Biyoçeşitlilik konusunda STEM eğitimi modülünün geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
Development and evaluation of STEM education module on biodiversity
Yazar: İCLAL AKMAN
Danışman: PROF. DR. AYŞE SAVRAN GENCER
Pamukkale 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
Dizin: Biyoçeşitlilik = Biodiversity ; STEM eğitim yöntemi = STEM training method

Özet:
Bu çalışmanın amacı, beşinci sınıf öğrencilerinde Fen-Teknoloji-Toplum-Çevre bağlantılarına sahip sosyobilimsel bir konu olan biyoçeşitlilik konusunu ele alarak STEM eğitimi uygulamalarının yer aldığı bir modül geliştirmek ve değerlendirmektir. Mühendislik tasarım sürecini takip ederek yapılan uygulamaların bilişsel başarıları, 21. yy. öğrenme ve yenilenme becerileri, yaratıcı problem çözme becerileri, STEM okuryazarlığı yetenekleri ve mühendislik tasarım süreci davranışları açısından öğrencilerin gelişiminde yarattığı etki incelenmiştir. Araştırmanın çalışma grubu, 2022-2023 eğitim-öğretim yılında amaçlı örnekleme yöntemiyle seçilen Aydın ili Çine ilçesinde taşımalı eğitim veren bir köy okulunda öğrenim gören 19 ortaokul 5. sınıf öğrencisinden oluşmaktadır. Araştırmada karma yöntem desenlerinden iç içe geçmiş karma desen kullanılmıştır. Araştırmanın nicel verileri Beceri Temelli Biyoçeşitlilik Başarı (BETBİB) Testi-1 (çoktan seçmeli), Beceri Temelli Biyoçeşitlilik Başarı (BETBİB) Testi-2 (açık uçlu), 21. Yüzyıl Öğrenme ve Yenilenme Becerileri Ölçeği ve Yaratıcı Problem Çözme Envanteri ile toplanmıştır. Araştırmanın nitel verileri STEM okuryazarlığı (SOY) yarı yapılandırılmış gözlem formu, mühendislik tasarım süreci (MTS) yarı yapılandırılmış gözlem formu, yarı yapılandırılmış görüşme formu ve biyoçeşitlilik STEM eğitimi modülü grup fasikülleri ile toplanmıştır. Araştırmanın alt problemlerinin çözümlenmesinde nicel veriler için bağımlı örneklemler t-testi ve korelasyon analizi, nitel verilerin analizinde betimsel analiz ve içerik analizi yapılmıştır. Araştırmanın sonuçlarına bakıldığında, ortaokul beşinci sınıf öğrencilerinin biyoçeşitlilik STEM eğitimi modülü sonrası uygulanan BETBİB Testi-1, BETBİB Testi-2, 21. Yüzyıl Öğrenme ve Yenilenme Becerileri Ölçeği ve Yaratıcı Problem Çözme Envanteri sonuçları eğitim öncesi sonuçlarına göre anlamlı bir fark oluştuğu tespit edilmiştir. Eğitim süreci boyunca yapılan ders gözlemleri, gözlemci notları, eğitim sonunda yapılan görüşmeler ve biyoçeşitlilik STEM eğitimi modülü grup fasikülleri (etkinlik kağıtları) incelenmiştir. Araştırma sonunda öğrencilerin STEM okuryazarlığı (SOY) yeteneklerinin, mühendislik tasarım süreci davranışlarının geliştiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca öğrencilerin STEM uygulamaları, tasarım yapma, bütüncül düşünme, araştırma yapma, yaptıkları tasarımları sunma, iletişim, işbirliği, problem çözme, akademik becerilerin gelişmesi ve bir konuda birden çok fikir üretme ve yaratıcılık açısından gelişim sağladıkları tespit edilmiştir. Yaşadığı çağa uyum sağlayabilen bireyler yetiştirebilmek için öğrencilerde STEM okuryazarlığının geliştirilebilmesi için STEM uygulamalarına ağırlık verilmesi gerektiği belirtilmiş, okullarda STEM uygulamalarının uygulanabilirliğine dönük önerilerde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler: STEM Eğitimi, biyoçeşitlilik, mühendislik tasarım süreci, 21. yy. becerileri, STEM okuryazarlığı

Abstract:
The aim of this study was to develop and evaluate a module that includes STEM education practices by addressing the subject of biodiversity, which is a socioscientific issue with Science-Technology-Society-Environment connections, for fifth grade students. The impacts of the engineering design process practices on students' development in terms of their cognitive learning, 21st century learning and innovation skills, creative problem-solving skills, STEM literacy abilities and engineering design process behaviors were examined. The study group of the research consisted of 19 secondary school 5th grade students studying in a village school providing bussed education in Çine district of Aydın province, selected by purposeful sampling method in the 2022-2023 academic year. A nested mixed design, one of the mixed method designs, was used in the research. Quantitative data of the research were collected with Skill-Based Biodiversity Achievement (BETBİB) Test-1 (multiple choice), Skill-Based Biodiversity Achievement (BETBİB) Test-2 (open-ended), 21st Century Learning and Innovation Skills Scale and Creative Problem Solving Inventory. The qualitative data of the research were collected with STEM literacy semi-structured observation form, engineering design process (MTS) semi-structured observation form, semi-structured interview form and biodiversity STEM module group fascicles. In analyzing the sub-problems of the research, dependent samples t-test and correlation analysis were used for quantitative data, and descriptive analysis and content analysis were used in the analysis of qualitative data. Considering the results of the research, it was determined that there was a significant difference in the results of BETBİB Test-1, BETBİB Test-2, 21st Century Learning and Innovation Skills Scale and the Creative Problem Solving Attributes Inventory applied after the biodiversity STEM education module when compared to the pre-training results. Lesson observations made throughout the training process, observer notes, interviews at the end of the training, and biodiversity STEM education module group fascicles (activity papers) were examined. At the end of the research, it was concluded that students' STEM literacy abilities and engineering design process behaviors improved. In addition, it has been determined that students improved in terms of STEM applications, design, holistic thinking, research, presenting their designs, communication, collaboration, problem solving, academic skills, generating multiple ideas on a subject and creativity. It has been stated that STEM applications should be emphasized in order to develop STEM literacy in students in order to raise individuals who can adapt to the age they live in, and suggestions have been made regarding the applicability of STEM applications in schools.

Key Words: STEM Education, biodiversity, engineering design process, 21st century skills, STEM literacy