FeTeMM Eğitiminin İlkokul 4. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarı, Eleştirel Düşünme ve Problem Çözme Becerisi Üzerine Etkisi

FeTeMM EĞİTİMİNİN İLKOKUL 4. SINIF ÖĞRENCİLERİNİN

AKADEMİK BAŞARI, ELEŞTİREL DÜŞÜNME VE PROBLEM

ÇÖZME BECERİSİ ÜZERİNE ETKİSİ

Dilber Acar

DOKTORA TEZİ

SINIF EĞİTİMİ ANABİLİM DALI

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

i

TELİF HAKKI VE TEZ FOTOKOPİ İZİN FORMU

Bu tezin tüm hakları saklıdır. Kaynak göstermek koşuluyla tezin teslim tarihinden itibaren (12) ay sonra tezden fotokopi çekilebilir.

YAZARIN

Adı : Dilber Soyadı : ACAR

Bölümü : Sınıf Eğitimi Anabilim Dalı İmza :

Teslim tarihi :

TEZİN

Türkçe Adı : FeTeMM Eğitiminin İlkokul 4. Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarı, Eleştirel Düşünme ve Problem Çözme Becerisi Üzerine Etkisi

İngilizce Adı : The Effect of STEM Education on The Academic Success, Critical Thinking and Problem Solving Skills of The Elementary 4th Grade Students

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.

Dilber ACAR

iv

v

TEŞEKKÜR

Öğrencisi olmaktan onur duyduğum, hayata bakışıyla, duruşuyla her zaman örnek aldığım ve alacağım, güler yüzüyle, bilgi ve tecrübeleriyle beni yönlendiren, motive eden, kıymetli hocam ve danışmanım Doç. Dr. Neşe TERTEMİZ’e sonsuz teşekkürlerimi sunuyorum. Lisansüstü eğitime başladığımdan beri desteğini hiçbir zaman esirgemeyen, beni her zaman cesaretlendiren, tezin fikir aşaması olmak üzere bütün aşamalarda yardımcı olan, danışmandan öte bir ağabey gibi hissettiğim kıymetli hocam Dr. Öğretim Üyesi Adem TAŞDEMİR’e çok teşekkür ederim.

Çalışmam süresince vakit ayıran, değerli görüşleriyle bana yardımcı olan, çalışmama ışık tutan hocam Doç. Dr. Ferudun SEZGİN’e; olumlu eleştirileriyle çalışmamın şekillenmesine katkıda bulunan hocalarım Doç. Dr. Gürcü ERDAMAR’a, Dr. Öğretim Üyesi Esed YAĞCI’ya ve Dr. Öğretim Üyesi Sevil BÜYÜKALAN FİLİZ’e; tezin ölçek geliştirme sürecinde vakit ayırıp inceleyen, değerli görüşlerini benimle paylaşan Doç. Dr. Gökhan ÖZSOY’a ve sınıf öğretmeni Osman NURCAN’a teşekkürlerimi sunuyorum. Lisansüstü eğitime başladığım ilk günden itibaren başaracağıma inanan, bana her konuda yol gösteren, gerek akademik, gerek sosyal hayatımda desteklerini her zaman hissettiğim kıymetli hocalarım Doç. Dr. Bayram TAY’a ve Doç. Dr. Mutlu Pınar DEMİRCİ GÜLER’e çok teşekkür ederim.

Tezin uygulama aşamasında çalışmama izin veren ve her türlü kolaylığı sağlayan Hazım Tepeyran İlkokulu Okul Müdürü Ali Arif KOÇ’a ve öğretmenlerine, Mehmet ve Emet AYDOĞAN İlkokulu Müdür Yardımcısı Selçuk KARATAŞ’a ve öğretmenlerine teşekkür ederim.

Vakit ayırıp tezin dil denetimini yapan arkadaşım Türkçe Öğretmeni Şahin BOZAN’a teşekkür ediyorum.

vi

Ankara’da beni hiç yalnız bırakmayan, desteğini her zaman hissettiren, her sıkıldığım anda yardımıma koşan arkadaşım Sevgi YENİSOY’a çok teşekkür ederim.

Sevgi ve destekleriyle her zaman yanımda olan, lisansüstü eğitimim sürecinde benim kadar emek veren, bu tezin ortaya çıkmasında en büyük desteği onlardan hissettiğim anneme, babama ve uzakta olmasına rağmen her zaman yanımdaymış gibi hissettiren, güç veren kardeşim Didem KAPTAN DUMAN’a ve bu süreci benimle birlikte yaşayan, hayatımı kolaylaştırmak için elinden geleni yapan eşim Serkan ACAR’a ve varlığından güç aldığım oğlum Mustafa Batu’ya sonsuz teşekkürler...

vii

FeTeMM EĞİTİMİNİN İLKOKUL 4. SINIF ÖĞRENCİLERİNİN

AKADEMİK BAŞARI, ELEŞTİREL DÜŞÜNME VE PROBLEM

ÇÖZME BECERİSİ ÜZERİNE ETKİSİ

(Doktora Tezi)

Dilber Acar

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Haziran, 2018

ÖZ

Bu çalışmanın amacı; Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik (FeTeMM) eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin fen bilimleri ve matematik dersindeki akademik başarıları, eleştirel düşünme ve problem çözme becerileri üzerine etkisini belirlemektir. Araştırma karma yöntem olarak tasarlanmıştır. Çalışma grubunu, Niğde ili merkezinde yer alan benzer sosyoekonomik düzeydeki iki ayrı ilkokulda bulunan, fen bilimleri ve matematik başarısı bakımından birbirine denk olan Deney 1, Deney 2 ve Kontrol grubu olmak üzere üç ayrı sınıfta bulunan 4. sınıf öğrencileri oluşturmaktadır. Deney 1 ve Deney 2 gruplarında, FeTeMM etkinlikleriyle hazırlanan ders planlarına göre ders işlenirken, Kontrol grubunda Milli Eğitim Bakanlığı tarafından önerilen ders ve çalışma kitaplarına göre ders işlenmiştir. Öğretme-öğrenme süreci, Deney 1 grubunda sınıf öğretmeni tarafından, Deney 2 grubunda araştırmacı tarafından, Kontrol grubunda ise sınıf öğretmeni tarafından yürütülmüştür. Araştırma 45 ders saati (yaklaşık 13 hafta) olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın verileri, Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi, Matematik Akademik Başarı Testi, Eleştirel Düşünme Becerisi Ölçekleri, Fen Bilimleri Problem Çözme Becerisi Ölçme Aracı ve Matematik Problem Çözme Becerisi Ölçme Aracı ile elde edilmiştir. Bununla birlikte, nitel verilerin elde edilmesinde, deney grubu öğrencilerinin sürece yönelik görüşlerini belirlemek amacıyla, yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır.

viii

Araştırma verilerinin analizinde deney ve kontrol grubu öğrencilerinin fen bilimleri ve matematik dersi akademik başarıları ön test- son test puanlarının yorumlanabilmesi için “Karışık Ölçümler için İki Faktörlü ANOVA”; eleştirel düşünme becerisi ölçekleri ön test- son test puanlarının yorumlanabilmesi için “Karışık Ölçümler için İki Faktörlü ANOVA” analiz tekniği kullanılmıştır. Süreç boyunca uygulanan açık uçlu rutin olmayan problemlerden oluşan “Fen Bilimleri Problem Çözme Becerisi Ölçme Aracı” ve “Matematik Problem Çözme Becerisi Ölçme Aracı”ndan elde edilen puanların analizi için “Tek Tönlü ANOVA” analiz tekniğinden yararlanılmıştır. Öğrencilerin sürece yönelik görüşlerini belirlemek amacıyla içerik analizi tekniklerinden frekans analizi kullanılmıştır. Araştırma sonucunda; FeTeMM eğitiminin, ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin fen bilimleri ve matematik derslerindeki akademik başarılarını, eleştirel düşünme ve rutin olmayan problem çözme becerilerini geliştirmede etkili olduğu belirlenmiştir. Deney grubu öğrencilerinin sürece yönelik görüşlerinde etkinliklerden keyif aldıkları, hem matematik hem de fen bilimlerine yönelik bilgilerinin arttığı, gelecekte meslek olarak mühendisliği seçebilecekleri ve bundan sonraki dersleri de FeTeMM etkinlikleriyle işlemek istedikleri belirlenmiştir.

