ÖĞRETMEN EĞİTİMİNDE MÜHENDİSLİK ODAKLI DİSİPLİNLERARASI İŞBİRLİĞİNE DAYALI STEM UYGULAMASI VE DERS İZLENCESİ

Veysel Coşkun; Abdulkadir Özkaya

doi:10.47479/ihead.823328

EN TR

Abstract

Countries act according to various criteria in preparing their generation for the new century. In this new age, which is characterized as the information age, it is inevitable that there will be a change in the duties and responsibilities of teachers in the education of students with the desired qualifications. The change in these duties and responsibilities has made it mandatory to reconsider teacher training practices. Our prospective teacher' knowledge of STEM education, their personal participation in research that is based on problem solving and project-based learning will contribute to their future professional lives. The approaches used in teacher training are mainly hands-on activities and engineering design processes. In engineering design processes, it is aimed that students build and test real devices and solve real life problems using project and problem solving methods. Students integrate their knowledge of science, technology and mathematics while using this process. In this study, an example of integrated STEM teaching with an engineering focus and a course guide will be included for prospective teacher studying in different departments of educational faculties. The course also covers the teaching of programmable electronic circuit boards and robotic applications and collaborative project development processes. Course syllabus was applied with the participation of Science and information technology presevice teacher studying at a Faculty of Education. Here, studies related to the course syllabus, application process, course plans and engineering-oriented design project development report will be included.

Keywords

ÖĞRETMEN EĞİTİMİNDE MÜHENDİSLİK ODAKLI DİSİPLİNLERARASI İŞBİRLİĞİNE DAYALI STEM UYGULAMASI VE DERS İZLENCESİ

Öz

Ülkeler, nesillerini yeni yüzyıla hazırlamada çeşitli kriterlere göre hareket etmektedir. Bilgi çağı olarak nitelendirilen bu yeniçağda, istenilen niteliklere sahip öğrencilerin yetiştirilmesinde öğretmenlerin görev ve sorumluluklarında değişimin olması kaçınılmazdır. Bu görev ve sorumluluklardaki değişim, öğretmen eğitimi uygulamalarının yeniden gözden geçirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Öğretmen adaylarımızın STEM eğitimi konusunda bilgilenmeleri, temeli problem çözme ve proje tabanlı öğrenme olan çalışmalara bizzat katılmaları ilerideki mesleki hayatlarına katkıda bulunacaktır. Alanyazın incelendiğinde öğretmen eğitiminde kullanılan yaklaşımlar temel olarak hands-on aktiviteleri ve mühendislik tasarım süreçleri olarak karşımıza çıkmaktadır. Mühendislik tasarım süreçlerinde öğrencilerin gerçek cihazların inşası ve test edilmesi ile gerçek hayat sorunlarına proje ve problem çözme yöntemlerini kullanarak çözüm getirmesi amaçlanır. Öğrenciler, bu süreci kullanırken fen, teknoloji ve matematik ile ilgili bilgilerini bütünleştirir. Bu çalışmada eğitim fakültelerinde farklı bölümlerinde öğrenim gören öğretmen adaylarına yönelik bir mühendislik odaklı bütünleşik STEM öğretimi örneğine ve ders izlencesine yer verilecektir. Ders izlencesi aynı zamanda programlanabilir elektronik devre kartları ile robotik uygulamaların öğretimini ve işbirlikli proje geliştirme süreçlerini kapsamaktadır. Ders izlencesi, bir eğitim fakültesinde öğrenim gören fen bilgisi ve bilişim teknolojileri öğretmen adaylarının katılımları ile uygulanmıştır. Burada ders izlencesine, uygulama sürecine, ders planlarına ve mühendislik odaklı tasarım projesi gelişim raporuna ilişkin çalışmalara yer verilecektir.

