T.C. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü İlköğretim Ana Bilim Dalı Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "T.C. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü İlköğretim Ana Bilim Dalı Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı"

Transkript

1 T.C. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü İlköğretim Ana Bilim Dalı Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı FEN EĞİTİMİNDE MÜHENDİSLİK UYGULAMALARININ KULLANIMI: TASARIM TEMELLİ FEN EĞİTİMİ Serhat ERCAN (Doktora Tezi) İstanbul, 2014

2 T.C. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü İlköğretim Ana Bilim Dalı Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı FEN EĞİTİMİNDE MÜHENDİSLİK UYGULAMALARININ KULLANIMI: TASARIM TEMELLİ FEN EĞİTİMİ Serhat ERCAN (Doktora Tezi) Danışman Prof. Dr. Fatma ŞAHİN İstanbul, 2014

3 Tüm kullanım hakları M.Ü. Eğitim Bilimleri Enstitüsü'ne aittir. 2014

4

5 ÖNSÖZ Fransa, İngiltere, ABD modern dönem, Almanya ve Japonya İkinci Dünya Savaşı sonrası, Güney Kore ve Singapur 1960 sonrası Dünyada zaman zaman çeşitli kalkınma dalgaları gerçekleşmiş ve bu dalgalara tutunabilen ülkeler dünya sahnesindeki rollerini artırmıştır. Son yıllık dönemde gerçekleşen bu kalkınma ataklarına cevap veremeyen ülkemiz ise maalesef bu kategorideki ülkelerden biri olmayı başaramamış, gelişmişlik düzeyi açısından bu ülkeler ile rekabetin çok uzağında kalmıştır. Teknolojinin şekillendirdiği günümüz dünyası için, bu açığı kapatmanın temel yolu, ileri teknoloji üretimi konusunda yetkin bir toplum olabilmemizden geçmektedir. Zira mevcut şartlar bağlamında ekonomik rekabetin en önemli araçları teknolojik inovasyon ve AR-GE olarak görülmektedir. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, bu doğrultuda AR-GE çalışmalarına verdiği teşvikleri yıldan yıla artırmakta, bu çalışmaların ekonomik girdilere dönüşebilmesi için gerekli finansal ve yasal desteğin oluşması hususunda çeşitli girişimlerde bulunmaktadır. Fakat inovasyon ve AR-GE konusunda rekabet edebilir bir ülke haline gelebilmek için bu faktörlerin yanı sıra nitelikli beşeri sermayeye de gereksinim duyulmaktadır. Konunun öneminin farkında olan ülkeler, bu doğrultuda, teknolojik inovasyonların dayandığı, matematik, fen, mühendislik gibi temel disiplinlerde istidat sahibi bireyler yetiştirmeyi, eğitim politikalarının odağına almışlardır. Son yıllarda gerçekleştirilen eğitim reformu hareketlerinde dikkatlerin STEM eğitim yaklaşımı üzerine verilmesi bu durumun somut bir göstergesidir. İleri teknolojilerin üretim sürecini, öğretim ortamlarına taşıyan STEM eğitim yaklaşımı, fen (Science), teknoloji (Technology), mühendislik (Engineering) ve matematik (Mathematics) disiplinlerinin entegrasyonuna dayanan bir öğretim öngörmektedir. STEM eğitim yaklaşımının, mevcut öğretim programları kapsamında uygulanmasına imkân sağlayan bir modelin sunulduğu, tasarım temelli fen eğitimi odaklı bu araştırmanın yukarıda ele alınan sorunlar bağlamında önem taşıdığı düşünülmektedir. Zira, araştırmanın, fene yönelik akademik başarının artırılması, karar verme becerisinin iyileştirilmesi, mühendisliğe yönelik yeterlik ve düşüncelerin gelişimi gibi ilk planda ele i

6 alınan hedeflerinin yanı sıra ülkemizin kalkınma ve rekabet edebilirlik düzeyi açısından hayati önem arz eden, toplumda bir inovasyon kültürünün oluşması gibi uzun dönem kazanımları açısından da olumlu bazı etkilerinin olacağı düşünülmektedir. Önemi yukarıda kısaca tartışılan bu araştırmanın ortaya çıkmasında, Sen, bu konuyu çalışmalısın. diyerek, ilk kıvılcımı yakan ve araştırma süresince desteğini hiç eksik etmeyen değerli danışmanım ve hocam Prof. Dr. Fatma ŞAHİN e, büyük bir arzu ile yürüttüğüm bu çalışmaya beni yönlendirdiği ve yol boyunca değerli fikirleri ile yanımda olduğu için çok teşekkür ederim. Ayrıca, araştırma sürecinde karşı karşıya kaldığım problem durumlarında geliştirdiği pratik çözüm önerileri ile desteğini hissettiren Doç. Dr. Halil TURGUT a, araştırmanın daha iyi olması yönünde önerilerinden yararlandığım Prof. Dr. Yıldız GÜVEN, Yrd. Doç. Dr. İlknur GÜVEN, Doç. Dr. Hakan AKÇAY ve Doç. Dr. Serhat İREZ e, bu süreçte yoğun iş yükümü paylaşan mesai arkadaşlarım Arş. Gör. Esra BOZKURT, Yrd. Doç. Dr. Nurhan ÖZTÜRK GEREN, Yrd. Doç. Dr. Hüseyin EŞ ve Öğr. Gör. Bekir TAŞTAN a şükranlarımı sunuyorum. Bu yolculuğun başlangıcında beni teşvik eden ve süreç boyunca da yardımlarını esirgemeyen Yrd. Doç. Dr. Aysun ÖZTUNA KAPLAN ve Yrd. Doç. Dr. Zeynep Zennur IŞIK ERCAN a, araştırmanın birçok aşamasına katkı sağlayan Manolya YÜCEL DAĞ ve Recai EKENEL e teşekkürlerimi sunuyorum. En büyük motivasyon kaynağım olan canım annem Hatice ERCAN'a ve bu araştırma süresince çoğu zaman ihmal ettiğim, birlikte zaman geçirebilmemiz adına masa başında yiten saatleri benimle paylaşan canım eşim Fatma ERCAN a gösterdikleri sabır ve temin ettikleri huzur için çok teşekkür ederim. Son olarak çalışmamın son bir senesinde hayatıma giren ve varlığıyla benim için dünyayı daha güzel bir yer haline getiren biricik oğlum Serdar Ali ye hissettirdikleri için teşekkür ederim. ii

7 ÖZET Bu çalışmada, tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının, ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik akademik başarılarına, karar verme becerilerine, mühendislik disiplinine yönelik görüş ve yeterliklerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırmanın pilot uygulaması eğitim-öğretim yılında, 8 öğrencinin eğitim gördüğü bir ilköğretim 7. Sınıf şubesinde, asıl uygulama ise eğitim-öğretim yılında 30 öğrencinin eğitim gördüğü bir ilköğretim 7. sınıf şubesinde gerçekleştirilmiştir. Karma yöntem araştırma desenlerinden iç içe gömülü desenin özel bir türü olarak, tek aşamalı deneysel gömülü desen ekseninde kurgulanan bu araştırmanın yedi hafta süren uygulama süreci, 7. sınıf Kuvvet ve Hareket ünitesi kazanımlarını kapsayacak şekilde organize edilmiş, üç tasarım temelli fen eğitimi modülü çerçevesinde yürütülmüştür. Karma yöntem araştırma metodolojisine uygun olacak şekilde nicel ve nitel verilerin bir arada kullanıldığı bu araştırmada veri toplama aracı olarak, nicel veriler için araştırma kapsamında geliştirilen Kuvvet ve Hareket ünitesi akademik başarı testi, Ercan ve Bozkurt (2013) tarafından geliştirilen karar verme becerisi testi ve yine araştırma kapsamında geliştirilen mühendislik disiplini bilgi formu kullanılmıştır. Nitel veriler içinse uygulamalar süresince öğrencilerin temel ders materyali olarak kullandıkları mühendisin tasarım kılavuzu dokümanları, serbest öğrenci günlükleri, görüşme formları, saha notları ve mühendisliğe yönelik düşünceler soru formları kullanılmıştır. Araştırma kapsamında elde edilen nicel verilerin çözümlenmesi, SPSS 17.0 paket programı ile gerçekleştirilmiştir. Nitel verilerin çözümlenmesinde ise betimsel analiz ve içerik analizi yaklaşımları kullanılmıştır. Araştırmanın nicel verilerinin çözümlenmesi ile elde edilen bulgular doğrultusunda, tasarım temelli fen eğitiminin öğrencilerin kuvvet ve hareket ünitesine yönelik akademik başarılarının, karar verme becerilerinin ve mühendisliğe yönelik bilgi düzeylerinin gelişimine katkı sağladığı sonucuna ulaşılmıştır. İç içe geçmiş çoklu durum çalışması ile elde edilen bulgular doğrultusunda uygulamalar süresince "problem ya da ihtiyacın belirlenmesi", "olası çözümlerin araştırılması", "en iii

8 uygun çözümün belirlenmesi", "prototip yapımı ve test etme" ve "iletişim" aşamalarının tamamı için öğrencilerin mühendislik tasarım süreci uygulama becerilerinin gelişim gösterdiği tespit edilmiştir. Araştırmanın nitel veri kaynakları arasında yer alan mühendisliğe yönelik düşünceler soru formundan elde edilen bulgular doğrultusunda ise öğrencilerin mühendislerin sahip olması gereken özelliklerle ilgili düşüncelerinin uygulamalar sonrasında mühendisliğin özel bağlamını yansıtacak şekilde gelişim gösterdiği, uygulamalar öncesinde kariyer planlamaları açısından mühendisliği düşünmeyen bazı öğrencilerin uygulamalar sonrasında mühendisliği bu anlamda bir alternatif olarak görmeye başladıkları ve yine uygulamalar öncesinde mühendisliğin erkeklere has bir meslek olduğunu düşünen bazı öğrencilerin bu düşüncelerinden vazgeçtikleri saptanmıştır. Anahtar kelimeler: Tasarım Temelli Fen Eğitimi, STEM Eğitim Yaklaşımı, İlköğretim Mühendislik Uygulamaları, Fen Eğitimi, Karma Yöntem Araştırması iv

9 ABSTRACT The purpose of this study is to examine the effect of design-based science education practices on the 7th Grade students academic achievement in Force and Motion unit, their decision making skills, and their perspectives and abilities on engineering discipline. Pilot research was conducted in a small 7 th grade elementary class where only 8 students were taking Science Classes during the academic year of Original research has been conducted in a 7 th grade class with 30 students. The seven-week application phase took place during the 7 th grade Force and Motion unit and conducted in a three-design based science education module. Mixed methods were used as a research design, particularly a special type of embedded design, a one-phase experimental embedded pattern design was applied. In accordance with mixed-methods research design, both quantitative and qualitative data were collected. Quantitative measures included Force and Motion unit academic achievement test and engineering discipline information form that were developed as part of the study, as well as the decision making ability test that was developed by Ercan and Bozkurt (2013). These data were analyzed using SPSS 17.0 program. Qualitative measures included engineering design handbook documents that were used by students as main class material, student journals, interview forms, field notes, and question forms for student perspectives towards engineering. These data were analyzed using descriptive analysis and content analysis. Findings from quantitative analysis indicated that design-based science education contributed to the growth of knowledge related to engineering discipline, the academic achievement in Force and Motion unit, and decision making skills. Findings from embedded multiple-case design study indicated that during the unit, students engineering design process application skills were enhanced in the categories of defining the problem or need, researching possible solutions, determining best solution, constructing and testing prototypes, and communication. v

10 Findings from question forms for student perspectives towards engineering that was part of the qualitative measures indicated that students understanding of the qualities engineers need to possess encompassed more specific aspects of engineering after the study. Indeed, some students who did not consider engineering as an occupation before the study began considering engineering as an alternative career path after the study. In addition, those students who viewed engineering as a career for males changed their views after the study. Key words: Design-Based Science Education, STEM Education, Elementary Engineering Practices, Science Education, Mixed Methods Research vi

11 İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ... İ ÖZET... İİİ ABSTRACT... V İÇİNDEKİLER... Vİİ TABLOLAR LİSTESİ... Xİİ ŞEKİLLER LİSTESİ... XİV BÖLÜM I: GİRİŞ Problem Amaç Önem Sınırlılıklar Sayıltılar (Varsayımlar) Tanımlar Kısaltmalar BÖLÜM II: ALAN YAZIN Fen - Teknoloji - Mühendislik ve 21. Yüzyıl Disiplinlerin Entegrasyonuna Yönelik Modeller Multidisipliner Yaklaşım İnterdisipliner Yaklaşım Transdisipliner Yaklaşım STEM Eğitim Yaklaşımı vii

12 2.4 Fen Eğitimi Bağlamında Teknoloji ve Mühendislik Entegrasyonu Teknoloji ve Mühendisliğin Fen Eğitimine Dahil Edilmesine Yönelik Tarihsel Çabalar K-12 Düzeyinde Mühendislik Eğitimi Mühendislik Tasarım Süreci Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Olası Çözümlerin Geliştirilmesi En Uygun Çözümün Belirlenmesi Prototipin Yapılması ve Test Edilmesi İletişim Tasarım Temelli Fen Eğitimi (TTFE) TTFE ve Karar Verme Becerisi TTFE'nin Kuramsal Dayanakları İlgili Araştırmalar BÖLÜM III: YÖNTEM Araştırmanın Modeli Deneysel Desen Durum Çalışması Araştırmanın Çalışma Grubu Araştırmanın Nicel Çalışma Grubu Araştırmanın Nitel Çalışma Grubu Veri Toplama Araçları Nicel Veri Toplama Araçları Kuvvet ve Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi (KHÜABT) Karar Verme Beceri Testi (KVBT) Mühendislik Disiplini Bilgi Formu Nitel Veri Toplama Kaynakları Dokümanlar Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanları (MTKD) Serbest Öğrenci Günlükleri (SÖG) viii

13 Mühendisliğe Yönelik Düşünceler Soru Formu (MYDSF) Gözlem Görüşme Araştırmanın Uygulanması Araştırmanın Pilot Uygulaması Asıl Uygulama Verilerin Çözümlenmesi Nicel Verilerin Çözümlenmesi Nitel Verilerin Çözümlenmesi Geçerlik ve Güvenirlik BÖLÜM IV: BULGULAR Akademik Başarıya İlişkin Bulgular Karar Verme Becerisine İlişkin Bulgular Mühendislik Disiplinine Yönelik Bilgi Düzeyi ile İlişkili Bulgular Mühendislik Tasarım Süreci Uygulama Becerilerine İlişkin Bulgular Ayla ile İlgili Bulgular Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Olası Çözümlerin Geliştirilmesi Aşamasına Yönelik Bulgular En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Prototip Yapımı ve Test Etme Aşamasına Yönelik Bulgular İletişim Aşamasına Yönelik Bulgular Gül ile İlgili Bulgular Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Olası Çözümlerin Geliştirilmesi Aşamasına Yönelik Bulgular En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Prototip Yapımı ve Test Etme Aşamasına Yönelik Bulgular İletişim Aşamasına Yönelik Bulgular Can ile İlgili Bulgular Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular ix

14 Olası Çözümlerin Geliştirilmesi Aşamasına Yönelik Bulgular En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Prototip Yapımı ve Test Etme Aşamasına Yönelik Bulgular İletişim Aşamasına Yönelik Bulgular Mühendisliğe Yönelik Düşünceler ile İlgili Bulgular Mühendislerin Sahip Oldukları Özellikler ile İlgili Düşünceler Kariyer Planlaması Açısından Mühendislik ile İlgili Düşünceler Mühendisliğin Cinsiyete Özgü Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşünceler BÖLÜM V: SONUÇ, TARTIŞMA VE ÖNERİLER Sonuç ve Tartışma TTFE Uygulamalarının Öğrencilerin Akademik Başarılarına Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma TTFE Uygulamalarının Öğrencilerin Karar Verme Becerilerine Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma TTFE Uygulamalarının Öğrencilerin Mühendislik Disiplinine Yönelik Bilgi Düzeyleri Üzerine Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma Mühendislik Tasarım Süreci Uygulama Becerileri ile İlgili Sonuç ve Tartışma Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Olası Çözümlerin Araştırılması Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Prototipin Yapılması ve Test Etme Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma İletişim Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Mühendislik ile İlgili Görüşlere Yönelik Sonuç ve Tartışma Öneriler Öğretmenlere Yönelik Öneriler x

15 5.2.2 Araştırmacılara Yönelik Öneriler KAYNAKÇA EKLER xi

16 TABLOLAR LİSTESİ Tablo 2.1 Çeşitli Tasarım Süreci Yaklaşımları ve Yürütülen İşlemler Tablo 2.2 Fen ve Mühendislik Uygulamaları Tablo 3.1 Araştırmanın Deneysel Deseni Tablo 3.2. Araştırmanın Nicel Çalışma Grubunun Cinsiyete Göre Dağılımı Tablo 3.3 Nitel Çalışma Grubunun Özellikleri Tablo 3.4 Veri Toplama Araçlarının Araştırmanın Alt Problemlerine Göre Dağılımı.. 61 Tablo 3.5 Madde Ayırıcılık Gücü İndeksi Değerlendirme Kriterleri Tablo 3.6 Madde Güçlük İndeksi Değerlendirme Kriterleri Tablo 3.7 Deneme Formunda Yer Alan Maddelerin İlişkili Olduğu Kazanımlar, Analiz Değerleri ve Değerlendirme Sonuçları Tablo 3.8 Nihai Form için Belirlenen Maddelere Ait Özellikler Tablo 3.9 Dereceli Puanlama Anahtarının Puanlanması Tablo 3.10 Farklı Puanlayıcıların MDBF'ye Verdikleri Puanların Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları Tablo 3.11 Pilot Çalışma Öncesinde Belirlenen Mühendislik Tasarım Görevleri Tablo 3.12 Asıl Uygulama için Belirlenen Mühendislik Tasarım Görevleri Tablo 3.13 Betimsel Analiz Sürecinde Verilerin Düzenlenmesine Yönelik Olarak Oluşturulmuş Genel Çerçeve Tablo 3.14 Araştırmanın Alt Problemleri, Veri Toplama Araçları ve Kullanılan Veri Analiz Teknikleri Tablo 4.1 KHÜABT, KVBT ve MDBF Sonuçlarının Normallik Analizi Sonuçları Tablo 4.2 KHÜABT Öntest - Sontest Puan Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları xii

17 Tablo 4.3 KVBT Öntest - Sontest Puan Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları Tablo 4.4 MDBF Öntest - Sontest Puan Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları Tablo 4.5 Ayla ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Tablo 4.6 Ayla ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Hazırladıkları Karar Matrisleri Tablo 4.7 Öğrencilerin Uygulamalar Öncesi Mühendislerin Sahip Oldukları Özellikler ile İlgili Düşünceleri Tablo 4.8 Öğrencilerin Uygulamalar Sonrası Mühendislerin Sahip Oldukları Özellikler ile İlgili Düşünceleri Tablo 4.9 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Öncesinde Mühendis Olmakla İlgili Düşünceleri Tablo 4.10 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Sonrasında Mühendis Olmakla İlgili Düşünceleri Tablo 4.11 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Öncesinde Mühendisliğin Erkeklere Daha Uygun Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşünceleri Tablo 4.12 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Sonrasında Mühendisliğin Erkeklere Daha Uygun Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşünceleri xiii

18 ŞEKİLLER LİSTESİ Şekil 1.1 Fen, Teknoloji ve Mühendislik Arasındaki İlişki... 3 Şekil 2.1 MDOE (2010) Mühendislik Tasarım Süreci Yaklaşımı Şekil 2.2 Mühendislik Tasarım Süreci Şekil 2.3 Tasarım Temelli Fen Eğitimi Süreci Şekil 2.4 Wendell et al. (2010) Tasarım Temelli Fen Eğitim Süreci Şekil 2.5 MEB (2013) Fen Bilimleri Öğretim Programı ile TTFE ilişkisi Şekil 3.2 Deneysel Gömülü Desen (Creswell ve Plano Clark, 2007, s.68) Şekil 3.4 Araştırmada Kullanılan Tasarım Temelli Fen Eğitimi Modeli Şekil 3.5 İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi Şekil 3.6 İkinci Modüldeki Birinci Mini Araştırma Şekil 3.7 İkinci Modüldeki Birinci Araştırmaya Yönelik Öğrencilerin Doldurmaları Gereken Alanlar Şekil 3.8 İkinci Modüldeki Birinci Mini Tasarım Şekil 3.9 İkinci Modüldeki İkinci Mini Tasarım Şekil 3.10 Betimsel Analiz ve İçerik Analizi Aşamaları Şekil 4.1 Birinci Modül için Belirlenen Büyük Tasarım Problemi Şekil 4.2 Ayla nın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.3 Ayla nın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi Şekil 4.4 İkinci Modül için Belirlenen Büyük Tasarım Problemi Şekil 4.5 Ayla nın İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.6 Üçüncü Modül için Belirlenen Büyük Tasarım Problemi xiv

19 Şekil 4.7 Ayla nın Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.8 Ayla nın Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi Şekil 4.9 Ayla nın Mini Araştırma 1 Sonrasında Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemine Yönelik İlk Çözüm Önerisinde Gerçekleştirmek İstediği Değişiklik Şekil 4.10 Ayla'nın Birinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Geliştirdiği Çözüm Önerisi Şekil 4.11 Ayla'nın İkinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Geliştirdiği Çözüm Önerisi Şekil 4.12 Ayla'nın Üçüncü Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Geliştirdiği Çözüm Önerisi Şekil 4.13 Birinci Modül için Hazırlanan Karar Matrisi Şekil 4.14 Ayla ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Şekil 4.15 Ayla ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Belirledikleri Grup Tasarım Kararı Şekil 4.16 Ayla ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Belirledikleri Grup Tasarım Kararı Şekil 4.17 Ayla ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Hazırladıkları Prototip Değerlendirme Ölçeği Şekil 4.18 Ayla ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Hazırladıkları Prototip Şekil 4.19 Gül'ün Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.20 Gül'ün Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi Şekil 4.21 Gül'ün İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar xv

20 Şekil 4.22 Gül'ün Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.23 Gül'ün Esneklikle İlgili Tanımı Şekil 4.24 Gül'ün Birinci Modülde Gerçekleştirilen 1. Mini Araştırma Sonrasında Bireysel Dokümanında Doldurduğu Etkinlik Şekil 4.25 Gül'ün Birinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi Şekil 4.26 Gül'ün İkinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Çözüm Önerisi Şekil 4.27 Gül'ün Üçüncü Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Çözüm Önerisi Şekil 4.28 Gül ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Şekil 4.29 Birinci Modül için Gül ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.30 Gül ve Arkadaşlarının İkinci Modül İçin Hazırladıkları Karar Matrisi Şekil 4.31 İkinci Modül için Gül ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.32 İkinci Modül için Gül ve Arkadaşlarının Hazırladığı Tasarım Değerlendirme Ölçeği Şekil 4.33 Can'ın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.34 Can'ın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi Şekil 4.35 Can'ın İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.36 Can'ın Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar xvi

21 Şekil 4.37 Can'ın Birinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi Şekil 4.38 Can'ın Yürütülen Mini Araştırmalara Bağlı Olarak Çözüm Önerisinde Gerçekleştirdiği Değişiklik Şekil 4.39 Can'ın Hız Treni Oluşturma Etkinliği için Tasarım Çizimi Şekil 4.40 Can'ın İkinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi Şekil 4.41 Can'ın Üçüncü Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi Şekil 4.42 Can ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Şekil 4.43 Birinci Modül için Can ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.44 Can ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Şekil 4.45 İkinci Modül için Can ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.46 Can ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Belirledikleri Malzeme Listesi Şekil 4.47 Can ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Şekil 4.48 Üçüncü Modül için Can ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.49 Can ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Geliştirdikleri Prototip Şekil 4.50 İkinci Modül için Can ve Arkadaşlarının Hazırladığı Tasarım Değerlendirme Ölçeği Şekil 4.51 Can ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Geliştirdikleri Prototip Üzerinde Yaptıkları İyileştirmeler Şekil 4.52 Üçüncü Modül için Can ve Arkadaşlarının Hazırladığı Tasarım Değerlendirme Ölçeği Şekil 4.53 Uygulama Öncesi ve Uygulama Sonrası Öğrencilerin Mühendislerin Sahip Olması Gereken Özelliklere Yönelik Düşüncelerinin Kategorilere Göre Dağılımı xvii

22 Şekil 4.54 Kız Öğrencilerin Mühendis Olmaya Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 4.55 Erkek Öğrencilerin Mühendis Olmaya Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 4.56 Çalışma Grubundaki Tüm Öğrencilerin Mühendis Olmaya Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 4.57 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Mühendisliğin Cinsiyete Özgü Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 5.1 Öğrencilerin Prototip Geliştirme Süreci xviii

23 1 BÖLÜM I: GİRİŞ 1.1 Problem Çağımızda dünyadaki güçler dengesi içerisinde söz sahibi ülkelerin, sanayi devrimi öncesinden farklı olarak tarımsal üretimde ya da cephelerde avantaj sağlayacak büyük nüfuslara, çok özel coğrafi konumlara, derin tarihsel ve kültürel bir mirasa sahip olma gibi gereksinimler taşımadıkları görülmektedir. Nüfusu ve yüzölçümü çok küçük, doğal kaynakları sınırlı ülkelerin ekonomik ve askeri olarak dünyanın büyük güçleri arasında yer alabileceği örnekleri ile ortadadır. Bilgi ve teknoloji günümüzde bir ülkenin kaderini belirlemede en etkin faktörler olarak tanımlanabilir. Dünya nın büyük ekonomileri incelendiğinde gelir kalemlerinin en üst sıralarını teknolojik ürün ihracatının oluşturduğu görülmektedir. Her yıl yayınlanan dünyanın en zenginleri listesinde bilgi ve teknoloji üreterek servet sahibi olmuş insanlar üst sıralarda yer almaktadır. Bu açıdan incelendiğinde ülkelerin dünya sahnesindeki rollerinin bilgi ve teknoloji üretiminde gösterdikleri başarıya - inovasyon yeteneğine- bağlı olarak belirlendiği söylenebilir. Güney Kore'nin son yıllık tarihi bu iddianın ispatı olarak gösterilebilir. Zira 1960'lı yıllarda Amerika'nın önemli yardım kuruluşu USAID (Birleşik Devletler Uluslararası Yardım Ajansı) tarafından ekonomisinin mevcut durumu itibarıyla "dipsiz kuyu" olarak nitelendirilen Güney Kore günümüzde Dünya'nın en büyük 5 ekonomisi arasında yer almaktadır. Ülke, 1960'lı yıllarda yalnızca işlenmemiş maden, balık, sebze ve meyve ihraç ederken günümüzde dünya markası olan şirketlerinin ürettiği teknolojik ürünleri dünya piyasasına sürmektedir. Güney Kore'nin ekonomik gelişimi ihracat ürünleri üzerinden okunduğunda teknolojik inovasyonun ülke ekonomileri üzerindeki etkisi açık olarak ortaya çıkmaktadır. Işık ve Kılınç (2012, sf.36) ekonomi ile inovasyon arasındaki bu ilişkiye yönelik olarak "İktisadi kalkınmadaki her büyük sıçrama, mevcut inovasyonlardaki gelişmeler ve yeni inovasyonların ortaya çıkması ile birlikte olmuştur." ifadesini kullanmaktadır. Teknolojik inovasyon ve bunun dayandığı AR-GE faaliyetlerinin ülke ekonomileri için büyük önem kazanması ülkelerin bu alanlarda istihdam edeceği mühendislere ve fen bilimi uzmanlarına olan gereksinimlerini artırmıştır. Bu durum beşeri sermayelerini en iyi şekilde kullanmak isteyen ülkelerin eğitim politikalarını yeniden gözden

24 2 geçirmelerine sebep olmuştur. Öğrencilere çok küçük yaşlardan itibaren inovasyon yeterlikleri kazandırma ve onlar için mühendisliği hedef meslek haline getirme günümüzde gerçekleştirilen eğitim reformlarının odak noktası olarak görülmektedir. Bu açıklama, gerçekleştirilen reform hareketlerinin yalnızca geleceğin mühendisleri ya da fen bilimi uzmanları için anlamlı olduğu gibi yanlış bir yoruma sebebiyet vermemelidir. Zira bahsi geçen reform hareketlerinin en somut önerisi durumundaki "öğrencilerin çok küçük yaşlardan itibaren mühendislik disipliniyle tanışmasının" çağımızda eğitimin genel hedefleri arasında gösterilen teknoloji okuryazarı bireyler yetiştirilmesine katkı sağlayacağı açıktır. Toplumumuzda bireylerin teknoloji ile olan ilişkisi genellikle son ürün kullanıcısı olma konumundan öteye geçmemektedir. Teknolojik ürünlerin üretim süreci hakkında bilgi sahibi olmayan, teknolojinin sağladığı avantajların yanı sıra toplum ve çevre için bazı dezavantajları da beraberinde getirebileceğinin farkına varmayan, teknolojik ürünlerin değerlendirilmesi sürecinde ürünle ilgili birçok parametreyi göz ardı ederek yalnızca bir özellik üzerinden değerlendirme yapan bireylerin teknolojinin şekillendirdiği günümüz dünyasında arzulanan becerilerden yoksun oldukları aşikârdır. Isınma, barınma, ulaşım, eğlence, sağlık, beslenme gibi yaşamın tüm alanlarında hemen her gün teknoloji merkezli bir değişim gerçekleşirken bireylerin bu değişime ayak uydurması kaçınılmaz bir gereksinimdir. Dolayısıyla mevcut şartlar bağlamında sahip olduğu meslek, ilgi alanı, yaşadığı coğrafya ne kadar farklı olursa olsun tüm insanlar teknolojiye yönelik genel bir anlayışa sahip olmalıdır. Toplumlarını yarına hazırlamak isteyen ülkeler bu doğrultuda teknoloji okuryazarlığını tüm bireyler için ulaşılması beklenen bir hedef olarak ortaya koymuştur. Bu doğrultuda teknoloji okuryazarlığının, mühendislik disiplini ile küçük yaşlarda tanışmış, mühendislerin çalışma alanları, karşılaştıkları problemler ve bu problemleri çözmede kullandıkları stratejiler hakkında bilgi sahibi olan öğrenciler için ulaşılabilir bir hedef haline geleceği açıktır. Dolayısıyla gerçekleştirilen reform hareketleri, ilk planda toplumun küçük bir kesimini yansıtan geleceğin mühendis, fen bilimi uzmanı ve teknik personeli ile ilişkili görünse de gerçekte toplumun tamamını etkileyen bir gerekliliğe cevap niteliğindedir. Gündemdeki eğitim reformları ile hedeflenen, öğrencilerin mühendislik disiplini ile tanışmalarını üniversite sıralarına bırakmadan formel eğitimin alt kademelerinde gerçekleştirme düşüncesi, bazı tartışmaları da beraberinde getirmektedir. Mühendislik

25 3 disiplininin bağımsız bir ders olarak öğretim programlarına dahil edilmesi, okulların mevcut yapısı, uzman personel eksikliği, ders programlarının yoğunluğu gibi etkenler nedeniyle çok mümkün gözükmemektedir. Bu durum mühendislik disiplininin, okul programlarında hâlihazırda bulunan dersler bağlamında ele alınabileceği görüşünü doğurmuştur. Gerçekleştirilen reform hareketleri doğrultusunda fen derslerine özel bir önem verilmesi bu görüş çerçevesinde açıklanabilir. Zira fenin, teknoloji ve mühendislikle olan ilişkisi, fen dersini, mühendislik ve teknolojinin ele alınabileceği bir zemin haline getirmektedir. MDOE (2006) tarafından hazırlanan raporda, fen, teknoloji ve mühendislik arasındaki ilişki Şekil 1.1'de görülen görsel yardımıyla açıklanmıştır. FEN MÜHENDİSLİK TEKNOLOJİ Şekil 1.1 Fen, Teknoloji ve Mühendislik Arasındaki İlişki Mühendislik, fen ve teknoloji disiplinleri arasındaki ilişki çoğu zaman mühendisliğin fenin uygulaması, teknolojinin ise mühendisliğin ürünü olduğu şeklinde sığ bir bakış açısı ile açıklanmaktadır. Oysa bu disiplinler arasındaki ilişki tek yönlü bir akıştan ziyade karşılıklı etkileşim çerçevesinde gerçekleşmektedir. Bilim insanları, fenin temel konusu olan doğayı anlama ve keşfetme sürecinde, mühendislerin tasarladıkları ve teknoloji yoluyla ulaşılır hale getirilen ürünlerden yararlanmakta benzer şekilde mühendisler tasarımlarını gerçekleştirirken bilim insanlarının ortaya koyduğu bilimsel prensipleri işe koşmakta, tasarımları önündeki sınırlılıkları ortadan kaldırmak için

26 4 teknolojiye başvurmaktadır. Bu doğrultuda Şekil 1.1'deki gösterim disiplinlerin karşılıklı etkileşimini kesişim alanları çerçevesinde yansıttığı için önemli görülmektedir. Fenin, teknoloji ve mühendislik disiplinleri ile olan bu karşılıklı etkileşimi fen eğitimi açısından da önemli sonuçlar doğurmaktadır. Fen eğitimi ile öğrencilere kazandırılması beklenen yeterlikler, içinde bulunulan zamanın koşullarına göre şekillenmektedir. Günümüz koşulları için bu yeterlikleri özet olarak anahtar fen kavramlarına sahip olma, bilgiye ulaşma yollarını bilme, günlük yaşamda karşılaşılan problemler için bilimsel yöntemleri kullanarak yaratıcı çözümler ortaya koyabilme, teknolojik gelişmelerin altında yatan bilimsel prensipleri açıklayabilme, geliştirilen teknolojileri etkin bir şekilde kullanma, bilimin doğasına yönelik genel bir anlayış geliştirme, fen - teknoloji - toplum etkileşimini anlama, yeni teknolojiler ortaya koyma olarak sıralayabiliriz. Fen eğitimi ile öğrencilere kazandırılması hedeflenen bu yeterlikler aynı zamanda fen eğitiminin hangi bağlamda ele alınması gerektiği hakkında da yol göstericidir. Sıralanan yeterlilikler bu doğrultuda bir kez daha gözden geçirildiğinde teknoloji ve mühendislik disiplinlerinden bağımsız olarak ele alınan bir fen eğitimi ile bu hedeflere ulaşılamayacağı açık olarak görülmektedir. Dolayısıyla günümüz şartlarında fen eğitiminin fen, teknoloji, mühendislik entegrasyonu çerçevesinde yeniden yapılandırılması, öğrencilerin erken yaşlarda mühendislikle tanışmalarını sağlamanın yanı sıra fen eğitiminin etkinliği ve başarısının artırılması içinde bir gereklilik olarak görülmektedir. Tasarım temelli fen eğitimi bu ihtiyaç doğrultusunda şekillenmiş bir yaklaşımdır. Mühendislik tasarım problemlerinin fen eğitimi için gerekli gerçek yaşam bağlamını oluşturduğu bu yaklaşımda öğretim mühendislik tasarım süreci çerçevesinde gerçekleştirilmektedir. Tasarım sürecinin içerdiği uygulama adımları doğrultusunda bir yandan fene yönelik anlamlı öğrenmenin gerçekleştirilmesi bir yandan ise öğrencilerin mühendislik disiplinine yönelik yeterlikleri edinmeleri hedeflenmektedir. Bilimsel araştırma-sorgulama ve mühendislik tasarımının kombinasyonu olarak değerlendirilebilecek tasarım temelli fen eğitimi ile öğrenciler, fene yönelik kuramsal bilgileri, karşılaştıkları tasarım problemlerini çözüme kavuşturmak için uygulamada kullanma fırsatı yakalamaktadır. Bu durum okulda öğrenilenler ile gerçek yaşam arasında bağlantı kurulmasına hizmet etmekte ve fene yönelik anlamlı öğrenmenin gerçekleşmesine olanak tanımaktadır.

27 5 Mühendislik tasarımı en temel manasıyla mühendislerin problem çözme yaklaşımı olarak tanımlanabilir. Bu sebeple tasarım, mühendisliğin özü olarak değerlendirilmektedir. Öğrencilerin küçük yaşlardan itibaren bu etkinlik içerisinde yer alması onların mühendisliğe yönelik yeterlikleri kazanmaları için büyük önem taşımaktadır. Lisans öncesi düzey için mühendislik yeterlikleri ilgili literatürde bilme ve beceri boyutları altında tanımlanmaktadır. Bilme boyutu disipline yönelik kavramsal gelişimi ifade ederken, beceri boyutu ise özellikle bu seviye için karşılaşılan problemi çözüme kavuşturmak için tasarım sürecini uygulama olarak ifade edilmektedir. Gerçekleştirilecek öğretimle öğrencilere bu yeterliklerin kazandırılması daha önce belirtildiği gibi hem geleceğin mühendislerini en donanımlı şekilde yetiştirmek hem de bireysel ve toplumsal yaşam için temel bir gereklilik konumundaki teknoloji okuryazarlığını yaygınlaştırmak için önem taşımaktadır. Tasarım temelli fen eğitimi profesyonel mühendislerin çalışma deneyimlerini fen sınıflarına taşıyarak öğrencilerin mühendisliğe yönelik yeterlikleri kazanmaları için gerekli zemini hazırlamaktadır. Ülkemizde 2006 yılında uygulamaya konulan Fen ve Teknoloji dersi öğretim programı (MEB, 2006, s.8-9) kapsamında öğrencilerin; - Her sınıf düzeyinde bilimsel ve teknolojik gelişme ile olaylara merak duygusu geliştirmelerini teşvik etmek, - Fen ve teknolojinin doğasını; fen, teknoloji, toplum ve çevre arasındaki karşılıklı etkileşimleri anlamalarını sağlamak, - Eğitim ile meslek seçimi gibi konularda, fen ve teknolojiye dayalı meslekler hakkında bilgi, deneyim, ilgi geliştirmelerini sağlayabilecek alt yapıyı oluşturmak, - Karşılaşabileceği alışılmadık durumlarda, yeni bilgi elde etme ile problem çözmede fen ve teknolojiyi kullanmalarını sağlamak, - Kişisel kararlar verirken uygun bilimsel süreç ve ilkeleri kullanmalarını sağlamak, - Fen ve teknolojiyle ilgili sosyal, ekonomik ve etik değerleri, kişisel sağlık ve çevre sorunlarını fark etmelerini, bunlarla ilgili sorumluluk taşımalarını ve bilinçli kararlar vermelerini sağlamak, - Bilmeye ve anlamaya istekli olma, sorgulama, mantığa değer verme, eylemlerin sonuçlarını düşünme gibi bilimsel değerlere sahip olmalarını, toplum ve çevre ilişkilerinde bu değerlere uygun şekilde hareket etmelerini sağlamak,

28 6 - Meslek yaşamlarında bilgi, anlayış ve becerilerini kullanarak ekonomik verimliliklerini artırmalarını sağlamak, şeklinde belirtilen amaçlar tasarım temelli fen eğitiminin Fen ve Teknoloji dersi öğretim programı kapsamında kullanılması gereken bir yaklaşım olduğunu ortaya koymaktadır. Benzer şekilde 2013 yılında 5. sınıflardan başlayarak kademeli olarak her sınıf düzeyinde uygulanması planlanan Fen Bilimleri dersi öğretim programının amaçları arasında yer alan; - Bilimin toplumu ve teknolojiyi, toplum ve teknolojinin de bilimi nasıl etkilediğine ilişkin farkındalık geliştirmek, - Birey, çevre ve toplum arasındaki karşılıklı etkileşimi fark etmek ve toplum, ekonomi, doğal kaynaklara ilişkin sürdürülebilir kalkınma bilincini geliştirmek, - Fen bilimleri ile ilgili kariyer bilinci geliştirmek, - Günlük yaşam sorunlarına ilişkin sorumluluk alınmasını ve bu sorunları çözmede fen bilimlerine ilişkin bilgi, bilimsel süreç becerileri ve diğer yaşam becerilerinin kullanılmasını sağlamak, - Bilim insanlarının bilimsel bilgiyi nasıl oluşturduğunu, oluşturulan bu bilginin geçtiği süreçleri ve yeni araştırmalarda nasıl kullanıldığını anlamaya yardımcı olmak, - Bilimin, teknolojinin gelişmesi, toplumsal sorunların çözümü ve doğal çevredeki ilişkilerin anlaşılmasına olan katkısını takdir etmeyi sağlamak (MEB, 2013, s. 11). maddelerinin de tasarım temelli fen eğitimini işaret ettiği görülmektedir. Tüm bu açıklamalar ışığında gerçekleştirilen bu araştırmanın problem cümlesi "İlköğretim 7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi Kuvvet ve Hareket Ünitesi kapsamında gerçekleştirilen tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının öğrencilerin akademik başarı düzeylerine, karar verme becerilerine, mühendislik disiplinine yönelik görüş ve yeterliklerine etkisi nasıldır?" olarak belirlenmiştir. 1.2 Amaç Gerçekleştirilen bu araştırmada aşağıdaki alt problemlere cevap bulunması amaçlanmıştır. 1. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik akademik başarıları üzerine etkisi var mıdır?

29 7 2. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin karar verme becerileri üzerine etkisi var mıdır? 3. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeyleri üzerine etkisi var mıdır? 4. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitimi süresince ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik tasarım sürecini uygulama becerileri nasıl değişmektedir? 5. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitimi süresince ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik ile ilgili görüşleri nasıl değişmektedir? 1.3 Önem Eğitimde fen (Science), teknoloji (Technology), mühendislik (Engineering) ve matematik (Mathematics) disiplinlerinin entegrasyonunu hedef alan STEM eğitim yaklaşımının önemi gün geçtikçe artmaktadır. Günümüzde AB ve ABD'de STEM eğitiminin yaygınlaştırılması genel bir politika halini almış ve bu doğrultuda büyük bütçeli fonlar oluşturulmuştur. Öğretim programlarının revize edilerek okul müfredatlarında STEM disiplinlerine yer verilmesi ve okul saatleri dışında öğrencilerin STEM uygulamalarına katılım sağlayacağı merkezler inşa edilmesi bu doğrultuda gerçekleştirilen uygulamalar arasında yer almaktadır. Ülkemizde ise STEM eğitim yaklaşımına yönelik gerçekleştirilmiş resmi bir girişim bulunmamaktadır. Tasarım temelli fen eğitiminin, mevcut öğretim programları ve okul yapısı içerisinde STEM disiplinlerinin entegrasyonunu sağlamaya yönelik bir model olarak ele alındığı bu araştırma neticesinde elde edilen bulguların, STEM eğitim yaklaşımını, mevcut şartlar bağlamında sınıflarına taşımak isteyen fen bilimleri öğretmenlerine katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Son yıllarda yurt dışında gerçekleştirilen program geliştirme çalışmalarında mühendislik disiplinine, formel eğitimin alt kademelerinden başlanarak her düzeyde yer verildiği görülmektedir. Durum ülkemiz açısından incelendiğinde ise mühendislik disiplinine ilkokul seviyesinden başlanarak eğitimin her kademesinde yer verilmesi gerektiği 2004 yılında TÜBİTAK tarafından yayınlanan "Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikaları, Strateji Belgesi"nde belirtilmiştir. Fakat bu tespite rağmen bu doğrultuda herhangi bir resmi girişim gerçekleştirilmemiştir. Bu doğrultuda, uluslararası raporlar çerçevesinde ortaokul düzeyi için mühendislik yeterliklerinin tanımlandığı ve

30 8 tasarım temelli fen eğitiminin bu yeterliklerin gelişimi üzerindeki etkisinin incelendiği bu araştırmadan elde edilen bulguların, mühendislik disiplininin K-12 düzeyinde ele alınmasına yönelik gerçekleştirilebilecek program geliştirme çalışmaları için önem taşıdığı düşünülmektedir. Gerek ulusal gerekse uluslararası sınavlarda alınan puanlar ülkemizde fen eğitiminin arzulanan düzeyin uzağında olduğunu göstermektedir. Bu durum fen eğitiminin öğrencilerin fene yönelik ilgi ve motivasyonlarını artıracak, akademik başarılarına katkı sağlayacak, öğrenilenlerin günlük yaşama transfer edilmesini kolaylaştıracak bir bağlamda gerçekleştirilmesini gerekli kılmaktadır. Tasarım temelli fen eğitimi bilimsel araştırma - sorgulama ve mühendislik tasarımını fen sınıflarına getirerek öğrenciler için eğlenceli bir öğrenme ortamı hazırlamakta, fene karşı ilgilerini ve motivasyonlarını artırmakta, bilimsel bilgiyi yapılandırmalarına ve pratik uygulamalarda kullanmalarına imkan sağlamaktadır. Bu doğrultuda araştırma sonucunda elde edilen bulguların fen bilimleri öğretmenleri için önemli olduğu düşünülmektedir. Problem çözme ve karar verme günümüzde bireylerin sahip olması gereken temel yeterlikler arasında gösterilmektedir. Mühendislerin problem çözme yaklaşımı olarak tanımlanan tasarım süreci çerçevesinde gerçekleştirilen tasarım temelli fen eğitimi ile öğrenciler gerçek yaşam problemlerine çözüm aramakta ve bu süreçte profesyonellerin kullandıkları karar verme stratejilerini kullanmaktadır. Bu durum araştırma bulgularını, öğrencilerine yaşam becerileri kazandırmak isteyen öğretmenler için önemli hale getirmektedir. Gerçekleştirilen literatür çalışmasında ülkemizde tasarım temelli fen eğitimine yönelik olarak yürütülen herhangi bir araştırmaya rastlanmamıştır. Bu sebeple çalışmanın daha sonra gerçekleştirilecek çalışmalara ışık tutacağı düşünülmektedir. 1.4 Sınırlılıklar eğitim-öğretim yılının ilk döneminde gerçekleştirilen bu araştırmada 7.sınıf fen ve teknoloji öğretim programında yer alan Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik öğretim, tasarım temelli fen eğitimi çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda araştırma sonucunda elde edilen bulguların; 1. Fen ve teknoloji dersi 7. sınıf Kuvvet ve Hareket ünitesi ile, 2. Uygulamanın gerçekleştirildiği 7 haftalık süre ile,

31 9 3. Çalışmanın nicel verileri için uygulamanın gerçekleştirildiği sınıfta öğrenimine devam eden 30 öğrenci, nitel verileri içinse 3 öğrenciden oluşan nitel çalışma grubuyla sınırlı olduğu ifade edilebilir. 1.5 Sayıltılar (Varsayımlar) Gerçekleştirilen bu araştırmada; 1. Araştırmacının çalışma süresince ön yargılarından bağımsız olarak hareket ettiği, 2. Araştırma kapsamında kullanılan ölçeklerin geliştirilmesinde görüşlerine başvurulan uzmanların, yansız ve samimi bir şekilde görüş bildirdiği, 3. Öğrencilerin ölçme araçlarına objektif ve gerçekçi cevaplar verdikleri varsayılmaktadır. 1.6 Tanımlar Bu bölümde araştırmanın temel değişkenleri konumundaki tasarım temelli fen eğitimi, mühendislik yeterlikleri ve karar verme becerisi tanımlanmıştır. Tasarım Temelli Fen Eğitimi: Öğrencilerin hedeflenen mühendislik yeterlikleri ve fen kazanımlarını edinmelerini desteklemek için bilimsel araştırma-sorgulama ile mühendislik tasarımının bir arada işe koşulduğu öğretim yaklaşımıdır. Öğrenciler bu yaklaşım doğrultusunda gerçek yaşam bağlamını oluşturan mühendislik tasarım problemlerine mühendislik tasarım süreci çerçevesinde çalışarak çözümler üretirler. Mühendislik Yeterlikleri: Çalışma bağlamında ortaokul öğrencilerinin mühendislik disiplinine yönelik olarak bilme ve beceri boyutlarında sahip olması arzulanan yeterlikler olarak tanımlanmıştır. Bilme boyutu mühendislik disiplinine yönelik kavramsal gelişimi ifade ederken beceri boyutu bu seviye için bir problem durumu bağlamında mühendislik tasarım sürecini uygulama olarak görülmektedir. Karar Verme Becerisi: Her bireyin günlük yaşamında karşılaşabileceği, alternatif seçenekler arasından birinin tercih edilmesini gerekli kılan durumlarda, uygun stratejileri kullanarak problem bağlamı için en uygun seçeneğin belirlenmesi becerisidir.

32 Kısaltmalar TTFE: Tasarım Temelli Fen Eğitimi MTKD: Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanları SÖG: Serbest Öğrenci Günlükleri KHÜABT: Kuvvet ve Hareket Ünitesine Yönelik Akademik Başarı Testi KVBT: Karar Verme Beceri Testi MYDSF: Mühendisliğe Yönelik Düşünceler Soru Formu NRC: Ulusal Araştırma Kurulu MEB: Milli Eğitim Bakanlığı TÜBİTAK: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu NAE: Ulusal Mühendislik Akademisi MDOE: Massachusetts Eğitim Departmanı PDOE: Pennsylvania Eğitim Departmanı ODE: Oregon Eğitim Departmanı NAGB: Ulusal Değerlendirme Yönetim Kurulu NGSS: Yeni Nesil Fen Kazanımları ITEA: Uluslararası Teknoloji Eğitimi Derneği ITEEA: Uluslararası Teknoloji ve Mühendislik Eğitimcileri Derneği

33 11 BÖLÜM II: ALAN YAZIN 2.1 Fen - Teknoloji - Mühendislik ve 21. Yüzyıl Teknoloji ve toplum arasındaki ilişkinin kökleri insanlık tarihinin başlangıcına kadar uzanmaktadır. Mızrak uçlarından modern iletişim araçlarına, paleolitik dönemde kullanılan taş aletlerden günümüzde çevremizi kuşatan bilgisayar ve internete kadar tüm teknolojiler, insanların istek ve ihtiyaçlarını karşılamak için fiziksel dünyayı şekillendirmelerine olanak sunmuş ve uygarlığın temel parçaları arasında yer almışlardır (NAGB, 2010). Yeni teknolojilerin sosyal yaşamı şekillendirmesi tarih boyunca yaşanmış bir durum olmasına rağmen tarihin hiçbir döneminde görülen değişim bugün yaşanılan kadar hızlı olmamış, ekonomik ve sosyal açıdan bu oranda büyük etkiye sebebiyet vermemiştir (NAE ve NRC, 2002). Günümüzde toplum büyük oranda teknolojiye bağımlı hale gelmiştir (ITEA, 2007). Yaşamımızı çevreleyen bilgisayarlar, akıllı telefonlar, otomobiller, uçaklar, evler, işyerleri, ısınma-soğutma sistemleri, yiyecekler, giyecekler, sağlık hizmetleri teknoloji yoluyla yaratılmakta ve/veya yürütülmektedir (NAGB, 2010). İnsanlar, günlük yaşamlarında bir elektronik alet alırken hangi ürünü tercih etmeleri ya da hangi tür sağlık hizmetini seçmeleri gerektiği gibi temelinde teknoloji bulunan çeşitli bireysel kararlarla yüz yüze gelmektedirler. Bireylerin bu doğrultuda verecekleri kararların niteliği teknolojiye yönelik anlayışlarına bağlı olarak değişecektir. Öte yandan alınacak bazı kararlar; "ekolojik olarak hassas alanlarda petrol sondajlarının açılması" ya da "genetik mühendisliği uygulamalarının beklenmeyen sonuçlar doğurabilme riskine rağmen desteklenmesi" konularında olduğu gibi tüm toplumu etkileyecek düzeyde olabilmektedir (NAE ve NRC, 2002; ITEA, 2007; NAGB, 2010). Teknoloji yoluyla ortaya konulan ürün, araç ve süreçlerin bu şekilde çevrelediği günümüz toplumunda yaşayan tüm insanların hem toplumun bütünü hem de toplum içindeki bireysel konumlarının gereği olarak teknolojiye yönelik temel bir anlayış geliştirmesi gerekmektedir (NAE ve NRC, 2002; Cuijck, Keulen ve Jochems, 2009). Fikirlerin yeni ve kullanışlı ürün veya süreçlere dönüşümü olarak tanımlanan inovasyon ile teknoloji arasında sıkı bir ilişki vardır. Günümüzde teknolojik inovasyonun ülke ekonomileri üzerindeki etkileri giderek büyümektedir. (NAE ve NRC, 2002; ITEA,

34 ). Ulusal Araştırma Kurulu (NRC) konuyla ilgili olarak aşağıda belirtilen ifadelere yer vermiştir. Gelecekte ekonomik kalkınmanın temel dayanağı ve yeni iş imkanlarının yaratıcısı, genel anlamda fen ve mühendislikteki gelişmeler yoluyla ortaya konulan inovasyon ile olacaktır. Ülkenin iş gücünün yalnız % 4'lük bölümü mühendisler ve fen bilimi uzmanlarından oluşmasına rağmen bu % 4'lük grup diğer % 96'lık dilim için iş fırsatları oluşturmaktadır (NRC, 2011, s.3). Bu durum mühendislik, fen ve teknoloji ile ilgili mesleklerin toplum açısından öneminin artmasına sebep olmaktadır. Zira inovasyon için yaratıcılığın yanı sıra teknoloji, fen ve mühendislik alanlarında istidat sahibi insanlara gereksinim vardır (NAE ve NRC, 2002). Günümüzde, ülkeler için ekonominin mevcut koşulları bağlamında geleceğin mühendislerini, fen bilimleri alanında uzman insanlarını yetiştirmek ve teknoloji okuryazarlığını yaygınlaştırmak daha önce olmadığı kadar önem arz etmektedir (Miaoulis, 2009). Son yıllarda eğitim alanındaki reform çalışmalarının merkezinde K-12 düzeyinde fen (Science), teknoloji (Technology), mühendislik (Engineering) ve matematik (Mathematics) disiplinlerinin entegrasyonunu hedef alan (STEM) öğretim programlarının yapılandırılmasının yer alması bu durumun doğal bir yansımasıdır (NAE ve NRC, 2009; NAE, 2010; Williams, 2011; Asghar, Ellington, Rice, Johnson ve Prime, 2012). Eğitimde fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerinin entegrasyonunun gerçekleştirilmesine yönelik bu çaba ülke politikaları bağlamında da gündeme alınmıştır. Zira Amerika Birleşik Devletleri Başkan'ı Barrack Obama tarafından açıklanan "Amerikan İnovasyon Stratejisi: Ekonomik Büyüme ve Refahı Koruma" (NEC, CEA ve OSTP, 2011) adlı raporda STEM eğitiminin yaygınlaştırılması, Amerikan İnovasyon Stratejisinin üç temel ayağından biri olarak belirlenmiştir. Benzer şekilde Fen, Teknoloji, İnovasyon ve Sürdürülebilir Ekonomik Kalkınma Üzerine Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa Birliği Zirvesi yılına ait nihai raporunda hem Avrupa Birliği Ülkeleri'nde hem de Amerika Birleşik Devletleri'nde STEM eğitiminin desteklenmesi gerektiği yönünde karar alınmıştır. Ülkemiz bağlamında ele alındığında da TÜBİTAK (2004, s.39) tarafından yayınlanan "Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikaları, Strateji Belgesi"nde yer alan;... geleceğin teknolojilerine ve bu teknolojileri destekleyen bilim alanlarına egemen olabilmek, öncelikle o konularda yetişmiş insan gücüne sahip olmayı gerektirir. Bu

35 13 insan gücü, söz konusu bilim ve teknoloji alanlarında ARGE personelini, fen ve mühendislik eğitimi almış kişileri ve sanayide çalışabilecek teknik personeli kapsar. Dolayısıyla, bu özelliklere sahip insanların yetiştirilmesi için eğitim sisteminin tüm kademelerinin dikkate alınması gereklidir. Amacımız her ne kadar ülkemiz eğitim sistemi ile bilim ve teknoloji sisteminin ara kesiti ile ilgili görünse de Vizyon 2023 çalışmasının kapsadığı zaman dilimi düşünüldüğünde eğitim sisteminin bütününün ele alınmasının kaçınılmaz olduğu görülür. Bugünün henüz okul çağına gelmemiş bebeklerinin 2023 yılının meslek insanları olacağı unutulmamalıdır. ifadeleri, fen, teknoloji, mühendislik ve matematik entegrasyonunun sağlandığı öğretim programlarının tüm öğretim düzeylerinde kullanılması gerekliliğini işaret etmektedir. Devam eden kısımda, yukarıda tartışıldığı gibi önemi, hem ulusal düzeyde hem de uluslararası bağlamda kabul edilen fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerinin entegrasyonu yoluyla gerçekleştirilecek eğitim yaklaşımına (STEM) yönelik açıklamalar ele alınacaktır. Fakat bu açıklamaların öncesinde disiplinlerin entegrasyonunun ne şekilde gerçekleştirileceğine yönelik teorik çerçevenin sunulması ve bu süreci açıklayan modellerin genel özelliklerine yer verilmesi daha uygun görülmüştür. 2.2 Disiplinlerin Entegrasyonuna Yönelik Modeller İnsanlar dünyayı anlamlandırma çabasında bütüncül bir perspektifle farklı konu alanlarına yönelik anlamlı örüntüler oluşturmak eğilimindedirler (Yıldırım, 1996). Zira gerçek yaşamda karşılaşılan problemler belirli bir disipline ait bilgi ve beceriler ile sınırlandırılamamaktadır (Beane, 1991). Günlük hayatta problemler çözülürken farklı disiplinlere ait bilgi ve becerilerin bir arada kullanılması gerekmektedir (Wang, 2012). Bu bağlamda öğrencilerin gerçek yaşamda farklı disiplinlerin birbiriyle nasıl ilişki içerisinde olduklarını algılamalarını sağlayacak, disiplinlerin entegrasyonu yoluyla gerçekleştirilecek eğitim, öğrencilerin günlük hayatlarını daha iyi yansıtacağı için öğrenilenlerin daha anlamlı olmasına hizmet edecektir (Alberta Education, 2007; Harrel, 2010). Yıldırım (1996) disiplinlerin entegrasyonunun daha olumlu bir öğrenme ortamı sağlayacağını belirtmekte ve aşağıda yer alan ifadeleri kullanmaktadır.