Bilim Kodu:

Anahtar Kelimeler: FeTeMM, ilkokul öğrencileri, akademik başarı, problem çözme, eleştirel düşünme.

Sayfa Adedi:191

Danışman: Doç. Dr. Neşe TERTEMİZ

ix

THE EFFECT OF STEM EDUCATION ON THE ACADEMIC

SUCCESS, CRITICAL THINKING AND PROBLEM SOLVING

SKILLS OF THE ELEMENTARY 4th GRADE STUDENTS

(Ph.D. Thesis)

Dilber Acar

GAZI UNIVERSITY

INSTITUTE of EDUCATIONAL SCIENCES

June, 2018

ABSTRACT

The purpose of this study is to determine the effect of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) education on the academic success in the science and math course, critical thinking and problem solving skills of the elementary 4th grade students. The research was designed as mixed method. The study group consists of three separate groups as Experimental 1, Experimental 2 and Control group of the 4th grade students in two different primary schools, which are in the similar socio-economic level and where students are equivalent in terms of science and mathematical success, in Niğde city center. While the lesson in the Experiment 1 and Experiment 2 groups was taught through lesson plans which had been prepared with STEM activities, the lesson in the control group was taught through textbooks and workbooks recommended by Ministry of National Education. Teaching- learning process was carried out by the classroom teacher in the Experimental 1 group, by the researcher in the Experimental 2 group and by the classroom teacher in the Control group. The research was conducted as 45 course hours (approximately 13 weeks). The data of the study was obtained by using “Science Academic Achievement Test”, “Mathematics Academic Achievement Test”, “Critical Thinking Skills Scale”, “Science Problem Solving Skills Assessment Instrument” and “Mathematics Problem Solving Skills Assessment Instrument”. However, a “Semi-Structured Interview Form” was used in order to identify the opinions of experimental group students about the process to obtain the qualitative data.

x

In the analysis of the research data, “Two-Factor ANOVA for Mixed Measurements” analysis technique was used to interpret the pretest posttest scores of the science and mathematics course academic achievement of the experiment and control groups. “Two-Factor ANOVA for Mixed Measurements” analysis technique was used to interpret the pretest and posttest scores of the groups’ critical thinking skills scales. “One Way ANOVA” analysis technique was used to analyze scores obtained from “Science Problem Solving Skills Measurement Instrument” and “Mathematics Problem Solving Skills Measurement Instrument” which consist of non- routine open- ended problems applied during the process. Frequency analysis, one of the content analysis techniques, was used to determine the opinions of the students about the process.

As a result of the research; it has been determined that STEM education is effective in improving the academic achievement, critical thinking and non- routine problem solving skills of primary school 4th grade students in Science and Mathematics courses. It has been determined that in their process- oriented views, the experimental group students enjoyed the activities, increased their knowledge on both science and mathematics, could choose engineering as a profession in the future and they wanted to take the following courses with STEM activities.

Science Code:

Key Words: STEM, Primary school students, academic success, problem solving, critical thinking.

Page Number: 191

Supervisor: Assoc. Prof. Neşe TERTEMİZ Co- supervisor: Assist. Prof. Adem TAŞDEMİR

xi

İÇİNDEKİLER

TELİF HAKKI VE TEZ FOTOKOPİ İZİN FORMU ... i

ETİK İLKELERE UYGUNLUK BEYANI ... ii

JÜRİ ONAY SAYFASI ... iii

TEŞEKKÜR ... v

ÖZ ... vii

ABSTRACT ... ix

TABLOLAR LİSTESİ ... xiv

ŞEKİLLER LİSTESİ ... xvi

SİMGELER VE KISALTMALAR ... xviii

BÖLÜM I ... 1

GİRİŞ ... 1

BÖLÜM II ... 11

KAVRAMSAL ÇERÇEVE ... 11

2.2. Bütünleştirilmiş FeTeMM Eğitimi ... 17

xii

2.4. 21. Yüzyıl Becerileri ... 25

2.5. FeTeMM Eğitiminin Ülkelere Göre Durumu ... 26

2.5.1. Amerika Birleşik Devletleri’nde FeTeMM ... 26

2.5.2. Avrupa Birliği’nde FeTeMM ... 27

2.5.3. Türkiye’de FeTeMM ... 28

2.6. Problem Çözme Becerisi ve FeTeMM ... 30

2.7. Eleştirel Düşünme Becerisi ve FeTeMM ... 32

BÖLÜM III ... 35

İLGİLİ ARAŞTIRMALAR ... 35

3.1. FeTeMM Eğitimi ile İlgili Yurt Dışında Yapılan Çalışmalar ... 35

3.2. FeTeMM Eğitimi ile İlgili Yurt İçinde Yapılan Çalışmalar ... 49

BÖLÜM IV ... 59

YÖNTEM ... 59

4.1. Araştırma Deseni ... 59

4.2. Çalışma Grubu ... 63

4.3. Denel İşlemde Kullanılan Veri Toplama Araçları ... 68

4.3.1. Ön Çalışma ... 68

4.3.2. Denel İşlem Süreci ... 85

4.4. Verilerin Analizi ve Yorumlanması ... 87

4.4.1. Nicel Verilerin Analizi ... 87

4.4.2. Nitel Verilerin Analizi ... 88

4.5. Araştırmada Geçerliliğin Sağlanması ... 89

BÖLÜM V ... 91

BULGULAR VE YORUM ... 91

5.1. Akademik Başarı Testi ile İlgili Bulgular ... 92

5.1.1. Grupların Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi Sonuçları ... 92

5.1.2.Grupların Matematik Akademik Başarı Testi Sonuçları ... 94

5. 2. Eleştirel Düşünme Becerisi ile İlgili Bulgular ... 95

5.3. Problem Çözme Becerisine İlişkin Bulgular ... 98

5.4. Problem Çözme Adımlarına Göre (Problemi Anlama, Plan Yapma, Planı Uygulama/ Çözüm ve Kontrol) Grupların Problem Çözme Becerisine İlişkin Bulgular ... 100

xiii

5.4.1. Problem Çözme Adımlarına Göre Grupların Fen Bilimleri Problem Çözme

Becerisine İlişkin Bulgular ... 100

5.4.2. Problem Çözme Adımlarına Göre Grupların Matematik Problem Çözme Becerisine İlişkin Bulgular ... 103

5.5. Deney Grubu Öğrencilerinin FeTeMM Eğitimine İlişkin Görüşleri ile İlgili Nitel Bulgular... 106

BÖLÜM VI ... 113

TARTIŞMA, SONUÇ VE ÖNERİLER ... 113

6.1. Akademik Başarı Testlerine İlişkin Sonuç ve Tartışma ... 113

6.2. Eleştirel Düşünme Becerisine İlişkin Sonuç ve Tartışma ... 116

6.3. Problem Çözme Becerisine İlişkin Sonuç ve Tartışma ... 118

6.4. Deney Grubu Öğrencilerinin FeTeMM Eğitimine Yönelik Görüşlerine İlişkin Sonuç ve Tartışma ... 121

6.5. Öneriler ... 122

KAYNAKLAR ... 125

EKLER ... 141

EK 1. Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi ... 142

EK 2. Matematik Akademik Başarı Testi ... 145

EK 3. Eleştirel Düşünme Becerisi Ölçekleri ... 150

EK 4. Problem Çözme Becerisi Dereceli Puanlama Anahtarı ... 158

EK 5. Öğrenci Görüşme Formu ... 161

EK 6. Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi Belirtke Tablosu ... 162

