Türkiye’de FeTeMM eğitimi üzerine yapılmış olan çalışmalar her geçen gün artmasına rağmen diğer ülkelerle kıyaslandığında yetersiz olduğu görülmektedir (Corlu, 2013). Ayrıca Millî Eğitim Bakanlığı (MEB) stratejik belgeleri ve ülkemizin 2023 vizyonunun amaçları incelendiğinde, ülkemiz ölçeğinde FeTeMM eğitiminin tanımlanmasının gerekliliği görülmektedir (Adıgüzel vd., 2012). Bu sebeple FeTeMM eğitimi konusunda ülkemiz şartlarına uyarlanan araştırmaların, projelerin ve materyallerin hazırlanarak etkili bir biçimde uygulanması gerekmektedir (Corlu, 2014). Bu durumu göz önüne alan MEB, FeTeMM eğitimi ile ilgili çalışmaların bütün
eğitim düzeylerinde incelenerek yeni programların düzenlenmesi gerektiğini ifade etmiştir (MEB, 2009; 2017). Bu doğrultuda fen bilimleri dersi öğretim programı 2013 yılında güncel gelişmelere uygun olacak şekilde yeniden yapılandırılmıştır. Bütüncül bir bakış açısına sahip olacak şekilde yapılandırılan öğretim programı genel olarak öğrencileri kendi öğrenmesinden sorumlu tutarak öğrencinin derste aktif katılımını sağlayan, bilgiyi zihninde yapılandırmasına imkân sunan araştırma-sorgulama temelli bir öğrenme tekniği benimsenmiştir (MEB, 2013a).
MEB (2013) fen bilimleri öğretim programı incelendiğinde öğrencilerin; elde ettikleri bilgiyi araştırma ve sorgulama yaklaşımlarıyla yapılandırmalarını ve iyi bir fen okuryazarı olmalarının hedeflendiği görülmektedir. 2017 yılında taslak olarak sunulan fen bilgisi öğretim programı boyutlarında büyük değişiklikler yapılarak FeTeMM eğitiminin daha etkin bir şekilde uygulanmasına olanak sunulmuştur. Yapılan değişiklikler incelendiğinde fen bilgisi öğretim programının bilgi boyutuna “Fen ve Mühendislik Uygulamaları”, beceri boyutuna “Mühendislik ve Tasarım Becerileri”, fen-mühendislik-teknoloji-toplum-çevre boyutuna “Fen, Mühendislik ve Teknoloji İlişkisi” ifadelerinin eklendiği görülmektedir (MEB, 2017). 2018 yılında yayınlanan son öğretim programında da birtakım düzeltmeler yapılarak son halini almıştır. Bu öğretim programının 2017 taslak programdan en büyük farkı FeTeMM eğitimine ilişkin uygulamaların bir ünite gibi değil; yıl içinde “Fen, Mühendislik ve Girişimcilik Uygulamaları” bölümündeki yönergeler doğrultusunda uygulanmasıdır (MEB, 2018). Bu araştırmanın gerçekleştiği 2017-2018 eğitim öğretim yılında resmi olarak 2013 yılı fen bilgisi öğretim programının uygulanması sebebiyle 2018 yılı programı tercih edilmemiştir.
Ülkelerin eğitim performansları PISA (Programme for International Student Assessment) ve TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) gibi çeşitli uluslararası sınavlarla ortaya çıkmaktadır. Bu sınavlardan elde eden veriler sayesinde ülkeler mevcut eğitim sistemlerinin güçlü ve zayıf yönlerini, eğitim politikalarını, öğretim programlarını, öğretim yöntem ve teknikleriyle öğretmenlerin yeterlikleri gibi konuları gözden geçirebilmektedir (Bakioğlu, 2013). Uluslararası ölçme değerlendirme raporları göz önüne alındığında, ülkemizin TIMSS ve PISA gibi sınavlarda fen ve matematik eğitiminde beklenen başarıyı gerçekleştiremediği
görülmektedir. TIMSS 2007 sonuçlarına göre ülkemiz fen bilimlerinde 49 ülke arasından 31’inci sıradayken matematik alanında kendine 30’uncu sırada yer bulmuştur (Şişman vd., 2011). TIMSS 2011’de ise Türkiye, fen bilimlerinde 42 ülke arasında 21’inci sırada yer alırken matematik alanında 24’üncü olmuştur (Büyüköztürk vd., 2014). TIMMS 2015 sonuçlarına göre Türkiye, fen bilimlerinde 39 ülke arasında 21’inci sırada yer alırken matematik alanında 24’üncü olmuştur (MEB, 2016a).
PISA sonuçları incelendiğinde de TIMSS sonuçlarına benzer bir görüntü ortaya çıkmaktadır. 2009 yılı PISA verileri incelendiğinde Türkiye’nin matematik ve fen bilimleri alanında 65 ülke arasında 43’üncü olduğu görülmektedir. 2012 yılı PISA sonuçları da 2009 yılına benzerlik göstermektedir. 2012 yılı PISA sonuçlarına göre Türkiye fen bilimleri alanında 65 ülke arasından 43’üncüyken matematik alanında 44’üncü olmuştur (MEB, 2010; MEB, 2013b). 2015 yılı PISA sonuçlarına göre ise ülkemiz fen bilimleri alanında 72 ülke arasından 54’üncüyken matematik alanında 50’nci olmuştur (MEB, 2016b). Bu sonuçlar göz önüne alındığında Ülkemizin eğitim performansının yükseltilebilmesi için kapsamlı çalışmalara ve yeniliklere ihtiyaç olduğu dikkati çekmektedir.