36 14... disiplinler çerçevesinde bilgi ve becerilerin organizasyonu ve öğretilmesi bir dereceye kadar anlayışla karşılanmalıdır; çünkü disiplinlerin bilimsel düşünme ve araştırma becerilerinin geliştirilmesinde önemli bir yeri vardır. Ancak, sadece disipliner yaklaşımla organize edilen öğretim gerçek yaşamla bağlantı kurmakta ve bu bilgileri bütünleştirerek kullanma konusunda sıkıntılara yol açabileceği için öğrenmeyi zevksiz hale getirebilir (s. 89). Beane (1995) disiplinlerin entegrasyonu ile öğrencilerin karmaşık ve zorlu bir süreç içerisinde bulunmalarının farklı disiplinlere yönelik alan bilgilerinde kavramsal anlayışlarını artıracağını belirtmektedir. Bu yolla öğrenciler disiplinlere yönelik bilgiler ile kişisel ve gerçek dünya deneyimleri arasında bağlantı kurarak daha anlamlı öğrenme deneyimleri yaşayacaklardır (Wang, 2012). Aynı zamanda disiplinlerin entegrasyonu ile öğrenciler bilgilerini yeni durumlarda kullanma fırsatlarına sahip olacaklardır (Nargund- Joshi ve Liu, 2013). Eğitsel sonuçları hakkındaki görüşlerin bu şekilde ifade edildiği disiplinlerin entegrasyonuna yönelik öğretim, basit bir şekilde farklı derslere ait konu ya da kavramların bir dersin içerisinde ele alınması olarak algılanmamalıdır (Yıldırım, 1996; Smith, 2006; Wang, 2012). Merrill (2001) tarafından ifade edilen puzzle analojisi disiplinlerin entegrasyonuna yönelik doğru bir kavrayış oluşturmak için oldukça kullanışlıdır. Karmaşık şekilli parçalardan oluşan bir puzzle'da her bir parça diğer parçalarla tam bir uyum oluşturarak puzzle'ın bir bütün olarak elde edilmesine imkan sağlar. Fakat bu parçalardan yalnızca birinin eksikliği bile bu bütünlüğü bozacaktır. Kotar, Guenter, Metzer ve Overholt (1998) disiplinlerin entegrasyonunu insanların gerçek yaşamda nasıl çalıştıkları ve öğrendikleri ile çok benzeyen bir öğrenme - öğretme yaklaşımı, "bütün onu oluşturan parçaların toplamından daha fazlasıdır" düşüncesiyle öğrencilerin öğrenmeleri arasında bağlantılar oluşturmalarına yardımcı olan güçlü bir müfredat hareketi olarak tanımlamaktadırlar (Akt. Smith, 2006, s. 23). Lederman ve Niess (1997) bu düşünceyi açıklamak için bir kimya analojisinden yararlanmakta ve disiplinlerin entegrasyonunu farklı bileşenlerden oluşan kimyasal bir bileşikle eşleştirmektedir. Zira kimyasal bileşiklerde bileşenler kendi özelliklerini yitirirler, oluşan bileşik ise kendine has özelliklere sahip olur. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda disiplinlerin entegrasyonu, kavramları daha anlamlı bir şekilde öğretmek

37 15 amacıyla farklı konu alanlarına yönelik bilgi, beceri ve değerlerin bütünleştirildiği bir yaklaşım ya da öğretim stratejisi olarak tanımlanmaktadır (Wang, 2012). Disiplinlerin entegrasyonun nasıl sağlanacağına yönelik olarak ilgili literatürde çok sayıda model yer almaktadır. Smith (2006) bu durumun temel sebebini entegrasyon sürecinin öznel bir şekilde onu oluşturan kişi tarafından şekillendirilebilir oluşuna bağlamaktadır. Bu durum her uygulama için farklı bir model tanımlanabileceği anlamına gelse de birçok araştırmacının bu modelleri sınıflandırma yoluna gittikleri görülmektedir. (Fogarty, 1991; Petrie, 1992; Lederman ve Niess, 1997; Drake ve Burns, 2004). Drake ve Burns (2004) ve Petrie (1992) disiplinlerin entegrasyonuna yönelik multidisipliner, interdisipliner ve transdisipliner olmak üzere 3 yaklaşım tanımlamaktadırlar Multidisipliner Yaklaşım Multidisipliner yaklaşımda öğrencilerden farklı derslerde benzer zamanda öğrendiklerini bir konu ya da bir tema yoluyla bir araya getirmeleri beklenmektedir (Drake ve Burns, 2004). Bu sebeple bu yolla ortaya çıkacak sonuç entegrasyondan ziyade ekleme, yürütülen faaliyetler ise takım çalışmasından ziyade grup çalışması olarak ifade edilmektedir (Petrie, 1992) İnterdisipliner Yaklaşım Lederman ve Niess (1997) bu yaklaşımın multidisipliner yaklaşımdan farkını açıklarken çorba analojisinden yararlanmışlardır. Multidisipliner yaklaşımı heterojen yapıdaki şehriyeli tavuk çorbasına benzeten araştırmacılar, interdisipliner yaklaşımı tüm bileşenlerin (derslerin) homojen yapıda, birbirinden ayırt edilemeyen bir karışım oluşturduğu domates çorbasına benzetmektedirler. İnterdisipliner yaklaşımda program, disiplinler arasındaki sınırların ortadan kalktığı farklı öğrenme alanlarına yönelik ortak öğrenmeyi sağlayacak şekilde organize edilir (Nargund-Joshi ve Liu, 2013). Bu yaklaşımda konu ya da temaların ötesinde öğrenme alanları (disiplinler) düzeyinde bağlantı söz konusudur (Drake ve Burns, 2004). Wang (2012) interdisipliner yaklaşımı, öğrencilerin matematik, fen gibi farklı öğrenme alanlarına yönelik bilgileri yapılandırmalarına imkan tanıyan ve bu bilgileri bir arada

38 16 kullanmalarını gerektiren "güneş enerjisi ile çalışan bir araç yapma" örneği ile açıklamaktadır. Bu yaklaşımda odak noktası yukarıda belirtilen (güneş enerjisi ile çalışan araç) örnekte olduğu gibi "büyük fikir" üzerindedir (Drake ve Burns, 2004) Transdisipliner Yaklaşım Transdisipliner yaklaşımda ise odak farklı öğrenme alanlarından ziyade gerçek yaşam konularıdır (Alberta Education, 2007). Bu yaklaşımda amaç disiplinlere yönelik bilgi ve becerilerden ziyade öğrencilerin gerçek yaşam konularının disiplinlerle olan karşılıklı etkileşimini ve bunların insan hayatını nasıl etkilediğini anlamalarını sağlamaktır (Alberta Education, 2007; Drake ve Burns, 2004; Wang, 2012). Anlamlı öğrenmenin gerçekleşebilmesi için öğrencilerin sınıfta öğrendikleri ile kendi yaşam deneyimleri arasında bağlantı kurmaları gerekmektedir (Kolodner et al., 2003). Bu sebeple yukarıda bahsi geçen modellerden hangisi kullanılırsa kullanılsın başarılı bir entegrasyon için gerçek yaşam bağlamı ele alınmalıdır. Bu yolla öğrenciler gerçek yaşam problemlerinin çözümü için farklı disiplinlerin birbirleri ile nasıl bağlantılı olduklarını keşfederek hem disiplinlere yönelik alan bilgilerini hem de problem çözme becerilerini geliştirebilirler. Özetle başarılı bir entegrasyon öğrencilerin problem çözme sürecini destekleyecek gerçek yaşam problemlerini içermelidir (Wang, 2012; Nargund- Joshi ve Liu, 2013). 2.3 STEM Eğitim Yaklaşımı 21. yüzyıl toplumlarının fen ve teknoloji okuryazarı vatandaşlara duydukları gereksinim; öğrencilerin eğitim yoluyla fen, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarında temel kavramsal anlayış ve beceriler geliştirmeleri gerektiği yönünde bir görüş birliği oluşturmasına rağmen çoğunlukla bu alanlardan yalnızca fen ve matematik K-12 düzeyindeki öğretim programlarında yer almaktadır (NAE, 2010). Bybee (2010) bu durumu STEM eğitiminin önündeki temel engellerden biri olarak tanımlamakta ve teknoloji ile mühendislik disiplinlerinin öğretim programlarına dahil edilmesi gerektiğini belirtmektedir. Fakat bu disiplinlerin tamamının öğretim programlarına dahil edilmesi dahi STEM eğitiminin başarısı için yeterli görülmemektedir (Dugger, 2010). Zira ABD'de az sayıdaki okul STEM disiplinlerinin tamamına yer veren öğretim

39 17 programlarına sahip olmasına rağmen bu programlarda fen, teknoloji, mühendislik ve matematik ayrı alanlar olarak ele alınmakta ve aralarındaki bağlantılara çok az yer verilmektedir (Breiner, Harkness, Johnson ve Koehler, 2012). Bu durum fen bilimleri ve teknoloji uzmanlarının, matematikçilerin ve mühendislerin problemleri çözmek için takım olarak bir arada çalıştıkları teknoloji geliştirme süreçleri ve gerçek yaşam araştırmalarındaki duruma tezat oluşturmaktadır (NAE ve NRC, 2009). Oysa STEM eğitimi, bu alanlardaki profesyonellerin çalışmaları ile mümkün olduğunca bağlantılı olmalıdır (Wang, 2012). Roberts (2012) bu duruma paralel olarak STEM eğitim yaklaşımının disiplinler arasındaki sınırların kaldırıldığı, entegre bir öğretimi gerektirdiğini belirtmektedir. Zira öğrencilerin, STEM kavramlarının gerçek yaşam problemlerindeki uygulamalarına yönelik anlayışlarını geliştirmek için bu entegrasyona ihtiyaç duyulmaktadır (Asghar, Ellington, Rice, Johnson ve Prime, 2012). STEM disiplinlerinin tamamının vurgulandığı entegre programlar yoluyla öğretimin gerçekleştirilmesi düşüncesi STEM eğitiminin doğasına en uygun yaklaşım olmasına rağmen formel eğitimde pratik uygulamalar bağlamında bunun gerçekleştirilebilmesi çok mümkün olmamaktadır. Zira okulların ve öğretim programlarının bugünkü yapısı kazanımlar, kapsam, öğretim etkinlikleri ve değerlendirme yaklaşımları açısından bahsi geçen entegrasyona elverişli değildir (NRC, 2012; Bybee, 2010; NAE ve NRC, 2009). Bu durum STEM eğitiminin farklı şekillerde ele alınması sonucunu doğurmuştur. Bu doğrultuda ele alınan yaklaşımlardan biri STEM disiplinlerinden bir ya da ikisi üzerine odaklanılması durumudur (Sanders, 2009). Dugger (2010), "SteM" olarak adlandırdığı bu eğilimde, teknoloji ve mühendisliğin geri plana itildiğini belirtmektedir. Teknoloji ve mühendislik üzerinde çok az vurgu yapan bu yaklaşım ile STEM eğitimine yönelik beklentilerin karşılanması mümkün değildir (Bybee, 2010). Bir diğer yaklaşım STEM disiplinlerinden birinin ayrı ayrı diğer disiplinler içerisine dahil edilmesidir. Mühendislik disiplinine fen, matematik, teknoloji dersleri içerisinde yer verilmesi bu yaklaşıma örnek olarak verilebilir. Fakat bunun yerine STEM disiplinlerinden birinin içerisine diğer STEM disiplinlerinin dahil edilmesi daha uygun bir yaklaşım olarak görülmektedir. Fen dersi bağlamında gerçekleştirilecek matematik, mühendislik ve teknoloji entegrasyonu bu yaklaşıma örnek olarak verilebilir (Dugger, 2010). Bybee (2010) bu yaklaşıma uygun olarak K-12 düzeyinde öğretim programlarında yer alan fen ve matematik dersleri kapsamına diğer STEM disiplinlerinin entegre edilmesini en

40 18 makul yol olarak ifade etmektedir. Bu düşünce 2013 yılında ABD'de 26 eyaletin işbirliği ile yayınlanan NGSS (Next Generation Science Standarts) adlı yeni fen eğitimi standartlarında ve bu standartlar için temel oluşturması amacıyla NRC (2012) tarafından yayınlanan "K-12 için Fen Eğitimi Çerçevesi: Uygulamalar, Kesişen Kavramlar ve Temel Konular" adlı raporda yansımasını bulmuştur. Bu raporlar çerçevesinde fen eğitiminin, mühendislik ve teknoloji disiplinlerinin entegrasyonunun sağlandığı bir bağlamda gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir (Pratt, 2012). Bu yaklaşımda STEM disiplinlerinin entegrasyonu mühendislik tasarım problemleri çerçevesinde gerçekleştirilmektedir (Roth, 2001; Wendell, 2008; Daugherty, 2012; Strong, 2013). Zira teknolojilerin üretim süreci olarak tanımlanabilecek mühendislik tasarım süreci; temel mühendislik bilgi ve becerileri ile fen ve matematik prensiplerinin kullanımını gerekli kıldığı için STEM disiplinlerinin entegrasyonunu doğal olarak sağlamaktadır (Householder ve Hailey, 2012; NAE ve NRC, 2009; Cantrell, Pekcan, Itanı ve Velasquez-Bryant, 2006). Mühendislik tasarım problemleri çerçevesinde gerçekleştirilen bu entegrasyon, bölüm 2.2.2'de açıklanan interdisipliner yaklaşımla uyum göstermektedir. Mühendislik tasarım problemleri, bu yaklaşımda disiplinlerin entegrasyonu için gerekli temel yapı olarak tanımlanan "büyük fikir" işlevini görmektedir. Wang (2012) tarafından "güneş enerjisi ile çalışan bir araç yapma" olarak örneklendirilen "büyük fikir" aynı zamanda mühendislik tasarım süreci ile çözüme kavuşturulabilecek bir tasarım problemi olarak değerlendirilebilir. Bu sebeple mühendislik tasarım süreci STEM eğitim yaklaşımı için gerçek yaşam bağlamı sağlayarak anlamlı öğrenmenin gerçekleştirilmesine imkan tanıyan ve fen eğitimi bağlamında diğer STEM disiplinlerinin entegrasyonu sağlayan pedagojik bir araç olarak nitelendirilmektedir (Felix, Bandstra ve Strosnider, 2010). 2.4 Fen Eğitimi Bağlamında Teknoloji ve Mühendislik Entegrasyonu Tarihsel bağlamda teknoloji disiplininin okul müfredatlarında yer almasına yönelik çabaların "fen müfredatına teknoloji konularının eklenmesi", "teknolojiye yönelik yeni bir müfredat geliştirilmesi" ve "fen sınıflarında fen-teknoloji-toplum yaklaşımının benimsenmesi" şeklinde üç seçenek çerçevesinde gerçekleştiği görülmektedir (Eijkelhof, Franssen ve Houtveen, 1998). Dolayısıyla doğrudan mühendislik kavramı kullanılmamasına rağmen bazı mühendislik uygulamalarına ve teknolojiye fen eğitimi

41 19 bağlamında yer verilmesi esasında yeni bir düşünce değildir. 1980'li yılların başlarından itibaren fen eğitimi ile teknolojinin (ve mühendisliğin) bir araya getirilmesine yönelik çeşitli girişimler gözlenmiştir. Bu araştırmanın odağını oluşturan fen eğitiminde teknoloji ve mühendislik disiplinlerinin entegrasyonu ile gerçekleştirilecek "Tasarım Temelli Fen Eğitimi" yaklaşımına yönelik açıklamalar öncesinde, teknoloji ve mühendislik disiplinlerinin fen eğitimi bağlamında ele alınmasına yönelik bu tarihsel çabalara yer verilmesi daha uygun görülmüştür Teknoloji ve Mühendisliğin Fen Eğitimine Dahil Edilmesine Yönelik Tarihsel Çabalar Fen eğitiminin nihai hedefi olan fen okuryazarlığı için bireylerin teknolojiye yönelik genel bir anlayışa sahip olmaları gerekmektedir (AAAS, 1989; NRC, 1996; Akçay ve Yager, 2010). Bu durumun doğal bir sonucu olarak fen sınıflarında fen ve teknoloji eğitimini birleştirmeye yönelik çeşitli girişimler gözlenmiştir. ABD'de 1970'lere kadar fen ve teknoloji eğitimi okul müfredatlarında birbirinden bağımsız olarak ele alınmasına rağmen 1970'lerin sonunda Fen-Teknoloji-Toplum hareketinin fen sınıflarının merkezinde yer alması düşüncesi büyük oranda kabul görmüş ve uygulanmaya başlanmıştır (Bybee, Powell, Ellis, Giese, Parisi ve Singleton, 1991; Cajas, 2001). NSTA (1982) tarafından yayınlanan "1980'ler için Fen Eğitimi: Fen-Teknoloji-Toplum" adlı raporda, fen eğitiminin bağlamını oluşturacak genel tema "kişisel ve toplumsal kararlarda fen ve teknolojiye yönelik bilgi ve becerilerin kullanılması ve fenle ilişkili toplumsal konular çerçevesinde fen-teknoloji-toplum arasındaki ilişkinin çalışılması" olarak belirlenmiştir. Tarihsel bağlamda ele alındığında fen-teknoloji-toplum hareketi, fen ve teknoloji eğitimini birlikte ele alan ilk yaklaşım olarak görülmektedir (Cajas, 2001, NAE ve NRC, 2002). Bu periyottan itibaren fen ve teknolojinin sosyal boyutlarının fen programlarında yer alması gerekliliği eğitim politikalarına yönelik birçok raporda yer almıştır (NAE ve NRC, 2002). Amerikan Bilimde İlerleme Birliği (AAAS, 1989) tarafından yayınlanan, fen eğitiminin hedeflerinin standartlara dayalı olarak tanımlanmasını amaçlayan "Tüm Amerikalılar için Fen" raporunda "Fen ve Teknolojinin Önemi" ve "Fen-Teknoloji-Toplum Arasındaki Karşılıklı İlişki" vurgulanmıştır. AAAS (1993), tarafından aynı amaca yönelik olarak hazırlanan "Fen Okuryazarlığı için Kriterler" adlı çalışmada ise fen

42 20 müfredatı içerisinde teknolojiye ait özelliklere "Teknolojinin Doğası" ve "Tasarlanmış Dünya" şeklinde ayrı bölümler halinde yer verilmiştir. Bu raporda doğrudan mühendislik kavramı ile ifade edilmemesine rağmen "Teknolojinin Doğası" bölümünü oluşturan üç alt bölümden biri olan "Tasarım ve Sistemler" bölümünde yer alan kazanımlar mühendislik tasarım sürecine işaret etmektedir (NAE, 2010). Bunlardan kısa bir süre sonra NRC (1996) tarafından yayınlanan ve fen eğitimi kazanımlarını ele alan "Ulusal Fen Eğitimi Standartları" bağlamında programdaki fen ve teknoloji bağlantıları güçlendirilmiştir (NAE ve NRC, 2002). Bu raporda "Fen ve Teknoloji" içerikte yer alacak kazanımlardan biri olarak tanımlanmış ve "Teknolojik Tasarım Becerileri" farklı sınıflar düzeyinde ele alınarak bu kazanımın odak noktasını oluşturmuştur (Lewis, 2006). Ülkemiz bağlamında ele alındığında teknoloji eğitiminin fen eğitimi ile birleştirilmesi düşüncesinin izleri, öğretim yılında uygulanmaya başlanan fen ve teknoloji öğretim programında görülmektedir. Vizyonu, öğrencilerin fen ve teknoloji okuryazarı bireyler olarak yetiştirilmesi olarak belirlenen programda "Fen Bilimleri ve Teknolojinin Doğası" ve "Fen - Teknoloji - Toplum - Çevre İlişkileri" bu vizyonu gerçekleştirmek için tanımlanan boyutlar arasında yer almıştır (MEB, 2006). Programın genel yapısı içerisinde Fen - Teknoloji - Toplum - Çevre (FTTÇ) İlişkileri bağımsız bir öğrenme alanı olarak tanımlanmıştır. Bu öğrenme alanına yönelik kazanımlar, "fen ve teknolojinin sosyal ve çevresel bağlamı" "fen ve teknolojinin doğası" ve "fen ve teknoloji arasındaki ilişkiler" boyutlarını yansıtacak şekilde organize edilmiştir (MEB, 2006). Fen - Teknoloji - Toplum Hareketi ile başlayan fen eğitimi müfredatı kapsamında teknolojiye (ve mühendisliğe) yer verilmesine yönelik bu çabalar; öğrencilerin teknolojinin son kullanıcısı olma durumundan sıyrılıp, teknolojinin nasıl üretildiği ya da fenin gerçekten nasıl uygulandığına yönelik deneyimler yaşadıkları, teknolojik inovasyonların şekillendirdiği karmaşık dünyayı daha iyi anlamalarına olanak tanıyan, toplumun geleceği için hayati öneme sahip fen, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarında kariyer yapmaya istekli hale geldikleri öğretim ortamlarını oluşturma noktasında istenilen düzeyde başarı sağlayamamıştır (Cajas, 2001; NAE ve NRC, 2002; NAE, 2010; NRC, 2012). Zira bu çabalar STEM eğitiminin öngördüğü disiplinlerin entegrasyonuna dayalı, gerçek yaşam bağlamının odakta yer aldığı bir öğretimden

43 21 ziyade fen kapsamına teknoloji (ve mühendislik) konularının eklenmesi şeklinde gerçekleşmiştir. Önceki bölümde açıklandığı üzere bu beklentileri karşılamaya yönelik olarak yeniden yapılandırılan fen eğitiminde (Tasarım Temelli Fen Eğitimi) mühendislik disiplini ve mühendislik tasarım süreci kritik bir öneme sahiptir. Bu sebeple araştırmanın bu bölümünde K-12 düzeyinde mühendislik eğitiminin genel özelliklerine ve mühendislik tasarım sürecine yer verilecektir K-12 Düzeyinde Mühendislik Eğitimi STEM eğitim yaklaşımında yer alan disiplinlerden matematik, fen ve hatta teknoloji K- 12 öğretim programlarında köklü bir geçmişe sahip, öğretim standartları tanımlanmış disiplinler olmalarına rağmen mühendislik için bu durum geçerli değildir (NAE ve NRC, 2009). Bir önceki bölümde tartışılan tarihsel bağlamda fen, teknoloji ve mühendislik entegrasyonunu sağlamaya yönelik girişimler mercek altına alındığında fen ve teknoloji disiplinlerinin bu girişimlerin odağında yer aldığı, mühendislik disiplinin ise bazı uygulamalarına mühendislik kavramı kullanılmaksızın (Örn. MEB (2006) Fen ve Teknoloji Öğretim Programında, mühendislik tasarım sürecinin, teknolojik tasarım süreci olarak ifade edilmesi gibi...) teknoloji kazanımları kapsamında yer verildiği görülmektedir. Wicklein (2003) belirtilen bu durumun aksine K-12 düzeyinde teknoloji yerine mühendisliğe odaklanılmasının daha etkili bir strateji olacağını belirtmekte ve bu iddiasını aşağıdaki gerekçelerle desteklemektedir. - Mühendislik, teknolojiye nazaran daha kolay anlaşılır, - Mühendislik, alanı daha yüksek bir akademik düzeye ulaştırır, - Mühendislik, müfredat tasarımı için sağlam bir çerçeve sunmaktadır, - Mühendislik, matematik ve fen entegrasyonu için idealdir, - Mühendislik, öğrencilerin odaklanabileceği bir kariyer planı sağlar (Wicklein, 2003, s ). Son yıllarda K-12 düzeyinde mühendislik eğitiminin mevcut durumunu iyileştirmek için eğitim standartlarının belirlenmesine yönelik çeşitli girişimler gerçekleştirilmektedir. Bu doğrultuda atılan ilk adım Massachusetts Eğitim Departmanı (MDOE) tarafından 2001 yılında yayınlanan öğretim standartlarının tanımlandığı raporda fen ve teknoloji ile birlikte mühendislik kazanımlarına da yer verilmesi olarak nitelendirilebilir (2006 ve 2010 yıllarında bu kazanımlar güncellenmiştir). Bu rapordan sonra Pennsylvania ve Oregon Eğitim Departmanları da fen, teknoloji ve mühendislik eğitimi için akademik

44 22 kazanımların tanımlandığı birer rapor yayınlamıştır (PDOE, 2009; ODE, 2009). Ulusal Mühendislik Akademisi (NAE, 2010) yayınladığı "K-12 için Mühendislik Standartları" adlı çalışmada mevcut fen, matematik ve teknoloji öğretim programlarında mühendislik eğitimi ile ilişkili kazanımların tespiti sağlanmış ve standartlar için temel teşkil edecek mühendislik konuları belirlenmiştir yılında Ulusal Değerlendirme Yönetim Kurulu (NAGB) tarafından yayınlanan "Teknoloji ve Mühendislik Okuryazarlığı Çerçevesi" adlı taslak rapor K-12 düzeyinde teknoloji ve mühendislik kazanımlarının ulusal bağlamda tanımlanmasını sağlamıştır. Ulusal Mühendislik Akademisi [NAE] ve Ulusal Araştırma Kurulu (NRC) tarafından 2009 yılında yayınlanan "K-12 Eğitiminde Mühendislik: Durumun Anlaşılması ve Beklentilerin Karşılanması" adlı rapor mühendislik disiplininin ilkokul ve ortaokul düzeyinde konumlandırılmasına yönelik kapsamlı bir çerçeve oluşturmaktadır. Bu raporda (NAE ve NRC, 2009, s.5) ilkokul ve ortaokul için mühendislik eğitiminin genel prensipleri; K-12 mühendislik eğitimi, mühendislik tasarımını vurgulamalıdır. K-12 mühendislik eğitimi, öğrencilerin gelişim seviyesine uygun fen, matematik ve teknoloji bilgi ve becerilerini içermelidir. K-12 mühendislik eğitimi, temel mühendislik düşüncelerini desteklemelidir. şeklinde ifade edilmektedir. Yine aynı raporda mühendislik eğitiminin, ilkokul ve ortaokul öğrencilerine, "fen ve matematik öğretimindeki başarılarını, mühendislik ve mühendislerin işleri ile ilgili farkındalıklarını, mühendislik tasarımına yönelik anlayış ve becerilerini artırma, mühendisliği kariyer olarak seçmelerini destekleme ve teknoloji okuryazarlığını geliştirme" olmak üzere katkılar sağladığı belirtilmiştir (NAE ve NRC, 2009, s.49). Bahsi geçen bu katkılar Bybee (2010) tarafından tanımlanan STEM eğitim yaklaşımına yönelik beklentilerle bire bir örtüşmektedir. Bu sebeple mühendislik eğitiminin STEM eğitim yaklaşımı açısından kritik öneme sahip olduğu ifade edilebilir yılında, "Uluslararası Teknoloji Eğitimi Derneği'nin" (International Technology Education Association, ITEA) ismini "Uluslararası Teknoloji ve Mühendislik Eğitimcileri Derneği" (International Technology and Engineering Educators Association, ITEEA) olarak değiştirmesi mühendislik disiplininin öneminin uluslararası bağlamda kabul gördüğünün somut bir örneğidir. Mevcut koşullar altında mühendislik disiplininin K-12 öğretim programlarında bağımsız bir ders olarak yer alması okul yapısında köklü değişiklikler gerektirdiği için

45 23 mühendislik disiplininin uygun aktiviteler ile fen, matematik ve teknoloji disiplinleri ile entegrasyonunun sağlanması K-12 mühendislik eğitimi için en uygun yol olarak görülmektedir (NAE ve NRC, 2009). Felix, Bandstra ve Strosnider (2010) bu entegrasyonu sağlamak için en uygun aktivitenin mühendislik tasarım problemlerinin çözüme kavuşturulduğu mühendislik tasarım süreci olduğunu ifade etmektedir. Bu doğrultuda devam eden bölümde mühendislik tasarım sürecine yönelik açıklamalara yer verilmiştir Mühendislik Tasarım Süreci Tarih boyunca en geniş anlamıyla insanların problemler için çözüm üretmesi olarak kullanılan mühendislik kavramı günümüzde matematik ve fen gibi akademik disiplinlere dayanan bir meslek olarak ifade edilmektedir (Petroski, 1996). Wulf (1998) mühendisliği insanların ihtiyaç ve isteklerini karşılamak için yaratıcılık, fen ve matematiği kullanarak ulaşılabilir çözümler üreten karmaşık bir girişim olarak tanımlamaktadır. Eksikliklerin analiz edilmesi, ekonomi, estetik, iletişim, kalite - kontrol gibi birçok mühendislik girişimi olmasına rağmen mühendisliğin merkezindeki aktivite tasarımdır (Petroski, 1996). NAE ve NRC (2009) tarafından yayınlanan "K-12 Eğitiminde Mühendislik: Durumun Anlaşılması ve Beklentilerin Karşılanması" adlı raporda mühendisliğin en önemli boyutu olarak tasarım gösterilmektedir. Bu yaklaşım mühendisliğe yönelik bazı tanımlamaların doğrudan tasarım bağlamında ele alınması sonucunu doğurmuştur. NAE (2010) tarafından yayınlanan "K-12 için Mühendislik Eğitimi Standartları" adlı raporda mühendislik, kısıtlamalar altında gerçekleştirilen tasarım olarak tanımlanmıştır. Benzer şekilde NAGB (2010) tarafından hazırlanan "Teknoloji ve Mühendislik Okuryazarlığı Çerçevesi" raporunda da mühendislik, insan yapımı dünyanın tasarlanması süreci olarak ifade edilmektedir. Tasarım, birbirinden bağımsız farklı alanlar içerisinde çok yaygın olarak kullanılan bir kavramdır (Wendell, 2008). Mühendislik tasarımı da farklı alanlara yönelik birçok tasarım aktivitesinden yalnızca biridir (Dym, 1994). Tasarım, içerisinde materyal dünyasındaki değişimi etkileme ve mevcut durumu olması istenen şekle dönüştürmeyi barındırır (Simon, 1996). Bu tanımlama tasarım kavramının mühendisliğin yanı sıra grafik tasarımcılığı, moda tasarımcılığı, mimarlık gibi farklı alanlardaki kullanımlarını da anlamlı kılmaktadır. Fakat mühendislik bağlamında tasarım özel bir anlam

46 24 taşımaktadır (NAE ve NRC, 2009). Wendell (2008) eşsiz uygulama alanından dolayı genel tanımları içerisinde tasarımın en uygun olduğu alanın mühendislik olduğunu belirtmektedir. Mühendislik bağlamında, en temel anlamıyla mühendislerin problem çözme yaklaşımı olarak ifade edilen tasarım, problemin tanımlanması ile başlayıp arzulanan performans için tanımlanan kısıtlamaları ve kriterleri karşılayan çözüm ile son bulan bir süreçtir (ITEA, 2007; NAE ve NRC, 2009; NAE, 2010; NRC, 2012). Mühendislik tasarım problemleri için tek bir doğru çözümden söz edilemez, çoğu zaman olası birçok tasarım çözümü ortaya konulabilir. Bu sebeple mühendislik yaratıcı bir çaba olmak zorundadır (NAE ve NRC, 2009, NAE, 2010). Yukarıda açıklanan haliyle doğası gereği yaratıcı bir girişim olan mühendislik tasarım sürecinin, hangi uygulama adımlarının hangi sıra ile izlenmesi gerektiğinin açıkça belirtildiği doğrusal bir süreci yansıtmaması makul bir anlayıştır (NAE ve NRC, 2009). Bununla birlikte mühendislerin tasarım sürecinde yararlandıkları birçok karakteristik adım bulunmaktadır. Mühendisler karşı karşıya kaldıkları tasarım problemi doğrultusunda bu adımları önceden tanımlanmış bir düzen içerisinde değil en uygun çözüm neyi gerektiriyorsa o haliyle kullanırlar (ITEA, 2007). Bu durum mühendislik tasarım sürecinin "karmaşık" olarak değerlendirilmesine sebep olmaktadır (Brunsell, 2012). Süreçteki bu net olmama durumu ilgili literatürde tasarım adımlarının neler olduğuna yönelik farklı değerlendirmeler şeklinde karşılığını bulmaktadır. NAGB (2010) tarafından yayınlanan "Teknoloji ve Mühendislik Okuryazarlığı Çerçevesi" adlı raporda mühendislik tasarım sürecinin tek bir yöntemle sınırlı olmaması gerektiği vurgulanmakta, sürecin kullanılacağı bağlam doğrultusunda farklı adımlarla gerçekleştirilebileceği açıklanmaktadır. Brunsell (2012) konu ile ilgili olarak, alan yazında birçok farklı özellikte tasarım sürecinin bulunduğunu, fakat tüm bu süreçlerde problemin tanımlaması, olası çözümlerin ortaya çıkarılması, çözümlerin analiz edilmesi, test edilmesi, değerlendirilmesi ve gerekiyorsa çözümün yenilenmesi, fikirlerin sunumu gibi benzer beklentilerin bulunduğunu belirtmektedir. Bu noktada sürece yönelik bütüncül bir bakış açısı sağlamak amacıyla Tablo 2.1'de mühendislik tasarım sürecinin K-12 düzeyinde kullanımını konu edinen araştırmalarda benimsenen yaklaşımların süreci hangi adımlar doğrultusunda tanımladığına yer verilmesi uygun görülmüştür. Farklı yaklaşımlar arasındaki benzerlik ve farklılıkların

47 25 daha net ortaya konulması adına her yaklaşım bağlamında tanımlanan adımlar analiz edilmiş ve bu adımlarda yürütülen işlemler belirlenmiştir.

48 Sorular sorma Kısıtlamalar Kriterler Araştırma Beyin fırtınası Tahmin etme Deneysel veri Prototip yapma Optimizasyon Bileşen / sistem Değerlendirme Karar matrisleri Modelleme Analiz Test etme İyileştirme Ödünleşim Sunum yapma İşbirliği İletişim 26 Tablo 2.1 Çeşitli Tasarım Süreci Yaklaşımları ve Yürütülen İşlemler İşlemler Yazar Uygulama Adımları Mentzer (2011) Brunsell (2012) NRC (2012) Wendell et al. (2010) MDOE (2010) Problemin tanımlanması Çözümler + + Analiz/Modelleme + + Deneme Karar verme Takım çalışması + + Problemin tanımlanması Olası çözümlerin geliştirilmesi + Çözümlerin analiz edilmesi + + Çözümlerin en uygun hale getirilmesi İletişim + + Probleminin tanımlanması ve sınırlandırılması + + Olası çözümlerin geliştirilmesi Tasarım çözümünün en uygun hale getirilmesi Problemin tespit edilmesi + + Olası çözümlerin araştırılması En uygun çözümün belirlenmesi + Prototipin yapılması + Prototipin test edilmesi Problem ya da ihtiyacın belirlenmesi + + Problem ya da ihtiyacın araştırılması + Olası çözümlerin geliştirilmesi + + En uygun olası çözümün belirlenmesi Prototipin yapılması + Çözümün test edilmesi ve değerlendirilmesi + + Çözümün paylaşılması + + Yeniden tasarlama +

49 27 Tablo 2.1'de görüldüğü gibi mühendislik tasarım sürecine yönelik çeşitli yaklaşımlar hem uygulama adımlarının sayısı hem de bu adımların adlandırılmaları noktasında farklılık göstermektedir. MDOE (2010) tarafından süreç daha analitik bir perspektifle 8 uygulama adımıyla ifade edilirken, NRC (2012) daha bütüncül bir yapı ortaya koyacak şekilde süreci 3 adımlık bir çerçevede ele almaktadır. Tablo 2.1 tasarım sürecinde yürütülen işlemler bağlamında incelendiğinde ise süreci kaç adımda tanımlamış olursa olsun tüm yaklaşımlar benzer bir yapı oluşturmaktadır. Dolayısıyla tasarım sürecine yönelik yaklaşımlar arasındaki farklılığın gerçekleştirilen pratikler bağlamında değil bu pratikleri çevreleyen başlıklar düzeyinde olduğu söylenebilir. Bu sebeple mühendislik tasarım sürecine yönelik daha derin bir anlayış oluşturmak için sürecin hangi adımlardan oluştuğundan ziyade süreçte gerçekleştirilen işlemlere odaklanılması daha uygun bir yaklaşımdır. Bu işlemleri tanımlarken kullanılan bazı kavramların (kriterler, kısıtlamalar, optimizasyon...) genel anlamlarının yanı sıra mühendislik bağlamında özel anlamları bulunmaktadır (NAE, 2010). Kavramların mühendislik disiplini çerçevesindeki bu anlamları bilinmeden sürecin anlaşılması mümkün değildir. Fakat kavramlara yönelik gerekli açıklamaların tasarım süreci ile birlikte ele alınması bu noktada terimler sözlüğü yaklaşımı ile verilmesine nazaran daha yararlı görülmüştür. Bölümün devamında araştırmada kullanılan tasarım sürecinin genel çerçevesi kapsamında bu kavramlara yönelik açıklamalara yer verilmiştir. Tablo 2.1 ile sürece yönelik farklı yaklaşımlar arasındaki ilişki net bir şekilde ortaya konulmasına rağmen bu gösterim şekli bir sınırlılığı da beraberinde getirmiştir. Tablo 2.1 oluşturulurken yaklaşımlara ait uygulama adımları düşey düzlemde birbiri ardına sıralanmıştır. Bu durum ilgili yaklaşımlarda tasarım sürecinin aşamalı adımlardan oluşan doğrusal bir yapıda ele alındığı gibi yanlış bir düşünceye sebep olabilir. Tablo 2.1'de yer alan tüm yaklaşımlar mühendislik tasarım sürecini döngüsel, yaratıcı, dinamik bir yapı çerçevesinde tanımlamaktadır. Durumun daha net anlaşılması için Şekil 2.1'de MDOE (2010) tarafından önerilen tasarım sürecine yer verilmiştir.

50 28 Şekil 2.1 MDOE (2010) Mühendislik Tasarım Süreci Yaklaşımı Şekil 2.1 incelendiğinde MDOE (2010) tarafından önerilen tasarım sürecinin döngüsel ve dinamik yapısı uygulama adımları arasında belirtilen akış çizgileri yardımıyla açıklanmaya çalışılmıştır. Bu haliyle tasarım süreci hem mühendislik problemlerini çözmeye yönelik sistematik bir yaklaşım yapısını hem de problem bağlamına göre süreçte alternatif yolların kullanımına olanak tanıyan dinamik bir örüntüyü yansıtmaktadır. Hynes (2009) bu dinamik yapıyı açıklarken mühendislerin prototipi yaptıktan sonra "çözümün test edilmesi" ile öngöremedikleri bazı sınırlılıkların farkına vararak "problem ya da ihtiyacın araştırılması" aşamasına geri dönebilecekleri örneğini vermektedir. MDOE (2010) önerdiği bu yaklaşımın 5. sınıftan başlayarak lise son sınıf düzeyine kadar kullanılabileceğini belirtmektedir. NAGB (2010) tarafından yayınlanan "Teknoloji ve Mühendislik Okuryazarlığı Çerçevesi" raporunda ise ilkokul ve ortaokul düzeyinde mühendislik tasarım sürecinin beş uygulama adımı ile ifade edilmesinin daha

51 29 uygun olduğu vurgulanmaktadır. Brunsell (2012) ve Wendel et al. (2010) tarafından önerilen yaklaşımlar bu duruma uygun şekilde süreci beş uygulama adımı çerçevesinde ele almıştır. Bu doğrultuda yürütülen araştırmada beş adımda tanımlanan mühendislik tasarım sürecinin kullanılması uygun görülmüştür. Fakat süreç belirtilen yaklaşımlardan herhangi birindeki uygulama adımlarını aynen kullanmak yerine tüm yaklaşımların senteziyle uygulama adımlarının yeniden adlandırıldığı bir bağlamda ele alınmıştır. Aşağıda bu uygulama adımlarına yönelik açıklamalar yer almaktadır Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Mühendislik tasarım süreci genellikle bir ihtiyaç, istek ya da problemle başlar. Mühendisler, bu aşamada problemi daha iyi tanımlamak için çözümü oluşturacak nihai ürün veya sisteme yönelik kriterleri ve kısıtlamaları sorular sorarak belirlemeye çalışırlar (Brunsell, 2012; NRC, 2012). Başarılı çözümün taşıması gereken özellikler olarak tanımlanan kriterler, ürün veya sistemin fonksiyon, verimlilik düzeyi, dayanıklılık, maliyet vb. konularda kullanıcıların beklentilerini karşılamasını yansıtır. Kriterlerin açık ve ölçülebilir olması tasarımın doğru değerlendirilmesi için önem arz etmektedir. Kısıtlamalar, tasarım çözümünü gerçekleştirirken mühendislerin göz önünde bulundurması gereken yasal, sosyal, ahlaki, estetik, ekonomik vb. sınırlılıklardır. Bu sınırlılıklar tasarım çözümü üzerinde etkili olsa da bunların tamamı değiştirilemez değildir (ITEA, 2007; NAE, 2010; NRC, 2012) Olası Çözümlerin Geliştirilmesi Mühendislik problemleri için daima farklı çözümler bulunmaktadır. Mühendislik tasarım sürecinin en yaratıcı kısmı olan çözümlerin geliştirilmesi aşamasında mühendisler var olan çözümlerin araştırılması, deneysel veriler toplanması ve alternatif çözümlere yönelik beyin fırtınası oturumları şeklinde yaklaşımlar takip ederler. Bu şekilde oluşturulan öncü düşünceler eskiz veya diyagramlar yoluyla ifade edilebilir. Güçlü tasarım grupları bu aşamada süreci tartışmalar ile destekler, farklı kaynaklardan bilgi toplar, elde ettiği bilgileri değerlendirir ve çalışmalarını taslak raporlara döker (NAE ve NRC, 2009; NAGB, 2010; Mentzer, 2011; Brunsell, 2012; NRC, 2012).

52 En Uygun Çözümün Belirlenmesi Mühendislik tasarım problemlerinde kriterleri karşılamanın ve kısıtlamaları yerine getirmenin birden fazla yolu olmasına rağmen mühendisliğin amacı en iyi çözümü tasarlamaktır (NRC, 2012). Problem için en uygun çözüme karar verilmesi detaylı analiz ve uygun değerlendirme yaklaşımları gerektirmektedir. Karar matrisleri bu amaç doğrultusunda mühendislerin başvurdukları araçlar arasında yer alır. Bu matrisler olası çözümlerin problem doğrultusunda tanımlanan kriter ve kısıtlamaları ne düzeyde karşıladığının sistematik bir yaklaşım çerçevesinde analiz edilmesine olanak sağlar (Mentzer, 2011; Brunsell, 2012; NRC, 2012). Mühendislerin bu aşamada yürüttüğü en temel işlem optimizasyondur (NAE ve NRC, 2009). Mümkün olanın en iyisini sağlayacak kullanışlı çözüm oluşturma girişimi olarak tanımlanan optimizasyonda en önemli kriter ve kısıtlamalar doğrultusunda diğer bazı kriter ve kısıtlamalardan ödün verme (trade-off) söz konusudur (ITEA, 2007; NAE ve NRC, 2009; NAGB, 2010). Hangi kriterin önemli olduğu hangi kriterden ödün verileceği hakkındaki karar koşullara bağlı olarak değişmektedir (NRC, 2012). Bu doğrultuda mühendisler en uygun çözümü belirlemede iki yaklaşımda bulunabilirler. Bunlardan daha tercih edilir olanı, olası çözümlerin güçlü yanlarını uygun şekilde bir araya getirecek yeni bir çözüm tasarlamaktır. Bunun mümkün olmadığı durumlarda ise her biri farklı kriterler için uygun olan olası çözümlerin tüm avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırarak mevcut koşullar bağlamında aralarından en uygun olana karar verilmesidir (Mentzer, 2011; NRC, 2012) Prototipin Yapılması ve Test Edilmesi Prototip nihai çözümün bir gösterimi ya da fiziksel, sanal, matematiksel bir modelidir (Hynes, Portsmore, Dare, Milto, Rogers ve Hammer, 2011). Mühendisler prototipleri bir tasarıyı görselleştirmek, tasarının ayrıntılarını ortaya koymak, tasarıyı daha ileri bir seviyeye taşımak ve tasarının performansını test etmek için kullanırlar (NRC, 2012). Kabul edilebilir bir ürün ortaya konulana kadar prototip yapma işleminin tekrar edilmesi buradaki anahtar bileşendir (Koehler, Faraclas, Sanchez, Latif ve Kazerounian, 2005). Mühendisler bu aşamada prototiplerinin (tasarım çözümlerinin) başarısını değerlendirmek için kriter ve kısıtlamalara dayalı uygun testler geliştirerek sonuçlar doğrultusunda iyileştirmelere başvururlar, her iyileştirme sonrası yeniden test etme

53 31 işlemleri ile süreç tekrarlanır (NAGB, 2010; Hynes, Portsmore, Dare, Milto, Rogers ve Hammer, 2011; Brunsell, 2012) İletişim Tüm süreç boyunca mühendisler tasarım takımları içerisinde işbirliği ile çalışırlar (NRC, 2012). Başarılı bir tasarım takımının, rol ve sorumlulukların tanımlanmış olması, teşvik edici atmosfer oluşumu gibi göstergeleri olsa da en temel özelliği iletişimdir (Mentzer, 2011). Sürece yönelik bir adım olarak ele alınmasına rağmen tasarım takımları tüm aşamalarda iletişime önem verirler. Örneğin, "problemin belirlenmesi" aşamasında kısıtlamalar ve kriterlere yönelik anlayışlarını, "test etme, değerlendirme, iyileştirme" sürecinde ise test sonuçlarını, iyileştirmelere yönelik kararlarını, bu kararları verme gerekçelerini paylaşırlar (NRC, 2012). Bu paylaşımlar çözüme yönelik dönüt almak ve çözümü iyileştirmek için gerçekleştirilirken, bu başlık altında ifade edilen paylaşım (iletişim) tasarım çözümünün pazarlanması amacıyla nihai çözümün özellikleri, çözümün başarı kriterleri ve çözümün nasıl elde edildiği konularında gerçekleştirilir (Hynes, Portsmore, Dare, Milto, Rogers ve Hammer, 2011; NRC, 2012). Yukarıda yer alan açıklamalar sürecin problemlerin çözümüne yönelik sistematik bir yaklaşım özelliği gösterdiğini ortaya koymaktadır. Fakat bu yapı otoyollardaki tek giriş ve çıkışa sahip tüneller gibi algılanmamalıdır. Süreç içerisinde gerçekleştirilen bazı pratikler (çözümlerin analiz edilmesi, prototipin test edilmesi gibi...) mühendisler için kontrol noktaları olarak değerlendirilebilir. Bu pratikler yoluyla elde edilen veriler, sıradaki adımı belirleyici olmakta ve bu yolla tasarım süreci dinamik bir yapı kazanmaktadır. ITEA (2007) tarafından hazırlanan "Teknoloji Okuryazarlığı için Standartlar" adlı raporda durumla ilgili olarak testlerle elde edilen sonuçlara bağlı olarak gerçekleştirilen iyileştirmelerin (prototipin yeniden yapılması gibi...) yeniden test edildiğinde yeni iyileştirmeler yapılmasını gerektirebileceğini, bu durumun sonuçlar mühendisleri tatmin edene kadar tekrarlanması gerektiği açıklanmaktadır. Sonuç olarak araştırma bağlamında kullanılan tasarım süreci hem genel çerçevesi belirlenmiş sistematik bir yaklaşımı hem de her tasarım problemi bağlamında yeniden şekillenen dinamik bir yapıyı ifade etmektedir. Şekil 2.2'de araştırma bağlamında kullanılan mühendislik tasarım sürecinin yapısı, uygulama adımları ve gerçekleştirilen pratikler bağlamında özetlenmiştir.

54 32 Şekil 2.2 Mühendislik Tasarım Süreci Tasarım Temelli Fen Eğitimi (TTFE) Günümüzde fen eğitiminin yeniden organizasyonuna yönelik girişimlerde mühendislik disiplini merkezi bir rol üstlenmektedir (Daugherty, 2012). Bu doğrultuda atılan en önemli adım Ulusal Araştırma Kurulu (NRC, 2012) tarafından hazırlanan "K-12 için Fen Eğitimi Çerçevesi: Uygulamalar, Kesişen Kavramlar ve Temel Konular" adlı raporda mühendisliğin resmi olarak fen eğitimine entegrasyonunun sağlanması olarak göze çarpmaktadır (Leonard ve Derry, 2011). Bu raporda fen eğitimi üç temel boyut ekseninde yapılandırılmıştır (Pratt, 2012). Bu boyutlar arasında yer alan "fen ve mühendislik uygulamaları" hem başlı başına öğrenme ürünü olarak ele alınırken hem de etkin bir öğretim stratejisi olarak değerlendirilmektedir (Leonard ve Derry, 2011; Bybee, 2011). Öğrencilerin Tablo 2.2'de belirtilen bu uygulamalara yönelik yeteneklerini geliştirmeleri ve bilimsel bilgi ile mühendislik ürünlerinin nasıl üretildiğini anlamaları işin öğrenme ürünü boyutunu yansıtırken gerçekleştirilecek bu uygulamaların disiplinlere yönelik belirlenen öğretim çıktıları ve diğer değerli sonuçlara ulaşılması için eğitsel bir araç işlevi görmesi ise öğretim stratejisi boyutunu yansıtmaktadır (Bybee, 2011).

55 33 Raporda belirtilen "fen ve mühendislik uygulamaları" Tablo 2.2'de hem fen hem mühendislik disiplinleri için ayrı ayrı ele alınmıştır. Tablo 2.2 Fen ve Mühendislik Uygulamaları 1.Soru Sormak ve Problemi Tanımlamak Bilim gökyüzü neden mavi gibi sorularla başlar ve bu tarz sorulara tatmin edici cevaplar arayan tezler geliştirir. Bilim insanlarının temel uygulamaları olgular hakkında cevaplanabilir sorular oluşturmak, bilineni kanıtlamak, günümüze kadar verilen cevapların doğruluğunu değerlendirmektir. 2. Modeller Geliştirmek ve Kullanmak Bilim genelde yapılar içerir ve doğal bir olguya açıklamalar getirmek için çeşitli model ve simülasyonlar kullanır. Modeller görünmeyen dünyayı hayal edebilmeyi ve araştırmaların ötesine gidebilmeyi sağlar. 3. Araştırmaları Planlama ve Yürütme Mühendislik çözülmesi gereken bir sorun, ihtiyaç ya da arzuyla başlar. Mühendisler, problemleri ve başarılı bir çözüm için kriter ve kısıtlamaları belirlemek için sorular sorarlar. Mühendislikte modeller ve simülasyonlar, var olan bir sistemde kusurun nerede oluşabileceğini analiz etmek ya da yeni bir problem için olası çözümleri test etmek için kullanılır. Bilim insanlarının temel uygulaması, Mühendisler, araştırmaları hem kriter ve değişkenlerin belirlenmesi ve veri olarak önemli olanların açıklığa kavuşturulmasını gerektiren sistematik bilimsel araştırmaları parametreleri belirlemeye yönelik verileri elde etmek hem de tasarımlarını test etmek için kullanırlar. planlamak ve yürütmektir. 4. Bilgiyi Analiz Etmek ve Yorumlamak Bilimsel araştırmalar ile elde edilen bilgilerin Mühendisler tasarımlarının test edilmesi anlamlandırılması için analiz edilmeleri ile elde edilen verileri analiz ederler. Bu gereklidir. Bilim insanları verileri tanımlamak için çizelge, grafik yorumları, görselleştirme, analizler farklı çözümleri karşılaştırarak hangi çözümünün daha uygun olduğunu istatistiksel analiz gibi birtakım araçlar belirlemeye yardımcı olur. kullanırlar. 5. Matematik Kullanmak ve Ölçümsel Düşünme Bilimde, matematik ve ölçüm, fiziksel Mühendislikte, elde edilen ilişkiler ve değişkenleri ve bunlar arasındaki ilişkileri prensiplerin matematiksel ve ölçümsel

56 34 betimlemek için temel ögelerdir. sunumları tasarım sürecinin ayrılmaz bir parçasıdır. 6. Açıklamaları ve Tasarım Çözümlerini Oluşturmak Bilimin amacı dünyanın özelliklerini açıklayıcı Mühendisler problemlere çözüm bulmak teoriler inşa etmektir. Bir teori diğer için mühendislik tasarım sürecini açıklamalardan daha üstünse kabul edilir. kullanırlar. Mühendisler çözümleri Öğrenciler için amaç, olgu için tutarlı, mantıklı oluştururken maliyet, estetik, materyal, açıklamalar geliştirmektir ki bu onların bilimi ya güvenlik... gibi birçok faktörü da sunulan örneği algılayışlarını gösterir. dengelemek zorundadır. Bununla birlikte, mühendisler hangi çözümün daha verimli olacağına karar vermek zorundadır. 7. Kanıttan Teze Ulaşma Bilimde muhakeme ve argüman sunma doğal Mühendislikte, muhakeme ve argüman bir olguyu açıklamak için en temel sunma mühendislik problemleri için en gereksinimlerdir. Bilim adamları uygun çözümü belirlemede gereklidir. açıklamalarını savunmalı, bilgiyi sağlam Mühendisler bu yolla meslektaşları ile kanıtlarla temellendirmeli, kanıtlar ışığında yürütecekleri tartışmalarda tasarım kendi anlayışını irdelemeli, araştırılan olgular kararlarını savunabilirler. için meslektaşlarıyla işbirliği içinde olmalıdır. 8. Bilgiyi Elde Etme, Değerlendirme ve İletişim Bilimin temel uygulamalarından biri fikirlerin açıklanması ve sonuçların çeşitli yollarla diğer bilim insanlarına sunulması ve tartışmalar yapılmasıdır. Bilim bilimsel metinlerden (yazılar, internet, dersler... gibi) anlam çıkarma yeteneği gerektirir. Bu bilginin geçerliğini değerlendirmeye bağlı olarak gerçekleşir. Mühendislikte yeni teknolojilerin üretilmesi ya da var olanların iyileştirilmesi tasarım fikirlerinin açıklanmasına bağlıdır. Mühendisler meslektaşlarıyla bu fikirlere yönelik geniş tartışmalar yürütmelidir. Dahası mühendisler, meslektaşlarının metinlerinden anlam çıkarmalı, bilgiyi değerlendirmeli ve uygun şekilde kullanmalıdır. (NRC, 2012, s.50-53; Pratt, 2012, s ). Mühendislik ve fen eğitiminin entegrasyonunu sağlamada etkin rol oynayan bu "uygulamaların" hem fen hem mühendislik disiplinleri için gerekliliği aşağıda yer alan ifadeler ile belirtilmiştir.