EK 7. Matematik Akademik Başarı Testi Belirtke Tablosu ... 163

EK 8. Ders Planlarından Örnekler ... 164

EK 9. Ders Planlarının Pilot Uygulamasından Görüntüler ... 179

EK 10. Deney I Grubu Öğretmen Eğitiminden Görüntüler ... 181

EK 11. Asıl Uygulamadan Örnek Resimler (Deney Grubu I) ... 182

EK 12. Asıl Uygulamadan Örnek Resimler (Deney Grubu II) ... 185

xiv

TABLOLAR LİSTESİ

Tablo 1. Mühendislik Tasarım Süreci ...15 Tablo 2. FeTeMM Eğitiminde 5E Yöntemi ...23 Tablo 3. Çalışma Grubunda Bulunan Öğrencilerin Cinsiyet Özelliklerine Göre Dağılımları...64 Tablo 4. Deney ve Kontrol Gruplarının FBABT ve MABT Aldıkları Ön Test Ortalama ve Standart Sapma Değerleri ...64 Tablo 5. Deney ve Kontrol Gruplarının Eleştirel Düşünme Becerisi Ölçekleri Ön Test Ortalama ve Standart Sapma Değerleri ...65 Tablo 6. Deney I, II ve Kontrol Gruplarının FBABT ve MABT Ön Test ANOVA Sonuçları...66 Tablo 7. Deney ve Kontrol Gruplarının Eleştirel Düşünme Becerisi Ölçekleri Ön Test Ortalamalarına İlişkin ANOVA Sonuçları ...67 Tablo 8. Araştırmada Kullanılan Ölçme Araçları ve Uygulama Zamanları ...69 Tablo 9. Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi (FBABT ) Madde Analizi Sonuçları ...71 Tablo 10. Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi (FBABT) KR 20 Değeri ve Test Analizi Sonuçları ... 72 Tablo 11. Matematik Akademik Başarı Testi (MABT) Madde Analizi Sonuçları ...74 Tablo 12. Matematik Akademik Başarı Testi (MABT) KR 20 Değeri ve Test Analizi Sonuçları ...75 Tablo 13. FeTeMM Merkezli Ders Planı Ölçütleri ...83

xv

Tablo 14. Kazanımlara İlişkin Ders Planı Süreci ...84 Tablo 15. Deney ve Kontrol Gruplarının FBABT Ortalama ve Standart Sapma Değerleri...92 Tablo 16. FBABT Ön Test- Son Test Puan Ortalamalarına İlişkin ANOVA Sonuçları...93 Tablo 17. Deney ve Kontrol Gruplarının MABT Ortalama ve Standart Sapma Değerleri...94 Tablo 18. MABT Ön Test- Son Test ANOVA Sonuçları...95 Tablo 19. Deney ve Kontrol Gruplarının Eleştirel Düşünme Becerisi Ölçekleri Son Test Ortalama ve Standart Sapma Değerleri...96 Tablo 20. Deney ve Kontrol Gruplarının Eleştirel Düşünme Becerisi Ön Test-Son Test ANOVA Sonuçları...97 Tablo 21. Deney ve Kontrol Gruplarının Fen Bilimleri ve Matematik Problem Çözme Becerisine İlişkin Ortlama ve Standart Sapma Değerleri...98 Tablo 22. Deney ve Kontrol Gruplarının Fen Bilimleri ve Matematik Problem Çözme Becerisi Puan Ortalamaları ANOVA Sonuçları...99 Tablo 23. Deney Grubu Öğrencilerinin FeTeMM Eğitimi ile İlgili Uygulama Öncesi- Sırası ve Sonrası Görüşleri...107

xvi

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil 1. Mühendislik tasarım süreci ...14 Şekil 2. Müfredat bütünleştirme süreci ...21 Şekil 3. Deneysel işlem sürecine ilişkin akış şeması ...62 Şekil 4. Deney I, II ve Kontrol grubunun fen bilimleri problem çözme süreci problemi anlama aşamasındaki beceri düzeyleri...101 Şekil 5. Deney I, II ve Kontrol grubunun fen bilimleri problem çözme süreci plan yapma aşamasındaki beceri düzeyleri...102 Şekil 6. Deney I, II ve Kontrol grubunun fen bilimleri problem çözme süreci planı uygulama/ çözüm aşamasındaki beceri düzeyleri...102 Şekil 7. Deney I, II ve Kontrol grubunun fen bilimleri problem çözme süreci kontrol aşamasındaki beceri düzeyleri...103 Şekil 8. Deney I, II ve Kontrol grubunun matematik problem çözme süreci problemi anlama aşamasındaki beceri düzeyleri...104 Şekil 9. Deney I, II ve Kontrol grubunun matematik problem çözme süreci plan yapma aşamasındaki beceri düzeyleri...105 Şekil 10. Deney I, II ve Kontrol grubunun matematik problem çözme süreci planı uygulama/ çözüm aşamasındaki beceri düzeyleri...105 Şekil 11. Deney I, II ve Kontrol grubunun matematik problem çözme süreci kontrol aşamasındaki beceri düzeyleri...106 Şekil 12. Öğrencilerin fen bilimleri ve matematik derslerini birlikte işlemeleri ile ilgili görüşleri...109

xvii

Şekil 13. Öğrencilerin grup çalışması ile ilgili görüşleri...110 Şekil 14. Öğrencilerin daha sonraki dersleri nasıl işlemek istedikleri ile ilgili görüşleri...111

xviii

SİMGELER VE KISALTMALAR

FeTeMM Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik

STEM Science, Technology, Engineering, Mathematics MEB Milli Eğitim Bakanlığı

AB Avrupa Birliği

NSF National Science Foundation

PISA Programme for International Student Assessment TIMSS Trends in International Student Assessment FBABT Fen Bilimleri Akademik Başarı Testi MABT Matematik Akademik Başarı Testi PDÖ Probleme Dayalı Öğrenme

1

BÖLÜM I

GİRİŞ

Bu bölümde araştırmanın problem durumu, problem cümlesi, araştırmanın amacı, önemi, alt problemler, sayıltılar, sınırlılıklar ve araştırmaya ait terimler açıklanmıştır.

1.1. Problem Durumu

Bilgi ve teknolojide yaşanan hızlı gelişmeler sonucu, ilerlemek isteyen toplumlar değişmekte ve gelişmektedir. Yirmi birinci yüzyılda, teknoloji üreten toplumlar ilerlerken, teknolojiyi tüketen toplumlar yerinde kalmakta, hatta gerilemektedir. Bu gelişmelere bağlı olarak iş dünyasının da okullardan mezun öğrencilerden beklentisi farklılaşmaktadır. Günümüzde, Türkiye’de de okullardan mezun olan öğrencilerin problem çözme, eleştirel düşünme, akıl yürütme, iş birliği yapabilme, yaratıcılık gibi 21. yüzyıl becerileri olarak adlandırılan becerilere sahip olmaları istenmektedir. Ancak sınav sistemi gereği, belirlenen konularda çok sayıda ve hızlı soru çözebilen öğrenciler iyi üniversitelere yerleşmekte ve yine benzer şekilde sınavlara hazırlanarak bu becerileri geliştiremeden okullardan mezun olmaktadırlar. Sonuç olarak da Türkiye, üniversitelerden iyi derecelerle mezun olmuş ancak iş dünyasının beklentilerini karşılayamadığı için işsiz olan üniversite mezunlarıyla doludur. Bu nedenle öğrencilerimizin 21. yüzyılın gerektirdiği bilgi ve becerilere sahip olarak yetiştirilebilmesi ve gelişmiş ülkelerle rekabet edebilmek amacıyla, eğitimde geleneksel yaklaşımlar yerine yeni yaklaşımlara yönelmemiz gerekmektedir.

