Karma yöntem araştırması incelemesi

Okul Dışı Öğrenme Ortamlarında STEM Eğitiminin Öğretmenlerin STEM Farkındalıklarına ve 21. Yüzyıl Becerilerine Etkisi

Geleneksel sınıf içi eğitimin sınırlarını aşarak öğrencilerin gerçek dünya sorunlarını deneyimlemesini sağlayan okul dışı öğrenme ortamları, disiplinler arası bir yaklaşım olan STEM eğitimi için zengin bir laboratuvar işlevi görmektedir. Ancak bu ortamların etkililiği, öğretmenlerin STEM farkındalıkları ve 21. yüzyıl becerileri ile doğrudan ilişkilidir.

Makalenin anahtar kelimeleri

Yazar: Mustafa Çevik et al.
Yayın: Kuramsal Eğitimbilim
Tarih: 2024-01-28
DOI: 10.30831/akukeg.1309078

Makalenin Kapsamı ve Akademik İçeriği

Çağdaş eğitim paradigmalarında fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerinin bütünleştirilmesini öngören STEM yaklaşımı, öğrencilerin gerçek yaşam problemlerine yenilikçi çözümler üretmesini hedeflemektedir. Bu hedefin hayata geçirilmesinde, formal sınıf ortamlarının ötesine geçilerek doğa, bilim merkezleri, müzeler ve endüstriyel tesisler gibi okul dışı öğrenme ortamlarının sürece dahil edilmesi kritik bir önem taşımaktadır. Ancak okul dışı öğrenme uygulamalarının başarısı, bu süreci yönetecek öğretmenlerin STEM konusundaki farkındalık düzeyleri ve çağımızın gerektirdiği çok boyutlu 21. yüzyıl becerilerine ne derece sahip oldukları ile doğrudan ilişkilidir. Alan yazındaki mevcut tartışmalar ağırlıklı olarak bu ortamların öğrenciler üzerindeki etkilerini incelerken, öğretmenlerin mesleki gelişimleri, teknoloji okuryazarlıkları ve tasarım temelli yaklaşımları benimseme süreçleri üzerindeki dönüştürücü etkisi yeterince ele alınmamıştır.

Bu çalışma, okul dışı ortamlarda gerçekleştirilen STEM etkinliklerinin öğretmenlerin STEM farkındalıklarına ve 21. yüzyıl becerilerine etkisini hem nicel hem de nitel boyutlarıyla ortaya koymak amacıyla yürütülmüştür. Araştırmada, nicel bulguların nitel verilerle desteklenerek derinlemesine açıklanmasına olanak tanıyan karma yöntem desenlerinden açıklayıcı sıralı desen tercih edilmiştir. Çalışma grubunu, Türkiye'nin İç Anadolu bölgesindeki bir ilde düzenlenen ve TÜBİTAK 4004 programı tarafından desteklenen altı günlük doğa eğitimi bilim kampına katılan, kamu ortaokullarında görevli 23 fen bilgisi, matematik, bilişim teknolojileri ve teknoloji tasarım öğretmeni oluşturmaktadır. Araştırmada veri toplama araçları olarak STEM Farkındalık Ölçeği ve Çok Boyutlu 21. Yüzyıl Becerileri Ölçeği uygulanmış, nicel süreçlerin ardından katılımcıların deneyimlerini ve değişimlerin arkasındaki nedenleri anlamak amacıyla yüz yüze yarı yapılandırılmış görüşmeler gerçekleştirilmiştir.