57 35 Fende uygulama yapmak öğrenciye bilimsel bilginin nasıl geliştiğini anlamada kolaylık sağlar, bu tarz direk katılım onlara dünyayı anlamada, modellemede, araştırmada kullanmak üzere geniş yaklaşımları anlamayı öğretir. Mühendislikte uygulamaya katılmak ise öğrencilerin hem mühendislerin işini hem de mühendislik ile bilim arasındaki bağı anlamalarını sağlar. Bu uygulamalara katılmak mühendislik ile fen arasındaki ortak kavramların anlaşılmasını ve bunun ötesinde öğrencilerin bilgilerinin daha anlamlı olmasını sağlar. Fen ya da mühendislikte bu uygulamalar öğrencinin merakını artırabilir, ilgisini çekebilir ve devam eden çalışmalarına motive edebilir. Öğrenciler bilim insanlarının ve mühendislerin işlerinin yaratıcı bir iş olduğunu, onların işlerinin yaşadıkları dünyayı derinden etkilediğini fark ederler (NRC, 2012, sf ). Leonard ve Derry (2011) eğitsel sonuçları yukarıda belirtilen bu uygulamaların öğretimde bilimsel araştırma ve mühendislik tasarım sürecinin birlikte ele alındığı bir bağlamı gerekli kıldığını ifade etmektedir. Böylesi bir bağlam ise mühendislerin, bilim insanlarının, matematikçilerin, teknoloji uzmanlarının bir arada çalıştığı mühendislik problemleri çerçevesinde yapılandırılabilir (NAE ve NRC, 2009). Mühendislik tasarım problemlerinin gerçekleştirilecek fen eğitimi için gerekli bağlamı oluşturduğu bu yaklaşım "Tasarım Temelli Fen Eğitimi (TTFE)" olarak ifade edilmektedir (Kolodner, 2002; Wendell, 2008; Mehalik, Doppelt ve Schunn, 2008). Daugherty (2012) bu yaklaşımda fen kavram ve süreçlerine yönelik öğretimin, mühendislik problemleri doğrultusunda bilimsel araştırma ve mühendislik tasarım süreci yoluyla gerçekleştiğini belirtmektedir. Kolodner et al. (2003) TTFE sürecini açıkladığı modelde bu tanımlamaya paralel olarak "Tasarım / Yeniden Tasarım" ve "Araştırma ve Açıklama" olmak üzere birbiriyle etkileşim halinde bulunan iki öğretim döngüsünden yararlanmıştır. Şekil 2.3'te bu modelin gösterimi yer almaktadır (Kolodner et al., 2003, sf. 511).

58 36 Şekil 2.3 Tasarım Temelli Fen Eğitimi Süreci Kolodner et al. (2003) tarafından önerilen bu modelde süreç tasarım görevinin (mühendislik problemi) anlaşılması ile başlamaktadır. Başarılı çözüm için kriter ve kısıtlamaların belirlenmesi ve öğrenme konularının araştırılması bu aşamada gerçekleştirilmesi gereken işlemler olarak görülmektedir. Bu aşamadan sonra tasarım çözümünü ortaya koymak için bilinenlerin kullanılması yani tasarımın planlanması ile süreç devam etmektedir. Öğrencilerin tasarım planlarını sınıf arkadaşları ile paylaşmalarına imkan tanıyan tüm sınıf oturumu sürecin bir diğer adımını oluşturmaktadır. Bu oturum sonrasında karar verilen tasarım çözümünün ortaya konulması yani inşa etme ve test etme aşaması gelmektedir. Öğrenciler tarafından oluşturulan ürünler gerekli test işlemlerine tabi tutularak elde edilen veriler bir sonraki adım olan analiz ve açıklamada kullanılmaktadır. Bu aşamada sonuçların fen prensipleri çerçevesinde açıklanması beklenmektedir. Son olarak gerçekleştirilecek sunumlarla öğrenciler tasarım deneyimlerini arkadaşları ile paylaşmaktadır. Bu döngüde yer alan "görevi anlama", "sonuçları açıklama" veya "tasarım planı oluşturma" aşamalarında yeni öğrenme konuları ortaya çıktığında doğal olarak araştırma-açıklama döngüsüne başvurulmaktadır. Mühendislik ya da fenle ilişkili olabilecek bu öğrenme konularının araştırılmasında okuma, modelleme, uzman görüşü alma, durumu inceleme, deneyler gerçekleştirme ve bu deneyleri analiz etme gibi çeşitli işlemler yürütülebilmektedir (Kolodner, 2002; Kolodner et al., 2003). Sürece yönelik açıklamalardan anlaşılacağı üzere TTFE'de bilimsel araştırma ve tasarım aktiviteleri birbirilerini destekleyecek bir yapıda bir arada bulunmaktadır. Apedoe, Reynolds, Ellefson ve Schunn (2008) bu yapıyı vurgulayacak şekilde TTFE'yi bilimsel

59 37 araştırma ve mühendislik tasarımının kombinasyonu olarak tanımlamaktadır. Bilimsel araştırma ile tasarım aktiviteleri arasındaki bu etkileşim farklı araştırmacılar (Penner, Lehrer ve Schauble, 1998; Krajcik et al., 1998; Sadler, Coyle ve Schwartz, 2000; Kolodner et al. 2003) tarafından farklı seviyelerde ele alınmıştır. Wendell (2008) bu etkileşimi, gerçekleştirilen sınıf aktivitelerini tasarım / bilimsel araştırma düzlemi üzerinde konumlandırarak tanımlama yoluna gitmiştir. Bu düzlemin bir ucunda ürün tasarlamanın yer almadığı bilimsel araştırma temelli fen aktiviteleri bulunurken düzlemin diğer ucunda ise salt tasarım aktiviteleri (bilimsel araştırma olmaksızın öğrencilerin saman çöpleri ve bant kullanarak bir köprü inşa etmeleri gibi...) yer almaktadır. Bu uçların arasında ise fen aktiviteleri, bilimsel araştırmanın ana hedef olduğu, tasarımın bunu desteklediği; tasarım ve bilimsel araştırmanın birbirini eşit oranda desteklediği ve Kolodner et al. (2003) modelinde olduğu gibi tasarımın temel amaç olduğu ve bilimsel araştırmanın bunu desteklediği gibi farklı düzeylerde konumlandırılmıştır. Wendell (2008) ortaya koyduğu bu düzlemde hangi yaklaşımın diğerinden daha iyi olduğu gibi bir değerlendirme yapılamayacağını düzlemin değerlendirmeden ziyade tanımlama amacı taşıdığını ifade etmektedir. Fakat TTFE'nin merkezini oluşturan uygulamalar tasarım aktiviteleridir (Fortus, 2005). Öğretim sürecinde mühendislik tasarım aktivitelerinin bu şekilde merkezi konumda bulunması öğrencilerin motivasyonlarını artırıcı bir etkiye sahiptir (Lewis, 2006; NAE ve NRC, 2009; Leonard ve Derry, 2011). Wendell (2008) bu durumu tasarım ve inşa etmenin, deney ve araştırmaya göre çocukların doğasına daha uygun olması ile açıklamaktadır. Fortus, Dershimer, Krajcik, Marx ve Mamlok-Naaman (2004) çocukların oyunları incelendiğinde birçok tasarım aktivitesi özelliğinin gözlenebileceğini, bu durumun öğrencilerin bu aktivitelere doğal olarak ilgilerinin olduğunun bir göstergesi olduğunu ifade etmektedirler. Bununla birlikte öğrenciler fen ve matematiğe ait kavram ve becerileri mühendislik problemlerini çözerken öğrenirlerse bu kavramlara sahip olup becerileri daha kolay öğrenebilecek ve bunları daha iyi muhafaza edebileceklerdir. Zira mühendislik tasarımı soyut kavramlar için gerçek yaşam bağlamı sağlamaktadır (NAE ve NRC, 2009). Fakat tüm tasarım problemlerinin fen öğrenimini desteklemek için uygun bağlamı sağlayacağı, bilimsel araştırma veya bilimsel içerik bilgisi gerektireceği söylenemez (Wendell, 2008). Hatta bazı tasarım problemlerinin kavramsal fen bilgilerini

60 38 kullanmaktan ziyada deneme-yanılma metodunu kullanmayı gerektirdiği bile ifade edilebilir (Roth, 2001). Leonard ve Derry (2011) bu sebeplerden dolayı mühendislik tasarımının epistemolojik açıdan fen öğretimi için gerekli bağlamı oluşturmada "tak ve çalıştır" özelliği gösteremeyeceğini belirtmektedir. Crismond (2001) bu doğrultuda fen ve mühendislik disiplinlerine yönelik öğrenme konularının öğretimine izin verecek, öğrencilerin problem çözme, karar verme, etkili takım çalışması yapabilme gibi becerilerine katkı sağlayacak şekilde organize edilmiş bir ortam için tasarım görevlerinin taşıması gereken özellikleri aşağıdaki gibi sıralamaktadır. Tasarım problemleri öğrencilerin yeni bilgi ve beceriler kazanmalarını destekleyici gerçek yaşam bağlamını oluşturacak uygulamalı görevler içermelidir. Tasarım görevleri bilinen ve kullanımı kolay materyallerle yürütülebilmelidir. Tasarım problemleri birden fazla tasarım çözümüne imkan sağlamalıdır. Tasarım görevleri işbirlikli çalışmayı destekleyici öğrenci merkezli aktiviteler olmalıdır. Tasarım görevleri tasarım ürünlerinin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi için tekrarlanabilen adımlarla yürütülmelidir. Tasarım görevleri sınırlı sayıda fen ve mühendislik kazanımıyla bağlantılı olmalıdır. Etkin bir TTFE için tasarım görevlerinin yukarıda belirtilen özellikleri taşımasının yanı sıra sınıfta gerçekleştirilecek aktivitelerin organizasyonun sağlanması da büyük önem taşımaktadır. İlgili literatürde bu organizasyonun farklı araştırmacılar (Tal, Krajcik ve Bluemenfeld, 2006; Penner, Giles, Lehrer ve Schauble, 1997; Sadler, Coyle ve Schwartz, 2000; Roth, 2001; Kolodner et al., 2003; Fortus, Krajcik, Dershimer, Marx ve Mamlok-Naaman, 2005; Doppelt ve Schunn, 2008; Wendell et al. 2010) tarafından farklı şekillerde ele alındığı görülmektedir. Bu araştırmacılar arasından Wendell et al. (2010) tarafından önerilen yaklaşım gerek gerçekleştirilecek öğretimi (bu araştırmada olduğu gibi) üniteler bağlamında ele alması gerekse diğer araştırmaların analizi sonrasında organizasyona yönelik adımların açık yönergeler ile ifade edilmesi açısından önem arz etmektedir. Wendell et al. (2010, s.6) tarafından önerilen öğretim programı geliştirme adımları aşağıda listelenmiştir. 1. Öğrencilere kazandırılması hedeflenen 8-10 arası fen ve mühendislik kazanımının belirlenmesi. 2. Öğrenme hedefleri ile ilişkili bilimsel araştırmaların gerçekleştirilmesine olanak tanıyacak kapsayıcı mühendislik tasarım görevinin (probleminin) belirlenmesi.

61 39 3. Eşzamanlı olarak hem fen öğrenim hedeflerini karşılayacak fırsatlar sağlayan hem de mühendislik tasarım görevini başarmak için öğrencileri hazırlayacak aktivitelerin belirlenmesi. 4. Öğretmen ve öğrencilerin gerçekleştirilecek aktiviteleri takip etmelerini sağlayacak ders planlarının ve öğrenci materyallerinin hazırlanması. 5. Gerekli ek kaynakların oluşturulması (bilimsel araştırmalar için gerekli araçların yapımı için talimatlar, deney düzeneklerinin fotoğrafları gibi...) 6. Pilot çalışmanın gerçekleştirilmesi. 7. Pilot çalışmaya yönelik geri bildirim alma. 8. Tüm ders planlarının ve öğrenci materyallerinin yeniden gözden geçirilmesi. Wendell et al. (2010) tarafından bu sürecin sonrasında gerçekleştirilecek öğretim beş adımlık mühendislik tasarım süreci ekseninde yapılandırılmıştır. Bu doğrultuda ilk ders "problemin belirlenmesi" adımına karşılık gelecek şekilde ünitedeki "büyük mühendislik tasarım görevinin" açıklanmasını içermektedir. Öğrenciler bu aşamada görevi başarıyla tamamlamak için neler bildiklerini ve neleri öğrenmeye ihtiyaç duyacaklarını ifade etmelidir. Mühendislik tasarım döngüsünde sonraki adımı oluşturan "olası çözümlerin araştırılması" aşaması 6-8 ders süresince öğrencilerin büyük tasarım görevini gerçekleştirmek için gerekli bilgi ve becerileri kazanacakları "mini tasarım görevleri" ve "mini bilimsel araştırmaları" içermektedir. Bu aşamada yürütülecek "mini araştırma" ve "mini tasarımların" mümkün olduğunca fiziksel ürün oluşturma ve test etme şeklinde gerçekleştirilmesi önerilmektedir. Bu süreç boyunca öğretmenlerin, öğrencilere elde ettikleri bulguları "en uygun çözümün belirlenmesi" aşaması için kullanmalarına rehberlik etmeleri beklenmektedir. Son olarak "prototipin yapılması" ve "test edilmesi" adımları gelmektedir. Son 2 ya da 3 ders bu doğrultuda öğrencilerin prototiplerini yapma, test etme, iyileştirme ve sınıf arkadaşlarına sürece ve ürüne yönelik sunum yapmaları şeklinde gerçekleşmektedir. Bahsi geçen bu süreç Şekil 2.4'te özetlenmiştir.

62 40 Şekil 2.4 Wendell et al. (2010) Tasarım Temelli Fen Eğitim Süreci Wendell et al. (2010) tarafından önerilen bu yaklaşım TTFE'nin nasıl uygulanacağına yönelik kapsamlı bir çerçeve sunmaktadır. Sürece yönelik açıklamalar ile kazanımlar düzeyinde fen öğretiminin nasıl gerçekleştirileceği detaylı bir şekilde ifade edilmiştir. Fakat fen öğretimi üzerine yapılan bu vurgu TTFE ile ulaşılması beklenen tek hedefin fen kazanımlarının öğretimi olduğu gibi yanlış bir algı oluşturmamalıdır. Zira öğrencilerin, TTFE ile hem hedeflenen fen kavramlarını daha kalıcı ve anlamlı öğrendikleri hem de mühendislik disiplinine yönelik kavramsal anlayış ve beceriler kazandıkları (Ryan, Camp ve Crismond, 2001), fen öğretimine yönelik motivasyonlarının arttığı (Leonard ve Derry, 2011), çeşitli araçlar tasarlama sürecinde yeni bilimsel anlayışlar ve gerçek yaşam problem çözme becerilerini yapılandırdıkları (Fortus, Dershimer, Krajcik, Marx ve Mamlok-Naaman, 2004; Vattam ve Kolodner, 2008), karar verme becerilerini (Felix, Bandstra ve Strosnider, 2010), yaratıcılıklarını (Doppelt, 2009), işbirliği, etkili takım çalışması yapabilme ve iletişim becerilerini geliştirdikleri (Wendell et al., 2010), öğrenme sorumluluklarını üzerlerine aldıkları (Wendell, 2008), mühendisliğe ve mühendislerin işlerine yönelik anlayışlarını ve mühendislik ile fen bilimlerine karşı meraklarını artırarak kariyer planlamalarına bu

63 41 yönde bir opsiyon ekledikleri (Apedoe, Reynolds, Ellefson ve Schunn, 2008) belirtilmektedir. TTFE'ye yönelik bu hedefler Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı'nda (MEB, 2013) belirtilen fen bilimleri dersinin boyutları ile büyük oranda örtüşmektedir. Şekil 2.5'te bu boyutlar ile kesişen TTFE hedefleri sunulmuştur (Görselin orijinali MEB (2013, s.1) de yer almaktadır). Şekil 2.5 MEB (2013) Fen Bilimleri Öğretim Programı ile TTFE ilişkisi Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı açısından TTFE'nin gerekliliğini ortaya koyan bu gösterimin oluşturulmasında izlenen prensip bazı eksikleri beraberinde getirmiştir. Örneğin "Sürdürülebilir Kalkınma Bilinci" alt boyutu ülkeler için kritik önem taşıyan teknolojik inovasyonla büyük oranda ilişkilidir. STEM eğitim yaklaşımı ve TTFE'nin eğitim politikalarında yer alma gereklilikleri arasında teknolojik inovasyonun önemi göz önüne alındığında bu alt boyut ile TTFE arasında ilişki kurulabilir. Fakat Şekil 2.5'te görülen eşleştirme yalnızca belirtilen araştırmacıların beyanları doğrultusunda yürütüldüğü için bu ilişkiye yer verilmemiştir. Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı'nda (MEB, 2006, sf. 15) "... öğrencilerin bilimsel araştırma, teknolojik problem çözme ve karar verme süreçlerine katılmalarını sağlayacak çeşitli etkinlikler kullanılması" gerektiği ifade edilmektedir. Daha önce tartışıldığı üzere TTFE, öğrencilerin bahsi geçen bu süreçlerin tamamını kullanmalarını gerekli kılmaktadır. Bununla birlikte Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı'nda yer alan "Fen - Teknoloji - Toplum - Çevre" kazanımları ve öğrenme etkinliği olarak

64 42 düzenlenecek teknolojik tasarım çalışmaları ile öğrencilerin ulaşmaları beklenen yeterlikler aşağıda belirtilmiştir. Teknolojiyi kullanarak çözülebilir bir problemi anlar ve kendi cümleleri ile ifade eder. Problemin ilgili olduğu konu veya konular hakkında gerekli kapsamda ve düzeyde bilgi edinir. Çözüme yönelik fikir veya fikirler üretir ve gerektiğinde çizimler üreterek bu çizimler üstünde düşünür. Olası çözümün gerektirdiği malzeme, araç ve gereçleri araştırır, belirler ve tanır. Tasarımı gerçekleştirirken kendisinin ve çevresindekilerin güvenliğine ve rahatsız edilmemesine yönelik önlemler alır. Tasarladığı çözümün fiziksel ve/veya bilgisayar ortamında geliştirdiği modelini yapar. Gerekli araç ve gereçleri kullanarak, eldeki malzemeye şekil verir. Elde ettiği ürünü deneyerek amaca uygunluğunu test eder. Ürün üzerinde gerektiğinde geliştirici değişiklikler yapar. Ürettiği çözümün işlevselliğini sınar, benzerleri ile karşılaştırır. Bütün bu süreçte yaptıklarını paylaşmak için rapor hazırlayarak ve/veya sunum yaparak geliştirdiği fikirleri ve ürünü tartışır (MEB, 2006, s. 76). Bahsi geçen tüm bu yeterlikler mühendislik tasarım süreci ekseninde yapılandırılmış TTFE süreci ile birebir örtüşmektedir. Dolayısıyla ülkemizde eğitim - öğretim yılında farklı sınıf düzeylerinde uygulanmakta olan Fen ve Teknoloji Dersi (6., 7. ve 8. sınıflar düzeyinde uygulanmaktadır) ve Fen Bilimleri Dersi (5. sınıf düzeyinde uygulanmaktadır) Öğretim Programları'nın TTFE'nin kullanımını desteklediği ifade edilebilir TTFE ve Karar Verme Becerisi "Karar verme" en geniş anlamıyla birçok alternatif arasından bir seçeneği belirleme eylemi olarak tanımlanabilir (Purzer ve Chen, 2010). Bir beceri olarak ele alındığında ise bu seçimin uygun argümanlar rehberliğinde gerçekleştirilmiş olması gibi bir koşul bu tanıma dahil edilmektedir (Jime'nez-Aleixandre, 2002). Karar vermenin bir beceri olarak tanımlanması, bu becerinin geliştirilmesine yönelik çabaları da beraberinde getirmiştir (Çolakkadıoğlu ve Güçray, 2012). Nitekim "karar verme becerisi" günümüzde eğitimin genel hedefleri içerisinde gösterilmektedir (Clemen ve Gregory, 2000). Bu doğrultuda "karar verme becerisi" ülkemizde de hem

65 43 Fen ve Teknoloji Dersi hem de Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programları'nda öğrencilerin gelişim göstermeleri beklenen yeterlikler arasında yer almıştır (MEB, 2006; MEB, 2013). Karar verme becerilerinin gelişimi için öğrencilere çeşitli fırsatlar sunulmalıdır (ITEA, 2007). Clemen ve Gregory (2000)'ye göre problem çözme sürecinde aktif uygulamalar yapma, akranlarla etkili takım çalışması gerçekleştirme, beyin fırtınası oturumlarına katılım bu doğrultuda değerlendirilebilecek aktivitelerdir. Bununla birlikte öğrencilerin gerçek uygulamalar bağlamında karar verme sürecini yaşamaları, kararlarını analiz etmeleri ve sonuçlarını tartışmaları; karar verme sürecinde profesyonellerin başvurdukları araçları tanımaları ve kullanmaları bu becerinin gelişimi için önem arz etmektedir (NRC, 2002). Mühendislik tasarım sürecine yönelik açıklamaların özetlendiği Şekil 2.2 incelendiğinde yukarıda ifade edilen tüm aktivitelerin mühendislik tasarım süreci içerisinde ele alındığı görülmektedir. Öğrenciler tasarım aktiviteleri boyunca gerçek yaşam problemlerine yönelik farklı çözüm önerileri geliştirmekte, bu öneriler arasından en uygun çözümün ne olacağına karar vermekte, çözüme yönelik bu kararlarını uygun yollarla test etmekte, elde ettikleri sonuçları değerlendirmekte ve bu değerlendirmeler ışığında çözümleri için gerekli olan iyileştirmeleri belirlemektedir. Süreç boyunca bir takımın parçası olarak işbirlikli çalışmalar yürüten öğrenciler hem bu takımlar içerisinde hem de tüm sınıf düzeyinde beyin fırtınası oturumlarına katılmaktadır. ITEA (2007) tarafından tekrarlı karar verme süreci olarak tanımlanan mühendislik tasarımının tüm aşamalarında öğrenciler çeşitli kararlar vermek zorundadır (Denson, 2011). Fakat özellikle "En Uygun Çözümün Belirlenmesi" aşaması yürütülen etkinlikler bağlamında karar verme becerisinin gelişimi için kritik öneme sahiptir. Zira bu aşamada öğrencilerden farklı çözüm önerileri içerisinden en uygun olanına karar vermeleri, bu kararı verirken mühendislerin karar verme sürecinde yararlandıkları araçları kullanmaları, kararlarını uygun argümanlara dayandırmaları beklenmektedir. Bu aşamada yürütülen karar matrisleri yardımıyla her bir çözüm için kriter ve sınırlamaların değerlendirilmesi, bu değerlendirme sonrasında farklı çözümler arasından ödünleşim (trade-off) yapılması gibi işlemler karar verme becerisinin gelişimini desteklemektedir (NRC, 2012; Fila ve Purzer, 2013). Hatta Purzer ve Chen (2010) yürüttükleri bir araştırmada mühendislik eğitiminde karar verme becerisinin

66 44 geliştirilmesinde başvurulan en yaygın yöntemin tasarım projelerinde karar verme becerileri üzerine odaklanılması olduğu sonucuna ulaşmışlardır. Dolayısıyla mühendislik tasarım süreci hem öğrenciler için karar verme deneyimlerinin yaşanacağı gerekli bağlamı oluşturmakta hem de öğrencilerin, profesyonellerin karar verme sürecinde başvurdukları yaklaşımları kullanmalarına imkan sağlamaktadır. Tüm bu açıklamalar ışığında TTFE yoluyla öğrencilerin karar verme becerilerinin gelişimine katkı sağlanacağı ifade edilebilir (Leonard ve Derry, 2011) TTFE'nin Kuramsal Dayanakları Tasarım temelli fen eğitimi, bireylerin bilgilerini kendi deneyimleri ile yapılandırdıkları bilişsel yapılandırmacılık, anlamlı aktiviteler yoluyla diğer insanlardan öğrendikleri sosyal yapılandırmacılık, öğrenimin çeşitli araçlar inşa etme sürecinde gerçekleştiğini ifade eden yapısalcı (constructionist) görüş ve pragmatik felsefe gibi önemli öğrenme kuramlarının açıklamaları ile uyum göstermektedir (Leonard ve Derry, 2011). Fakat tasarım temelli fen eğitimine yönelik kuramsal açıklamaların dayandığı temel yaklaşım, yerleşik öğrenme (situated learning) olarak görülmektedir (Leonard, 2004; Wendell, 2008). Yapılandırmacı yaklaşımın Öğrenme, gerçek hayat bağlamında, gerçek görevler ve sosyal deneyimler ile yapılandırılır. varsayımına dayanan yerleşik öğrenme, bilişsel teorilerde "aktivite", "bağlam" ve "kültüre" sınırlı olarak yer verilmesine yönelik tepkisel bir bakışı da yansıtmaktadır (Kılıç, 2004; Leonard, 2004). Zira "Bu yaklaşımda bilgi üretildiği ve kullanıldığı etkinliğin, bağlamın ve kültürün bir ürünü olarak durumsaldır" (Brown, Collins ve Duguid, 1989, s. 32). Brown, Collins ve Duguid (1989) bu düşünceyi, kelimeleri sözlük yardımıyla öğrenen öğrenciler ile gerçek yaşam bağlamında öğrenenler arasındaki durumu inceleyen bir araştırma ile örneklendirmektedir. Bu araştırmada gerçek yaşam bağlamında kelimelerin çok daha hızlı, farklı anlamları da kapsayıcı şekilde öğrenildiği görülmüştür. Araştırmanın sonucunda meydana çıkan durum, Vygotsky'nin soyut kavramların devam eden sosyokültürel bir aktivite bağlamında kullanılmadığı sürece yararlı olmadığı görüşü ile paralellik göstermektedir (Wendell, 2008). Yerleşik öğrenme kuramı, öğrenmeyi, çevredeki gerçek uygulamalara mümkün olduğunca benzeyen bir bağlamda, diğer durumlarla bağ kurmaya dayanan bir süreç

67 45 kapsamında ele almaktadır (Kılıç, 2004). Anlamlı öğrenmenin gerçekleşebilmesi için öğrenilecek bilgi ve becerilerin içinde yer aldıkları sosyal ve fiziksel bağlamda kullanılmaları gerekmektedir (Brown, Collins ve Duguid, 1989). "Okuldaki öğrenmelerle gerçek yaşamdaki öğrenmeler arasındaki farkların giderilmesi için öğretimin bir bağlam içinde yapılmasına ve otantik etkinliklere gereksinim vardır" (Açıkgöz, 2006, s. 232). Zira soyut kavramların otantik durumlardan bağımsız olarak öğretimi gerçekçi bir yaklaşımı yansıtmamaktadır (Brown, Collins & Duguid, 1989). Oysa okullarda gerçekleştirilen öğretim günlük yaşam uygulamalarından ya da profesyonel mesleklerdeki aktivitelerden oldukça uzaktır (Herrington ve Oliver, 1995). Öğrenmenin günlük yaşamdaki olaylardan elde edilen anlam olarak tanımlandığı yerleşik öğrenme kuramı bu doğrultuda öğrencilerin gerçek hayat bağlamının yansıtıldığı gerçek görevler üzerinde çalışmalarını desteklemektedir (Kılıç, 2004). Herrington ve Oliver (1995) yerleşik öğrenmenin, bilginin gerçek yaşamda nasıl kullanıldığını yansıtacak otantik bağlamı, profesyonellerin (uzmanların) performanslarına ve yürüttükleri süreçlere erişim imkanı sağlayacak gerçek etkinlikleri (gerçek yaşam görevlerini), bu görevler içinde öğrenme ile bütünleştirilmiş değerlendirmeyi destekleyen, öğrencilerin çeşitli rol ve bakış açıları kazandığı, bilginin işbirlikli olarak yapılandırıldığı, soyut bilgilerin şekillendirildiği, saklı bilgilerin açığa çıkartıldığı bir öğretim ortamını oluşturduğunu belirtmektedirler. Bu açıklamalar fen eğitimi açısından ele alındığında tasarım temelli fen eğitimini işaret eden bazı sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Yerleşik öğrenme kuramına göre, soyut fen kavramlarına yönelik anlamlı öğrenmenin gerçekleşebilmesi için öğrencilerin bu kavramların gerçek yaşamda kullanıldıkları bağlamı yansıtacak aktiviteler (gerçek yaşam görevleri) üzerinde, işbirlikli gruplar halinde çalışmaları gerekmektedir. Öğrenciler öğretim süreci boyunca profesyonellerin bu görevleri gerçekleştirirken yürüttükleri işlemlere erişebilmeli ve kendi çalışmalarında bunları yansıtmalıdırlar. Tasarım temelli fen eğitiminin odağında yer alan mühendislik problemleri yerleşik öğrenmenin öngördüğü şekilde öğretim için gerekli gerçek yaşam bağlamını sağlamaktadır. Problemlere çözüm üretmeye çalışan öğrenciler bu süreçte fen kavramlarını aktif olarak kullanır ve bu kavramlara yönelik bir anlayış inşa ederler. Bununla birlikte mühendislerin profesyonel hayatlarında karşılaştıkları problemleri

68 46 çözmek için kullandıkları sistematik yaklaşımlar tasarım süreci yoluyla sınıf ortamına taşınarak öğrencilerin kullanımına sunulur (Leonard, 2004; Wendell, 2008). Özetle "bilimsel bilginin sentezlenmesini ve kullanılmasını içeren sosyokültürel bir aktivite olarak tanımlanabilecek öğrencilerin tasarım aktiviteleri yerleşik öğrenme terminolojisi içerisinde öğrenmenin gerçekleşeceği bağlamı ifade eden, otantik aktivite, olarak işlev görür" (Wendell, 2008, s. 24) İlgili Araştırmalar Bu başlık altında bu noktaya kadar kuramsal çerçevesi çizilmeye çalışılan tasarım temelli fen eğitimine yönelik çeşitli araştırmalara yer verilecektir. Gerçekleştirilen literatür taramasında tasarım temelli fen eğitimine yönelik ülkemizde yürütülen herhangi bir araştırmaya rastlanmamıştır. Yurt dışı literatürde ise 90'ların başlangıcından itibaren fen eğitiminde mühendislik tasarım sürecinin odağa alındığı araştırmaların yer aldığı görülmektedir. Son yıllarda STEM eğitim yaklaşımının artan popülaritesi K-12 düzeyinde tüm kademelerde tasarım temelli fen eğitimini konu edinen araştırmaların sayısının artması sonucunu doğurmuştur. Bahsi geçen araştırmaların tamamına bu başlık altında yer verilmesi mümkün olmadığı için tasarım temelli fen eğitimi sürecini detaylı olarak ele alan, ilkokul ve ortaokul düzeyinde yürütülmüş çalışmaların sunulması daha uygun görülmüştür. Penner, Giles, Lehrer ve Schauble (1997) tarafından öğrencilerin üç boyutlu ürünler tasarlamaları yoluyla fenle ilgili modellemeleri kavramalarına yönelik olarak yürütülen araştırma kapsamında 1. ve 2. sınıfta öğrenim gören toplam 48 öğrenci, öğretmenin sağladığı materyaller yardımıyla fonksiyonel bir insan dirseği modeli tasarlama görevini gerçekleştirmişlerdir. Bu tasarım görevi yardımıyla fen bağlamında öğrencilerin dirseğin yapısına yönelik anlayış geliştirmeleri ve kuvvet, tendon ve yük konumu arasındaki matematiksel ilişkiyi açıklamaları beklenmiştir. Sınıf aktivitelerinin gözlenmesi ve öğrencilerle yürütülen mülakatlar yoluyla verilerin toplandığı bu araştırma sonucunda deneysel sürecin, modellerin işlevselliğini değerlendirme becerisinin gelişimine katkı sağladığı belirlenmiştir. Roth (2001) basit makineler konusunda 6. sınıf (10 öğrenci) ve 7. sınıftan (16 öğrenci) toplam 26 öğrenci ile yürüttüğü araştırmada öğrencilerin gerçekleştirecekleri tasarım aktivitelerini mühendislik uygulamalarıyla eşleştirmiş ve bu doğrultuda

69 47 gerçekleştirilecek ürün tasarım aşamalarını; ilk taslak ve inşa planlarının oluşturulması, bu planların slâytlar, grafikler, tablolar gibi yollarla ifade edilmesi, üç boyutlu prototipin yapılması, performans testlerinin gerçekleştirilip analiz edilmesi ve son olarak oluşturulan ürünün sunulması olarak tanımlamıştır. Sürecin akademik başarıya etkisi basit makineler başarı testinin işlem öncesi ve sonrası uygulanması yoluyla belirlenmiştir. Mühendislik tasarım süreci ile gerçekleştirilen öğretimin değerlendirilmesi için sürecin başlangıcı, ortası ve sonunda mülakatlar yürütülmüş, dersler video kayıt altına alınmış ve tüm öğretim materyalleri (öğrenci ürünleri, çalışma kağıtları gibi ) veri kaynağı olarak kullanılmıştır. Elde edilen bulgular sürecin akademik başarının artmasına yardımcı olduğunu ortaya koymuştur. Sadler, Coyle ve Schwartz (2000) gerçekleştirdikleri araştırmada öğrencilerin kendilerine sunulan prototipleri iyileştirmelerini amaçlamışlardır. 6. sınıfa devam eden 17 öğrencinin yer aldığı araştırmada farklı bilimsel süreçlerin odağa alındığı altı öğretim modülü kapsamında öğretim gerçekleştirilmiştir. Öğrencilerin prototipi iyileştirme sürecindeki bilişsel çabalarıyla kritik fen prensiplerini keşfettikleri, aynı zamanda sürecin öğrencilerin bilimsel süreç becerilerin gelişimine katkı sağladığı tespit edilmiştir. Tal, Krajcik ve Bluemenfeld (2006) yürüttükleri çalışmada Bisiklet sürücüleri niçin kask takmalıdır? şeklindeki yönlendirici bir soruyla konuya başlamışlar daha sonra bu soru çerçevesinde öğrencilerden küçük bir oyuncak araba içerisinde taşınan yumurtayı koruyacak mini bir kask geliştirmelerini istemişlerdir. Bu tasarım etkinliği ile öğrencilerin mekanik, kuvvet, kütle, sürat, ivme ve bunların birbirleriyle ilişkisini açıklayan Newton un hareket kanunları konusunda derin kavrayışlar geliştirmeleri beklenmiştir. Konuya yönelik akademik başarı testinin öğretim öncesi ve sonrası uygulanması ile elde edilen veriler 29 kişiden oluşan deney grubunun toplam 49 kişiden oluşan diğer iki sınıfa nazaran daha başarılı olduğu sonucunu ortaya koymuştur. Bununla birlikte aynı araştırmada öğretmen özelliklerinin yöntemin başarısını etkilediği sonucu da tespit edilmiştir. Kolodner et al. (2003) yürüttükleri araştırmada TTFE sürecine yönelik kapsamlı bir analiz gerçekleştirmiştir. Ders sürecinde izlenecek uygulama adımlarının açıkça ifade edildiği araştırmada uygulama örneği olarak "Hareket Halindeki Araçlar" ünitesinin 8 haftalık öğretim etkinliklerine yer verilmiştir. Ünitedeki nihai tasarım hedefi mekanik

70 48 güçle çalışan bir aracın 10 cm yüksekliğe tırmanmasını sağlamak olarak belirlenmiştir. Bu doğrultuda nihai tasarımın oluşturulması aşamasına kadar öğrencilerin düşük sürtünme yüzeyli rampa için en uygun arabayı tasarlama, balonla çalışan kızaklı arabalar ve lastik bantla hareket edecek araçlar tasarlama gibi mini tasarımlar oluşturmaları sağlanmıştır. Bu tasarımlar yoluyla öğrencilerin temel mekanik ve Newton un hareket kanunlarına yönelik derin bir kavrayış geliştirdikleri gözlenmiştir. Araştırmacılar tarafından iki öğretim yılı boyunca uygulanan bu ünite kapsamında 240 öğrenciye ait veriler işbirliği sırasındaki müzakere, görev dağılımı, ön bilgileri kullanmaya yönelik girişim, ön bilgi yeterliliği, fen sözlüğü (fen kelimelerinin kullanımı), "bilimsel uygulama (göreve uygunluk)" ve "oto-kontrol" olmak üzere yedi boyut doğrultusunda video kayıtları analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular sonucunda sürecin bu boyutlar üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Doppelt, Mehalik, Schunn, Silk ve Krysinski (2008), 8. sınıfa devam eden 38 öğrenci ile elektrik ünitesi bağlamında yarım dönem boyunca yürüttükleri araştırmada tasarım temelli fen eğitiminin hem düşük seviyede hem de yüksek seviyede başarıya sahip öğrencilerin akademik başarısını arttırdığı sonucuna ulaşmışlardır. Akademik başarı testinden elde edilen verilere göre yüksek seviyede başarıya sahip öğrencilerdeki gelişimin daha fazla olduğu gözlenmiştir. Öğrenci ürün dosyalarının analizi ile elde edilen veriler düşük başarıya sahip öğrencilerin tasarım sürecinde daha üretken olduklarını göstermiştir. Sunumların kalitesine yönelik olarak öğretmen ve akran değerlendirme sonuçları yine düşük başarıya sahip öğrenciler lehinedir. Schnittka ve Bell (2011) yürüttükleri araştırmada mühendislik tasarım aktivitelerinin 8. sınıf öğrencilerinin ısı enerjisi ve ısı transferi konusundaki kavramsal bilgilerine etkisini incelemişlerdir. Aynı öğretmen tarafından derslerin yürütüldüğü toplam 71 öğrencinin bulunduğu üç sınıf araştırmanın çalışma grubunu oluşturmuştur. Bu sınıflardan ilkinde (27 öğrenci) dersler öğretmenin bir önceki öğretim döneminde kullandığı bilimsel araştırma - sorgulamaya dayalı aktif öğretim yöntemleri ile yürütülmüştür. Diğer sınıfta (23 öğrenci) dersler, öğretim süreci öncesi uygulanan test sonuçları doğrultusunda tespit edilen kavramlara yönelik olarak yapılandırılmış deneyler ile zenginleştirilmiş (bu deneyler bağlamında öğrencilerin bilimsel araştırma süreçlerini kullanmaları sağlanmıştır) mühendislik tasarım süreci yürütülmüştür. Son sınıfta (21 öğrenci) ise dersler özel deneyler olmaksızın yalnızca mühendislik tasarım süreci ile yürütülmüştür.

71 49 Derslerin mühendislik tasarım süreci ile yürütüldüğü sınıflar için diğer sınıfla aynı öğretim hedeflerine sahip "Penguenleri koruyalım" ünitesi geliştirilmiştir. Ünite bağlamındaki tasarım görevi ampul yardımıyla ısınan test fırınında penguen şeklindeki buzları erimeden koruyacak kaplar inşa etmek olarak belirlenmiştir. 12 ders saati süren uygulamalar sonrasında kavramsal gelişimin özel deneylerle zenginleştirilmiş mühendislik tasarımları ile yürütülen sınıfta en fazla olduğu, yalnızca tasarım sürecinin kullanıldığı sınıfta ise en az olduğu gözlenmiştir. Marulcu (2010) yürüttüğü araştırmada 5. sınıf basit makineler ünitesi bağlamında özel olarak hazırlanmış legoların materyal olarak kullanıldığı tasarım temelli fen eğitimi süreci ile bilimsel araştırma temelli öğretim sürecinin öğrencilerin akademik başarıları üzerine etkisini incelemiştir. Öğretim için her iki grupta da 11 ders saati kullanılmıştır. Tasarım temelli fen eğitimi için hazırlanan ünite bağlamında öğrencilerin büyük tasarım görevini gerçekleştirmek için ihtiyaç duyacakları bilgi ve becerileri geliştirmeye yönelik mini araştırmalar ve mini tasarım görevlerine yer verilmiştir. Başarı testi ve basit makineler ile ilgili yürütülen mülakatlar her iki öğretim sürecinin de öğrencilerin başarılarına katkı sağladığı sonucunu ortaya koymuştur.

72 50 BÖLÜM III: YÖNTEM 3.1 Araştırmanın Modeli Tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının öğrencilerin akademik başarıları, karar verme becerileri, mühendislik disiplinine yönelik ilgi ve yeterlikleri üzerine etkisinin araştırıldığı bu çalışmada karma yöntem araştırması kullanılmıştır. Karma yöntem tek bir araştırmada ya da bir araştırma dizisinde hem nitel hem nicel verilerin toplanması, analiz edilmesi ve birleştirilmesine odaklanılan bir araştırma yöntemidir (Creswell ve Plano Clark, 2007, s.5). Punch (2005) nicel ve nitel yöntemlerin bu şekilde bir araya getirilmesinin temel nedenini iki yaklaşımın güçlü yanlarından faydalanmak ve zayıf yönlerini telafi edebilmek olarak açıklamaktadır. Karma yöntem araştırmasının temel varsayımı nitel ve nicel araştırma yaklaşımlarının bir araya getirilmesinin bu yaklaşımlardan herhangi birine nazaran araştırma problemine yönelik daha kapsamlı bir anlayış sağlayacağı düşüncesidir (Creswell ve Plano Clarck, 2007). Karma yöntem, araştırma problemleri ile ilgili farklı araştırma yöntem ve yaklaşımlarının kullanımına olanak sağlayarak araştırmacıya genişletici ve yaratıcı bir bağlam sağlar (Gökçek, 2008). Çepni (2010) bu durumun bir sonucu olarak karma araştırma yönteminin insan bilimlerinde gün geçtikçe daha fazla önem kazandığını ifade etmektedir. Bahsi geçen bu avantajlarına rağmen karma yöntem araştırmalarını yürütmek bazı zorlukları da beraberinde getirmektedir (Creswell ve Plano Clarck, 2007). Nitel ve nicel yaklaşımların her birine yönelik derinlemesine bilgi sahibi olmak ve bu bilgileri araştırma sürecinde aktif bir şekilde kullanmak bu zorluklar arasında yer almaktadır (Çepni, 2010). Cambazoğlu Bilici (2012) karma yöntem araştırmaları için araştırmacının hem nitel hem nicel araştırma yöntemlerine hâkim olmasını elzem koşul olarak ifade etmektedir. Bununla birlikte karma yöntem araştırmaları için bir diğer problem nitel ve nicel yaklaşımların ne şekilde bir araya getirileceği meselesidir. Punch (2005) iki yaklaşımı bir araya getirmek için olasılıkları; bir yaklaşımı diğerine eklemek, iki yaklaşımı birlikte dokumak, iki yaklaşımı bütünleştirmek ve iki yaklaşım arasında bağlantılar kurmak şeklinde ifade etmektedir. Bu farklı olasılıklar karma yöntem araştırmaları için farklı desenlerin ortaya çıkması sonucunu doğurmuştur. Araştırmacıların hangi karma yöntem araştırma desenini kullanacaklarına yönelik

73 51 kararlarını verirken aşağıda belirtilen 3 boyut ekseninde bir değerlendirme yapmaları gerekmektedir (Creswell ve Plano Clarck, 2007). a) Sıralama Kararı: Araştırmada nitel ve nicel yaklaşımların sıralamasının ne şekilde gerçekleştirileceği ile ilgili olan bu karar, araştırmacının verileri hangi sırada kullandığını ifade etmektedir. Bu sebeple verilerin hangi sıra ile toplandığının ötesinde hangi düzende analiz edildiği ve yorumlandığı ile ilişkilidir (Creswell ve Plano Clarck, 2007). b) Ağırlık (Öncelik) Kararı: Ağırlık, araştırma problemlerine cevap ararken nitel veya nicel yöntemlerin göreli önemini ifade etmektedir (Creswell ve Plano Clarck, 2007). Karma araştırma yönteminde araştırmacılar nicel ve nitel verilere eşit önem verebilecekleri gibi bir veri setine diğerine nazaran daha fazla ağırlık verebilirler. (Creswell, 2002). c) Bütünleştirme Kararı: Creswell ve Plano Clarck (2007) nicel ve nitel verilerin bütünleştirilmesine yönelik üç strateji tanımlamaktadır. Bunlar; nitel ve nicel verilerin bağımsız olarak toplandıktan sonra iki veri setinin açık bir şekilde bir araya getirildiği "veri dizilerinin birleştirilmesi", bütünleştirmenin yalnızca veri aşamasında değil tasarım aşamasında gerçekleştiği "tasarım aşamasında verilerin gömülmesi" ve bir veri tipinin diğer bir veri tipinin analizine bağlı olduğu "veri analizine bağlı veri toplama" olarak ifade edilebilir. Creswell ve Plano Clark (2007) sıralama, ağırlık ve bütünleştirme kararına bağlı olarak dört temel karma yöntem araştırma deseni tanımlamıştır. Devam eden bölümde bu desenlere yönelik kısa açıklamalara yer verilmiştir. i. Zenginleştirilmiş Desen Bu desen araştırmacının sayısal istatistiki sonuçlarla nitel bulgular arasında doğrudan bir karşılaştırma yapmak veya nicel sonuçları nitel verilerle onaylamak ve genişletmek istediği durumlarda kullanılır (Creswell ve Plano Clark, 2007, s.62). Punch (2005) bir araştırma türünden edinilen bulguların, diğer araştırma türünden edinilen bulgular ile denetlendiği bu desende temel amacın bulguların geçerliğini artırmak olduğunu ifade etmektedir. ii. Açıklayıcı Desen İki aşamada yürütülen bu desende nicel verilerin toplanması ve analiz edilmesi araştırmanın ilk bölümünü oluştururken, nitel verilerin toplanması ve analiz edilmesi

74 52 ikinci aşamayı oluşturmaktadır (Smith, 2012). Desen, nicel verilerin nitel bulgular ile açıklanması gerektiği ya da yürütülecek nitel araştırmanın katılımcılarına, nicel bulgulara dayalı olarak karar verildiği durumlarda kullanılmaktadır (Plano Clark, Vicki Huddleston, Churchill, O'Neil Green ve Garrett, 2008). iii. Keşfedici Desen Keşfedici desen açıklayıcı desene benzer şekilde iki aşamada yürütülmektedir. Çalışmanın ilk aşaması açıklayıcı desenden farklı olarak nitel verilerin toplanması ve analiz edilmesinden oluşurken, nicel verilerin toplanması ve analiz edilmesi ise ikinci aşamayı oluşturmaktadır (Smith, 2012). Creswell ve Plano Clark (2007) desenin alan yazında bulunmayan bir ölçü aracı geliştirme sürecinde ya da değişkenlere yönelik yeterli bilginin bulunmadığı durumlarda önemli değişkenleri belirlemek amacıyla kullanılabileceğini belirtmektedir. iv. İç içe Gömülü Desen Bu desende çalışmayı yönlendiren temel bir araştırma yöntemi ve destekleyici ikinci bir yaklaşım bulunmaktadır (Smith, 2012). Çalışma temel olarak geleneksel nicel veya nitel yöntem ekseninde yürütülürken, çalışmanın herhangi bir diliminde (öncesinde, süresince veya sonrasında) çalışmayı genişletmek için destekleyici veri seti toplanır. Bir veri türünün diğer veri türü ile karşılaştırıldığı zenginleştirilmiş desenden farklı olarak, iç içe gömülü desende iki veri türü araştırmanın farklı beklentilerini (sonuçların ölçülmesi ve deneysel sürecin betimlenmesi gibi...) karşılamak için kullanılır (Plano Clark, Vicki Huddleston, Churchill, O'Neil Green ve Garrett, 2008). Yürütülen bu araştırma kapsamında nicel veriler gerektiren (iki değişken arasındaki ilişkinin varlığını araştırmaya yönelik) alt problemler ile birlikte nitel verilerin toplanmasını gerektiren (sürecin betimlenmesine yönelik) alt problemler de yer almaktadır. Bu doğrultuda araştırmanın karma yöntem araştırmasının iç içe gömülü deseniyle uyum gösterdiği ifade edilebilir.

75 53 Şekil 3.1 İç içe Gömülü Desen (Plano Clark, Vicki Huddleston, Churchill, O'Neil Green ve Garrett, 2008, s.1551) Şekil 3.1 de nitel verilerin nicel çerçeve içerisine gömülü olduğu durum gösterilmiştir. İç içe gömülü desen bu gösterimden farklı olarak nicel verilerin nitel çerçeve içerisine gömülmesi şeklinde de gerçekleşebilmektedir (Creswell ve Plano Clark, 2007). Fakat bu desen Şekil 3.1 de ifade edilen haliyle, özellikle araştırmacıların deneysel çalışmalarını nitel veriler ile genişletmek istediklerinde kullanışlıdır (Plano Clark, Vicki Huddleston, Churchill, O'Neil Green ve Garrett, 2008). Zira Creswell ve Plano Clark (2007) bahsi geçen araştırma tasarımını, iç içe gömülü desenin özel bir uygulama türü olarak deneysel gömülü desen olarak tanımlamıştır. Nicel, deneysel yaklaşım ekseninde kurgulanan bu desende nitel veri seti yönteme katkı sağlayıcı bir rol üstlenmektedir. Yürütülen araştırma bu açıklamaya paralel olarak tek grup öntest sontest deneysel deseninde tasarlanmıştır. Araştırmanın nitel verileri bu yaklaşım içine gömülü olacak şekilde elde edilmiştir. Dolayısıyla araştırmanın temel yönlendiricisi nicel yaklaşım olurken nitel veriler araştırma kapsamında destekleyici, ikincil bir bakış açısı sunmaktadır. Deneysel gömülü desen, nitel verilerin uygulama öncesi veya sonrasında toplandığı iki aşamalı veya nitel verilerin uygulama süresince toplandığı tek aşamalı modeller doğrultusunda yapılandırılabilir (Sandelowski, 1996; Creswell ve Plano Clark, 2007). Şekil 3.2 de deneysel gömülü desenin hem iki aşamalı hem de tek aşamalı olarak ele alındığı kapsayıcı bir görsele yer verilmiştir.

76 54 Şekil 3.2 Deneysel Gömülü Desen (Creswell ve Plano Clark, 2007, s.68) Creswell, Shope, Plano Clark ve Green (2006, s.4) deneysel gömülü desende nitel verilerin uygulamalar süresince toplanmasının amaçlarını; Nicel sonuçların katılımcıların nitel ifadeleri ile onaylanması, Uygulamanın katılımcılar üzerlerine etkisinin anlaşılması, Uygulamalar süresince katılımcıların yaşadığı, öngörülemeyen deneyimlerin anlaşılması, Uygulamanın sonuçlarını etkileme potansiyeli olan anahtar yapıların belirlenmesi, Uygulamanın yürütülmesine yardımcı olabilecek kaynakların belirlenmesi, Deney grubunun yaşadığı sürecin anlaşılması ve betimlenmesi, olarak ifade etmektedir. Yürütülen araştırmada nitel verilerin temel kullanım amacı yukarıda ifade edilen amaçlar arasında yer alan uygulamanın katılımcılar üzerine etkisinin anlaşılmasıdır. Bu sebeple araştırma kapsamında deneysel gömülü desen, nitel verilerin uygulamalar süresince toplandığı tek aşamalı modele uygun olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda araştırmanın deseni iç içe gömülü desenin özel bir türü olarak tek aşamalı deneysel gömülü desen olarak ifade edilebilir. Bu desen, karma yöntem araştırma desenlerinin belirlenmesinde etkili olan üç kriter açısından değerlendirildiğinde sıralama olarak eş zamanlı, ağırlık olarak nicel ağırlıklı ve bütünleştirme açısından nitel verilerin nicel tasarım içine gömüldüğü kategori içerisinde yer almaktadır. Bu doğrultuda yürütülen araştırma süreci Şekil 3.3'de özetlenmiştir.

77 55 Şekil 3.3 Araştırma Süreci Deneysel Desen Deneysel araştırma değişkenler arasındaki neden - sonuç ilişkilerini açıklamak için en uygun yaklaşımdır (Fraenkel ve Wallen, 2006; Neuman, 2013). Bu araştırmada tasarım temelli fen öğretiminin gerçekleştirildiği tek grup öntest - sontest deneysel deseni kullanılmıştır. Deneysel işlemin etkisinin tek bir grup üzerinde yapılan çalışmayla test edildiği bu desende bağımlı değişkene ilişkin ölçümler aynı ölçme aracının uygulama öncesi öntest, uygulama sonrasında ise sontest olarak kullanılması ile elde edilmektedir (Büyüköztürk, Kılıç Çakmak, Akgün, Karadeniz ve Demirel, 2008).