Anahtar Kelimeler

References

ABET. (2019). Criteria for Accrediting Engineering Programs 2020-2021. Engineering Accreditation Commission. https://www.abet.org/accreditation/accreditation-criteria/criteria-for-accrediting-engineering-programs-2020-2021/ adresinden erişildi.
Akgündüz, D., Aydeniz, M., Çakmakçı, G., Çavaş, B., Çorlu, M. S., Öner, T. ve Özdemir, S. (2015). STEM eğitimi Türkiye raporu. İstanbul: Scala Basım.
Aygen, M. B. (2018). Fen bilgisi öğretmen adaylarının bütünleşik öğretmenlik bilgilerinin desteklenmesine yönelik stem uygulamaları/Stem applications for supporting integrated teacher knowledge of science teacher candidates. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Fırat Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü.
Bakırcı, H. ve Karışan, D. (2017). Investigating the Preservice Primary School, Mathematics and Science Teachers’ STEM Awareness. Journal of Education and Training Studies, 6(1), 32-42. doi:10.11114/jets.v6i1.2807
Barry, D. M. (1996). Fun with Hands-on Science Activities for Elementary Teachers. https://eric.ed.gov/?id=ED400197 adresinden erişildi.
Brewer, G. D. (1999). The Challenges of Interdisciplinarity. Policy Sciences, 32(4), 327-337.
Brophy, S., Klein, S., Portsmore, M. ve Rogers, C. (2008). Advancing Engineering Education in P-12 Classrooms. Journal of Engineering Education, 97(3), 369-387. doi:10.1002/j.2168-9830.2008.tb00985.x
Bybee, R. W. (2010). What Is STEM Education? Science, 329(5995), 996-996. doi:10.1126/science.1194998.