Araştırmanın nicel analiz sonuçları, okul dışı STEM etkinliklerinin öğretmenlerin STEM farkındalıklarını ve özellikle 21. yüzyıl becerilerini anlamlı düzeyde artırdığını göstermektedir. Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi analizine göre, öğretmenlerin STEM farkındalıklarında 'öğrenciye etkisi' alt boyutunda istatistiksel olarak anlamlı bir artış kaydedilmiştir. Çok boyutlu 21. yüzyıl becerileri açısından ise 'bilgi ve teknoloji okuryazarlığı becerileri' ile 'girişimcilik ve yenilikçilik becerileri' alt boyutunda anlamlı düzeyde olumlu gelişmeler tespit edilmiştir. Yarı yapılandırılmış görüşmelerden elde edilen nitel bulgular da bu verileri doğrular niteliktedir; öğretmenler özellikle antik kalıntılar, bilim merkezi ve müze gibi ortamlarda gerçekleştirilen disiplinler arası uygulamaların kendi yaratıcılıklarını, teknoloji kullanımlarını, iş birliği ve tasarım becerilerini büyük ölçüde geliştirdiğini ifade etmişlerdir.

Elde edilen sonuçlar, okul dışı öğrenme ortamlarının esnek yapısı ve sunduğu zengin uyarıcıların öğretmenlerin teorik bilgilerini somut tasarımlara dönüştürmelerinde son derece etkili olduğunu kanıtlamaktadır. Tartışma kısmında, öğretmenlerin kazandıkları bu becerileri kendi sınıflarında öğrencilerine aktararak onların da analitik düşünme, problem çözme ve el becerilerini destekleyecekleri vurgulanmaktadır. Makale, öğretmen yetiştirme programlarında ve hizmet içi eğitimlerde okul dışı ortamlarda gerçekleştirilecek uygulamalı STEM faaliyetlerine daha fazla yer verilmesi gerektiğini önermektedir. Bu doğrultuda çalışma, öğretmenlerin okul dışı ortamları sadece rekreasyonel geziler için değil, müfredatla bütünleşik tasarım odaklı öğrenme süreçleri için etkin birer eğitsel araç olarak kullanmalarına yönelik kapsamlı bir kılavuz sunarak literatüre değerli bir katkı sağlamaktadır.

Araştırmanın amacı

Bu araştırmanın temel amacı, TÜBİTAK 4004 doğa eğitimi ve bilim okulları projesi kapsamında okul dışı ortamlarda gerçekleştirilen bütünleşik STEM etkinliklerinin, devlet ortaokullarında görev yapan öğretmenlerin STEM farkındalıklarına ve çok boyutlu 21. yüzyıl becerilerine olan etkisini nicel ve nitel boyutlarıyla derinlemesine incelemektir(Çevik et al., 2024).

İnceleme ve modelleme yöntemi

Bu araştırma, okul dışı öğrenme ortamlarında kurgulanan bütünleşik STEM etkinliklerinin ortaokul öğretmenlerinin STEM farkındalıkları ve çok boyutlu 21. yüzyıl becerileri üzerindeki etkisini nicel ve nitel veri toplama süreçlerinin entegrasyonuyla inceleyen karma yöntem açıklayıcı sıralı desen yaklaşımıyla tasarlanmıştır(Çevik et al., 2024).

Kuramsal ve kavramsal çerçeve

Çalışmanın kuramsal temelleri, disiplinler arası bütünleşmeyi savunan Gestalt kuramının bütüncül (holizm) felsefesine dayanmaktadır. STEM yaklaşımının doğasındaki çok disiplinlilik ve disiplinler üstü mantık, bireyin çevreyi ve varoluşu bütünsel bir algı çerçevesinde deneyimlemesini öngören Gestalt yaklaşımı ile örtüşmektedir. Ayrıca, yaparak yaşayarak öğrenmeyi ve öğrenenin ilgi ile ihtiyaçlarını merkeze alan yapılandırmacı öğrenme kuramı, özellikle de Vygotsky'nin sosyal yapılandırmacılığı, okul dışı öğrenme ortamlarındaki esnek, iş birlikli ve keşif temelli tasarımın teorik zeminini oluşturmaktadır.