78 56 Yürütülen bu araştırma kapsamında tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları ile öğrencilerin akademik başarıları, karar verme becerileri ve mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeyleri arasındaki neden - sonuç ilişkilerinin açığa çıkartılması amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda yürütülen tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları araştırmanın bağımsız değişkeni olarak tanımlanırken, öğrencilerin akademik başarıları, karar verme becerileri ve mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeyleri araştırmanın bağımlı değişkenleri konumundadır. Bu değişkenler arasındaki ilişkinin açığa çıkartılması için 7. sınıf kuvvet - hareket ünitesine yönelik akademik başarı testi (O 1 ), karar verme beceri testi (O 2 ) ve mühendislik disiplini bilgi formu (O 3 ) kullanılmıştır. Araştırmanın deneysel deseni Tablo 3.1'de özetlenmiştir. Bu gösterimde yer alan "X" sembolü araştırmada gerçekleştirilen tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarını ifade etmektedir. Tablo 3.1 Araştırmanın Deneysel Deseni Öntest Uygulama Sontest O 1 O 2 O 3 X O 1 O 2 O 3 Alan yazın bölümünde tartışıldığı üzere tasarım temelli fen eğitimi, salt fen öğretim yaklaşımı olmanın ötesinde mühendislik disiplininin ilköğretim düzeyinde ele alınmasına imkân sağlayan bir bağlam hüviyetindedir. Bu araştırma kapsamında gerçekleştirilen tasarım temelli fen eğitimi uygulaması da bu doğrultuda STEM eğitim yaklaşımı için bir model olarak ele alınmıştır. Dolayısıyla bu çalışmada tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının akademik başarı açısından başka fen eğitimi uygulamalarına nazaran ne derece başarılı (ya da başarısız) olduğu üzerine odaklanılmamış, uygulamanın etkililiği öğrencilerin fen ve mühendislik disiplinlerine yönelik gelişimini desteklemesi açısından değerlendirilmiştir. Araştırmanın odağındaki bu bakış açısı, çalışmanın tek grup üzerinden yürütülmesinin temel nedenini oluşturmaktadır. İlgili alan yazın incelendiğinde tasarım temelli fen eğitimine yönelik olarak gerçekleştirilen birçok araştırmanın da bu doğrultuda (Apedoe, Reynolds, Ellefson ve Schunn, 2008; Fortus, Dershimer, Krajcik, Marx ve Mamlok-Naaman, 2004; Doppelt, Mehalik, Schunn, Silk ve Krysinski, 2008; Sullivan, 2008) tek grup öntest - sontest deneysel deseninde yürütüldüğü görülmektedir.

79 Durum Çalışması Araştırmanın nitel boyutunda öğrencilerin uygulamalar boyunca mühendislik tasarım sürecine yönelik yeterliklerinin nasıl değiştiği üzerinde durulmuştur. Sürecin içerdiği uygulama adımları araştırma kapsamında ele alınan nicel değişkenlerle doğrudan ilişki içerisinde olduğu için (nicel değişkenler içerisinde yer alan karar verme becerisi ile tasarım süreci uygulama adımlarından en uygun çözümün belirlenmesi gibi...) deneysel gömülü desenin yapısal özelliğine uygun olarak bu kapsamda elde edilen nitel veriler nicel sonuçları destekleyici bir bağlam oluşturacaktır. Bu sebeple yürütülen araştırmada nitel araştırma metodolojisi desenlerinden biri olan durum çalışması yöntemi kullanılmıştır. Zira, durum çalışması, yöntemin ve çıkarılan sonuçların uygunluğunun sınanmasına imkan sağlamaktadır (Mayring, 2011). Merriam (2013) durum çalışmasını, sınırlı bir sistemin derinlemesine betimlenmesi ve incelenmesi olarak tanımlamaktadır. Bu tanım içerisinde yer alan sistem kavramı "incelenecek durumu" yansıtmaktadır. Yin (2009) "incelenecek durumun" bir birey olabileceği gibi kararlar, programlar, uygulama süreçleri ve örgütsel değişimler de olabileceğini ifade etmektedir. Bu çalışma kapsamında da incelenecek durum öğrenciler tarafından yürütülen mühendislik tasarım süreci olarak belirlenmiştir. Mühendislik tasarım süreci, uygulama adımları (alt bileşenler) kapsamında incelenmiş ve analiz birimleri (öğrenciler) açısından karşılaştırılmıştır. Bu sebeple araştırma kapsamında Yin (2009) tarafından ifade edilen durum çalışması çeşitlerinden iç içe geçmiş çoklu durum çalışması kullanılmıştır. Durum çalışmalarında çoklu veri kaynağı ve veri toplama yöntemleri kullanılabilir (Punch, 2005). Yıldırım ve Şimşek (2008) durum çalışmalarında veri toplama yöntemi olarak gözlem, görüşme, doküman incelemesi ve arşiv kayıtları gibi bir dizi yöntemin problemin doğasına uygun olacak şekilde bir arada kullanılabileceğini ifade etmektedir. Çalışma kapsamında bu görüşe paralel olarak görüşme ve gözlem kayıtları, öğrencilere ait yazılı ve görsel dokümanlar ile öğrenci ürünleri bir arada kullanılmıştır. 3.2 Araştırmanın Çalışma Grubu Karma yöntem araştırmalarında, araştırmanın nitel ve nicel bölümleri için genellikle aynı büyüklükte gruplar ile çalışılmaz. Nitel verilerin toplandığı çalışma grubu

80 58 genellikle nicel verilerin toplandığı grup içerisinden seçilen daha az sayıdaki bireyden meydana gelir (Creswell ve Plano Clark, 2007). Mayring (2011, s.47) özelde bu araştırmada kullanılan nitel araştırma deseni olan "durum çalışması" genelde ise nitel araştırma paradigması için bu şekilde az bireyle çalışılmasının gerekçesini "...daha az kişinin çözümlemeye alınması olayın özelliklerinin daha hızlı kavranmasına, çözümlemenin daha açık yapılabilmesine yardımcı olur." ifadeleri ile açıklamaktadır. Devam eden bölümde araştırmanın nicel verilerinin toplandığı grup ve nitel verilerinin toplandığı gruba yönelik açıklamalara yer verilmiştir Araştırmanın Nicel Çalışma Grubu MEB tarafından uygulamaya konulan "4+4+4" eğitim sistemine bağlı olarak eğitim-öğretim yılında ilköğretim okullarının yapısı değiştirilmiş ve sınıflar için ortaokul düzenlemesi gerçekleştirilmiştir. Bu düzenleme sonrasında Sinop il merkezinde 7 adet ortaokul hizmete girmiştir. Bu okullar arasından uygulamanın gerçekleştirileceği okulun belirlenmesi için öncelikle okulların konumları dikkate alınmış ve araştırmacı için kolay ulaşılabilir konumda olan 4 okul belirlenmiştir. Belirlenen bu 4 okulun idarecileri ve 7. sınıflara eğitim verecek fen ve teknoloji öğretmenleri ile uygulamaya yönelik olarak gerçekleştirilen görüşmeler sonrasında uygulamaya olumlu yaklaşan öğretmen ve idarecilerin bulunduğu okul uygulamanın gerçekleştirilmesi için belirlenmiştir. Belirlenen okulda uygulamanın yürütülmesi için Valilik Makamı ve İl Milli Eğitim Müdürlüğü'nden alınan izinler EK-1'de sunulmuştur. Bahsi geçen okulda üç adet 7. sınıf şubesi bulunmaktadır. Okul idarecileri ile gerçekleştirilen görüşmede bu şubelerin oluşturulmasında herhangi bir kriter gözetilmediği şubelerin hem öğrenci velilerinin sosyo-ekonomik düzeyi hem de öğrenci başarısı açısından heterojen bir yapı sergilediği ifade edilmiştir. Bu şubelerde yer alan öğrenci sayıları 28 ile 30 arasında değişmektedir. Dolayısıyla sınıf mevcudu açısından şubelerin benzer olduğu söylenebilir. Üç şube arasından gerçekleştirilen kura ile 30 öğrencinin yer aldığı 7-C şubesi uygulama için belirlenmiştir. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda araştırmanın nicel çalışma grubunun belirlenmesinde kullanılan yöntem, Böke (2009) tarafından "elverişlilik örneklemesi" olarak tanımlanan kategoride değerlendirilebilir.

81 59 Bu doğrultuda araştırmanın nicel çalışma grubu, belirlenen ortaokulun 7-C şubesinde öğrenim gören 30 öğrenciden oluşmuştur. Nicel çalışma grubunun cinsiyete göre dağılımı Tablo 3.2'de gösterilmiştir. Tablo 3.2. Araştırmanın Nicel Çalışma Grubunun Cinsiyete Göre Dağılımı Kız Erkek Toplam f % f % f % Örneklem Araştırmanın Nitel Çalışma Grubu Nitel araştırma metodolojisinde en uygun örnekleme stratejisi amaca yönelik olarak gerçekleştirilen seçimdir (Merriam, 2013). Zira, amaçlı örnekleme zengin bilgiye sahip olduğu düşünülen durumların derinlemesine çalışılmasına olanak sağlamaktadır (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Bu sebeple yürütülen araştırmanın nitel çalışma grubunun belirlenmesinde amaçlı örnekleme stratejisi kullanılması uygun bulunmuştur. Merriam (2013) bu strateji için öncelikle hangi öğrencilerin çalışma grubunda yer alacağına yönelik seçim kriterlerinin oluşturulması gerektiğini ifade etmektedir. Bu doğrultuda nitel çalışma grubunun seçiminde kullanılan kriterler; Yazılı kaynaklarda zengin bilgi akışı sağlama Çalışma grubuna katılmaya istekli olma Uygulamalar süresince 2 günden fazla devamsızlık yapmama olarak belirlenmiştir. Uygulamalar boyunca temel ders materyali olarak araştırmacı tarafından geliştirilen dokümanlar (Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanları) kullanmıştır (Bkz. EK-8). Yine uygulamalar süresince öğrencilerin her ders gününe yönelik günlükler (Serbest Öğrenci Günlükleri) tutmaları istenmiştir. Uygulamanın ilk safhalarında öğrenciler tarafından doldurulan bu dokümanlar incelenerek çalışma grubu için zengin bilgi akışı sağlayan 2 kız ve 2 erkek öğrenci belirlenmiştir. Belirlenen bu grup içerisinden 1 erkek öğrenci uygulamalar boyunca 2 günden fazla devamsızlık yaptığı için çalışma grubunun dışında tutulmuştur. Bu doğrultuda araştırmanın nitel verilerinin toplandığı çalışma grubunu 2 kız ve 1 erkek öğrenci oluşturmuştur. Araştırma kapsamında çalışma grubunda yer alan bu öğrencilere ait veriler öğrencilere atanan kod isimler ile ifade edilmiştir. Bu doğrultuda kız öğrenciler Ayla ve Gül erkek öğrenci ise Can ismi ile

82 60 kodlanmıştır. Tablo 3.3 de nitel çalışma grubunu oluşturan öğrencilere ait bazı özellikler gösterilmiştir. Tablo 3.3 Nitel Çalışma Grubunun Özellikleri Ayla Gül Can KHÜABT öntest puanı KHÜABT öntest sonuçlarına göre sınıf sıralaması KVBT öntest puanı KVBT öntest sonuçlarına göre sınıf sıralaması Mühendisliği seçebileceği bir meslek olarak görme (uygulama öncesi) Hayır Hayır Hayır Tablo 3.3 te nitel çalışma grubunu oluşturan öğrencilerin öntestlerden aldıkları puanlar ile 30 kişilik nicel çalışma grubu içerisindeki sıralamalarına ve uygulama öncesinde mühendisliğe yönelik bakış açılarını belirlemeye yönelik olarak sorulmuş Gelecekte mühendis olmayı düşünüyor musunuz? sorusuna verdikleri yanıtlara yer verilmiştir. Kuvvet ve Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi (KHÜABT) için öğrencilerin alabilecekleri maksimum puan 33 puandır. Karar Verme Beceri Testi (KVBT) içinse alınabilecek en yüksek puan 10 puandır. Tablo 3.3'teki veriler incelendiğinde çalışma grubunu oluşturan öğrencilerin öntest sonuçlarına göre akademik başarı ve karar verme becerisi açısından sınıfın üst sıralarında yer aldığı ifade edilebilir. Bununla birlikte uygulamalar öncesinde çalışma grubunda yer alan öğrencilerden hiçbirinin gelecekte mühendis olmayı düşünmediği görülmektedir. 3.3 Veri Toplama Araçları Araştırmanın veri toplama araçları karma yöntem araştırmalarının gerektirdiği şekilde nicel ve nitel veri toplama araçları olarak sınıflandırılmıştır. Bu doğrultuda araştırmanın nicel veri toplama araçlarını araştırmacı tarafından geliştirilen Kuvvet ve Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi (KHÜABT), Ercan ve Bozkurt (2013) tarafından geliştirilmiş olan Karar Verme Beceri Testi (KVBT) ve yine araştırmacı tarafından geliştirilen Mühendislik Disiplini Bilgi Formu (MDBF) oluşturmaktadır. Araştırmanın nitel veri toplama araçlarını ise araştırmacı tarafından hazırlanan, öğrencilerin uygulamalar süresince kullandıkları Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanları (MTKD), uygulamalar süresince gerçekleştirilen gözlemler sonucu elde edilen gözlem

83 61 notları, Serbest Öğrenci Günlükleri (SÖG), Mühendisliğe Yönelik Düşünceler Soru Formu (MYDSF) ve nitel çalışma grubunu oluşturan öğrencilerle yapılan görüşmeler oluşturmaktadır. Tablo 3.4'te veri toplama araçları ile araştırmanın alt problemleri arasındaki ilişki gösterilmiştir. Tablo 3.4 Veri Toplama Araçlarının Araştırmanın Alt Problemlerine Göre Dağılımı Araştırmanın Alt Problemleri Veri Toplama Aracı Katılımcı Sayısı (n) 1. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik akademik başarıları üzerine etkisi var mıdır? 2. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin karar verme becerileri üzerine etkisi var mıdır? 3. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeyleri üzerine etkisi var mıdır? 4. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitimi süresince ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik tasarım sürecini uygulama becerileri nasıl değişmektedir? 5. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitimi süresince ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik ile ilgili görüşleri nasıl değişmektedir? - Kuvvet ve Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi (KHÜABT) - Karar Verme Beceri Testi (KVBT) - Mühendislik Disiplini Bilgi Formu (MDBF) - Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanları (MTKD) - Görüşme Formu - Gözlem Notları - Serbest Öğrenci Günlükleri (SÖG) - Mühendisliğe Yönelik Düşünceler Soru Formu (MYDSF)

84 62 Devam eden bölümde araştırmanın nicel ve nitel veri toplama araçlarına yönelik açıklamalara yer verilmiştir Nicel Veri Toplama Araçları Kuvvet ve Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi (KHÜABT) Tasarım temelli fen eğitiminin öğrencilerin akademik başarıları üzerine etkisini belirlemek amacıyla araştırmacı tarafından kuvvet ve hareket ünitesine yönelik olarak akademik başarı testi geliştirilmiştir. Bu süreçte Kan (2010) tarafından belirtilen aşağıdaki uygulama adımları takip edilmiştir. a) Testin amacının belirlenmesi, b) Ölçülecek özelliğin tanımlanması, kapsamın belirlenmesi ve belirtke tablosunun oluşturulması, c) Test maddelerinin oluşturulması, d) Denemelik maddelerin gözden geçirilmesi, e) Denemelik test formunun uygulanması ve puanlanması, f) Madde analizi ve madde seçimi g) Nihai test formunun oluşturulması Amacı (a) öğrencilerin akademik başarılarını ölçmek olan bu test için ölçülecek özelliğin tanımlanması (b) aşamasında MEB (2006) fen ve teknoloji öğretim programı 7. sınıf kuvvet ve hareket ünitesi kapsamında yer alan 31 kazanım incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda kazanımlar içerisinde yer alan 2.1 numaralı "Kuvvet, iş ve enerji arasındaki ilişkiyi araştırır." ve 2.2 numaralı "Fiziksel anlamda işi tanımlar ve birimini belirtir." kazanımlarında birden fazla yeterlilik tanımlandığı tespit edilmiştir. Baykul (2000) tarafından soru hazırlama ilkelerinde belirtilen her sorunun tek bir yeterliğe hitap etmesi düşüncesi ile bu kazanımlar ikiye bölünerek her bir yeterlik ayrı bir kazanım olarak düşünülmüş ve bu doğrultuda ünite için elde edilen toplam 33 kazanımın (Bkz. EK-2) her biri için 2 soru yazılmıştır. Araştırmacının fen ve teknoloji dersine yönelik olarak kendisi tarafından hazırlanan, yayınlanmış bir soru bankası (Ercan, 2008) bulunmaktadır. Bunun dışında çok yazarlı olarak yayınlanmış çok sayıda soru bankasının yazımında ve düzenlenmesinde görev almıştır. Soruların yazım aşamasında

85 63 araştırmacının yayınlanan bu kitaplarındaki sorular gözden geçirilerek (c) uygun sorular belirlenmiş, güncellenmiş ve hazırlanmıştır. Bu aşamadan sonra oluşturulan 66 soruluk deneme formu, her bir maddenin ölçülmek istenen kazanımı ölçecek nitelikte olup olmadığı, maddelerde bilimsel bir yanlışın ve dilbilgisi hatasının bulunup bulunmadığı gibi kriterler açısından değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda deneme formu, çeşitli yayınevlerinde editör olarak görev yapan bir fen ve teknoloji öğretmeni, soru bankalarının dil ve anlatım açısından değerlendirilmesinde görevli bir dilbilgisi uzmanı, doktorasını tamamlamış üç fen eğitimi uzmanı, doktora tez aşamasında bulunan iki fen eğitimcisi ile MEB'de görevli iki fen ve teknoloji öğretmeni tarafından (d) incelenmiştir. Uzmanlardan gelen dönütler neticesinde form üzerinde gerekli iyileştirmeler gerçekleştirilerek 66 soruluk deneme formu yeniden düzenlenmiştir. Test bu haliyle 12 kişilik öğrenci grubuna uygulanmış ve pilot uygulama öncesi öğrenciler tarafından anlaşılırlığı tartışılmıştır. Form üzerinde yer alan bazı ifadeler öğrencilerin eleştirilerine bağlı olarak değiştirilmiştir. Aynı zamanda bu uygulama neticesinde deneme formunun uygulama süresi 60 dakika olarak belirlenmiştir. Bu aşamadan sonra teste yönelik analiz işlemlerini gerçekleştirmek üzere pilot uygulamaya (e) geçilmiştir. Denemelik test formu eğitim öğretim yılının ikinci döneminde Sinop ilinde 7. sınıfa devam eden 258 öğrenciye uygulanmıştır. Nihai test formuna konulacak maddelerin seçimi için gerekli analizler öncesi pilot uygulama sonuçlarının puanlaması gerçekleştirilmiştir. Puanlama, klasik test teorisine uygun olacak şekilde doğru cevaplandırılan her bir maddenin 1, yanlış cevaplandırılan, boş bırakılan ve birden çok seçenekle cevaplandırılan maddelerin 0 ile puanlanması şeklinde gerçekleştirilmiştir. Tekindal (2009) madde seçimi için, her bir maddenin, testin ölçtüğü kabul edilen özelliği ne derece temsil ettiğinin derecesini veren, "madde ayırıcılık gücü indeksi" ve uygun güçlük düzeyine sahip olup olmadığını gösteren, "madde güçlük indeksi" doğrultusunda değerlendirilmesi gerektiğini ifade etmektedir. Bu doğrultuda deneme formunun puanlamasını takiben her bir maddeye ait madde ayırıcılık gücü indeksi ve madde güçlük indeksi değerleri, Baykul (2000) tarafından ifade edilen uygulama adımları doğrultusunda aşağıda belirtildiği gibi hesaplanmıştır.

86 64 Puanlanan cevap kağıtları en yüksek puandan en düşük puana doğru sıralandıktan sonra analizlerin gerçekleştirileceği % 27 lik alt ve üst grubun belirlenmesi için pilot uygulamaya katılan 258 öğrencinin % 27 si hesaplanmıştır. Bu doğrultuda puan sıralamasındaki ilk 69 öğrenci çalışmanın üst grubu, sıralamanın sonunda yer alan 69 öğrenci ise çalışmanın alt grubu olarak belirlenmiştir. ü : Üst grupta bulunan öğrencilerden maddeyi doğru cevaplandıranların sayısı : Alt grupta bulunan öğrencilerden maddeyi doğru cevaplandıranların sayısı n: Alt grup veya üst grupta yer alan toplam öğrenci sayısı, olmak üzere; Her bir maddeye ait madde ayırıcılık gücü indeksi aşağıda belirtilen formüller yardımıyla hesaplanmıştır. ve madde güçlük indeksi ü ü Her bir madde, madde ayırıcılık gücü indeksi ve madde güçlük indeksi değerleri açısından Şeker ve Gençdoğan (2006), Tekindal (2009) ve Baykul (2000) tarafından yapılan açıklamalar doğrultusunda oluşturulan aşağıdaki kriterler çerçevesinde değerlendirilmiştir. Tablo 3.5 Madde Ayırıcılık Gücü İndeksi Değerlendirme Kriterleri Madde ayırıcılık gücü indeksi değeri Değerlendirme 0.40 veya daha büyük Çok iyi madde arası Oldukça iyi madde arası Düzeltilerek kullanılabilir madde 0.19 veya daha düşük Çok zayıf, kullanılamaz madde

87 65 Tablo 3.6 Madde Güçlük İndeksi Değerlendirme Kriterleri Madde Güçlük İndeksi Değeri Değerlendirme 0.61 veya daha büyük Kolay madde arası Orta güçlükte madde 0.39 veya daha küçük Zor madde Daha önce ifade edildiği üzere deneme formu oluşturulurken ünite için belirlenmiş 33 kazanımın her biri için 2 maddeye yer verilmiştir. Nihai testin oluşturulması sürecinde her kazanım için birbirine alternatif olacak şekilde hazırlanmış bu maddeler Tablo 3.5 ve Tablo 3.6 da belirtilen kriterler doğrultusunda değerlendirilerek uygun olan maddeye (f) karar verilmiştir. Bu karar verme sürecinde aşağıda belirtilen Tablo 3.7 den yararlanılmıştır. Tablo 3.7 oluşturulurken ilgili ünite kazanımı için birbirine alternatif oluşturan iki maddeye ait madde güçlük indeksi değeri, madde ayırıcılık indeksi değeri ve bu maddelere yönelik değerlendirme sonuçları bir arada verilmiştir. Tablo 3.7 Deneme Formunda Yer Alan Maddelerin İlişkili Olduğu Kazanımlar, Analiz Değerleri ve Değerlendirme Sonuçları Kazanım No a 2.1b 2.2a 2.2b 2.3 Soru No Madde Güçlük İndeksi Değeri Madde Ayırıcılık İndeksi Değeri Değerlendirme 5*.65.5 Kolay ve ayırt ediciliği çok iyi Kolay, ayırt edicilik için düzenlenmeli 2* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği oldukça iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği oldukça iyi 9*.66.6 Kolay ve ayırt ediciliği çok iyi 1*.5.27 Orta güçlükte, ayırt edicilik için düzenlenmeli Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 11* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 19* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi 15* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte, ayırt edicilik için düzenlenmeli 10* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 12*.55.5 Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Kolay ve ayırt ediciliği çok iyi 14* Zor, ayırt edicilik için düzenlenmeli Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf

88 66 Kazanım No Soru No Madde Güçlük İndeksi Değeri Madde Ayırıcılık İndeksi Değeri Değerlendirme 22* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi 28* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 23* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği oldukça iyi 26* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği oldukça iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 30*.52.5 Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok iyi 32* Kolay ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte, ayırt edicilik için düzenlenmeli 33*.6.5 Kolay ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 36* Orta güçlükte, ayırt edicilik için düzenlenmeli 37* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 40* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte, ayırt edicilik için düzenlenmeli Orta güçlükte ve ayırt ediciliği oldukça iyi 42* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi 43*.35.4 Zor ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 45* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 49* Zor, ayırt edicilik için düzenlenmeli 48* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf 51* Zor ve ayırt ediciliği oldukça iyi Zor ve ayırt ediciliği çok zayıf Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi 56* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi 53* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi 57* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi 61* Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi * Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Zor ve ayırt ediciliği çok iyi * Orta güçlükte ve ayırt ediciliği oldukça iyi Zor ve ayırt ediciliği oldukça iyi *.55.7 Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi Orta güçlükte ve ayırt ediciliği çok iyi * Nihai test için belirlenen maddeleri ifade etmektedir

89 67 Tablo 3.7'de belirtilen değerlendirme sonuçları doğrultusunda her kazanım için uygun olan maddeye karar verilmiştir. Bu süreçte 1.4 kazanımı için seçilen 1 numaralı soru, 2.3 kazanımı için seçilen 14 numaralı soru, 2.11 kazanımı için seçilen 18 numaralı soru ve 3.3 kazanımı için seçilen 49 numaralı soruya ait madde ayırıcılık indeksi değerleri bu kazanımlar için hazırlanan alternatif sorulara nazaran daha yüksek olsalar da tamamı 0.20 ile 0.29 arasında yer almaktadır. Tablo 3.5'te belirtilen değerlendirme kriterlerine göre bu maddelerin yeniden gözden geçirilerek kullanılması gerekmektedir. Araştırmacı ve bir fen eğitimi uzmanı tarafından gerçekleştirilen değerlendirme sonucunda 1, 14 ve 49 numaralı soruların problemli görülen çeldiricilerinde değişiklik gerçekleştirilmiştir. 18 numaralı soruda ise herhangi bir düzeltme gerekli görülmemiştir. Nihai test için seçilen 33 maddeye ait özellikler Tablo 3.8'de sunulmaktadır. Tablo 3.8 Nihai Form için Belirlenen Maddelere Ait Özellikler Soru No Denemelik Formdaki Soru No İlgili Kazanım No Madde Güçlük İndeksi Değeri Madde Ayırıcılık İndeksi Değeri a b a b

90 68 Soru No Denemelik Formdaki Soru No İlgili Kazanım No Madde Güçlük İndeksi Değeri Madde Ayırıcılık İndeksi Değeri Kan (2010) testteki her bir maddeye ait güçlük indeksi değerlerinin ortalaması ile elde edilen testin ortalama güçlüğünün başarı testlerinde 0.50 civarında olmasının arzulanan bir durum olduğunu ifade etmektedir. Zira ortalama güçlüğü 0.50 civarında olan testlerin güvenilirlikleri daha yüksek düzeyde bulunmaktadır (Bayrakçeken, 2011). Geliştirilen bu başarı testi için 33 maddeye ait güçlük indeksi değerlerinin ortalaması 0.50 olarak hesaplanmıştır. Bu doğrultuda nihai testin arzulanan şekilde orta güçlükte olduğu ifade edilebilir. Aynı zamanda bu değer testin güvenilirliğinin yüksek düzeyde olduğu konusunda da bir fikir vermektedir. Fakat geliştirilen bu başarı testinin güvenilirliği konusunda daha kesin bilgi elde etmek için teste ait güvenirlik katsayısının hesaplanması gerekmektedir. Baykul (2000), maddeleri, 1 ve 0 ile puanlanan testlerde testin bütününe ait güvenirlik katsayısının hesaplanmasında Kuder-Richardson-20 (KR-20) yönteminin kullanılabileceğini ifade etmektedir. KR-20'nin kullanımı testteki her maddenin birbiriyle paralel, aynı ortalama ve varyansa sahip olduğu varsayımına dayanmaktadır. Bir ünite ya da konuya yönelik olarak hazırlanmış başarı testlerinde KR-20'nin kullanımı için gerekli görülen "testin ölçtüğü özelliğin homojen olması" varsayımı karşılanmaktadır (Demircioğlu, 2011). Bu doğrultuda KHÜABT'ye ait güvenirlik katsayısının KR-20 yöntemi kullanılarak elde edilmesine karar verilmiştir. Özbek (2010) tarafından belirtilen aşağıdaki KR-20 formülü yardımıyla testin güvenirlik katsayısı hesaplanmıştır. K: Testteki madde sayısı p: Madde güçlük indeksi q: (1-p) : Test puanlarına ait varyans

91 69 Madde analizlerine bağlı olarak elde edilen 33 soruluk nihai testin KR-20 formülü yardımıyla hesaplanan güvenirlik katsayısı 0.91 bulunmuştur. Gerçekleştirilen araştırma kapsamında ise testin KR-20 güvenirlik katsayısı 0.84 olarak hesaplanmıştır. Şeker ve Gençdoğan (2006) başarı testleri için KR-20 güvenirlik katsayısının 0.70'in üzerinde olması gerektiğini ifade etmektedir. Bu doğrultuda oluşturulan KHÜABT'nin güvenilir bir test olduğu ifade edilebilir. Güvenirliğin yanı sıra başarı testlerinde aranan bir diğer özellik de geçerliliktir (Özbek, 2010). Farklı geçerlilik türlerinden hangisinin aranacağı, testin kullanılış amacına göre belirlenmektedir. Öğrencileri ölçme konusu alanda tanımak, değer biçmek, öğrenme eksiklerini açığa çıkartmak veya kullanılan öğretim programını değerlendirmek gibi amaçlara hizmet edecek şekilde geliştirilen başarı testlerinde aranması gereken temel geçerlik türü kapsam geçerliğidir (Baykul, 2000). Özbek (2010)'e göre kapsam geçerliği madde örnekleminin ya da testteki soruların tanımlanan evren ya da davranış alanını ne kadar iyi temsil ettiğini göstermektedir. Bu doğrultuda daha önce ifade edildiği gibi deneme formu, belirtke tablosu ile birlikte çeşitli uzmanlara gönderilmiş ve görüşleri istenmiştir. Zira, Baykul (2000) kapsam geçerliliğinin sağlanması konusunda uzman görüşüne başvurulabileceğini belirtmektedir. Uzmanlardan gelen dönütler sonrasında testte yer alan maddelerin ilgili kazanımları karşılar nitelikte olduğu tespit edilmiştir. Bu doğrultuda, geliştirilen KHÜABT'nin kapsam geçerliliğine sahip olduğu ifade edilebilir. Geliştirilme süreci yukarıda anlatılan, geçerlilik ve güvenirlik analizleri gerçekleştirilmiş, 33 maddeden oluşan KHÜABT (Bkz. EK-3) için öğrencilere 40 dakika süre verilmektedir. Test kapsamında alınabilecek en yüksek puan 33 puandır Karar Verme Beceri Testi (KVBT) Araştırma kapsamında yürütülen tasarım temelli fen eğitiminin karar verme becerisine etkisinin belirlenmesi için Ercan ve Bozkurt (2013) tarafından geliştirilen KVBT (EK- 4) kullanılmıştır. Günlük yaşam kararlarının özellikleri doğrultusunda geliştirilen bu ölçekte yer alan maddeler çok kriterli karar verme sürecini yansıtacak şekilde birden çok kriterin dikkate alınmasını gerektirecek, bu kriterleri farklı düzeylerde karşılayan çeşitli alternatiflerin tanımlandığı gerçek yaşam durumları bağlamında sunulmuştur. 10 maddeden oluşan KVBT'de her madde için 6 alternatif karar seçeneği yer almaktadır. Maddenin tanımlandığı problem bağlamına göre her maddenin tek bir doğru yanıtı

92 70 bulunmaktadır. Testin puanlanmasında her doğru yanıt 1 puan, yanlış yanıtlanan, boş bırakılan ya da birden fazla seçeneğin işaretlendiği maddeler ise 0 puan ile puanlanmıştır. Araştırmacılar tarafından testin ortalama güçlüğü, 0.41 ve KR-20 güvenirlik katsayısı 0.73 olarak hesaplanmıştır. Yürütülen bu araştırma kapsamında ise testin KR-20 güvenirlik katsayısı, 0.72 olarak hesaplanmıştır. Araştırma kapsamında uygulama öncesi öntest, uygulama sonrasında ise sontest olarak uygulanan bu test için öğrencilere 30 dakika süre verilmiştir. Öğrencilerin testten alabilecekleri en yüksek puan 10 puandır Mühendislik Disiplini Bilgi Formu Mühendislik disiplininin K-12 seviyesinde ele alınması ülkemiz için çok yeni bir düşüncedir. Bu doğrultuda ulusal bağlamda, K-12 mühendislik eğitimi için belirlenmiş eğitim standartları ya da disipline yönelik tanımlanmış öğretim kazanımlarından söz etmek bugün için çok erken görünmektedir. Bu sebeple araştırma bağlamında mühendislik eğitiminin hangi kapsamda ele alınacağını belirlemek için yurt dışında gerçekleştirilen çalışmalar üzerine odaklanılmıştır. Bu doğrultuda ABD'de yayınlanmış, K-12 mühendislik eğitimine yönelik standartların tanımlandığı çeşitli raporlar (NAGB, 2010; NAE, 2010; NRC, 2012; MDOE, 2010; MDOE, 2006; PDOE, 2009; ODE, 2009) incelenmiştir. Bu raporlarda yer alan mühendislik kazanımları analiz edilerek araştırma bağlamında kullanılacak mühendislik disiplini kazanımları (EK-5) oluşturulmuştur. Oluşturulan kazanımlar, Minnesota Üniversitesi STEM Eğitim Merkezi'nde görevli bir uzman ile doktora çalışmasını STEM eğitimi konusunda yapan bir fen eğitimi uzmanı tarafından incelenmiş ve uygun bulunmuştur. Ortaokul (5.-8. Sınıf) düzeyi için oluşturulan bu kazanımlar mühendislik disiplinine yönelik bilgi ve beceriler olmak üzere iki kategoride ele alınmıştır. Bu düşüncenin bir tezahürü olarak gerçekleştirilen uygulamalar da mühendislik disiplini açısından bu iki boyut ekseninde değerlendirilmiştir. Araştırma kapsamında yürütülen tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının bilgi boyutu açısından değerlendirilmesinde araştırmacı tarafından geliştirilen Mühendislik Disiplini Bilgi Formu (MDBF) kullanılmıştır. Formda, EK-5'te yer alan mühendislik disiplini bilgi boyutu kazanımları doğrultusunda hazırlanmış, 14 adet açık uçlu maddeye yer verilmiştir. Şanlı (2010) savunulabilir sonuçlara ulaşılması için belirli bilgi birikiminin sistemli bir şekilde organize edilmesini

93 71 gerektiren bu tür maddelerin, öğrenme sonrası, öğrencilerin bilgi dağarcığını değerlendirmek için çok uygun olduğunu ifade etmektedir. Formun geliştirilmesi sürecinde birbirine alternatif olacak şekilde her kazanım için iki madde hazırlanmıştır. Denemelik form, belirtke tablosu ile birlikte ikisi doktora çalışmasını STEM eğitimi konusunda gerçekleştiren toplam üç fen eğitimi uzmanı tarafından incelenmiştir. Uzmanlardan her bir maddeyi kazanımı karşılama açısından yeterli görüp görmedikleri ile kazanıma yönelik alternatif maddelerden (anlaşılırlık, yapı, kullanışlılık gibi kriterler açısından) hangisini tercih ettiklerini belirtmeleri istenmiştir. Deneme formunda yer alan maddelerin tümü uzmanların tamamı tarafından kazanımı karşılama açısından yeterli bulunmuştur. Alternatif maddelerin seçimi konusunda ise öncelikle uzmanların görüş birliği aranmış bunun olmadığı maddeler içinse iki uzmanın uzlaştığı madde nihai forma alınmıştır. Bu doğrultuda elde edilen 14 maddelik nihai form EK-6 da sunulmaktadır. Tekindal (2009) analitik puanlama ölçeği kullanmanın açık uçlu soruların puanlanmasında güvenirliği artırdığını belirtmektedir. Bu sebeple MDBF nin puanlamasında analitik puanlama ölçeği kullanılmıştır. Analitik puanlama ölçeklerinde tüm maddeler için eşit olacak şekilde 3-7 arasında dereceleme kategorisi belirlenmelidir (Tekindal, 2009). Bu işlemden sonra her madde için en yüksek düzeyden başlanarak tüm kategoriler için beklentiler tanımlanır (Çepni, 2011). Araştırma kapsamında MDBF için hazırlanan analitik puanlama ölçeğinde Akpınar ve Ergin (2004) tarafından önerilen 5 dereceleme kategorisi kullanılmıştır. Formda yer alan her madde için en yüksek düzeyden başlanarak 5 kategorinin tamamı için beklentiler belirlenmiştir. Bu yolla hazırlanan MDBF'ye yönelik analitik puanlama ölçeği EK-7'de sunulmuştur. Ölçeğin puanlanmasında her madde, beklentilerin tamamının karşılandığı en yüksek düzey için 4 puan, en düşük düzey için ise 0 puan ile puanlanmıştır. Tablo 3.9'da kategorilerin tanımlanmasında kullanılan değerlendirme ölçütleri ile kategoriler için belirlenen puanlara yer verilmiştir.

94 72 Tablo 3.9 Dereceli Puanlama Anahtarının Puanlanması Kategori Değerlendirmede Kullanılan Ölçüt Puan Çok İyi Soruya yönelik tüm beklentiler cevaplanmış 4 İyi Beklentilerin çoğu cevaplanmış fakat kısmen hata veya eksiklik 3 mevcut Orta Beklentilerin bir kısmı cevaplanmış, hata veya eksiklik mevcut 2 Zayıf Büyük oranda hata veya eksiklik mevcut, çok az beklenti 1 cevaplanmış Çok Zayıf Beklentilerin hiçbiri karşılanmamış 0 Bu şekilde puanlanan ölçek, eşit aralıklı ölçekler sınıfında değerlendirildiği için (Avcu, 2010) elde edilen veriler üzerinde, t-testi, Pearson momentler çarpımı korelasyon katsayısı, aritmetik ortalama gibi çeşitli istatistiki analizler gerçekleştirilebilmiştir (Büyüköztürk, 2007). Diğer ölçme araçlarında olduğu gibi dereceli puanlama ölçeklerinin de geçerlik ve güvenirlik çalışmalarının yapılmış olması gerekmektedir (Ömür ve Erkuş, 2013). Moskal ve Leydens (2000) analitik puanlama ölçeklerinin geçerlik çalışmaları için aşağıda belirtilen soruların yanıtlanması gerektiğini ifade etmektedir. i. Değerlendirme kriterleri kapsam dışı bir beklenti içeriyor mu? ii. Puanlama anahtarındaki değerlendirme kriterleri kapsama yönelik tüm beklentileri içeriyor mu? iii. Puanlama anahtarında değerlendirilmesi gerektiği halde kapsam dışı tutulmuş beklentiler mevcut mu? Bu doğrultuda geçerlik çalışmaları için, doktora tez çalışmasını STEM eğitim yaklaşımı konusunda gerçekleştiren bir fen eğitimi uzmanından hazırlanan analitik puanlama anahtarını yukarıda belirtilen sorular açısından değerlendirmesi istenmiştir. Değerlendirme sonuçlarına göre gerekli iyileştirmeler yapılarak analitik puanlama anahtarının son hali elde edilmiştir. Şanlı (2010), analitik puanlama ölçekleri kullanılarak elde edilen puanların güvenirliğini, puanlayıcıların puanlamaları arasındaki tutarlılık olarak ifade etmektedir. Bu doğrultuda puanlayıcılar arasındaki güvenirliğin belirlenmesinde en çok başvurulan

95 73 teknik Pearson momentler çarpımı korelasyon katsayısı olarak görülmektedir (Bıkmaz, 2011; Kan, 2005). Pearson momentler çarpımı korelasyon katsayısı değişkenlerin ilişkisini açıklayan bir değerdir (Akgül, 2005). Bu sebeple Pearson momentler çarpımı katsayısının bağımsız puanlayıcıların verdikleri puanlar için yüksek (1'e yakın) olması tek başına bu puanların birbiri ile benzer olduğu anlamına gelmemektedir. Zira puanların dağılım gösterdiği aralıklar birbirinden çok farklı olsa da puanların benzer şekilde değişim göstermesi mümkündür. Bu sebeple puanlayıcılar arasındaki uyumun ve güvenirliğin belirlenmesinde Pearson momentler çarpımı korelasyon katsayısı ile birlikte puanların ortalamalarının da karşılaştırılması daha uygun bir yaklaşımdır (Güler ve Gelbal, 2010). Bu doğrultuda öğrencilere ait Mühendislik Disiplini Bilgi Formları araştırmacı tarafından hazırlanan analitik puanlama ölçeği yardımıyla hem araştırmacı hem de doktora tezini STEM eğitim yaklaşımı konusunda hazırlayan bir fen eğitimcisi tarafından ayrı ayrı puanlanmıştır. Elde edilen puanların güvenirliğinin kestirilmesi için hesaplanan Pearson momentler çarpımı katsayısı, puanlayıcılardan elde edilen puan ortalamaları ile birlikte yorumlanmıştır. Puan ortalamalarının karşılaştırılmasında eşleştirilmiş gruplar için t-testi kullanılmıştır. Gerçekleştirilen analiz sonuçlarına göre puanlayıcılar arası korelasyon (r =0.99, p<0.01) olarak hesaplanmıştır. Puan ortalamaları karşılaştırılması ile ilgili analiz sonuçları ise Tablo 3.10'da sunulmuştur. Tablo 3.10 Farklı Puanlayıcıların MDBF'ye Verdikleri Puanların Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları n ss t Testi T sd p Araştırmacı Araştırmacı Tablo 3.10 incelendiğinde öğrencilerin farklı puanlayıcılar tarafından puanlanmış MDBF'lere yönelik puan ortalamaları arasında anlamlı bir fark olmadığı görülmektedir (t (29) = , p>.05). Bu doğrultuda MDBF'ye yönelik analitik puanlama anahtarının puanlayıcılar arası güvenirliği sağladığı ifade edilebilir.

96 Nitel Veri Toplama Kaynakları Dokümanlar Dokümanlar, nitel araştırmalarda etkili bir şekilde kullanılması gereken önemli bilgi kaynaklarıdır (Yıldırım ve Şimşek, 2008, s.188). Glesne (2013) başka kaynaklardan elde edilemeyecek tarihi, demografik ve bireysel bilgilere dokümanlar yoluyla ulaşılabilineceğini ifade etmektedir. Günlükler, mektuplar, denemeler, kişisel notlar, biyografiler ve otobiyografiler, kurumsal not ve raporlar, hükümet açıklamaları nitel araştırmalarda veri kaynağı olarak kullanılabilecek dokümanlar arasında yer almaktadır (Punch, 2005). Merriam (2013) bu dokümanlara ek olarak araştırmanın amacı doğrultusunda araştırmacının bizzat kendisi ya da araştırmacı için katılımcılar tarafından oluşturulan belgelerin de nitel veri kaynağı olarak kullanılabileceğini ifade etmektedir. Araştırma katılımcıları tarafından yazılan günlükler, hatıra defterleri, ödevler ya da çalışma kağıtları gibi dokümanlar bu kategoride değerlendirilebilir (Glesne, 2013). Merriam (2013) bu dokümanlar yoluyla, araştırılan olay, kişi veya durum hakkında daha fazla bilgi elde edileceğini ifade etmektedir. Bu araştırma kapsamında araştırmacı tarafından geliştirilen "Mühendisin Tasarım Kılavuzu" dokümanları, "Mühendisliğe Yönelik Düşünceler Soru Formu" ve araştırmacı için katılımcılar tarafından oluşturulan "Serbest Öğrenci Günlükleri" veri kaynağı olarak kullanılan dokümanları oluşturmaktadır. Devam eden bölümde bu dokümanlara yönelik açıklamalara yer verilmiştir Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanları (MTKD) Araştırmacı tarafından geliştirilmiş olan MTKD, çalışma kapsamında gerçekleştirilen tasarım temelli fen eğitimi için temel ders materyali olarak kullanılmıştır. Çalışma grubunda yer alan öğrenciler uygulamalar süresince bu dokümanların dışında (ders kitabı, çalışma kitabı gibi...) herhangi bir basılı materyal kullanmamışlardır. Öğrenciler, uygulamalar boyunca bu dokümanlar üzerinde çeşitli çizimler gerçekleştirmiş, karar matrislerini doldurmuş, yansıtıcı düşüncelerini ifade etmiş, araştırma soruları için yanıtlar oluşturmuşlardır. Bu sebeple araştırmanın farklı alt problemleri için kapsamlı bilgi sağlayan bu dokümanlar araştırmanın temel nitel veri kaynağı olarak değerlendirilebilir.

97 75 Öğrenciler için temel ders materyali hüviyetinde olan bu dokümanlar gerçekleştirilecek öğretimi aşamalar halinde yansıtmaktadır. Bu özelliği sebebiyle MTKD, öğretmenlerin uygulamalarına yönelik bir rehber doküman özelliği göstermektedir. Çalışma kapsamında hazırlanan MTKD'ler için bir örnek EK-8'de sunulmuştur Serbest Öğrenci Günlükleri (SÖG) Araştırma kapsamında nitel veri kaynağı olarak kullanılan dokümanlardan bir diğeri serbest öğrenci günlükleridir (SÖG). Tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının başlangıcından itibaren her uygulama günü sonrasında öğrencilerden o gün gerçekleştirdikleri uygulamaya yönelik olarak günlük yazmaları istenmiştir. Günlük kapsamında öğrenciler herhangi bir şekilde sınırlandırılmamış, günlüklerinde gerçekleştirilen etkinlik, öğretmen, bireysel ve grup performansları, kişisel hisleri ve düşünceleri gibi tüm unsurlara yer verebilecekleri belirtilmiştir Mühendisliğe Yönelik Düşünceler Soru Formu (MYDSF) Gerçekleştirilen uygulamaların öğrencilerin mühendisliğe yönelik düşüncelerinde ne gibi değişimler meydana getirdiğini analiz edebilmek için araştırmacı tarafından mühendisliğe yönelik düşünceler soru formu (MYDSF) geliştirilmiştir. Öğrencilerin hem uygulamalar öncesinde hem de sonrasında doldurmaları istenen bu dokümanlarda 3 adet açık uçlu soruya yer verilmiştir Gözlem Nitel araştırma paradigması için veri toplamanın özünde informel görüşme ve konuşmalar yer almaktadır. Bu verileri elde etmek için en iyi yol ise gözlem olarak görülmektedir (Merriam, 2013). Yıldırım ve Şimşek (2008) herhangi bir ortamda oluşan davranışı ayrıntılı, kapsamlı ve zamana yayılmış olarak incelemek için sistematik bir şekilde gözlem yapmanın gerekli olduğunu ifade etmektedir. Bu tanımda geçen sistematik gözlem ifadesi bir gözlem cetveli kullanılarak uygun gözlemlerin işaretlendiği standartlaştırılmış gözlem ile karıştırılmamalıdır. Her ne kadar gözleme konu olacak öncelikli noktaların saptanmasına yönelik bir gözlem kılavuzuna ihtiyaç duyulsa da nitel araştırma kapsamında gerçekleştirilecek gözlemlerin açık uçlu olması gerekmektedir (Mayring, 2011). Merriam (2013, s.114) gözlemlerin hem açık uçlu hem

98 76 de amaca yönelik olması gerekliliğini "Neyin gözleneceği araştırma sorusuna bağlıdır; fakat nereye odaklanılacağı veya nerede durulacağı önceden bilinemez." ifadesi ile açıklamaktadır. Mayring (2001) nitel araştırma paradigması içerisinde gerçekleştirilecek gözlemin, gözlemcinin gözlenenle sosyal ilişki içerisinde olduğu, veri toplarken doğal olarak yaşamın gereklerini yerine getirdiği bir bağlamda gerçekleştirilmesi gerektiğini ifade etmektedir. Bu şekilde gözlenen ortamın bir parçası olarak gerçekleştirilen gözlem katılımcı gözlem olarak tanımlanmaktadır (Merriam, 2013; Glesne, 2013). Katılımcı gözlem ile elde edilen veriler farklı amaçlar için kullanılabilmektedir. Merriam (2013) araştırma kapsamında daha geçerli ve güvenilir veriler elde etmek ve bulguları kanıtlamak için görüşme ve doküman analizi ile birlikte gözlemlerin veri çeşitliliği sağlamak için kullanılabileceğini ifade etmektedir. Yürütülen bu araştırma kapsamında Merriam (2013) tarafından ifade edilen bu amaç doğrultusunda öğrencilerin tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları süresince sergiledikleri performansa yönelik katılımcı gözlem gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen gözlemlerden kullanışlı veriler elde etmek için gözlemlerin kayıt altına alınması gerekmektedir (Merriam, 2013). Bunun için başvurulan yolların başında gözlem süresince gerçekleştirilen gözleme yönelik alan notlarının alınması gelmektedir (Mayring, 2011). Bununla birlikte gözlemin gerçekleştiği ortamın video ya da ses kayıt cihazları ile kaydedilmesi de sıklıkla rastlanan bir durumdur (Merriam, 2013; Yıldırım ve Şimşek, 2008). Uygulamalar süresince araştırmacı tarafından gerçekleştirilen gözlemlere yönelik alan notları alınmıştır. Notların oluşturulmasında; gözlem esnasında olup bitenleri kısa, hatırlatıcı ifadelerle kaydetme, gözlemin hemen ardından ise alınan bu alan notlarını betimleyici olarak genişletme şeklinde sistematik bir süreç izlenmiştir. Bunun yanı sıra uygulamaların tamamı video kayıt altına alınmıştır. Bu şekilde ihtiyaç duyulan durumlarda video kayıtlarının yeniden izlenebilmesi ile elde edilen verilerin ve bulgulara yönelik yorumların geçerlik ve güvenirliğine katkı sağlanmıştır Görüşme Nitel araştırma paradigmasında görüşme, araştırmanın temel veri kaynağı olabileceği gibi katılımcı gözlem ve doküman toplama gibi diğer tekniklerle birlikte de kullanılabilmektedir. Görüşmelerin bu şekildeki kullanımı, gözlem ve doküman analizi ile elde edilen verilerin doğrulanmasına ve bu verilere yönelik alternatif açıklamaların

99 77 oluşturulmasını imkan sağlamaktadır (Glesne, 2013; Büyüköztürk, Kılıç Çakmak, Akgün, Karadeniz ve Demirel, 2008). Merriam (2013) yapılandırılmış (standartlaştırılmış), yarı yapılandırılmış ve yapılandırılmamış (informel) olmak üzere üç görüşme türü tanımlamaktadır. Bu görüşme türleri arasında yer alan yarı yapılandırılmış görüşme formatında, görüşmeci sınırlarını esnetebildiği bir görüşme planına sahiptir. Görüşmeci önceden hazırladığı sorulara ek olarak görüşme sürecinde doğal olarak ortaya çıkan soruları da sorabilme özgürlüğüne sahiptir (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Araştırma kapsamında tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının bitimini takiben nitel çalışma grubunda yer alan 3 öğrencinin her biri ile araştırmacı tarafından geliştirilmiş görüşme formu (EK-9) çerçevesinde yarı yapılandırılmış görüşmeler gerçekleştirilmiştir. Görüşme formu, öğrencilerin her bir modül için sergiledikleri performansı ve kendilerine ait dokümanları değerlendirmelerini sağlayacak şekilde organize edilmiştir. Bu yolla Merriam (2013) tarafından araştırmanın geçerlik ve güvenirliğini artırıcı bir faktör olarak tanımlanan gözlem ve doküman analizinden elde edilen verilerin katılımcıların bakış açısı ile kontrol edilmesi sağlanmıştır. Veri kaybı yaşanmaması için gerçekleştirilen görüşmelerin tamamı video kamera ile kayıt altına alınmış ve daha sonra kayıtlarda geçen diyaloglar bilgisayar ortamında yazıya aktarılmıştır. 3.4 Araştırmanın Uygulanması Ocak, 2012'de başlayan bu araştırmada literatür taraması, metodolojik kurgu, ölçek geliştirme çalışmaları ve TTFE uygulamalarının geliştirilmesi şeklinde yürütülen teorik hazırlığın tamamlanması ile sırası ile araştırmanın pilot ve asıl uygulamasına geçilmiştir. Gerçekleştirilen literatür taramasında ülkemizde TTFE'ye yönelik olarak gerçekleştirilmiş herhangi bir araştırmaya rastlanmamıştır. Bu doğrultuda araştırma kapsamında kullanılan TTFE uygulamalarının geliştirilmesine yönelik sürecin detaylı olarak ele alınmasının ülkemizdeki araştırmacılara, TTFE'ye yönelik çalışmalarında yol gösterici olacağı düşünülmüştür. Bu sebeple pilot ve asıl uygulama ile ilgili bilgiler öncesinde bu sürece yönelik açıklamalara yer verilmiştir.

100 78 Araştırma kapsamında yürütülen TTFE uygulamalarının geliştirilmesinde alan yazın bölümünde belirtilen, Wendell et al. (2010) tarafından önerilen tasarım temelli fen öğretim planı geliştirme ilkeleri göz önünde bulundurulmuştur. Bu doğrultuda uygulamaların geliştirilmesinde aşağıda belirtilen adımlar takip edilmiştir. i. Öğrencilere kazandırılması hedeflenen 8-10 arası fen ve mühendislik kazanımının belirlenmesi Fen ve teknoloji dersi öğretim programında, gerçekleştirilen uygulamaya konu olan, 7. sınıf Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik toplam 31 kazanım bulunmaktadır. Belirtilen ilke doğrultusunda bu kazanımları kapsayıcı tek bir tasarım temelli fen eğitimi uygulaması yerine, ünitenin, her biri farklı kazanımlarını karşılayacak şekilde dizayn edilmiş üç modül şeklinde işlenmesi daha uygun görülmüştür. Teorik olarak ilkede yer alan kazanım sayısı sınırlarına riayet edilmesi olanaklı görünse de modüllerin hazırlanması sürecinde kazanımların yapısı ve birbiri ile olan ilişkileri bu sınırların aşılmasına sebep olmuştur. Bu doğrultuda modüllerin oluşturulmasında kazanımların birbiri ile olan bağlantısı dikkate alınarak, gerçekleştirilmesi gereken öğretimin yapısal bütünlüğünün korunması daha öncelikli görülmüş ve kazanım sayısı sınırlarında daha esnek hareket edilmiştir. Uygulamalar yoluyla öğrencilere kazandırılması hedeflenen mühendislik disiplini kazanımları (Bkz. EK-5), mühendislik tasarım sürecinin uygulanmasına yönelik bilgi ve becerilerle ilişkili olduğu için her üç modül kapsamında gerçekleştirilen TTFE uygulamalarının öğrencilerin bu kazanımları edinmeleri doğal olarak destekleyeceği ifade edilebilir. Bu doğrultuda öğrencilerin bu kazanımları edinmelerini desteklemek için uygulamanın ilk günü gerçekleştirilen, mühendisliğe yönelik temel kavramlarla ilişkili sunumun dışında bu kazanımlara özel, herhangi bir öğretim etkinliği gerçekleştirilmemiştir. Dolayısıyla mühendislik disiplinine yönelik kazanımlar için fen kazanımlarının ele alınış şeklinden farklı olarak, kazanımların, farklı modüllere paylaştırılması söz konusu olmamış, tüm modüller öğrencilerin bu kazanımları edinmelerini destekleyecek şekilde yapılandırılmıştır. ii. Öğrenme hedefleri ile ilişkili bilimsel araştırmaların gerçekleştirilmesine olanak tanıyacak kapsayıcı mühendislik tasarım görevinin (probleminin) belirlenmesi Bu ilke kapsamında pilot uygulama öncesi belirlenen mühendislik tasarım görevleri Tablo 3.11'de gösterilmektedir.

