Bir tasarım çalışmasının son aşaması, sınıfta uygulamayı denerken üretilen tüm veri setini kullanarak geriye dönük analizler yapılmasını içerir (Cobb, Jackson ve Dunlap, 2016). Cobb ve diğerleri (2016) Uygulama sırasında yapılan analizlerin genellikle çalışmaya katılan öğrencilerin öğrenmesini destekleme konusundaki pragmatik hedeflerle ilgiliyken “geriye dönük analizler bu öğrenmeyi ve desteklediği araçları daha kapsayıcı bir fenomenin paradigmatik bir durumunu olarak çerçeveleyerek, geniş bir teorik bağlama yerleştirmeye çalışır” (s.20). Bu noktada yapılan bu araştırma mevcut fen bilimleri dersi ünitelerinin bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımıyla tasarlanması, uygulanması ve değerlendirilmesine yönelik tasarım ilkelerini ortaya koymaktır. Bu amaçla geliştirilen bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkelerinin çalışmanın amacını ne ölçüde karşıladığı öğrenme hedefleri ve arzu edilen çıktılar, değerlendirme ve öğrenme deneyimleri ve öğretimin planlanması ve uygulama olmak üzere üç bölümde sunulmuştur. Bununla birlikte bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri doğrultusunda geliştirilen öğrenme modüllerinin öğrencilerin öğrenme deneyimlerini nasıl etkilediğine ilişkin çeşitli veri araçlarıyla ortaya çıkarılmasını amaçlamaktadır. Bu doğrultuda yapılan uygulamanın öğrencilerin fen içeriği ve eleştirel düşünme beceri düzeyine ilişkin bulgular, bilimsel araştırma hakkındaki görüşleri, mühendislik tasarımı süreç becerileri ve STEM mesleklerine ilgileri yapılan üç müdahale ile ortaya çıkan bulgular bu bölümde özetlenerek sunulmuştur. Öğrenci yansımaları ve öğrencilerle yarı yapılandırılmış görüşmelerden, araştırmada kullanılan nicel veri ölçme araçlarından, alan notları ve uzman görüşlerden elde edilen verilerin üçgenlenmesi yoluyla iç geçerlilik sağlanmaya çalışılmıştır. Elde edilen sonuçların ve uygulamaların diğer bağlamalar için kullanılabilmesine olanak tanımak için diğer bağlamlarda ortaya çıkabilecek olası problemler göz önüne alınarak bulgular sunulmuştur.
Bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımıyla mevcut fen bilimleri derslerinin tasarlanması, uygulanması ve değerlendirilmesine ilişkin olarak bütünleşik STEM eğitimi ön tasarım ilkeleri oluşturulup uzmanların görüşleri doğrultusunda revize edildikten sonra prototip oluşturma aşamasında elde edilen bulgular doğrultusunda iyileştirmeleri yapılarak son hali verilmiştir. Diğer yandan oluşturulan bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri kavramsal çerçevesi sadece mevcut fen bilimleri dersi ünitelerinin bütünleşik STEM ünitelerine dönüştürülmesi için kullanılacağı anlamına gelmemektedir. Bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri kavramsal çerçevesi oluşturulacak yeni bir program, okul dışı STEM programları ya da STEM eğitimi yaklaşımıyla tasarlanacak etkinlikler için de
gerekli revizyonlar yapılarak kullanılabileceğini düşünülmektedir. Bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri doğrultusunda geliştirilen öğrenme modüllerinin uygulaması sırasında öğrencilerden elde edilen bulgular ve öğretmen- araştırmacının uygulama sırasında tuttuğu alan notlarının geriye dönük olarak analizi sonucunda bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri ilgili elde edilen bulgular öğrenme hedefleri ve arzu edilen çıktılar, değerlendirme, öğrenme deneyimleri ve öğretimin planlanması olmak üzere üç temel bileşen göz önüne alınarak aşağıda sunulmuştur.