Son zamanlarda ülkeler, teknoloji alanında rekabet edebilmek ve öğrencileri geleceğin iş yaşamına hazırlayabilmek amacıyla, öğrencilerin kariyer olarak fen, teknoloji, mühendislik

2

ve matematik alanlarına yönelik ilgilerini artırmak için STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) olarak adlandırılan, ülkemizde de FeTeMM (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) (Çorlu, Adıgüzel, Ayar, Çorlu & Özel (2012) tarafından önerilen kısaltma) olarak tanınan yaklaşıma yönelmektedir. FeTeMM eğitimi; 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, Sneider & Comer, 2013). FeTeMM; öğrencilerin iş birliği, iletişim, eleştirel ve yaratıcı düşünme düzeylerini arttırmak için, bütünleşik gerçek dünya problemi çözme yaklaşımını kullanır (Hernandez, 2014). Öğrenen merkezli FeTeMM eğitiminin amacı; öğretim programını merkeze alan Türk eğitim sistemi içerisinde, öğretmenlerin kendi branşlarına ait bilgi ve becerilerin kazandırılmasında, disiplinler arası uygulamaları etkin olarak nasıl kullanabileceklerini açıklamaktır (Çorlu vd., 2012). Bir FeTeMM müfredatının uygulanması, müfredat anlayışının değişmesini gerektirmektedir; çünkü öğretim ve öğrenmenin geleneksel bakış açısını zorlamaktadır; fakat öğretimdeki bu değişim, öğrencileri küresel dünyadaki zorluklara hazırlamak için gereklidir (Hernandez, 2014).

FeTeMM eğitiminin bilimsel ve teknolojik ilerlemeye katkısının farkında olan ülkeler, FeTeMM eğitimi odaklı politikalar üretmekte ve bu alana ciddi yatırımlar yapmaktadırlar (Aydagül & Terzioğlu, 2014). Bu ülkeler, eğitim sistemlerinin yetiştirdiği öğrencilerin başarılarını, diğer ülkelere göre durumlarını Uluslararası Matematik ve Fen Eğilimleri Araştırması (Trends in International Mathematics and Science (TIMMS)) ve Uluslararası Öğrenci Değerlendirme Programı (The Programme for International Student Assessment (PISA)) sınavlarıyla karşılaştırmaktadır (Yıldırım, Yıldırım, Ceylan & Yetişir, 2013). Türkiye de bu sınavlara 2003 yılından beri katılmaktadır. Son yapılan PISA ve TIMMS sınavlarına bakıldığında sonuçların, bu ülkelerle rekabet etmek zorunda olan Türkiye açısından kaygı verici olduğu görülmektedir.

2015 yılında 4 ve 8. sınıflar düzeyinde gerçekleştirilen TIMSS sınavına göre Türkiye, Matematik alanında, bir önceki sınava göre puanını yükseltmesine rağmen, 4. sınıf düzeyinde 483 puan alarak, 49 ülke arasından 36. sırada yer almış ve TIMMS puanları ortalamasının (500 puan) altında kalmıştır. Bu kategoride ilk üç sırada yer alan Singapur, Hong Kong ve Kore Cumhuriyetinin puanları ise sırasıyla 618, 615 ve 608’dir (Yıldırım, Özgürlük, Parlak, Gönen & Polat, 2016). Yeterlik düzeylerine göre yapılan değerlendirmede 4. sınıflarda, bilgileri kompleks durumlara uygulayabilme, sonuç çıkarıp

3

gerekçelendirebilme gibi yeterlikleri içeren ileri düzeydeki öğrencilerimizin oranı % 5 iken; alt düzey (matematiğe ilişkin başlangıç düzeyindeki bilgileri bilme) ve alt düzeyin altındaki öğrencilerimizin oranı % 43’tür (Yıldırım vd., 2016). Fen bilimlerinde de benzer durum görülmektedir. Türkiye, 4. sınıflar düzeyinde 483 puan ile 47 ülke arasından 35. sırada yer alarak ortalamanın altında kalmıştır. Yeterlik düzeylerine göre de en az öğrenci % 4 ile ileri düzeyde (bilimsel süreçleri ilişkileri anlayabilme ve bu bilgileri kullanabilme) bulunurken, alt düzeyde (temel bilgileri bilme) %24 öğrenci bulunmaktadır (Yıldırım vd., 2016).

15 yaş grubu fen, matematik ve okuma becerilerinin değerlendirildiği PISA 2015 sınavı sonuçları incelendiğinde, etkin bir vatandaş olarak fenle alakalı düşüncelerle ve fenle ilgili olaylarla uğraşabilme becerisi olarak tanımlanan fen okuryazarlığı alanında, Türkiye 425 puanla katılımcı ülkelerin ortalama puanlarının (465) altında kalmış, matematik okuryazarlığı alanında da 420 puanla yine ortalamanın (461) altında kalmıştır (Taş, Arıcı, Özarkan & Özgürlük, 2016). Yeterlik düzeylerine bakıldığında sonucun TIMSS sınavlarına benzer olduğu görülmektedir. Öğrencilerin, belirlenen 7 yeterlik düzeyinden en az 2. düzeyde olmaları beklenmektedir. Türkiye’de PISA 2012’de fen okuryazarlığında 1. düzey ve altındaki öğrenci oranı % 26,9 iken 2015’te % 44,4’e yükselmiş, 5. düzey ve üstündeki (üst düzey) öğrenci oranı ise % 0,3 olarak matematik okuryazarlığında, alt yeterlik düzeyindeki öğrenci oranı % 51,3 iken üst yeterlik düzeyinde ise % 2,01; okuma becerilerinde ise alt yeterlik düzeyindeki öğrenci oranı % 0,06 iken üst yeterlik düzeyindeki öğrenci oranı %30 olarak belirlenmiştir (Taş vd., 2016). Bu sonuçlar, Türkiye açısından son derece kaygı vericidir.

TIMSS ve PISA gibi sınavlarda ülkemizin daha başarılı sonuçlar elde edebilmesi için ülkemizde FeTeMM eğitiminin öncelikli olarak ele alınması gerekmektedir (Milli Eğitim Bakanlığı (MEB), 2016). Bu nedenle, MEB (2016) tarafından yayınlanan STEM Eğitimi Raporu’nda; STEM Eğitimi Eylem Planı’nın şu şekilde yürütülmesi önerilmiştir:

1- STEM Eğitimi merkezlerinin kurulması

2- Bu merkezlerde üniversitelerle işbirliği içerisinde STEM eğitimi araştırmalarının yapılması 3- Öğretmenlerin STEM eğitimi yaklaşımını benimseyecek şekilde yetiştirilmesi

4- Öğretim programlarının STEM eğitimini içerecek biçimde güncellenmesi

5- Okullardaki STEM eğitimi için öğretim ortamlarının oluşturulması ve ders materyallerinin sağlanması (s.31)

Ekonominin giderek daha çok bilgi ve beceriye dayanması, gelecekte iş dünyasında yer alacak öğrencilerin bu bilgi ve becerilere sahip olarak yetişmesi gerekliliğinden, son

4

zamanlarda FeTeMM eğitimi gerek yurt içinde gerekse yurt dışında birçok araştırmaya konu olmuştur (Apedoe, Reynolds, Ellefson & Schunn, 2008; Baran, Canbazoğlu Bilici, Mesutoğlu & Ocak, 2016; Becker & Park, 2011; Cejka, Rogers & Protsmore, 2006; Erdoğan, Öner, Cavlazoğlu, Capraro, & Capraro, 2013; Gökbayrak & Karışan, 2017; Gülhan & Şahin, 2016; Judson, 2014; Kager, 2015; Meyrick, 2011; Smith & Hughes, 2013; Şahin, 2013; Talbot, 2014; Tolliver, 2016; Tseng,Chang, Lou & Chen, 2013; Wendell & Rogers, 2013; Yamak, Bulut & Dündar, 2014; Yıldırım & Altun, 2015). Yapılan araştırmalarda FeTeMM eğitiminin, öğrencilerin fen bilimleri ve matematik başarısını olumlu yönde etkilediği (Ceylan, 2014; McClain, 2015; Olivarez, 2012; Ricks, 2006; Vollstedt, Robinson & Wang, 2007; Wade- Shepherd, 2016; Worker & Mahacek, 2013; Wosu, 2013; Yıldırım, 2016;), eleştirel düşünme (Şahin, Ayar & Adıgüzel, 2014; Wosu, 2013), yaratıcı düşünme (Ceylan, 2014), problem çözme becerilerini (Ceylan, 2014; Pekbay, 2017; Saleh, 2016; Wosu, 2013) geliştirdiği görülmektedir.

