Genellikle fen ve matematik disiplinlerine odaklanan, aynı zamanda teknoloji ve mühendislik alanlarını da içeren FeTeMM eğitimi (Bybee, 2010b), okul öncesinden doktora sonrasına kadar olmak üzere bütün sınıf seviyelerinde yapılan eğitim aktivitelerini içermektedir (Gonzalez & Kuenzi, 2012). Sanders’a (2012) göre FeTeMM eğitimi, fen ve matematik derslerinin içeriğini öğretmek ve bunu teknoloji/mühendislik uygulamalarıyla birlikte yapmak için teknoloji/mühendislik tasarımlarına dayanan pedagojik yaklaşımların bir uygulamasıdır. The United States Department of Education (2007’den aktaran Brown, 2013); fen, teknoloji, mühendislik ve matematik eğitimini güçlendirmek ya da desteklemek için ilköğretim, ortaöğretim ve yetişkin eğitimini de içeren bir program olarak tanımlamıştır. FeTeMM pedagojisi, bilginin uygulanmasına dayanan, öğrencilere kapsamlı ve anlamlı gerçek yaşam deneyimleri sunan iş birlikçi bir çalışma felsefesidir (Gomez & Albrecth, 2014). FeTeMM, fen ve matematik başarısının giderek daha önemli hale geldiği ve teknoloji ve mühendisliğin uygun şekilde bütünleştirilmesine dayanan bir eğitim anlayışını içermektedir (Jorgenson, vd., 2014). Öğrencilerin öğrendikleri derslerin gerçek hayatla ve kariyer seçimleriyle olan ilişkisini gerekçelendirmeye ve bu gerekçeleri açıkça görebilmeye ihtiyaçları vardır (Gomez & Albrecth, 2014). FeTeMM eğitimi de fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerini birbirinden ayıran geleneksel engelleri ortadan kaldıran ve öğrenciler için bunları gerçek dünyayla uyumlu öğrenme yaşantılarıyla bütünleştiren bir öğrenme yaklaşımıdır (Vasquez, vd.,2013). Bütün bu tanımlardan hareket edildiğinde FeTeMM; fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerinin bütünleştirilmesine dayalı, bu disiplinler arasında bir köprü olan yeni bir yaklaşımdır (Morrison, 2006). Kısacası FeTeMM, öğrencileri hayata hazırlayan, gerçek dünyaya ilişkin öğrenmeleri sağlayan bir yaklaşımdır. FeTeMM uygulamalarının aşamaları Vasquez., vd. (2013) tarafından şu şekilde ifade edilmiştir:
1- Bütünleştirmeye Odaklanma: Öğrencilerin, kavramlar, ilkeler arasındaki ilişkileri görebilmelerini sağlamak amacıyla, disiplinler bir araya getirilmeli, kopuk olan bilgi parçaları birleştirilmelidir.
18
2- İlgi (Bağlantı) Kurma: Öğrencilere, yeni öğrendikleri bilgiyi nerede kullanabilecekleri, günlük hayatta bu bilginin ne işlerine yarayacağı belirtilmeli, kavramaları sağlanmalıdır.
3- Yirmibirinci Yüzyıl Becerilerini Vurgulamak: Problem çözme, iş birliği, eleştirel düşünme, akıl yürütme, yaratıcılık gibi becerilerin, geleceğin çalışanlarından beklenen özellikler olacağı vurgulanmalıdır. Bybee (2013), 21. yüzyıl becerilerini uyum sağlayabilme, iletişim, sıra dışı problemleri çözebilme, kendi kendini yönetme ve geliştirme ve sistemler çerçevesinde düşünebilme becerileri olarak ifade etmektedir. 4- Öğrencileri Zorlamak: Öğrencilere sınıf seviyesine uygun güçlükte, onları sıkacak kadar kolay, vazgeçecekleri kadar da zor olmayan, proje ve problem çözme temelli görevler planlanmalıdır.
5- Hepsini Karıştırma: Öğrenciler, tüm süreç boyunca yaptıkları uygulamaları, çözüm yollarını, elde ettikleri sonuçları, neyi neden yaptıklarını açıklamalıdırlar.
