Güliz AYDIN2 Fulya KONCA ŞENTÜRK3
1 Bu çalışma, ikinci yazar tarafından birinci yazarın danışmanlığında yazılan “FeTeMM Etkinliklerinin Fen Bilimleri Dersindeki Kavramsal Anlama ve Bilimsel Yaratıcılık Üzerindeki Etkileri ve Öğrenci Görüşleri” başlıklı yüksek lisans tezinden üretilmiştir.
2 Doç.Dr., Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Bölümü, Muğla
3 Uzman Fen Bilimleri Öğretmeni, Kafaca 100. Yıl Ortaokulu, Muğla
Güliz Aydin, Fulya Konca Şentürk 188.
.189
Eğitim Bilimlerinde Teori ve Araştırmalar II
GIRIŞ
21. Yüzyılda bilim ve teknolojideki hızlı değişimlere uyum sağlayabilecek bireylerin yetiştirilmesi önemli hale gelmiştir. Bu hızlı gelişmeler farklı alanlardaki nitelikli yetişmiş iş gücünün önemini ortaya koymuştur. Bu da, üretkenliğin artırılması ve bireysel sorgulama fikrini getirmiştir (Karakaya ve Avgın, 2016). Çağın gereklilikleri ve teknolojideki gelişmelerle birlikte düşünen, sorgulayan, araştıran ve buluş yapabilen öğrencilere olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır (Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], 2016). Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik eğitiminin amacı da, bilim okuryazarı toplum oluşturmak ve bu disiplinleri kavramış bir işgücü geliştirmektir (Akyıldız, 2014). Ancak 21. Yüzyıl becerilerinin geleneksel eğitim anlayışı ile çocuklara kazandırılması pek de mümkün değildir. Mevcut eğitim yaklaşımı; fen, matematik ve teknoloji içeriklerini öğrencilere birbirinden kopuk olarak vermektedir (Akgündüz, Aydeniz, Çakmakçı, Çavaş, Çorlu, Öner ve Özdemir, 2015). 21. Yüzyıla uygun becerileri geliştirmek amacıyla tüm eğitim kademelerinde yeni yaklaşımlara ihtiyaç vardır (Çorlu ve Aydın, 2016). Son zamanlarda dünyanın pek çok ülkesinde ve ülkemizde STEM eğitim yaklaşımının önemsendiği anlaşılmaktadır.
STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics), bünyesinde yer alan disiplinlerin ilk harflerinden oluşan bir kısaltmadır. STEM eğitimi, disiplinler arası bir yaklaşımdır. Disiplinler arası yaklaşım, disiplinlere göre düzenlenen derslerin birbirinden kopukluğunu aşmaya çalışmakta, öğrencilere gerçek yaşamda olduğu gibi bir konuyu değişik yönleriyle birlikte öğrenme fırsatı vermektedir (Yalçın ve Yıldırım, 1998). STEM yaklaşımı, disiplinler arasındaki geleneksel engelleri ortadan kaldıran bir çaba haline gelmiş; yeniliğe, mevcut araç ve teknolojileri kullanarak karmaşık bağlamsal sorunlara çözüm tasarlama sürecine odaklanmıştır (Kennedy ve Odell, 2014). STEM eğitimi, disiplinleri bir araya getirerek kaliteli öğrenmeyi, var olan bilgiyi günlük hayatta kullanmayı, yaşam becerilerini artırmayı, üst düzey ve eleştirel düşünmeyi kapsayan bir eğitim olarak düşünülmektedir (Yıldırım ve Altun, 2015).
STEM eğitiminin temeli mühendisliğe uzanmaktadır (Basham ve Marino, 2013). STEM eğitimi, mühendislik tanımlarını incelemekten ve mühendislik bakış açısına adapte olmaktan gelmektedir (Brophy, Klein, Portsmore ve Rogers, 2008). Mühendislik tasarımını, fen eğitiminin vazgeçilmez bir unsuru olarak dahil etme nedeni, öğrencilere bu konuda bir temel sağlamaktır (Next Generation Science Standarts [NGSS], 2013).