Şekil 4.13. Bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri
Bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkelerine yönelik uzman görüşleri ve öğrenme modüllerinin geliştirilmesi ve uygulanması sırasında elde edilen bulgular, bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkelerinin oluşturulmasıyla sonuçlanmıştır. Bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri doğrultusunda öğrenme modülleri tasarlanmış elde edilen veriler araştırmanın son aşaması olan değerlendirme ve yansıtıcı aşamasında karşılaştırmalı analiz yöntemiyle geriye dönük olarak tekrar değerlendirilmiştir. Öğrenme modüllerinin uygulanması sonucunda öğrencilerden yansıtıcı açık uçlu sorularla elde edilen bulgular bir araya getirilerek Tablo 4.35’de sunulmuştur.
Table 4.35. Öğrenme Modüllerinden Elde Edilen Öğrenci Yansımalarına İlişkin Bulgular
Tema Alt Tema Biyomimikri
tasarım görevi Frekans (f) Şeker çantası tasarım görevi Frekans (f) Yelkenli triatlonu tasarım görevi Frekans (f) Öğrencilerin
Karşılaştıkları Zorluklar Takım çalışması
4 - -
Karar verme 7 11 4
Model/prototip yapımı 11 11 17
Öğrencilerin Zorlukları
Çözüm Yolları Yeni çözüm/fikir üretme
4 2 3
Takım çalışması ve iş birliği 7 10 5 Kriterler doğrultusunda iyileştirmeler 3 4 6 Öğrencilerin Çalışmada Öğrendikleri İçerik bilgisi/bilimsel bilgi 12 18 19 Mühendislik beceriler/STEM kariyer bilgisi 7 5 3 Tasarım Becerileri 4 11 3
Karar verme becerileri 2 - -
Takım Çalışması becerileri 6 - - Bilim insanlarının çalışmaları 2 - - Bilimsel araştırma becerileri 3 - - Öğrencilerin Çalışmada Sevdikleri Takım Çalışması 3 7 4 Tasarım görevi 6 13 8 Çalışmanın içeriği 6 - - Çalışmanın tamamı 17 2 10 Öğrencilerin Çalışmada Neleri Sevmedikleri Tasarım görevindeki zorluklar 2 5 7 Takım içindeki anlaşmazlıklar 1 3 1 Kararsızlık 1 - - Sevilmeyen bölüm yok 13 14 14 Öğrencilerin Çalışmada
Değiştirmek İstedikleri Tasarım görevindeki zorluklar
3 5 6
Takım üyeleri 2 2 4
Hiçbir şey 15 10 12
Tablo 4.35’e göre öğrencilerin karşılaştıkları zorluklar temasının alt teması olarak sunulan takım çalışmasına ilişkin yaşanan zorlukları öğrencilerin son iki öğrenme modülünde ifade etmediği görülmektedir. Öğrencilerin çalışmada öğrendiklerine ilişkin olarak takım çalışması öğrendiklerini ifade eden (n=6) öğrencilerin, benzer bir şekilde son iki öğrenme modülünde takım çalışmasına ilişkin herhangi bir ifadesi bulunamamıştır. Her ne kadar öğrencilerin çalışmada takım üyelerini değiştirmek istediklerine ilişkin bulgulara rastlansa da (modüllere göre sırasıyla; n=2, n=2, n=4) öğrencilerin büyük çoğunluğunun takım çalışmasını bir zorluk olarak görmediğini, modüller uygulandıkça takım üyeleriyle anlaşmanın bir yolunu buldukları söylenebilir.
Öğrencilerin karşılaştıkları zorluklara ilişkin karar verirken zorluk yaşadıklarını belirtmişlerdir. Yarı yapılandırılmış görüşmelerden ede edilen bulgular ve araştırmacının alan notlarıyla da desteklendiği şekilde bu zorluğun nedeninin olası çözüm önerisi seçim aşamasında takım üyelerinin kendi ürettiği önerinin seçilerek model ya da prototipinin yapılmasını istediklerinden kaynaklandığı söylenebilir. Olası çözüm önerileri bölümünde birden çok çözüm önerisi içerisinden en iyi çözüm önerisinin seçilmesi ya da takım arkadaşlarıyla birlikte yeni bir çözüm önerisi sunmaları beklenmektedir. Bu zorluğa ilişkin olarak modüllerden elde edilen bulgular her bir modülde sırasıyla öğrencilerin n=7, n=11 ve n=4 karar vermede zorluk yaşadığını belirtmiştir. Son modülde bu zorluğa ilişkin ifadede belirgin bir şekilde düşüş görülmüştür. Buna paralel olarak öğrencilerin zorlukları çözüm yollarına ilişkin olarak kriter ve kısıtlamaları kullanmaları karar vermelerini kolaylaştırmış olabilir.