Bybee, R. W. (2013). The Case for STEM Education: Challenges and Opportunities. NSTA Press.
Cavas, B., Kesercioglu, T., Holbrook, J., Rannikmae, M., Ozdogru, E. ve Gokler, F. (2012). The Effects of Robotics Club on the Students’ Performance on Science Process & Scientific Creativity Skills and Perceptions on Robots, Human and Society, 11.
Chambers, J. M., Carbonaro, M. ve Murray, H. (2008). Developing conceptual understanding of mechanical advantage through the use of Lego robotic technology. Australasian Journal of Educational Technology, 24(4). doi:10.14742/ajet.1199
Choi, B. C. ve Pak, A. W. (2006). Multidisciplinarity, interdisciplinarity and transdisciplinarity in health research, services, education and policy: 1. Definitions, objectives, and evidence of effectiveness. Clinical and investigative medicine, 29(6), 351.
Connors-Kellgren, A., Parker, C. E., Blustein, D. L. ve Barnett, M. (2016). Innovations and challenges in project-based STEM education: Lessons from ITEST. Journal of Science Education and Technology, 25(6), 825–832.
Corlu, M. S., Capraro, R. M. ve Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: Implications for educating our teachers in the age of innovation. Eğitim ve Bilim, 39(171), 74-85.
Coşkun, V. ve Özkaya, A. (2019). Disiplinlerarası işbirliğine dayalı FeTeMM uygulaması: Akıllı Termos ve Akıllı Bitki Sulama Sistemleri. 1. Uluslararası STEM Öğretmenler Konferansı, sunulmuş bildiri, İstanbul. http://www.pusula.com/ftp/kod-dosyalari/STEM_Konferans%C4%B1_TR.pdf.zip adresinden erişildi. Çolakoğlu, M. H. ve Gökben, A. G. (2017). Türkiye’de eğitim fakültelerinde fetemm (stem) çalışmaları. İnformal Ortamlarda Araştırmalar Dergisi, 2(2), 46–69.
Demirel, Ö. (2007). Eğitimde program geliştirme (10. bs.). Pegem A Yayıncılık.
Drake, S. M. ve Burns, R. C. (2004). Meeting Standards Through Integrated Curriculum. ASCD.
Dugger, W. (2010). Evolution of STEM in the United States (Paper) Presented at the. Dec 8 11, 2010 in Australia. Education içinde (C. 3, ss. 4–10). 6th Biennial International Conference, sunulmuş bildiri, Dec 8 11, 2010 in Australia. Education.
Eguchi, A. (2016). RoboCupJunior for promoting STEM education, 21st century skills, and technological advancement through robotics competition. Robotics and Autonomous Systems, 75, 692-699. doi:10.1016/j.robot.2015.05.013
El-Deghaidy, H. ve Mansour, N. (2015). Science teachers’ perceptions of STEM education: Possibilities and challenges. International Journal of Learning and Teaching, 1(1), 51–54.
Epstein, D. ve Miller, R. T. (2011). Slow off the Mark: Elementary School Teachers and the Crisis in Science, Technology, Engineering, and Math Education. Center for American Progress. Center for American Progress. https://eric.ed.gov/?id=ED536070 adresinden erişildi.
Erdogan, I. ve Ciftci, A. (2017). Investigating the Views of Pre-Service Science Teachers on STEM Education Practices. International Journal of Environmental and Science Education, 12(5), 1055-1065.
Evans, E. M. (2015). Preparing elementary pre-service teachers to integrate STEM: A mixed-methods study. (Doctorate). https://commons.lib.niu.edu/handle/10843/18726 adresinden erişildi.
Felix, A. (2016). Design based science and higher order thinking. (PhD Thesis). https://vtechworks.lib.vt.edu/bitstream/handle/10919/71746/Felix_A_T_2016.pdf?sequence=1&isAllowed=y adresinden erişildi.
Felix, A. L., Bandstra, J. Z. ve Strosnider, W. H. (2010). Design-Based science for STEM student recruitment and teacher professional development. Mid-Atlantic ASEE Conference, Villanova University.
Gomez, A. ve Albrecht, B. (2013). True STEM education. Technology and Engineering Teacher, 73(4), 8.
Groth, M. B. (2013). Hands On Math: The Construction of a Website to Support the Use of Hands On Activities and Field Trips. The College at Brockport: State University of New York, New York.
Guvenen, O. (2016). Transdisciplinary Science Methodology as a Necessary Condition in Research and Education. Transdisciplinary Journal of Engineering & Science, 7.
Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., Hammer, D. ve Carberry, A. (2011). Infusing Engineering Design into High School STEM Courses. NCETE, 1-7.
Jodl, H.-J. ve Eckert, B. (1998). Low-cost, high-tech experiments for educational physics. Physics Education, 33(4), 226–235. doi:10.1088/0031-9120/33/4/011
Kim, C., Kim, D., Yuan, J., Hill, R. B., Doshi, P. ve Thai, C. N. (2015). Robotics to promote elementary education pre-service teachers’ STEM engagement, learning, and teaching. Computers & Education, 91, 14-31. doi:10.1016/j.compedu.2015.08.005
Klein, J. T. (2004). Prospects for transdisciplinarity. Futures, 36(4), 515–526.
Kolodner, J. L. (2002). Facilitating the Learning of Design Practices: Lessons Learned from an Inquiry into Science Education. Journal of Industrial Teacher Education, 39(3), 9-40.
Kolodner, J. L., Crismond, D., Gray, J., Holbrook, J. ve Puntambekar, S. (1998). Learning by design from theory to practice. Proceedings of the international conference of the learning sciences içinde (C. 98, ss. 16–22).
Lederman, N. G. ve Lederman, J. S. (2013). Is it STEM or “S & M” that We Truly Love? Journal of Science Teacher Education, 24(8), 1237-1240. doi:10.1007/s10972-013-9370-z.
Lederman, N. G. ve Niess, M. L. (1997). Integrated, interdisciplinary, or thematic instruction? Is this a question or is it questionable semantics? School science and Mathematics, 97(2), 57.
Lee, K.-T. ve Nason, R. A. (2013). The recruitment of STEM-talented students into teacher education programs. International journal of engineering education, 29(4), 833–838.
Margot, K. C. ve Kettler, T. (2019). Teachers’ perception of STEM integration and education: A systematic literature review. International Journal of STEM Education, 6(1), 2.
Marulcu, İ. ve Sungur, K. (2012). Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Mühendis ve Mühendislik Algılarının ve Yöntem Olarak Mühendislik-Dizayna Bakış Açılarının İncelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(1), 13-23.
