed in favor of the post-tests in the pre-test-post-test comparisons of both computational thinking and entrepreneurship scores, and it was determined that the increases observed in the experimental group were significant. In the post-test comparisons of both computational thinking and entrepreneurship scores, a significant difference was found between the scores in favor of the experimental group post-test scores. As a result, when the experimental and control groups are compared, in the absence of applied education in which individuals take an active role in the process, although an environment based on research and inquiry is created, their skill acquisition and development will be insufficient because individuals cannot directly experience the information. With the use of the robotics-assisted engineering design-based 2E-STEM idea developed in this study, educational environments for sustainable environment can be created through a robotics-supported engineering design-based interdisciplinary process by considering sustainable development with environmental (Environmental discipline), social and economic (Entrepreneurship discipline) dimensions.
Keywords: Sustainable Development, Education for Sustainable Environment, 21st Century Skills, E+E-STEM