Öğrencilerin model/prototip yapımına ilişkin yaşadıkları zorluğa ilişkin olarak son modülde %81 oranında bildirilmiştir. Bu zorluğa ilişkin yarı yapılandırılmış bulgular ve araştırmacının gözlem notlarıyla da desteklendiği gibi yelkenli için kullanılacak tekerleğin takılmasına ilişkin zorluk nedeniyle kaynaklandığı düşünülmektedir. Bununla birlikte bu tür zorlukların yaşanılması mühendislik tasarım zorluğunu deneyimleyen öğrenciler için normal olduğu söylenebilir.
Tablo 4.35’de öğrencilerin karşılaştıkları zorlukları nasıl çözdüklerine ilişkin olarak kriterler doğrultusunda iyileştirmeler alt teması modüllerin uygulama sırasına göre öğrencilerin verdikleri cevaplar modüllere göre sırasıyla n=3, n=4 ve n=6 olarak tespit edilmiştir. Bu noktada öğrencilerin kriter ve kısıtlamaları kullanarak zorluklara çözüm ürettikleri, zaman içerisinde zorluklara çözüm bulma konusunda becerilerini arttırdıkları söylenebilir. Öğrencilerin çalışmada öğrendiği içerik bilgisine ilişkin olarak zaman içerisinde (modüllere göre sırasıyla; n=12, n=18 ve n=19) bir artış görüldüğü gözlenmiştir. Bu anlamda uygulanan modüllerin bilimsel içeriğin öğrenilmesine de olumlu katkısı olduğu söylenebilir.
Uygulanan modüllere ilişkin olarak genel olarak öğrencilerin çalışmaları sevdikleri, takım içerisinde zaman zaman anlaşmazlık yaşamalarına rağmen takım çalışmasından hoşlandıkları söylenebilir. Bununla birlikte öğrencilerin uygulanan modüller sırasında mühendislik tasarım rubriklerinden aldıkları puanlar karşılattırıldığında (Şekil 4.13) problemin ya da ihtiyacın tanımlanması, problemin ya da ihtiyacın araştırılması, çözümün test edilmesi ve değerlendirilmesi, çözümlerin paylaşılması ve yeniden tasarım basamaklarından aldıkları puanlarda artış görülmüştür. Ancak olası çözüm önerilerinin
geliştirilmesi, en iyi çözüm önerisinin seçilmesi ve prototip oluşturulması basamaklarından ise aldıkları puanlarda düşme görülmüştür. Her ne kadar bu oran çok büyük olmasa bile bunun nedeni özellikle son modülde tasarım yaparken karşılaştıkları zorluklar olabilir. Buna rağmen öğrencilerin mühendislik tasarımına ilişkin olarak elde edilen bulgular ve araştırmacının gözlemlerine dayanarak öğrencilerin mühendislik tasarım becerilerini arttırdığı söylenebilir.
Şekil 4.14. Tasarım görevi rubriğinden alınan puanların modüllere göre karşılaştırılması
Yapılan uygulamalar sonucunda öğrenci yansımaları, tasarım görevi rubriği, CDED-Testi ve KÖSED-Testi ve BAHGÖ’nden elde edilen bulgular bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri doğrultusunda bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımıyla geliştirilen öğrenme modüllerinin öğrencilerin eleştirel düşünme beceri düzeylerini artırdığı, bilimsel sorgulamaya yönelik görüşlerini olumlu yönde etkilediği söylenebilir. Öğrencilerin FeTeMM-MYİÖ’den aldıkları puanlar arasında son-test lehine pozitif bir artış olsa da bu artış istatistiksel olarak anlamlı değildir.
BEŞİNCİ BÖLÜM: TARTIŞMA SONUÇ VE ÖNERİLER
Bu bölümde araştırmanın amaçları doğrultusunda elde edilen bulguların sonuçlarını ilgili alanyazına dayalı tartışarak ortaya koymak ve bu alanda yapılacak diğer çalışmalara öneriler sunulmuştur.