Araştırmanı hazırlık aşamasında alanyazından elde edilen görüşler doğrultusunda belirlenen ön tasarım ilkeleri uzmanlar tarafından değerlendirilmiştir. Uzman görüşlerinden elde edilen bulgular bu bölümde sunulmuştur.
4.1.1. Bütünleşik STEM Eğitimi Tasarım İlkelerinin Belirlenmesine İlişkin Elde Edilen Bulgular
Araştırmanın birinci alt problemi: “Ortaokul beşinci sınıf fen bilimleri dersi ünitelerinin bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımıyla tasarlanması, uygulanması ve değerlendirilmesine yönelik tasarım ilkeleri nelerdir?” şeklinde ifade edilmiştir. Bu doğrultuda hazırlanan ön tasarım ilkeleri uzman görüşlerine sunulmuş uzman görüşleri doğrultusunda iyileştirmeler ve revizyonlar yapılmıştır. Biyoloji eğitimi alan uzmanı, canlılar dünyası ünitesi biyomimikri tasarım görevi için yapı ve fonksiyonun içeriğe dahil edilmesinin gerekli olduğunu belirtmiştir. Ancak öğretim programında yapı ve fonksiyon kavramının yer almadığını bu nedenle müfredata uygunluk ilkesinin müfredata uygun esnek içerik olarak değiştirilmesini önermiştir. Bu öneri doğrultusunda Türk Milli Eğitimin Amaçları ve mevcut müfredata uygunluk olarak belirlenen ön tasarım ilkesi, Türk Milli Eğitiminin Amaçları ve Genel İlkeleri ile müfredata uygun esnek içerik olarak değiştirilmiştir. Aynı zamanda ABD’de yapılan çalışmalarda, STEM uygulamalarının ulusal standartlara ve eyalet düzeyindeki resmi düzenlemelere atıf yapılmaktadır (Honey ve diğ., 2014). Dolayısıyla bu çalışmada öğrenci modüllerinin geliştirilmesi aşamasında Türk Milli Eğitiminin Amaçları ve bu amaçlar doğrultusunda hazırlanan öğretim programlarına uygunluğunun sağlanmasının gerekli olduğuna uzman görüşleri de alınarak karar verilmiştir.
Alanyazında bir STEM programı, ünitesi ya da dersinin hedefleri arasında STEM okuryazarlığı (Bybee, 2010; Honey ve diğ., 2014; Morrison 2006), disiplinler arasındaki bağlantı yapabilme becerisi (Capraro, Capraro ve Morgan, 2013; Myers, 2015; Nathan ve diğ., 2013) ve 21. yy. becerilerine sıklıkla vurgu yapılmaktadır (Bryan ve diğ., 2015; Bybee, 2010; Honey ve diğ., 2014; Morrison, 2006; Yıldırım, 2018; Vasquez ve diğ., 2013). Geliştirilen öğrenme modüllerinde yer alan etkinliklerin STEM okuryazarlığı ve disiplinler arasında bağlantı, analitik düşünme becerileri ve 21. yy. yeterliklerini kapsamasının uygun olacağı söylenebilir. Bununla birlikte eleştirel düşünme, problem çözme, karar verme gibi becerilerin gelişimi analitik düşünme becerilerinin kullanımını gerektirmektedir (Swartz ve diğ., 2008). Dolayısıyla analitik düşünme becerilerinin de bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri içerisinde yer almasının uygun olacağı söylenebilir. Yine alanyazında sıklıkla belirtilen STEM kariyerlerine ilişkin hedefler (Crisp ve diğ., 2009; Herbert ve Stipek (2005); Honey ve diğ., 2014; Jolly, 2017; Karahan, Canbazoğlu Bilici ve Ünal, 2015; Vasquez ve diğ., 2013) bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri içerisinde yer alması uygun görülmüştür.
Bütünleşik STEM eğitimi uygulamalarının değerlendirilmesine ilişkin olarak alanyazında ifade edilen sonuçların ve sürecin değerlendirildiği farklı ölçme araçlarının kullanımına vurgu yapılmaktadır (NRC, 2009; Vasquez ve diğ., 2013; Yıldırım, 2018). Dolayısıyla bütünleşik STEM eğitimi uygulamalarının değerlendirilmesi için farklı yöntemlerin kullanılmasının uygun olacağı söylenebilir. Bu nedenle bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri geliştirilirken değerlendirme aşaması çok yönlü değerlendirme olarak ilkelerin içerisinde yer almasına karar verilmiştir.