Türkiye’nin, gelişmiş ülkelerle rekabet edebilmesi üreten, sorgulayan, problem çözebilen, FeTeMM alanlarındaki bilgi ve becerilere sahip bireyler yetiştirilmesiyle mümkün olacaktır. Bunun için de öğretim programlarında çağın gerektirdiği yeniliklerin yapılması gerekmektedir. Ülkemizin 2023 vizyonu, MEB’in amaçları, AB uyum süreci, 21. yüzyılın ekonomik özellikleri, sürdürülebilir büyüme ihtiyacı, fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (FeTeMM) eğitiminin ülkemizde tanımlanması ihtiyacının gerekliliğini ortaya koymaktadır (Aydagül & Terzioğlu, 2014; Çorlu vd., 2012). Birden fazla FeTeMM alanının bütünleştirilmesiyle iş birliğine dayanan, bilgi, beceri ve inançları içeren FeTeMM eğitimi, yurt dışında anaokulundan başlayıp lise seviyesine kadar yapılmaktadır (Çorlu, Capraro & Capraro, 2014). Ancak sınıf seviyesine göre bütünleştirilmiş FeTeMM eğitiminin etkisi, ilkokulda daha fazla iken lise seviyesinde daha azdır; bu nedenle FeTeMM eğitimine ilkokulda başlamak, öğrenciler için kritik öneme sahiptir (Becker & Park, 2011; Murphy & Mancini- Samuelson, 2012; Lamb, Akmal & Petrie, 2015). Gelişmiş ülkelerle rekabet edebilmek için FeTeMM alanlarındaki eğitime erken yaşlarda başlanması gerekmektedir (Akgündüz vd., 2015). Bu araştırmada, FeTeMM etkinliklerinin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin akademik başarısı ve 21. yüzyıl becerilerinden olan ve aynı zamanda MEB Fen Bilimleri (2013) ve Matematik (2015) programlarında kazandırılması hedeflenen becerilerden problem çözme ve eleştirel düşünme becerisi üzerine etkisini belirlemeye odaklanılmıştır.

5

1.2. Araştırmanın Amacı

Bu çalışmada, yapılandırılmış araştırma incelemeye dayalı öğrenme sürecinde kullanılan probleme dayalı öğrenme (PDÖ) ve proje tabanlı öğrenme (PTÖ) üzerine inşa edilen FeTeMM eğitiminin, ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin fen bilimleri ve matematik dersindeki akademik başarıları, MEB (2013) fen bilimleri ve MEB (2015) matematik programında kazandırılması hedeflenen becerilerden, eleştirel düşünme ve problem çözme becerisi üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu bağlamda araştırma problemi;

“FeTeMM eğitiminin, ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin akademik başarısı, eleştirel düşünme ve problem çözme becerileri üzerine etkisi nedir?”

şeklindedir. Bu temel probleme yanıt aramak için aşağıdaki alt problemler araştırılmıştır:

1- Deney grubu 1 ve Deney grubu 2 öğrencileri (FeTeMM etkinliklerine göre ders işlenen grup) ile kontrol grubu (MEB tarafından önerilen kaynak kitaba göre ders işlenen grup) öğrencilerinin;

a) Fen Bilimleri dersi akademik başarı testi ön test- son test puan ortalamaları arasında anlamlı farklılık var mıdır?

b) Matematik dersi akademik başarı testi ön test- son test puan ortalamaları arasında anlamlı farklılık var mıdır?

2- Deney grubu 1 ve Deney grubu 2 öğrencileri (FeTeMM etkinliklerine göre ders işlenen grup) ile kontrol grubu (MEB tarafından önerilen kaynak kitaba göre ders işlenen grup) öğrencilerinin;

“Eleştirel Düşünme Becerisi” ön test- son test puan ortalamaları arasında anlamlı farklılık var mıdır?

3- Deney grubu 1 ve Deney grubu 2 öğrencileri (FeTeMM etkinliklerine göre ders işlenen grup) ile kontrol grubu (MEB tarafından önerilen kaynak kitaba göre ders işlenen grup) öğrencilerinin;

a) Fen Bilimleri problem çözme becerisi puan ortalamaları arasında anlamlı farklılık var mıdır?

b) Matematik dersi problem çözme becerisi puan ortalamaları arasında anlamlı farklılık var mıdır?

4- Deney grubu 1 ve Deney grubu 2 öğrencileri (FeTeMM etkinliklerine göre ders işlenen grup) ile kontrol grubu (MEB tarafından önerilen kaynak kitaba göre ders işlenen grup) öğrencilerinin;

6

a) Problem çözme adımlarına göre (Problemi Anlama, Plan Yapma, Planı Uygulama/ Çözüm ve Kontrol) fen bilimleri dersi problem çözme becerilerinin gelişimi nasıldır?

b) Problem çözme adımlarına göre (Problemi Anlama, Plan Yapma, Planı Uygulama/ Çözüm ve Kontrol) matematik dersi problem çözme becerilerinin gelişimi nasıldır?

5- Deney grubu 1 ve Deney grubu 2 öğrencilerinin (FeTeMM etkinliklerine göre ders işlenen grup) FeTeMM etkinliklerine dayalı öğretim sürecine ilişkin görüşleri nelerdir?

1.3. Araştırmanın Önemi

Geleceğin iş dünyasının ve ekonominin beklentilerini karşılamak için okullardan mezun olan bireylerden problem çözme, eleştirel düşünme, iş birliği yapabilme, yaratıcılık gibi 21. yüzyıl becerileri olarak adlandırılan becerilere sahip olmaları beklenmektedir. Bu beceriler, okullarda çeşitli dersler yoluyla kazandırılmaya çalışılmaktadır. Bu derslerden ikisi de fen ve matematiktir. Ancak, mevcut eğitim programında bu derslerin içerikleri, birbirinden kopuk olarak ve ayrı dersler halinde verilmektedir. Oysa günümüz bilim ve teknoloji dünyasında öğrencilerden beklenen, temel bilimlerin ortaya koyduğu kuramsal bilgileri, teknoloji ve mühendisliğin uygulamaları ile bir araya getirerek yenilikler ortaya koymalarıdır. Matematiksel kavramların ve ilişkilerin öğretilmesinde matematikle fenin birlikte ele alınması gerekliyken; fen bilimleri konuları işlenirken de matematikten yararlanılması zorunludur (Taşdemir, 2008). Bu noktada matematik, fen bilimleri gibi öğretim programlarını birbirinden kopuk olmaktan çıkaran ve disiplinler arası bir yaklaşımla, birbiriyle iç içe olacak şekilde öğretmeyi hedefleyen FeTeMM eğitimi önem kazanmaktadır (Aydagül & Terzioğlu, 2014).