101 79 Tablo 3.11 Pilot Çalışma Öncesinde Belirlenen Mühendislik Tasarım Görevleri Modül 1. Modül İlişkili Olduğu Fen Kazanımları Numaraları Sarmal yaylar ile ilişkili; 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 ve 1.5 Mühendislik Tasarım Görevi 2 metre uzaklıktaki bir hedefi gülle olarak kullanılan cam bilye ile vurmayı sağlayacak sarmal yaylar yardımıyla çalışan bir top tasarımı yapmak 2. Modül 3. Modül Kuvvet, iş ve enerji ile ilişkili; 2.1, 2.2, 2.3,2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13 ve 2.14 Sürtünme kuvveti ile ilişkili; 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 ve 4.5 Basit makineler ile ilişkili; 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 ve 3.7 Kinetik enerjinin potansiyel enerjiye dönüşümü ile düz bir zemin üzerinde en az 6 metre boyunca hareket edecek bir araba tasarımı yapmak Yapısında en az 3 farklı tipte basit makinenin bulunduğu cam bir bilyeyi en az 5 metre uzağa fırlatabilecek bir mancınık tasarımı yapmak Tablo 3.11'de yer alan tasarım görevleri, alan yazın bölümünde açıklanan Crismond (2001) tarafından ifade edilmiş özellikler çerçevesinde belirlenmiştir. Gerçekleştirilen pilot uygulama sonrasında katılımcı öğrenciler, uygulama öğretmeni ve üç fen eğitimi uzmanı ile yapılan değerlendirmeler neticesinde 1. ve 3. tasarım görevlerinde değişiklik yapılması uygun bulunmuştur. Bu değişiklikler sonucunda asıl uygulama için belirlenen tasarım görevleri Tablo 3.12'de görülmektedir. Tablo 3.12 Asıl Uygulama için Belirlenen Mühendislik Tasarım Görevleri Modül 1. Modül İlişkili Olduğu Fen Kazanımları Numaraları Sarmal yaylar ile ilişkili; 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 ve 1.5 Mühendislik Tasarım Görevi Sarmal yaylar yardımıyla hareket edecek bir trenin aynı hat üzerinde bulunan üç istasyondan, yolcuların belirleyeceği herhangi birine ulaşımını sağlayacak bir düzenek oluşturulmak 2. Modül Kuvvet, iş ve enerji ile ilişkili; 2.1, 2.2, 2.3,2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13 ve 2.14 Sürtünme kuvveti ile ilişkili; 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 ve 4.5 Kinetik enerjinin potansiyel enerjiye dönüşümü ile düz bir zemin üzerinde en az 6 metre boyunca hareket edecek bir araba tasarımı yapmak

102 80 Modül 3. Modül İlişkili Olduğu Fen Kazanımları Numaraları Basit makineler ile ilişkili; 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 ve 3.7 Mühendislik Tasarım Görevi Bir bilyenin 2 metre uzağında bulunan bir zile en az 8 saniyede ulaşımını sağlayacak en az üç farklı basit makineden oluşan bir düzenek tasarlamak iii. Eşzamanlı olarak hem fen öğrenim hedeflerini karşılayacak hem de mühendislik tasarım görevini başarmak için öğrencileri hazırlayacak aktivitelerin belirlenmesi Bu ilke doğrultusunda yapılandırılan aktiviteler öğrencilerin hem büyük tasarım görevini gerçekleştirmek için ihtiyaç duyacağı bilgi ve becerileri kazanmalarını hem de ünite kazanımlarını edinmelerini destekleyecek şekilde organize edilmiştir. Uygulamalar süresince mini araştırma ve mini tasarım başlıkları ile ifade edilen ve sınıf içi öğretim etkinliklerini yansıtan bu aktivitelerin ilişkili olduğu kazanımlar EK-10'da sunulmuştur. iv. Öğretmen ve öğrencilerin gerçekleştirilecek aktiviteleri takip etmelerini sağlayacak ders planlarının ve öğrenci materyallerinin hazırlanması Bu ilke vasıtasıyla bu aşamaya kadar gerçekleştirilen (kazanımlar çerçevesinde modüllere karar verilmesi, büyük tasarım görevlerinin belirlenmesi, her modül için mini araştırma ve mini tasarım görevlerinin oluşturulması gibi...) çalışmaların uygulama süreci için organize edilmesi hedeflenmektedir. Bu amaca yönelik olarak öğrencilerin dersleri takip etmelerini sağlayacak üç modüllük MTKD (Bkz. EK-8) oluşturulmuştur. v. Gerekli ek kaynakların oluşturulması (araç yapım talimatları, deney düzeneği fotoğrafları gibi...) Genel olarak ilkede belirtilen araç yapım talimatları ya da deney düzeneği fotoğrafları gibi unsurlara MTKD içerisinde yer verilmiştir. Fakat öğrencilerin belirli bir bütçe ile sınırlandırıldığı 2. modüldeki büyük tasarım görevinde gerçekleştirilecek temsili alışveriş için oluşturulan mühendis market fiyat listeleri ek doküman olarak öğrencilere sunulmuştur. Wendell et al. (2010) tarafından bu aşamadan sonra gerçekleştirilmesi önerilen "vi. Pilot çalışmanın gerçekleştirilmesi", "vii. Pilot uygulamaya yönelik geri bildirim alınması" ve "viii. Tüm ders planlarının ve öğrenci materyallerinin yeniden gözden geçirilmesi" aşamaları "Pilot Uygulama" başlığı altında bütüncül bir şekilde ele alındığı için burada bu aşamalara yönelik herhangi bir açıklama yapılması gereksiz görülmüştür.

103 Araştırmanın Pilot Uygulaması Araştırmanın pilot çalışması eğitim-öğretim yılında Sinop iline bağlı merkez köylerden birinin ilköğretim okulunda 7. sınıfa devam eden 8 öğrenciden oluşan çalışma grubuyla gerçekleştirilmiştir. Çalışma grubunda yer alan 3 erkek, 5 kız öğrencinin tasarım temelli fen eğitimine yönelik herhangi bir geçmiş deneyimi bulunmamaktadır. Pilot uygulamanın yürütüldüğü sınıfın fen ve teknoloji öğretmeni 4 yıllık mesleki tecrübeye sahiptir. Aynı zamanda fen eğitimi alanında doktora eğitimine devam etmekte olan öğretmen, pilot uygulama için pozitif bir iklim oluşmasına katkı sağlamıştır. Uygulama süresince katılımcı bir profil sergileyen öğretmen, gerçekleştirilen uygulamalar öncesi tasarım temelli fen eğitimine yönelik kuramsal bilgiye sahip olmak için araştırmacıdan destek talep etmiş, uygulamaya yönelik öğretim planlarını günlük olarak değerlendirmiş ve uygulamanın tüm aşamaları ile ilgili eleştirilerde bulunmuştur. Bu eleştiriler asıl uygulama öncesi öğretim etkinliklerinde gerçekleştirilen iyileştirmelere katkı sağlamıştır. Pilot uygulama sonrasında katılımcı öğrencilerden, uygulama öğretmeninden ve üç fen eğitimi uzmanından geri bildirim alınmıştır. Pilot uygulamanın çalışma grubunu oluşturan 8 öğrenci arasından rastgele olarak belirlenen 2 öğrenci ile uygulama sonrasında gerçekleştirilen görüşmede öğrencilerden genel olarak süreci değerlendirmeleri istenmiştir. Öğrencilerin ifadeleri doğrultusunda top yapımı olarak belirlenen 1. modüldeki büyük tasarım görevinin öğrencilerin yaşantısından uzak olduğu ve öğrenciler için çok anlam ifade etmediği sonucuna ulaşılmıştır. Aynı zamanda pilot uygulama sonrası üç fen eğitimcisi ile gerçekleştirilen değerlendirmede 1. ve 3. modüllerde öğrencilerden savaş aracı tasarlamalarının istenmesi etik açıdan uygun görülmemiş ve bu modüller için yeni tasarım görevlerinin belirlenmesine karar verilmiştir. Gerçek uygulama öncesinde son hali oluşturulan dokümanlar ve öğretim planları iki fen eğitimi uzmanı ve pilot uygulamanın gerçekleştirildiği sınıfın fen ve teknoloji öğretmeni tarafından değerlendirilmiş ve uygunluğuna karar verilmiştir Asıl Uygulama Tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının öğrencilerin akademik başarı düzeylerine, karar verme becerilerine, mühendislik disiplinine yönelik görüş ve yeterliliklerine olan etkisinin araştırıldığı uygulama süreci; tarihinde başlamış,

104 82 tarihinde ise sona ermiştir. Uygulamaların, öğrencilerin öğrenim gördüğü sınıfta gerçekleştirilmesi planlanmıştır. Ancak bölümün devamında açıklanan gerekçeler sebebiyle uygulamanın iki günlük dilimi Sinop Üniversitesi Eğitim Fakültesi fen laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Uygulama takvimine göre tarihinde gerçekleştirilmesi planlanan 2 saatlik ders, MEB tarafından düzenlenen merkezi ortak sınav nedeniyle, tarihinde gerçekleştirilmesi planlanan 2 saatlik ders ise Sinop İl Milli Eğitim Müdürlüğü tarafından uygulanan deneme sınavı nedeniyle belirlenen tarihlerde yürütülememiştir. Uygulamanın daha önce belirlenen tarihte bitirilmesi için gerçekleştirilemeyen bu derslerin telafisine yönelik ek dersler yapılması gündeme alınmıştır. Bu doğrultuda öğrenciler ile, tüm sınıfın telafi derslerine katılımı için en uygun zamanın belirlenmesine yönelik görüşmeler gerçekleştirilmiştir. Yapılan değerlendirmelerde bu derslerin ünitenin devam ettiği süre zarfında, istenilen tarihe rastgelen cumartesi günleri gerçekleştirilebileceği belirlenmiştir. Telafi derslerinin cumartesi günü gerçekleştirilecek olması bu derslerin okulda gerçekleşen dakikalık 2 ders saatine nazaran daha esnek zaman dilimleri ile yürütülmesine olanak sağlamıştır. Telafi derslerinin hangi tarihe rastgelen cumartesi günü yapılacağı belirlenirken bu durum belirleyici bir rol oynamıştır. Asıl uygulamanın 1. modülünde edinilen deneyimler neticesinde (bu tespitin pilot uygulama kapsamında yapılamamasının nedeni olarak uygulamanın 8 kişilik bir sınıfta gerçekleştirilmiş olması düşünülmektedir); prototip yapımı ve test etme ve iletişim basamaklarına yönelik etkinliklerin dakikalık 2 ders süresinde yürütülmesinin öğrencilerin gerçek performanslarını sergilemeleri önünde bir sınırlılık oluşturduğu tespit edilmiştir. Bu tespit doğrultusunda daha esnek ders zamanı sağlayan telafi derslerinin, etkinlik akışı göz önünde bulundurularak 2. ve 3. modül için bu aşamaların yürütülebileceği tarihlerde gerçekleştirilmesine karar verilmiştir. Bu doğrultuda 2. modülün ilgili aşamaları cumartesi günü, 3. modülün ilgili aşamaları ise cumartesi günü gerçekleştirilen telafi derslerinde yürütülmüştür. Telafi derslerinin gerçekleştirilmesi ile ilgili olarak belirtilen tarihler için öğrenci servisinin temini ve Sinop Üniversitesi Eğitim Fakültesi fen laboratuvarının kullanımı konusunda Sinop Üniversitesi Çocuk Üniversitesi'nden destek alınmıştır. Ayrıca öğrencilerin okul ortamının ve saatlerinin dışında gerçekleşen bu etkinliklere katılımı için her öğrencinin velisi tarafından onaylanan izin dilekçeleri temin edilmiştir tarihli telafi

105 83 dersine hasta oldukları için iki öğrenci, tarihli telafi dersine ise yine aynı gerekçe ile üç öğrenci katılım sağlamamıştır. Telafi derslerinin dışında kalan tüm uygulamalar planlanan şekilde öğrencilerin kendi okullarında, öğrenim gördükleri sınıfta gerçekleştirilmiştir. Uygulama süresince dersler araştırmacı tarafından yürütülmüştür. Fakat uygulamanın bazı aşamalarında Sinop Üniversitesi'nde görevli iki fen eğitimi uzmanı, pilot uygulamanın gerçekleştirildiği sınıfın fen ve teknoloji öğretmeni ve tasarım temelli fen eğitimine yönelik eğitim görmüş, fen bilgisi öğretmenliği 3. sınıfa devam eden altı öğretmen adayı yardımcı araştırmacı olarak görev almıştır. Öğretmen adayları gerçekleştirilen telafi derslerinde öğrenci gruplarına rehberlik etmiş, kamera kaydı yapmış ve fiziksel ortamın düzenlenmesinde görev almışlardır. Fen eğitimi uzmanları ve pilot uygulamanın gerçekleştiği sınıfın fen ve teknoloji öğretmeni ise gerek yürütülen uygulamalarda gerek verilerin elde edilmesinde gerekse verilerin analizi aşamasında araştırmacıya yardımcı olmuşlardır. Araştırmanın nicel veri kaynakları içerisinde yer alan KHÜABT ve KVBT, araştırmanın tüm katılımcılarına, tarihinde öntest, tarihinde ise sontest olarak, bir diğer nicel veri toplama aracı MDBF ise yine tüm katılımcılara tarihinde öntest, tarihinde ise sontest olarak uygulanmıştır. Araştırmanın nitel veri kaynakları arasında bulunan görüşme formları, tarihinde iki yardımcı araştırmacı tarafından nitel çalışma grubuyla yürütülen görüşmeler ile uygulanmıştır. Bir diğer nitel veri toplama aracı MYDSF ise araştırmanın tüm katılımcılarına uygulamalar öncesi tarihinde ve uygulamalar tamamlandıktan sonra tarihinde olmak üzere iki kez uygulanmıştır. MTKD ve SÖG olarak adlandırılan dokümanlar ise uygulamalar süresince tüm katılımcılar tarafından bireysel olarak doldurulmuştur. Araştırmanın uygulama süreci ilgili çalışma takvimi EK-11'de sunulmuştur. Uygulama sürecinin daha net olarak anlaşılması için devam eden kısımda uygulamanın 2. modülünde gerçekleştirilen TTFE süreci açıklanmıştır.

106 84 Şekil 3.4 Araştırmada Kullanılan Tasarım Temelli Fen Eğitimi Modeli Araştırma için geliştirilen TTFE uygulamaları, Şekil 3.5'te görülen model çerçevesinde yapılandırılmıştır. Uygulamanın her modülü için modelde belirtilen döngü tekrarlanmış ve dersler modelde belirtilen uygulama adımları ekseninde yürütülmüştür. Bu doğrultuda uygulamanın 2. modülü için aşağıda belirtilen etkinlikler gerçekleştirilmiştir. 1. Problem ya da ihtiyacın belirlenmesi: Şekil 3.5 İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi Şekil 3.5'te görülen büyük tasarım probleminin öğrencilere sunumu ile başlayan bu aşamada, öğrencilerin problemi okuduktan sonra bireysel olarak probleme yönelik kriter ve kısıtlamaları belirlemeleri ve ilk çözüm önerilerini geliştirmeleri istenmiştir.

107 85 Öğrencilerin kullanacakları malzemeleri belirlerken kendilerine verilen bütçelerini kontrol etmeleri adına araştırmacı tarafından mühendis market ürün kataloğu hazırlanmış ve bu aşamada öğrencilere sunulmuştur. 2. Olası çözümlerin geliştirilmesi: Modül için belirlenmiş mini tasarım ve mini araştırmaların gerçekleştirildiği bu aşama 5 ders saati sürmüştür. Bu aşamada, öğrencilerin ünite kazanımlarını ve büyük tasarım probleminin çözümü için gerekli, mühendislik bilgi ve becerilerini edinmelerini sağlamak için sırasıyla aşağıda belirtilen mini araştırma ve mini tasarımlar gerçekleştirilmiştir. i. Mini Araştırma 1: İş nedir? Şekil 3.6 İkinci Modüldeki Birinci Mini Araştırma Bu araştırma kapsamında 5 kişilik gruplar halinde çalışan öğrenciler, kendi gruplarına verilen diz üstü bilgisayarlar yardımıyla, ekran görüntüsü Şekil 3.6'da belirtilen simülasyon programı ile aşağıda belirtilen araştırma sorularına yanıt aramışlardır. Cisme etki eden kuvvet yapılan işin büyüklüğünü etkiler mi? Kuvvetin uygulandığı mesafe yapılan işin büyüklüğünü etkiler mi? Cisme etki eden her kuvvet iş yapar mı? Öğrencilerden her araştırma sorusu için MTKD'lerinde bulunan ilgili alanları (Şekil 3.7'de bir örneği sunulmuştur) doldurmaları istenmiştir. Araştırma için takip ettikleri adımları, elde ettikleri verileri ve ulaştıkları sonuçları bu şekilde kaydeden öğrenciler daha sonra bu sonuçları sınıf arkadaşları ile paylaşmışlardır.

108 86 Şekil 3.7 İkinci Modüldeki Birinci Araştırmaya Yönelik Öğrencilerin Doldurmaları Gereken Alanlar ii. Mini Tasarım 1. Lunapark için hız treni tasarımı. Potansiyel enerji - kinetik enerji dönüşümleri ile ilgili olarak gerçekleştirilen bu mini tasarım görevinde öğrencilerden kendilerine verilen malzemeleri kullanarak hız treni tasarımı oluşturmaları istenmiştir. Şekil 3.8'de görülen uygulama adımlarını takip ederek kendi tasarımlarını oluşturan öğrenci grupları, tasarımları üzerinde çeşitli araştırmalar gerçekleştirerek MTKD'lerinde yer alan sorulara yanıt aramışlardır. Etkinlik sonrasında her grup kendi tasarımını sınıf arkadaşlarına sunmuş ve gerçekleştirilen sınıf tartışmaları ile öğrencilerin konuya yönelik bilgileri doğru bir şekilde yapılandırmaları desteklenmiştir.

109 87 Şekil 3.8 İkinci Modüldeki Birinci Mini Tasarım iii. Mini Tasarım 2. Pervaneli model uçak yapımı Esneklik potansiyel enerji, sürtünme kuvveti ve enerji dönüşümleri ile ilgili kazanımlar doğrultusunda yapılandırılan bu mini tasarım görevinde öğrenci gruplarından kendilerine verilen malzemeleri kullanarak lastik motorlu model uçak tasarımlarını gerçekleştirmeleri istenmiştir. Öğrenciler hazırladıkları tasarımlarla MTKD'lerinde belirtilen sorulara yanıt aramışlar ve araştırma sonuçlarını arkadaşları ile paylaşmışlardır.

110 88 Şekil 3.9 İkinci Modüldeki İkinci Mini Tasarım Yukarıda belirtilen mini araştırma ve mini tasarımlar sonrasında öğrencilerden, modülün başında kendilerine sunulan büyük tasarım problemine yönelik çözüm önerilerini yeniden yapılandırmaları istenmiştir. Öğrencilerin MTKD'lerinde belirtilen alana bireysel çözüm önerilerini çizmeleri ile aşama sona ermiştir. 3. En uygun çözümün belirlenmesi: 2 ders saati süren bu aşamada öğrenciler grup arkadaşları ile birlikte çalışarak gerçekleştirecekleri nihai tasarım çözümüne karar vermişlerdir. Bu doğrultuda öğrencilerden, grup olarak her öğrenciye ait bireysel çözüm önerilerini, hazırladıkları karar matrisleri çerçevesinde analiz etmeleri ve bu analiz sonuçları doğrultusunda nihai çözüm önerilerini oluşturmaları istenmiştir. 4. Prototip yapımı ve test etme: Yaklaşık 3 ders saati süren bu aşamada öğrenciler kendi grupları ile birlikte nihai tasarım kararlarına yönelik prototiplerini gerçekleştirmeye çalışmışlar, hazırladıkları prototipleri test etmişler ve test sonuçlarına bağlı olarak gerekli iyileştirmeleri yapmışlardır. Bu aşamada öğrencilere verilen değerlendirme ölçeği, öğrencilerin prototiplerinin başarısı hakkında fikir sahibi olmaları sağlanmış ve prototipleri üzerinde yapmaları gereken iyileştirmeler konusunda onlara yol göstermiştir. 5. İletişim: 1 ders saati süren bu aşamada öğrenci grupları prototiplerini arkadaşlarına sunmuşlardır. Ayrıca bu aşama için her öğrenciden bireysel olarak kendi prototiplerinin niçin başarılı olduğu konusunda arkadaşlarını ikna edecekleri metinler hazırlamaları istenmiştir.

111 89 Bu aşamada 2. modül kapsamında gerçekleştirilen uygulamalar ayrıntıya girilmeden genel hatları ile açıklanmıştır. EK-8'de sunulan MTKD'nin incelenmesi ile uygulamalara yönelik daha detaylı bilgiye sahip olunabilir. 3.5 Verilerin Çözümlenmesi Daha önceki bölümlerde ifade edildiği gibi karma yöntemler araştırma yöntemi ile yürütülen bu araştırmada, araştırmanın alt problemlerine cevap bulabilmek için hem nicel hem de nitel veriler elde edilmiştir. Bu doğrultuda, araştırma kapsamında toplanan verilerin analiz süreçlerine yönelik açıklamaların yer alacağı bu bölüm, nicel verilerin çözümlenmesi ve nitel verilerin çözümlenmesi şeklinde iki ayrı başlık altında organize edilmiştir Nicel Verilerin Çözümlenmesi Araştırma kapsamında, gerçekleştirilen tasarım temelli fen eğitiminin, öğrencilerin akademik başarıları (1. alt problem), karar verme becerileri (2. alt problem) ve mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeyleri (3. alt problem) üzerine etkisinin belirlenmesinde nicel verilerden yararlanılmıştır. Bu doğrultuda, araştırmanın 1., 2. ve 3. alt problemlerine yönelik olarak sırasıyla KHÜABT, KVBT ve MDBF ile gerçekleştirilen ölçümlerden elde edilen öntest puanları ile sontest puanları arasında anlamlı bir fark olup olmadığı sorgulanmıştır. Bunun için ilk olarak KHÜABT, KVBT ve MDBF ile elde edilen puanların Kolmogorov - Smirnov uyum iyiliği testi ile normallik analizi gerçekleştirilmiş ve puanların normal dağılım gösterdiği saptanmıştır. Büyüköztürk (2007) puanların aralık veya oransal ölçüm biçiminde tanımlanması ve normal dağılım göstermesi durumunda tek gruba ait öntest, sontest puanlarının karşılaştırılmasında eşleştirilmiş gruplar için t-testi kullanılması gerektiğini ifade etmektedir. KHÜABT, KVBT ve MDBF ile gerçekleştirilen ölçümlerde bu varsayımlar karşılandığı için bu ölçekler yoluyla elde edilen verilerin analizinde eşleştirilmiş gruplar için t-testi kullanılmıştır.

112 Nitel Verilerin Çözümlenmesi Nitel araştırmada standartlaştırılmış bir veri analiz sürecinden söz edilemez. Zira bu şekilde yapılandırılmış bir süreç araştırmacının elindeki verilerden derin sonuçlara ulaşması önünde sınırlandırıcı bir etki oluşturur (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Bu sebeple genel kabul gören, kapsayıcı, tek bir nitel analiz yaklaşımı söz konusu değildir (Neuman, 2013). Nitel veri analizini, yaşanılan deneyimin ve bu deneyimden öğrenilenlerin anlaşılması için; görülenlerin, duyulanların, okunanların düzenlenmesi olarak tanımlayan Glesne (2013), bu doğrultuda çok çeşitli yaklaşımların kullanılabileceğini belirtmektedir. Fakat bu çeşitliliğin beraberinde getirdiği sürecin nasıl yürütüleceğine yönelik belirsizlik nitel veri analizine yönelik en yaygın eleştiri konusudur (Neuman, 2013). Punch (2005) bu eleştirilerin önünü kesmek için hangi çözümleme yaklaşımı kullanılırsa kullanılsın bunun sistematik, disiplinli, şeffaf ve tanımlanabilir olması gerektiğini ifade etmektedir. Bu doğrultuda nitel veri analizi sürecini sistematik adımlar çerçevesinde tanımlayan yaklaşımlar ortaya konulmuştur (Mayring, 2011). Yıldırım ve Şimşek (2008) bu yaklaşımları, araştırmanın kavramsal yapısının önceden açık şekilde belirlendiği durumlarda kullanılan betimsel analiz ve araştırma kapsamında önceden belli olmayan temaların ve boyutların ortaya çıkarılmasında kullanılan içerik analizi olmak üzere iki grupta sınıflandırmıştır. Çok çeşitli analiz teknikleri arasından araştırma kapsamında hangi tekniğin kullanılacağının belirlenmesi; (araştırma problemleri, verilerin toplanma süreci gibi...) araştırmanın diğer yöntemsel kararları doğrultusunda gerçekleşmektedir (Glesne, 2013). Karma yöntemler araştırma yöntemi ile yürütülen bu araştırmanın nitel ayağında, öğrencilerin mühendislik tasarım sürecini kullanma becerilerinin ve mühendisliğe yönelik düşüncelerinin süreç boyunca değişimi üzerine odaklanılmıştır. Alan yazın bölümünde ifade edildiği gibi mühendislik tasarım süreci her biri için sergilenmesi gereken becerilerin tanımlandığı çeşitli alt boyutlardan (kategorilerden) oluşmaktadır. Bu doğrultuda öğrencilerin mühendislik tasarım sürecini kullanma becerilerinin süreç boyunca ne şekilde değiştiğini açığa çıkartmak için elde edilen verilerin bu kuramsal çerçeve içerisinde değerlendirilmesi uygun görülmüştür. Öğrencilerin mühendisliğe yönelik düşünceleri ise araştırma öncesinde belirlenen, kuramsal temelli kategoriler çerçevesinde değil toplanan verilerin analizine bağlı olarak ortaya çıkartılan kategoriler doğrultusunda değerlendirilmiştir. Dolayısıyla araştırma kapsamında elde edilen nitel

113 91 verilerin çözümlenmesinde betimsel analiz ve içerik analizi yaklaşımları bir arada kullanılmıştır. Bu yaklaşımların uygulanmasında takip edilen aşamalar Şekil 3.10'da gösterilmiştir (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Betimsel Analiz İçerik Analizi Betimsel analiz için bir çerçeve oluşturma Tematik çerçeveye göre verilerin işlenmesi Bulguların tanımlanması Bulguların yorumlanması Verilerin kodlanması Kategorilerin bulunması Verilerin kodlara ve kategorilere göre düzenlenmesi Bulguların yorumlanması Şekil 3.10 Betimsel Analiz ve İçerik Analizi Aşamaları Şekil 3.10'da belirtilen aşamalar yoluyla yürütülecek çözümleme süreci öncesinde, gerçekleştirilen görüşmeler ile elde edilen veriler, bu sürece hazır hale getirilmiştir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen görüşmelere yönelik kayıtlar araştırmacı tarafından dinlenerek bilgisayar ortamında yazıya aktarılmıştır. Nitel çalışma grubunda yer alan üç öğrenci ile gerçekleştirilen toplam 53 dakika 15 saniyelik görüşmenin yazıya aktarılması ile 21 sayfalık doküman elde edilmiştir. Araştırmanın diğer nitel verilerini oluşturan dokümanlar ve gözlem notları ise veri toplama sürecinde metin formatında oluşturulduğu için doğrudan veri analiz sürecine dahil edilmiştir. Daha önce ifade edildiği gibi öğrencilerin mühendislik tasarım sürecini kullanma becerilerinin süreç boyunca nasıl değiştiğinin sorgulandığı, araştırmanın 4. alt problemine yönelik verilerin çözümlenmesinde betimsel analiz yaklaşımı kullanılmıştır. Bunun için ilk olarak mühendislik tasarım süreci ile ilgili kuramsal açıklamalar doğrultusunda verilerin düzenlenmesini sağlayacak bir çerçeve oluşturulması gerekmiştir. Bu doğrultuda oluşturulan genel çerçeve Tablo 3.13'de gösterilmiştir.

114 92 Tablo 3.13 Betimsel Analiz Sürecinde Verilerin Düzenlenmesine Yönelik Olarak Oluşturulmuş Genel Çerçeve Mühendislik Tasarım Sürecini Uygulamaya Yönelik Becerilerin İncelenmesi Aşamalar Gerçekleştirilen İşlemler Beklenen Yeterlik Düzeyi 1. Problem ya da ihtiyacın belirlenmesi Kriterleri belirleme Kısıtlamaları belirleme Sorular sorma - Problemin çözümüne yönelik başarı kriterlerini belirleyebilme - Problem bağlamına uygun kısıtlamaları belirleyebilme 2. Olası çözümlerin geliştirilmesi 3. En uygun çözümün belirlenmesi 4. Prototipin yapılması ve test etme 5. İletişim Beyin fırtınası yapma Araştırma yapma Eskiz-diyagram çizme Grup çalışması Taslak raporlar oluşturma Deneysel veri toplama Karar matrisleri kullanma Analiz Optimizasyon Ödünleşim (Trade-off) Karar verme Prototip yapma Uygun testler geliştirme Test etme Değerlendirme İyileştirme Çözümün paylaşılması İyileştirme - Etkin grup çalışması gerçekleştirebilme - Bilimsel prensiplere ve problem bağlamına uygun çözüm önerileri geliştirebilme - Uygun karar verme stratejilerini kullanarak farklı çözümler arasından en uygun olanı belirleyebilme - Tasarım kararına uygun şekilde prototip yapımını gerçekleştirebilme - Yapılan prototipi uygun testler ile değerlendirebilme - Test sonuçları doğrultusunda prototip üzerinde gerekli iyileştirmeleri yapabilme - Gerçekleştirilen tasarım çözümünü uygun argümanlarla savunabilme Bu aşamadan sonra araştırmacı tarafından verilerin konumlandırılacağı kategoriler oluşturulmuştur. Kategorilerin oluşturulmasında, Tablo 3.13'de mühendislik tasarım sürecinin her bir alt boyutu için belirtilen yeterlik düzeyleri esas alınmıştır. Bu doğrultuda her alt boyut için ilgili yeterliğin sergilenme düzeyi bir kategori olarak tanımlanmıştır. Kategorilerin belirlenmesinden sonra doküman, gözlem ve görüşme

115 93 yoluyla elde edilen veriler araştırmacı tarafından bu kategoriler doğrultusunda değerlendirmiştir. Gerçekleştirilen veri analizinin güvenirliğinin teyidi için verilerin nasıl toplandığı, analiz sürecinin nasıl gerçekleştirildiği ve inceleme süresince kararların nasıl verildiği detaylı şekilde kaydedilmiş ve analiz süreci sonrasında bu kayıtlar toplanan veriler ile birlikte doktora çalışmasını STEM eğitim yaklaşımı konusunda yapmış bir fen eğitimi uzmanının denetimine açılmıştır. Yardımcı araştırmacının ortaya konulan yorumlar ve analiz sürecine yönelik önerileri doğrultusunda analiz süreci tekrar gözden geçirilmiştir. Öğrencilerin mühendisliğe yönelik düşüncelerinin neler olduğu ve süreç içerisinde nasıl değiştiğinin sorgulandığı, araştırmanın 5. alt problemi kapsamında elde edilen verilerin çözümlenmesinde, uygulama aşamaları Şekil 3.10'da görülen içerik analizi yaklaşımı kullanılmıştır. Bu doğrultuda ilk olarak MYDSF'den elde edilen veriler kodlanmıştır. Kodlama sürecinde veri setleri, Glesne (2013) tarafından önerilen şekliyle, satır satır okunarak ham verilerin önemli boyutlarının saptanması üzerine odaklanılmıştır. Dolayısıyla tümevarımcı bir yaklaşımla gerçekleştirilen bu analiz sürecinde doğrudan verilerden yola çıkılarak kod listeleri oluşturulmuştur (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Kod listelerinin oluşturulmasından sonra, birbiriyle ilişkili olan kodları bir araya getirebilecek kapsayıcı kategorilerin oluşturulması üzerine odaklanılmıştır. Bu doğrultuda elde edilen kodlar, aralarındaki bağlantıların ortaya çıkarılması amacıyla yeniden gözden geçirilmiş ve bu bağlantılar doğrultusunda kodların sınıflandırılmasına olanak tanıyacak kategoriler oluşturulmuştur. Bu aşamadan sonra toplanan veriler bu sistem içerisinde düzenlenerek bulgular ortaya konulmuştur. Gerçekleştirilen veri analizinin güvenirliğinin belirlenmesi için araştırmacı tarafından oluşturulan kod listesi ve bu kodların sınıflandırıldığı kategoriler, veri seti ile birlikte başka bir fen eğitimi uzmanına verilmiş ve verileri bu şablon doğrultusunda değerlendirmesi istenmiştir. İki araştırmacının gerçekleştirdikleri değerlendirmelerin tutarlığının incelenmesi için, iki araştırmacı tarafından veri setinin aynı kategoride değerlendirildiği durumlar görüş birliği, farklı kategorilerde değerlendirildiği durumlar ise görüş ayrılığı olarak tanımlanmış ve aşağıda belirtilen formül yardımıyla değerlendirme yüzdesi elde edilmiştir (Timur, 2011; Yıldırım ve Şimşek, 2008). Ayrıca araştırmacıların uzlaşamadığı durumlarda üçüncü bir fen eğitimi uzmanının görüşüne başvurulmuş ve nihai değerlendirme gerçekleştirilmiştir.

116 94 Nicel çalışma grubunun uygulamalar sonrası yanıtladıkları MYDSF'lerin iki araştırmacı tarafından değerlendirilmesi sonucu elde edilen değerlendirme yüzdesi % 96 olarak bulunmuştur. Yıldırım ve Şimşek (2008) bu yolla elde edilen değerlendirme yüzdesinin en az %70 düzeyinde olması gerektiğini ifade etmektedir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen analiz sürecinin güvenilir olduğu ifade edilebilir. Nicel ve nitel verilerin çözümlenmesine yönelik bu açıklamaların ardından bütüncül bir bakış açısı sağlamak amacıyla araştırmanın alt problemleri kapsamında kullanılan veri toplama araçları ve elde edilen verilerin analizinde başvurulan stratejiler Tablo 3.14'de özetlenmiştir. Tablo 3.14 Araştırmanın Alt Problemleri, Veri Toplama Araçları ve Kullanılan Veri Analiz Teknikleri Araştırmanın Alt Problemleri Veri Kaynağı Analiz 1. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik akademik başarıları üzerine etkisi var mıdır? 2. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin karar verme becerileri üzerine etkisi var mıdır? 3. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeyleri üzerine etkisi var mıdır? 4. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitimi süresince ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik tasarım sürecini uygulama becerileri nasıl değişmektedir? 5. Alt Problem: Tasarım temelli fen eğitimi süresince ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik ile ilgili görüşleri nasıl değişmektedir? - Kuvvet ve Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi (KHÜABT) - Karar Verme Beceri Testi (KVBT) - Mühendislik Disiplini Bilgi Formu (MDBF) - Mühendislik Tasarım Kılavuzu Dokümanları (MTKD) - Görüşme Formu - Gözlem Notları - Serbest Öğrenci Günlükleri (SÖG) - Mühendisliğe Yönelik Düşünceler Soru Formu (MYDSF) Eşleştirilmiş Gruplar için t-testi Eşleştirilmiş Gruplar için t-testi Eşleştirilmiş Gruplar için t-testi Betimsel Analiz İçerik Analizi

117 Geçerlik ve Güvenirlik Geçerlik ve güvenirlik, türüne bakılmaksızın tüm araştırmalar için önem arz eden kavramlardır (Merriam, 2013). Zira bu iki kavram bilimsel araştırmaların en önemli ölçütü kabul edilen, sonuçların inandırıcılığı ile ilişkilidir (Yıldırım ve Şimşek, 2008). Hem nitel hem nicel yaklaşımlar için geçerlik ve güvenirlik kavramları, sonuçların inandırıcılığı temel fikri üzerine kurulu olsa da bu kavramlar araştırma sürecinde farklı şekillerde ele alınmaktadır (Neuman, 2013). Merriam (2013), bu farklılığı, nitel ve nicel yaklaşımların dayandığı paradigmaların temelini oluşturan felsefi düşünceler bağlamında açıklamaktadır. Nicel araştırmalarda geçerlik ve güvenirlik kavramları Neuman (2013) tarafından ölçüm güvenirliği (bir gösterge ile elde edilen sonuçların, ölçüm süreci ya da ölçme aracı sebebiyle çeşitlilik göstermemesi) ve ölçüm geçerliği (kavramsal ve işlemsel tanımların birbiri ile uyum göstermesi) olarak tanımlanmaktadır. Yıldırım ve Şimşek (2008) nicel araştırma kapsamında geçerlik ve güvenirliğin sağlanmasına yönelik çabaların detaylı şekilde tanımlanmış prosedürler doğrultusunda gerçekleştiğini ifade etmektedir. Karma yöntemler araştırma yöntemi ile gerçekleştirilen bu araştırmanın nicel bölümü ile ilgili geçerlik ve güvenirlik çalışmaları, bu prosedürler doğrultusunda gerçekleştirilmiş ve KHÜABT, KVBT ve MDBF kapsamında detaylı olarak açıklanmıştır. Bu sebeple bu başlık altında daha ziyade araştırmanın nitel bölümüne yönelik olarak gerçekleştirilen geçerlik ve güvenirlik çalışmaları üzerine odaklanılmıştır. Nitel araştırmalar için geçerlik ve güvenirlik nicel araştırmalarda olduğu gibi sonuçların inandırıcılığı ile ilgilidir. Fakat nitel araştırmalarda geçerlik ve güvenirlik ilkeleri nicel araştırmalardan farklı bir şekilde uygulanmaktadır (Neuman, 2013). Bu farklılık nitel araştırma kapsamında geçerlik ve güvenirliğin nicel araştırmadaki klasik tanımlamalardan farklı, yeni bir terminoloji içerisinde ele alınması sonucunu doğurmuştur (Turgut, 2005). Yıldırım ve Şimşek (2008) bu doğrultuda nitel araştırmalar için nicel gelenekte kullanılan iç geçerlik, dış geçerlik, iç güvenirlik ve dış güvenirlik kavramları yerine sırasıyla inandırıcılık, aktarılabilirlik, tutarlılık ve teyit edilebilirlik kavramlarının kullanılabileceğini ifade etmektedir. Benzer bir karşılaştırma Merriam (2013) tarafından da gerçekleştirilmiş fakat bu karşılaştırmada iç güvenirlik, dış güvenirlik ayrımına gidilmeksizin genel manada güvenirlik kavramı yerine tutarlılık ifadesi kullanılmıştır. Gerçekleştirilen araştırma kapsamında geçerlik ve güvenirlik

118 96 Merriam (2013) tarafından ifade edilen yaklaşımla ele alınmıştır. Bu doğrultuda devam eden kısımda araştırmanın nitel ayağı için gerçekleştirilen inandırıcılık (iç geçerlik), aktarılabilirlik (dış geçerlik) ve tutarlılığı (güvenirlik) sağlamaya yönelik çabalar açıklanmıştır. İnandırıcılık (İç geçerlik): Merriam (2013) inandırıcılığın, araştırma bulgularının dış dünyadaki gerçekliğe uyup uymadığı sorunuyla ilgili olduğunu ifade etmektedir. Yıldırım ve Şimşek (2008) bu doğrultuda araştırmacının elde ettiği bulguların gerçekliğine, benzer ortamlar için geçerli sonuçlara ulaşıldığına, izlenen süreçlerin birbiri ile tutarlı bir yapı sergilediğine, verilerin nesnel yaklaşımlarla toplandığına ve analiz edildiğine ilişkin kanıtlar ortaya koyması gerektiğini belirtmektedir. Merriam (2013) bunun için araştırmacının kullanabileceği stratejileri; çeşitleme (üçgenleme), katılımcı doğrulaması, veri toplama süreçlerine uygun ve yeterli katılım ve uzman incelemesi olarak sıralamaktadır. Araştırma kapsamında gözlem, görüşme ve doküman olmak üzere çoklu veri toplama yöntemi kullanılarak veri çeşitlemesine gidilmiştir. Ayrıca dokümanlar yoluyla toplanan veriler araştırmacı dışında bir yardımcı araştırmacı tarafından da bağımsız olarak analiz edilmiş ve elde edilen bulgular karşılaştırılarak araştırmacı çeşitlemesi gerçekleştirilmiştir. İnandırıcılığa yönelik bir diğer strateji kapsamında öğrencilerle gerçekleştirilen görüşmelerde dokümanlarında yer alan çizimlerini değerlendirmeleri istenmiş ve bu çizimlere yönelik gerçekleştirilen analizler katılımcı teyidine bağlı olarak bir kez daha gözden geçirilmiştir. Son olarak bir katılımcıya ait toplanan tüm veriler ve ulaşılan sonuçlar bir fen eğitimi uzmanı tarafından incelenmiş ve sürecin kontrolü sağlanmıştır. Aktarılabilirlik (Dış geçerlik): Merriam (2013) bu kavramın çalışmanın sonuçlarının farklı durumlarda ne derece uygulanabileceği anlamına geldiğini ifade etmektedir. Bu doğrultuda veri analiz süreci ve oluşturulan yapının detaylı şekilde ortaya konulması gerekmektedir (Turgut, 2005). Merriam (2013) ayrıntılı betimleme ve amaçlı örnekleme stratejilerinin bu doğrultuda kullanılabileceğini ifade edilmektedir Araştırma kapsamında veri analiz süreci ayrıntılı olarak açıklanmış, bulguların sunumunda ortamın ve katılımcıların tanımlanmasına yardımcı olacak şekilde doğrudan alıntılara yer verilmiştir. Katılımcı seçiminde zengin veri sağlayan katılımcılar amaçlı

119 97 olarak tanımlanmış ve bu katılımcıların farklı özelliklerde (cinsiyet, akademik başarı düzeyi gibi...) olmasına gayret edilmiştir. Tutarlılık (Güvenirlik): Nitel araştırma kapsamında ulaşılan sonuçlar ile toplanan verilerin birbiri ile tutarlı olması anlamına gelen güvenirliğin sağlanması için araştırmacının sonuçlara nasıl ulaştığını açıkça belirtmesi gerekmektedir (Merriam, 2013). Bu doğrultuda yürütülen araştırma kapsamında verilerin nasıl toplandığı, analiz sürecinin nasıl gerçekleştirildiği ve inceleme süresince kararların nasıl verildiği detaylı şekilde kaydedilmiştir. Analiz süreci sonrasında bu kayıtlar toplanan veriler ile birlikte doktora çalışmasını STEM eğitim yaklaşımı konusunda yapmış bir fen eğitimi uzmanının denetimine açılmıştır. Yardımcı araştırmacının elde edilen kategoriler ve analiz sürecine yönelik önerileri doğrultusunda analiz süreci tekrar gözden geçirilmiştir.

120 98 BÖLÜM IV: BULGULAR Araştırma kapsamında elde edilen bulguların araştırmanın alt problemleri çerçevesinde sunulduğu bu bölümde öncelikle nicel veri kaynakları ile elde edilen verilerin Kolmogorov - Smirnov uyum iyiliği testi ile gerçekleştirilen normallik analizi sonuçlarına yer verilmiştir. Tablo 4.1 KHÜABT, KVBT ve MDBF Sonuçlarının Normallik Analizi Sonuçları n ss Kolmogorov- Smirnov (Z) p KHÜABT Öntest Sontest KVBT Öntest Sontest MDBF Öntest Sontest Tablo 4.1'de görülen KHÜABT, KVBT ve MDBF ile elde edilen öntest ve sontest puanlarının anlamlılık değerlerinin (p), 0.05 değerinden büyük olması, elde edilen verilerin normal dağılımdan geldiğini göstermektedir. Bu doğrultuda KHÜABT, KVBT ve MDBF ölçeklerinin öntest ve sontest olarak uygulanması sonucunda elde edilen verilerin parametrik testler ile değerlendirilmesine karar verilmiştir. 4.1 Akademik Başarıya İlişkin Bulgular Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik akademik başarıları üzerine etkisinin incelendiği araştırmanın birinci alt problemi kapsamında KHÜABT ile elde edilen öğrencilere ait öntest, sontest puan ortalamaları eşleştirilmiş gruplar t-testi kullanılarak karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen analiz sonuçları Tablo 4.2 ile sunulmuştur.

121 99 Tablo 4.2 KHÜABT Öntest - Sontest Puan Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları n ss t Testi T sd p Öntest Sontest Tablo 4.2 incelendiğinde öğrencilerin KHÜABT ile elde edilen öntest - sontest puan ortalamaları arasında sontest lehine anlamlı farklılık olduğu görülmektedir (t (29) = 9.17, p <.05). Bu doğrultuda gerçekleştirilen TTFE uygulamalarının, öğrencilerin 7. sınıf Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik akademik başarılarının artmasında etkili olduğu ifade edilebilir. 4.2 Karar Verme Becerisine İlişkin Bulgular Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin karar verme becerileri üzerine etkisinin incelendiği araştırmanın ikinci alt problemi kapsamında KVBT ile elde edilen öğrencilere ait öntest, sontest puan ortalamaları eşleştirilmiş gruplar t-testi kullanılarak karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen analiz sonuçları Tablo 4.3 ile sunulmuştur. Tablo 4.3 KVBT Öntest - Sontest Puan Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları n ss t Testi T sd p Öntest Sontest Tablo 4.3 incelendiğinde KVBT ile elde edilen, öğrencilere ait sontest puanlarının öntest puanlarından anlamlı bir şekilde farklılaştığı görülmektedir (t (29) = 5.58, p <.05). Bu doğrultuda gerçekleştirilen TTFE uygulamalarının, öğrencilerin karar verme becerilerinin gelişiminde etkili olduğu ifade edilebilir.

122 Mühendislik Disiplinine Yönelik Bilgi Düzeyi ile İlişkili Bulgular Tasarım temelli fen eğitiminin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeyleri üzerine etkisinin incelendiği araştırmanın üçüncü alt problemi kapsamında, MDBF ile elde edilen, öğrencilere ait öntest, sontest puan ortalamaları eşleştirilmiş gruplar t-testi kullanılarak karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen analiz sonuçları Tablo 4.4 ile sunulmuştur. Tablo 4.4 MDBF Öntest - Sontest Puan Ortalamalarının Eşleştirilmiş Gruplar t-testi Sonuçları n ss t Testi T sd p Öntest Sontest Tablo 4.4 incelendiğinde MDBF ile elde edilen, öğrencilere ait sontest puanlarının öntest puanlarından anlamlı bir şekilde farklılaştığı görülmektedir (t (29) = 13.89, p <.05). Bu doğrultuda gerçekleştirilen TTFE uygulamalarının, öğrencilerin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeylerinin gelişmesinde etkili olduğu ifade edilebilir. 4.4 Mühendislik Tasarım Süreci Uygulama Becerilerine İlişkin Bulgular Daha önce ifade edildiği gibi, araştırma kapsamında gerçekleştirilen uygulamalar, her biri Kuvvet ve Hareket ünitesinin farklı kazanımlarına yönelik olarak tasarlanan, üç modül çerçevesinde yapılandırılmıştır. Uygulamalar süresince öğrenciler bu modüllerin her biri için belirlenmiş tasarım problemine çözüm bulmak için mühendislik tasarım süreci çerçevesinde çalışmışlardır. Öğrencilerin mühendislik tasarım sürecini uygulama becerilerinin, süreç boyunca nasıl değiştiğinin araştırıldığı bu alt problem kapsamında çalışma grubundaki her bir öğrencinin üç modül için sergilediği performans değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda çalışma grubundaki öğrencilerle yapılan görüşmeler, gerçekleştirilen gözlemlere yönelik alan notları ve öğrencilere ait SÖG ve MTKD ile elde edilen bulgular yorumlanmıştır. Çalışma grubunda yer alan öğrencilerin (analiz birimi) mühendislik tasarım süreci uygulama performanslarının değerlendirilmesinde süreci oluşturan her uygulama adımı

123 101 için sergiledikleri yeterlikler ayrı ayrı ele alınmış ve bulguların sunumu da bu doğrultuda gerçekleştirilmiştir Ayla ile İlgili Bulgular Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Bu aşamada öğrencilerden kendilerine sunulan mühendislik tasarım problemini tanımlamaları, başarılı çözümünün taşıması gereken özellikleri belirlemeleri, bu çözümü ortaya koyarken ne gibi sınırlılıklarla karşılaşabileceklerini ifade etmeleri beklenmektedir. Şekil 4.1 de öğrencilere birinci modül kapsamında sunulan büyük tasarım problemi görülmektedir. Şekil 4.1 Birinci Modül için Belirlenen Büyük Tasarım Problemi Öğrencilerin mühendislik tasarım süreci ile ilk kez karşılaştıkları birinci modül kapsamında, süreç genel olarak araştırmacının rehberliğinde yürütülmüştür. Bu doğrultuda Şekil 4.1 de görülen problem durumu sunulduktan sonra araştırmacı, öğrencilere, mühendislik terminolojisi içerisinde özel anlamları bulunan başarı kriteri

124 102 ve kısıtlama kavramlarını açıklanmış ve bu problem için başarı kriterlerinin ve kısıtlamaların neler olabileceğine yönelik sınıf tartışması başlatmıştır. Daha sonra öğrencilerden problem için belirledikleri başarı kriterlerini ve kısıtlamaları dokümanlarında bulunan ilgili tabloya kaydetmeleri istenmiştir. Şekil 4.2 de Ayla tarafından doldurulan tablo görünmektedir. Şekil 4.2 Ayla nın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Ayla tarafından hazırlanan tablo incelendiğinde, Ayla nın yalnızca sınıf tartışması esnasında belirtilen üç özelliğe yer verdiği görülmektedir. Kendisi problem durumu için herhangi bir kriter ya da kısıtlama tanımlamayan Ayla, aynı zamanda sınıf tartışmasında açığa çıkartılan ifadeleri de doğru şekilde sınıflandıramamıştır. Zira, tabloda kısıtlamalar altında belirtilen ifadeler, sunulan problem bağlamı için başarılı çözümün taşıması gereken özellikler arasında yer almaktadır. Dolayısıyla bu özelliklerin başarı kriterleri kategorisinde değerlendirilmesi gerekmektedir. Problem ya da ihtiyacın belirlenmesi aşamasının devamında büyük tasarım problemine yönelik kriter ve kısıtlamaları belirleyen öğrencilerden probleme yönelik ilk çözüm önerilerini çizmeleri istenmiştir. Henüz konuya yönelik herhangi bir öğretim etkinliği gerçekleştirilmeden istenen bu çözüm önerileri ile hem öğrencilerin konuyla ilgili ön bilgilerinin açığa çıkarılması hem de problem ya da ihtiyacı belirleme aşamasının etkililiğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Şekil 4.3 te Ayla nın birinci modül için belirlenen büyük tasarım problemine yönelik ilk çözüm önerisi görülmektedir.

125 103 Şekil 4.3 Ayla nın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi Ayla çözüm önerisini açıklarken aşağıda belirtilen ifadeleri kullanmıştır. 1. istasyon için bilye fırlatılınca bilyenin üzerindeki demiri 1. istasyondaki mıknatıs çekecek ve yerine ulaşmış olacak. 2. istasyon için orta, 3. istasyon için büyük yay kullanılacak. Şekil 4.3 ve Ayla'nın çözüm önerisi ile ilgili açıklamaları incelendiğinde, Ayla'nın kendilerine sunulan problem bağlamı için gerçekçi bir çözüm önerisi geliştiremediği görülmektedir. Zira, Ayla'nın çözüm önerisinde, farklı boyutta üç yayın varlığı ifade edilmiş olmasına rağmen bunlarla bilyenin hareketi arasında herhangi bir ilişki kurulmamıştır. Ayrıca problem bağlamında ifade edilen istasyonların aynı hat üzerinde yer alması ve aralarında belirli mesafeler bulunması gibi özelliklerin Ayla tarafından dikkate alınmadığı görülmektedir. Bu doğrultuda kriter ve kısıtlamaların belirlenmesi aşamasında görülen eksikliklerin Ayla'nın geliştirdiği çözüm önerisine yansıdığı ifade edilebilir. Ayla'nın geliştirdiği çözüm önerisine yönelik aşağıda belirtilen ifadeleri bu görüşü desteklemektedir. Benim o ilk çizdiğim yanlıştı. Ben mıknatıs kullanacaktım işte istasyona gelince bilye durur diye ama o çok doğru olmadı. Zaten istasyonlar falan aynı yolda değildi karşılamıyordu yani kriterleri (Görüşme, s.1). Uygulamaların ikinci modülü için belirlenen büyük tasarım problemi Şekil 4.4'te görülmektedir.

126 104 Şekil 4.4 İkinci Modül için Belirlenen Büyük Tasarım Problemi Birinci modül ile sürece yönelik deneyim kazanan öğrencilerden ikinci modül kapsamında kendilerine sunulan problem için başarı kriterlerini ve kısıtlamaları bireysel olarak belirlemeleri istenmiştir. Ayla tarafından belirlenen başarı kriterleri ve kısıtlamalar Şekil 4.5'te görülmektedir. Şekil 4.5 Ayla nın İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.5 incelendiğinde, Ayla' nın başarı kriterleri içerisinde genel olarak bir araba tasarımında bulunması beklenen, "hızlı olma", "kullanışlı olma" gibi özelliklere yer verdiği görülmektedir. Bu aşamada belirlenen kriterlerin problem bağlamını tam olarak yansıtacak, test etme aşamasında objektif olarak değerlendirilebilecek özelliklerde olması beklenmektedir. Bu doğrultuda Ayla'nın belirlediği bu iki özelliğin istenilen kriter tanımlaması içerisinde yer almadığı söylenebilir.