Bu çalışmada bütünleşik STEM eğitimine yönelik olarak geliştirilen öğrenme modülleri ana disiplin olarak fen bilimleri dersi etrafında şekillendirilmiştir. Dolayısıyla alanyazından elde edilen bulgular bilimsel sorgulama ve mühendislik uygulamalarının bir bağlam olarak disiplinler arasındaki entegrasyonu sağladığına işaret etmektedir (Guzey ve diğ., 2016; Moore ve diğ., 2014). Bu nedenle bilimsel sorgulama temelinde mühendislik uygulamaları bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri içerisinde yer almasının uygun olacağı düşünülmüştür. Bununla birlikte sınıf seviyesine uygun mühendislik tasarımı zorlukları (Walker, Moore, Guzey ve Sorge, 2018) öğrencilerin motivasyonu ve ilgilerini sağlamak için önemlidir. Bu nedenle sınıf seviyesine duyarlı mühendislik tasarımı zorluklarının bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımı ile bir ünite ya da dersin tasarlanması için vurgulanması gereken bir ilke olduğu söylenebilir.
Bütünleşik STEM eğitimi ön tasarım ilkeleri belirlenirken alanyazında 21. yy. becerileri içerisinde yer alan takım çalışmasına vurgunun tüm çalışmalarda görülmüştür. Ancak öğrencilerin takım çalışması içerisindeki görev ve sorumluluklarını yerine getirmek için aynı zamanda bireysel olarak takım çalışmasını araştırmalar yoluyla da desteklemesi gerekmektedir. Bununla birlikte öğrencilerin bireysel gelişimlerini de takip edebilmek amacıyla öğrenme modüllerinin geliştirilmesi sırasında bireysel çalışma fırsatlarının da verilmesinin uygun olacağı düşünülmüştür. Bu nedenle geliştirilen modüller içerisinde yer alan etkinliklerin bir kısmının bireysel çalışmayı, bir kısmının da takım çalışması için fırsatlar yaratmasının uygun olacağına uzman görüşleri doğrultusunda karar verilmiştir.
Bütünleşik STEM eğitimi uygulamaları sırasında öğrencilerin bilgi kaynaklarına
serbest erişim imkanına sahip olması disiplinlerin sınırlarını da aşan bilgi kaynaklarına
ulaşabilmesini sağlar. Alanyazında spontane araştırma ve önceden planlanmış araştırmalar için öğrencilerin araştırma yapabilmesine olanak tanıyan öğrenme ortamının düzenlenmesi önerilmektedir (Morrison ve diğ., 2016; Stohlmann ve diğ., 2012). Bununla birlikte eşetirel düşünme becerileri içerisinde yer alan bilgi kaynaklarının güvenilirliğinin sorgulanmasına (Swartz ve diğ., 2008) yönelik öğrencilerin becerilerinin geliştirilmesi için fırsatlar yaratacağı söylenebilir.
Alanyazında öğrenme ortamlarının innovasyon ve icat merkezi laboratuvar ve mühendislik uygulamalarının bir arada yürütülmesini sağlayan (Morrison, 2016) özelliklerin yanında STEM yazılımları, bilgisayar ya da diz üstü bilgisayarların bulunması gerektiği vurgulanmaktadır (Morrison 2016; Stohlman ve diğ., 2012). Ayrıca takım çalışması için masalar ve yeterli depolama alanının da olması gerekir (Stohlman ve diğ., 2012). Yapılan bu çalışmada okulun bu alanda sahip olduğu imkanlar oldukça yetersizdi. Ancak sıraların birleştirilmesiyle takımların çalışmasına olanak sağlanmış olup diz üstü bilgisayarlar öğretmen tarafından temin edilerek öğrencilerin araştırma yapması için sağlanmıştır. Ayrıca okulun bir laboratuvarının olmaması nedeniyle de yapılan mini deneyler sırasında gerekli materyal öğretmen tarafından sınıfa taşınmıştır. Her ne kadar bu öğretmen için bir zorluk olsa da birçok engel mevcut duruma göre aşılabilmektedir. Dolayısıyla bütünleşik STEM eğitimi uygulamalarının mevcut sınıflarda yapılmasının zorlayıcı olmasına rağmen yapılabileceği söylenebilir. Bu nedenle ihtiyaçlara yönelik
öğrenme ortamının STEM uygulaması geliştirilirken göz önünde bulundurulması gerekir.