MEB (2013) fen bilimleri öğretim programında öğrencinin aktif olduğu, bilginin kaynağını araştırıp sorgulayarak açıklamalar yapacağı, akranlarıyla etkili iletişim ve işbirliği içinde olacağı birey rolünü üstlendiği; öğretmenin ise rehberlik edeceği, kolaylaştırıcı ve yönlendirici rollerini üstlendiği probleme dayalı, proje tabanlı, iş birliğine dayalı öğrenme ortamları temel alınmıştır. Benzer şekilde MEB (2015) matematik öğretim programında da öğrencilerin düşüncelerini ortaya çıkaracakları, geçmiş yaşantıları ile matematik arasında ilişki kurmalarını sağlayacakları, problem çözme becerisi kazanacakları öğrenme ortamlarının oluşturulması hedeflenmektedir. Bu hedefler; süreçte öğrencinin her aşamada

7

aktif olduğu fen ve matematik bilgisinin kazandırılmasının yanında, öğrencilerin bu bilgilerini mühendislik tasarım süreci ve teknoloji ile harmanlayarak ürünler ortaya çıkarmalarını ve bu süreçte problem çözme, iş birliği yapabilme, eleştirel düşünme, yaratıcılık gibi 21. yüzyıl becerilerini kazandırmayı ve geliştirmeyi amaçlayan FeTeMM eğitiminin hedefleriyle uyumludur.

Son zamanlarda gittikçe önem kazanan bir yaklaşım haline gelen FeTeMM eğitiminin etkisi Türkiye’de de fark edilmeye başlanmıştır. Uluslar arası yapılan TIMSS ve PISA gibi sınavlarda elde edilen başarısız sonuçlar, özellikle ileri düzeyde bulunan öğrenci sayımızın çok az olması ülkemizde FeTeMM eğitimine ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir. MEB (2016) tarafından yayınlanan “STEM Eğitimi Raporu”nda da FeTeMM yaklaşımına göre öğretim programlarının yeniden düzenlenmesi gerektiğine vurgu yapılmıştır.

Son yıllarda özellikle yurt dışında önem kazanan FeTeMM eğitimi ile ilgili yapılan çalışmaların, FeTeMM’in ne olduğu, kapsamı ve geleceği üzerine (Breiner, Johnson, Harkness & Koehler, 2012; Brown, 2013; Bybee, 2010a; 2010b; 2013; Gomez & Albrecth, 2014; Jorgenson, Vanosdall, Massey & Cleveland, 2014; Morrison, 2006; Sanders, 2009; 2012; Vasquez, vd., 2013; Zollman, Tahernezhadi & Billman, 2012) ve FeTeMM uygulamaları ve etkileri üzerine (Becker & Park, 2011; Meyrick, 2011; Ricks, 2006; Smith & Hughes, 2013; Tseng, vd., 2013; Worker & Mahacek, 2013) araştırmalar olduğu ve bu uygulamaların lise ve üniversite seviyesinde yapıldığı görülmektedir. Türkiye’de ise son yıllarda tanınmaya başlayan FeTeMM eğitimi ile ilgili yapılan çalışmalar sınırlı olup (Baran vd., 2016; Ceylan, 2014; Çorlu vd., 2012; Çorlu vd., 2014; Gökbayrak & Karışan, 2017; Pekbay, 2017; Yamak vd., 2014; Yıldırım, 2016) ilkokul seviyesinde yapılan herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Birden fazla FeTeMM alanının bütünleştirilmesiyle iş birliğine dayanan, bilgi beceri ve inançları içeren FeTeMM eğitimi, yurt dışında anaokulundan başlayıp lise seviyesine kadar yapılmaktadır (Çorlu vd., 2014). Ancak, sınıf seviyesine göre bütünleştirilmiş yaklaşımın etkisi, ilkokulda daha fazla iken lise seviyesinde daha azdır (Becker & Park, 2011).

MEB’in hedefleri, uluslar arası veriler, ülkemizin gelecek yıllarda gelişmiş ülkelerle rekabet edebilecek seviyeye gelmesi, FeTeMM becerilerinin her kademede öncelikli olarak kazandırılmasının hedeflenmesini gerektirmektedir. Geleceğin ekonomisinin bilgi ve yenilik üzerine şekilleneceği düşünüldüğünde, FeTeMM becerilerinin tüm alanlardaki işlerde gerekli olduğu anlaşılmaktadır (Dinçer, 2014). Bu nedenle, FeTeMM’in her bir

8

alanında bilgi düzeyini yükseltmenin yanında yaratıcı, analitik ve eleştirel düşünen ve problem çözme becerilerine sahip bireyler yetiştirmek önemlidir.

Alanyazında, ilkokul seviyesinde FeTeMM yaklaşımına dayalı geliştirilen öğrenme etkinliklerinin öğrencilerin fen bilimleri ve matematik dersi akademik başarı, problem çözme ve eleştirel düşünme becerisi üzerine etkisinin incelendiği bir çalışmaya rastlanmaması, çalışmadan elde edilen sonuçların alanyazına katkısı bakımından önemli görülmektedir. Bununla birlikte, araştırmadan elde edilen bulguların Türkiye’de yeni gelişmeye başlayan FeTeMM eğitimi alanına, öğretmenlerin FeTeMM’i tanımalarına ve uygulamalarına katkı sağlayacağı umulmaktadır.

1.4. Sayıltılar

1. Deney ve kontrol grupları oluşturulurken, kontrol altına alınamayan değişkenlerin her üç grubu da aynı derecede etkilediği varsayılmıştır.

1.5. Sınırlılıklar

1.Araştırma 2016- 2017 Eğitim- Öğretim yılında uygulanan Fen Bilimleri Dersi (3-8) Öğretim programı “Geçmişten Günümüze Aydınlatma ve Ses Teknolojileri”, “Mikroskobik Canlılar ve Çevremiz”, “Basit Elektrik Devreleri” ünitelerindeki kazanımlarla ve Matematik Dersi (1-4) öğretim programında “Sayılar”, “ Veri” ve “Ölçme” öğrenme alanlarında belirtilen kazanımlarla sınırlıdır.

1.6. Tanımlar

FeTeMM: 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).

FeTeMM Etkinlikleri: Fen, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarını kapsayan,

problemi tanımlama, araştırma yapma, plan yapma, çözüm tasarıları geliştirme, test etme, değerlendirme ve iletişim aşamalarını içeren etkinlikleri ifade etmektedir.

Eleştirel Düşünme Becerisi: Bu çalışmada kullanılan eleştirel düşünme becerisi, analiz,

9

yöntemsel, ölçütsel veya içeriksel incelemelerin açıklamasıyla sonuçlanan amaçlı, öz düzenleyici karar mekanizmasıdır (Facione, 1990’dan aktaran Demir, 2006).

Problem Çözme Becerisi: Problem çözme becerisi, bireyin kendisini çözüme

götürebilecek yolları, kuralları edinerek, bu kuralları birleştirip problem çözmede kullanabilme düzeyidir (Bilen, 1996). Bu çalışmada problem çözme becerisi, fen bilimleri ve matematik dersinde ele alınan, yapılandırılmamış, öğrencilerin günlük yaşamlarında karşılaşabilecekleri rutin olmayan problemleri çözme becerisini ifade etmektedir.

11

BÖLÜM II

KAVRAMSAL ÇERÇEVE

Bu bölümde araştırma konusuna ilişkin, FeTeMM’in ne olduğununa, FeTeMM alanlarına, FeTeMM eğitimine, ülkelerdeki FeTeMM eğitimi politikalarına, problem çözme ve eleştirel düşünme becerisine yer verilmiştir. Öncelikle FeTeMM’in nasıl ortaya çıktığına değinilmiş, FeTeMM’in içerisindeki her bir alan açıklanmış, daha sonra bu alanların bütünleştirilmesiyle oluşan bütünleştirilmiş FeTeMM eğitiminden bahsedilmiştir. Son olarak eleştirel düşünme ve problem çözme becerileri ele alınmış, bu becerilerin FeTeMM eğitimi ile ilişkisine değinilmiştir.