FeTeMM eğitiminin en önemli kavramı, gerçek yaşam problemlerini çözebilmek için çeşitli disiplinlerin belirli bir amaçla bir araya getirilmesi anlamına gelen “bütünleştirme” kavramıdır (Sanders, 2009). Bütünleştirilmiş FeTeMM eğitimi; fen ve/ veya matematik eğitimindeki kavram ve uygulamaların mühendislik ve teknolojideki kavram ve uygulamlarla bütünleştirilmesini kasteden teknolojik/ mühendislik tasarım temelli öğrenme yaklaşımını ifade etmektedir (Sanders, 2012). Bütünleştirilmiş FeTeMM eğitimi ile öğrenciler; bilgilerini bir alandan başka alanlara aktararak ve bilgilerini ve uzmanlıklarını geliştirmek için farklı bir bağlamda bulunmakta, araçların kullanımı ve nesnelerin manipülasyonunu içeren etkinliklerde bulunmaktadır (Jolly, 2017). İlk olarak problem belirlenmekte, çözümleme sürecinde matematik ve fen derslerinde öğrenilen bilgilerle, teknoloji ve mühendislikle ilgili yetenekler harmanlanarak uygulamaya çevrilip, çözüme ulaşılmaktadır (Sakarya, 2015). FeTeMM alanlarının bütünleştirilmesi, dört alan birbirini desteklediğinden, öğrencilerin kavramları daha iyi anlamalarına ve becerilerini geliştirmelerine fırsat sağlamaktadır (Vasquez, vd., 2013).
Etkili bir şekilde bütünleştirilmiş FeTeMM derslerinin özelliğini, Jolly (2014) aşağıdaki gibi sıralamaktadır:
1- FeTeMM dersleri gerçek yaşam problemlerine dayanmaktadır. FeTeMM derslerinde öğrenciler, sosyal, ekonomik ve çevresel problemlere çözüm ararlar. Gerçek yaşam problemleri, daha kişisel ve öğrencilerin günlük yaşamında daha önemli olduğu için öğrencileri konunun içine çekmektedir (Bryan, Moore, Johnson & Roehrig, 2016). Bu
19
konular, okul ya da toplum için yarar sağlayan projeler olabilir (Bender, 2017). Alanlar arasında bağlantı kurmalarını sağlamak amacıyla, öğrencilerin gerçek yaşam problemleri yoluyla bu alanlara girmeleri sağlanmakta ve bu sayede etkili ve anlamlı öğrenmeler gerçekleşmektedir (Moore, vd., 2016).
2- FeTeMM derslerine mühendislik tasarım süreci rehberlik etmektedir. Bu süreç bilimsel yönteme benzemekle birlikte, buradaki fark, öğrencilerin kendi araştırmalarına dayalı olarak fikirlerini denemeleri, farklı yaklaşımları uygulamaları, hatalar yaparak, tekrar denemeleri ve birbirlerinden öğrenmeleridir (Jolly, 2014). Mühendislik ve mühendislik tasarım süreci , problem çözme sürecinde, fen ve matematiği öğrenmek ve öğrendiklerini gerçek dünyaya uygulamak için diğer disiplinleri anlamlı bir şekilde bir araya getirir (Bryan, vd., 2016). Ayrıca bu süreçte öğrenciler, problem çözme becerisini, yaratıcılıklarını ve üst düzey düşünme becerilerini geliştirebilirler ve probleme yönelik çeşitli çözümler geliştirmek için farklı yaklaşımlar geliştirebilirler (Bender, 2017; Moore, vd., 2016).
3- FeTeMM, öğrencileri açık uçlu araştırma ve uygulamalı sorgulamanın içine sokmaktadır. Öğrenciler, öncelikle belirli sınırlılıklar içinde verilen problemi tanımlamakta, buna yönelik araştırmalarını yapmakta ve çözüm için beyin fırtınası yaparak olası çözüm yollarını belirlemekte ve fikirlerini paylaşmak için iletişim kurmaktadırlar (Bender, 2017; Jolly, 2017).
4- FeTeMM derslerinde bütün öğrenciler, etkili biçimde iş birliği içerisinde olmaktadır. FeTeMM derslerindeki öğrenme ortamında, 21. yüzyıl becerilerinden olan takım çalışması ve iletişim becerileri vurgulanmaktadır (Moore vd., 2016). Öğrenciler, problemi çözmek için üretken bir şekilde takım olarak çalışırken, problem durumu ve çözüm sürecinin sunumu için takım olarak ortak bir dil geliştirmelidirler (Bender, 2017). Ayrıca iş birliği, problem çözme sürecinde, öğrencilerin FeTeMM’in disiplinler arası doğasını anlamalarına fırsat vermektedir (Bryan, vd., 2016).