MEB, (2017). Öğretmen strateji belgesi 2017-2023. Ankara: Öğretmen Yetiştirme.
Mohr‐Schroeder, M. J., Jackson, C., Miller, M., Walcott, B., Little, D. L., Speler, L., … Schroeder, D. C. (2014). Developing Middle School Students’ Interests in STEM via Summer Learning Experiences: See Blue STEM Camp. School Science and Mathematics, 114(6), 291-301. doi:10.1111/ssm.12079
NEA, N. E. (2011). Preparing 21st century students for a global society: An educator’s guide to the “Four Cs”. Alexandria, VA: National Education Association.
NRC and NEA. (2009). Engineering in K-12 Education: Understanding the Status and Improving the Prospects. National Research: National Academies Press.
NRC, N. R. and NEA, C. on I. S. (2014). STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. National Academies Press.
NRC. (2012). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. National Research Council: National Academies Press.
Nugent, G., Barker, B., Grandgenett, N. ve Adamchuk, V. I. (2010). Impact of Robotics and Geospatial Technology Interventions on Youth STEM Learning and Attitudes. Journal of Research on Technology in Education, 42(4), 391-408. doi:10.1080/15391523.2010.10782557
Özcan, H. & Koca, E. (2019)a. STEM’e yönelik tutum ölçeğinin Türkçeye uyarlanması: Geçerlik ve güvenirlik çalışması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 34(2), 387–401.
Özcan, H. & Koca, E. (2019)b. The impact of teaching the subject “pressure” with STEM approach on the academic achievements of the secondary school 7th grade students and their attitudes towards STEM. Eğitim ve Bilim, 44(198).
Özcan, H. & Koştur, H. İ. (2018). Fen Bilimleri Dersi Öğretmenlerinin STEM Eğitimine Yönelik Görüşleri. Sakarya University Journal of Education, 8(4), 364–373.
Özcan, H. (2019). Sabit Süratli Hareket Konusunun STEM Yaklaşımı ile Öğretiminin 6.Sınıf Öğrencilerinin Bilimsel Süreç Becerilerine Etkisi, 1. Uluslararası STEM Öğretmenler Konferansı Tam Metin Bildiriler Kitabı, İstanbul.
Özcan, H., Karabaş, Ç. (2019). Türkiye'de STEM Konusunda Bilimsel Dergilerde Yayımlanan Makalelerin Yöntemsel Açıdan İncelenmesi. International Symposium on Active Learning Proceedings Book, 164–166, Adana.
Özçakır Sümen, Ö. (2018). Matematik dersinde uygulanan STEM etkinliklerinin sınıf öğretmeni adaylarının öğrenme ürünlerine etkileri. (Yayımlanmamış doktora tezi). Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
Stock, P. ve Burton, R. J. (2011). Defining terms for integrated (multi-inter-trans-disciplinary) sustainability research. Sustainability, 3(8), 1090–1113.
Şahin, F., Göcük, A. ve Sevgi, Y. (2018). Fizik, kimya, biyoloji ve fen bilgisi öğretmen adaylarının disiplinlerarası ilişki kurma düzeylerinin incelenmesi: Kan basıncı. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 6(1), 73–95.
Şendağ, S. ve Gedi̇k, N. (2015). Yükseköğretim Dönüşümünün Eşiğinde Türkiye’de Öğretmen Yetiştirme Sorunları: Bir Model Önerisi. Eğitim Teknolojisi Kuram ve Uygulama, 5(1), 70-91. doi:10.17943/etku.35232
Tercan, H. ve Bıçakçı, M. Y. (2017). Sağlık Bilimlerinde Transdisipliner Yaklaşım İçerisinde Çocuk Gelişimcinin Rolü. Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi Dergisi, 157-168.
Timur, B. ve Belek, F. (2020). FeTeMM Etkinliklerinin Öğretmen Adaylarının Öz-Yeterlik İnançlarına ve FeTeMM Eğitimi Yönelimlerine Etkisinin İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi (PAU Journal of Education) 50: 315-332[2020] doi: 10.9779/pauefd.465824
Tress, B., Tress, G. ve Fry, G. (2005). Researchers’ Experiences, Positive and Negative, in Integrative Landscape Projects. Environmental Management, 36(6), 792-807. doi:10.1007/s00267-005-0038-0
Tseng, K.-H., Chang, C.-C., Lou, S.-J. ve Chen, W.-P. (2013). Attitudes towards science, technology, engineering and mathematics (STEM) in a project-based learning (PjBL) environment. International Journal of Technology and Design Education, 23(1), 87-102. doi:10.1007/s10798-011-9160-x
Tsupros, N., Kohler, R. ve Hallinen, J. (2009). STEM education: A project to identify the missing components. Intermediate Unit 1: Center for STEM Education and Leonard Gelfand Center for Service Learning and Outreach. Carnegie Mellon University, Pennsylvania.
Vasquez, J. A., Sneider, C. I. ve Comer, M. W. (2013). STEM lesson essentials, grades 3-8: Integrating science, technology, engineering, and mathematics. Heinemann Portsmouth, NH. Wagner, T. (2008). Rigor redefined: The seven survival skills for careers, college, and citizenship. Advisors Corner.
Wang, H.-H. (2012). A new era of science education: Science teachers ‘perceptions and classroom practices of science, technology, engineering and mathematics (STEM) integration.
Wang, H.-H., Moore, T. J., Roehrig, G. H. ve Park, M. S. (2011). STEM integration: Teacher perceptions and practice. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 1(2), 2.
Wendt, S., Isbell, J. K., Fidan, P. ve Pittman, C. (2015). Female Teacher Candidates’ Attitudes and Self- Efficacy for Teaching Engineering Concepts. International Journal of Science in Society, 7(3), 1-11. doi:10.18848/1836-6236/CGP/v07i03/51453
Yakman, G. (2008). STΣ@ M Education: An overview of creating a model of integrative education. Pupils Attitudes Towards Technology. 2008 Annual Proceedings. Netherlands.
Yıldırım, A. (1996). Disiplinlerarası öğretim kavramı ve programlar açısından doğurduğu sonuçlar. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 12(12).
Yıldırım, B. ve Sevi, M. (2016). Examination of the effects of STEM education integrated as a part of science, technology, society and environment courses. Journal of Human Sciences, 13(3), 3684-3695.
Yildirim, B. ve Altun, Y. (2015). STEM Eğitim ve Mühendislik Uygulamalarının Fen Bilgisi Laboratuar Dersindeki Etkilerinin İncelenmesi. El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2(2), 2. doi:10.31202/ecjse.67132