127 105 Ayla'nın başarı kriterleri arasında "düz bir zemin olması" şeklinde ifade ettiği bir diğer özellik ise problem bağlamında tanımlanan, arabanın düz bir zemin üzerinde hareket etmesi gerekliliğine işaret ettiği için doğru bir kriter olarak değerlendirilebilir. Şekil 4.5'te kısıtlamalar başlığı altında görülen "uzunluğunun belli olması" ifadesi, problem durumunda belirtilen, araba tasarımının en az 6 m hareket etmesi gerekliliğini ifade etmektedir. Dolayısıyla Ayla, birinci modülde olduğu gibi geliştirilecek tasarım için başarı kriteri durumunda olan bir özelliği kısıtlama kategorisinde değerlendirmiştir. Bu başlık altında yer verilen bir diğer ifade "Bütçe 15 TL" ise problem bağlamı için tanımlanabilecek bir kısıtlamayı yansıtmaktadır. Kriter ve kısıtlamaları bu şekilde belirleyen Ayla'dan aşamanın sonunda probleme yönelik ilk çözüm önerisini çizmesi istenmiştir. Fakat Ayla, problem durumunda belirtilen "potansiyel enerji" ve "kinetik enerji" gibi kavramları bilmediği için doğru bir çözüm geliştiremeyeceğini ifade ederek, herhangi bir çözüm önerisinde bulunmamıştır. Ayla'nın bu tavrı problemin odağında yer alan fen konusunu tespit edebildiğini ve kendisinin bu konudaki yeterlik düzeyi hakkında bilgi sahibi olduğunu gösterdiği için önemli görülmüştür. Ayla'nın bu aşama ile ilgili düşünceleri aşağıda belirtilmiştir. En çok büyük tasarımları seviyorum. Büyük tasarımlar ve araştırmalar konuyu daha iyi öğrenmemi sağlıyor. Ama büyük tasarımlar biraz daha zor olsa ve kısıtlamalar daha fazla olsa çok daha iyi olur (SÖG, 12/12/2013). Bu açıklamalar TTFE'nin odağında yer alan mühendislik tasarım problemlerinin öğrencileri derse motive etme konusundaki etkisini gösterdiği için önemli bulunmuştur. Ayla'nın kısıtlamaların artması ve problemin daha zor olmasına yönelik isteğinin ise problemi tanımlama aşamasında arzulanan performansı sergileyememesi ile ilişkili olduğu düşünülmektedir. Zira Ayla henüz problem bağlamını tam olarak yansıtacak şekilde kriter ve kısıtlamaları belirleyememektedir. Ünitenin basit makineler ile ilişkili kazanımları doğrultusunda yapılandırılan üçüncü modülde öğrencilere sunulan büyük tasarım problemi Şekil 4.6'da görülmektedir.

128 106 Şekil 4.6 Üçüncü Modül için Belirlenen Büyük Tasarım Problemi Bu problem için Ayla'nın belirlediği başarı kriterleri ve kısıtlamalar Şekil 4.7'de görülmektedir. Şekil 4.7 Ayla nın Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Birinci ve ikinci modül kapsamında probleme yönelik bazı başarı kriterlerini, kısıtlama olarak tanımlayan Ayla'nın bu problem için "düzenekte 3 farklı basit makine

129 107 kullanmamız gerekiyor" ifadesini hem başarı kriterleri hem de kısıtlamalar altında değerlendirdiği görülmektedir. Bu durum Ayla'nın kısıtlama olarak belirlediği bazı özelliklerin başarı kriteri olarak da değerlendirilebileceğini düşünmeye başladığının bir göstergesidir. Her ne kadar, bir özelliğin hem başarı kriteri hem de kısıtlama olarak belirlenmesi mühendislik disiplini açısından doğru olmasa da Ayla'nın daha önceki modüller için gerçekleştirdiği yanlış değerlendirmelerin bir benzeri için, bu şekilde bir yaklaşım ortaya koyması bu aşama açısından bir gelişim olarak değerlendirilebilir. Aynı zamanda bu modül için belirlenen kriter ve kısıtlamalarda bir önceki modülde görülen, problem bağlamından kopuk, tasarım konusu hakkında genel özelliklerin tanımlandığı çerçeveden de uzaklaşılmıştır. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda Ayla'nın problem ya da ihtiyacın belirlenmesi aşamasında sergilediği performansın süreç içerisinde olumlu yönde değişim gösterdiği ifade edilebilir. Başarı kriterlerini ve kısıtlamaları bu şekilde belirleyen Ayla, probleme yönelik ilk çözüm önerisini Şekil 4.8'deki gibi belirlemiştir. Şekil 4.8 Ayla nın Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi

130 108 Çizim incelendiğinde, Ayla'nın zil ile bilyenin ilk konumu arasındaki mesafeye yönelik kriteri dikkate aldığı fakat bu mesafeyi bilyenin hareket edeceği yol kapsamında değerlendirdiği görülmektedir. Bu durum Ayla'nın iki nokta arasındaki mesafe ile alınan yolun eşit olduğu gibi yanlış bir düşünceye sahip olduğunu göstermektedir. Başarılı çözüm için tasarımın en az 3 tür basit makineden oluşması gerektiğini belirten Ayla, çiziminde (yay, çubuk, boru gibi...) farklı nesneler kullanarak bunu sağlamaya çalışmıştır. Bu durum Ayla'nın basit makinelere yönelik yeterli kavramsal bilgiye sahip olmadığını göstermektedir. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda Ayla'nın süreç içerisinde problem ya da ihtiyacın belirlenmesi aşamasına yönelik kendisine sunulan problem bağlamı için başarı kriterleri ve kısıtlamaları belirleme, geliştirdiği çözüm önerilerinde bu kriter ve kısıtlamaları dikkate alma gibi yeterlikler açısından gelişim gösterdiği ifade edilebilir. Aynı zamanda bu aşamanın sonunda öğrencilerden istenen bireysel çözüm önerilerine yönelik çizimlerin, öğrencilerin öğretim etkinlikleri öncesinde sahip oldukları kavram yanılgılarını belirleme ve ön bilgilerini açığa çıkartmada etkili olduğu görülmüştür Olası Çözümlerin Geliştirilmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Mühendislik tasarım sürecinin bir sonraki aşaması olan, olası çözümlerin geliştirilmesinde, gerçekleştirilecek mini araştırma ve mini tasarımlarla öğrencilerin büyük tasarım problemini çözmek için gerekli bilgi ve beceriyi kazanmaları hedeflenmiştir. Gerçekleştirilen etkinlikler sonrasında öğrencilere ilk çözüm önerilerinde değişiklik yapmak isteyip istemedikleri sorulmuş, bu yolla etkinliğin öğrenci açısından ne derece etkili olduğu araştırılmıştır. Aşamanın sonunda ise öğrencilerden yeniden büyük tasarım görevine yönelik bireysel çözüm önerileri geliştirmeleri istenmiş ve bu çözüm önerileri, öğrencilere ait ilk çözüm önerileri ile karşılaştırılarak öğrencilerin gelişimlerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda ilk olarak Ayla'nın birinci modül kapsamında sergilediği performans mercek altına alınmıştır. Bir önceki aşamada belirtildiği gibi birinci modüldeki büyük tasarım problemine yönelik ilk çözüm önerisinde bilyenin hareketi ile sarmal yay arasında bir ilişki kurmayan Ayla, bu aşamada, gerçekleştirilen "Mini Araştırma 1" sonrasında, çözüm önerisinde Şekil 4.9'da görülen değişikliği yapmak istediğini belirtmiştir.

131 109 Şekil 4.9 Ayla nın Mini Araştırma 1 Sonrasında Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemine Yönelik İlk Çözüm Önerisinde Gerçekleştirmek İstediği Değişiklik Şekil 4.9'da görüldüğü üzere, Ayla, Mini Araştırma 1 sonrasında ilk çözüm önerisindeki bir eksikliği tespit etmiş ve bilyenin hareketini sağlamak için sarmal yay kullanmayı tasarlamıştır. Çiziminde yaya etki edecek kuvvetin yönünü belirten Ayla, ayrıca farklı istasyonlara ulaşım için farklı uzunluklardaki yaylar kullanmayı da planlamıştır. Bu doğrultuda Mini Araştırma 1 sonrasında Ayla'nın sarmal yaylara yönelik kavramsal bilgisinin gelişim gösterdiği ifade edilebilir. Ayla'nın mini araştırmanın yürütüldüğü ders sonrası günlüğüne yazdığı aşağıdaki ifadeler bu yorumu desteklemektedir.... bu ders çok eğlenceliydi. Yaylarla ilgili baya bir şey öğrendim. Çizimimdeki yanlış yaptığım yeri değiştirdiğim için mutluyum (SÖG, 26/11/2013). Ayla'nın mini araştırma ve mini tasarımlar sonrasında geliştirdiği çözüm önerisi ise Şekil 4.10'da belirtilmiştir.

132 110 Şekil 4.10 Ayla'nın Birinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Geliştirdiği Çözüm Önerisi Şekil 4.10'da görülen çözüm önerisinde "bilyenin sarmal yaylar yardımıyla hareket etmesi", "farklı istasyonlara ulaşım için düzenekte değişiklik yapılmaması" gibi kriterlerin dikkate alındığı görülmektedir. Ayla, bilyenin farklı istasyonlara ulaşımını sağlamak için farklı özelliklerde yay kullanması gerektiğine karar vermiş, bu doğrultuda yakın istasyona ulaşım için sarım sayısı az, uzak istasyona ulaşım içinse sarım sayısı çok yay kullanmayı planlamıştır. Ayla'nın geliştirdiği bu çözüm önerisi, ilk çözüm önerisi ile karşılaştırıldığında bu aşamada yürütülen mini tasarım ve mini araştırmalar sonrasında Ayla'nın sarmal yaylar konusunda kavramsal gelişim gösterdiği ifade edilebilir. Kendisi ile gerçekleştirilen görüşmede Ayla'dan bu modül için öğretim etkinlikleri öncesinde ve sonrasında çizdiği iki çözüm önerisini karşılaştırması istendiğinde Ayla aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır. Bu tabii ki daha iyi (son çizimini göstererek). Bu ilkinde bir şey bilmiyordum ki, yaptığımız araştırmalarla falan yaylarla ilgili çok şey öğrendik. Birde son çizdiğimde istasyonlar falan daha doğru yani kriter açısından (Görüşme, s.1).

133 111 Ayla, ikinci modülde kendilerine sunulan büyük tasarım problemi için mini tasarım ve mini araştırmalar öncesinde konu hakkında yeterli bilgisi olmadığı gerekçesi ile herhangi bir çözüm önerisi geliştirmemiştir. Ayla, bu durumu aşağıdaki gibi açıklamaktadır. Pot-kin araba tasarımı yapacaktık. Öğretmen ilk çiziminizi yapın dediğinde ben o dönüşümleri falan bilmiyordum. Potansiyel enerji, kinetik enerji dönüşümlerini o yüzden yapamadım çizimi (Görüşme, s.2). Bu modül kapsamında öğrencilerden istenen pot-kin araba tasarımı gerçekleştirme görevi, öğrencilerin günlük yaşamlarında çok fazla karşılaştıkları bir durumu yansıtmadığı için olası çözümlerin geliştirilmesi aşamasında öğrencilere çeşitli araba tasarım videoları izletilmiştir. İzlenen videolar içerisinde potansiyel enerjinin - kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket eden araba örneklerine yer verildiği gibi tasarım görevine uygun olmayan örneklere de yer verilmiştir. Bu yolla öğrencilerin konuyu öğrenme ihtiyacı hissetmeden herhangi bir videodaki tasarımı kopya etmelerinin önüne geçilmesi amaçlanmıştır. Bu modül kapsamında bazı mini araştırmalar Colorado Üniversitesi'nde PHET projesi kapsamında geliştirilen simülasyonlar ile yürütülmüştür. Araştırmacı bu derslerde her gruba bir dizüstü bilgisayarlar vererek gruplardan ilgili görevi gerçekleştirmelerini istemiştir. Ayla'nın bu derslerle ilgili görüşü aşağıdaki gibidir. Bugün bilgisayarda çalışma yaptık. Çok eğlenceliydi. Yeni şeyler öğrendik, her zaman bilgisayarlarla ders işleyelim. Çok zevkli geçti. Bu şekilde devam edelim (SÖG, 12/12/2013). Bugün ders yine çok zevkliydi. Kinetik ve potansiyel enerjiyi öğrendik. Dersi bilgisayar üzerinden işledik. Bu programlarla ders çok iyi işleniyor ve daha iyi anlaşılıyor. Yaptığımız mini tasarım da çok güzeldi. Konuyu çok iyi öğrendim (SÖG, 17/12/2013). Bu ifadelerden anlaşıldığı üzere Ayla, simülasyonlar ile yürütülen mini araştırmaları son derece ilgi çekici ve öğretici bulmaktadır. Ayla'nın bu modül kapsamında gerçekleştirdikleri başka bir mini tasarımla ilgili görüşleri aşağıda belirtilmiştir. Bu dersimizde öğretmenimiz bize bazı materyaller verdi ve bunlarla uçak yapmamızı istedi. Bizde uçağımızı yapmaya başladık. İlk bitiren grup biz olduk. Daha sonra lastik bantımızı çevirip uçağımızı uçurduk. Esneklik potansiyel

134 112 enerjiyi bununla öğrendik. Mühendislerin bir proje için izlediği yolları kullandık. Mühendislerin yaptıkları işleri seviyorum. Bu ders yine çok eğlenceliydi (SÖG, 19/12/2013). Ayla'nın belirttiği bu ifadelerden anlaşıldığı üzere öğretim etkinliği olarak simülasyonlar dışında üç boyutlu materyallerin tasarlandığı mini tasarımlar da Ayla tarafından eğlenceli ve öğretici bulunmaktadır. Aynı zamanda bu etkinlik için Ayla'nın kullandığı "mühendislerin izlediği yolları kullandık" ve "mühendislerin yaptıkları işleri seviyorum" ifadeleri mini tasarımların TTFE'nin bir ayağını oluşturan mühendislik disiplinine yönelik öğretim için gerekliliğini işaret etmektedir. Ayla'nın mini araştırma ve mini tasarımlar sonrasında geliştirdiği tasarım çözümü Şekil 4.11'de görülmektedir. Şekil 4.11 Ayla'nın İkinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Geliştirdiği Çözüm Önerisi Şekil 4.11 incelendiğinde Ayla'nın detaylı bir çizim yaptığı görülmektedir. Tasarımında kullanacağı malzemeleri belirleyen Ayla, arabanın hareketini sağlamak için balon yardımıyla esneklik potansiyel enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürmeyi amaçlamıştır.

135 113 Ayla'nın, çözüm önerisinde malzemeleri ne şekilde bir araya getireceği, tasarımının alttan görünümünün nasıl olacağı gibi ayrıntılara yer vermesi, çözüm önerisini prototip yapımı aşaması için işlevsel bir hale getirmiştir. Mini araştırma ve tasarımlar öncesinde herhangi bir çözüm önerisinde bulunmayan Ayla'nın etkinlikler sonrasında bu derece ayrıntılı bir öneri geliştirmesi, bu aşamanın ünite kazanımlarının edinimi ve büyük tasarım görevini gerçekleştirmek için gerekli becerilerin kazanılması anlamında işe yaradığının bir göstergesidir. Ayla'nın aşağıdaki ifadeleri bu tespiti destekler niteliktedir. Bu çizimim çok iyi bence (etkinlikler sonrasında oluşturduğu çizimi göstererek). İlk başta işte konuyu bilmediğim için çizememiştim. Mini tasarımlar yaptığımızda zaten konuyu öğreniyoruz. Bilgisayarda çalışırken "işi" öğrendik, uçak falan yaptık orada da enerjiyi, dönüşümleri öğrendik. Konuyu öğrenince farklı oluyor tabi çizdiğim şey (Görüşme, s.2). Ayla, üçüncü modül kapsamında yürütülen mini araştırma ve mini tasarımlarla ilgili olarak aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır. Bu ders çok iyi geçti. Sınıfta birçok kişi yoktu. Bu derse kadar kaldıraçlar, eğik düzlem ve makaraları öğrenmiştik. Bugün dersimizde dişlileri işledik çok zevkliydi. Gelmeyenlerin çok şey kaçırdığını söyleyebilirim. Perşembe günü sınav olacakmışız onu öğrendik. Ben hiç çalışmadım ama iyi geçecek diye düşünüyorum (SÖG, 31/12/2013). Bu ifadelerden anlaşıldığı üzere Ayla, modül kapsamında yürütülen etkinlikleri daha önceki modüllerde olduğu gibi yine eğlenceli ve öğretici bulmuştur. Ayrıca Ayla'nın sınavla ilgili olarak "çalışmadım ama iyi geçecek diye düşünüyorum" ifadesi, yürütülen etkinliklerin kalıcı öğrenmeyi desteklediği şeklinde yorumlanabilir. Ayla'nın bu etkinlikler öncesinde geliştirdiği tasarım çözümüne yönelik, aşağıda belirtilen eleştirileri de yürütülen mini araştırma ve tasarımların önemini ortaya koymaktadır....biz bu çizimi bilmeden yapmıştık. Ben de internetten baktım. Bazı basit makineleri gördüm ama bizim derste işlediklerimiz daha farklıydı. Ben internetten bulduklarıma göre yaptım. Sadece burada bir tane basit makine var (ilk çizimini göstererek). Yani şu an derste işlediğimiz kaldıraçları, dişlileri makarayı falan kullanmadım. Bu yüzden bu çizimim doğru değil (Görüşme, s.3).

136 114 Ayla'nın üçüncü modül için mini araştırma ve mini tasarımlar sonrası geliştirdiği çözüm önerisi ise Şekil 4.12'de sunulmuştur. Şekil 4.12 Ayla'nın Üçüncü Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Geliştirdiği Çözüm Önerisi Bu probleme yönelik ilk çözüm önerisinde basit makine çeşitlerini doğru ifade edemeyen Ayla, bu çiziminde eğik düzlem, hareketli makara, dişli ve kaldıraç olmak üzere dört farklı tipte basit makineye yer vermiştir. Tasarım çiziminde basit makinelerin bilyenin istenen yönde hareketine olanak sağlayacak şekilde organize edilmiş olması Ayla'nın konuya yönelik kavramsal gelişim gösterdiğinin somut bir göstergesidir. Aynı zamanda tasarım önerisinde başarı kriterleri ve kısıtlamaları dikkate alması, tasarım önerisi çizimini prototip yapımı aşamasına kılavuzluk edecek şekilde ayrıntılı şekilde hazırlaması, kullanacağı materyalleri belirlemesi Ayla nın bu aşama için arzulanan yeterlikleri sergilediğini göstermektedir. Her modül kapsamında Ayla'nın ilk tasarım önerisi ile son önerisinin karşılaştırıldığı bu bölümde tüm modüller kapsamında geliştirilen son çizimlerin ilk çizimden farklı olarak bilimsel prensipleri yansıttığı görülmektedir. Fakat süreç ilerledikçe önerilerin

137 115 gerçekleştirilebilirliği, kriter ve kısıtlamalara uygunluk açısından daha başarılı tasarım çözümlerinin geliştirildiği gözlenmiştir. Bu doğrultuda Ayla'nın süreç içerisinde olası çözümlerin belirlenmesi aşamasına yönelik yeterlikleri kazandığı ifade edilebilir En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Bu aşamanın temel amacı, olası çözümlerin oluşturulması aşamasının sonunda öğrenciler tarafından oluşturulan bireysel çözüm önerilerinin grup üyeleri tarafından değerlendirilerek en uygun çözüm önerisinin belirlenmesidir. Bu aşama için öğrenci performansları; grup üyeleri ile bir arada çalışarak karar matrisleri yardımıyla farklı çözüm önerilerini analiz etme, mevcut çözüm önerileri arasından problem bağlamı için en uygun olana karar verme ya da farklı önerilerin olumlu yönlerini bir araya getirerek yeni çözüm önerileri geliştirme yeterlikleri açısından değerlendirilmiştir. Öğrencilerin ifade edilen bu yeterliklere yönelik geçmiş bir deneyimlerinin bulunmaması, birinci modül için bu aşamanın genel anlamda araştırmacı rehberliğinde yürütülmesi sonucunu doğurmuştur. Bu doğrultuda birinci modül için öğrencilere Şekil 4.13'te belirtilen karar matrisi hazır olarak sunulmuştur. Şekil 4.13 Birinci Modül için Hazırlanan Karar Matrisi

138 116 Grup halinde yürütülecek bu süreçte öğrencilerden bireysel çözümlerini gruplarına sunmaları ve bu çözüm önerilerini Şekil 4.13'te görülen karar matrisleri çerçevesinde değerlendirmeleri istenmiştir. Ayla ve grupta yer alan diğer 4 arkadaşı karar matrislerini Tablo 4.5'teki gibi doldurmuşlardır. Tablo 4.5 Ayla ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Çözüm 1 Çözüm 2 Çözüm 3 Çözüm 4 Kriter Kriter Kriter Kriter Kısıtlama Kısıtlama Kısıtlama Kısıtlama Gruptaki üyelerden biri tasarım önerisi geliştirmediği için dört öğrencinin çözüm önerisine yer verilen Tablo 4.5'te "Çözüm 1" sütunu Ayla'nın çözümünü ifade etmektedir. Gerçekleştirilen analiz sonucunda, prototiplerini, Ayla'nın çözüm önerisini kullanarak yapmaya karar veren öğrenci grubu, bu çözüm önerisinin "kullanılacak malzeme" olarak ifade edilen birinci kısıtlamayı karşılamadığını düşündükleri için öneri üzerinde küçük bir değişiklik yapmayı uygun bulmuşlardır. Ayla bu süreci açıklarken aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır.... bir iki kişinin grubumuzda tam bir fikri yoktu, ben ilk önce projemi anlattım. Daha sonra X vardı galiba, X'te anlattı. Benimkini seçtik ama X'ten de bazı şeyleri buraya ekledik. Şu bardakları (kendi tasarım çizimini göstererek) dediğim gibi kaldırdık (Görüşme, s.2). Ayla ve grup arkadaşlarının karar verme süreci değerlendirildiğinde farklı çözüm önerilerini karar matrisi çerçevesinde değerlendirdikleri, bu matris doğrultusunda en uygun çözüme karar verdikleri ve karar verdikleri çözümde tespit ettikleri eksiklikler için alternatif öneriler geliştirdikleri görülmektedir. Tüm bu işlemler, sürecin, gerektiği şekilde yürütüldüğünü göstermektedir. Ayla, bu aşamada kullandıkları karar matrisleri ile ilgili olarak aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır.

139 117 Karar matrislerinde artı ve eksileri değerlendirdik. Hangimizin çözümü onu karşılıyor, karşılamıyor... Bazı şeylerde değişiklik yapmamızı sağladı. Daha güzel bir şey oldu. Katkısı oldu bence onların (Görüşme, s.2). Bu doğrultuda Ayla' nın karar matrislerinin kullanım amacını kavradığı ifade edilebilir. Fakat bu süreçte asıl hedeflenen öğrencilerin farklı çözüm önerilerini kriter ve kısıtlamalar çerçevesinde gerçekçi bir şekilde değerlendirmeleridir. Ayla ve arkadaşlarının matrisleri üzerindeki değerlendirmeleri incelendiğinde bu beceriyi sergileyemedikleri görülmektedir. İkinci modül kapsamında öğrenciler ilk gruplarından farklı gruplar içerisinde çalışmalarını yürütmüşlerdir. Bir önceki modülde sürece yönelik deneyim kazanan öğrencilerden bu aşamada kendi karar matrislerini oluşturmaları istenmiştir. Şekil 4.14'te Ayla ve arkadaşlarının hazırladığı karar matrisi görülmektedir. Şekil 4.14 Ayla ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Matris incelendiğinde "potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü" ve "en az 6 m hareket etme" gibi ifadelerin hem kriter hem de kısıtlama olarak belirtildiği, "kendiliğinden gidebilmesi" olarak belirlenen kriterin ise aynı anlama gelen "dışarıdan kuvvet uygulanmaması" şeklinde ifade edilerek aynı zamanda bir kısıtlama olarak değerlendirildiği görülmektedir. Bu doğrultuda Ayla ve arkadaşlarının başarı kriterlerini, kısıtlamalardan ayıramadıkları ifade edilebilir.

140 118 Öğrenciler matrisi doldururken (+), (-) sembolleri kullanmak yerine çözümün belirtilen kriter veya kısıtlamayı karşıladığını düşündükleri durumlarda (X) sembolü kullanmışlar, karşılamadığı durumlarda ise ilgili kutuyu boş bırakmışlardır. Matriste Ayla'nın çözümü,"çözüm 4" sütununda değerlendirilmiştir. Sütun incelendiğinde Ayla'nın çözüm önerisinin, "potansiyel enerji - kinetik enerji dönüşümü ile hareket etme" kriteri açısından olumsuz değerlendirildiği görülmektedir. Ayla, bu durumu aşağıdaki gibi ifade etmektedir.... hepimiz çözümümüzü anlattık. Benim çözümümü anlattım önce ben. Çok beğenilmişti. Ama sonra o balonla potansiyel enerji şeyi olmaz dedik. O kriter ve kısıtlamaları karşılamıyordu o zaman (Görüşme, s.3). Gerçekte çözüm önerisi bu kriteri karşılayan Ayla, arkadaşları ile yaptıkları değerlendirmede çözüm önerisini savunamamış ve yanlış bir öneri geliştirdiğini ifade etmiştir. Dolayısıyla Ayla ve arkadaşları bu aşama için kritik öneme sahip olan, çözüm önerilerini kriter ve kısıtlamalar çerçevesinde, doğru bir şekilde analiz etme konusunda istenilen yeterliği gösterememişlerdir. Bu modül kapsamında ilk modülden farklı olarak, öğrencilerin gerçekleştirecekleri prototip için ihtiyaç duyacakları materyaller onlara hazır olarak verilmemiş, bunun yerine gerekli materyalleri sanal olarak kurulmuş mühendis marketten almaları için kendilerine 15 TL'lik bütçe verilmiştir. Ayla ve arkadaşları, karar matrislerindeki kısıtlamalar kategorisine bu durumu yansıtarak doğru bir değerlendirmede bulunmuşlardır. Öğrenciler hazırladıkları karar matrisi doğrultusunda en avantajlı gördükleri "Çözüm 1" sütununda değerlendirilen çözümü gerçekleştirmeye karar vermişlerdir. Bu durum öğrencilerin karar matrisleri ile gerçekleştirdikleri değerlendirmeye bağlı olarak hareket ettiklerini göstermektedir. Ayla bu süreci anlatırken aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır. X önerisini anlattı. Çok beğendik. Baktık işte karar matrisinde hepsini karşılıyordu zaten. Benim çözümüme de benziyordu aslında bir tek balon yoktu onda makarayla hareket edecekti. Hepimiz ona karar verdik yani (Görüşme, s.3). Ayla ve arkadaşlarının süreç sonunda grup tasarım kararı olarak belirledikleri çözüm önerisi Şekil 4.15'te sunulmuştur.

141 119 Şekil 4.15 Ayla ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Belirledikleri Grup Tasarım Kararı Şekil 4.15'te görülen tasarım çiziminde, Ayla ve arkadaşları arabanın gövdesine dik olarak uzanan bir çubuğun ucuna sabit makara yerleştirmeyi düşünmüşlerdir. Öğrenciler, bu makaraya sarılan ipin ucuna bağladıkları ağırlığın serbest bırakılması sonucunda ipin diğer ucunun bağlandığı tekerleğin dönmesi ve aracın bu yolla hareket etmesini planlamışlardır. Teorik olarak doğru bir şekilde planlanmış bu tasarı da öğrencilerin kullanacakları materyalleri de belirledikleri görülmektedir. Bu doğrultuda Ayla ve arkadaşlarının gerçekçi bir tasarım çözümü oluşturdukları ifade edilebilir. Son modül kapsamında da ikinci modülde olduğu gibi öğrencilerden kendi karar matrislerini oluşturmaları istenmiştir. Bu doğrultuda Tablo 4.6'da yer alan karar matrisini hazırlayan Ayla ve arkadaşlarının matris kapsamında tek bir çözüm önerisini değerlendirdikleri görülmüştür. Tablo 4.6 incelendiğinde Ayla ve arkadaşlarının problem bağlamına uygun olan başarı kriterlerini tespit ettikleri ve matrislerinde bu kriterlere yer verdikleri görülmektedir. Fakat öğrenciler, matris kapsamında grupta yer alan üyelerin bireysel çözümleri yerine, yalnızca yapmaya karar verdikleri çözüm önerisini değerlendirmişlerdir.

142 120 Tablo 4.6 Ayla ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Hazırladıkları Karar Matrisleri Kriter ve Kısıtlamalar Çözüm 8 saniye + En az 3 basit makine + En az 2 metre + Ayla, en uygun çözümün belirlenmesi aşamasında grup çözümüne karar verme sürecinde yaşananları aşağıdaki gibi ifade etmektedir. Matrisi doldurmadan hepimiz fikirlerimizi söyledik. Genellikle hepimizin fikri aynıydı. 8 saniye sürer mi? falan diye düşündük. Ama işte hepimizin fikrinden bir şey alarak aslında bu çözüm oldu (Görüşme, s.4). Bu açıklamalar, Ayla ve grup arkadaşlarının, karar matrisi kullanımı ile hedeflenen "çözüm önerilerini kriter ve kısıtlamalar açısından değerlendirme" davranışını gerçekleştirdiklerini fakat bunu matris üzerinde yazıya dökmediklerini göstermektedir. Bu doğrultuda Ayla ve arkadaşlarının karar verme matrisini farklı çözümler arasından seçim yapmak yerine seçtikleri çözümün doğruluğunu ifade etmek için hazırladıkları ifade edilebilir. Karar matrisini kullanmanın dışında, öğrencilerin karar verme sürecinde kriter ve kısıtlamalar ışığında farklı çözüm önerilerini bir araya getirerek yeni bir çözüm tasarlamaları, süreç açısından öğrencilerin gelişimlerini gösteren somut bir veridir. Ayla'nın yukarıda belirtilen ifadesinde yer alan "hepimizin fikrinden bir şey alarak aslında bu çözüm oldu" cümlesi bu duruma işaret etmektedir. Ayla ve arkadaşları, hazırladıkları karar matrisinde çözüm önerilerinin belirtilen tüm kriterleri karşıladığını ifade etmişlerdir. Şekil 4.16'da görülen grup tasarım kararları bu doğrultuda incelendiğinde, üç farklı tür basit makine kullanılması olarak belirlenen kriter için öğrencilerin eğik düzlem, makara ve kaldıraç kullandıkları görülmektedir. Bilyenin ilk konumu ile zil arasındaki mesafe ve bilyenin en az 8 saniye hareket etmesi kriteri içinse öğrencilerin birden fazla eğik düzleme karşılıklı olarak yer verdikleri görülmektedir. Bu doğrultuda Ayla ve arkadaşlarının çözümlerini doğru bir şekilde analiz ettikleri ifade edilebilir.

143 121 Şekil 4.16 Ayla ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Belirledikleri Grup Tasarım Kararı Şekil 4.16'da Ayla ve arkadaşlarının basit makineleri bilyenin istenilen doğrultuda hareket etmesini sağlayacak şekilde organize ettikleri ve kullanmayı planladıkları basit makineleri doğru olarak adlandırdıkları görülmektedir. Bu durum öğrencilerin fen bilgilerini doğru bir şekilde yapılandırdıklarını ve günlük yaşam problemlerinin çözümünde bu bilgileri kullanabildiklerini göstermektedir.

144 Prototip Yapımı ve Test Etme Aşamasına Yönelik Bulgular Öğrencilerin, grup olarak karar verdikleri çözüm önerisine yönelik prototiplerini inşa etmelerinin hedeflendiği bu aşamada, öğrenci performansları prototipin grup kararına uygunluğu, başarı kriterlerini sağlayıp sağlamaması ve test sonuçlarına bağlı olarak prototipte iyileştirmelere gidilip gidilmemesi açısından değerlendirilmiştir. Birinci modül kapsamında Ayla ve arkadaşları, prototiplerini inşa ederken grup tasarım kararlarına bağlı kalmak konusunda istekli görünmelerine rağmen süreç içerisinde karşılaştıkları bazı problemler çerçevesinde kararlarında değişikliklere gitmişlerdir. Ayla bu aşamada yaşadıklarını aşağıdaki gibi ifade etmiştir.... yaparken çizim gibi olmuyor yani birazcık şeyleri değiştirmek zorunda kaldık. Mesela boru biraz kalktı, düzleştirdik. Çubuklar kullanmak zorunda kaldık. O yüzden yaparken biraz değişiklikler uyguladık. Biz dümdüz hortum kullanmıştık, yaparken diğerlerini de gördük herkes aynı yapmıştı. Aynı olsun istemedik çubuklarla hortumları falan birleştirdik değişik bir şeyler yaptık. Bir de hortumlar düz durmadı bazı yerlerde takıldı. Bazı yerlerini kesmek zorunda falan kaldık hortumun (Görüşme, s.2). Prototiplerini bu değişiklikler çerçevesinde gerçekleştiren Ayla ve arkadaşları test aşamasında bilyenin hortum içerisinde rahat hareket etmemesi sonucunda hortumlarını bir doğru boyunca kesmişler ve kanal sistemi oluşturarak bu problemi çözmüşlerdir. Ayla ve arkadaşları prototiplerini yaparken istasyonlarını farklı uzunluklarda, plastik boru kullanarak oluşturdukları, birbirine paralel üç yolun sonuna inşa etmişler ve bilyenin istenilen istasyona ulaşımını sağlamak için bu yolun başında bulunan sarmal yaya kuvvet uygulamışlardır. Öğrenciler bilyenin farklı uzunluklardaki bu yolları alabilmesi için her yolun başında farklı özelliklerde yay kullanmışlardır. Kurdukları bu düzenekle bilyenin istenen istasyona ulaşımını sağlayan öğrenciler bu sonuçlar doğrultusunda prototiplerini başarılı olarak değerlendirmişlerdir. Fakat Ayla ve arkadaşlarının geliştirdiği bu tasarım çözümü, problem bağlamında tanımlanan "istasyonların aynı hat üzerinde olması" kriterini karşılamamaktadır. Öğrencilerin bu kritere aykırı olarak, prototiplerinde her istasyon için ayrı bir yol yapmaları ve yolun bir ucuna yay diğer ucuna ise istasyonu yerleştirmeleri bilyeye büyük bir kuvvet uygulanmasını istasyona ulaşım için yeterli kılmıştır. Dolayısıyla Ayla ve arkadaşlarının geliştirdikleri bu prototipin problem bağlamına uygun bir çözümü yansıtmadığı ifade

145 123 edilebilir. Büyük tasarım probleminin çözümünde bilimsel ilkeleri kullanmayı zorunlu kılan bir kriteri göz ardı etmeleri, öğrencilerin geliştirdikleri prototipi, sarmal yayların özelliklerini doğru kullanmalarından bağımsız olarak başarılı görmelerine neden olmuştur. İkinci modül kapsamında Ayla ve arkadaşları grup kararlarına bağlı olarak çalışmalarını gerçekleştirmişler ve prototiplerini inşa etmişlerdir. Ayla ve arkadaşları, geliştirdikleri prototipi, test sonuçlarına göre Şekil 4.17'deki gibi değerlendirmiştir. Şekil 4.17 Ayla ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Hazırladıkları Prototip Değerlendirme Ölçeği Şekil 4.17 incelendiğinde prototipin yapım aşamasında bütçe kısıtlamasının karşılanmadığı buna rağmen istenilen şekilde hareket eden bir araç tasarlanamadığı görülmektedir. Ayla bu süreçte hissettiklerini aşağıdaki gibi ifade etmiştir. Bu dersimizi Çocuk Üniversitesi'nde işledik. Potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüştüğü bir araba tasarımı yapmaya çalıştık ama yapamadık. Hiç eğlenceli değildi. Hiç eğlenmedim, çünkü tasarımımız başarısız oldu. Bence

146 124 çok kötüydü ama bir daha ki sefere yani zili çal görevini başarıyla tamamlayacağımıza inanıyorum (SÖG, 21/12/13). Gerçekleştirdikleri iyileştirmelere rağmen prototiplerini istedikleri gibi hareket ettirememeleri, çok hırslı bir kişiliğe sahip olan Ayla'nın dersi sıkıcı olarak değerlendirmesine sebep olmuştur. Esasında Ayla ve arkadaşları grup tasarım kararları doğrultusunda çalışma, gerekli test işlemlerini yürütme, test sonuçlarına bağlı olarak prototip üzerinde iyileştirme yapma gibi sürecin gerektirdiği davranışları yerine getirmişlerdir. Fakat başlangıçta oluşturmak için çok çaba harcadıkları, araba gövdesinde, yanlış bir malzeme seçmeleri, onları problemin kaynağı olan bu yapıyı değiştirmeden çözüm üretmeye zorlamış ve bu sebeple prototipleri başarılı olmamıştır. Bu doğrultuda ürünleri her ne kadar başarısız olsa da Ayla ve arkadaşlarının süreç boyunca doğru şekilde hareket ettikleri ifade edilmelidir. 3. modül kapsamında grup kararları doğrultusunda prototiplerini inşa etmeye çalışan Ayla ve grup arkadaşları aşamanın sonunda Şekil 4.18'de belirtilen prototipi gerçekleştirmişlerdir. Şekil 4.18 Ayla ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Hazırladıkları Prototip

147 125 Ayla ve arkadaşları prototiplerini gerçekleştirirken sabit makarayla bilyeyi istedikleri noktaya taşımakta problem yaşamışlardır. Makaraya sarılı ipin ucuna asmayı planladıkları bardağın dengesini sağlayamayan öğrenciler, sabit makarayı düzeneklerinden çıkarmaya karar vermişlerdir. Fakat bu durumda da problemin başarı kriterleri içerisinde yer alan düzenekte en az 3 farklı türde basit makine bulunması gerekliliğini ihmal eden Ayla ve arkadaşları, tasarım kararlarında yer vermedikleri halde prototiplerinde dişli düzeneği kullanmışlardır. Tasarım kararından bu şekilde farklılaşarak gerçekleştirilen prototip, test sonuçları açısından değerlendirildiğinde bilyenin ilk bırakıldığı konum ile zil arasındaki mesafenin 2 m'den az olduğu yine bilyenin bu mesafeyi 8 s'den kısa sürede aldığı tespit edilmiştir. Başarı kriterleri arasında yer alan bu iki durumun giderilmesi için Ayla ve arkadaşları prototip üzerinde bazı iyileştirmeler gerçekleştirmişler, bu doğrultuda eğik düzlem boyunu uzatmış ve dişliler yardımıyla bilyenin ilk konumunu geriye almışlardır. Bu değişiklikler sonrasında gerçekleştirilen test sonuçlarına göre prototip başarılı olarak değerlendirilmiştir. Ayla, süreç boyunca yaşadıklarını aşağıdaki gibi ifade etmektedir. Büyük tasarım görevini başarıyla bitirdik. Projeyi yaparken yine bazı yerleri çalışmadı ama oraları değiştirdik. Sonra işte kriteri karşılamadı. 8 s sürmedi. Onu değiştirmemiz gerekti. Ama çok iyi çalıştık. Zaten öğrenmiştik basit makineleri hemen düzelttik öyle olunca. Sonunda istediğimiz gibi yaptık kriterleri karşıladı, çok başarılı oldu (Görüşme, s.4). Görüldüğü gibi Ayla, prototipini kriterler çerçevesinde değerlendirmekte ve prototip yapım aşamasında konuya yönelik bilimsel bilgiye sahip olmayı bir gereklilik olarak görmektedir. Birinci modül kapsamında prototip yapım aşamasını bilimsel bilgiden bağımsız olarak bir materyal geliştirme olarak anlamlandıran Ayla'nın üçüncü modül içerisinde bu açıklamaları yapması, süreç içerisinde arzulanan gelişimin gerçekleştiğinin bir göstergesidir. Aynı zamanda Ayla'nın süreç ilerledikçe, daha gerçekçi prototipler oluşturma, test sonuçlarına uygun iyileştirmeler yapma gibi yeterlikler açısından performansının arttığı gözlenmiştir İletişim Aşamasına Yönelik Bulgular Gerçekleştirilen tasarım çözümünün (prototipin), sınıfa sunulduğu bu aşamada öğrencilerin tasarım çözümlerini uygun argümanlar doğrultusunda savunmaları

148 126 beklenmektedir. Bu aşamaya yönelik bireysel değerlendirme yapabilmek için öğrencilerden, oluşturdukları prototipin başarılı bir tasarım olduğuna arkadaşlarını ikna edecek bir metin yazmaları istenmiştir. Ayla'nın birinci modül kapsamında gerçekleştirdikleri prototiple ilgili olarak hazırladığı metin aşağıdaki gibidir. Bence bizim projemiz diğerlerinden çok daha güzel. Çünkü çok uğraştık ve çok zamanımızı aldı. Görsel olarak çok güzel bir projeydi. Herkesin çok beğeneceğini düşünüyorum. Bu yüzden bizim projemiz daha iyi. Ayla'nın hazırladığı metinde gerçekleştirdikleri prototipi başarılı kılan özellikleri problem bağlamına göre tanımlanan kriterler çerçevesinde değerlendirmediği görülmektedir. Bu doğrultuda Ayla'nın bu aşama için arzulanan performansı sergileyemediği ifade edilebilir. İkinci modül kapsamında Ayla ve arkadaşlarının geliştirdiği prototip, yapılan tüm iyileştirmelere rağmen başarı kriterlerini karşılayamadığı için Ayla ve arkadaşları prototiplerini başarısız olarak değerlendirmişler ve bu aşama için herhangi bir işlem gerçekleştirmemişlerdir. Bu durum öğrencilerin prototipi değerlendirirken ilk modülde yaptıklarından farklı olarak başarı kriterlerini referans aldıklarının bir göstergesidir. Dolayısıyla aşamaya yönelik bir gelişimi ifade etmektedir. Ayla'nın üçüncü modül doğrultusunda hazırladığı metin aşağıdaki gibidir. Bizim hazırladığımız prototip iki tane dişli, 3 tane eğik düzlem ve kaldıraçtan oluşuyor. Prototipimizde 3 farklı basit makine kullandık. Bilyeyi bıraktığımızda zil çalıyor ve bunun için gerekli süreye önem verdik. Kriterlerin hepsini karşıladığı için prototipimiz çok başarılı oldu. Ayla bu metinde prototiplerini başarılı kılan özellikleri problem bağlamı için belirlenmiş kriterler çerçevesinde açıklamıştır. Bu doğrultuda Ayla'nın geliştirdikleri çözümü uygun argümanlar çerçevesinde savunduğu ifade edilebilir. Ayla'nın bu aşama için sergilediği performans üç modül kapsamında ele alındığında, mühendislik tasarım sürecinin iletişim aşamasını uygulama becerilerinin, süreç içerisinde gelişim gösterdiği ifade edilebilir.

149 Gül ile İlgili Bulgular Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Sarmal yayların özellikleri ile ilişkili kazanımlar doğrultusunda hazırlanan, birinci modülde daha önce ifade edildiği gibi süreç genellikle araştırmacının rehberliğinde yürütülmüştür. Bu doğrultuda büyük tasarım problemi sunulduktan sonra araştırmacı, öğrencilere kriter ve kısıtlama kavramlarının mühendislik disiplini için ne anlama geldiği açıklamış ve bu problem için kriter ve kısıtlamaların belirlenmesine yönelik sınıf tartışması yürütmüştür. Dersin devamında ise öğrencilerden bu tasarım problemi için belirledikleri kriter ve kısıtlamaları MTKD'de yer alan problemin tanımlanması tablosuna kaydetmeleri istenmiştir. Gül'ün hazırladığı tablo Şekil 4.19'da görülmektedir. Gül'ün tablosu incelendiğinde yalnızca sınıf tartışmasında ortaya konulan özelliklere yer verdiği, bunların dışında problem bağlamı için herhangi bir kriter veya kısıtlama tanımlayamadığı görülmektedir. Ayrıca Gül, bu problem bağlamı için başarılı çözümün taşıması gereken özellikler arasında yer alan "sarmal yay kullanılması" ve "düzeneğin değiştirilmemesi" ifadelerine başarı kriterleri kategorisinde değil kısıtlamalar kategorisinde yer vermiştir. Bu doğrultuda Gül'ün başarı kriterleri ile kısıtlamaları ayırt edemediği ifade edilebilir. Şekil 4.19 Gül'ün Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Probleme yönelik kriter ve kısıtlamaların belirlenmesinden sonra öğrencilerden ilk çözüm önerilerini geliştirmeleri istenmiştir. Şekil 4.20'de Gül tarafından geliştirilen çözüm önerisi görülmektedir.

150 128 Şekil 4.20 Gül'ün Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi Gül, geliştirdiği bu çözüm önerisini aşağıdaki gibi açıklamaktadır. İpin ucunda yaya etki yapabilecek bir maddenin bulunması, maddenin yaya etki yaparak ve yayın da bilyeye hareket yaparak istenilen durağa gidilmesi sağlanır. Bu problem kapsamında öğrencilerin sarmal yaylarla ilgili bilimsel prensipleri kullanarak bilyenin istenilen istasyonda durmasını sağlayacak bir düzenek geliştirmeleri hedeflenmiştir. Gül'ün çizimi ve açıklamaları incelendiğinde, bu doğrultuda bir çözüm önerisi geliştiremediği görülmektedir. Bu durumun ortaya çıkmasında Gül'ün sarmal yaylarla ilgili yeterli bilgiye sahip olmamasının yanı sıra başarı kriterleri ve kısıtlamaları, problem bağlamını yansıtacak şekilde belirleyememesinin de etkili olduğu düşünülmektedir. Gül'ün uygulamalar sonrasında kendisi ile gerçekleştirilen görüşmede ifade ettiği aşağıda belirtilen açıklamalar bu tespiti destekler niteliktedir. Aslında her istasyonda durması gerekiyordu. Ben duracağını düşünüyordum el koordinasyonuyla. Ona göre fırlatırım bilyeyi diye. Sarmal yayları pek bilmediğim için. Ama yanlıştı yani o çizim. Yani kısıtlama ve kriteri karşılamıyordu (Görüşme, s.1). Ünitenin enerji çeşitleri, enerji dönüşümleri ve sürtünme kuvveti ile ilişkili kazanımlarının öğretimi için yapılandırılan ikinci modül kapsamında büyük tasarım görevi olarak öğrencilerden potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket eden bir araç tasarlamaları istenmiştir. Büyük tasarım probleminin öğrencilere sunumundan sonra öğrencilerden bu problem bağlamı için başarı kriterlerini ve kısıtlamaları belirlemeleri istenmiştir. Gül bu tasarım problemi için belirlediği kriter ve kısıtlamaları Şekil 4.21'de görülmektedir.

151 129 Şekil 4.21 Gül'ün İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.21'de yer alan ifadeler incelendiğinde bunların tamamının problem bağlamında tanımlanan özellikler olduğu görülmektedir. Bu durum Gül'ün problemi başarılı bir şekilde analiz ettiğini göstermektedir. Fakat "en az 6 m hareket etme" ve "dışarıdan herhangi bir müdahale almaması" şeklindeki ifadelerin başarı kriterleri yerine kısıtlamalar kategorisinde değerlendirmesi Gül'ün kriter ve kısıtlamaları ayırt etmede hala problem yaşadığını göstermektedir. Kriter ve kısıtlamaların belirlenmesinden sonra öğrencilerden probleme yönelik ilk çözüm önerilerini geliştirmeleri istenmiştir. Gül, MTKD'de önerilerini çizmeleri için bırakılan alana "Konuyla ilgili bilgim olmadığı için yapamadım." cümlesini yazmış ve herhangi bir çözüm önerisi geliştirmemiştir. Bu durum Gül'ün mühendislik tasarım problemlerinin bilimsel bilgiye dayalı olarak çözümlenmesi gerektiği yönünde bir anlayış geliştirdiğini gösterdiği için önem taşımaktadır. Ünitenin basit makineler kazanımlarını kapsayacak şekilde tasarlanmış üçüncü modülünde de öğrencilerden kendilerine sunulan büyük tasarım problemi için kriter ve kısıtlamaları belirlemeleri istenmiştir. Gül'ün hazırladığı sunulmuştur. tablo Şekil 4.22'de

152 130 Şekil 4.22 Gül'ün Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.22'deki kriter ve kısıtlamalar incelendiğinde Gül'ün problem bağlamında tanımlanan tüm özellikleri belirlediği görülmektedir. Problemin uygun şekilde analiz edildiğini gösteren bu durum, tasarım sürecinin problem ya da ihtiyacın belirlenmesi aşamasında öğrencilerden beklenen temel yeterliktir. Gül, bu yeterliği sergilemesine rağmen kriter ve kısıtlama ayrımını gerçekleştirme konusunda problem yaşamaya devam etmiş ve "3 farklı tip basit makine kullanma" ve "dışarıdan müdahale almama" özelliklerine kısıtlamalar kategorisinde yer vermiştir. Diğer modüllerde olduğu gibi üçüncü modülde de aşamanın sonunda öğrencilerden probleme yönelik ilk çözüm önerilerini çizmeleri istenmiştir. Gül'ün bireysel dokümanı (MTKD) incelendiğinde çözüm önerisi için bırakılan alana herhangi bir çizim yapmadığı bunun yerine "Henüz bilgim yok, araştırma yapmalıyım." ifadesini kullandığı görülmüştür. Gül ün bu beyanı mühendislerin temel problem çözme yaklaşımı olan tasarım sürecinin işleyişine yönelik bir anlayış geliştirdiğini göstermektedir. Zira Gül tasarım sürecinin gerektirdiği gibi problemin sınırlarını belirledikten sonra çözüm için gerçekleştirmesi gereken aşamaya atıfta bulunmuştur. Uygulamanın üçüncü modülü içinde sürecin işleyişine yönelik gereklilikleri ifade edebilen Gül ün ilk iki modülde yaşadığı deneyimler yoluyla tasarım sürecini uygulama becerilerinin geliştiği düşünülmektedir Olası Çözümlerin Geliştirilmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Ünite kazanımlarına yönelik öğretimin gerçekleştirildiği bu aşamada öğrencilerin araştırmacı tarafından hazırlanan "mini araştırma" ve "mini tasarım" etkinlikleri ile hem ilgili kazanımları edinmeleri hem de büyük tasarım problemini çözmek için gerekli

153 131 becerileri kazanmaları hedeflenmektedir. Gül ün bu aşamada sergilediği performansı değerlendirmek için mini araştırma ve mini tasarımlar öncesi geliştirdiği çözüm önerisi ile bu etkinlikler sonrasında geliştirdiği çözüm önerisi karşılaştırılmıştır. Daha önce ifade edildiği gibi Gül, birinci modülde belirtilen büyük tasarım problemi için öğretim etkinlikleri öncesinde bir çözüm önerisi geliştirmiş fakat bu çözüm önerisinde sarmal yaylarla ilgili bilimsel prensipleri dikkate almamıştır. Farklı istasyonlara ulaşım için sarmal yayların ne şekilde kullanılması gerektiği belirtilmeyen bu öneride bazı kriter ve kısıtlamalar da göz ardı edildiği için çözüm önerisi problem bağlamı için yeterli görülmemiştir. Gül, olası çözümlerin geliştirilmesi aşaması boyunca gerçekleştirilen tüm etkinliklerde istekli bir görüntü sergilemiş, mini araştırma ve mini tasarımlarda konuya yönelik kavramsal gelişim gösterdiğini ortaya koyan bir performans sergilemiştir. Öncesinde herhangi bir tanım getiremediği esneklik kavramı için 1. mini araştırma sonrasında yaptığı, aşağıda belirtilen tanım bu gelişime örnek olarak verilebilir. Şekil 4.23 Gül'ün Esneklikle İlgili Tanımı Gül ün süreç boyunca kavramsal gelişim gösterdiğinin bir diğer örneği ise Şekil 4.23 de görülen yaya etki eden kuvvet ile yayın uyguladığı kuvvet arasındaki ilişkiye yönelik etkinlikte sergilediği performanstır.

154 132 Şekil 4.24 Gül'ün Birinci Modülde Gerçekleştirilen 1. Mini Araştırma Sonrasında Bireysel Dokümanında Doldurduğu Etkinlik Şekil 4.24 incelendiğinde Gül ün yaya etki eden kuvvet ile yayın uyguladığı kuvvet arasındaki ilişkiyi doğru şekilde yapılandırdığı görülmektedir. Fakat mini araştırma ve mini tasarımlar yoluyla sarmal yaylar konusunda kavramsal gelişim gösteren Gül ün, bu gelişimi, geliştirdiği çözüm önerisine yansıtamadığı ifade edilebilir. Zira Gül ün mini araştırma ve mini tasarımlar sonrası geliştirdiği Şekil 4.25 te görülen çözüm önerilerinden ilki (çizimde 1. Öneri olarak adlandırılmıştır), Gül ün öğretim etkinlikleri öncesinde geliştirdiği, sarmal yaylarla ilgili bilimsel prensiplere dayalı olmayan ilk çözüm önerisi ile aynıdır. Dolayısıyla Gül ün bu aşamada öğrendiklerini, bir problem durumunu çözüme kavuşturmak için günlük yaşama transfer edemediği ifade edilebilir.