5- FeTeMM derslerinde, öncelikli olarak fen ve matematik içeriği vurgulanmaktadır. Diğer dersler, içeriğe uygun olarak bütünleştirilebilir (Moore, vd., 2016). Teknoloji ve mühendislik uygulamaları, var olan fen ve matematik dersleriyle, fırsat bulundukça sosyal çalışmalarla, dil ve sanat dersleriyle bütünleştirilmelidir (Vasquez, vd., 2013). FeTeMM sınıflarında, branş öğretmenleri, işbirliği içinde çalışarak öğrenme hedeflerini birleştirebilmektedir (Bender, 2017; Jolly, 2014). Alanlar arasındaki ilişki vurgulanarak, öğrencilerin daha anlamlı öğrenme gerçekleştirmesi, anladıklarını diğer alanlara aktarmaları sağlanabilmektedir (Bryan, vd., 2016).
20
6- FeTeMM dersleri birden fazla çözüme, birden fazla doğru cevaba izin vermektedir ve öğrenciler, hatalarından öğrenmeyi, öğrenmenin bir parçası olarak görmektedir. Süreç birden fazla doğru çözüme izin verdiğinden, öğrenciler yaratıcı çözümler bulabilmekte, daha üretken olabilmekte ve hata yapma ya da başarısızlık korkusu olmadan öğrenmektedirler (Bender, 2017; Jolly, 2014; 2017). Bu mühendislik düşüncesinin önemli bir göstergesidir (Moore, vd., 2016).
Bütünleştirilmiş FeTeMM eğitimi çeşitli yollarla uygulanmaktadır. Vasquez vd. (2013) tematik, disiplinler arası ve disiplinler ötesi olmak üzere üç bütünleştirme yaklaşımından bahsetmektedir.
Tematik yaklaşıma göre; disiplinler ortak bir tema etrafında bütünleşir. Her öğretmen kendi dersinde ortak temayı vurgulayan etkinlikler yaptığından, bilgi ve beceriler her bir disiplinde etkili bir şekilde yapılandırılır.(Vasquez, vd., 2013).
İkinci bütünleştirme yaklaşımı disiplinler arası yaklaşımdır. Bu yaklaşıma göre; iki ya da daha fazla disiplin ve derslerin içeriği bütünleştirilmektedir (Bybee, 2013). Bilgi ve beceriler birbiriyle ilişkili ve birbirine bağımlı olduğundan disiplinler arasında köprü oluşturmaktadırlar (Vasquez, vd., 2013).
Son bütünleştirme yaklaşımı ise disiplinler ötesi yaklaşımdır. Problem ya da proje temelli, gerçek yaşam bağlamı etrafında gerçekleşmektedir (Vasquez, vd., 2013). Bu bütünleştirme yaklaşımında, küresel konuların çözümü için disiplinler bir araya getirilmektedir (Bybee, 2013).
21
Disipliner Tematik Disiplinler arası Disiplinler ötesi
Öğrenciler, kavramları Kavram ve beceriler Kavram ve beceriler iki Kavram ve beceriler ve becerileri ayrı ayrı disiplinlerde ya da daha fazla disiplininin proje ya da gerçek disiplinler içinde öğrenilir; ancak bir araya gelmesiyle yaşam problemleriyle öğrenir. hepsi ortak bir tema öğrenilir. iki ya da daha fazla
etrafındadır. disiplinin bütünleştirilmesiyle
öğrenilir.
Şekil 2. Müfredat bütünleştirme süreci. “Lesson Essentials, Grades 3-8: Integrating Science, Technology, Engineering and Mathematics”, Vasquez, J,A., Sneider, C.. & Comer, M., 2013, Portsmouth:NH, Heinemann kaynağından uyarlanmıştır.
Şekil 2’ye göre; her bir yaklaşım değerlidir; sadece bütünleştirme dereceleri birbirinden farklıdır (Vasquez, vd., 2013).
