Mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin fen bilgisiöğretmen adaylarının karar verme becerisi, bilimselsüreç becerileri ve sürece yönelik algılarına etkisi

(1)

(2)

2

MÜHENDİSLİK TASARIM TEMELLİ FEN EĞİTİMİNİN FEN BİLGİSİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ KARAR VERME BECERİSİ, BİLİMSEL

SÜREÇ BECERİLERİ VE SÜRECE YÖNELİK ALGILARINA ETKİSİ

ESRA BOZKURT

DOKTORA TEZİ

FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI

GAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

(3)

i

TELİF HAKKI VE TEZ FOTOKOPİ İZİN FORMU

YAZARIN

Adı : ESRA Soyadı : BOZKURT

Bölümü : İLKÖĞRETİM ANABİLİM DALI, FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ BİLİM DALI

Teslim Tarihi : 14.07. 2014 İmza :

TEZİN

Türkçe Adı: Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitiminin Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Karar Verme Becerisi, Bilimsel Süreç Becerileri ve Sürece Yönelik Algılarına Etkisi

İngilizce Adı: The Effect Of Engineering Design Based Science Instruction on Science Teacher Candidates' Decision Making Skills, Science Process Skills and Perceptions About The Process

(4)

ii

ETİK İLKELERE UYGUNLUK BEYANI

Tez yazma sürecinde bilimsel ve etik ilkelere uyduğumu, yararlandığım tüm kaynakları kaynak gösterme ilkelerine uygun olarak kaynakçada belirttiğimi ve bu bölümler dışındaki tüm ifadelerin şahsıma ait olduğunu beyan ederim.

(5)

iii

(6)

iv

(7)

v

TEŞEKKÜR

Ders aşamasından, çalışma konumu seçmeme, uygulama sürecinden yazım aşamasına kadar doktora eğitimim süresince kendi yolumu çizebilmem için yol gösterici tutumuyla kimi zaman rehberim, arkadaşım ve öğretmenim olan güler yüzü, ilgisi ve olumlu yaklaşımı, bilimsel, etik ve insani değerlere bakış açısıyla akademik yaşamıma birçok değer katan ve kendisi çok değerli danışmanım Doç. Dr. Havva YAMAK’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Lisans eğitimime başladığım ilk günden bu güne kadar, gün geçtikçe artan bir özenle araştırmacı ve insani kimliğini kendime örnek aldığım, emeklerini asla ödeyemeyeceğimi çok iyi bildiğim, tez çalışmalarım süresince en zor zamanlarında bile bana zaman ayıran, akademik yaşamımı şekillendirmemi sağlayan rehberim, öğretmenim, çok değerli danışmanım Doç. Dr. Esma BULUŞ KIRIKKAYA’ya doktora eğitimimde de yanımda olduğu için binlerce kez teşekkürlerimi sunarım.

Doktora eğitimim süresince motive edici tutumu, yol gösterici tavrı ve değerli fikirleriyle yanımda olan desteğini her zaman hissettiğim, bilim insanı ve araştırmacı kimliği ve yenilikçi bakış açısı ile bana birçok değer katan Doç. Dr. Nusret KAVAK’a, fikirleri ile araştırmama katkı sağlayan Doç. Dr. Mahmut SELVİ’ye, araştırmamın uygulama sürecini kolaylaştırmak adına destek olan ve uygulama sürecindeki gözlemleri farklı bakış açısıyla değerlendirerek araştırmama katkı sağlayan Doç. Dr. Halil TURGUT’a, tezimi inceleyerek geribildirimleri ile katkı sağlayan Yrd. Doç. Dr. İsmail MARULCU’ya ve Prof. Dr. Yüksel TUFAN’a teşekkürlerimi sunarım.

Araştırmam süresince cesaretlendirici tutumu ve desteği ile yanımda olan Yrd. Doç. Dr. Hüseyin EŞ’e, tez yazım sürecinde destek sağlayan Prof. Dr. Dursun DİLEK’e ve Yrd. Doç. Dr. Ayşe YENİLMEZ TÜRKOĞLU’na teşekkürlerimi sunarım.

(8)

vi

TEŞEKKÜR

Araştırmamın konusunu belirlemeden, yazım sürecine her aşamasında değerli fikirleri, farklı bakış açısı ve geribildirimleriyle yanımda olan desteğini her zaman hissettiğim değerli arkadaşım Öğr. Gör. Dr. Serhat ERCAN’a, motive edici ve güler yüzlü tutumuyla okuldaki çalışma ortamımı şenlendiren sevgili oda arkadaşım Arş. Gör. Hürü SAĞLAM TEKİR’e, motive edici tutumuyla beni cesaretlendiren değerli arkadaşım ve hocam Yrd. Doç. Dr. Kibar AKTİN’e, yazım sürecinde çoğu gece birlikte çalışarak sabahladığım, aynı yolda yürürken özverili ve motive edici tutumuyla her zaman yanımda olan sevgili arkadaşım Manolya YÜCEL DAĞ’a, fikrini almak istediğim her durumda, ilgili yaklaşımı ve önerileriyle beni cesaretlendiren, bu yolun her aşamasında ve ihtiyacım olan tüm zamanlarda güleryüzü ile yanımda olan çok değerli arkadaşım ve dostum Yrd. Doç. Dr. Nurhan ÖZTÜRK GEREN’e teşekkürlerimi sunarım.

Değerli fikirleriyle etkinlik geliştirme sürecime disiplinler arası bakış açısıyla bakmamı sağlayan ve araştırmamın birçok aşamasına katkı sağlayan çok değerli arkadaşım Arş. Gör. Can Okan ALTAN’a ve araştırma süresince fikrini almak istediğim her konuda özveriyle yanımda olan, beni teşvik eden sevgili dostum Arş. Gör. Yasemin HACIOĞLU’na katkılarından ötürü teşekkürlerimi sunarım.

Etkinlik dokümanlarımın ve tezimin çoğaltılmasında pratik çözümleri, özenli tutumu ve güler yüzüyle destek sağlayan İlayda GÜLENÇ’e ve araştırmamın veri toplama sürecine öz veri ile yardımcı olan değerli öğretmen adaylarına teşekkür ederim.

“Yurt içi Doktora Burs Programı” kapsamında doktora eğitimim süresince maddi destek sağlayan TÜBİTAK’a teşekkürlerimi sunarım.

Şüphesiz teşekkürün en büyüğü bugünlere gelmemde en çok emek harcayan, öğrenim yaşamımın her aşamasıyla en yakından ilgili olan, en büyük destekçim, haklarını ne yapsam ödeyemeyeceğimi çok iyi bildiğim, onların kızı olduğum için kendimi her zaman çok şanslı hissettiğim ve bir telefon ile yüzüme mutlu bir ifade konduran canım annem Fevziye BOZKURT ve canım babam Yakup BOZKURT’a, araştırma süresince desteklerini en derinden hissettiğim, beni cesaretlendiren, yüzümü güldüren sevgili kardeşlerim Serkan BOZKURT ve Fevzi BOZKURT’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Alacakaranlığı, karanlığı ve aydınlığı olan bu yolda yürürken önemli bir dönemeç olan bu aşamada yanımda olan tüm arkadaşlarım ve ailem, var olun…

(9)

vii

MÜHENDİSLİK TASARIM TEMELLİ FEN EĞİTİMİNİN FEN

BİLGİSİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ KARAR VERME BECERİSİ,

BİLİMSEL SÜREÇ BECERİLERİ VE SÜRECE YÖNELİK

ALGILARINA ETKİSİ

(Doktora Tezi)

Esra BOZKURT GAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Haziran, 2014

ÖZ

Bu araştırmanın amacı, fen bilgisi öğretmenliği lisans programında yer alan Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersinin mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile yürütülmesi sürecinin incelenmesi ve bu sürecin fen bilimleri öğretim programına uygunluğunun öğretmen adaylarının dönütleri doğrultusunda belirlenmesi, söz konusu sürecin öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerileri ve karar verme becerilerine etkisinin belirlenmesidir. 2013-2014 eğitim-öğretim yılının güz döneminde bir üniversitenin Eğitim Fakültesi İlköğretim Bölümü Fen Bilgisi Öğretmenliği anabilim Dalı’nda 3. sınıfa devam eden öğretmen adayları ile gerçekleştirilen bu araştırmada karma yöntemler araştırma modeli kullanılmıştır. Güz dönemi boyunca Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları 1 dersi, iki ayrı gruptaki 36 öğretmen adayı ile mühendislik tasarım temelli fen eğitimi yaklaşımı doğrultusunda gerçekleştirilmiştir. Araştırmada öğretmen adaylarının karar verme ve bilimsel süreç becerilerindeki değişimi belirlemek amacıyla tek gruplu deneysel desen kullanılmıştır. Öğretmen adaylarının mühendislik tasarım temelli fen eğitimi yaklaşımına, Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları 1 dersinde bu yaklaşımın kullanılmasına ve mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin ilk ve ortaokul fen bilimleri öğretim programına uygunluğuna ilişkin değerlendirmelerinin belirlenmesi amacıyla iç içe geçmiş durum çalışması deseni kullanılmıştır.

