Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarının kullanımı: Tasarım temelli fen eğitimi
The usage of engineering practices in science education: Design based science learning
Yazar: SERHAT ERCAN
Danışman: PROF. DR. FATMA ŞAHİN
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / İlköğretim Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Mühendislik = Engineering ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Tasarım tabanlı araştırma = Design based research

Özet:
Bu çalışmada, tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının, ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik akademik başarılarına, karar verme becerilerine, mühendislik disiplinine yönelik görüş ve yeterliklerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Araştırmanın pilot uygulaması 2012-2013 eğitim-öğretim yılında, 8 öğrencinin eğitim gördüğü bir ilköğretim 7. Sınıf şubesinde, asıl uygulama ise 2013-2014 eğitim-öğretim yılında 30 öğrencinin eğitim gördüğü bir ilköğretim 7. sınıf şubesinde gerçekleştirilmiştir.
Karma yöntem araştırma desenlerinden iç içe gömülü desenin özel bir türü olarak, tek aşamalı deneysel gömülü desen ekseninde kurgulanan bu araştırmanın yedi hafta süren uygulama süreci, 7. sınıf Kuvvet ve Hareket ünitesi kazanımlarını kapsayacak şekilde organize edilmiş, üç tasarım temelli fen eğitimi modülü çerçevesinde yürütülmüştür.
Araştırmanın nicel verilerinin çözümlenmesi ile elde edilen bulgular doğrultusunda, tasarım temelli fen eğitiminin öğrencilerin kuvvet ve hareket ünitesine yönelik akademik başarılarının, karar verme becerilerinin ve mühendisliğe yönelik bilgi düzeylerinin gelişimine katkı sağladığı sonucuna ulaşılmıştır. 
İç içe geçmiş çoklu durum çalışması ile elde edilen bulgular doğrultusunda uygulamalar süresince "problem ya da ihtiyacın belirlenmesi", "olası çözümlerin araştırılması", "en uygun çözümün belirlenmesi", "prototip yapımı ve test etme" ve "iletişim" aşamalarının tamamı için öğrencilerin mühendislik tasarım süreci uygulama becerilerinin gelişim gösterdiği tespit edilmiştir. Mühendisliğe yönelik düşünceler soru formundan elde edilen bulgular doğrultusunda ise öğrencilerin mühendislerin sahip olması gereken özelliklerle ilgili düşüncelerinin uygulamalar sonrasında mühendisliğin özel bağlamını yansıtacak şekilde gelişim gösterdiği, uygulamalar öncesinde kariyer planlamaları açısından mühendisliği düşünmeyen bazı öğrencilerin uygulamalar sonrasında  mühendisliği bu anlamda bir alternatif olarak görmeye başladıkları ve yine uygulamalar öncesinde mühendisliğin erkeklere has bir meslek olduğunu düşünen bazı öğrencilerin bu düşüncelerinden vazgeçtikleri saptanmıştır.



Anahtar kelimeler: Tasarım Temelli Fen Eğitimi, STEM Eğitim Yaklaşımı, İlköğretim Mühendislik Uygulamaları, Fen Eğitimi, Karma Yöntem Araştırması

Abstract:
The purpose of this study is to examine the effect of design-based science education practices on the 7th Grade students' academic achievement in Force and Motion unit, their decision making skills, and their perspectives and abilities on engineering discipline. Pilot research was conducted in a small 7th grade elementary class where only 8 students were taking Science Classes during the academic year of 2012-2013. Original research has been conducted in a 7th grade class with 30 students.
The seven-week application phase took place during the 7th grade Force and Motion unit and conducted in a three-design based science education module. Mixed methods were used as a research design, particularly a special type of embedded design, a one-phase experimental embedded pattern design was applied. 
Findings from quantitative analysis indicated that design-based science education contributed to the growth of knowledge related to engineering discipline, the academic achievement in Force and Motion unit, and decision making skills. 
Findings from embedded multiple-case design study indicated that during the unit, students' engineering design process application skills were enhanced. 
Findings from question forms for student perspectives towards engineering indicated that students' understanding of the qualities engineers need to possess encompassed more specific aspects of engineering after the study. Indeed, some students who did not consider engineering as an occupation before the study began considering engineering as an alternative career path after the study. In addition, those students who viewed engineering as a career for males changed their views after the study.




Key words: Design-Based Science Education, STEM Education, Elementary Engineering Practices, Science Education, Mixed Methods Research