Bütünleştirme tipine göre, bütünleştirilmiş yaklaşımın etkisine bakıldığında, fen ve teknolojinin, mühendislik- matematik- fen- teknolojinin, mühendislik –fen- teknolojinin ya da fen- teknolojinin içerisine entegre edildiğinde etki büyüklüğünün çok büyük olduğu belirtilmektedir (Becker & Park, 2011). Bunun yanında, okulların ve öğretim programlarının yapısı nedeniyle; FeTeMM eğitiminde dört disiplinin de tamamen vurgulanması güç olduğundan, FeTeMM eğitimi, fen ve matematik derslerinin içeriğine teknoloji ve mühendisliğin entegre edilmesi şeklinde bir yaklaşımla bütünleştirme yapılabilmektedir (Bybee, 2010b). FeTeMM eğitimi, okul içi ve okul sonrası etkinlikler yoluyla yapılabilmektedir. Okul içinde yapılan FeTeMM etkinliklerinde, fen veya matematik içeriğine teknoloji ve mühendislik dahil edilerek ya da bir dersi bütün olarak FeTeMM etkinlikleriyle işlemeyi içermektedir (Pekbay, 2017). Okul sonrası FeTeMM
22
etkinlikleri ise robot yapma, fen ve matematik alanlarında gerçekleştirilen çeşitli yarışma ve olimpiyatları, FeTeMM ile ilgili kulüp çalışmalarını kapsamaktadır (Şahin, 2013). Bu çalışma, fen ve matematiğin merkezde olduğu, teknoloji ve mühendisliğin, bu iki temel disiplin içerisine dâhil edildiği, 5E yöntemine göre hazırlanan okul içi etkinlikler yoluyla gerçekleştirilmiştir. 5E modeli ön öğrenmeler üzerine yapılandırmalarla yeni anlayışların gelişimini destekleyen, doğrusal değil, döngüsel olan bir modeldir (Maryland State University, 2012a). 5E öğrenme halkası sadece FeTeMM eğitiminde değil, öğrenci merkezli bütün yaklaşımlarda ve sınıf ortamında kullanılabilmektedir (Sinatra & Mukhopadhyay, 2015). 5E öğrenme yöntemi aşamaları ve FeTeMM eğitiminde uygulama biçimi Maryland State University (2012) tarafından Tablo 2’deki gibi özetlenmiştir.
23 Tablo 2
FeTeMM Eğitiminde 5E Yöntemi
Aşamalar 5E STEM
Engagement (Giriş- Motivasyon Sağlama- ilgi çekme)
Bu aşama ilgi çekmeyle başlar. Ders süresince merkez parçasıdır. Gözlemle ya da olaylarla başlayabilir.
Öğrenciler ya da öğretmen gerçek yaşam problemi, karmaşık bir soru ya da küresel bir konu söyler.
Öğrenciler olası çözümler için beyin fırtınası yapar. Explore (Keşfetme) Öğrencilere düşünmeleri, plan
yapmaları ve bilgileri organize etmeleri için zaman verilir.
Öğrenciler araştırırlar ve fen, teknoloji, mühendislik matematik ve diğer disiplinler arasında bağlantı kurarlar. Öğrenciler karmaşık soruları küresel konuları ya da gerçek yaşam problemlerini çözmek için uygun sistematik yaklaşımı seçer ve uygularlar.
Explain (Açıklama) Öğrenciler, keşfetme aşamasında öğrendikleri kavramları ve süreci açıklarlar.
Öğrenciler, verileri analiz eder ve yorumlar.
Olası çözümler ve anladıkları ile ilgili iletişimde bulunurlar.
Analiz ve iletişim için teknolojiyi kullanırlar. Elaboration/Extension
(Derinleştirme)
Öğrencilerin öğrendikleri kavramları güçlendirmeleri ve genişletmeleri için fırsatlar verilir.
Öğrenciler çözümleri ürünleri ya da modelleri düzeltirler.
Gelecek araştırmaları için deneysel prosedürü düzenlerler.
FeTeMM kariyerlerini tanımlar ve bağlantıları analiz ederler.
Evaluation (Değerlendirme) 5E modelinde her aşamada vardır. Öğretmen tarafından, öğrencilerin bilmesi ve yapması hedeflenen rubrik geliştirilir. Öğrenciler çözümlerini gösterirler. Akran değerlendirmesine katılırlar. Performansa dayalı görevler yoluyla anladıklarını gösterirler. NOT: FeTeMM Eğitiminde 5E Yöntemi. “5E Model for Integrated STEM Instruction”. Maryland State
University. 2012,
http://mdk12.msde.maryland.gov/instruction/curriculum/stem/pdf/912/5EModelforIntegratedSTEMInstru ction.docx kaynağından uyarlanmıştır.
24