155 133 Şekil 4.25 Gül'ün Birinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi Şekil 4.25 incelendiğinde Gül ün etkinlikler öncesi geliştirdiği çözüm önerisinin yanı sıra iki ayrı çözüm önerisine daha yer verdiği görülmektedir. Mühendislik tasarım problemleri için alternatif çözümlerin olabileceği düşüncesinin bir yansıması olan bu yaklaşım, Gül ün mühendisliğe yönelik beceriler geliştirdiğini gösterdiği için önemli görülmüştür. Gül ün uygulamalar ile ilgili aşağıda belirtilen ifadeleri kendisinin de bu gelişimin farkında olduğunu göstermektedir. Öğretmenimiz değiştiğinde kesinlikle hiçbir şey anlamayacağımı düşünmüştüm. Ama hiçte öyle olmadı. Benim için değişiklik oldu. Bir derste hem çok eğlenebiliyorum, çok şey öğrenebiliyorum. Ayrıca mühendisliği de öğreniyorum. Yani her şey çok güzel (SÖG, 26/11/13). Şekil 4.25 te belirtilen alternatif çözümlerden 2. Öneri, farklı istasyonlara ulaşım için istasyonları ayrı yollar üzerinde konumlandırma düşüncesinin varlığını göstermektedir. Fakat öneri bu haliyle tanımlanmış bir çözüm planı mahiyetindedir. 3. Öneri ise 2. önerinin olgunlaşmış bir hali olarak farklı istasyonları farklı yollar üzerinde konumlandırma ve bu yolların başına farklı özellikte yaylar koyma olarak

156 134 görülmektedir. Bu çözümde, her ne kadar bilyenin farklı istasyonlara ulaşımı, sarmal yaylarla ilgili bilimsel prensipler çerçevesinde ele alınmış olsa da önerilen diğer tasarımlarda bu yaklaşımın sergilenmemesi, Gül ün bu aşama için arzulanan performansı sergileyemediğini göstermektedir. Uygulamalar sonrasında gerçekleştirilen görüşmede Gül, bu aşamada yaşadıklarını aşağıdaki gibi ifade etmiştir. Aslında benim ilk çözümümle aynı oldu son çizimim. Bu büyük tasarımı yapana kadar ben yanlış olduğunu düşünmemiştim. Bu son çizimi de büyük tasarımdan önce çizdik, o yüzden öyle oldu. Başka şeylerde çizmiştim aslında ama onları pek düşünmüyordum (Görüşme, s.1). Gül, ikinci modülde belirtilen büyük tasarım problemi için mini araştırma ve mini tasarım etkinlikleri öncesinde konuya yönelik yeterli kavramsal bilgisinin olmadığı gerekçesi ile herhangi bir tasarım önerisinde bulunmamıştır. Konuya yönelik bilgi eksikliğinin farkında olan Gül'ün bu aşamada gerçekleştirilen öğretim etkinliklerine (mini araştırma ve mini tasarımlar) yönelik görüşleri aşağıda belirilmiştir. Bugün enerji konusuna geçtik. Öğretmenimiz bize yine dokümanlar getirdi. Ben bu dokümanları yaparken öğretmenimizin anlattığı konuyu daha iyi anlıyorum. Yani bu benim için bir pekiştirme oluyor ve konuyu daha iyi anlamama yardımcı oluyor. Ayrıca öğretmenimiz bize simülasyon programı açarak ve bazı materyallerden tasarımlar yaptırarak kinetik enerji ve potansiyel enerjiyi öğrendik. Bence bu benim için daha iyi oldu gözümüzle görerek ve çeşitli deneyler yaparak konuyu ekstra daha iyi anlamamıza neden oldu (SÖG, 17/12/2013). Gül' ün uygulamalar süresince temel ders materyali olarak kullanılan MTKD ile ilgili bu yorumları, öğrenciler için çok yeni olan TTFE sürecinde onlara rehberlik edecek şekilde tasarlanmış bu dokümanların amaca hizmet ettiğini göstermektedir. Ayrıca Gül'ün konuyu mini araştırma ve mini tasarımlar yoluyla daha iyi anlamalarının gerekçesi olarak "gözümüzle görerek", "çeşitli deneyler yaparak" olarak ifade etmesi, öğrenci merkezli bu etkinliklerin arzulanan şekilde gerçekleştiğini göstermektedir. Bugün öğretmenimiz bize yeni dokümanlar dağıtarak bir tür uçak yapacağımızı söyledi. Bu duruma bütün sınıf olarak çok sevindik ve gruplarımızı oluşturduk. Öğretmenimiz bize materyalleri dağıttı ve yavaş yavaş uçağımızı yaptık. Esneklik potansiyel enerji ile çalışan uçağımızı bitirdik. Büyük tasarım hakkında

157 135 yine birçok bilgiler edinmiştik. Bu günümüzde çok güzel geçti. Eğlenceliydi (SÖG, 19/12/2013). Öğrencilerin fiziksel ürünler üzerinde çalıştıkları, mini tasarımlardan birine yönelik olarak Gül'ün kullandığı bu ifadeler, mini tasarımların öğrenciler üzerindeki olumlu etkisi hakkında fikir vermektedir. Zira, Gül bu etkinlikleri hem çok eğlenceli hem de çok öğretici bulmaktadır. Öğrencilerin fen kazanımlarını edinmelerinin yanı sıra büyük tasarım görevi için gerekli becerileri de kazanmalarını destekleyecek şekilde yapılandırılan mini tasarımlarla ilgili olarak, Gül'ün kullandığı "Büyük tasarım hakkında yine birçok bilgiler edinmiştik." ifadesi mini tasarımların arzulanan şekilde yürütüldüğünü göstermektedir. Tüm bu etkinliklerin yürütülmesi ile gerçekleştirilen olası çözümlerin oluşturulması aşamasının sonunda Gül'ün geliştirdiği çözüm önerisi Şekil 4.26'da sunulmuştur. Şekil 4.26 Gül'ün İkinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Çözüm Önerisi Gül, bu tasarım önerisinin çalışma prensibini aşağıdaki gibi açıklamıştır. Benim tasarımımda yaylar ve makara kullandım. Yayı sardıkça makara aşağı düşmeye başlayacak ve tekerlekler dönmeye başlayacak. Şekil 4.26 ve Gül'ün açıklamaları incelendiğinde, Gül'ün esneklik potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket edecek bir araba tasarımı planladığı görülmektedir. Fakat geliştirilen öneride kullanılması düşünülen makara, tekerlek ve

158 136 yayın arabanın hareket etmesini sağlayacak şekilde ilişkilendirilmemesi sebebiyle bu öneri işlevsel bulunmamıştır. Dolayısıyla ikinci modül kapsamında yürütülen olası çözümlerin geliştirilmesi basamağında Gül'ün konuya yönelik kavramsal gelişim gösterdiği, potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket etme kriterini karşılayacak şekilde çözüm önerisi geliştirdiği fakat bu önerinin prototip yapımı aşamasında gerçekleştirilebilecek işlevsel bir çözüm olmadığı ifade edilebilir. Gül bu aşamada geliştirdiği çözüm önerisini aşağıdaki gibi değerlendirmiştir. İlk, konu başında ben çizim yapamadım, konuyu bilmediğim için. Sonra öğrendik konuyu. Ben esneklik potansiyel enerjiyle çalışsın diye yay kullanacaktım. Ama biraz hatalı oldu orası. Yani esneklik potansiyel enerji oldu da tekerler nasıl dönecekti orası biraz problemli oldu (Görüşme, s.2). Gül, üçüncü modül kapsamında karşılaştığı büyük tasarım görevi için de mini araştırma ve mini tasarımlar öncesinde konuyla ilgili yeterli bilgiye sahip olmadığı gerekçesi ile herhangi bir çözüm önerisinde bulunmamıştır. Gül'ün bu aşamada yürütülen öğretim etkinliklerinden bazılarına yönelik görüşleri aşağıda belirtilmiştir. Bugün ki dersimizde öğretmenimiz bize gruplarımızı söyledi. Grupları duyunca çok üzüldüm. Nedeni ise bu grupla iyi anlaşamayacağımızı bilmekti. Tam da dediğim gibi olmuştu. Hiç iyi çalışamıyorduk. Diğer gruplar başka etkinliklere geçmişken biz daha bir makaraya ipi bağlayamadık. Böyle durumlar beni çok sinir ediyor. Sinirlendiğim içinde yaptığım hiçbir şeyden bir şey anlayamadım. Yani bu ders benim için pek verimli geçmedi. Ama evde öğretmenimizin verdiği dokümanlardaki etkinlikleri tekrar edince konuyu anladım (SÖG, 26/12/2014). Gül'ün bu açıklamaları TTFE'nin büyük oranda gerekli kıldığı grup çalışmalarında, grup dinamiğinin oluşturulmasının gerçekleştirilecek öğretim etkinlikleri üzerindeki etkisini gösterdiği için önemli görülmüştür. Zira Gül, grup arkadaşları ile yaşadıkları anlaşmazlıkların çalışmalarını etkilediğini ve bu sebeple konuyu iyi öğrenemediğini belirtmektedir. Bugün ki dersimizde öğretmenimiz derse geldiğinde çok az kişiydik. Eğik düzlemle ilgili çok güzel etkinlikler yaptık. İkinci dersimizde dişlilerle ilgili etkinlikler yaptık. Çok eğlenceliydi, konuyu çok iyi öğrendim. Perşembe sınav olacakmışız ben çok iyi geçeceğini düşünüyorum (SÖG, 31/12/2013).

159 137 Gül'ün açıklamaları arasında ifade ettiği, yapılacak sınavda kendisinin başarılı olacağına yönelik inancı, gerçekleştirilen etkinliklerin öğretici olduğu şeklindeki beyanlarını desteklemektedir. Gül bu modül doğrultusunda yürütülen öğretim etkinlikleri sonrasında Şekil 4.27'de belirtilen çözüm önerisini geliştirmiştir. Şekil 4.27 Gül'ün Üçüncü Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Çözüm Önerisi Gül, geliştirdiği bu çözüm önerisini aşağıdaki gibi açıklamaktadır. Kitapların yardımıyla eğik düzlemin yüksekliğini oluşturdum. Eğik düzlem olarak köpük kullandım. Eğik düzlemin en başına bilyeyi koydum. Kaldıraç olarak cetvel. Cetvel ilk başta bilyenin geleceği yönde olacak. Bilye geldiğinde orada duracak. Makara yardımıyla aşağı yük inecek. Yol olarak hortum

160 138 kullandım. Hortum aşağı doğru duracak bilye içinden geçecek ve uçta olan zili çalacak. Gül'ün çizimi ve bu çizime yönelik açıklamaları incelendiğinde, geliştirilen çözüm önerisinin, prototip yapım aşamasına kılavuzluk edecek düzeyde yapılandırıldığı görülmektedir. Gül, çözüm önerisinin nasıl gerçekleştirileceğini detaylı şekilde açıklamış, düzeneği oluştururken hangi materyalleri kullanacağını belirlemiş, bu materyalleri hortum, bardak, kitap gibi günlük yaşamda kullanılan eşyalar arasından seçerek önerisini daha gerçekleştirilebilir kılmıştır. Bu durum Gül'ün bu aşama için gösterdiği gelişimin somut bir kanıtıdır. Gül'ün önerisi bilimsel prensiplere uygunluk açısından değerlendirildiğinde, bilyenin düzenek içerisindeki, öngörülen hareketinin, basit makinelerin çalışma prensiplerine uygun olarak tasarlandığı görülmektedir. Bu durum öğretim etkinlikleri öncesi konu eksiği nedeniyle çözüm önerisinde bulunmayan Gül'ün, mini araştırma ve mini tasarımlar yoluyla konuya yönelik kavramsal gelişim gösterdiğini ortaya koymaktadır. Fakat Gül'ün çözüm önerisinin, bilyenin, eğik düzlem üzerinden kaldıracın bir ucuna düştükten sonraki hareketini tam olarak açıklayamadığı görülmektedir. Bu anda makaraya asılı bir ağırlığın kaldıracın diğer ucuna düşerek bilyenin bulunduğu ucu yukarı kaldırıp bilyenin harekete devam edeceğini ifade eden Gül, basit makinelerin çalışma prensibine uygun bir açıklama yapmış olmasına rağmen, makaradaki ağırlığın hangi etki ile harekete geçeceğini ifade etmemiştir. Netice olarak başarı kriterlerinin ve bilimsel prensiplerin dikkate alındığı, prototip yapım aşamasına kılavuzluk edecek şekilde yapılandırılmış bu çözüm önerisi ile Gül'ün bu aşama için arzulanan performansı sergilediği ifade edilebilir. Gül'ün, geliştirdiği çözüm önerisi ile ilgili olarak aşağıda belirtilen ifadeleri bu yorumları desteklemektedir. Bunun için benim ilk önce çözümüm yoktu. Sonra basit makineleri öğrendik, makaraları, kaldıraçları... 3 basit makine kullanmamız gerekiyordu ve 8 saniyede zili çalmamız gerekiyordu, kriterlerimiz için. Bunun için eğik düzlemi daha uzun kullandım. Kaldıraç ve makara da kullandım. Kriterleri karşıladı (Görüşme, s.4). Gül'ün bu aşama için sergilediği performansın betimlendiği yukarıdaki açıklamalar neticesinde Gül' ün tüm modüllerdeki mini araştırma ve mini tasarımları, eğlenceli ve

161 139 öğretici bulduğu, bu etkinlerin kavramsal gelişimi desteklediği, süreç ilerledikçe bu kavramsal gelişimin tasarım çözümlerine yansıdığı, dolayısıyla aşamaya yönelik becerilerin süreç içerisinde gelişim gösterdiği ifade edilebilir En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Birinci modül boyunca beş kişilik ekip içerisinde çalışan Gül, bu aşamada takım arkadaşlarından birinin devamsızlık yapması sonucunda, karar verme sürecini üç arkadaşı ile birlikte yürütmüştür. Gül'ün takımında bulunan iki arkadaşının, bireysel çözüm önerisi geliştirmemesi, yalnızca Gül ve ekipte yer alan bir diğer üyenin çözüm önerisinin karar matrisi çerçevesinde değerlendirilmesine sebep olmuştur. Gül bu durumu serbest öğrenci günlüğünde aşağıdaki gibi ifade etmiştir. Büyük projeyi yapacağımız gündü aslında ilk başlarda çok heyecanlıydım. Ama sonradan projeyi yapamayacağımız fikrine kapıldım. Çünkü grubumuzda bir kişi eksikti. X, bir önceki ders devamsızlık yaptığı için çözümü yoktu. Y arkadaşımız ise dokümanının yanında olmadığını ve projesini hatırlamadığını söyledi. Grupta sadece ben ve Z arkadaşımızın proje fikri vardı (SÖG, 10/12/2013). Öğrencilerin süreçle ilk kez karşılaştıkları, birinci modül kapsamında gerçekleştirilen, problemin tanımlanması aşamasında kriter ve kısıtlamaları tam olarak belirleyememeleri, bu aşamada grupta yer alan üyelerin bireysel çözüm önerilerini hangi ölçütler çerçevesinde değerlendireceklerinin kendilerine hazır olarak sunulduğu karar matrisleri çerçevesinde çalışmaları sonucunu doğurmuştur. Öğrencilerden grupta yer alan her üyenin çözüm önerisini bu ölçütler çerçevesinde değerlendirmeleri ve bu yolla grup tasarım kararlarını belirlemeleri istenmiştir. Gül ve arkadaşlarının çözüm önerilerini değerlendirdikleri karar matrisi Şekil 4.28'de görülmektedir.

162 140 Şekil 4.28 Gül ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Gerçekleştirdikleri değerlendirmede Gül'ün önerisini "yapım zamanı" açısından eksik bulan öğrenci grubu diğer öneriyi ise tüm kriter ve kısıtlamalar açısından uygun bulmuşlardır. Bu doğrultuda Gül'ün önerisi yerine Şekil 4.29'da belirtilen çözüm önerisini gerçekleştirmeye karar vermişlerdir. Şekil 4.29 Birinci Modül için Gül ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi

163 141 Gül ve arkadaşları tasarım önerilerini ile ilgili olarak aşağıdaki açıklamaları yapmışlardır. 3 farklı yol yaptık. Topun arkasındaki yayı gererek topa etki yapacak bu sayede istenilen yere gidecek. Grubun tasarım kararı ve açıklamaları incelendiğinde farklı istasyonlara ulaşımı sağlamak için bu istasyonları farklı güzergahlar üzerine konumlandırdıkları görülmektedir. Gül ve arkadaşlarının geliştirdiği bu çözüm önerisinde, başlangıç noktasına farklı uzaklıklarda bulunan istasyonlara ulaşımı sağlama konusunda sarmal yayların özellikleri ya da yaya uygulanacak kuvvetin büyüklüğü gibi bazı kritik özellikler dikkate alınmadığı için, öğrenci grubunun problemin çözümü için gerçekçi bir çözüm geliştiremedikleri ifade edilebilir. Gül ve arkadaşlarının bu çözüm önerisini karar matrisi ile değerlendirirken tüm kriter ve kısıtlamaları karşıladığını ifade etmeleri çözüm önerilerini doğru bir şekilde analiz edemediklerini göstermektedir. Öğrencilerin bu süreçle ilk kez karşılaşmaları sebebiyle deneyim eksikliği yaşamalarının ve etkili bir grup çalışması ortaya koyamamaların bu duruma sebep olduğu düşünülmektedir. Uygulamalar sonrasında gerçekleştirilen görüşmede kendisine sorulan "Bugün olsa tasarımınızda farklılık olur muydu?" sorusuna Gül'ün verdiği aşağıdaki yanıt bu düşünceyi desteklemektedir. O gün grup olarak çok fazla düşünememiştik. Birbirimize yardım konusunda sıkıntı yaşadık. Bugün olsa o tasarımdan çok farklı şeyler olur. Gidecek, duracak yani istenildiği yerde duracak bir tasarım yapabilirim (Görüşme, s.2). İlk modülde sürece yönelik deneyim yaşayan öğrencilerden ikinci modül kapsamında kendi karar matrislerini yapılandırmaları istenmiştir. Gerçekleştirecekleri tasarım için belirli bir bütçe verilen öğrenciler prototipleri için gerekli malzemeleri bu bütçe kapsamında araştırmacı tarafından hazırlanmış sanal mühendis marketten satın almışlardır. Öğrencilerin, bireysel çözüm önerilerini bütçe açısından değerlendirmeleri için mühendis market ürün kataloğu dağıtılmış ve bu aşamadan sonra karar matrislerini oluşturmaları istenmiştir. Bu doğrultuda Gül ve yeni grup arkadaşları ikinci modül için karar matrislerini Şekil 4.30'daki gibi hazırlamışlardır. Karar matrisinde çözüm sütunlarının altında bırakılan boşluğa çözüm önerisi getiren grup üyelerinin isimleri yazıldığı için bu alanlar kırmızı çerçeve ile maskelenmiştir.

164 142 Şekil 4.30 Gül ve Arkadaşlarının İkinci Modül İçin Hazırladıkları Karar Matrisi Gül, hazırladıkları matrisle ilgili olarak aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır. Herkesin bir fikri vardı. Hangisini yapacağımızı belirlemek için karar matrisini kullandık. Artıları ve eksileri koyduk. Artıların fazla olması bizim için avantajdı. Eksilerin olması orada düşündürdü. Başarı olup olmayacağına karar verdik (Görüşme, s.4). Bu ifadeler Gül'ün karar matrislerinin kullanım amacı hakkında doğru bir anlayış geliştirdiğini göstermektedir. Fakat matrislerin etkin bir şekilde kullanımı, amacı bilmenin ötesinde çözüm önerisinin kriter ve kısıtlamalar açısından gerçekçi bir şekilde değerlendirilmesini de gerektirmektedir. Bu doğrultuda Gül ve arkadaşlarının beklenen yeterliği sergileyemedikleri ifade edilebilir. Zira matris üzerinde tüm kriter ve kısıtlamalar açısından pozitif gördükleri çözüm önerileri için gerekli malzemeler ellerindeki fiyat listesi çerçevesinde değerlendirildiğinde bütçelerini aşmakta, dolayısıyla bu sınırlılığı karşılayamamaktadır. Gül ve arkadaşları bu aşama sonunda karar matrislerinde tüm kriter ve kısıtlamaları karşıladıklarını düşündükleri "Çözüm 1" ve Gül'e ait olan "Çözüm 5"in bir kombinasyonunu gerçekleştirmeye karar vermişlerdir. Gül ve öğrencilerin grup tasarım kararları Şekil 4.31'de görülmektedir.

165 143 Şekil 4.31 İkinci Modül için Gül ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.31 incelendiğinde, öğrencilerin çözüm önerilerini gerçekleştirirken hangi malzemeleri kullanacaklarını belirlemedikleri görülmektedir. Bu durum Gül ve arkadaşlarının karar matrisinde bütçe ile ilgili yanlış değerlendirme yapmalarının temel nedeni olarak görülmektedir. Zira öğrenciler henüz materyalleri belirlemeden bu çözümün 15 TL lik bütçe ile gerçekleştirilebileceğini iddia etmişlerdir. Öneri kriterler açısından değerlendirildiğinde ise potansiyel enerjinin kinetik enerji ile dönüşümünün dikkate alındığı görülmektedir. Yine öğrencilerin çizime yönelik açıklamalarında yer verdikleri "Arabamızın daha uzun yol gitmesi için ağırlığı azaltmayı düşünüyoruz." İfadesi, önerinin geliştirilmesinde "en az 6 m hareket etme" kriterinin göz önünde bulundurulduğunu göstermektedir. Bilimsel açıdan doğru bir tasarıma odaklanan Gül ve arkadaşlarının grup kararlarında kriter ve kısıtlamaları dikkate almaları, çözüm önerilerini değerlendirirken bazı hatalar yapmalarına rağmen, genel anlamda çözümleri daha ayrıntılı analiz ettikleri ifade edilebilir. Son modülde Gül ve Ayla aynı grupta çalışmışlardır. Odağındaki aktivite, grup çalışması olan, en uygun çözümün belirlenmesi aşamasında, bireysel performansın

166 144 değerlendirilmesinden ziyade işbirliği ile yürütülen bu sürecin betimlenmesi üzerine odaklanılmıştır. Bu sebeple üçüncü modül için grubun sergilediği performans Ayla ile ilgili bulgularda ifade edildiği için burada bunun tekrarlanması yerine Gül'ün sürece yönelik değerlendirmelerine yer verilmiştir. Tüm grup olarak hepimizin fikirleri birbirine benziyordu. Karar verirken hepimiz aynı basit makineleri kullanmışız. O yüzden ne yapacağımız belli oldu. Ama işte X arkadaşımızın ki 8 saniye için daha uygun olabilir dedik. Sonra eğik düzlemin boyunu uzatalım dedim ben. Hepimiz bir şey söyledik sonra öyle yaptık (Görüşme, s.5). Ayla'ya ait bulgularda ifade edildiği gibi öğrencilerin bu aşamada kararlarını verirken tüm çözüm önerilerini kriterler ve kısıtlamalar çerçevesinde değerlendirdikleri, farklı çözüm önerilerinin güçlü yönlerini birleştirerek yeni öneriler geliştirdikleri Gül, tarafından da ifade edilmiştir. Bu doğrultuda öğrencilerin aşama için gereken becerileri sergiledikleri ifade edilebilir Prototip Yapımı ve Test Etme Aşamasına Yönelik Bulgular Birinci modül için en uygun çözümün belirlenmesi aşamasında doğru bir değerlendirme gerçekleştiremeyen Gül ve arkadaşları, prototip yapımı aşamasında tam olarak ne yapacaklarını bilemez bir görüntü sergilemişlerdir. Dersin ilk yarısını yalnızca masalarında bulunan malzemeleri ve grup tasarım kararlarına yönelik çizimlerini inceleyerek geçiren grup üyeleri, devam eden sürede diğer grupların çalışmaları şekillenmeye başlayınca grup kararlarından vazgeçerek sınıfta yapılan bir prototipin benzerini gerçekleştirmeye çabalamışlar fakat ders saatleri içerisinde bunun yapımını tamamlayamamışlardır. Gül bu süreçte yaşadıklarını aşağıdaki gibi açıklamaktadır. Projeyi yapmaya başlayınca konuştuk işte durabilir mi? Duramaz mı? Sonra artık iyice ümidimizi kaybetmiştik. Yapamıyorduk. Biz ondan sonra buna karar verdik (evde tamamladığı prototipi gösteriyor). Yapmaya başladık. Zaten ilk gün bitiremedik (Görüşme, s.2).... sonra bilyeyi bu şekilde nasıl durduracağımızı düşündük. Ama sonra durduramayacağımızı anlayınca bundan vazgeçtik ve yeni bir proje bulmaya karar verdik. Onu yapalım, bunu yapalım derken bu durum beni iyice üzdü. Sonra en son bulduğumuz projeye karar verdik. Projeyi yaptık ama bu seferde

167 145 bilye borunun içinden geçmedi. Sonra dersin bitiminde projeyi bıraktık (SÖG, 10/12/2013). Bu doğrultuda Gül ve arkadaşlarının birinci modül için arzulanan performansı sergileyemedikleri ifade edilebilir. Öğrencilerin daha önce böyle bir deneyim yaşamamış olmaları, bu aşamayı sonlandırmak için ders saati ile sınırlandırılmış olmaları ve grup üyeleri arasında etkin bir işbirliğinin gerçekleşmemesi bu durumun ortaya çıkmasında etkili unsurlar olarak düşünülmektedir. Birinci modülde yaşanan bu sıkıntıların önüne geçebilmek için ikinci modülde grupların değiştirilmesi, süre sınırını ortadan kaldıracak şekilde bu aşamanın hafta sonu telafi dersinde yürütülmesi, her gruba bir lisans öğrencisinin rehberlik etmesi gibi tedbirler alınmıştır. Gül gerçekleştirilen bu değişimlerle ilgili düşüncelerini aşağıdaki gibi açıklamaktadır. Cumartesi Çocuk Üniversitesi'ne gittik. Sonra öğretmenlerimiz bizimle tanıştı. Her grup için bir öğretmen vardı. Ayrıca gruplarda değiştirilmişti. Buna çok sevinmiştim (SÖG, ). İkinci modül için Gül ve arkadaşları belirledikleri grup kararı doğrultusunda tüm grup üyelerinin katılımı ile çalışmışlardır. Prototipin yapımı aşamasında daha önce öngörmedikleri bazı sorunlarla karşılaşan grup üyeleri bunlara yönelik çeşitli önlemler geliştirmişler ve prototip yapımını tamamlamışlardır. Gerçekleştirdikleri test sonuçları doğrultusunda Şekil 4.32'de görülen tasarım değerlendirme ölçeklerini dolduran grup üyeleri bu sonuçlara göre prototiplerini iyileştirmeye gayret etmişlerdir.

168 146 Şekil 4.32 İkinci Modül için Gül ve Arkadaşlarının Hazırladığı Tasarım Değerlendirme Ölçeği Grup üyeleri ölçeklerinde belirledikleri prototiplerini istenilen mesafe boyunca hareket ettirememe sorununa, gerçekleştirdikleri iyileştirmelere rağmen çözüm bulamamışlardır. Ayrıca prototipleri için kendilerine verilen bütçeyi aşmış fakat ölçeklerinde bütçe ile ilgili sınırlılığı karşıladıklarını ifade etmişlerdir. Tüm bu eksikliklere rağmen grup üyelerinin potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket eden bir araç geliştirmeyi başarmış olmaları, test sonuçlarına dayalı olarak prototiplerinde değişiklik oluşturmaları ve grup kararları doğrultusunda hareket etmeleri

169 147 bu aşamaya yönelik gelişim gösterdiklerinin bir kanıtı olarak görülmektedir. Gül'ün bu aşamaya yönelik aşağıda belirtilen beyanları bu gelişimi destekler niteliktedir. Grupça projeye karar verdik ve yapmaya başladık. Projeyi yaparken çok eğlendik ve çok şey öğrendik. Çok güzel geçti. Ama sanki proje yapımında bazı hatalarımız oldu. Projemiz hem başarılı oldu, hem de başarısız. Ama ben mutluyum (SÖG, 21/12/2013). Normalde kaldırdığımızda çok iyi hız kazanıyordu. Ama bıraktığımızda çıtalar ağırlık yaptığı için gitmiyordu. Çıtaların altına bir teker daha ekledik ama yinede istediğimiz kadar gitmedi. Ama bence başarılı oldu projemiz (Görüşme s.4). Üçüncü modül için prototip yapım aşaması, ikinci modülde olduğu gibi yine hafta sonu gerçekleştirilen telafi dersinde ve her öğrenci grubu için bir lisans öğrencisinin rehberliğinde yürütülmüştür. Sınıf içerisindeki gruplar yeniden organize edilmiş bu doğrultuda Gül'ün takım arkadaşları bir kez daha değişmiştir. Yapılan grup organizasyonunda Gül, Ayla ile aynı grupta yer almıştır. Bireysel değerlendirmeden ziyade grup performansının betimlendiği bu aşamada Ayla ile ilgili bulgularda süreç ayrıntılı olarak ele alındığı için burada grup performansının yeniden değerlendirilmesi şeklindeki tekrardan kaçınılmış ve yalnızca Gül'ün sürece yönelik düşüncelerine yer verilmiştir. Projemizi yaparken biraz değiştirdik. Makara yerine dişli kullandık. Projemiz çok başarılı oldu ve hepimiz çok eğlendik (Görüşme, s.5). Bugün yine çocuk üniversitesindeydik. Büyük tasarımda başarılı olduk ve ben çok mutluyum (SÖG, 4/1/2014). Ayla ile ilgili bulgularda ifade edildiği gibi üçüncü modül için prototip yapımı ve test etme aşamasında Gül ve Ayla'nın grubu arzulanan performansı sergilemişlerdir. Gül'ün bu sürece yönelik yukarıda yer alan ifadeleri grup başarısının öğrencilerde oluşturduğu memnuniyeti gözler önüne sermektedir. Tüm bu anlatılanlar doğrultusunda Gül'ün prototip yapımı ve test etme aşamasına yönelik sergilediği performans üç modül çerçevesinde değerlendirildiğinde süreç ilerledikçe etkili grup çalışması gerçekleştirme, daha gerçekçi prototipler oluşturma, test sonuçlarına uygun iyileştirmeler yapma gibi yeterlikler açısından Gül'ün performansının arttığı gözlenmiştir.

170 İletişim Aşamasına Yönelik Bulgular Daha önce ifade edildiği gibi gerçekleştirilen tasarım çözümünün (prototipin), sınıfa sunulduğu bu aşamada öğrencilerin tasarım çözümlerini uygun argümanlar doğrultusunda savunmaları beklenmektedir. Bu aşamaya yönelik bireysel değerlendirme yapabilmek için öğrencilerden, oluşturdukları prototipin başarılı bir tasarım olduğuna arkadaşlarını ikna edecek bir metin yazmaları istenmiştir. Gül ve arkadaşları birinci modül kapsamında tasarım çözümlerini tamamlayamadıkları için bu aşama için herhangi bir girişimde bulunmamışlardır. İkinci modül kapsamında gerçekleştirdikleri prototip için Gül'ün hazırladığı metin aşağıdaki gibidir. Biz projemizi yaparken çok emek harcadık. Ayrıca diğer projelerden daha farklı daha kullanışlı, başarılı bir proje... Gül' ün hazırladığı metinde gerçekleştirdikleri prototipi başarılı kılan özellikleri problem bağlamına göre tanımlanan kriter ve kısıtlamalar çerçevesinde değil "emek harcama", "sınıftaki diğer projelerden farklı olma", "kullanışlı olma" gibi öznel bazı yargılar doğrultusunda ifade ettiği görülmektedir. Bu durum Gül'ün bu aşama için arzulanan performansı sergileyemediğini göstermektedir. Gül'ün üçüncü modül doğrultusunda gerçekleştirdikleri prototip için hazırladığı metin ise aşağıdaki gibidir. Bizim projemiz çok başarılı oldu. Projemizde dişli, eğik düzlem ve kaldıraç kullandık. Bilyeyi bıraktıktan 8 s sonra zil çaldı ve zille bilye arasındaki uzaklık 2 m idi. Her şeyi yaptığımız için projemiz başarılı oldu. Gül, bu metinde büyük tasarım çözümünü başarılı kılan özellikleri problem bağlamı için belirlenmiş kriterler çerçevesinde açıklamıştır. Üç farklı basit makine türü kullanma, zille bilyenin ilk konumu arasındaki mesafe ve bilyenin bu mesafeyi almak için gereken süre kriterlerine cevap verdiği için tasarımlarını başarılı kabul eden Gül'ün bu aşama için belirlenen yeterlikleri sergilediği görülmektedir. Tüm bu açıklamalar ışığında Gül'ün süreç içerisinde mühendislik tasarım sürecinin iletişim aşamasını uygulama becerilerinin gelişim gösterdiği ifade edilebilir.

171 Can ile İlgili Bulgular Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Birinci modül kapsamında öğrencilerin sürece alışmaları için büyük tasarım probleminin belirlenmesine yönelik sınıf tartışmasının yürütüldüğü daha önce ifade edilmişti. Can, yürütülen bu tartışma sonrasında büyük tasarım problemine yönelik olarak Şekil 4.33'te belirtilen kriter ve kısıtlamaları belirlemiştir. Şekil 4.33 Can'ın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.33 incelendiğinde, Can'ın, yürütülen sınıf tartışmasında ortaya konulan özelliklerden "her istasyona gitmeli" ve "sarmal yay" kriterlerine tablosunda yer verdiği fakat bunlardan "sarmal yayı" başarı kriteri yerine kısıtlama kategorisinde tanımladığı görülmektedir. Can'ın kısıtlama olarak belirlediği "Yumuşak bölge kullanmak" ve "mıknatıs" ifadeleri ise problem bağlamını yansıtan özellikler olmadığı için ilk bakışta anlamlı görülmemesine rağmen Can'ın bu probleme yönelik olarak geliştirdiği, Şekil 4.34'te görülen çözüm önerisi incelendiğinde bu kısıtlamalar anlam kazanmıştır. Zira Can, geliştireceği çözüm önerisinde bu materyallerden yararlanacağı için bunları bir gereksinim olarak değerlendirmiş ve kısıtlama kategorisinde bu ifadelere yer vermiştir. Bu doğrultuda Can'ın bu aşama için doğru bir yaklaşımda bulunduğu ifade edilebilir.

172 150 Şekil 4.34 Can'ın Birinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için İlk Çözüm Önerisi Can, birinci modül kapsamında kendilerine sunulan büyük tasarım problemi için geliştirdiği bu çözüm önerisini aşağıdaki gibi açıklamaktadır. Yay bilyeyi iter ve I. İstasyona gelir. Yumuşak bölgede çok bekletildiği zaman aşağı doğru kapak açılır. Kenardaki yay bilyeyi iter ve bilye II. İstasyona gelir. Çok bekleyince açılan kapak önündeki mıknatıs bilyeyi çeker ve III. İstasyona gelir. Şekil 4.34'teki çözüm önerisi ve Can'ın buna yönelik açıklamaları doğrultusunda, Can'ın problem bağlamında tanımlanan "istenilen istasyona ulaşımın sağlanması" kriterini yanlış anladığı ifade edilebilir. Can, bu kriteri, bilyenin ilk hareketinden sonra sırası ile I., II. ve III. istasyona ulaşması gerektiği şeklinde yorumlamış ve buna yönelik olarak - gerçekleştirilmesi çok da kolay olmayan- bir öneri geliştirmiştir. Can uygulamalar sonrasında kendisi ile gerçekleştirilen görüşmede bu önerisine yönelik aşağıdaki değerlendirmede bulunmuştur.... bu yay itince bir tane süngerimsi yapı olacaktı. Çok fazla durduğunda aşağıya düşecekti bu borudan ilerlerken yine o yumuşak süngerimsi şey geçecekti. Mıknatıs çekince de oraya gelecekti. Ama kriteri karşılamadı. Her istasyona gitme kriterini ben yanlış anlamışım sırayla hepsine gidecek diye anlamışım (Görüşme, s.1). Can tarafından geliştirilen çözüm önerisinde dikkate çarpan bir diğer husus ise Can'ın probleme yönelik kriterleri belirlerken yer vermediği "istasyonlar arasındaki mesafe" ve

173 151 "istasyonların aynı hat üzerinde olması" kriterlerini karşılayacak bir öneri geliştirmiş olmasıdır. Bu durum öğrencilerin problemin tanımlanması aşamasına yönelik performanslarının değerlendirilmesinde başarı kriterleri ve kısıtlamalar tablosuna ek olarak ilk çözüm önerilerinin de değerlendirilmesinin önemini ortaya koymaktadır. İkinci modül kapsamında öğrencilere sunulan problem durumu için Can'ın belirlediği kriter ve kısıtlamalar Şekil 4.35'te sunulmuştur. Şekil 4.35 Can'ın İkinci Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.35 incelendiğinde, Can'ın, tasarım çözümünün taşıması gereken özellikler içerisinde, "6 m boyunca hareket etme" ve "potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile çalışma" kriterlerine yer verdiği fakat problem bağlamında tanımlanan, "düz bir zeminde hareket etme" ve "dışarıdan herhangi bir müdahale olmadan hareket etme" gibi kriterleri ise tespit edemediği görülmektedir. Can'ın başarı kriterleri içerisinde yer verdiği bir diğer özellik olan "arkadaşlardan yardım" ifadesi ise çalışmaların grup dinamiği ve işbirliği içerisinde yürütülmesi anlamına geldiği için, süreç içerisinde gerçekleştirilmesi beklenen bir eylem olarak değerlendirilebilir. Fakat mühendislik disiplini için başarı kriterleri, sürece yönelik özellikler değil süreç sonunda ortaya konulan tasarımın (prototipin) taşıması gereken özellikler anlamına geldiği için Can'ın yaptığı bu değerlendirme doğru bulunmamıştır. Can'ın kısıtlamalar kategorisi için gerçekleştirdiği değerlendirmeler mercek altına alındığında, bu modül kapsamında öğrencilerin tasarım çözümleri için sınırlayıcı bir faktör olarak belirlenen bütçe kısıtlamasını tespit edebildiği görülmektedir. Ayrıca Can, bu kategoride problem bağlamında doğrudan tanımlanmamasına rağmen

174 152 "kullanacağımız şeyler günlük hayatta bulunmalı" ve "azıcık arabaya benzemesi" ifadelerine de yer vermiştir. Bu durum Can'ın mühendislik disiplinine uygun olarak, kullanılacak malzemelerin ulaşılabilirliğini ve geliştirilen prototipin estetik özelliklerini problem bağlamını için birer kısıtlama olarak değerlendirdiğini göstermektedir. Kriter ve kısıtlamaları belirledikten sonra probleme yönelik ilk çözüm önerisini geliştirmesi istenen Can, konuya yönelik bilgisi olmadığı gerekçesi ile herhangi bir çözüm önerisi geliştirmemiştir. Bu durum Can'ın ilk modülde yaşadığı deneyim neticesinde mühendislik tasarım problemlerinin bilimsel bilgiye dayalı olarak çözümlenmesi gerektiği yönünde bir anlayış geliştirdiğini göstermektedir. Üçüncü modül kapsamında kendilerine sunulan problem için Can'ın belirlediği kriter ve kısıtlamalar Şekil 4.36'da görülmektedir. Şekil 4.36 Can'ın Üçüncü Modüldeki Büyük Tasarım Problemi için Belirlediği Kriter ve Kısıtlamalar Şekil 4.36 incelendiğinde, Can'ın zilin çalmasını tek başarı kriteri olarak belirlediği, problem bağlamında tanımlanan başarılı çözümün taşıması gereken diğer tüm özellikleri ise kısıtlamalar kategorisinde değerlendirdiği görülmektedir. Daha önceki modülde kısıtlamaları doğru olarak belirleyen Can'ın, üçüncü modül için bu performansı gösterememiş olmaması dikkat çekici bulunmuş ve kendisi ile gerçekleştirilen görüşmede bu durum sorgulanmıştır. Can, bu durumu aşağıdaki gibi açıklamıştır. Burada kısıtlamalara yazdıklarımda hep "en az" diyordu problemde. Bende bunları kısıtlama olarak yazayım dedim. O araba tasarımında ne yapacağımız

175 153 belliydi yani araba yapacaktık. Onu yaparken nasıl olacağını bildiğim için işte arabaya benzemeli bu bir kısıtlama dedim, ya da işte arabanın tekeri neyden olacak bulabilir miyim onu önemliydi, o yüzden kısıtlama dedim ama bunda tam olarak bilmiyordum ne yapacağımı basit makineleri bilmediğim için (Görüşme, s.2). Diğer modüllerde olduğu gibi bu modül kapsamında da öğrencilerden probleme yönelik başarı kriterleri ve kısıtlamalarını belirledikten sonra ilk çözüm önerilerini geliştirmeleri istenmiştir. Can,bireysel dokümanında çizim yapması için bırakılan alana herhangi bir çözüm önerisi getirmemiş bunun yerine "basit makineleri bilmiyorum." cümlesini yazmıştır. İlk iki modül kapsamında sürecin ne şekilde ilerlediğini deneyimleyen Can'ın, bu aşamadan sonra konuya yönelik öğretim etkinliklerinin gerçekleştirileceğini ve bu etkinlikler sonrası yeniden çözüm önerisi geliştireceklerini bildiği için bu aşamada herhangi bir öneride bulunmadığı düşünülmektedir Olası Çözümlerin Geliştirilmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Can'ın birici modül kapsamında, bir kriteri yanlış anlamasına bağlı olarak büyük tasarım problemi için yanlış bir çözüm önerisi geliştirdiği ifade edilmişti. Şekil 4.37'de görülen, Can'ın olası çözümlerin geliştirilmesi aşamasının sonunda çizdiği çözüm önerisi incelendiğinde bu yanlış anlamanın devam ettiği görülmektedir. Şekil 4.37 Can'ın Birinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi

176 154 Can, bu tasarımında da bilyenin harekete geçtikten sonra sırasıyla I., II. ve III. istasyonlara ulaşması gerektiğini düşünmüş ve bu doğrultuda ilk çözüm önerisinin bir benzerini geliştirmiştir. Can, geliştirdiği bu çözüm önerisini aşağıdaki gibi açıklamaktadır. Bakır yay bilyeyi hareket ettirir. I. istasyonu geçen bilye, kutunun içine düşer. Altında gerilmiş bir yay, yayı tutan ip, ipi tutan taş vardır. Bilyenin gelmesiyle sarsılan taş aşağı hızla düşer ve ip kopar. Kopan ip yayı serbest bırakır ve yay kutunun içinde olan bilyeye çarpar. Ve bilye duvarın üstünden II. istasyonun süngerine düşer. Bu yavaş iniş yapmasını sağlar. Bilye hızla çekilir çünkü mıknatıs vardır. III. istasyona geldiğinde kapı mıknatısın bilyeyi çekmesini engeller ve artık I., II. ve III. İstasyonu geçmiş bir şekilde III. İstasyonda durmaktadır. Bu aşamada önerilen çözüm önerisi, yukarıda belirtildiği gibi öğretim etkinlikleri öncesinde geliştirilen ilk çözüm önerisiyle benzer hatalar taşımasına rağmen bu tasarımda, kullanılacak yayın cinsinin belirtilmesi, bilyenin istenilen yönde hareket etmesi için yaya uygulanacak kuvvetin yönünün hesaba katılması gibi, yürütülen mini tasarım ve mini araştırmaların konuya yönelik kavramsal gelişimi desteklediğini gösteren bazı ayrıntılar göze çarpmaktadır. Bu aşamada yürütülen öğretim etkinliklerinin Can'ın geliştirdiği çözüm önerisi üzerindeki etkisini gösteren bir örnek Şekil 4.38'de sunulmuştur.

177 Şekil 4.38 Can'ın Yürütülen Mini Araştırmalara Bağlı Olarak Çözüm Önerisinde Gerçekleştirdiği Değişiklik 155

178 156 Şekil 4.38'de görüldüğü gibi Can, yaylarda oluşan tepki kuvveti ile ilgili bir mini araştırma sonrasında, geliştirdiği çözüm önerisinde yaya uygulayacağı kuvvetin yönünü yanlış belirlediğini fark etmiş ve önerisini bu doğrultuda değiştirmiştir. İkinci modül için öğretim etkinlikleri öncesinde konuya yönelik yeterli bilgisi olmadığı gerekçesi ile herhangi bir çözüm önerisi geliştirmeyen Can, olası çözümlerin geliştirilmesi aşaması ile ilgili olarak aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır. İlk pot-kin araba yapmamız istenince ben yapamadım. Potansiyel enerji, kinetik enerjiyi bilmediğim için. Araba yapacaktık, büyük tasarımda ama nasıl bir araba anlamamıştım. Derste mini tasarım, lunapark için tren yaptık, bilgisayarda simülasyon yaptık enerjiyle ilgili, konuları öğrendik, ne yapmamız gerekiyor o zaman tam anladım (Görüşme, s.2). Bilgisayarla ilgili deney yaptık. Simülasyonlar çok güzeldi. Yeni şeyler öğrendik. Bunlardan bazıları iş ve enerji. Umarım dersler hep böyle geçmesini isterim. Süperdi ya (SÖG, 12/12/13). Görüldüğü gibi başlangıçta konuya yönelik herhangi bir bilgisinin olmadığı söyleyen Can, bu aşamada gerçekleştirilen etkinlikler yoluyla hem konuyu öğrendiğini hem de büyük tasarım problemine yönelik kavrayışının geliştiğini ifade etmektedir. Bu aşamada gerçekleştirilen mini tasarımlardan biri olan "hız treni oluşturma" etkinliğinde sergilediği performans, Can'ın bu beyanını destekler niteliktedir. Şekil 4.39'da Can'ın bu etkinlik için hazırladığı tasarım sunulmuştur.

179 157 Şekil 4.39 Can'ın Hız Treni Oluşturma Etkinliği için Tasarım Çizimi Can, rayları temsilen hortum ve hız treni içinde bilye kullanarak oluşturduğu düzenekte bilyenin hareketine bağlı olarak gerçekleşen enerji dönüşümlerini Şekil 4.39'da görüldüğü gibi açıklamıştır. Bilyenin süratine bağlı olarak kinetik enerji değişimini, konumuna bağlı olarak da potansiyel enerji değişimini ifade eden Can'ın yürütülen etkinlik yoluyla bu bilgileri doğru bir şekilde yapılandırdığı görülmektedir. Ayrıca Can'ın kendilerinden istenmemesine rağmen enerji değişimlerini grafik üzerinde gösterdiği dikkate çarpmaktadır. Can'ın, mühendislerin bu aşama boyunca sıklıkla başvurdukları eskiz ve grafik çizimlerine bu şekilde yer vermesi mühendislik becerileri açısından önemli görülmüştür. Can ikinci modül için gerçekleştirilen mini araştırma ve tasarımlar sonrasında büyük tasarım problemine yönelik olarak Şekil 4.40'da görülen tasarım çözümünü geliştirmiştir.

180 158 Şekil 4.40 Can'ın İkinci Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi Şekil 4.40'da görüldüğü üzere, Can, esneklik potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket eden bir araç geliştirmeyi planlamıştır. Bu dönüşüm için paket lastiği kullanmayı düşünen Can, lastiğin, çizimde belirtilen yönde çekilip bırakılması sonucunda oluşan etki ile prototipini harekete geçirmeyi tasarlamıştır. Prototipini gerçekleştirmek için kullanacağı diğer malzemeleri de belirleyen Can'ın, ikinci modül için öğretim etkinlikleri sonrasında bilimsel prensiplere uygun, prototip yapım aşamasına rehberlik edecek düzeyde ayrıntılı bir çözüm önerisi geliştirdiği ifade edilebilir. Ünitenin basit makineler ile ilgili kazanımları doğrultusunda yapılandırılan üçüncü modül kapsamında, Can öğretim etkinlikleri öncesinde herhangi bir çözüm önerisi geliştirmemiştir. Ayrıca Can'ın bu aşamada yürütülen mini tasarım ve mini araştırmalar konusunda daha önceki modüllerde gösterdiği performansın aksine, pasif bir görüntü

181 159 sergilediği gözlenmiştir. Can, yürütülen etkinlikler ile ilgili olarak aşağıdaki ifadeleri kullanmıştır. Hocam valla bugünü hiç beğenmedim. Canım çok sıkıldı. Bu konu çok zor. İnşallah daha kolay konular gelir de mutlu olurum (SÖG, 24/12/13). Öncelikle Hocam canım yine çok sıkıldı. Tasarımlar falan yaptık ama bizim takımda anlaşabildiğim bir X vardı. Tasarımlar çok zordu. Bir dahakine daha eğlenceli olur umarım (SÖG, 26/12/13). Dişlileri öğrenmeye başladık, "Nasıl döner?" "Ne kullanılır?" gibi soruları yanıtladık uzun bir aradan sonra derse katılabildiğim için mutluyum. Konuyu çok sevdim (SÖG, 31/12/13). Beyanından anlaşıldığı üzere Can, bu aşama için gösterdiği düşük performansı genel anlamda konunun ve gerçekleştirilen mini tasarım görevlerinin zor oluşuna bağlamaktadır. Aynı zamanda "takımda anlaşabildiğim bir X vardı" ifadesi Can'ın gerçekleştirdikleri grup çalışmasından da memnun olmadığını göstermektedir. Can'ın kaldıraç ve makaralarla ilişkili etkinlikler için ifade ettiği bu memnuniyetsizliğinin dişliler ile ilgili etkinlikte son bulduğu görülmektedir. Can'ın, bu etkinlik için kullandığı "derse katılabildiğim için mutluyum" ifadesi diğer etkinliklerde sergilediği pasif görüntünün kendisinin de farkında olduğunu göstermektedir. Üçüncü modülde gerçekleştirilen mini tasarım ve mini araştırmalar sonrasında Can'ın büyük tasarım görevine yönelik geliştirdiği çözüm önerisi Şekil 4.41'de sunulmuştur.

182 Şekil 4.41 Can'ın Üçüncü Modül için Mini Araştırma ve Mini Tasarımlar Sonrası Çizdiği Tasarım Önerisi 160

183 161 Daha önce ifade edildiği gibi üçüncü modül kapsamında öğrencilere sunulan büyük tasarım problemi ile öğrencilerin basit makineleri kullanarak işlevsel bir düzenek hazırlamaları hedeflenmiştir. Şekil 4.41 incelendiğinde, Can'ın bu doğrultuda bir öneri geliştiremediği, önerisinde konu kapsamında öğrendikleri basit makinelerden yalnızca kaldıraca yer verdiği görülmektedir. Öğrencilerin problem bağlamında tanımlanan bazı kriterleri (bilyenin, zile ulaşması en az 8 saniye sürmeli gibi...) dikkate alıp almadıklarını yalnızca çizimleri üzerinden değerlendirmek pek mümkün değildir. Fakat çizim üzerinde objektif olarak değerlendirilebilecek "en az üç farklı basit makine kullanma" kriterini karşılamayan bir çözüm geliştirmesi, Can'ın öğretim etkinliklerindeki düşük performansının bir sonucu olarak yorumlanabilir. Ayrıca diğer iki modül kapsamında geliştirdiği çözüm önerileri için ayrıntılı açıklama metinleri yazan Can, bu önerisine yönelik herhangi bir açıklama metni de yazmamıştır. Bu durum, yürütülen mini tasarım ve mini araştırmaların öğrencilerin nihai çözüm önerileri üzerindeki etkisini net bir şekilde ortaya koymaktadır En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşamasına Yönelik Bulgular Birinci modül kapsamında Can ve arkadaşları bireysel çözüm önerilerini değerlendirmeleri için verilen karar matrisini Şekil 4.42'de görüldüğü gibi doldurmuşlardır. Şekil 4.42 Can ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi

184 162 Şekil 4.42'de görülen karar matrisinde Can'ın geliştirdiği bireysel çözüm önerisi "Çözüm 2" sütununda yer almıştır. Daha önce ifade edildiği gibi problem bağlamını tam olarak yansıtmayan bu öneriyi, öğrencilerin de 2., 3. ve 4. kriterler açısından yetersiz buldukları görülmektedir. Bu doğrultuda öğrencilerin Can'ın çözüm önerisini gerçekçi bir şekilde analiz ettikleri ifade edilebilir. Can ve arkadaşları süreç sonunda tüm kriter ve kısıtlamalar açısından uygun olduğunu düşündükleri "Çözüm 5" sütununda yer alan öneriyi gerçekleştirmeye karar vermişlerdir. Şekil 4.43'te grubun karar verdiği bu çözüm önerisi görülmektedir. Şekil 4.43 Birinci Modül için Can ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Grubun tasarım kararı incelendiğinde sarmal yay yardımıyla hareket eden, istasyonların aynı hat üzerinde bulunduğu, istasyonlar arasındaki mesafelerin dikkate alındığı ve farklı istasyonlara ulaşım için sistemde değişiklik yapmayı gerektirmeyen bir tasarım geliştirdikleri görülmektedir. Bilyenin farklı istasyonlara ulaşımını yaya farklı büyüklüklerde kuvvet uygulayarak gerçekleştirmeyi planlayan öğrencilerin bu işlemi herhangi bir ölçüm ya da hesaplamaya bağlı olarak açıklamamaları prototip yapım aşaması için bir eksiklik olarak değerlendirilebilir. Can, bu aşamada yaşadıklarını aşağıdaki gibi ifade etmektedir. İlk önce benim projeme bakıldı ve "güzel ama her istasyona gitmiyor" denildi. Haklılardı aslında. Sonra X' in projesine baktık ve "iyi ama 3 istasyona nasıl

185 163 gidecek" dedik. Diğer projeleri de inceledik. Zorlu bir işti. Sonra öğretmenimizin dağıttığı karar tablolarını yapalım dedik. Tüm projelerin her şeyini gördük. Ve kararımızı verdik (SÖG, 10/21/13). Görüldüğü gibi Can, grup arkadaşları ile birlikte farklı çözüm önerilerini değerlendirdikleri bu süreci "zor bir iş" olarak ifade etmektedir. Can'ın bu açıklamasında, çözümleri değerlendirirken, başarı kriterlerini kullandıklarını ifade etmesi ve karar matrislerinin işlevini doğru bir şekilde açıklaması sürecin istenilen doğrultuda gerçekleştiğini göstermektedir. İkinci modül kapsamında, grup üyelerinden bireysel çözümlerini değerlendirmeleri için kendi karar matrislerini yapılandırmaları istenmiştir. Can ve arkadaşları bu doğrultuda Şekil 4.44'te belirtilen karar matrisini hazırlamışlardır. Şekil 4.44 Can ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Şekil 4.44'te görülen karar matrisi incelendiğinde Can ve arkadaşlarının kriter ve kısıtlamaları doğru bir şekilde ifade ettikleri görülmektedir. Grupta yer alan beş üyenin bireysel çözüm önerilerini bu kriter ve kısıtlamalar çerçevesinde değerlendiren Can ve arkadaşları üç çözüm önerisin bu kriter ve kısıtlamaların tamamını karşıladığını belirtmişlerdir. Can, bu üç öneri arasından nasıl seçim yaptıklarını aşağıdaki gibi ifade etmiştir.

186 164 Herkesin projesini inceledik. X, balon kullanmıştı ama evde denemiş çok gitmemiş. Kriteri karşılamaz dedik 6 metre. Y'nin de projesi pahalı olmuştu. Bütçeyi aşıyordu. Benim projemle diğer projeler olabilir dedik. Karar matrisinde gördük zaten hepsini karşılıyor. Hangisini seçelim diye düşündük. Z ile ikimizin projesi aynı gibiydi zaten. Sonra benim projemi yapmaya karar verdik daha ucuz olacak diye (Görüşme, s.3). Can, grup tasarım kararı için kriter ve kısıtlamalar açısından yeterli gördükleri üç çözümden en düşük bütçeli olanı seçtiklerini ifade etmiştir. Öğrencilerin mevcut kriter ve kısıtlamalara bağlı olarak seçim yapamadıkları bu durumda mantıksal yeni bir değerlendirme kriteri belirlemiş olmaları süreç açısından önemli bir kazanım olarak görülmektedir. Bu değerlendirme süreci sonunda Can ve arkadaşları Şekil 4.45'te görülen çözüm önerisini grup tasarım kararı olarak belirlemiştir. Şekil 4.45 İkinci Modül için Can ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.45 incelendiğinde, öğrencilerin paket lastiği kullanarak potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümünü sağlayacak bir araç geliştirmeyi planladıkları görülmektedir. Çizim üzerinde kullanacakları materyalleri belirtmeyen Can ve

187 165 arkadaşları, ihtiyaç duyacakları malzemeleri kendilerine dağıtılan "Mühendis Market Ürün Kataloğu" üzerinde listelemişlerdir. Şekil 4.46'da Can ve arkadaşlarının hazırladığı bu liste görülmektedir. Şekil 4.46 Can ve Arkadaşlarının İkinci Modül için Belirledikleri Malzeme Listesi Şekil 4.46'da görülen malzeme listesi incelendiğinde öğrencilerin 15 TL'lik bütçeyi aşmadıkları dolayısıyla bu kısıtlamayı da gerçekçi bir şekilde dikkate aldıkları görülmektedir. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda Can ve arkadaşlarının ikinci modül için bilimsel prensiplere uygun, prototip yapım aşamasına rehberlik edecek düzeyde gerçekçi bir öneri geliştirdikleri ifade edilebilir. Üçüncü modül kapsamında öğrencilerin hazırladıkları karar matrisi Şekil 4.47'de sunulmuştur.