Araştırmanın nitel kısmı 36 öğretmen adayı arasından maksimum çeşitliliği sağlayacak biçimde seçilen altı öğretmen adayı ile yürütülmüştür. Araştırma süresince elde edilen nicel verilerin analizi SPSS 15.0 programı ile yapılmıştır. Nitel verilerin analizinde ise NVivo 10.0 programı yardımıyla betimsel analiz, içerik analizi ve sürekli karşılaştırmalı veri analiz yöntemleri birlikte kullanılmıştır.

(10)

viii

Araştırmada öğretmen adaylarının karar verme becerilerinin ve bilimsel süreç becerilerinin mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile geliştiği tespit edilmiştir. Ayrıca öğretmen adaylarının mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile karar verme ve bilimsel süreç becerilerinin gelişebileceği yönünde görüşlere sahip oldukları belirlenmiştir.

Öğretmen adaylarının ilkokul ve ortaokul fen bilimleri dersi için mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin kullanılabileceğini düşündükleri ve süreç boyunca bu düşüncelerinin olumlu yönde gelişim gösterdiği tespit edilmiştir. Öğretmen adayları mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları dersinde kullanımının uygun olduğu yönünde görüşlere sahip olmuşlardır. Ayrıca, mühendislik tasarım sürecinin en güçlü yönlerini yaparak öğrenmeyi sağlaması, büyük tasarım görevi hedefinin motive edici olması, kalıcı öğrenmeyi sağlaması ve sorgulamaya dayalı olmasıyla değerlendirdikleri tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Mühendislik tasarım temelli fen eğitimi, öğretmen adayları, karar verme becerisi, bilimsel süreç becerileri.

Sayfa Adedi : 385

Danışman : Doç. Dr. Havva YAMAK

(11)

ix

THE EFFECT OF ENGINEERING DESIGN BASED SCIENCE

INSTRUCTION ON SCIENCE TEACHER CANDIDATES' DECISION

MAKING SKILLS, SCIENCE PROCESS SKILLS AND PERCEPTIONS

ABOUT THE PROCESS

(Ph.D. Thesis)

Esra BOZKURT GAZI UNIVERSITY

June, 2014

ABSTRACT

The aim of the study is to scrutinize the process of teaching of science education based on engineering design via the course of Laboratory Applications in Science Instruction I, which takes place in undergraduate program of science teaching, to determine the appropriateness of this process in accordance with the feedbacks of pre-service teachers and to specify the effect of aforementioned process on scientific process skills and decision making skills of pre-service teachers. Mixed methods research design was used in this research which was applied to students during their junior years in the department of science teaching in the faculty of education of a university during 2013-2014 fall semester. During the fall semester, the course of Laboratory Applications in Science Instruction I was given to two separate groups consisting of 36 pre-service teachers using science education based on engineering design approach. Single group research design was used in the research in order to determine the change in decision making and scientific process skills of service teachers. Nested case study design was used in order to determine the pre-service teachers' assessment on the approach of science education based on engineering design, on the use of this approach in the course of Laboratory Applications in Science Instruction I and on the appropriateness of science education based on engineering design for the science curriculum of elementary schools.

The qualitative part of the research was conducted with six pre-service teachers who were chosen from 36 pre-service teachers to create maximum variation. The analysis of quantitative data obtained through the research was performed using SPSS 15.00 software. Descriptive analysis, content analysis and constant comparative methods were performed together via NVivo 10.0 software in the analysis of qualitative data.

It was determined that the decision making skills and scientific process skills of pre-service teachers developed thanks to science education based on engineering design. It was also specified that the pre-service teachers had the perspective that decision making and scientific process skills would develop via science education based on engineering design.

(12)

x

It was ascertained that pre-service teachers gave thought to apply science education based on engineering design in the courses of science at elementary schools and they developed a positive perspective on this approach during the process. Pre-service teachers had the opinion that the use of science education based on engineering design was appropriate for the course of Laboratory Application in Science Instruction. It was specified that pre-service teachers evaluated the strengths of the engineering design process as providing leaning by doing, being motivated by big design task, providing permanent and inquiry-based learning

Key Words : Engineering design based science education, pre-service teachers, decision making skills, scientific process skills

Page Number : 385

Supervisor : Doç. Dr. Havva YAMAK

(13)

xi

İÇİNDEKİLER

TELİF HAKKI VE TEZ FOTOKOPİ İZİN FORMU ... i

ETİK İLKELERE UYGUNLUK BEYANI... ii

JÜRİ ONAY SAYFASI ... iii

TEŞEKKÜR ... v

TEŞEKKÜR ... vi

ÖZ ... vii

ABSTRACT ... ix

TABLOLAR LİSTESİ ... xx

ŞEKİLLER LİSTESİ ... xxii

SİMGELER VE KISALTMALAR LİSTESİ ... xxvi

BÖLÜM 1 ... 1 GİRİŞ ... 1 1.1. Problem Durumu ... 1 1.2. Araştırmanın Amacı ... 6 1.3. Araştırmanın Önemi ... 7 1.4. Problem Cümlesi ... 8 1.5. Alt problemler... 8 1.6. Hipotezler ... 8 1.7. Araştırmanın Sınırlılıkları... 9 1.8. Araştırmanın Varsayımları ... 10 BÖLÜM 2 ... 11 KAVRAMSAL ÇERÇEVE ... 11

2.1. Dünya’da Fen Eğitimi Reform Çalışmaları ... 11

2.2. Disiplinlerin Entegrasyonu: Fen-Teknoloji-Mühendislik-Matematik Eğitimi ... 15

2.3. Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik Eğitimi’nde Mühendisliğin Rolü ... 17

2.3.1. Mühendislik ve Tasarım ... 19

2.3.2. Mühendislik Tasarım ve Bilimsel Araştırma-Sorgulama ... 20

(14)

xii

2.4. Mühendislik Tasarımlarının Sınıf içi Uygulamalarda Kullanımına Yönelik

Yaklaşımlar ... 26

2.5. Fen Öğretiminde Mühendislik Tasarımlarının Kullanımına Yönelik Yaklaşımlar 29 2.5.1. Tasarım Temelli Modelleme ... 30

2.5.2. Proje Tabanlı Fen... 31

2.5.3. Mühendislikte Rekabet ... 33

2.5.4. Çocuklar için Mühendislik ... 33

2.5.5. Tasarım Yoluyla Öğrenme ... 34

2.6. Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitimi (MTTFE) ... 36

2.6.1. MTTFE ve Karar Verme Becerisi ... 45

2.6.2. MTTFE ve Bilimsel Süreç Becerileri ... 50

2.6.3. MTTFE ve Mevcut Laboratuvar Yaklaşımları ... 51

2.6.4. MTTFE ve Kuramsal Dayanaklar ... 56

2.7. İlgili Araştırmalar ... 57

2.7.1. Öğretmen Eğitimi ve Mühendislik Tasarım Yoluyla Öğrenme ile İlgili Araştırmalar ... 58

2.7.2. Fen Dersleri ve Mühendislik Tasarım Yoluyla Öğrenme ile İlgili Araştırmalar 62 BÖLÜM 3 ... 65

YÖNTEM ... 65

3.1. Araştırmanın Modeli ... 65

3.1.1.Deneysel Desen ... 73

3.1.2. Durum Çalışması (Örnek Olay İncelemesi) ... 75

3.2. Araştırmanın Çalışma Evreni ve Örneklemi ... 77

3.2.1 Araştırmanın Örnekleminde Yer Alan Öğretmen Adaylarının Özellikleri ... 77

3.3. Araştırmanın Çalışma Grubu ve Katılımcılar ... 79

3.3.1. Araştırmanın Çalışma Grubunu Oluşturan Katılımcıların Özellikleri ... 81

3.4. Veri Toplama Araçları ... 82

3.4.1. Nicel Veri Toplama Araçları ... 84

3.4.1.1. Karar Verme Beceri Testi (KVBT)... 84

3.4.1.1.1 Karar verme beceri testinin geliştirilmesi ... 84

3.4.1.1.1.1 Testin amacının belirlenmesi ... 85

(15)

xiii

3.4.1.1.1.3 Test maddelerin oluşturulması ... 86

3.4.1.1.1.4. Maddelerin gözden geçirilmesi ... 93

3.4.1.1.1.5. Deneme formunun hazırlanması ... 95

3.4.1.1.1.6. Deneme uygulamasının yapılması ... 96

3.4.1.1.1.7. Puanlanma, madde analizi ve madde seçimi ... 96

3.4.1.1.1.8. Nihai testin oluşturulması ve istatistikleri ... 100

3.4.1.2. Bilimsel Süreç Becerileri Testi ... 101

3.4.2. Nitel Veri Toplama Araçları ... 101

3.4.2.1 Görüşme ... 102

3.4.2.2 Gözlem ... 107

3.4.2.3. Doküman incelemesi ... 108

3.4.2.3.1. Açık uçlu soru formu... 109

3.4.2.3.2. Öz değerlendirme formu ... 109

3.4.2.3.3. Derse yönelik etkinlik dokümanları ... 110

3.4.2.3.4. Öğretmen adayları tarafından hazırlanan etkinlik planları ... 116

3.5. Araştırmanın Uygulama Süreci ... 116

3.6. Verilerin Analizi ... 122

3.6.1. Nicel Verilerin Analizi ... 122

3.6.2. Nitel Verilerin Analizi ... 123

3.6.3. Araştırmanın Geçerliği ve Güvenirliği ... 131

BÖLÜM 4 ... 135

BULGULAR VE YORUM... 135

4.1. Araştırmanın Birinci Alt Problemine Yönelik Bulgular: Öğretmen Adaylarının Karar Verme Becerileri Araştırma Süresince Nasıl Değişmektedir? ... 135