Makalenin ele aldığı literatür

Çalışma, okul dışı öğrenme ortamlarının bireylerin sosyal becerilerini artırdığını ve öğretmenlerin birbirlerinden öğrenerek öğretim stratejilerini geliştirdiklerini gösteren alan yazına dayanmaktadır. STEM eğitiminin sınıf içi etkinliklerle sınırlı kalmayıp okul dışı ortamlarla desteklenmesi gerektiğini vurgulayan ulusal ve uluslararası raporlar ile okul dışı STEM etkinliklerinin öğrencilerin tutum ve başarılarına etkisini inceleyen çalışmalar ele alınmıştır. Ancak, bu ortamların doğrudan öğretmenlerin STEM farkındalıkları ile bilgi ve teknoloji okuryazarlığı, girişimcilik gibi 21. yüzyıl becerileri üzerindeki ortak etkisini ampirik olarak inceleyen bir boşluğun bulunduğu belirtilerek ilgili literatürdeki eksikliğe dikkat çekilmektedir.

Araştırma Tasarımı

Evren veya inceleme alanı: Türkiye'de devlet ortaokullarında görev yapan fen bilimleri, ilköğretim matematik, bilişim teknolojileri ile teknoloji ve tasarım öğretmenleri.
Örneklem veya araştırma materyali: Türkiye genelindeki sekiz farklı şehirden başvurular arasından kriter örnekleme yöntemiyle seçilen, devlet ortaokullarında görev yapan 23 branş öğretmeni (17 kadın, 6 erkek).
Veri toplama süreci: Araştırmada veri toplama amacıyla nicel düzeyde 15 maddelik 'STEM Farkındalık Ölçeği' ve 41 maddelik 'Çok Boyutlu 21. Yüzyıl Becerileri Ölçeği' ön test ve son test olarak uygulanmış; nicel bulguları açıklamak amacıyla yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılarak nitel veriler toplanmıştır.
Veri analiz yöntemi: Örneklem grubunun 50 kişiden az olması nedeniyle normallik testi yapılmış ve normal dağılım göstermeyen nicel veriler Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi ile çözümlenmiştir. Yarı yapılandırılmış görüşmelerden elde edilen nitel verilerin analizinde ise kodlayıcılar arası güvenirlik oranı %84 olarak hesaplanan içerik analizi yaklaşımı kullanılmıştır.

Okul Dışı Öğrenme OrtamlarıSTEM Farkındalığı21. Yüzyıl BecerileriBilgi ve Teknoloji OkuryazarlığıGirişimcilik ve İnovasyon

Araştırmanın Bulguları

Okul dışı öğrenme ortamlarındaki bütünleşik STEM etkinlikleri sonrasında öğretmenlerin STEM farkındalık düzeyleri genel olarak artmış ve özellikle 'öğrenciye etkisi' alt boyutunda ön test ve son test puanları arasında istatistiksel açıdan anlamlı bir fark tespit edilmiştir(Çevik et al., 2024).

Katantiplerin çok boyutlu 21. yüzyıl becerileri ölçeğinde yer alan 'Bilgi ve Teknoloji Okuryazarlığı Becerileri' puanları, kamp süresince gerçekleştirilen teknoloji tabanlı etkinlikler ve farklı program deneyimleri neticesinde istatistiksel açıdan anlamlı düzeyde artmıştır(Çevik et al., 2024).

Araştırmada uygulanan altı günlük bütünleşik STEM eğitim programı, öğretmenlerin çok boyutlu 21. yüzyıl becerileri arasında yer alan 'Girişimcilik ve İnovasyon Becerileri' alt boyutunda istatistiksel açıdan pozitif yönde anlamlı bir gelişim sağlamıştır(Çevik et al., 2024).

Nitel bulgular doğrultusunda öğretmenler, ören yeri, bilim merkezi ve müze gibi ortamlardaki uygulamaların teknoloji entegrasyonunu kolaylaştırdığını, el becerilerini ve disiplinlerarası bakış açılarını geliştirerek mesleki gelişimlerine doğrudan katkıda bulunduğunu vurgulamıştır(Çevik et al., 2024).