Mühendislik eğitimi, hızla değişen dünyaya uyum gösterebilen bir toplum gelişimine öncülük etmeyi sağlayacak potansiyele sahiptir (Brophy ve diğerleri, 2008). Mühendislik eğitimi çıktıları, tasarımı en uygun duruma getirme; tasarlanmış çözümleri etki altına alan toplumsal faktörlerin farkına
Güliz Aydin, Fulya Konca Şentürk 190.
varma; öğrencilerin daha iyi tasarımcı olmalarına yardımcı olacak sonuçlar, ön örnek yapımı, yaratıcılık, tasarım sürecini verimli bir şekilde yönetme gibi gerçek hayat içinde mühendisliğin ne olduğunu anlamayı içermektedir (Childress ve Rhodes, 2008). Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarının kullanımı sayesinde, farklı disiplinlerin bütünleştirilmesinin sağlanması;
öğrencilerin problem çözme becerilerinin ve teknolojik okuryazarlıklarının geliştirilmesi; fen ve mühendislik alanına olan ilgi, beceri ve tutumlarının artması; bilimsel çalışmalar ve mühendislikle ilişkili kariyer alanlarına ilgilerinin artması gibi hedeflere ulaşılabileceği düşünülmektedir (Çavaş, Bulut, Holbrook ve Rannikmae, 2013).
Pek çok ülke tarafından STEM eğitim yaklaşımının önemsenme sebebini daha iyi anlamak için bu yaklaşımın yararlarına değinmek gerekebilir. STEM eğitimi, pek çok disiplinler arası fırsatlar ile öğrencilerin yenilik yapma (inovasyon) kapasitelerinin gelişmesini sağlamakta (Erdoğan, Çorlu ve Capraro, 2013); dünyayı araştırmak ve dünyaya katkıda bulunmak için gençleri teşvik etmekte, öğrencileri ileri bir eğitime ve işe hazırlamaktadır (Havice, 2009). STEM içeriği, emek isteyen bir girişim olan uygulamalar ile ilgili öğrencilerin kavrayışlarını derinleştirmektedir (National Research Council [NRC], 2011). Bilimsel probleme dayalı aktiviteler öğrencileri, bilimsel düşünmeye teşvik etmektedir (Dejarnette, 2012). STEM eğitiminin hedefi inovasyon kabiliyetine sahip bir nesil yetiştirmek (Akyıldız, 2014); bireylerde STEM okuryazarlığı oluşturmak ve arttırmak (Akyıldız, 2014; NRC, 2011); teorik bilginin uygulamaya, ürüne ve yenilikçi buluşlara dönüştürülmesini sağlamaktır (MEB, 2016).
STEM okuryazarlığı, kavramsal anlamayı, bireylerin STEM alanı ile ilgili öğrenmelerini arttırmayı, bireysel, toplumsal ve küresel STEM konularını ele alabilmek için yetenek ve kabiliyetlerini kullanmalarını kapsamaktadır (Akyıldız, 2014). STEM ile ilişkili öğrenme deneyimleri aracılığıyla öğrenciler teknoloji okuryazarı olabilmektedirler (Havice, 2009).
STEM eğitiminin sağladığı yararlar ve fırsatlar göz önüne alındığında, STEM eğitimi için uygun öğretim programları ve içeriklerin hazırlanması gerektiği düşünülebilir. President’s Council of Advisors on Science and Technology 2010 raporu incelendiğinde, STEM programı kapsamındaki konuların STEM eğitim anlayışına uygun olması gerektiği görülmektedir.
STEM eğitim programında teknoloji ile mühendisliğin, fen ve matematik öğretim programına dahil edilmesi; programların, titiz içerik, öğretim, değerlendirmeyi kapsaması, ayrıca bilimsel araştırma ile mühendislik tasarım sürecini teşvik etmesi gerekir (Kennedy ve Odell, 2014).