4.1.1. KVBT ile Elde Edilen Bulgular ... 135

4.1.2. Etkinlik Dokümanları ile Elde Edilen Bulgular ... 136

4.1.2. Doğa ve Deniz’in Grubunun Derse Yönelik Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 138

4.1.2.1.1. Doğa ve Deniz’in Grubunun “Araç/Oyuncak Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 138

4.1.2.1.2. Doğa ve Deniz’in Grubunun “Akvaryum Ortamı Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 141

(16)

xiv

4.1.2.1.3. Doğa ve Deniz’in Grubunun “Parfüm Üretimi” Etkinlik

Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 144 4.1.2.1.4. Doğa ve Deniz’in Grubunun “Atlıkarınca Tasarımı” Etkinlik

Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 146 4.1.2.2. Öğretmen Adayı Güneş’in Grubunun Derse Yönelik Etkinlik

Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 149 4.1.2.2.1. Öğretmen Adayı Güneş’in Grubunun “Araç/Oyuncak Tasarımı”

Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 149 4.1.2.2.2. Öğretmen Adayı Güneş’in Grubunun “Akvaryum Ortamı Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 152 4.1.2.2.3. Öğretmen Adayı Güneş’in Grubunun “Parfüm Üretimi” Etkinlik

Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 156 4.1.2.2.1. Öğretmen Adayı Güneş’in Grubunun “Atlıkarınca Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 158 4.1.2.3. Öğretmen Adayı Toprak’ın Grubunun Derse Yönelik Etkinlik

Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 161 4.1.2.3.1. Öğretmen Adayı Toprak’ın Grubunun “Araç/Oyuncak Tasarımı”

Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 161 4.1.2.3.2. Öğretmen Adayı Toprak’ın Grubunun “Akvaryum Ortamı Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 164 4.1.2.3.3. Öğretmen Adayı Toprak’ın Grubunun “Parfüm Üretimi” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 167 4.1.2.3.4. Öğretmen Adayı Toprak’ın Grubunun “Atlıkarınca Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 169 4.1.2.4. Öğretmen Adayı Kaya’nın Grubunun Derse Yönelik Etkinlik

Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 173 4.1.2.4.1. Öğretmen Adayı Kaya’nın Grubunun “Araç/Oyuncak Tasarımı”

Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 173

(17)

xv

4.1.2.4.2. Öğretmen Adayı Kaya’nın Grubunun “Akvaryum Ortamı Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar

... 175

4.1.2.4.3. Öğretmen Adayı Kaya’nın Grubunun “Parfüm Üretimi” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 179

4.1.2.4.4. Öğretmen Adayı Kaya’nın Grubunun “Atlıkarınca Tasarımı” Etkinlik Dokümanlarındaki Karar Verme Sürecine İlişkin Bulgular ve Yorumlar ... 180

4.2. Araştırmanın İkinci Alt Problemine Yönelik Bulgular: Öğretmen adaylarının Fen öğretimi laboratuvar uygulamaları-I dersinde kullanılan mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin karar verme becerisine etkisi konusundaki görüşleri nelerdir? ... 183

4.2.1. Yarı Yapılandırılmış Görüşmeler ile Elde Edilen Bulgular ve Yorumlar ... 184

4.2.1.1. Öğretmen Adayı Doğa İle İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 184

4.2.1.2. Öğretmen Adayı Güneş ile İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 185

4.2.1.3. Öğretmen Adayı Toprak ile İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 186

4.2.1.4. Öğretmen Adayı Deniz ile İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 187

4.2.1.5. Öğretmen Adayı Kaya ile İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 188

4.2.1.6. Öğretmen Adayı Nehir ile İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 189

4.2.2. Açık Uçlu Soru Formu ile Elde Edilen Bulgular ve Yorumlar ... 190

4.2.3. Odak Grup Görüşme ile Elde Edilen Bulgular ve Yorumlar... 191

4.3. Araştırmanın Üçüncü Alt Problemine Yönelik Bulgular: Öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerileri araştırma süresince nasıl değişmektedir? ... 193

4.4. Araştırmanın Dördüncü Alt Problemine Yönelik Bulgular: Öğretmen adaylarının Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları-I dersinde kullanılan mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin bilimsel süreç becerilerine etkisi konusundaki görüşleri nelerdir? ... 194

4.4.1.1. Öğretmen Adayı Doğa ile İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 195

(18)

xvi

4.4.3. Odak Grup Görüşme ile Elde Edilen Bulgular ve Yorumlar... 200

4.5. Araştırmanın Beşinci Alt Problemine Yönelik Bulgular: Öğretmen Adaylarının araştırma süresince tasarım sürecini kullanma becerileri konusundaki öz değerlendirmeleri nasıl değişmektedir? ... 201

4.5.1.1. Öğretmen Adayı Doğa ile İlgili Bulgular ve Yorumlar ... 202

4.5.2. Öz Değerlendirme Formu ile Elde Edilen Bulgular ve Yorumlar ... 208

4.5.3. Öğretmen Adayları Tarafından Hazırlanan Etkinlik Planlarından Elde Edilen Bulgular ve Yorumlar ... 214

4.6. Araştırmanın Altıncı Alt Problemine Yönelik Bulgular: Öğretmen adaylarının Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları 1 dersi sürecinin mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile yürütülmesi sürecine ilişkin düşünceleri nasıl değişmektedir? ... 220

4.6.1. Yarı Yapılandırılmış Görüşmelerde Öğretmen Adaylarının Sürecin Güçlü ve Zayıf Yönlerine İlişkin Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 220

4.6.1.1. Öğretmen Adayı Doğa’nın Sürecin Güçlü ve Zayıf Yönlerine İlişkin Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 220

4.6.1.2. Öğretmen Adayı Güneş’in Sürecin Güçlü ve Zayıf Yönlerine İlişkin Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 223

4.6.1.3. Öğretmen Adayı Toprak’ın Sürecin Güçlü ve Zayıf Yönlerine İlişkin Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 224

4.6.1.4. Öğretmen Adayı Deniz’in Sürecin Güçlü ve Zayıf Yönlerine İlişkin Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 226

4.6.1.5. Öğretmen Adayı Kaya’nın Sürecin Güçlü ve Zayıf Yönlerine İlişkin Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 228

4.6.1.6. Öğretmen Adayı Nehir’in Sürecin Güçlü ve Zayıf Yönlerine İlişkin Görüşlerine Yönelik Bulgular ... 229

(19)

xvii

4.6.2. Yarı Yapılandırılmış Görüşmelerde Öğretmen Adaylarının Süreçte Yaşadıkları Zorluklara Yönelik Değerlendirmeler ve Sürecin İyileştirilmesi Yönündeki

Önerilerine İlişkin Bulgular ... 235 4.6.2.1. Öğretmen Adayı Doğa’nın Süreçte Yaşadıkları Zorluklara Yönelik

Değerlendirmeleri ve Sürecin İyileştirilmesi Yönündeki Önerilerine İlişkin Bulgular ... 235 4.6.2.2. Öğretmen Adayı Güneş’in Süreçte Yaşadıkları Zorluklara Yönelik

Değerlendirmeleri ve Sürecin İyileştirilmesi Yönündeki Önerilerine İlişkin Bulgular ... 237 4.6.2.3. Öğretmen Adayı Toprak’ın Süreçte Yaşadıkları Zorluklara Yönelik

Değerlendirmeleri ve Sürecin İyileştirilmesi Yönündeki Önerilerine İlişkin Bulgular ... 238 4.6.2.4. Öğretmen Adayı Deniz’in Süreçte Yaşadıkları Zorluklara Yönelik

Değerlendirmeleri ve Sürecin İyileştirilmesi Yönündeki Önerilerine İlişkin Bulgular ... 238 4.6.2.5. Öğretmen Adayı Kaya’nın Süreçte Yaşadıkları Zorluklara Yönelik

Değerlendirmeleri ve Sürecin İyileştirilmesi Yönündeki Önerilerine İlişkin Bulgular ... 239 4.6.2.6. Öğretmen Adayı Nehir’in Süreçte Yaşadıkları Zorluklara Yönelik

Değerlendirmeleri ve Sürecin İyileştirilmesi Yönündeki Önerilerine İlişkin Bulgular ... 240 4.7. Araştırmanın Yedinci Alt Problemine Yönelik Bulgular: Öğretmen Adaylarının Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitiminin İlkokul ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programına Uygunluğu Konusunda Görüşleri Nasıl Değişmektedir? ... 243 4.7.1. Öğretmen Adayı Doğa’nın MTTFE’nin İlkokul ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programına Uygunluğuna Yönelik Görüşleri ... 243 4.7.2. Öğretmen Adayı Güneş’in MTTFE’nin İlk ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programına Uygunluğuna Yönelik Görüşleri ... 245 4.7.3. Öğretmen Adayı Toprak’ın Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitiminin İlk ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programına Uygunluğuna Yönelik Görüşleri247 4.7.4. Öğretmen Adayı Deniz’in Mühendislik Tasarım Temelli Fen Öğretiminin İlk ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programına Uygunluğuna Yönelik Görüşleri249