Bulguların Tartışılması ve Araştırmanın Sonucu

Bulguların Yazarlar Tarafından Yorumlanışı

Araştırma bulguları, okul dışı öğrenme ortamlarında gerçekleştirilen bütünleşik STEM uygulamalarının öğretmenlerin STEM farkındalıklarını özellikle 'öğrenciye etkisi' alt boyutunda anlamlı derecede artırdığını göstermektedir. Bu durum, sınıf duvarlarının ötesine taşınan deneyimsel ve uygulamalı çalışmaların öğretmenlerde, öğrencilerinin analitik düşünme ve problem çözme becerilerini nasıl destekleyeceklerine dair güçlü bir pedagojik kavrayış oluşturduğunu ortaya koymaktadır.

Yazarlar bu farkındalık artışını, okul dışı ortamların sunduğu zengin uyarıcı yelpazesi, el becerilerini geliştiren somut materyaller ve gerçek yaşam problemleriyle doğrudan yüzleşme imkânı sunmasıyla açıklamaktadır. Geleneksel sınıf ortamlarında teorik kalan STEM entegrasyonu, müze, bilim merkezi ve ören yerlerinde tasarlanan somut mühendislik ürünleriyle birleşerek öğretmenlerin öğretimsel süreçlerdeki motivasyonlarını ve özgüvenlerini pekiştirmektedir.

Elde edilen bu sonuçlar, alan yazında yer alan ve okul dışı STEM etkinliklerinin öğretmen adayları ile öğretmenlerin STEM farkındalığı ile öğretim niyetlerini olumlu etkilediğini gösteren Aslan-Tutak ve diğerleri (2017) ile Karışan ve diğerleri (2019) çalışmalarıyla paralellik taşımaktadır. Sınıf dışı ortamların sağladığı esnek müfredat yapısının, öğretmenlerin disiplinlerarası geçişleri daha doğal ve akıcı şekilde kurmalarına zemin hazırladığı literatür tarafından da desteklenmektedir.

Sonuç olarak, doğa eğitimi ve bilim kampı gibi kapsamlı dış mekân uygulamaları, öğretmenlerin çok boyutlu 21. yüzyıl becerileri arasından bilgi-teknoloji okuryazarlığı ile girişimcilik-inovasyon yetkinliklerini doğrudan beslemektedir. Ancak altyapı yetersizliği ve internet erişim kısıtı gibi some teknik engellerin varlığı, öğretmenlerin bu ortamlarda yaşayabileceği pedagojik zorluklar olarak öne çıkmakta ve gelecek tasarımlarda bu hususların planlanması gerektiğini göstermektedir.

Bulguların Önceki Araştırmalarla Karşılaştırılması

Araştırmadan elde edilen ve okul dışı STEM etkinliklerinin öğretmenlerin farkındalık düzeylerini özellikle öğrenciler ve ders içeriği boyutlarında olumlu yönde etkilediğini ortaya koyan nicel ve nitel sonuçlar, alan yazında yer alan ve öğretmenlerin STEM öğretimine yönelik farkındalık gelişimini destekleyen Aslan-Tutak ve diğerleri (2017) ile Karışan ve diğerleri (2019) çalışmalarının bulgularıyla doğrudan örtüşmektedir(Çevik et al., 2024).

Sonuç Bölümünün Sunduğu Çıkarımlar

Araştırma sonuçunda, ortaokul öğretmenlerinin okul dışı ortamlarda bütünleşik STEM ve 21. yüzyıl becerileri uygulamalarındaki mevcut deneyimlerinin ve bilgilerinin yetersiz olduğu tespit edilmiş olup; bu yeterliliklerin artırılması amacıyla öğretmen eğitimlerinde uygulamalı bilim kamplarının, basılı etkinlik kitaplarının ve çevrimiçi etkinlik havuzlarının yaygınlaştırılması ve okul dışı öğrenme ortamlarının ders müfredatlarıyla entegre edilerek daha etkin kullanılması önerilmektedir(Çevik et al., 2024).