Literatür incelendiğinde özellikle son yıllarda ulusal düzeyde FeTeMM eğitimine ilişkin yapılan çalışmaların ortaokul seviyesinde olmasına rağmen (Ceylan, 2014; Yamak, Bulut ve Dündar, 2014; Gökbayrak ve Karışan, 2017) bu çalışmaların fen bilimleri öğretim programında yer alan kazanımlardan bağımsız bir şekilde geliştirilen FeTeMM uygulamalarını içerdiği görülmektedir. Bu araştırma, bütünleşik FeTeMM eğitimi uygulamalarının ortaokul fen bilimleri öğretim programına entegre edilmesi nedeniyle literatürdeki birçok araştırmadan ayrılmaktadır. Bu kapsamda, geliştirilen FeTeMM eğitim uygulamasının etkililiğine karar vermek için mevcut programda yer alan kazanımlar göz önüne alınarak ders sürecine FeTeMM entegrasyonu sağlanmıştır. Bununla birlikte; araştırmanın kapsamlı bir FeTeMM öğretim programının geliştirilmesine de katkı sağlaması düşünülmektedir. Ayrıca, araştırma, üç boyutlu yazıcıların öğretim etkinliklerinde kullanılacak olması nedeniyle de özgün değer taşımaktadır. Araştırma, öğrencilerin bilgisayar ortamındaki tasarımlarını bu yazıcılar ile üç boyutlu hale getirebilmelerine olanak sunmuştur. Bu
sayede öğrencilerin problem çözme, yaratıcı düşünme ve uzamsal düşünme becerilerinin gelişmesine de katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Aynı zamanda öğrenciler teorik olarak öğrendikleri fen bilimleri alanındaki bilgileri FeTeMM eğitimi etkinlikleri ile mühendislik uygulamalarına ve somut ürünlere dönüştürebilmeleri bakımından önem taşımaktadır.
Türkiye’de, üniversite sınavı sonucu FeTeMM alanlarına yerleşen öğrencilerin oranı 2000 yılından itibaren önemli bir düşüş göstermektedir (ÖSYM, 2015). Yapılan bu araştırma, bütünleşik FeTeMM eğitimi uygulamaları ile öğrencilerin dolaylı olarak FeTeMM alanlarına yönelik mesleklere olan ilgilerinin artmasına katkı sağlayabilir. Ayrıca, ülkemizin TIMSS ve PISA gibi uluslararası sınavlardaki fen bilimleri başarısının artmasına yönelik yapılan çalışmalara da rehberlik edebileceği düşünülmektedir. Çalışma; öğrencilerin teknoloji, yenilik, tasarım ve mühendislik gibi bilgi ve becerilerine olan etkiyi ortaya çıkarması açısından da önem taşımaktadır.
Literatür incelendiğinde dünyada ve Türkiye’de bütünleşik FeTeMM eğitimi ile ilgili çalışmaların yeterli seviyede olmadığı görülmektedir. Dünyanın önde gelen veri tabanlarında (Web of Science, Google Scholar, ERIC, Science Direct, Ebscohost, Ulakbim vb.) yapılan araştırmalar, Türkiye’de gerçekleştirilen bütünleşik FeTeMM eğitimine yönelik çalışmaların yeterli olmadığını göstermektedir. Bu bağlamda Türkiye’de bütünleşik FeTeMM uygulamalarına yönelik farklı çalışma ve projelerin yürütülmesi önem taşımaktadır (Akgündüz vd., 2015b).
Fen bilimleri dersi öğrencilerin bilgileri ezberlemekten ziyade günlük yaşamda karşılaşacakları problemlere farklı çözüm yolları bulabilmelerinde etkin bir yeri olan bilimsel yaratıcılık becerilerini kazandırmayı amaçlamaktadır. Bu bağlamda öğrenmenin temeli öğrencilerden olaylara bir bilim adamı gibi yaklaşmalarıdır (Regis, Albertazzi ve Roletto, 1996). Millî Eğitim Bakanlığı’nın genel amaçları ve fen bilimleri dersi amaçları incelendiğinde problem çözme ve yaratıcı düşünme becerileri gibi 21. yüzyıl becerilerinin önemli bir yer tuttuğu dikkati çekmektedir. Bu bağlamda fen bilimleri öğretmenlerinden beklenen durum bu becerileri öğrencilere kazandırmalarıdır. Talim Terbiye Kurulu tarafından hazırlanan ilköğretim programları incelendiğinde de yaratıcı düşünce becerisinin önemli bir yer tuttuğu görülmektedir. (MEB, 1973; MEB, 2013a). FeTeMM eğitimi, 21. Yüzyıl becerilerine odaklanmakta
ve bu becerilerin kazanılmasına katkı sağlamaktadır. Bu becerilerden bazıları; problem çözme, yaratıcı düşünme, eleştirel düşünme ve iş birliği olarak sıralanabilir (Gülgün, Yılmaz ve Çağlar, 2017).
Araştırma, FeTeMM uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin FeTeMM mesleklerine yönelik ilgilerine, problem çözme becerilerine, bilimsel yaratıcılık düzeylerine, FeTeMM’e yönelik tutumlarına, eleştirel düşünme eğilimlerine ve akademik başarılarına olan etkisini ortaya çıkarması ve yapılacak yeni çalışmalara ışık tutması bakımından önem taşımaktadır. FeTeMM eğitimi temelinde geliştirilen bu araştırmanın, başta fen eğitimi alanında çalışmalar yürüten araştırmacılara, ders kitabı veya ders araç gereci hazırlamak isteyen öğretmen, öğrenci ve öğretmen adaylarına yararlı olacağı düşünülmektedir.