(20)

xviii

4.7.5. Öğretmen Adayı Kaya’nın Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitiminin İlk ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programına Uygunluğuna Yönelik Görüşleri251 4.7.6. Öğretmen Adayı Nehir’in Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitiminin İlk ve Ortaokul Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programına Uygunluğuna Yönelik Görüşleri253

BÖLÜM 5 ... 255

SONUÇ VE ÖNERİLER ... 255

5.1.Sonuçlar ... 255

5.1.1.Araştırmanın Birinci Alt Problemine Yönelik Sonuçlar: Öğretmen Adaylarının Karar Verme Becerileri Araştırma Süresince Nasıl Değişmektedir? ... 255

5.1.2.Araştırmanın İkinci Alt Problemine Yönelik Sonuçlar: Öğretmen adaylarının Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersinde kullanılan mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin karar verme becerilerine etkisi konusundaki görüşleri nelerdir? ... 261

5.1.3.Araştırmanın Üçüncü Alt Problemine Yönelik Sonuçlar: Öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerileri araştırma süresince nasıl değişmektedir? ... 262

5.1.4.Araştırmanın Dördüncü Alt Problemine Yönelik Sonuçlar: Öğretmen adaylarının Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersinde kullanılan mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin bilimsel süreç becerilerine etkisi konusundaki görüşleri nelerdir? ... 264

5.1.5.Araştırmanın Beşinci Alt Problemine Yönelik Sonuçlar: Öğretmen adaylarının araştırma süresince mühendislik tasarım sürecini kullanma becerileri konusundaki öz değerlendirmeleri nasıl değişmektedir? ... 267

5.1.6.Araştırmanın Altıncı Alt Problemine Yönelik Sonuçlar: Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları 1 dersi sürecinin mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile yürütülmesi sürecine ilişkin düşünceleri nasıl değişmektedir? ... 271

5.1.7.Araştırmanın Yedinci Alt Problemine Yönelik Sonuçlar: Öğretmen adaylarının mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin ilkokul ve ortaokul fen bilimleri dersi öğretim programına uygunluğu konusunda görüşleri nasıl değişmektedir? ... 273

5.2.Öneriler ... 276

5.2.1.Öğretmen Yetiştirme Programı ve Öğretmen Eğitimcileri için Öneriler ... 276

5.2.2.Araştırmacılara Yönelik Öneriler ... 277

5.2.3.Eğitim Yöneticilerine Öneriler ... 278

(21)

xix

EKLER ... 300 ÖZGEÇMİŞ ... 353

(22)

xx

TABLOLAR LİSTESİ

Tablo 3.1: Öğretmen Adayı Bilgi Formundan Elde Edilen Bilgilere Yönelik Veriler ... 78 Tablo 3.2. Araştırmanın Çalışma Grubunu Oluşturan Katılımcılara İlişkin Bilgiler ... 81 Tablo 3.3. Araştırmanın Alt Problemleri için Kullanılan Veri Toplama Araçları ... 82 Tablo 3.4: Madde Güçlük İndeksi ve Değerlendirmesi (Baykul, 2010; Kan, 2008; Turgut ve Baykul, 2012) ... 98 Tablo 3.5: Madde Ayırıcılık Gücü İndeksi ve Değerlendirmesi (Özçelik, 2010; Tekin, 2003) ... 99 Tablo 3.6: KVBT Deneme Formu’ndaki Maddelerin Güçlük ve Ayırıcılık Gücü İndeksleri ile Değerlendirmeleri ... 99 Tablo 3.7: KVBT’ye İlişkin Betimsel İstatistikler ... 100 Tablo 3.8: Araştırmanın alt problemlerinde görüşme yönteminin kullanımı ... 106 Tablo 3.9: Öğretmen Adaylarının Sürece Yönelik Olumlu Gördükleri Hususlar ... 117 Tablo 3.10: Öğretmen Adaylarının Süreçte Karşılaştıkları Bazı Olumsuz Durumlar ... 118 Tablo 3.11: Araştırmanın Uygulama Süreci Takvimi... 120 Tablo 3.12. Etkinlik Dokümanlarının İncelenmesi Betimsel Analiz Planı ... 127 Tablo 3.13. Öğretmen Adayları Tarafından Hazırlanan Etkinlik Planlarına İlişkin Analiz Planı ... 128 Tablo 3.14: Araştırmacı ile iki fen eğitimi uzmanının kodlamaları arasındaki güvenirlik 130 Tablo 4.1. Öğretmen Adaylarının KVBT Öntest- Sontest Ölçümlerinin İlişkili Örneklemler t-Testi ile Karşılaştırılmasına Yönelik Bulgular ... 136 Tablo 4.2. Öğretmen Adaylarının BSBT Ön Test- Son Test Ölçümlerinin İlişkili Örneklemler t-Testi ile Karşılaştırılmasına Yönelik Sonuçlar... 193 Tablo 4.3. Öğretmen Adaylarının Süreçte Kendilerini Güçlü Hissettikleri Durumlarına Yönelik İlk ve Son Öz Değerlendirmelerine İlişkin Bulgular ... 208 Tablo 4.4. Öğretmen Adaylarının Süreçte Kendilerini Zayıf Hissettikleri Durumlarına Yönelik İlk ve Son Öz Değerlendirmelerine İlişkin Bulgular ... 211

(23)

xxi

Tablo 4.5. Öğretmen Adaylarının Fen Derslerini MTTFE ile Yürütmek Konusunda Kendilerini Yeterli Hissetme Durumlarına Yönelik İlk ve Son Öz Değerlendirmelerine İlişkin Bulgular ... 213 Tablo 4.6. Öğretmen Adaylarının Etkinlik Planlarının MTTFE’ye Uygunluğunun Değerlendirilmesine İlişkin Bulgular ... 216 Tablo 4.7. Öğretmen Adayı Doğa’nın Fen Bilimleri Dersi Öğrenme Alanlarının MTTFE ile Geliştirilebilirliğine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 244 Tablo 4.8. Öğretmen Adayı Güneş’in Fen Bilimleri Dersi Öğrenme Alanlarının MTTFE ile Geliştirilebilirliğine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 246 Tablo 4.9. Öğretmen Adayı Toprak’ın Fen Bilimleri Dersi Öğrenme Alanlarının MTTFE ile Geliştirilebilirliğine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 248 Tablo 4.10. Öğretmen Adayı Deniz’in Fen Bilimleri Dersi Öğrenme Alanlarının MTTFE ile Geliştirilebilirliğine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 249 Tablo 4.11. Öğretmen Adayı Kaya’nın Fen Bilimleri Dersi Öğrenme Alanlarının MTTFE ile Geliştirilebilirliğine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 251 Tablo 4.12. Öğretmen Adayı Nehir’in Fen Bilimleri Dersi Öğrenme Alanlarının MTTFE ile Geliştirilebilirliğine Yönelik Görüşlerine İlişkin Bulgular ... 253 Tablo 5.1. Fen Bilgisi Öğretmenliği Lisans Programı Ders İçeriklerine İlişkin Öneriler . 276

(24)

xxii

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil 2.1: Yapılandırmacı fen dersleri için tasarım/bilimsel araştırma-sorgulama yaklaşımı düzlemi (Wendell, 2008, s. 20) ... 23 Şekil 2.2. Mühendislik temelli yaklaşımların yapılandırmacı fen dersleri için tasarım ve bilimsel araştırma-sorgulama düzlemine göre değerlendirilmesi ... 35 Şekil 2.3: Mühendislik tasarım süreci basamakları ekseninde yapılandırılan fen eğitimi (Barnett, vd., 2008; Ercan, 2013; Wendell, vd. 2010;). ... 36 Şekil 2.4: Mühendislik tasarım süreci (Hynes, vd., 2011, s.9) ... 39 Şekil 2.5: Kriterlere yönelik örnek bir karar matrisi ... 42 Şekil 2.6: Mühendislik tasarım süreci ekseninde öğretmen adayları ile sürdürülecek ders modeli ... 44 Şekil 2.7: Karar verme süreci (Sarıkaya, 2013, s.25). ... 46 Şekil 2.8: Mühendislik tasarım süreci (Hynes, vd., 2011, s.9) ... 47 Şekil 2.9: Karar verme döngüsü (Hill, 1979, akt. Erdoğan Toksoy, 2012) ... 47 Şekil 3.1. Üç büyük araştırma paradigması ve karma yöntemler araştırmasının alt dalları (Johnson, vd., 2007, s.124) ... 66 Şekil 3.2: Karma yöntemler araştırması çeşitleri (Creswell, 2002, s.565). ... 67 Şekil 3.3. Karma yöntemler araştırma desenleri (Creswell ve Plano Clark, 2011, s.69) ... 69 Şekil 3.4. Karma yöntemler araştırması yürütme aşamaları (Creswell, 2012, s. 555)... 72 Şekil 3.5: Araştırmada kullanılan tek gruplu ön test son test deneysel desenin şematik gösterimi ... 74 Şekil 3.6.: KVBT’nin geliştirilmesinde izlenen aşamalar ... 84 Şekil 3.7: KVBT’nin 4. sorusu ... 89 Şekil 3.8: KVBT’nin 5. sorusu ... 91 Şekil 3.9: KVBT’nin 10. ve 11. Soruları ... 92 Şekil 3.10.: KVBT Deneme uygulaması test puanlarının dağılım grafiği ... 97 Şekil 3.11: Mühendislik tasarım süreci ekseninde öğretmen adayları ile sürdürülecek ders modeli (Barnett, vd., 2008; Hynes, vd., 2011; Wendell, vd., 2010) ... 110