Literatür Taraması İçin Sunduğu Çerçeve

Bu çalışma, öğretmen eğitimi literatüründe okul dışı öğrenme ortamları (OSLE) ile bütünleşik STEM eğitiminin birleşimini uygulamalı bir bilim kampı modeli üzerinden inceleyen öncü araştırmalardan biridir. Sınıf dışı alanların esnek müfredat yapısı ve zengin somut materyal havuzunun, öğretmenlerin teorik STEM bilgilerini uygulamaya dönüştürmesindeki rolünü ampirik olarak ortaya koyar. Geleneksel öğretmen eğitimlerinin teorik sınırlarını aşarak ören yeri, müze ve bilim merkezi gibi mekânların öğretmenlerin pedagojik farkındalıkları ve teknolojik yetkinlikleri üzerindeki etkisini çok boyutlu bir yaklaşımla değerlendirerek literatürde önemli bir köprü kurmaktadır.

Çalışma, okul dışı öğrenmenin esneklik ve ilgi odaklılık ilkelerini temel alan Grajcevci ve Shala (2016) ile Randler ve diğerleri (2012) gibi teorisyenlerin çalışmaları üzerine inşa edilmiştir. Ayrıca, Türkiye'deki STEM eğitiminin okul dışı ortamlarla desteklenmesi gerektiğini vurgulayan ulusal raporlarla ve Aslan-Tutak ve diğerleri (2017) gibi öğretmenlerin STEM farkındalığına odaklanan önceki araştırmalarla doğrudan ilişki kurmaktadır. Önceki çalışmaların çoğunlukla öğrenci odaklı çıktılara odaklandığı noktada bu araştırma, odağı doğrudan öğretmenlerin teknoloji okuryazarlığı ve girişimcilik gibi 21. yüzyıl becerilerine kaydırarak önceki literatürü ampirik olarak genişletmektedir.

Bu araştırma, kapsamlı bir literatür taramasına öğretmenlerin gözünden somut ve karma desenli veriler sunarak katkıda bulunur. Özellikle, öğretmenlerin STEM eğitimini kendi sınıflarına taşıma niyetlerinin ve 'öğrenciye etki' algılarının okul dışı deneyimlerle nasıl dönüştüğünü gösteren ampirik kanıtlar sağlar. Doğa eğitimlerinin, teknoloji ve tasarım gibi popüler alanlarla entegre edildiğinde öğretmenlerin yenilikçi problem çözme becerilerini nasıl tetiklediğini göstererek gelecekteki öğretmen yetiştirme politikalarına ve akademik incelemelere rehberlik edecek nitelikte yöntemsel ve kuramsal referanslar üretir.

Kaynakça

Aslan-Tutak, F., Akaygün, S., & Teksezen, S. (2017). Collaboratively learning to teach STEM: Change in participating pre-service teachers’ awareness of STEM. Hacettepe University Journal of Education, 32(4), 794-816.

Tez ve Makale Araştırmalarında Kullanım

Makalenin doğrulanmış yöntemi, bulguları ve kuramsal çerçevesi; tez ve makale çalışmalarında kullanılacağı bölümle birlikte aşağıdaki üç araştırma taslağına dönüştürülmüştür.

Tez veya makalede kullanım · literatüre-review

Okul dışı öğrenme ortamları, önceden belirlenmiş hedefler ve kazanımlarla entegre edildiğinde öğretmen ve öğrencilere zengin akademik ve pedagojik kazanımlar sağlar.

Bu makalede okul dışı ortamların eğlence amaçlı kullanımından ziyade yapılandırılmış amaçlarla kullanıldığında sağlayacağı faydalara yönelik teorik iddia, literatür taramasında temel dayanak olarak kullanılacaktır(Çevik et al., 2024).

