21. yüzyıl becerilerinin gelişimini destekleyici fen öğrenme ortamlarının ortaokul öğrencilerinin problem çözme, yaratıcı düşünme becerileri ve kavram öğrenimine etkisinin incelenmesi
The investigation of the impact of the science learning environments promoting 21st century skills' development on middle school students' problem-solving skills, creative thinking abilities, and conceptual learning
Yazar: FERAH ÖZER
Danışman: PROF. DR. NİHAL DOĞAN
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: 21. yüzyıl = 21. century ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Kavram öğretimi = Concept teaching ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Problem çözme becerisi = Problem solving ability ; Yaratıcı düşünce = Creative thinking ; Yaratıcılık = Creativity ; Öğrenme ortamı = Learning environment

Özet:
21. yüzyılda bilim-teknolojide yaşanan gelişme ve küresel problemler, öğrencilerin bu bağlamın ihtiyacıyla uyumlu bilişsel beceri ve nitelikli alan bilgisiyle donatılmalarını gerektirmektedir. Bu gereklilik doğrultusunda bu araştırmada, ortaokul öğrencilerinin problem çözme, yaratıcı düşünme ve konulara ilişkin kavram(a)larına 21. yüzyıl becerilerinin gelişimini destekleyici modüllerin etkisi, nitel ve nicel araştırma teknikleriyle incelenmiştir. Çalışmaya 5., 6. ve 7. sınıftan toplam N=218 öğrenci katılmıştır. Geliştirilen modüllerin etkisinin bilimsel yöntemlerle test edilebilmesi için deney gruplarında (N=141) toplam bir yıl süresince Probleme Dayalı Öğrenme (PDÖ) & Bilim Tarihi adlı modül uygulamaları; kontrol gruplarında (N=77) Fen Bilimleri dersi öğretim programı uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, alana özgü problem çözme beceri ve beceri düzeyinin gelişimi, modül içeriklerinde bulunan senaryo ve açık uçlu sorulara verilen yanıtlar ve geliştirilen rubrikler ile incelenmiştir. Yaratıcı düşünme becerilerindeki değişim Torrance Yaratıcı Düşünme Testi (TYDT); modüllerin kavram öğrenimine etkisinin incelenmesi ise modül içeriklerinde geliştirilen değerlendirme araçlarıyla gerçekleştirilmiştir.
Sonuçlar, deney grubunda yer alan öğrencilerin problem tanımlama ve çözüm stratejisi geliştirme beceri düzeyinde olumlu gelişme olduğunu; becerilerin gelişiminde yaş ve bilişsel gelişim düzeyi, ön bilgiler, şema yapıları, problem çözme deneyimleri gibi faktörlerin etkili olduğunu göstermiştir. Yaratıcı düşünme becerisine ilişkin bulgular, deney grubunda yer alan öğrencilerin toplam puan ortalamasının kontrol grubundan yüksek ve sınıf düzeyi bağlamında puanların 7., 6., 5. sınıflar olarak sıralandığını göstermiştir. Kavram öğrenimi bağlamındaki bulgular ise tüm gruplardaki öğrencilerin konulara ilişkin kavram sayılarını arttırdığını; kavramların bilimsel olarak doğru kullanımı bakımından ise deney grubunda yer alan öğrencilerin öne çıktığını göstermiştir. Araştırma sonucunda 21. yüzyıl eğitim öğretim paradigmalarında yer alan bilgi-beceri hedefiyle uyumlu çok boyutlu bir öğrenme ortamı model önerisi sunulmuştur.

Abstract:
The developments in science-technology and global problems in the 21st century require students to be equipped with cognitive skills and content knowledge compatible with the needs of this context. In line with this, in this study, the impact of modules promoting the development of 21st century skills on middle school students' problem solving, creative thinking, and conceptual learning was examined with qualitative-quantitative research methodologies. N=218 5th, 6th and 7th grade students participated in the study. To test the impact of the modules scientifically, the module interventions, namely Problem-Based Learning & History of Science Modules, were carried out for one year in the experimental groups (N=141), while the control groups (N=77) were taught with current curricular activities. In the study, students' domain-specific problem-solving skills and the development of these skills were assessed through the responses given to the scenarios and open-ended questions in the module contents and via the rubrics developed. Torrance Creative Thinking Tests (TCTT) were used to examine the changes in creative thinking skills while the examination of the impact of modules on conceptual learning was carried out through the authentic assessment tools designed in the module contents.  The results showed that there were improvements in the problem definition-solution generation strategy skill levels of the students in the experimental group; and the factors such as age, cognitive development, prior knowledge, schema structures, problem-solving experiences were found to be effective in the development of these skills. Findings related to creative thinking skills showed that the total mean scores of the students in the experimental group were found higher than the control groups and the mean scores of students were found to gradually increase with grade level. The findings in the context of conceptual learning indicated that the number of concepts related to the variety of science subjects increased in all groups; however, in terms of scientifically correct using of these concepts, the students in the experimental group outperformed the control groups. As a result of the study, a multidimensional learning environment model that is aligned with content-skill integrated 21st century teaching paradigms was proposed.