2.1. FeTeMM Nedir?

Tarıma, doğal kaynaklara, jeopolitik konuma dayalı ekonomik kalkınma modeli, günümüzde yerini, bilim ve teknoloji üretimine dayanan ekonomiye bırakmaktadır (Şirin, 2014). Ülkeler de eğitim sistemlerinde, bilimsel ve teknolojik üretime katkıda bulunabilecek 21. yüzyıl becerilerine sahip, ekonomik ve sosyal gelişim sağlayabilecek bireyler yetiştirmeyi hedeflemektedir (MEB, 2016). Bu nedenle birçok ülke fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerini bir araya getiren FeTeMM öğrenme yaklaşımına yönelmektedir.

1957’de, Sovyetler Birliği’nin uzaya Sputnik 1 uydusunu fırlatmasından sonra, Amerika Birleşik Devletleri (ABD), uzay yarışında geri kaldığını, küresel rekabet ortamında fen ve matematik eğitiminde ciddi reformlara ihtiyaç olduğunu fark etmiştir (Koehler, Binns & Bloom, 2016). FeTeMM de ABD’nin bu ihtiyacından ortaya çıkan lise ve üniversite

12

öğrencilerini bu rekabete hazırlamak için fen, teknoloji, mühendislik ve matematik müfredatının bütünleştirilmesiyle oluşan bir yaklaşımdır (Breiner, Harkness, Johnson & Koehler, 2012). Yurt dışında STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) olarak bilinen bu yaklaşım, ülkemizde Çorlu, vd., (2012) tarafından FeTeMM (fen, teknoloji, mühendislik, matematik) olarak önerilmiş ve kullanılmıştır.

FeTeMM ilk olarak 1990’da National Science Foundation (NSF)’da, FeTeMM disiplinlerinden birini içeren durum, politika, program ya da uygulama için genel bir etiket olarak kullanılmaya başlanmıştır (Bybee, 2010a). Matematikte yetenekli öğrencilerin ihtiyaçlarına hizmet etmek, hem öğrenmeyi hızlandırmak hem de öğrenmenin derinliğini artırmak amacıyla popüler olmuştur (Meyrick, 2011). Öğrencilerin, eğitimcilerin ve iş dünyasının teknolojiye dayalı kariyerlerde daha etkin öğrenme yolları geliştirmeleri için bir köprü sağlamaktadır. (Gomez & Albrecth, 2014). FeTeMM teriminde genellikle, fen ve matematik vurgulanırken teknoloji ve mühendislik daha az vurgulanmaktadır (Bybee, 2010a). Bunun nedeni, okul müfredatlarının ağırlıklı olarak fen ve matematik içermesidir (Vasquez, vd., 2013).

Fen; geleneksel olarak fizik, kimya, biyoloji gibi doğa bilimlerini kastetmekte ve anahtar kavramlar, ilkeler, genellemeleri kapsamaktadır (Jorgenson, vd., 2014). FeTeMM içerisinde öğrenciler, yüz yüze kaldıkları ve üstesinden gelmek zorunda oldukları gerçek yaşam problemlerini, bilimsel yasaları ve bilgileri teknoloji ve mühendislikle ilişkilendirip uygulama yaparak çözerler (Jolly, 2017). Fen ve matematik dersinde soyut kavramlar FeTeMM etkinlikleri ile ilişkilendirildiğinde bilgiyi öğrenme, bilginin transferi ve geri getirilmesinin kolaylaştığı, öğrenci tutumlarının pozitif etkilendiği gözlemlenmiştir (Tseng, vd., 2013; Vasquez, vd., 2013; Yamak, vd., 2014).

Teknoloji, FeTeMM alanları içerisinde daha az vurgulanmaktadır. Teknoloji denilince aklımıza ilk olarak bilgisayarlar, internet, telefonlar gibi çeşitli dijital ve elektronik araçlar gelmektedir. Ancak, FeTeMM içerisinde kastedilen teknoloji, insanların yaşamlarını kolaylaştırmak için yine insanlar tarafından yapılan, okulda kullanılan tüm araçları ifade etmek için kullanılmaktadır (Jorgenson, vd., 2014). FeTeMM sınıflarında öğrenciler, problemi çözmek için ürün geliştirirken aslında teknoloji ortaya çıkarmış olmaktadırlar (Jolly, 2017). FeTeMM’de kastedilen teknoloji, insanların istek ve ihtiyaçlarını karşılamak için geliştirilen tasarımların sonuçlarının ne olduğudur ve tasarımlarını yaparken sadece dijital araçlardan değil, günlük yaşamda kullandıkları her şeyden yararlanabilirler (Jorgenson, vd., 2014). Teknoloji; öğrencilere inceleme, araştırma, problem çözme yoluyla

13

fen, teknoloji ve matematik eğitiminin iç içe olduğunu fark etme ve keşfetme fırsatları yaratmaktadır (Mahiroğlu & Karaağaçlı, 2005). Morrison da (2006) çalışmasında teknoloji eğitimi öğrencilerinin, fen ve matematik dersi için hedeflenen kazanımları öğrencilere öğretmek için tasarlanmış oyunlarda çok iyi aritmetik işlemler yapabildiklerini ya da bilimsel ilkeleri tanımlayabildiklerini belirtmiştir.

Mühendislik de teknoloji gibi FeTeMM alanları içerisinde fen ve matematiğe göre daha az vurgulanan bir alandır. Mühendislik denince insanların akıllarına ilk olarak mesleki konular gelmektedir (Vasquez, vd., 2013). Ancak, FeTeMM içerisinde mühendislik, aslında bir tasarım sürecini ifade etmektedir. Mühendislerin tasarım sürecinde ne yaptıklarını, mühendisliğin toplumu nasıl etkilediğini ve toplumun mühendisliği nasıl etkilediğini tanımlamaktadır (Moore, Johnson, Peters- Burton & Guzey, 2016). Aslında mühendislik, FeTeMM içerisinde diğer üç alanı bir arada tutan en güçlü bileşendir. Öğrenciler, bir problemi çözebilmek için ürünler, modeller tasarlarken, fen ve matematik kavramlarını bu süreçte uygulayabilmek için mühendislik uygulamalarını kullanırlar (Jolly, 2017). Mühendislik tasarım sürecinin kullanımının öğrenilmesi, öğrencilerin fen ve matematik kavramlarını güçlendirmelerine yardımcı olabilir ve öğrenciler, bu süreçte aktif iş birliği, problem çözme ve uygulamalar sayesinde fen, teknoloji ve mühendislik ile ilgili öğrenmeler gerçekleştirebilir (Worker & Mahacek, 2013). Jolly (2017, s.18) mühendislik tasarım sürecini bir döngü olarak Şekil 1’deki gibi ifade etmiştir.

14

Şekil 1. Mühendislik tasarım süreci. Jolly, A. (2017). “STEM by Design: Strategies and Activities for Grade 4-8”, Jolly, A., 2017, New York: Routladge kaynağından uyarlanmıştır.

Jorgenson vd., (2014, s.45) ise bu süreci, Tablo 1’deki gibi beş aşamalı olarak ifade etmiştir. Jolly (2017), problemi tanımlama ve araştırma yapmayı iki ayrı aşama olarak alırken, Jorgenson vd. (2014) bu iki aşamayı problemi tanımlama aşaması içerisinde almış; “hayal etme” ve “planlama” aşamalarını “çözüm tasarısı geliştirme” aşaması olarak birlikte değerlendirmiştir. Problemi Tanımlama Araştırma Hayal Etme Plan Yapma Test Etme ve Değerlendirme Yapım Yeniden Tasarım İletişim

15 Tablo1

Mühendislik Tasarım Süreci

MÜHENDİSLİK TASARIM SÜRECİ

1. Aşama: Problemi Tanımlama

 Öğretmen ve öğrenciler; projenin hedeflerini, beklentileri ve sınırlılıkları içeren kısa bir özetle birlikte bir problem durumu hazırlarlar. Öğretmen bunu kendisi de verebilir.