Bütünleşik STEM eğitimi ile ilgili alanyazından elde edilen bulgularda sıklıkla uygulamaların otantik gerçek yaşam bağlamıyla uyumlu olması vurgulanmıştır (Burrows ve diğ., 2018; Guzey ve diğ., 2016; Honey ve diğ., 2014; Meyrick, 2011; Moore ve diğ.,
2016; NRC, 2012). Dolayısıyla otantik/gerçek yaşam bağlamıyla uyumlu etkinlikler
bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkeleri içerisinde yer almasının öğrenme modüllerinin tasarımı için yol göstereceği söylenebilir.
Alanyazından elde edilen bulguların neredeyse tamamında öğrenci merkezli strateji ve yöntemlere atıf yapılmıştır. Proje tabanlı (Capraro ve diğ., 2013; Çorlu, 2017; Louis ve diğ., 2017; Yıldırım, 2018, Vasquez ve diğ, 2013), probleme dayalı (Guzey ve diğ., 2016; Louis ve diğ., Moore ve diğ., 2016; Vasquez ve diğ., 2013), tasarım tabanlı (Guzey ve diğ., 2016; Louis ve diğ., 2017; Wendell ve diğ., 2010) ve teknoloji-mühendislik tabanlı (Johnson, 2013) gibi işbililiğine dayalı yaklaşımlara vurgu yapılmaktadır. Bu noktada uzman görüşleri de alınarak mevcut fen bilimleri dersi ünitelerinin bütünleşik STEM ünitesine dönüştürülmesi için mühendislik tabanlı STEM eğitimine yönelik yaklaşımım uygun olacağı düşünülmüştür. MEB (2018a) fen bilimleri dersi öğretim programında yer alan mühendislik uygulamaları ile mühendisliğin doğası gereği disiplinleri bütünleştirmedeki doğal rolü nedeniyle bu yaklaşım benimsenmiştir.
Alanyazında STEM disiplinlerinin bütünleştirilmesine yönelik olarak içerik entegrasyonu ve bağlam entegrasyonu (Moore ve diğ., 2014; Bryan ve diğ., 2015) ile nihai hedef olarak belirlenen anlamlı içerik entegrasyonu (Bryan ve diğ., 2015) vurgulanmaktadır. Bu çalışmada STEM disiplinlerinin bütünleştirilmesi için mühendisliğin bir bağlam olarak kullanıldığı ve diğer disiplinlerden gelen içeriğin mühendislik tarafından bütünleştirilmesi anlamlı içerik entegrasyonu ile sağlanması uzman görüşleri de alınarak uygun olacağı düşünülmüştür. Bu çalışmada STEM öğrenme ortaklıkları okuldaki STEM uygulamalarını okul duvarları dışına taşımak ya da STEM alanında çalışan uzmanların okula davet edilmesiyle ortak yürütülen faaliyetler için kullanılmaktadır. Alanyazında STEM ortaklıklarının öğrencilerin motivasyonlarını artırdığı ve daha iyi öğrenme çıktıları sağladığı vurgulanmıştır (Ayar, 2015; Brown, Brown, Reardon ve Merrill, 2011; Lynch ve diğ., 2017; NRC, 2011).
4.1.2. Pilot Uygulamadan Elde Edilen Verilerin Değerlendirilmesi
Bu araştırma kapsamında geliştirilen canlılar dünyası biyomimikri tasarım görevi öğrenme modülü 1 Ekim - 27 Ekim 2019 tarihleri arasında araştırmanın çalışma grubu dışındaki bir başka sınıfta uygulanmıştır. Pilot uygulamanın amacı öğrenme modülü için ayrılan sürenin yeterli olup olmadığı, kullanılan araç gereç ve materyalin ihtiyacı karşılayıp karşılamadığının belirlenmesiydi. Pilot uygulamaya katılan öğrencilerle yapılan araştırmacı tarafından tutulan alan notları ve öğrencilerle yapılan görüşmelerden elde edilen bulgulara
göre; öğrenciler mühendislik kavramları (kriter kısıtlama, model, tasarım, mühendislik süreci döngüsü) ve modüllerin nasıl kullanılacağına ilişkin zorluk yaşamışlardır. Bu nedenle asıl uygulama öncesinde öğrencilere bu konuda ayrı bir eğitim yapılmasının uygun olacağı düşünülmüştür. Bu doğrultuda çalışmanın uygulama aşamasına geçilmeden çalışma grubu öğrencileri için iki ders saati eğitim verilmiştir.