(25)

xxiii

Şekil 3.12: Çözüm önerilerinin problemin kriterlerine uygunluğunun değerlendirilmesi için etkinlik planında yer alan karar matrisi ... 112 Şekil 3.13: Öğretmen adayları tarafından hazırlanan örnek karar matrisleri ... 113 Şekil 3.14: Enerji Dönüşümleri Güneş Enerjisinden Isı Enerjisine-Güneş Fırını Tasarımı etkinliğine yönelik örnek etkinlik dokümanı ... 114 Şekil 3.15: Araştırma süresince gerçekleştirilen büyük tasarım etkinlikleri ve ilişkili mini tasarım ve mini araştırmalar ... 115 Şekil 3.16: Grupların laboratuvardaki oturma düzeni ... 122 Şekil 3.17: Betimsel analizin ve içerik analizinin aşamaları (Yıldırım ve Şimşek, 2008) 125 Şekil 3.18: Araştırmada toplanan veriler ve kullanılan analiz teknikleri ... 126 Şekil 4.1: Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevi ... 138 Şekil 4.2: Doğa ve Deniz’in grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar karar matrisi ... 139 Şekil 4.3: Doğa ve Deniz’in grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin ilk çizimleri ... 140 Şekil 4.4: Doğa ve Deniz’in grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin nihai çizimleri ... 140 Şekil 4.5: Akvaryum Ortamı Tasarım etkinliği büyük tasarım görevi ... 141 Şekil 4.6: Doğa ve Deniz’in grubunun akvaryum ortamı büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ile çözüm önerileri ... 142 Şekil 4.7. Doğa ve Deniz’in grubunun Akvaryum Ortamı Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin nihai çizimleri ... 143 Şekil 4.8. Parfüm Üretimi etkinliği büyük tasarım görevi ... 144 Şekil 4.9. Doğa ve Deniz’in grubunun Parfüm Üretimi etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 145 Şekil 4.10. Doğa ve Deniz’in grubunun Parfüm Üretimi etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin çözüm önerileri ... 146 Şekil 4.11. Atlı Karınca Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevi ... 147 Şekil 4.12. Doğa ve Deniz’in grubunun Atlıkarınca Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 147 Şekil 4.13. Doğa ve Deniz’in grubunun Atlı Karınca Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin çözüm önerileri ... 148

(26)

xxiv

Şekil 4.14. Güneş’in grubunun Araç/Oyuncak Tasarım etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar karar matrisi ... 150 Şekil 4.15. Güneş’in grubunun Araç/Oyuncak etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin ilk çizimleri ... 151 Şekil 4.16. Güneş’in grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin nihai çizimleri ... 152 Şekil 4.17. Güneş’in grubunun Akvaryum Ortamı Tasarım etkinliği büyük tasarım

görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ile çözüm önerileri ... 153 Şekil 4.18. Güneş’in grubunun Akvaryum Ortamı Tasarım etkinliği büyük tasarım

görevine ilişkin nihai çözümleri... 155 Şekil 4.19. Güneş’in grubunun Parfüm Üretimi etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 156 Şekil 4.20. Güneş’in grubunun Parfüm Üretimi büyük tasarım görevine ilişkin çözüm önerileri ... 157 Şekil 4.21. Güneş’in grubunun Atlıkarınca Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 159 Şekil 4.22. Güneş’in grubunun Atlıkarınca Tasarım etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin çözüm önerileri ... 160 Şekil 4.23. Toprak’ın grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 162 Şekil 4.24. Toprak’ın grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine nihai tasarım çizimleri... 163 Şekil 4.25. Toprak’ın grubunun Akvaryum Ortamı Tasarımı etkinliği büyük tasarım

görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 165 Şekil 4.26. Toprak’ın grubunun Akvaryum Ortamı Tasarımı etkinliği büyük tasarım

görevine ilişkin çözüm önerileri ... 166 Şekil 4.27. Toprak’ın grubunun Akvaryum Ortamı Tasarımı etkinliği büyük tasarım

görevine ilişkin çözüm önerileri ... 167 Şekil 4.28. Toprak’ın grubunun Parfüm Üretimi etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 168 Şekil 4.29. Toprak’ın grubunun Parfüm Üretimi etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin çözüm önerileri ... 169

(27)

xxv

Şekil 4.30. Toprak’ın grubunun Atlıkarınca Tasarım etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 170 Şekil 4.31. Toprak’ın grubunun Atlıkarınca Tasarım etkinliği büyük tasarım görevine yönelik çözüm önerileri ... 171 Şekil 4.32. Toprak’ın grubunun Atlıkarınca Tasarım etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin nihai çizimleri ... 172 Şekil 4.33. Kaya’nın grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 173 Şekil 4.34. Kaya’nın grubunun Araç/Oyuncak Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin nihai çizimleri ... 174 Şekil 4.35. Kaya’nın grubunun Akvaryum Ortamı Tasarımı etkinliği büyük tasarım

görevine ilişkin kriter ve sınırlılıklar matrisi ... 176 Şekil 4.36. Kaya’nın grubunun Akvaryum Ortamı Tasarım etkinliği büyük tasarım

görevine ilişkin çözüm önerileri ... 177 Şekil 4.37. Kaya’nın grubunun Akvaryum Ortamı Tasarımı etkinliği büyük tasarım

görevlerine ilişkin nihai çözümleri ... 178 Şekil 4.38. Kaya’nın grubunun Parfüm Üretimi etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriterler ve sınırlılıklar matrisleri ... 179 Şekil 4.39. Kaya’nın grubunun Atlıkarınca Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin kriterler ve sınırlılıklar matrisleri ... 181 Şekil 4.40. Kaya’nın grubunun Atlıkarınca Tasarımı etkinliği büyük tasarım görevine ilişkin nihai tasarım kararları ... 182 Şekil 4.41. Öğretmen adaylarının Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersinde

MTTFE’nin güçlü yönlerine ilişkin değerlendirmelerine yönelik bulgular ... 232 Şekil 4.42. Öğretmen adaylarının Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersinde MTTFE’nin zayıf yönlerine ilişkin değerlendirmelerine yönelik bulgular ... 234 Şekil 4.43. Öğretmen adaylarının ilk ve son görüşmede mühendislik tasarım sürecinde zorluk yaşadıkları aşamalara ilişkin bulgular ... 241

(28)

xxvi

SİMGELER VE KISALTMALAR LİSTESİ

MEB: Milli Eğitim Bakanlığı YÖK: Yüksek Öğretim Kurulu

MTTFE: Mühendislik Tasarım Temelli Fen Eğitimi KVBT: Karar Verme Beceri Testi

BSBT: Bilimsel Süreç Becerileri Testi

NAE: National Academy of Engineering - [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Ulusal Mühendislik Akademisi

NRC: National Research Council – [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Ulusal Araştırma Birliği

NSF: National Science Foundation – [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Ulusal Bilim Vakfı NSTA: National Science Teachers Association – [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Ulusal Fen Öğretmenleri Birliği

NSES: National Science Education Standarts [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Ulusal Fen Eğitimi Standartları

NGSS: Next Generation Science Standards [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Yeni Nesil Fen Eğitimi Standartları

TÜBİTAK: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu

ITEA: International Technology Educating Association [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Uluslararası Teknoloji Eğitimi Derneği

ITEEA: International Technology and Engineering Educators Association [Amerika Birleşik Devletleri’nde] Uluslararası Teknoloji ve Mühendislik Eğitimcileri Derneği

(29)

1

BÖLÜM 1

GİRİŞ

1.1. Problem Durumu

“Geçenlerde bir üniversitenin gereksinim duyduğu bir eğitim görevlisini seçmek üzere düzenlenen bir tartışma toplantısında, seçici kurul üyesi olarak bulunuyordum. Seçim kurulunun başkanına, adaylarda ne gibi özellikler aradığımızı sordum. Bana “Sanırım iyi bir doktorası olan birini arıyoruz” dedi. “Neye karşı iyi bir doktora?” diye sordum, “...berbat bir doktoraya mı?” Onun ne demek istediği belliydi. Bir zamanlar bir doktora dereceniz olduğunda siz artık seçkin bir kişi olarak kabul edilirdiniz. Toplumun %1’inden az bir orandı bu. Doktoralılar ayrı odalarda tutulup plazmayla beslenilmesi gereken nadir bir tür gibi görülürlerdi. Son on yılda doktora yapan öğrencilerin sayısında büyük bir artış gözleniyor. Üstelik bunlar farklı niteliklerde dereceler. Yönetici iyi bir üniversiteden alınan bir doktora derecesi demek istemişti. Ama doktora kurlarının da piyasa değeri alçalıp yükselmeye başlamışsa, bu sarmal nerede son bulacak? Nobel ödüllerinde mi? Yani sonunda Nobel Ödülü sahipleri ilkokullara iş için başvurduklarında, şuna benzer bir yanıtla mı karşılaşacaklar: “Pekala Nobel ödülü almışsınız; ama piyano da çalabiliyor musunuz? Törenlerde piyano çalacak birine ihtiyacımız var da..”

