5. Sınıf elektrik ünitesinin öğretiminde öğrencilerin bilim oyuncakları tasarlama performanslarının ve problem çözme becerilerinin araştırılması

Bilimsel ve teknolojik gelişmelerin hızla ilerlediği günümüz koşullarında, öğrencilerin toplumda etkin bireyler olabilmeleri için yaratıcılık, yenilikçilik, problem çözebilme gibi becerilere sahip olmaları gerekmektedir. Problem çözme becerisi, günlük yaşamda karşılaşılan sorunlara karşı çözüm oluşturabilme ve teknoloji ile bütünleşerek bilime katkı sağlamanın önünü açar. Fen Bilimleri dersi öğretim programlarının amaçlarından biri de öğrencilerin sorgulama ve problem çözme becerilerinin gelişmesini sağlamaktır. Bu amaç doğrultusunda çalışmada Fen Bilimleri dersinin öğretiminde mühendislik tasarım basamaklarına göre bilim oyuncakları tasarımı sürecinin öğrencilerdeki problem çözme becerilerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırmanın örneklemini Kastamonu ili Seydiler ilçesinde bulunan bir imam hatip ortaokulunun 5. sınıfına devam eden 26 erkek öğrenci oluşturmuştur. Bu öğrencilerden 13 öğrenci deney grubunu, 13 öğrenci kontrol grubunu oluşturmaktadır. Deney grubundaki 13 öğrenci işbirlikli gruplara ayrılmış ve toplam 4 grup oluşturulmuştur. Tez çalışması kapsamında, elektrik konusuna yönelik 4 farklı etkinlik içeren öğrenci ve öğretmen etklinlik kitapçıkları, hazırlanan etkinliklerin değerlendirilmesini sağlamak için mühendislik tasarım basamaklarını içeren dereceli puanlama anahtarı, öğrencilerin fen bilimleri dersi ve bilim oyuncakları tasarlama sürecine ilişkin tutumlarını belirlemek amacıyla yarı yapılandırılmış bir görüşme formu araştırmacı tarafından hazırlanmıştır. Deney grubunda yer alan 13 öğrenci ile yarı yapılandırılmış görüşmeler yapılmıştır. Uygulamaya başlamadan önce deney grubundaki öğrencilere etkinlikler hakkında bilgi verilmiştir. Uygulama deney ve kontrol gruplarında haftada 4 saat olmak üzere toplam 4 hafta, 16 saat sürmüştür. Araştırmada nicel ve nitel veri analizlerinin bir arada yapıldığı karma yöntem kullanılmıştır. Nicel verilerin toplanmasında kullanılmak üzere Fen Bilimleri 5. Sınıf öğrencilerinin problem çözme becerilerini ölçmek için ulusal ve uluslararası alan yazında mevcut ölçme araçları incelenmiş ve çalışma kapsamında kullanılan veri toplama aracı olarak 'Problem Çözme Envanteri' kullanılmıştır. Problem Çözme Envanteri deney ve kontrol grubundaki öğrencilere uygulama öncesinde ve sonunda ön-test ve son-test olarak uygulanmış olup veriler SPSS paket programıyla, Mann Whitney U ve Wilcoxon İşaretli Sıralar analizi ile çözümlenmiştir. Nitel veriler; deney grubu için, 'Görüşme Formu' ve 'Mühendislik Tasarım Basamakları Kullanılarak Geliştirilen Bilim Oyuncaklarını Değerlendirme Rubriği' kullanılarak toplanmıştır. Deney grubundaki öğrenciler tarafından geliştirilen bilim oyuncakları öğrenci etkinlik kitapçıkları doğrultusunda araştırmacı tarafından geliştirilen dereceli puanlama anahtarı yardımı ile puanlandırılmıştır. Öğrenciler mühendislik tasarım basamaklarına göre oluşturdukları bilim oyuncakları ve etkinlik kitapçıkları için en düşük 0, en yüksek 56 puan almışlardır. Araştırma sonucunda deney ve kontrol gruplarının problem çözme becerileri ön-testlerine bakıldığında anlamlı bir farklılık saptanmamıştır. Deney ve kontrol grupları problem çözme becerileri son-test analizlerinda deney grubuna lehine anlamlı bir farklılık olduğu görülmüştür. Bu bağlamda mühendislik tasarım basamaklarına göre bilim oyuncakları tasarlama etkinliklerinin öğrencilerin problem çözme becerilerinin gelişmesinde olumlu yönde etkisinin olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca deney grubundaki öğrencilerle yapılan yarı yapılandırılmış görüşmeler içerik analizi ile analiz edilmiş olup, analiz sonucunda mühendislik tasarım basamaklarına göre bilim oyuncakları tasarlama etkinliklerinin öğrencilerde fen bilimleri dersine karşı olumlu tutum geliştirdiği sonucuna ulaşılmıştır.