 Öğrenciler, problemle ve geçmişte tasarlanan çözümlerle ilgili bir araştırma yaparlar.

2. Aşama: Çözüm Tasarıları Geliştirme

 Öğrenciler, yapabildikleri kadar çözüm tasarısı üretirler. Beyin fırtınası yaparlar.

 Karmaşık problemler, küçük parçalara bölünebilir ve öğrenciler her bir parça hakkında çözümler düşünebilirler.

 Beyin fırtınası bireysel olmak yerine, işbirliği ile grup içi ya da tüm sınıfla birlikte yapılabilir.  Öğretmen, çözüm tasarılarını değerlendirmek yerine üretmek üzerine odaklanmalıdır.

3. Aşama: Çözüm Tasarısının Analizi ve Çözüm

 Çok sayıda çözüm tasarısı ürettikten sonra öğrenciler; hangi çözümün projenin hedeflerine, amaçlarına, sınırlılıklarına daha uygun olduğunu analiz ederler.

 Öğrenciler, analizleri için sistematik bir yaklaşım geliştirirler (Değişkenler arasındaki ilişkiyi gösteren basit tablolar, çözümün artısını eksisini gösteren özetler gibi).

 Test etmek için çözümler seçerler.

 Çözüm tasarıları çözümün nasıl uygulanacağını, problemle nasıl ilişkilendirileceğini içermeli ve açık bir şekilde çizilmeli ya da gösterilmelidir.

4. Aşama: Test etme, Değerlendirme ve Gözden Geçirme

 Öğrenciler, çözümleri ile ilgili verileri bir araya getirmeli ve test ederek geliştirmelidir.

 Öğretmen, öğrencilere, tasarımlarını her fırsatta test etmelerine izin vererek, mühendislik tasarımının tekrarlanan bir yapı olduğu fikrini güçlendirir.

5. Aşama: İletişim

 Tasarım süreci boyunca öğrenciler, elde ettikleri sonuçları, düşüncelerini arkadaşlarıyla paylaşırlar.

 Öğrenciler test sonuçlarını ve kararlarını sınıfla paylaşırlar ve kararlarını destekleyen kanıtlar sunarlar.

 Etkinliğin sonunda öğrenciler, çözüm tasarılarını, çözümlerinin kanıtını ve problemi çözmek için uyguladıkları çözüm yollarını içeren bir sunum hazırlarlar.

NOT: Mühendislik Tasarım Süreci. “Doing Good Science in Middle School: A Practical STEM Guide”, Jorgenson, O., Vanosdall, R., Massey, V., & Cleveland, J. 2014, Virginia: National Science Teachers Association kaynağından uyarlanmıştır.

Mühendislik tasarım süreci adımları mutlaka sıralı değildir ve her bir aşama gerektiği kadar tekrarlanabilir (Jolly, 2017). Mühendislik tasarımı, fen eğitiminde gerçek yaşam durumlarına ilişkin bir problemin çözümü için birden fazla alternatifin olduğunun kavranmasını sağlar (Yamak, vd., 2014). Ayrıca, mühendislik tasarım sürecinin öğrenilmesi, öğrencilerin fen ve matematiğe ilişkin kavramları güçlendirmelerini sağlar (Worker & Mahacek, 2013). Ulusal Mühendislik Akademisi’ne göre, küçük yaştaki öğrencilere matematik ve fen bilgisinin eğlenceli ve kolay olduğu konusunda ikna etmek için mühendisliğin zorlayıcı, heyecanlı, dinamik ve tatmin edici yanlarını da katarak mesajlar tasarlanmış, sonuçta öğrencilerin büyük ilgi ve istek gösterdikleri, öğrendikleri derslerin hayat ve kariyere dayalı örneklerle desteklenmesinin öğrencilerin dikkatini

16

çektiği ve ilgilerini artırdığı saptanmıştır (National Academies Press (NAP), 2008’den aktaran Gomez & Albrecth, 2014).

Matematik, birçok öğrenci için sayılardan ve işlemlerden ibaret olan, sadece okulda kullanacağı bilgileri içeren bir derstir. Oysa FeTeMM alanları içerisinde matematiğin yeri bu değildir. Öğrenciler, matematiksel bilgi ve becerilerini, çeşitli gerçek yaşam problemlere dair çözümleri analiz etmek, gerekçelendirmek ve yorumlamak için kullanmaktadırlar (Jolly, 2017). Matematik, fen için bir dil olmasına rağmen matematiksel kavramlar süreç içerisinde güçlendirilmediği için öğrenciler tarafından matematik ve fen birbirinden tamamen ayrı iki disiplin gibi düşünülmektedir (Jorgenson, vd., 2014). FeTeMM sayesinde öğrenciler, matematiği, gerçek yaşam problemleri üzerinde uygulayarak öğrenmektedirler (Jolly, 2017). Judson ve Sawada (2000), matematiğin fen dersleri ile bütünleştirilmesinin matematik dersindeki başarı üzerine etkisini araştırdığı çalışmada, bütünleştirilmiş fen dersine katılan öğrencilerin matematik dersinde istatistik ünitesi üzerinde daha başarılı olduklarını belirtmişlerdir.

Son yıllarda fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplini içerisine “Sanat” da girmeye başlamış ve bu akım STEAM (Science, technology, Engineering, Art, Mathematics) olarak adlandırılmıştır. İnsanların büyük çoğunluğu FeTeMM ile sanatı birbirine zıt görmektedir; çünkü, FeTeMM alanlarının daha nesnel, mantıksal, analitik, kullanışlı olduğu düşünülürken, diğer yandan sanatın öznel, sezgisel, duygusal ve önemsiz olduğu düşünülmektedir (Sousa & Pilecki, 2013). Aslında FeTeMM, sanatı (tasarım süreci) dil sanatlarını (iletişim), sosyal bilimler ve tarihi (mühendislik sorunları için içeriğin belirlenmesi) zaten içermektedir (Jolly, 2017). Birçok mühendis, bilim insanı, matematikçi, merak etmek, gözlem yapmak, farklı bir nesneyi algılamak, başkalarıyla etkili bir biçimde çalışabilmek, anlamı yapılandırmak ve gözlemlerini doğru bir şekilde ifade etmek, uzaysal-mekânsal olarak düşünebilmek, kinestetik olarak algılamak (nasıl hareket edebildiğini) gibi sanattan aldıkları becerileri, bilimsel araç olarak kullanmaktadır (Sousa & Pilecki, 2013). Sanat ve beşeri bilimler içerisinde vurgulanan yaratıcılık, fen, matematik gibi zor olarak adlandırılan bilimler için de yeni fikirler geliştirmede kesinlikle gereklidir ve bu nedenle, birçok eğitimci için sanat, FeTeMM eğitiminde büyük bir vurgu olmalıdır (Bender, 2017). Ayrıca, sosyal bilimler müfredatının bütünleştirilmesi, öğrencilerin tasarım kararlarını doğrudan veya dolaylı olarak etkileyebilecek ekonomik, siyasi ve sosyal konuları inceleme fırsatı sağlamaktadır (Meyrick, 2011).

17

Bu çalışmada sanat dâhil edilmemiş, fen, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarında bütünleştirme yapılmıştır. Bu nedenle çalışmada, FeTeMM olarak ele alınmaktadır.

2.2. Bütünleştirilmiş FeTeMM Eğitimi

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.