(Robinson,2008, s.63)

Robinson’ un (2008) “Yaratıcılık: Aklın Sınırlarını Aşmak” kitabında anlattığı bu olay 21. yüzyılda nitelikli insan tanımının değiştiğinin ve değişmeye devam edeceğinin, yaratıcı, yenilikçi, bilimsel ve teknolojik gelişmelere ve değişmelere uyum sağlayabilecek esnek insanlara ihtiyaç duyulduğunun dikkate değer bir göstergesidir. Nitekim günümüzde herkesin kabul ettiği kaçınılmaz bir gerçek var ki, gelecek neslin yaşayacağı zaman bizim yaşadığımız zamandan çok farklı olacaktır. Bu durum nitelikli insanın yeniliklere uyum sağlayacak nitelikte olması gerektiğini düşündürmektedir. Bu bağlamda araştırma, sorgulama, yaratıcılık, eleştirel ve analitik düşünme, karar verme gibi becerilerin, nitelikli

(30)

2

insanın sahip olması gereken en önemli özellikler arasında yer alacağı söylenebilir. Nitelikli insan ihtiyacı, toplumları, verilen eğitimle içinde yaşadığımız dünya arasındaki kopukluğu görmeye yönlendirmiş ve ülkelerin eğitim politikalarında değişime yol açmıştır. Bu değişimleri gerekli kılan diğer bir önemli neden ise, dünya üzerinde canlı hayatın başlangıcından bugüne her gün bir yenisinin eklendiği bilimsel ve teknolojik gelişmelerdir. 21. Yüzyılda genel olarak her alandaki gelişmeler hızlanmış olmakla birlikte özellikle, fen, teknoloji, mühendislik ve matematikteki gelişmeler neredeyse modern hayatın her alanını etkilemekte ve insanlığın mevcut ve gelecekteki en acil sorunlarına çözüm için anahtar rol oynamaktadır (Brophy, Klein, Portsmore, ve Rogers, 2008; National Research Council [NRC; Ulusal Araştırma Topluluğu], 2012; Next Generations Science Standards [NGGS], 2013). Nitekim teknoloji ve bilgi üretiminde eğitimin öneminin farkında olan ülkeler bu doğrultuda eğitim sistemlerini yenilemekte, özellikle bilimsel bilgi ve teknoloji ile olan ilişkisi sebebiyle fen eğitimine büyük önem vermektedirler. Ülkelerin ekonomik kalkınmalarını büyük oranda teknolojik yeniliklerin (inovasyonun) belirlediği günümüz koşullarında geleceğin mühendislerini, fen bilimi uzmanlarını yetiştirmek, bilim ve teknoloji okuryazarlığını yaygınlaştırmak daha önce olmadığı kadar önem arz etmektedir (Miaoulis, 2009). Fen-teknoloji-mühendislik ve matematik alanlarına yönlendirilecek bir neslin gelişiminden daha da önemlisi bu alanlarda tüm toplumun okuryazarlığının geliştirilmesinin gerekli görülmesidir (Roehrig, Wang, Moore ve Park, 2012).

Amerika gibi gelişmiş toplumlar, dünyadaki bu gelişmeler ışığında kendilerine aynayı tuttuklarında çok az sayıda vatandaşın fen, teknoloji, mühendislik, matematik alanlarında güçlü olduğunu ve birçoğunun ise bu alanlarda temel bilgi düzeyinde bile olmadığını fark ederek, anaokulundan onikinci sınıfa kadar olan zorunlu eğitim çağı için olan fen eğitiminde yeni bir yaklaşım için geniş bir çağrı oluşturmuştur (NAE [National Academy of Engineering] ve NRC, 2009; NRC, 2012). Nitekim, Amerika Birleşik Devletleri’nde araştırma-sorgulamaya dayalı fen eğitimi bir yöntem olarak uzun yıllardır öğrenme ortamlarının önemli bir parçası olarak görülmekteyken, söz konusu çağrı fen-teknoloji-mühendislik ve matematik alanlarının toplumsal açıdan önemli yönlerini içeren ve sadece bilimsel araştırma-sorgulamaya dayalı değil özellikle bir disiplin olarak mühendislik ışığında bir fen eğitimi çağrısı olmuştur (Brophy, vd., 2008; Çavaş, Bulut, Holbrook ve Rannikmae, 2013; NAE ve NRC, 2009; NGGS, 2013; NRC, 2012). Bu doğrultuda, anaokulundan onikinci sınıfa kadar olan zorunlu eğitim çağına kadar olan fen eğitiminin öğrencilere fen, mühendislik ve teknoloji alanlarında beklenen başarıyı getirmesi bilimsel

(31)

3

ve teknolojik bilgilerin günlük yaşamları ile ilişkili hale getirilmesi ve öğrencilerin her ne mesleğe devam ederse etsin fen, mühendislik ve teknoloji alanlarında temel becerilere sahip olması gerektiği gündeme gelmiştir (NRC, 2012). Başka bir deyişle mühendislik tasarımı temelinde bir fen eğitimi ile kastedilen fen-teknoloji-mühendislik ve matematik alanlarına yönlendirilecek bir neslin gelişimi değil bu alanlarda tüm toplumun okuryazarlığının geliştirilmesinin gerekli görülmesidir (Roehrig, vd., 2012). Nitekim bu alanlardaki okuryazarlıklar aynı zamanda da çağın gerektirdiği niteliklerdir. ABD’de özellikle son 4 yıldır yaygınlaşan mühendislik tasarım yaklaşımı ışığında fen eğitimi araştırmaları, sürekli ilerleme ve refahın, fen-teknoloji-mühendislik ve matematik alanlarında okuryazar neslin gelişimine bağlı olduğunu göstermektedir (NAE ve NRC, 2009; NRC, 2012; Roehrig, vd., 2012). Yapılan araştırmalar teknoloji, fen, mühendislik ve matematik gibi birçok disiplini içeren fen eğitiminde yıllardır desteklenen araştırmaya/sorgulamaya dayalı fen eğitiminin, mühendislik tasarım yaklaşımı ile zenginleştirilmesi gerekliliğini ortaya koymuş ve Ulusal Araştırma Topluluğu (NRC) 2012 yılında yayınladığı geniş bir rapor ile fen eğitimi standartlarını bu doğrultuda yenilemiştir (NRC, 2012).

Mühendislik tasarım süreci doğrultusunda fen eğitimi, gerçek yaşam durumlarıyla ilgilidir ve öğrencilerin bir probleme yönelik birden fazla alternatifin olduğunu kavramalarını sağlar. Ayrıca, üst düzey düşünme, sorgulama ve bilimsel süreç becerilerini kullanmayı ve işbirlikli çalışmayı gerektirir (Ercan ve Bozkurt, 2013; Marulcu, 2010; NAE ve NRC, 2009; NRC, 2012; Schnittka ve Bell, 2011; Wendell, 2008). Öğrenciler tasarım yoluyla mühendislik becerilerini geliştirirken fen ve teknoloji ile ilgili kavramları da öğrenirler (NRC, 2011; Cantrell, Pekcan, Itani ve Velasquez-Bryant, 2006). Bunların yanı sıra mühendislik tasarım temelli fen eğitimi, öğrencilerin karar verme becerilerinin gelişimi açısından da oldukça önemli görülmektedir (ITEA, 2007; Jonansen, 2011; Denson, 2011). Denson (2011) mühendislik tasarım yaklaşımıyla gerçekleştirilen eğitimde karar verme becerisinin üzerinde önemle durulması gerektiğini ifade etmektedir. Her geçen gün gelişen ve değişen dünyada insanlar sık sık karar verme durumlarıyla karşı karşıya kalırken, özellikle de gelişen teknolojiyle bireylerin bir durum ile ilgili birden fazla seçenekle karşılaştıkları düşünüldüğünde (Çolakkadıoğlu ve Güçray, 2012) karar verme becerisi gelişmiş bir neslin önemi ve duyulan ihtiyaç aşikar olacaktır. Zira bireylerin günlük yaşamda karşılaştıkları problemlerinin üstesinden gelebilmesinde etkili karar verme becerilerine sahip olması önemlidir (Deniz, 2011). Bu noktada önemli olan diğer bir husus

(32)

4

verilecek karardan duyulan hoşnutsuzluktur ki, bu durum bireylerin yaşamını zorlaştırabileceği gibi pek çok olumsuz psikolojik sonuçlara da neden olabilir (Deniz, 2011; Çolakkadıoğlu ve Güçray, 2007). Nitekim "karar verme becerisi" günümüzde eğitimin genel hedefleri içerisinde gösterilmektedir (Clemen ve Gregory, 2000). Bu doğrultuda, “karar verme becerisi”ne ülkemizde de hem Fen ve Teknoloji Dersi hem de 2013 yılında revize edilen Fen Bilimleri dersi öğretim programında beceri alanlarından yaşam becerileri arasında yer verilmesi bu becerinin fen dersi kapsamında öğrencilerin gelişim göstermesinin önemsendiğinin dikkate değer göstergesidir (MEB, 2006; MEB, 2013). Mühendislik tasarım temelli fen eğitimi öğrencilere gerçek yaşam bağlamı üzerinden deneyimler yaşayarak karar verme sürecine benzer aşamaları kullanma imkanı tanır niteliktedir ki bu durum ülkemizde fen bilimleri dersi kapsamında karar verme becerisinin geliştirilmesi yönündeki beklentiyi de desteklemektedir.