Mühendislik uygulamalarını ve prensiplerini öğretmek için tasarlanan bir öğretim programı, öğrencilerin ürünler ve el yapımı eserler icat ettiği uygulamalı tasarım projelerini içermelidir (Hynes ve Santos, 2007). Ayrıca etkili bir STEM eğitimi için oluşturulacak olan STEM öğretim programı, grup aktiviteleri, laboratuvar çalışmaları ve projelerini kapsama almalı;
.191
Eğitim Bilimlerinde Teori ve Araştırmalar II
öğrencilerin 21. Yüzyıl becerilerini geliştirmeli ve kişisel sağlık, enerji verimliliği, çevre kalitesi, kaynak kullanma ve ulusal güvenlik hakkında daha iyi kararlar alabilen vatandaş olmaları için onları hazırlamalıdır (Bybee, 2010). Tüm öğrenciler STEM vizyonunun bir parçası olmalı ve tüm öğretmenlere, öğrencilerini STEM okuryazarlığı kazanmaya yönlendirecek şekilde hazırlayacak uygun mesleki gelişim fırsatları sağlanmalıdır (Kennedy ve Odell, 2014).
Birçok ülkede önemli olan STEM eğitimine yönelik Türkiye’deki anlayış ve uygulamaların neler olduğu merak edilebilir. Çorlu (2014)’ya göre, Türkiye’nin inovasyon kapasitesini arttırabilmesi için yüksek nitelikli STEM iş gücüne ihtiyacı vardır. Akgündüz ve diğerleri (2015)’ne göre de Türkiye’deki okullarda STEM alanlarına ilgi duyan, yenilikçi, girişimci, yaratıcı düşünebilen bir nesil yetiştirmek zorunluluğu bulunmaktadır.
MEB (2016) STEM raporunda da, STEM eğitimlerinin ülkemiz için çok önemli olduğu; yeterli bilgi birikimine zamanında sahip olmak açısından uygulamalara geçilmesi, öğrencilerin özellikle STEM alanına ilgilerini arttırmak ve bu alanda meslek seçmelerine katkıda bulunmak amacıyla STEM eğitimleri başlatılması gerektiği ifade edilmektedir. 21. Yüzyılın değişen şart ve problemleriyle birlikte takım çalışması ve disiplinler arası yaklaşımları doğuran bu ihtiyaç, gençleri ve özellikle kız öğrencileri erken yaşlardan itibaren STEM araştırmaları yapabilecek şekilde eğitecek öğrenme ortamlarının tasarımını ve bu tasarımları etkin şekilde kullanabilecek öğretmenlerin yetiştirilmesini gerektirir (Çorlu, 2014).
Türkiye, 8. sınıfların katıldığı 2007 TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study)’de matematik ve fen derslerinin her ikisinde de 2007 TIMSS standart puan ortalaması altında kalmıştır.
Sonuçlara göre, Türkiye’deki eğitimin temel sorunlarından birinin okul ve eğitimin etkililiğiyle ilgili olduğu söylenmektedir (Şişman, Acat, Aypay ve Karadağ, 2011). Türkiye, 4. ve 8. sınıfların katıldığı 2011 ve 2015 TIMSS’de de, Matematik ve Fen derslerinin her ikisinde de o yıllara ait TIMSS standart puan ortalamasının altında kalmıştır (Büyüköztürk, Çakan, Tan ve Atar, 2014; Polat, Gönen, Parlak, Yıldırım ve Özgürlük, 2016).
Türkiye, 2019 TIMSS’de fen değerlendirmesinde 4. ve 8. sınıf düzeyinde, matematik değerlendirmesinde ise dördüncü sınıf düzeyinde ilk kez ölçek orta noktasının (500 puan) üzerinde başarı göstermiştir (MEB, 2020).
PISA (Programme for International Student Assessment) 2003 Projesi Ulusal Nihai Raporuna göre Türkiye, matematik, fen, problem çözme ve okuma alanlarında OECD ortalamasının istatistiksel açıdan anlamlı derecede altında yer almaktadır (Özçelik, Gelbal, Çalışkan, Beyhan ve Arpacıoğlu, 2005). PISA 2006 sonuçlarına göre de, Türkiye fen okuryazarlığı, matematik okuryazarlığı ve okuma becerileri alanlarında OECD ortalamasının altında yer almaktadır. Fen okuryazarlığı alanı,
Güliz Aydin, Fulya Konca Şentürk 192.