Sanal Okul Dışı Öğrenme Ortamlarının Öğretmenlerin Teknoloji Entegrasyon Öz-Yeterliklerine Etkisi

Araştırma sorusu: Sanal müze ve dijital fen merkezleri üzerinden gerçekleştirilen bütünleşik STEM etkinlikleri, fen bilgisi öğretmenlerinin teknoloji entegrasyon öz-yeterlik puanlarında anlamlı bir değişim yaratmakta mıdır?
Yöntem taslağı: Bu çalışmada ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen benimsenecektir. Deney grubuna sanal ortamda STEM entegrasyonu sunulacaktır. Örneklem büyüklüğü güç analiziyle belirlenecektir. Veriler öz-yeterlik ölçeği ile toplanıp ANCOVA testiyle analiz edilecektir.

Makaleyle bağlantısı: Makalede öğretmenlerin müze ve bilim merkezinde edindikleri teknoloji kullanımı ve farklı programları keşfetme heyecanı bulgusundan hareketle, bu sürecin sanal ortamlara aktarılmasının etkisi araştırılacaktır(Çevik et al., 2024).

Tez veya makalede kullanım · Tartışma

Okul dışı STEM faaliyetleri, öğretmenlerin özellikle öğrencilere yönelik pedagojik farkındalıklarını istatistiksel olarak anlamlı derecede yükseltmektedir.

Tezin tartışma bölümünde, öğretmen eğitimi programlarının öğretmenlerde uyandırdığı pedagojik farkındalığı desteklemek için bu makaledeki Wilcoxon işaretli rütbeler testi sonuçları ampirik kanıt olarak sunulacaktır(Çevik et al., 2024).

Tarihi Ören Yerlerinde Tasarlanan STEM-Tasarım Etkinliklerinin Öğretmenlerin Girişimcilik Becerilerine Etkisi

Araştırma sorusu: Tarihi arkeolojik alanlarda yürütülen ve laser metre gibi ölçüm araçlarını içeren STEM-Tasarım uygulamalarının, öğretmenlerin girişimcilik ve inovasyon becerileri üzerindeki etkisi nedir?
Yöntem taslağı: Açıklayıcı sıralı karma desen kullanılacaktır. Doğa ve arkeoloji odaklı tasarlanan mühendislik müdahaleleri sonrasında öğretmenlerin girişimcilik düzeyleri nicel ölçekle ölçülecek, ardından odak grup görüşmeleriyle derinleştirilecektir. Nitel analiz için içerik analizi uygulanacaktır.

Makaleyle bağlantısı: Makalenin bulgularında yer alan ören yerlerindeki modelleme etkinliklerinin öğretmenlerin girişimcilik ve inovasyon becerilerini anlamlı derecede artırması sonuçuna dayanmaktadır(Çevik et al., 2024).

Tez veya makalede kullanım · Kavramsal çerçeve

Bütünleşik bilim kampları öğretmenlerin çok boyutlu 21. yüzyıl becerileri üzerinde dönüştürücü bir etkiye sahiptir.

Kavramsal çerçevede, öğretmen eğitiminde pratik tabanlı uygulamaların ve teknoloji entegrasyonunun önemini açıklarken bu makaledeki 21. yüzyıl becerileri ölçeği verileri kullanılacaktır(Çevik et al., 2024).

Okul Dışı Ortamlarda STEM Uygulamalarında Öğretmenlerin Karşılaştığı Altyapısal Zorluklar ve Çözüm Önerileri

Araştırma sorusu: Öğretmenlerin okul dışı STEM etkinlikleri sürecinde karşılaştıkları internet, ulaşım ve materyal kısıtları gibi altyapısal zorlukların niteliği nedir?
Yöntem taslağı: Nitel durum çalışması deseni benimsenecektir. Katılımcı sayısı veri doygunluğuna ulaşıldığında netleştirilecektir. Veriler yarı yapılandırılmış görüşmeler ve gözlem formları aracılığıyla toplanıp tümevarımsal içerik analizi yaklaşımıyla kodlanacaktır.

Makaleyle bağlantısı: Yazarların tartışma kısmında belirttiği, öğretmenlerin okul dışı ortamlarda internet erişimi ve altyapı yetersizliği gibi kısıtlarla karşılaşması ve bu durumun zorluk yaratması vurgusundan türetilmiştir(Çevik et al., 2024).