Özel yetenekli öğrencilerin fen eğitiminde teknoloji, mühendislik ve matematiğin kullanımı: FeTeMM yaklaşımı

Abstract

Bu çalışmanın amacı, özel yetenekli öğrencilerin fen eğitiminde mühendislik, matematik ve teknolojinin kullanımını içeren FeTeMM yaklaşımının 5E modeline entegre edilmesi ile oluşturulan bir öğretim tasarımının, öğrencilerin bilimsel yaratıcılıklarına, bilimsel süreç becerilerine ve mühendislik becerilerine etkisinin incelenmesidir. Karma yöntem araştırma desenlerinden iç içe gömülü desenin kullanıldığı araştırmanın çalışma grubunu, özel yetenekli 5, 6, 7 ve 8. Sınıfta öğrenim gören 41 Bilim ve Sanat Merkezi (BİLSEM) öğrencisi (deney grubunda 9 kız, 12 erkek, kontrol grubunda, 8 kız 12 erkek) oluşturmaktadır. Öğrencilerin belirlenmesinde, amaçlı örnekleme yöntemlerinden tipik durum örneklemesi kullanılmıştır. Deney grubundaki öğrencilere, FeTeMM yaklaşımının 5E modeline entegre edilmesi ile oluşturulan öğretim tasarımı uygulanırken, kontrol grubuna BİLSEM’lerde kullanılan standart etkinlikler uygulanmıştır. Araştırmanın nicel verilerini toplamak amacıyla, araştırmacı tarafından geliştirilen Bağlam Temelli Bilimsel Yaratıcılık Testi (BTBYT) kullanılmış olup, deney ve kontrol gruplarının denkliğini sağlamak amacıyla FeTeMM Tutum Ölçeği kullanılmıştır. Nitel veriler, gözlem ve görüşme formları (özellikle bilimsel süreç becerileri ve mühendislik becerilerine ilişkin verilerin toplanmasında) ile öğrencilerin uygulama süresince oluşturdukları mühendislik tasarım döngüsü dökümanlarının incelenmesinden elde edilmiştir. Nicel veriler SPSS 22 Paket Programı kullanılarak, nitel veriler Nvivo 11 programı kullanılarak analiz edilmiştir. Araştırmanın sonucunda deney ve kontrol grupları arasında BTBYT son test puanları açısından anlamlı bir fark olduğu belirlenmiştir. Araştırmanın nitel bulguları deney grubunda hem bilimsel süreç becerileri hem de mühendislik becerilerinin süreç boyunca daha fazla kullanıldığını ve daha çok gelişim gösterdiğini ortaya koymuştur. Sonuçlara dayanarak, özel yetenekli öğrencilerin eğitiminde FeTeMM etkinliklerinin kullanılması, BİLSEM’lerde kullanılan etkinlik kitaplarının FeTeMM etkinlikleri açısından zenginleştirilmesi önerilebilir.

Purpose of this study is to develop an instructional design for gifted and talented students' science education by integrating STEM approach, which implicates engineering, mathematics, and technology, into the 5E model and examine its effects on students' scientific creativity, science process skills, and engineering skills. The study group of this research which uses the embedded design from mixed methods research design constitutes 41 gifted and talented Science and Art Center (SAC) students who attend 5, 6, 7 and 8th grade (9 female and 12 male in the experimental group, 8 female and 12 male in the control group). During the determination of the students, typical case sampling from purposeful sampling methods was used. While an instructional design which integrates STEM approach into the 5E model was applied to experimental study group students, standardized teaching activities prepared for SACs were applied to control group students. In order to collect the quantitative data of the research, Context-Based Scientific Creativity Test (CBSCT), which has been developed by the researcher, was applied; and to ensure the consistency of experimental and control groups the STEM attitude scale was used. Qualitative data were derived from observation and interview forms (especially in gathering data on scientific process skills and engineering skills) and the students' engineering design cycle data during the application. Quantitative data were analyzed by using the SPSS 22 Package Program and qualitative data were analyzed using the Nvivo 11 software program. As a result of the study, it was determined that there was a significant difference between the experimental and control groups in terms of the final test scores. Qualitative findings of the study revealed that both scientific process skills and engineering skills were used more and more during the process in the experimental group. Based on the results, the use of STEM activities in the training of special talented students, and also the enrichment of the activity books which are used in the SACs in terms of STEM activities may be suggested.