öğrencilerin düşünme süreçlerine göre, bilimsel durumları ayırt etme;
olguları bilimsel olarak açıklama; bilimsel kanıtları kullanma olarak üç başlıkta incelenmiştir. Bu alanların hepsinde de Türkiye OECD ortalamasının altında yer almaktadır. 2003 PISA sonuçlarına göre fen okuryazarlığında düşüş gözlenmektedir (Çalışkan, Alkan, Taşkın, Panal ve Ovayolu, 2010). PISA 2009, PISA 2012, PISA 2015 sonuçlarına göre ülkemiz, fen okuryazarlığı, matematik okuryazarlığı ve okuma becerileri alanlarında OECD ortalamasının altında yer almaktadır (Taş, Arıcı, Ozarkan ve Özgürlük, 2016; Anıl, Özkan-Özer ve Demir, 2015; MEB, 2010). PISA 2018 sonuçlarına göre Türkiye, okuma becerileri ve fen okuryazarlığı alanlarında katılımcı ülke ve ekonomilerin ortalamasının üzerinde; matematik okuryazarlığı alanında ortalamanın altında yer almaktadır. Türkiye PISA 2018’de PISA 2015’e göre performansını her üç alanda da artırmıştır (MEB, 2019).
TIMSS ve PISA sonuçlarının daha iyi hale gelebilmesi için ülkemizde STEM eğitiminin öncelikli olarak ele alınması gerekmektedir (MEB, 2016).
STEM eğitimi gibi eğitim kültürü oluşturmadan, fenden, matematikten, mühendislikten, bilgisayardan anlayan ve bu alanlardaki becerilerini kullanarak ürün yaratan bir nesil yetiştirmeden, 21. Yüzyılda küresel ekonomik düzende yarışmanın mümkün olmayacağı düşünülmektedir (Akgündüz ve diğerleri, 2015). Pek çok ülkenin STEM eğitimine ilgi göstermesinin, öğrenenlere farklı fırsatlar ve birtakım yararlar sağlaması nedeniyle olduğu düşünülebilir.
Alanyazın incelendiğinde; öğrenciler, öğretmen adayları ya da öğretmenlerle STEM eğitimine yönelik pek çok çalışmaların yapılmış olduğu görülmektedir. STEM eğitimi ile ilgili yapılmış olan çalışmalar incelendiğinde; bu çalışmaların genellikle STEM eğitiminin öğrencilerin akademik başarıları, öğrenilenlerin kalıcılığı, 21. Yüzyıl becerileri, STEM alanlarına yönelik ilgileri, STEM’e yönelik tutumları ve STEM mesleklerine yönelimleri üzerindeki etkilerini; öğrencilerin uygulamaya ilişkin görüşlerini belirlemeye yönelik çalışmalar olduğu görülmektedir.
Ayrıca STEM eğitiminin yararları ve sınırlılıklarını belirlemeyi amaçlayan ve öğrencilerin STEM eğitimine yönelik ilgilerini tespit etmek için ölçeklerin geliştirildiği çalışmaların olduğu da görülmektedir. Ülkemizde son yıllarda STEM etkinliklerinin oluşturulması ve uygulanması, etkinliklerin öğrencilerin akademik başarılarına etkisi üzerine pek çok çalışma yapılmakta olduğu görülmektedir (Taşçı ve Şahin, 2020; Dedetürk, Saylan-Kırmızıgül ve Kaya, 2019; Ergün ve Balçın, 2019; Gürbüz, Gökçe, Töman, Gürbüz ve Gökçe, 2019; Özcan ve Koca, 2019; Büyükdede ve Tanel, 2018; Güven, Selvi ve Benzer, 2018; Yılmaz, Gülgün ve Çağlar, 2017; Gülhan ve Şahin, 2016; Yıldırım, 2016; Yıldırım ve Altun, 2015;
Ceylan, 2014; Nugent, Barker, Grandgenett ve Adamchuk, 2010; Fortus, Dershimer, Krajcik, Marx ve Mamlok, 2004).