Fen bilimleri dersi elektrik enerjisinin dönüşümü konusuna 5E modeli ile temellendirilmiş bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (STEM) yaklaşımının 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarı ve bilimsel süreç becerilerine etkisi
The effect of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education activities based on 5E model and integrated in the topic of transformation of electrical energy in science courses on the academic achievement and scientific process skills of secondary school 7th grade students
Yazar: SEVGİ İZGİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERPİL KALAYCI
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: 5E Modeli = 5E Model ; Akademik başarı = Academic achievement ; Bilimsel süreç = Scientific process ; Fen bilgisi dersi = Science lesson ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; STEM eğitim yöntemi = STEM training method

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Fen bilimleri dersi "Elektrik Enerjisi" ünitesi "Elektrik Enerjisinin Dönüşümü" konusunda 5E modeli ile temellendirilmiş Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik (STEM) yaklaşımına göre hazırlanan öğretim tasarımı uygulamalarının 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve bilimsel süreç becerilerine etkisinin incelenmesidir.

Araştırmada nicel ve nitel veriler bir arada toplanmıştır. Bu bağlamda bu araştırma karma araştırma deseni ile gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın nicel boyutunda ön-test son-test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmanın örneklemi; 2017-2018 öğretim yılında Mersin ilinde bulunan bir ortaokulda öğrenim gören 25 deney, 25 kontrol grubu olmak üzere 50 7. sınıf öğrencisinden oluşmaktadır. Deney grubuna "Elektrik Enerjisinin Dönüşümü" konusunun öğretilmesinde 5E öğrenme modeli ile temellendirilmiş STEM yaklaşımına göre hazırlanan ders planlarıyla, kontrol grubuna ise mevcut öğretim programının öngördüğü yöntem ve planlarla ders işlenmiştir.

Veri toplama aracı olarak; her iki gruba uygulama öncesi ve sonrası "Elektrik Enerjisinin Dönüşümü Konusu Başarı Testi" (EEDKBT),  "Bilimsel Süreç Becerileri Testi (BSBT)" ve uygulama sonrası deney grubu öğrencilerine yarı yapılandırılmış  "STEM Uygulamalarına Yönelik Öğrenci Görüşleri Formu" uygulanmıştır. Elde edilen nicel veriler SPSS 22 istatistik programı kullanılarak analiz edilmiş, nitel verileri değerlendirmek için içerik analizi yapılmıştır. Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre; ön-test puanları denk olan grupların; EEDKBT ve BSBT son test puanları arasında deney grubu lehine istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğu tespit edilmiştir. Deney ve kontrol gruplarında uygulanan yöntemlerin etkisi arasındaki farkın ne düzeyde olduğunu belirlemek amacıyla, EEDKBT ve BSBT son test puanları için Cohen's d değerleri hesaplanmış ve sırasıyla 1,27 ve 1,29 olarak bulunmuştur. Hesaplanan Cohen's d değerleri deney grubunda gerçekleştirilen öğretim uygulamalarının büyük (large) etki büyüklüğüne sahip olduğunu göstermektedir. Deney grubu öğrencilerinden elde edilen nitel verilere göre öğrenciler, derse karşı ilgilerinin arttığını, zevk alarak öğrendiklerini ve STEM uygulamalarının diğer derslerde yer almasını istediklerini belirtmişlerdir. Sonuç olarak, 5E modeli ile temellendirilmiş STEM yaklaşımına göre hazırlanan öğretim tasarımı uygulamalarının mevcut programın öngördüğü öğretim yöntemine göre öğrencilerin akademik başarılarını arttırmada ve bilimsel süreç becerilerini geliştirmede daha etkili olduğu belirlenmiştir. 

Anahtar Kelimeler: STEM, 5E, akademik başarı, bilimsel süreç becerileri

Abstract:
The purpose of this study is to investigate the effect of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) education activities which are based on 5E Model and integrated in the topic of "Conversion of Electrical Energy" in the unit of "Electrical Energy" of the Science Course on the academic achievement and scientific process skills of primary school 7th grade students.

This research study followed a mixed research design which combined qualitative and quantitative data. The research was designed in a quasi-experimental pattern model with a pre-test-post-test and control group. The research sample consists of 50 7th grade students studying at a secondary school in Mersin during 2017-2018 academic year. Of the 50 students 25 formed the control group and 25 the experimental one. The experimental group went through a STEM education lesson plan integrated in 5E instructional model, while the control group followed the current lesson plans as required by the administration.

As the data collection instruments, both groups took an achievement test on "the conversion of electricity" (EEDKBT) and a test on scientific process skills (BSBT) both before and after the experimental period. The experimental group also filled in a Student Feedback Form to give their ideas about the STEM activities they went through. Quantitative data were analyzed through SPSS22 and content analysis was used to evaluate qualitative data. Results have shown that of the two groups, with equal pretest scores, the experimental group showed a statistically significant gain over the control in the post-test scores of EEDKBT and BSBT. Cohen's d values were calculated to determine the difference between the effect of the methods applied in the experimental and control groups and found to be 1.27 and 1.29, which is Large. The qualitative data obtained from the experimental group showed that the students' interest towards the course increased and that they learned with pleasure and that they wanted STEM applications to take place in other courses as well. In conclusion a program based on STEM activities based on 5E Model was proven to be more effective than the current program design in increasing students' academic achievement and scientific process skills.

Keywords: STEM, 5E, academic achievement, scientific process skills