Mühendislik tasarım süreciyle öğrenciler, bir durumu analiz etme, problem durumunu belirleme, bilgiyi toplama, yaratıcı fikirler ortaya koyma, sorunlara çözümler önerme, önerilen çözümleri gerekiyorsa modelleme ve test etme, değerlendirme yaparak çözümü tekrar gözden geçirme ve süreci gerektiği kadar tekrar etme gibi mühendislik tasarım etkinliklerine bizzat katılırlar (American Association for the Advancement of Science [AAAS], 1993; NAE ve NRC, 2009; NGSS, 2013; NRC, 2012). Mühendislik tasarımları ve araştırma-sorgulama kavramları birbirleri ile paraleldir ve bu kavramlar fen eğitimi ile yakından ilişkilidir ki araştırma-sorgulama mühendislik tasarım sürecinde de yer almaktadır (Brunsell, 2012; Lewis, 2006). Mühendislik tasarım temelli fen eğitimi, bilimsel araştırma-sorgulama ile tasarım geliştirme boyutlarının birleştirilmesini sağlar, bu süreçte öğrenciler bilginin nasıl elde edildiğini ve gerçek dünya problemlerinin nasıl çözüldüğünü deneyimleyerek, bilimsel okuryazarlık ve teknoloji okuryazarlığı gibi becerileri geliştirme olanağı bulurlar (Duschl, Schweingruber ve Shouse, 2007; Felix, 2010; NAE ve NRC, 2009; Pearson ve Young, 2002). Fen Bilimleri dersi öğretim programının vizyonu olan “fen ve teknoloji okuryazarlığı”nı da destekleyici olarak mühendislik tasarım sürecinin bilimsel okuryazarlık ve dolayısıyla bilimsel süreç becerilerinin gelişimine de olanak tanır nitelikte olduğu düşünülmektedir. Türkmen ve Kandemir’in (2011) son yıllarda sorgulamaya dayalı, probleme dayalı, projeye dayalı ve bilimsel araştırmaya dayalı fen öğrenmenin ortak noktalarından olan bilimsel süreç becerilerinin kazandırılmasına ve geliştirilmesine gittikçe daha da önem verilmekte olduğu yönündeki tespitinin bu noktada çok yerinde olduğu düşünülmektedir. Bu bağlamda klasik

(33)

5

bir söylem olsa da doğruluğu şüphesiz bir durum vardır ki, öğrencilerin bilimsel süreç becerilerini geliştirmeyi amaçlayan programların başarıya ulaşabilmesi için öncelikle öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerilerine sahip olması gerekmektedir.

Ülkemizin 2023 Vizyonu ve Milli Eğitim Bakanlığı (MEB) stratejik belgelerinin ortaya koyduğu amaçlar, fen-teknoloji-mühendislik-matematik eğitiminin ülkemiz ölçeğinde tanımlanmasının gerekliliğini ortaya koymaktadır (Çorlu, Adıgüzel, Ayar, Çorlu, Özel, 2012). Fen eğitimi açısından bakıldığında ülkemizde, fen-mühendislik-teknoloji bağlamında, mühendislik uygulamaları ile destekli fen eğitimi araştırmaları henüz çalışılmaya başlamıştır (Sungur Gül ve Marulcu, 2014; Çavaş, vd., 2013; Çorlu, vd., 2012; Marulcu ve Sungur, 2012). ABD’de fen standartlarının mühendislik tasarım yaklaşımı ile zenginleştirilerek revize edilmesi sürecinden önce ülkenin birçok eyaletinde araştırmalar yapılarak bu noktaya gelinmiş olması ancak ülkemizde henüz bu yönde çok az sayıda çalışmaya rastlanmış olması ülkemiz ölçeğinde fen eğitiminde fen-teknoloji-mühendislik ilişkili araştırmaların yapılması gerektiğinin dikkate değer bir göstergesidir. Nitekim fen-teknoloji-mühendislik ve matematik eğitimi, inovasyon kabiliyetine sahip bir nesil yetiştirmek amacı güden reformların merkezinde yer almaktadır bu doğrultuda bu yaklaşımın kapsam, teori ve pratiği, okul ve üniversite düzeyinde irdelenmelidir (Çorlu, vd., 2012).

NRC (2012) revize edilen fen eğitimi standartlarının anaokulundan onikinci sınıfa kadar düzeyde uygulanabilmesi için öğretim programı geliştirilmesi, uygulama, öğretmen eğitimi ve değerlendirmelerin anahtar rolde olduğunu vurgulamakta, öğretmen eğitiminin ayrıca önemine dikkat çekmektedir. Öğretmenlerin mühendislik uygulamalarını fen sınıflarına taşıyabilmeleri için bilimsel araştırmalar ve teknolojik buluşların yapısı, sınıfta günlük materyallerin kullanılması, tasarım geliştirme süreçlerinin günlük yaşam ile ilişkilendirilmesi ve laboratuvarda yapılan deneyleri mühendislik tasarım süreci ile birleştirebilme gibi özelliklere sahip olmaları gerekmektedir (NRC, 2012). Nitekim hizmet öncesi fen öğretmenlerinin eğitiminde mühendislik tasarım yaklaşımı ile destekli fen eğitiminin yaygınlaştırılması fen öğretmenlerin belirtilen özelliklere sahip olması için önemli görülmektedir (NRC, 2012). Marulcu ve Sungur (2012) ile Sungur Gül ve Marulcu’nun (2014) da vurguladığı gibi yaşadığımız bilim, teknoloji ve tasarım merkezli dünyada, lisans öncesi mühendislik eğitimine verilen önem gün geçtikçe artmaktadır. Öğretmen adaylarının mühendislik sürecini bir öğretim yöntemi olarak kullanabilmeleri

(34)

6

için öncelikle kendilerinin bu süreci çok iyi biliyor olmaları gerekmektedir. Bu bağlamda fen ve mühendislik uygulamaları ilişkisinin hizmet öncesi fen eğitimine yansıtılabilmesi için lisans programlarındaki fen öğretim laboratuvar uygulamaları düşünüldüğünde, bilimsel araştırma/deney yapma sürecinde gözlem yapma, veri toplama, değişkenleri kontrol etme gibi bilimsel süreç becerileri kazanılırken mühendislik tasarımı geliştirme sürecinde analiz yapmak için veri toplama, tasarımların çeşitli durumlara göre değerlendirilmesi gibi becerilerin geliştirilebileceği düşünülmüştür.

NRC (2012) raporunda fen öğretmenlerinin fen-teknoloji-mühendislik bütünleştirilebilmesini sağlayabilmesi için mesleki gelişimlerine yönelik ihtiyacını gidermede, öğretmenler ve eğitimcilere zamanında bilgi sağlama araştırmaları yapılması gerektiğini vurgulamaktadır. Uluslararası alan yazın incelendiğinde fen eğitiminde mühendislik uygulamalarına ilişkin öğretmen eğitimi çalışmalarının az sayıda olduğu, var olan araştırmaların da hizmet içi öğretmen eğitimi üzerine olduğu görülmektedir (Apedoe, Reynolds, Ellefson, Schunn, 2008; Capobianco, 2013; Capobianco, 2011; Cuijick, Keulen ve Jochems, 2009; Culver, 2012; Felix, 2010; Hsu, Purder ve Cardella, 2011; Marulcu ve Sungur, 2013; Yaşar, Baker, Kurpius, Krause ve Roberts, 2006). Ancak NRC (2012) tarafından fen eğitimi standartlarının yazılmasında benimsenmiş bu yaklaşımın hizmet öncesi öğretmen yetiştirme programlarına da yansıtılması gerektiği alan yazınında bir problem olarak var olmaktadır.

1.2. Araştırmanın Amacı

Araştırmada, fen bilgisi öğretmenliği lisans programında yer alan Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersinin mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile yürütülmesi sürecinin incelenmesi ve bu sürecin fen bilimleri öğretim programına uygunluğunun öğretmen adaylarının dönütleri doğrultusunda belirlenmesi, söz konusu sürecin öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerileri ve karar verme becerilerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmaktadır.

