Günümüz dünyasında insanoğlunun yüzleşmek zorunda kaldığı sorunlar giderek karmaşık
hale gelmiştir. Bu karmaşık sorunların çözülebilmesi disiplinler arası bilgi ve becerilerin
yanı sıra 21.yüzyıl becerilerine de sahip bireyler gerektirmektedir. Bu becerilere sahip
bireyleri yetiştirmek için STEM eğitiminin çözüm olabileceği düşünülmektedir. Bu
doğrultuda ülkemizde 2018 yılından itibaren uygulanmaya başlayan fen bilimleri dersi
öğretim programına mühendislik uygulamaları dahil edilmiş olmasına rağmen
öğretmenlerin bu uygulamaları nasıl gerçekleştirebileceklerine ilişkin yetkinlikleri
sınırlıdır. Bu doğrultuda araştırmanın problem cümlesi “Ortaokul beşinci sınıf fen bilimleri
dersi üniteleri bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımıyla nasıl tasarlanır, uygulanır ve
değerlendirilir?” olarak belirlenmiştir. Tasarım tabanlı araştırma yöntemiyle desenlenen bu
çalışma, nitel ve nicel yöntemlerin kullanılarak mevcut fen bilimleri dersi ünitelerinin
bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımıyla tasarlanması, uygulanması ve değerlendirilmesine
ilişkin tasarım ilkelerini belirlemeyi amaçlamaktadır. Aynı zamanda bu ilkeler
doğrultusunda geliştirilen öğrenme modüllerinin öğrencilerin öğrenme deneyimlerini,
eleştirel düşünme beceri düzeylerini, bilimsel sorgulama hakkındaki görüşlerini ve STEM
mesleklerine olan ilgilerini nasıl etkilediğini ortaya çıkarmayı hedeflemiştir. Araştırma
2018- 2019 eğitim öğretim yılında Antalya ilinde bir devlet ortaokulunda öğrenimlerini
sürdüren 22 beşinci sınıf öğrencisiyle yürütülmüştür. Araştırma, öğrenme modüllerinin
geliştirilmesi için yol gösterici olacak bütünleşik STEM eğitimi tasarım ilkelerinin
belirlenmesi amacıyla alanyazın taraması yapılarak uzman görüşlerinin alındığı hazırlık
aşaması, hazırlık aşamasında geliştirilen öğrenme modüllerinin uygulanmasını kapsayan
prototip oluşturma aşaması ve tüm sürecin bütüncül bir yaklaşımla değerlendirilmesini
kapsayan değerlendirme ve yansıtma aşaması olmak üzere üç bölümden oluşmaktadır.
Araştırmacının aynı zamanda uygulayıcı olduğu bu çalışmada nitel veriler öğrenci
yansımaları, yarı yapılandırılmış görüşmeler, alan notları, bilimsel sorgulamaya yönelik görüş anketi ve araştırmacı tarafından geliştirilen mühendislik tasarım süreci
değerlendirme rubriği ile toplanmıştır. Elde edilen nitel verilerin analizi, betimsel analiz ile
eşzamanlı yürütülen içerik analizi yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın nicel
verilerinin toplanması araştırmacı tarafından fen bilimleri dersi içeriği kullanılarak
geliştirilen iki aşamalı çoktan seçmeli eleştirel düşünme becerileri başarı testleri, STEM
mesleklerine yönelik ilgi ölçeği ile gerçekleştirilmiştir. Nicel verilerin analizinde Wilcoxon
işaretli sıralar testi uygulanmıştır. Elde edilen bulgular bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımı
ile tasarlanan modüller ile uygulanan derslerin, öğrencilerin içerik bilgisini ve eleştirel
düşünme becerilerini arttırdığı, bilimsel sorgulamaya ilişkin görüşlerini ve öğrencilerin
STEM mesleklerine ilişkin ilgilerini pozitif yönde etkilediğini göstermiştir. Bununla
birlikte çalışmada bütünleşik STEM eğitimi yaklaşımıyla ilgili olarak geliştirilen tasarım
ilkelerinin ve çerçevesinin mevcut fen bilimleri dersi ünitelerinin bütünleşik STEM
ünitelerine dönüştürmede etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
In today's world, the problems that human beings have to face have become increasingly
complex. Solving these complex problems requires individuals with 21st-century skills,
besides their interdisciplinary knowledge and skills. To educate individuals with these
skills, STEM education is thought to be a remedy. Accordingly, although engineering
applications are included in the science curriculum, which has been implemented since
2018 in Turkey, the teachers' competency are limited in terms of how to apply science and
engineering applications. Thus, the problem statement of the research is determined as
"How are the secondary school fifth-grade science course units designed, implemented and
evaluated with integrated STEM education approach and what are the design principles for
the process?" This study that was designed with a design-based research method, aims to
determine the design principles regarding the design, implementation and evaluation of
existing science course units with an integrated STEM education approach using
qualitative and quantitative methods. It also aims to reveal how learning modules are
developed in line with these principles affect students' learning experiences, critical
thinking skills, their views on scientific inquiry and their interest in STEM professions.
The research was carried out with 22 fifth grade students who continued their education in
a public secondary school in the province of Antalya in the 2018- 2019 academic year. The
study consists of three parts which are the preliminary research phase including the
development of research learning modules based on the literature review in order to
determine the design principles of integrated STEM education, the prototyping phase
including the implementation of learning modules developed in preliminary phase and the
assessment/reflective phase including the evaluation of the whole process with an
integrated approach. In this study, in which the researcher is also a practitioner, qualitative
data were carried out by students’ reflections, semi-structured interviews, field notes, the
questionnaire for scientific inquiry, and the analysis of the data obtained from the
engineering design process evaluation rubric developed by the researcher. The analysis of obtained qualitative data was carried out with the descriptive analysis and content analysis
methods simultaneuosly. Quantitative data were collected using two-tier multiple-choice
critical thinking skills tests based on the content of science course developed by the
researcher and the scale of interest in STEM career was usesd. Analysis of obtained
quantitative data was carried out with Wilcoxson signed-rank test. The findings indicated
that the lessons applied with the modules designed with an integrated STEM education
approach increased the students' content knowledge and critical thinking skills, positively
affected their views on scientific inquiry, and their STEM career interest. Additionally, in
this study, it was concluded that the design principles and framework developed in relation
to the integrated STEM education approach are useful in converting existing science
course units into integrated STEM units.