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Studies on Education

Journal Section

Review

Authors

Veysel Coşkun
0000-0002-7189-2363
Türkiye

Abdulkadir Özkaya ^*
0000-0002-6962-4597
Türkiye

Publication Date

December 30, 2020

Submission Date

November 8, 2020

Acceptance Date

December 21, 2020

Published in Issue

Year 2020 Volume: 5 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.47479/ihead.823328

IZ

https://izlik.org/JA85NW79MY

Cite

RIS / Bibtex

APA

Coşkun, V., & Özkaya, A. (2020). ÖĞRETMEN EĞİTİMİNDE MÜHENDİSLİK ODAKLI DİSİPLİNLERARASI İŞBİRLİĞİNE DAYALI STEM UYGULAMASI VE DERS İZLENCESİ. Ihlara Eğitim Araştırmaları Dergisi, 5(2), 327-361. https://doi.org/10.47479/ihead.823328

Özel Yetenekli Öğrencilerin Biyomimetik Tasarım Entegrasyonuna Dayanan Mühendislik Tasarım Defterlerinin Değerlendirilmesi

Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi

https://doi.org/10.17556/erziefd.1685837

ÖĞRETMEN EĞİTİMİNDE MÜHENDİSLİK ODAKLI DİSİPLİNLERARASI İŞBİRLİĞİNE DAYALI STEM UYGULAMASI VE DERS İZLENCESİ

Abstract

Keywords

ÖĞRETMEN EĞİTİMİNDE MÜHENDİSLİK ODAKLI DİSİPLİNLERARASI İŞBİRLİĞİNE DAYALI STEM UYGULAMASI VE DERS İZLENCESİ

Öz

Anahtar Kelimeler

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite

Cited By

Pre-service Teachers' Environmental Literacy: The Role of STEM-Based Environmental Education with Microcontrollers

Implementation of discovery learning-based STEM education with hands-on activities in distance education

Mühendislik Tasarım Becerileri Algı Testinin Geliştirilmesi (MüTasBAT)

STEM Eğitimi Uygulamaları ile İlkokul Öğrencilerinin Fen Kariyer Bilinçlerinin Geliştirilmesi: Bir Eylem Araştırması

Özel Yetenekli Öğrencilerin Biyomimetik Tasarım Entegrasyonuna Dayanan Mühendislik Tasarım Defterlerinin Değerlendirilmesi