(35)

7

1.3. Araştırmanın Önemi

Fen bilimleri ve teknoloji arasındaki ilişki mevcut öğretim programlarında yansımalarını bulmuş ve fen eğitimi vasıtasıyla kişilerin teknolojiyle ilgili genel bir anlayış geliştirmelerinin sağlanması da hedeflenmiştir. Ancak yaşadığımız yüzyılda modern teknolojinin çalışmalarını ve kavramlarını anlayan, yalnızca fen-teknoloji ilişkisini kavrayan değil disiplinler arası bir anlayış ile fen-teknoloji-mühendislik-matematik [FeTeMM: Kısaltma, Çorlu, vd. (2012) tarafından önerilmiştir] gibi alanlarda gerçek dünya problemleri için çözüm tasarımlarında bulunabilecek bireylere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu durumu farkına varan toplumlarda fen öğretim programlarında fen-teknoloji-mühendislik-matematik uygulamalarına yer verilmekte, fen öğretmenlerinin gelişimine yönelik programlar hazırlanmakta ve fen öğretmenlerinin yetiştirilmesine yönelik olarak da programlarda revizeler yapılması gerektiği vurgusuna yer verilmektedir. Bu noktada yürütülmesi planlanan bu araştırmada fen-teknoloji-mühendislik-matematik disiplinlerinin entegrasyonu için bir model olarak ele alınan mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin lisans düzeyinde uygulanmasının YÖK’ün Fen Bilgisi Öğretmenliği Lisans Programları’nda yapacağı çalışmalara katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Ülkemizde mevcut fen ve teknoloji öğretim programlarında, fen-teknoloji-toplum-çevre öğrenme alanında tasarım geliştirme sürecine ilişkin kazanımlar bulunmakla birlikte öğretim programı içerisinde uygulama için örnekleri yer almamaktadır. Bu bağlamda araştırma sürecinde öğretmen adayları tarafından geliştirilecek olan tasarım örneklerinin, MEB Talim ve Terbiye Kurulu’nun program geliştirme çalışmalarına katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Nitekim uluslararası fen sınavlarında ülkemizin sıralaması düşünüldüğünde öğrencilerin fene karşı ilgi ve motivasyonlarını artıracak ve gerçek yaşam bağlamında fen öğrenmelerine olanak sağlayacak arayışların sürdüğü söylenebilir. Bu doğrultuda mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin araştırma-sorgulamaya dayalı fen ile mühendislik tasarım yaklaşımlarını birleştirerek fen öğrenmeyi motive etkisi düşünüldüğünde , bu araştırmanın fen bilgisi öğretmen adaylarının fen sınıflarına mühendislik tasarım temelli fen öğretimini yansıtabilmeleri noktasında da önem taşımaktadır.

Uluslararası literatürde ve ülkemizde hizmet öncesi fen öğretmenlerinin eğitimine yönelik mevcut derslerin revize edilmesi ve disiplinlerin entegrasyonu bağlamında gerçekleştirilecek eğitimin nasıl olması gerektiği ile ilgili arayışın sürdüğü ancak revize

(36)

8

çalışmalarının yapılması yönünde araştırmalara rastlanmamış olunması bu araştırmayı literatüre sağlayacağı katkı bağlamında da önemli kılmaktadır.

Bireylerin sahip olması gereken önemli yaşam becerilerinden olan karar verme ve bilimsel süreç becerilerine mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin etkisinin araştırılmasını amaçlayan bu araştırmanın bulgularının öğretmen eğitimcileri açısından da önemli olacağı düşünülmektedir.

1.4. Problem Cümlesi

Fen bilgisi öğretmenliği lisans programında yer alan Fen Öğretimi Laboratuvar Uygulamaları-I dersinin mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile yürütülmesi sürecinin öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerileri ve karar verme becerilerinin gelişimine etkisi nedir?

1.5. Alt problemler Araştırmaya katılan öğretmen adaylarının,

1. Karar verme becerileri araştırma süresince nasıl değişmektedir?

2. Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları-I dersinde kullanılan mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin karar verme becerisine etkisi konusundaki görüşleri nelerdir?

3. Bilimsel süreç becerileri araştırma süresince nasıl değişmektedir?

4. Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları-I dersinde kullanılan mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin bilimsel süreç becerilerine etkisi konusundaki görüşleri nelerdir? 5. Araştırma süresince mühendislik tasarım temelli fen eğitimi gerçekleştirebilme konusundaki öz değerlendirmeleri nasıl değişmektedir?

6. Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları-I dersi sürecinin mühendislik tasarım temelli fen eğitimi ile yürütülmesi sürecine ilişkin düşünceleri nasıl değişmektedir?

7. Mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin ilkokul ve ortaokul fen bilimleri dersi öğretim programına uygunluğu konusunda görüşleri nasıl değişmektedir?

1.6. Hipotezler

Karma yöntemler araştırma modelinin kullanıldığı bu araştırmada, 1. ve 3. alt problemler için aşağıdaki hipotezler kurulmuştur.

(37)

9

Alt Problem 1: Araştırmaya katılan öğretmen adaylarının karar verme becerileri araştırma süresince nasıl değişmektedir?

Null Hipotezi (H0): Araştırmaya katılan öğretmen adaylarının karar verme becerilerinin gelişimine Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersindeki mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin etkisi yoktur.

Alt Problem 3: Araştırmaya katılan öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerileri araştırma süresince nasıl değişmektedir?

Null Hipotezi (H0): Araştırmaya katılan öğretmen adaylarının bilimsel süreç becerilerine Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersindeki mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin etkisi yoktur.

1.7. Araştırmanın Sınırlılıkları

2012-2013 eğitim öğretim yılının ikinci yarıyılındaki Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları-II dersinde pilot çalışması ve 2013-2014 eğitim öğretim yılının birinci yarıyılındaki Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları I dersinde ise gerçek uygulaması gerçekleştirilen bu araştırmada söz konusu ders mühendislik tasarım temelli fen eğitimi çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Uygulama sürecinde kontrol edilemeyen değişkenler bağlamında araştırmanın sonuçları aşağıda belirtilen hususlar ile sınırlıdır.

1. Araştırmanın nicel çalışma grubu 2013-2014 eğitim öğretim yılında Fen Bilgisi Öğretmenliği Anabilim Dalı’nda 3. Sınıfa devam eden 36 öğretmen adayı ile nitel çalışma grubu ise 6 öğretmen adayı ile sınırlıdır.

2. Araştırma süresince, Fen Öğretim Laboratuvar Uygulamaları Dersi’nde grup çalışması gerçekleştirilmiş ve öğretmen adayları büyük tasarım görevlerine yönelik çözüm önerilerini grupları ile oluşturmuşlardır. Çalışma grupları işbirlikli çalışma gruplarının oluşturulması için dikkat edilmesi gereken unsurlar bağlamında oluşturulmuştur. Öğretmen adaylarının grup içinde aktif olma durumları araştırmacı ve gözlemci araştırmacı tarafından yapılan gözlemler ve belirli periyodlarda yapılan video ile kayıtları ile sınırlı kalmıştır. 3. Araştırmacı ve gözlemci araştırmacı grupların çözüm önerilerinin benzer olmaması için gruplar arası etkileşimin sağlanmamasına özen göstermişlerdir. Ancak, büyük tasarım görevleri sadece bir ders sürecinde tamamlanmadığı için ders dışında

(38)

10

gruplar arası etkileşimin sağlanmamasının kontrol altına alınması yalnızca öğretmen adaylarına yapılan uyarılar ile sınırlı kalmıştır.

4. Araştırmanın uygulama süreci 14 haftadan oluşan bir dönem ile sınırlıdır.

1.8. Araştırmanın Varsayımları Bu araştırmada;

1. Veri toplama araçlarının hazırlanmasında ve araştırma verilerinin kodlanmasında görüşlerine başvurulan uzmanların, objektif ve samimi oldukları varsayılmaktadır.

2. Araştırmacının, araştırma sürecinde ön yargıyla hareket etmediği varsayılmaktadır.

3. Öğretmen adaylarının araştırmada kullanılan veri toplama araçlarına objektif ve samimi cevap verdikleri varsayılmaktadır.

(39)

11

BÖLÜM 2

KAVRAMSAL ÇERÇEVE

2.1. Dünya’da Fen Eğitimi Reform Çalışmaları

Modern yaşamın her alanına nüfuz eden fen, mühendislik ve teknoloji, insanlar için hem günümüzde hem de gelecekte en etkili anahtar rolü oynamaktadır (NRC, 2012). Nitekim giderek küreselleşen Dünya’da karşımıza çıkan sorunlar sürekli değişiyor ve karşılaştığımız sorunların birçoğunu çözmek için fen, teknoloji, mühendislik ve matematik gibi birçok alanın birbiriyle entegrasyonu gerekiyor (Moore, Stohlmann, Wang, Tank & Roehrig, 2014). Bu alanların entegrasyonunu gerektiren, temel enerji kaynakları, küresel ısınma, internet güvenliği, genetik mühendisliği ve kök hücre araştırmaları gibi bilimsel ve teknolojik konularda ilerlemenin, bilim ve teknoloji hakkında devletlerin kararlar alması için büyük bir ihtiyaç olduğu ortadadır (NRC, 1996). Bilim ve teknoloji dünyasında var olmanın yolu şüphesiz bu alanlardaki nitelikli eğitimden, daha da özelleştirmek gerekirse nitelikli fen eğitiminden geçmektedir ki, gerek ulusal gerekse uluslararası bağlamda fen eğitiminin iyileştirilmesi yönündeki reform çabaları bu durumun dikkate değer bir göstergesidir (NAE ve NRC, 2009; NRC, 2012). Bu bağlamda ulusal ve uluslararası düzeyde son yıllarda fen eğitimindeki reform çabalarının genel bir portresini çizmek yararlı olacaktır.

Uluslararası bağlamda Amerika Birleşik Devletleri’nde yakın tarihteki fen eğitimi reform çabaları, Sputnik ve fen eğitimi ilişkisiyle açıklanabilir. 5 Ekim 1957 tarihinde Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği tarafından Sputnik adlı ilk yapay uydunun Dünya’nın yörüngesinden fırlatılması, başta Amerika olmak üzere tüm dünyada şok etkisi yaratmıştır (DeBoer, 2000). Amerika, Rusya’nın bu başarısından sonra Sputnik’ten daha küçük bir uyduyu dünya yörüngesinden fırlatmayı denemiş, ancak başarılı olamamıştır.