188 166 Şekil 4.47 Can ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Hazırladıkları Karar Matrisi Bu modülde Can'ın problem bağlamında tanımlanan tüm başarı kriterlerini tespit ettiği fakat bunları kısıtlama kategorisinde değerlendirdiği daha önce ifade edilmişti. Şekil 4.47'de incelendiğinde bu durumun grup çalışmasına yansıdığı ve grup üyelerinin başarı kriteri olarak belirledikleri tüm özelliklere aynı zamanda kısıtlama kategorisinde de yer verdikleri görülmektedir. Bu durumun oluşmasında Can'ın grup içerisindeki baskın rolünün etkili olduğu düşünülmektedir. Buna rağmen bu özelliklere, Can'ın gösteriminden farklı olacak şekilde başarı kriteri kategorisinde de yer verilmesi grup üyeleri arasında bu doğrultuda bir tartışma yürütüldüğünü göstermektedir. Can ve arkadaşları karar matrisi çerçevesinde gerçekleştirdikleri değerlendirme sonucunda hiç bir çözümün tek başına tüm kriter ve kısıtlamaları karşılayamadığı sonucuna varmışlardır. Can, bu süreçte yaşananları aşağıdaki gibi ifade etmiştir. Gruptaki projelere baktık. Karar tabloları için kriterleri falan, kısıtlamaları yazmıştık zaten. Hiç biri tam karşılamıyordu. Biz de ne yapalım falan derken işte bu proje 1. kriter için iyi, bu proje 2. kriter için iyi falan diye onları birleştirdik. Buna karar verdik (Görüşme, s.4). Can'ın ifadelerinden, grup üyelerinin, bireysel çözüm önerilerini, belirledikleri başarı kriterleri ve kısıtlamalar çerçevesinde değerlendirdikleri ve değerlendirme sonucuna bağlı olarak da farklı çözüm önerilerinin güçlü yanlarını birleştirerek yeni bir çözüm

189 167 önerisi geliştirdikleri anlaşılmaktadır. Can ve arkadaşlarının değerlendirme sonuçlarına bağlı olarak, bu prosedürü izlemeleri süreç açısından çok önemli görülmektedir. Zira, mevcut çözümlerin güçlü yönlerini birleştirerek yeni bir çözüm önerisi geliştirme, bu aşamada ulaşılması hedeflenen mühendislik yeterlikleri arasında yer almaktadır. Can ve arkadaşlarının süreç sonunda belirledikleri grup tasarım kararı Şekil 4.48'de sunulmuştur. Şekil 4.48 Üçüncü Modül için Can ve Arkadaşlarının Belirledikleri Nihai Çözüm Önerisi Şekil 4.48 incelendiğinde grup üyelerinin tasarım kararlarında "en az üç tür basit makine kullanma" kriterini karşılayacak şekilde makara, eğik düzlem ve kaldıraç kullandıkları görülmektedir. Düzeneğin başlangıcında sabit makaraya yer veren öğrenciler, bu makaraya sarılı ipin bir ucuna boş bir kutu, ipin diğer ucuna ise bu kutuyu dengeleyecek bir ağırlık asmışlardır. Bilyeyi boş kutuya bırakmaları sonucunda dengenin bozulmasını ve kutunun aşağıya doğru hareket etmesini öngören Can ve arkadaşları, bu yolla bilyenin eğik düzlem üzerinde serbest kalarak hareketini sürdürmesini planlamıştır. Tasarıya göre, bilye, bu noktadan sonra eğik düzleme bağlı çıtalar üzerinden hareket edecek ve bu yolun sonunda bulunan huniden süzülerek aşağı düşecektir. Aşağı düşen bilye dengelenmiş bir kaldıracın üzerinde bulunan metal bir

190 168 materyale çarparak ses çıkaracak ve zil çalma görevi tamamlanmış olacaktır. Can, geliştirdikleri bu çözüm önerisini aşağıdaki gibi açıklamaktadır. Bilye, makaradan düşünce eğik düzlemden gidecek, huniye gelecek işte, hunide bilye biraz dönecek sonra onun içinden aşağıya düşecek. Aşağıya kaldıraç koyduk. Bilye onun üzerine düşünce zil çalacak (Görüşme, s.4). Can'ın bu açıklamada kullandığı "hunide bilye biraz dönecek sonra onun içinden aşağıya düşecek" ifadesi, Can ve arkadaşlarının, tasarım çözümü geliştirirken başarı kriterlerini dikkate aldığını gösteren önemli bir veridir. Zira bu açıklama, öğrencilerin bilyenin bir süre dairesel hareket yaparak zile daha geç ulaşması için huni kullandıklarını ortaya koymaktadır. Öğrenciler bu yolla tasarımlarının "Bilyenin zile ulaşması en az 8 s sürmeli" başarı kriterini karşılamasını hedeflemiştir. Can ve arkadaşlarının tasarım kararları incelendiğinde düzeneğin sonunda yer verdikleri kaldıracın bilyenin hareketi üzerinde hiçbir etkisi olmadığı görülmektedir. Düzenek içerisinde herhangi bir işlevi bulunmayan kaldıracın, "en az 3 farklı türde basit makine kullanılmalı" kriterini karşılamak için bu şekilde düzenek içerisine yerleştirilmesi tasarım kararının en zayıf yönü olarak göze çarpmaktadır. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda Can ve arkadaşlarının her modül kapsamında karar matrislerini kullandıkları fakat süreç ilerledikçe karar matrisleri çerçevesinde gerçekleştirdikleri analizlerin daha gerçekçi bir hal aldığı ifade edilebilir Prototip Yapımı ve Test Etme Aşamasına Yönelik Bulgular Can ve arkadaşları, birinci modül için belirledikleri grup kararlarında kullanacakları malzemelere yer vermedikleri için prototip yapımına geçildiğinde bazı problemlerle karşılaşmıştır. Can bu süreçte yaşadıklarını aşağıdaki gibi ifade etmektedir.... öğretmenimiz kullanacağımız malzemeleri gösterince boruyu kullanmalıyız dedik. Fakat bilye borunun içinden çok zor geçiyordu. Süremizin % 50'sini bir boruyu kesmekle uğraşmıştık. O an "Allah'ım ağlayacağım." Diye içimden geçiriyordum. Sonra ne yapabiliriz diye düşündük. Saçma fikirlere de süre harcadık. Sonra öğretmenimiz yolu yapmak için şu çıtaları kullanamaz mısınız? dedi. En sonunda bir fon kartonunun üzerine iki tahtayı yapıştırdık. O kadar uğraştığımız yol bir anda olmuştu (SÖG, 10/12/14).

191 169 Bu ifadelerden Can ve arkadaşlarının "en uygun çözümün belirlenmesi" aşamasında geliştirdikleri çözüm önerisini, gerçekleştirilebilirlik yönünden ele almadıkları, bu öneriyi yalnızca bir tasarım çizimi olarak değerlendirdikleri anlaşılmaktadır. Bu sebeple öğrenciler grup tasarım kararında prototip yapımına kılavuzluk edecek ayrıntılara yer vermemişlerdir. Süreci ilk kez tecrübe eden öğrencilerin tıkandıkları bu noktada araştırmacı, katılımcı rolü ile devreye girmiş ve onlara karşılaştıkları problemi çözmede rehberlik etmiştir. Bu yolla öğrenciler süreci yürütmeye devam etmişler ve Şekil 4.49'da görülen prototiplerini geliştirmişlerdir. Şekil 4.49 Can ve Arkadaşlarının Birinci Modül için Geliştirdikleri Prototip Can ve arkadaşlarının oluşturdukları prototip incelendiğinde sarmal yaya uyguladıkları kuvvete bağlı olarak bilyenin hareket ettiği, istasyonların aynı hat üzerinde bulunduğu, istasyonlar arasındaki mesafenin dikkate alındığı görülmektedir. Bu doğrultuda öğrencilerin grup tasarım kararlarına uygun olarak prototiplerini inşa ettikleri ifade edilebilir. Can ve arkadaşları geliştirdikleri prototipte, sarmal yaya farklı büyüklüklerde kuvvet uygulayarak bilyenin farklı istasyonlara ulaşımını sağlamayı planlamıştır. Öğrencilerin farklı istasyonlar için uygulamaları gereken kuvveti herhangi bir sayısal ölçüme dayandırmadan yalnızca "çok kuvvet uygulama", "az kuvvet uygulama" şeklinde ifade etmeleri izafi bir yaklaşım olduğu için prototiplerinin en zayıf yönü olarak değerlendirilebilir. Öğrenciler diğer başarı kriterlerini ve kısıtlamaları dikkate almalarına rağmen bilimsel ilkelerden yararlanmalarını gerekli kılan "istenilen istasyona ulaşımı sağlama" kriterini karşılayacak bir prototip gerçekleştirememişlerdir.

192 170 İkinci modül kapsamında Can ve arkadaşları, geliştirdikleri ayrıntılı çözüm önerisi doğrultusunda çalışmalarını yürütmüşler ve tasarım çizimlerine bağlı kalarak prototiplerini inşa etmişlerdir. Can bu süreçte yaşadıklarını aşağıdaki gibi ifade etmektedir. Bugün büyük tasarımımızı yaptık. Süper geçti. En uzun mesafeyi bizim arabamız gitti. Başlangıçta tekerler tam istediğimiz gibi olmadı CD'ler bir türlü dengede durmuyordu. Sonra onları kapaklara yapıştırdık ve çubuğu kapaktan geçirdik. Böylece süper bir projeyi başarıyla tamamladık. Bugün çok eğlendim (SÖG, 21/12/13). Süreçte öngörmedikleri bazı problemlerle karşılaşmalarına rağmen prototiplerini istedikleri gibi inşa eden Can ve arkadaşlarının, gerçekleştirdikleri test sonuçlarına bağlı olarak doldurdukları değerlendirme ölçeği Şekil 4.50'de sunulmuştur. Şekil 4.50 İkinci Modül için Can ve Arkadaşlarının Hazırladığı Tasarım Değerlendirme Ölçeği Tüm bu açıklamalar doğrultusunda Can ve arkadaşlarının prototip yapım aşamasında sergilemeleri beklenen tasarım kararına uygun şekilde prototip yapımını gerçekleştirdikleri ve yaptıkları prototipi uygun testler ile değerlendirdikleri ifade edilebilir.

193 171 İlk iki modül kapsamında sürece yönelik deneyim kazanan Can ve arkadaşları, üçüncü modül kapsamında tasarım kararları doğrultusunda çalışmalarını gerçekleştirmiş ve prototiplerini tamamlamışlardır. Can bu süreçte yaşadıklarını aşağıdaki gibi ifade etmektedir. Üç basit makine, makara, eğik düzlem, kaldıraç kullanacaktık. Makarayla zilin arası 2 m olsun diye yolu uzattık. Bir de huni kullanacaktık çizimde yapmıştık ama bilye içinden geçmeyince onu kullanmayalım dedik. Projemizi yapınca şeye uymadı, 8 s sürmedi, mecbur kullanacağız o huniyi dedik o zaman. Sonra huninin ucunu kestik, bilyenin geçeceği kadar. Sonunda çok güzel oldu projemiz (Görüşme, s.4). Bu ifadelerden anlaşıldığı üzere Can ve arkadaşları grup tasarım kararında yer vermelerine rağmen prototip yapım aşamasında karşılaştıkları bir problem sebebiyle huniyi kullanmaktan vazgeçmişler ve prototiplerini bu doğrultuda gerçekleştirmişlerdir. Fakat bu tasarımda bilyenin zile ulaşması 8 s den daha kısa sürede gerçekleştiği için prototiplerinde iyileştirmeye gitmişler ve tasarımlarında huniye yeniden yer vermişlerdir. Huni ile ilgili problemi çözmek için huninin dar ucunu testere yardımıyla kesmişler ve bilyenin hareket etmesini sağlamışlardır. Can ve arkadaşlarının gerçekleştirdikleri değişikliklere bağlı olarak geliştirdikleri prototipler Şekil 4.51'de görülmektedir. Şekil 4.51 Can ve Arkadaşlarının Üçüncü Modül için Geliştirdikleri Prototip Üzerinde Yaptıkları İyileştirmeler

194 172 Can ve arkadaşları tüm iyileştirmeler sonrasında ortaya koydukları prototiplerini Şekil 4.52'de görüldüğü gibi değerlendirmişlerdir. Şekil 4.52 Üçüncü Modül için Can ve Arkadaşlarının Hazırladığı Tasarım Değerlendirme Ölçeği Tüm bu açıklamalar doğrultusunda tasarım kararlarına bağlı olarak prototiplerini geliştiren, uygun testler ile prototiplerini değerlendiren ve bu değerlendirme sonuçlarına bağlı olarak prototipleri üzerinde gerekli iyileştirmeleri yapan Can ve arkadaşlarının bu aşama için arzulanan performansı sergiledikleri ifade edilebilir İletişim Aşamasına Yönelik Bulgular Mühendislerin, geliştirdikleri prototipi paydaşlarına sundukları ve üretim süreci için onları ikna etmeye çalıştıkları bu aşamada öğrencilerden de kendi prototiplerini uygun argümanlar ile savunmaları beklenmektedir. Bu doğrultuda her öğrenciden, geliştirdikleri prototipin niçin başarılı olduğunu ifade edecekleri metinler hazırlamaları istenmiştir. Can'ın, birinci modülde gerçekleştirdikleri prototip için hazırladığı metin aşağıda sunulmuştur.

195 173 Bu proje gerçekten çok başarılı. Süper bir proje oldu çünkü yay bilyeyi itiyor ve bilye istasyona gidiyor. Görüntüsü de çok güzel. Can, hazırladığı metinde, geliştirdikleri prototipi başarı kriterleri arasında yer alan bir özellik (bilyenin sarmal yay etkisi ile hareket etmesi) ve estetik özellikler açısından ele almıştır. Can'ın hazırladığı metinde diğer başarı kriterleri ve kısıtlamaları dikkate almaması, prototipini tek parametreye bağlı olarak değerlendirmesi bu aşama için bir eksiklik olarak değerlendirilebilir. Can'ın ikinci modülde geliştirdikleri prototip için hazırladığı metin aşağıdaki gibidir. Bizim projemiz neden çok başarılı? Çünkü, en uzun yolu bizim arabamız aldı. Bütçemizi aşmadık hatta paramız bile arttı. Kullandığımız lastik esneklik potansiyel enerjiyi kinetik enerjiye çevirdi ve arabamız hareket etti. Can'ın hazırladığı bu metinde, prototipini başarılı kılan özellikleri, problem bağlamı için belirlenmiş kriter ve kısıtlamalar çerçevesinde tanımladığı görülmektedir. Bu doğrultuda Can'ın aşamanın hedefleri ile tutarlı bir yaklaşım sergilediği ifade edilebilir. Ayrıca bazı kriterler açısından kendi prototiplerinin, geliştirilen diğer prototiplerden daha iyi sonuç verdiğini ifade etmesi, prototiplerinin başarılı olarak değerlendirilmesinde kullanılabilecek bir veri olduğu için Can'ın amaca hizmet eden bir metin hazırladığı söylenebilir. Üçüncü modülde geliştirdikleri prototipe yönelik olarak Can'ın hazırladığı metin aşağıda sunulmuştur. Hazırladığımız projede bilye ile zili çaldık. Tüm kriterleri karşıladığı için projemizin başarılı olduğunu söyleyebilirim. Bilye ile zilin arasında 2 metre vardı, 3 tane basit makine kullandık ve zilin çalması 8.5 s sürdü. Metinde görüldüğü üzere Can, prototiplerini "tüm kriterleri karşıladığı için" başarılı görmektedir. Bu düşüncesini tek tek tüm kriterleri ifade ederek destekleyen Can'ın bu aşama için kendilerinden beklenen yeterlikleri sergilediği ifade edilebilir. Tüm bu açıklamalar ışığında Can'ın süreç içerisinde, mühendislik tasarım sürecinin iletişim aşamasını uygulama becerilerinin gelişim gösterdiği görülmektedir. 4.5 Mühendisliğe Yönelik Düşünceler ile İlgili Bulgular Öğrencilerin mühendisliğe yönelik düşüncelerinin uygulamalar süresince nasıl değiştiğinin incelendiği bu alt problem kapsamında çalışma grubundaki öğrencilerin

196 174 uygulamalar öncesinde ve sonrasında MYDSF'ye verdikleri cevaplar değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, MYDSF'de yer alan sorulara bağlı olarak üç alt başlık çerçevesinde sunulmuştur Mühendislerin Sahip Oldukları Özellikler ile İlgili Düşünceler Öğrencilerin mühendislerin sahip oldukları özellikler ile ilgili düşüncelerinin uygulamalar süresince nasıl değiştiğini ortaya koymak için, öğrencilerin hem uygulama öncesi hem de sonrasında yanıtladıkları MYDSF'de, "Mühendisler hangi özelliklere sahip olmalıdır?" sorusuna yer verilmiştir. Bu soruya verilen yanıtların analizinde, ilk olarak elde edilen veri setleri dikkatle okunarak ham verilerin önemli boyutlarının saptanması üzerine odaklanılmış ve kod listeleri oluşturulmuştur. Bu doğrultuda öğrencilerin uygulama öncesinde verdikleri yanıtlardan 14 kodluk bir liste elde edilmiştir. Daha sonra, elde edilen bu kodların aralarındaki bağlantılar doğrultusunda sınıflandırılmasına olanak tanıyacak kategorilerin oluşturulması üzerinde durulmuştur. Bu süreçte, kod ile tanımlanan özelliğin mühendislik mesleğinin özel bağlamı ile ilişkisi göz önünde tutulmuş ve bu ilişkiyi yansıtacak kategoriler oluşturulmuştur. Kategorilerin oluşturulmasında bu şekilde bir yaklaşım izlenmesi araştırmacıya öğrencilerin mühendisliğe yönelik anlayışlarına yönelik yorum yapma fırsatı sunmuştur. Zira öğrencilerin tüm meslekler için tanımlanabilecek özellikler yerine mühendisliğin özel bağlamını yansıtacak özellikleri belirtmeleri, mühendisliğe yönelik daha derin bir anlayışa sahip olduklarının bir göstergesi sayılabilir. Uygulama öncesi toplanan verilerin bu sistem içerisinde düzenlenmesi sonucunda elde edilen bulgular Tablo 4.7'de sunulmuştur. Tablo 4.7 Öğrencilerin Uygulamalar Öncesi Mühendislerin Sahip Oldukları Özellikler ile İlgili Düşünceleri Kodlar Kod 1: Yetenekli olma Kod 2: Dürüst olma Kod 3: Planlı çalışma Kod 4: İşini sevme Kod 5: Kararlı olma Kod 6: Zeki olma Kod 7: Çalışkan olma Kategoriler Kategori 1: Tüm meslekler için tanımlanabilecek genel ifadeler Frekans N % 23 56

197 175 Kodlar Kod 8: El becerisine sahip olma Kod 9: Matematiksel düşünme Kod 10: İyi çizim yapma Kod 11: Yaratıcı olma Kod 12: Teknolojiye ilgi duyma Kod 13: Tasarlama becerisi Kod 14: Diğer Kategoriler Kategori 2: Mühendislik mesleği ile ilişkilendirilebilecek ifadeler Kategori 3: Tasarım süreci ile ilişkili özel ifadeler Kategori 4: Anlamlı bulunmayan ifadeler Frekans N % Tablo 4.7 incelendiğinde, mühendislik için ayırt edici sayılamayacak, farklı meslek grupları için de tanımlanabilecek özellikleri temsil eden kodların "Tüm meslekler için tanımlanabilecek genel ifadeler" olarak belirlenen "Kategori 1" altında toplandığı görülmektedir. Bu kategoride değerlendirilen öğrenci yanıtlarından bazıları aşağıda sunulmuştur. E 9 : Bence bir bireyin mühendis olabilmesi için öncelikle yetenekli olmalıdır. Yetenekli olmayan biri mühendis olamaz. E 9, verdiği yanıtta, mühendislerin sahip olması gereken temel özelliği yetenek olarak ifade etmiştir. E 9 'un bu yanıtı yetenekli olma şeklinde kodlanmıştır. Farklı meslek alanlarının ilişkili olduğu yetenek alanlarının tanımlandığı günümüz koşullarında "yetenekli olma" ifadesi birçok meslek erbabı için tanımlanabilecek çok genel bir özellik olarak değerlendirilmiş ve bu doğrultuda "Kategori 1" içerisinde yer almıştır. E 16 : Bir mühendisin özelliklerinde disiplinle çalışmak olmalıdır (Kod 3). E 16 'nın yanıtı incelendiğinde, disiplinli çalışmayı mühendislerin sahip olması gereken bir özellik olarak tanımladığı görülmektedir. E 16 'nın bu yanıtı "planlı çalışma" olarak kodlanmış ve "Kategori 1" içerisinde değerlendirilmiştir. K 8 : Mühendis aklını iyi kullanabilmedir. Bence mühendisin akıllı olması gerekir. Akıllı olmayı, mühendislerin sahip olması gereken bir özellik olarak tanımlayan K 8 'in bu yanıtı zeki olma şeklinde kodlanmış ve "Kategori 1" içerisinde değerlendirilmiştir. E 8 : Mühendislerin özelliği o işi çok sevmeleridir. Mühendis olmak için mühendisliği çok sevmek lazım. E 8, tarafından ifade edilen bu yanıtta işini çok sevme mühendislerin sahip olması gereken bir özellik olarak tanımlanmıştır. İşini sevme olarak kodlanan bu özellik

198 176 mühendisliğin özel bağlamını yansıtmaktan ziyade tüm meslekler için ifade edilebilecek bir özellik olduğu için "Kategori 1" içerisinde değerlendirilmiştir. "Kategori 2" şeklinde gösterilen "Mühendislik mesleği ile ilişkilendirilebilecek ifadeler" kategorisinde ise öğrencilerin belirttiği, mühendislik ya da mühendislerin yaptıkları işlerle ilgili olarak detayları yansıtmayan fakat farklı mühendislik alanları için geçerli olabilecek, özelliklere yer verilmiştir. Bu kategoride değerlendirilen bazı öğrenci yanıtları aşağıda sunulmuştur. E 15 : Mühendislik çok zor bir meslek. Mühendislerin bir sürü özelliğe sahip olması gerek mesela mühendislerin elinin becerikli olması gerek. E 4 : Bir kere çizimi iyi olmalı. K 3 :Teknolojik aletlere ilgisi olması gerekir. K 2 : Mühendislerin sahip olması gereken özellik yaratıcı olmasıdır. Başka başka şeyler yapabilmelidir. Yukarıda belirtilen öğrenci yanıtları incelendiğinde E 15 'in tanımladığı özelliğin "Kod 8", E 4 'ün tanımladığı özelliğin "Kod 10", K 3 'ün tanımladığı özelliğin "Kod 13" ve K 2 'nin tanımladığı özelliğin ise "Kod 11" için örnek oluşturduğu görülmektedir. Kategori 3, olarak ifade edilen "Tasarım süreci ile ilişkili özel ifadeler" kategorisinde, öğrenciler tarafından belirtilen, mühendisliğin merkezindeki aktivite olarak tanımlanan tasarım süreci ile ilişkili olabilecek özelliklere yer verilmiştir. Bu kategori içerisinde yer alan ifadeler, mühendislerin yürüttükleri süreçlerle doğrudan ilişkili olduğu için, diğer kategorilerde yer alan özelliklere nazaran mühendisliğe yönelik daha derin bir anlayışı yansıtmaktadır. Bu kategoride değerlendirilen, tek cevap K 2 tarafından ifade edilmiş ve tasarlama becerisi şeklinde kodlanmıştır. K 2 'nin verdiği bu cevap aşağıda belirtilmiştir. K 2 : Mühendisler tasarımcı olmalıdır. Kategori 4, şeklinde gösterilen, "anlamlı bulunmaya ifadeler" kategorisinde ise diğer kategorilerde değerlendirilmesi mümkün olmayan, mühendislerin sahip olması gereken özellikler açısından herhangi bir anlam taşımadığı düşünülen ifadelere yer verilmiştir. Bu kategori için örnek öğrenci cevapları aşağıda sunulmuştur. E 6 : Mühendis için kuvvet ve hareket iyi olmalıdır. K 1 : Mühendislerin mimarisi iyi olmalıdır.

199 177 E 6 ve K 1 'in cevapları incelendiğinde bu öğrencilerin tanımladıkları özelliklerin kendilerine sorulan soru açısından herhangi bir anlam taşımadığı görülmektedir. Bu doğrultuda bu cevaplar diğer olarak kodlanmış ve "anlamlı bulunmayan ifadeler" kategorisinde yer almıştır. Çalışma grubunda yer alan öğrencilerin aynı soruya uygulamalar sonrasında verdikleri cevaplar analiz edildiğinde, öğrencilerin mühendislerin sahip olması gereken özelliklere yönelik düşüncelerinin uygulama öncesinde verilen cevapların değerlendirildiği kategoriler ile örtüştüğü görülmüştür. Bu doğrultuda öğrencilerin uygulama sonrasında belirttikleri özellikler uygulama öncesi ile aynı kategoriler çerçevesinde değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucunda elde edilen bulgular Tablo 4.8'de sunulmuştur. Tablo 4.8 Öğrencilerin Uygulamalar Sonrası Mühendislerin Sahip Oldukları Özellikler ile İlgili Düşünceleri Kodlar Kod 1: Yetenekli olma Kod 2: Kendine güvenme Kod 3: Planlı çalışma Kod 4: İşini sevme Kod 5: Çalışkan olma Kod 6: Zeki olma Kod 7: Fen bilgisine sahip olma Kod 8: Matematiksel düşünme Kod 9: Araştırmacı olma Kod 10: Yaratıcı olma Kod 11: Sorunları belirleyebilme Kod 12: Problem çözme becerisi Kod 13: Karar verme yeteneği Kod 14: Uygun argüman geliştirebilme Kategoriler Kategori 1: Tüm meslekler için tanımlanabilecek genel ifadeler Kategori 2: Mühendislik mesleği ile ilişkilendirilebilecek ifadeler Kategori 3: Mühendislik mesleğine yönelik özel ifadeler Frekans N % Tablo 4.8 incelendiğinde, "Kategori 1" içinde tanımlanan kodlardan "Kendine güvenme" dışında kalan tüm kodların uygulama öncesinde belirlenen kodlarla aynı olduğu görülmektedir. Bu doğrultuda "Kategori 1" uygulama öncesinde olduğu gibi "Tüm meslekler için tanımlanabilecek genel ifadeler" olarak tanımlanmıştır. Bu kategori içerisinde yer alan kodlara yönelik örnek öğrenci cevapları aşağıda belirtilmiştir. E 11 : Mühendislerin yeteneği olmalıdır.

200 178 K 9 : Mühendisler düzenli çalışabilmelidir. E 14 : Bence birinin mühendis olabilmesi için o kişinin çok çalışkan olması gerekir. K 4 : Mühendis olmak için mühendisliği sevmek gerekir. Yukarıda belirtilen öğrenci cevapları incelendiğinde E 11 'in tanımladığı özelliğin "Kod 1", K 9 'un tanımladığı özelliğin "Kod 3", E 14 'ün tanımladığı özelliğin "Kod 5" ve K 4 'ün tanımladığı özelliğin ise "Kod 4" için örnek oluşturduğu görülmektedir. Kategori 2, içerisinde yer alan "matematiksel düşünme" ve "yaratıcı olma" kodları uygulamalar öncesinde de öğrenci cevaplarının sınıflandırıldığı kodlar içerisinde yer almaktadır. "Fen bilgisine sahip olma" ve "araştırmacı olma" kodları da bu iki kod gibi mühendislik ya da mühendislerin yaptıkları işlerle ilgili olarak, detayları yansıtmayan fakat farklı mühendislik alanları için geçerli olabilecek özellikleri, yansıttığı için bu kodlar uygulama öncesinde olduğu gibi" Mühendislik mesleği ile ilişkilendirilebilecek ifadeler" kategorisi altında sınıflandırılmıştır. Bu kategori içerisinde değerlendirilen örnek öğrenci cevapları aşağıda sunulmuştur. K 5 : Mühendis olmak için yaratıcılığa ihtiyaç vardır ve hayal gücü çok önemlidir. K 5 tarafından ifade edilen bu özellikler "yaratıcı olma" şeklinde kodlanmış ve "Kod 10" içerisinde değerlendirilmiştir. E 15 : Mühendis olmak için matematiksel zekaya sahip olmak gerekir. E 15 tarafından ifade edilen bu yanıt "matematiksel zeka" olarak kodlanmış ve "Kod 8" içinde değerlendirilmiştir. K 12 : Mühendisler araştırmacı kişiler olmalıdır. K 12 'nin bu yanıtı, "Kod 9" olarak belirlenen, "araştırmacı olma" koduna örnek oluşturmaktadır. Uygulamalar öncesinde, mühendisliğe yönelik derin bir anlayışı yansıtan, mühendislerin yürüttükleri süreçlerle ve özellikle mühendisliğin merkezi aktivitesi olan tasarım süreciyle doğrudan ilişkili özelliklerin, "Mühendislik mesleğine yönelik özel ifadeler" kategorisinde değerlendirildiği ifade edilmişti. Uygulamalar sonrasında da bu kriterler çerçevesinde ele alınabilecek öğrenci ifadelerinin aynı kategori altında değerlendirilmesi uygun görülmüştür. Bu doğrultuda mühendislik tasarım süreci ile doğrudan ilişkili olan "sorunları belirleyebilme", "problem çözme becerisi", "karar verme yeteneği" ve "uygun argüman geliştirebilme" kodları "Mühendislik mesleğine

201 179 yönelik özel ifadeler" kategorisi altında değerlendirilmiştir. Bu kategori için örnek öğrenci cevapları aşağıda sunulmuştur. E 7 : Mühendislerin birçok özelliğe sahip olması gerekir. Ama bence en önemlisi bir mühendisin karar verme yeteneği olmalı. E 7, verdiği bu yanıtta mühendislerin karar verme yeteneğine sahip olması gerektiğini ifade etmiştir. Bu doğrultuda E 7 tarafından ifade edilen bu özellik "karar verme yeteneği" olarak kodlanmıştır. K 3 : Mühendisler insanların ihtiyaçlarını karşılar. Bu yüzden insanların sorunlarını iyi belirleyebilmeleri gerekiyor. K 3 'ün mühendislerin sahip olması gereken özellikler ilgili bu düşüncesi sorunları belirleyebilme olarak kodlanmıştır. E 1 : Mühendisler işlerinde verdikleri kararları herkese sunarken onları ikna edebilmeliler. Bu tasarımım şöyle iyi gibi sunmalılar. E 1 'in verdiği yanıt incelendiğinde, E 1 ' in mühendislerin işleri ile ilgili kararlarında paydaşlarını ikna edecek veriler kullanmalarını bir gereklilik olarak tanımladığı görülmektedir. Bu doğrultuda E 1 tarafından ifade edilen bu özellik "uygun argüman geliştirebilme" olarak kodlanmıştır. E 5 : Farklı farklı problemleri çözmesi gerekir. E 5 ise mühendislerin farklı problemler için çözüm üretebilmeleri gerektiğini ifade etmiştir. Bu beyan E 5 'in ifade ettiği özelliğin problem çözme becerisi olarak kodlanmasına neden olmuştur. E 7, K 3, E 1 ve E 5 tarafından ifade edilen cevaplarda tanımlanan özelliklerin tamamı mühendislik tasarım süreci ile ilişkili olduğu için bu cevaplar "mühendisliğe yönelik özel ifadeler" kategorisi altında değerlendirilmiştir. Öğrencilerin, mühendislerin sahip olması gereken özelliklerle ilgili düşüncelerinin uygulamalar öncesinde ve sonrasında aynı kategoriler çerçevesinde ele alınması, ortaya konulan düşüncelerin kategorilere dağılımına yönelik bir karşılaştırma yapılmasına olanak sağlamıştır. Bu doğrultuda Şekil 4.53'te görülen grafik oluşturulmuştur.

202 Uygulama Öncesi Uygulama Sonrası Kategori 3 Kategori 2 Kategori 1 Kategori 4 Şekil 4.53 Uygulama Öncesi ve Uygulama Sonrası Öğrencilerin Mühendislerin Sahip Olması Gereken Özelliklere Yönelik Düşüncelerinin Kategorilere Göre Dağılımı Şekil 4.53 incelendiğinde uygulamalar öncesinde "tüm meslekler için tanımlanabilecek genel ifadeler" ve "anlamlı bulunmayan ifadeler" kategorilerinin sahip olduğu yüksek oranın uygulamalar sonrasında düşüş gösterdiği, "mühendislik mesleğine yönelik özel ifadeler" kategorisinin ise oranının arttığı görülmektedir. Bu değişim uygulamalar sonrasında öğrencilerin mühendisliğe yönelik anlayışlarının geliştiğinin bir göstergesidir Kariyer Planlaması Açısından Mühendislik ile İlgili Düşünceler Öğrencilerin kariyer planlamaları açısından mühendislik ile ilgili düşüncelerini ortaya çıkarmak için MYDSF'de "Gelecekte mühendis olmayı düşünüyor musunuz?" sorusuna yer verilmiştir. Çalışma grubunda yer alan öğrencilerin uygulamalar öncesinde bu soruya verdikleri cevapların dağılımı Tablo 4.9'da sunulmuştur.

203 181 Tablo 4.9 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Öncesinde Mühendis Olmakla İlgili Düşünceleri Mühendis olmayı düşünenler Mühendis olmayı düşünmeyenler N % N % Kız Erkek Toplam Tablo 4.9 incelendiğinde uygulamalar öncesinde çalışma grubunda yer alan kız öğrencilerin %15'lik diliminin gelecekte mühendis olmayı düşündüğü, erkek öğrencilerde ise bu oranın %41'e çıktığı görülmektedir. Çalışma grubundaki kız ve erkek öğrenciler birlikte değerlendirildiğinde ise mühendis olmayı düşünen öğrencilerin sınıfın %30'unu oluşturduğu görülmektedir. Çalışma grubunda yer alan öğrencilerin aynı soruya uygulamalar sonrasında verdikleri yanıtlar doğrultusunda oluşan dağılım ise Tablo 4.10'da gösterilmiştir. Tablo 4.10 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Sonrasında Mühendis Olmakla İlgili Düşünceleri Mühendis olmayı Mühendis olmayı Belki düşünenler düşünmeyenler N % N % N % Kız Erkek Toplam Tablo 4.10 incelendiğinde uygulamalar sonrasında kız öğrenciler arasında mühendis olmayı düşünenlerin oranının %15, olmayı düşünmeyenlerin oranının %70, kararsız olanların oranının ise yine %15 olduğu görülmektedir. Yalnız erkek öğrenciler değerlendirildiğinde mühendis olmayı düşünenlerin oranı %47, olmayı düşünmeyenlerin oranı %41, kararsızların oranı ise %12 olarak görülmektedir. Çalışma grubundaki kız ve erkek öğrenciler birlikte değerlendirildiğinde ise mühendis olmayı düşünen öğrencilerin sınıfın %33'ünü, düşünmeyenlerin %53'ünü kararsızların ise %14'ünü oluşturduğu görülmektedir. Çalışma grubunda yer alan öğrencilerin mühendis olmaya yönelik düşüncelerinin uygulamalar süresince nasıl değiştiğinin daha net olarak ortaya konulması için

204 182 uygulama öncesi ve uygulama sonrasına ait bulguların, bir arada verilmesi anlamlı bulunmuştur. Çalışma grubunda yer alan kız öğrencilerin "Gelecekte mühendis olmayı düşünüyor musunuz?" sorusuna uygulamalar öncesinde ve sonrasında verdikleri yanıtların dağılımı Şekil 4.54'te görülmektedir. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Uygulama Öncesi Uygulama Sonrası Kararsızlar Mühendis olmayı düşünenler Mühendis olmayı düşünmeyenler Şekil 4.54 Kız Öğrencilerin Mühendis Olmaya Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 4.54 incelendiğinde gerçekleştirilen uygulamalar sonrasında mühendis olmayı düşünen kız öğrencilerin oranında herhangi bir değişim olmadığı fakat uygulamalar öncesinde mühendis olmayı düşünmediğini belirten bazı öğrencilerin uygulamalar sonrasında bu düşüncelerinden vazgeçtikleri ve kararsız kategorisinde yer aldıkları görülmektedir. Uygulamalar öncesinde kariyer planlamalarında mühendisliği bir opsiyon olarak görmeyen bu öğrencilerin uygulamalar sonrasında kararsız kalmaları bir gelişim olarak değerlendirilebilir. Çalışma grubunda yer alan erkek öğrencilerin aynı soruya uygulamalar öncesinde ve sonrasında verdikleri yanıtların dağılımı ise Şekil 4.55'te sunulmuştur.

205 % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Uygulama Öncesi Uygulama Sonrası Kararsızlar Mühendis olmayı düşünenler Mühendis olmayı düşünmeyenler Şekil 4.55 Erkek Öğrencilerin Mühendis Olmaya Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 4.55 incelendiğinde uygulamalar sonrasında mühendis olmayı düşünmeyen erkek öğrencilerin oranında uygulama öncesine nazaran bir azalma gerçekleştiği, uygulama öncesinde kararsızlar kategorisinde hiçbir öğrenci bulunmamasına rağmen uygulama sonrasında bazı öğrencilerin bu kategoride yer aldığı ve mühendis olmayı düşünen öğrencilerin oranında da bir artış gerçekleştiği görülmektedir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen uygulamaların erkek öğrencilerin mühendisliği kariyer planlarına eklemelerinde etkili olduğu ifade edilebilir. Son olarak çalışma grubunda yer alan tüm öğrencilerin uygulamalar öncesinde ve sonrasında mühendis olmakla ilgili düşüncelerinin dağılımı ele alınmış ve bu doğrultuda Şekil 4.56'da görülen grafik oluşturulmuştur.

206 % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Uygulama Öncesi Uygulama Sonrası Kararsızlar Mühendis olmayı düşünenler Mühendis olmayı düşünmeyenler Şekil 4.56 Çalışma Grubundaki Tüm Öğrencilerin Mühendis Olmaya Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 4.56'da görülen, çalışma grubundaki öğrencilerin, mühendis olmakla ilgili düşünceleri incelendiğinde, mühendis olmayı düşünenlerin oranında uygulamalar sonrasında çok küçük de olsa bir artış olduğu gözlenmektedir. Bununla birlikte uygulamalar öncesinde mühendis olmayı düşünmediğini belirten bazı öğrencilerin uygulamalar sonrasında bu konuda kararsız kaldıkları da bu dağılımdan çıkartılabilecek bir sonuçtur. Fikirlerini değiştiren bu öğrencilerin yanı sıra gerçekleştirilen uygulamalar öncesinde mühendis olmayı düşünmediğini ifade eden bir çok öğrencinin, uygulamalar sonrasında bu düşüncesini koruduğu gözlenmiştir. Aşağıda hem uygulamalar öncesinde hem de uygulamalar sonrasında mühendis olmayı düşünmediğini ifade eden bu öğrencilerden bazılarının düşünceleri için belirttikleri gerekçeler sunulmuştur. Uygulamalar öncesi; Uygulamalar sonrası; E 7 : Gelecekte mühendis olmayı düşünmüyorum çünkü pek ilgim değil. E 7 : Hayır, mühendis olmayı düşünmüyorum çünkü mühendislerin iyi karar vermeleri lazım bir sorunu hayal gücü de dahil olarak çözmeli bende o kapasite yok.

207 185 K 5 : Mühendis olmayı düşünmüyorum çünkü karışık bir meslek. K 5 : Mühendis olmayı düşünmüyorum çünkü benim matematiğim iyi değil matematiği sevmiyorum bir de çok sabır isteyen bir iş, düzenli adım adım çalışmak gerekiyor. Mühendis olmayı düşünmediğini ifade eden bu öğrencilerin uygulamalar öncesinde bu düşüncelerini "ilgim yok", "karışık bir iş" gibi çok genel ifadeler yoluyla gerekçelendirdikleri fakat uygulamalar sonrasında, bu tercihlerini mühendislerin sahip olması gereken özellikler açısından bir değerlendirmeye bağlı olarak yaptıkları görülmektedir. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda gerçekleştirilen uygulamaların öğrencilerin kariyer planlamaları ile ilgili daha gerçekçi değerlendirmeler yapmalarına ve kariyer planları ile mühendislik mesleği arasındaki mesafenin kısalmasına katkı sağladığı ifade edilebilir Mühendisliğin Cinsiyete Özgü Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşünceler Öğrencilerin mühendisliğin cinsiyete özgü bir meslek olup olmadığına yönelik düşüncelerini ortaya çıkarmak için MYDSF'de "Mühendisliğin erkeklere daha uygun bir meslek olduğunu düşünüyor musunuz?" sorusuna yer verilmiştir. Çalışma grubunda yer alan öğrencilerin uygulamalar öncesinde bu soruya verdikleri cevapların dağılımı Tablo 4.11'de sunulmuştur. Tablo 4.11 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Öncesinde Mühendisliğin Erkeklere Daha Uygun Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşünceleri Katılıyorum Bazı mühendislik alanları için Katılmıyorum katılıyorum N % N % N % Kız Erkek Toplam Tablo 4.11 incelendiğinde kız öğrencilerin hiçbirinin mühendisliğin erkeklere daha yatkın bir meslek olduğunu düşünmediği, erkekler öğrencilerin %53'lük diliminin de kız öğrencilerle aynı fikirde oldukları görülmektedir. Erkek öğrenciler arasından %41'lik

208 186 dilim, mühendisliğin erkeklere daha uygun bir meslek olduğunu düşünürken %6'lık dilime karşılık gelen tek bir öğrencinin ise bazı mühendislik alanları için bu düşünceye katıldığı görülmektedir. Öğrencilerin bu soruya uygulamalar sonrasında verdikleri yanıtlar doğrultusunda oluşan dağılım ise Tablo 4.12'de gösterilmiştir. Tablo 4.12 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Uygulamalar Sonrasında Mühendisliğin Erkeklere Daha Uygun Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşünceleri Katılıyorum Bazı mühendislik alanları için Katılmıyorum katılıyorum N % N % N % Kız Erkek Toplam Tablo 4.12 incelendiğinde kız öğrencilerin tamamının uygulama öncesinde olduğu gibi bu düşünceye katılmadıkları, erkeklerde ise bu oranının %53 olarak ortaya çıktığı görülmektedir. Erkek öğrencilerin %41'inin mühendisliği erkeklere daha uygun bir meslek olarak değerlendirdiği, % 6'lık dilime karşılık gelen tek bir öğrencinin ise bazı mühendislik alanları için bu düşünceye katıldığı görülmektedir. Çalışma grubunda yer alan öğrencilerin mühendis erkeklere daha uygun bir meslek olup olmadığına yönelik düşüncelerinin uygulamalar süresince nasıl değiştiğinin daha net olarak ortaya konulması için uygulama öncesi ve uygulama sonrasına ait bulguların, bir arada verilmesi anlamlı bulunmuş ve bu doğrultuda Şekil 4.59'da görülen grafik oluşturulmuştur.

209 % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Uygulama Öncesi Uygulama Sonrası Katılmıyorum Bazı mühendislik alanları için katılıyorum Katılıyorum Şekil 4.57 Çalışma Grubundaki Öğrencilerin Mühendisliğin Cinsiyete Özgü Bir Meslek Olup Olmadığına Yönelik Düşüncelerinin Uygulamalar Öncesinde ve Sonrasındaki Dağılımı Şekil 4.57 incelendiğinde uygulamalar sonrasında mühendisliğin erkeklere daha uygun bir meslek olduğunu düşünen öğrencilerin oranının uygulamalar öncesine nazaran azaldığı, bu düşünceye katılmayanların oranının arttığı ve bazı mühendislik alanları için bu düşüncenin doğru olabileceğini belirtenlerin oranının değişmediği görülmektedir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen uygulamaların mühendisliğin cinsiyete özgü bir meslek olmadığı, kız veya erkek tüm bireylerin tercih edebileceği bir meslek olduğuna yönelik düşüncenin gelişimine katkı sağladığı ifade edilebilir.

210 188 BÖLÜM V: SONUÇ, TARTIŞMA VE ÖNERİLER Bu bölümde, dördüncü bölümde sunulan bulgular doğrultusunda ulaşılan araştırma sonuçları, alan yazın çerçevesinde tartışılmış ve benzer konularda yapılacak araştırmalar için öneriler geliştirilmiştir. 5.1 Sonuç ve Tartışma TTFE uygulamalarının öğrencilerin akademik başarı düzeylerine, karar verme becerilerine, mühendislik disiplinine yönelik görüş ve yeterliklerine etkisinin araştırıldığı bu çalışma kapsamında elde edilen sonuçların, araştırmanın alt problemleri doğrultusunda sunulması uygun bulunmuştur. Bu doğrultuda devam eden kısımda araştırmanın tüm alt problemleri için ulaşılan sonuçlar, ilgili literatür çerçevesinde tartışılarak ele alınmıştır TTFE Uygulamalarının Öğrencilerin Akademik Başarılarına Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma TTFE uygulamalarının gerçekleştirildiği nicel çalışma grubunda yer alan öğrencilerin Kuvvet ve Hareket ünitesi akademik başarı testine yönelik öntest puan ortalamaları ile sontest puan ortalamaları arasında sontest lehine istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmuştur. Bu bulgudan hareketle tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının öğrencilerin akademik başarılarını olumlu yönde etkilediği sonucuna ulaşılmıştır (Marulcu, 2010; Fortus, Dershimer, Krajcik, Marx ve Mamlok-Naaman, 2004; Fortus, Krajcik, Dershimer, Marx ve Mamlok-Naaman, 2005; Doppelt, Mehalik, Schunn, Silk ve Krysinski, 2008; Apedoe, Reynolds, Ellefson ve Schunn, 2008; Tal, Krajcik ve Bluemenfeld, 2006; Roth, 2001). Araştırma kapsamında öğrencilerin büyük tasarım problemlerine yönelik olarak mini araştırma ve mini tasarımlar öncesinde ve sonrasında geliştirdikleri çözüm önerilerinin analizi ile elde edilen bulgular da bu istatistiki sonucu desteklemektedir. Zira öğrencilerin uygulamalar sonrası ortaya koydukları çözüm önerilerinde, konuya yönelik kavramsal gelişimin gerçekleştiğini gösteren unsurlar yer almaktadır. Bu sonuç, yukarıda belirtilen istatistiki sonuçla birlikte tasarım temelli fen

211 189 eğitiminin, öğrencilerin fen konularını öğrenmeleri için etkili bir yaklaşım olduğunu göstermektedir (Leonard ve Derry, 2011). Öğrencilerin süreçle ilgili tuttukları serbest öğrenci günlüklerinden ve saha gözlemlerinden elde edilen bulgular, gerçekleştirilen uygulamaların, öğrencilerin fen öğretimine yönelik motivasyonlarını artırdığını ortaya koymaktadır (Kolodner et al., 2003). Öğrencilerin gerçek yaşam bağlamının yansıtıldığı tasarım problemleri üzerinde çalışmalarının bu durum üzerinde etkili olduğu düşünülmektedir. Öğrenciler ünite kapsamında kendilerine sunulan büyük tasarım problemine çözüm ararken fen prensiplerini kullanmaya ihtiyaç duymakta ve bu durum onları fen öğretimi için motive etmektedir (Kolodner, 2002; Wendell et al., 2010). Öğrencilerin uygulamalar süresince işbirlikli gruplar içerisinde çalışmalarının da motivasyonlarını arttırıcı bir diğer etken olduğu, serbest öğrenci günlükleri ve görüşmelerden elde edilen bulgular doğrultusunda tespit edilmiştir. Özer (2005), işbirlikli gruplar içerisinde çalışan öğrencilerin öğrenmeye karşı motivasyonlarının arttığını ifade etmektedir. Tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarını, fen öğrenimi için etkili bir yaklaşım haline getiren diğer bir husus ise öğrencilerin geliştirdikleri prototipleri uygun testler ile denemeleri ve elde ettikleri sonuçlar doğrultusunda prototipleri üzerinde iyileştirmeler yapabilmeleri, olduğu düşünülmektedir. Gerlach (2010) öğrencilerin bir görev üzerinde başarılı olabilmeleri için birden fazla şansa ihtiyaç duyduklarını ve tasarım temelli fen eğitiminin bu şansı onlara verdiğini ifade etmektedir. Mühendisin tasarım kılavuzu dokümanları ve görüşmelerden elde edilen bulgular öğrencilerin, prototip yapımı ve test etme aşamasında gerçekleştirdikleri test sonuçlarına bağlı olarak yanlış yapılandırdıkları fen kavram ve ilkelerini keşfedebildiklerini ve prototipleri üzerinde gerekli iyileştirmeleri yapabilmek için konuya ilişkin kavrayışlarını geliştirmeye çaba harcadıklarını ortaya koymaktadır. Gerçekleştirilen uygulamaların öğrencilerin akademik başarılarını artırmasında etkili olan bir diğer faktör, Gül'e ait bulgularda ifade edildiği gibi uygulamalar süresince öğrencilerin temel ders materyali olarak kullandıkları mühendisin tasarım kılavuzu dokümanlarıdır. Bu dokümanlar öğrencilerin süreç boyunca yürüttükleri bilimsel araştırmalar ve tasarımlara rehberlik etmenin yanı sıra elde ettikleri sonuçları uygun şekilde kaydetmelerine ve gerekli gördükleri durumlarda bu sonuçlara ulaşmalarına,

212 190 süreç boyunca gösterdikleri gelişimi takip etmelerine ve kendi öğrenmelerini değerlendirmelerine imkan sağlamıştır (Marulcu, 2010) TTFE Uygulamalarının Öğrencilerin Karar Verme Becerilerine Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma TTFE uygulamalarının gerçekleştirildiği nicel çalışma grubunda yer alan öğrencilerin karar verme beceri testi öntest - sontest puan ortalamaları arasında sontest lehine istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmuştur. Bu doğrultuda tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının öğrencilerin karar verme becerilerinin gelişiminde olumlu etkiye sahip olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Nitel çalışma grubunda yer alan öğrencilerin farklı modüller kapsamında oluşturdukları karar matrisleri ve grup tasarım kararlarının analizi ile elde edilen nitel bulgular da bu istatistiki sonucu desteklemektedir. Öğrencilerin her yeni modül kapsamında bir önceki modüle nazaran daha gerçekçi değerlendirmeler yaptıkları, ilk modülde grup tasarım kararlarının oluşturulması sürecinde gözlenmeyen, optimizasyon, ödün verme (trade-off) gibi karar verme becerisi için kritik sayılabilecek davranışları, daha sonraki modüllerde gerçekleştirdikleri tespit edilmiştir. İlgili literatürde tasarım temelli fen eğitiminin karar verme becerisi ile ilişkisine yönelik çok az sayıda çalışma yer almaktadır. Denson (2011) bu durumu önemli bir eksiklik olarak görmekte ve tasarım temelli fen eğitimi ile ilgili gerçekleştirilecek gelecek çalışmalarda bu konu üzerine özel önem verilmesi gerektiğini belirtmektedir. Gerçekleştirilen literatür çalışmasında tasarım temelli fen eğitiminin karar verme becerisi ile ilişkisini konu edinen yalnızca iki çalışmaya rastlanmıştır. Bunların ilkinde Ercan ve Bozkurt (2013) ortaokul öğrencileri ile gerçekleştirdikleri araştırmada tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının öğrencilerin karar verme becerisinin gelişimine katkı sağladığı sonucuna ulaşmışlardır. Diğer çalışmada ise Mentzer (2008) lise öğrencileri ile gerçekleştirdiği çalışmada benzer sonuca ulaşmıştır. Bu doğrultuda araştırma kapsamında karar verme becerisi ile ilgili olarak elde edilen sonucun literatür ile uyum gösterdiği ifade edilebilir. Zsambok ve Klein (1997) uzmanların kullandıkları karar verme süreçlerini öğrenmenin ve bu süreçlere yönelik deneyimler yaşamanın karar verme becerisinin gelişimi için kritik öneme sahip olduğunu belirtmektedir. Bu doğrultuda mercek altına alınması gereken uzmanlar arasında mühendisler de yer almaktadır (Gomes, 1998). Zira

213 191 mühendisler, gerçekleştirdikleri tasarım aktiviteleri süresince bir çok karar durumu ile karşı karşıya kalmakta ve bunları çözüme kavuşturmak için çeşitli karar verme stratejilerine başvurmaktadır (Fila ve Purzer, 2013). Tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları boyunca mühendislerin yürüttükleri süreçlere benzer süreçler gerçekleştiren öğrenciler birçok karar durumuyla yüzleşmişler ve bunların çözümünde mühendislerin kullandıkları yaklaşımlara başvurmuşlardır. Bu doğrultuda öğrencilerin karar verme becerilerine yönelik yukarıda belirtilen sonucun ortaya çıkmasında, tasarım merkezli aktiviteler bağlamında profesyonel mühendislerin kullandıkları süreçleri öğrenmeleri ve bu süreçlere yönelik deneyimler yaşamalarının etkili olduğu düşünülmektedir. Karar verme, mümkün olduğu kadar çok alternatifin tanımlanması ve bunlar arasından amaç, arzu ve değerlere en uygun olanın belirlenmesi olarak tanımlanabilir (Fülöp, 2005). Fakat bu seçim prosedürüne birbiri ile çelişen, çok sayıda kriter dahil olduğu için gerçekçi kararlar verebilmek bazı stratejik karar araçlarını kullanmayı gerektirir (Karakaşoğlu, 2008). Uzmanların bu süreçte başvurdukları araçlardan biri de alternatif seçenekleri tüm kriterler açısından değerlendirmeye imkan sağlayan karar matrisleridir (Lashgari, Fouladgar, Yazdani-Chamzini ve Skibniewski, 2011). Karar verme sürecinde alternatif seçeneklerin analizini sistematik bir yaklaşımla gerçekleştirmeye olanak sağlayan karar matrisleri bağlam için en uygun alternatifin belirlenmesinde etkili olmaktadır (NRC, 2002). Tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları süresince öğrenciler grup tasarım kararlarını belirlemek için karar matrislerini yapılandırmışlar ve grup üyelerinin alternatif çözümlerini bu matrisler çerçevesinde değerlendirmişlerdir. Gerçekleştirdikleri analizlerin doğruluğunu, kararları doğrultusunda inşa ettikleri prototip üzerinde görme şansı yakalayan öğrenciler bu yolla süreç içerisinde matrisleri daha gerçekçi şekilde kullanmaya başlamışlardır. Uygulamalar süresince gerçekleştirilen bu çalışmaların, öğrencilerin, alternatiflerin değerlendirilmesine yönelik sistematik bir bakış açısı kazanmalarına ve bu yolla karar verme becerilerinin gelişimine katkı sağladığı düşünülmektedir. Mühendislik tasarım süreci ekseninde yapılandırılan tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının "en uygun çözümün belirlenmesi" aşamasında öğrenciler grup arkadaşları ile birlikte çalışmışlardır. Mentzer (2008) bu süreçte alternatif çözümler üzerine gerçekleştirilen tartışmanın, öğrencilerin, tek opsiyona saplanmalarını

214 192 engellediğini ve daha önce farkına varamadıkları, bağlam için daha avantajlı opsiyonları keşfetmelerine imkan sağladığını ifade etmektedir. Bu doğrultuda en uygun aşama boyunca gerçekleştirilen grup çalışmalarının öğrencilerin karar verme becerilerinin gelişimi üzerinde olumlu etki yapan bir diğer faktör olduğu ifade edilebilir TTFE Uygulamalarının Öğrencilerin Mühendislik Disiplinine Yönelik Bilgi Düzeyleri Üzerine Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma TTFE uygulamalarının gerçekleştirildiği nicel çalışma grubunda yer alan öğrencilerin mühendislik disiplini bilgi formu öntest - sontest puan ortalamaları arasında sontest lehine istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmuştur. Bu doğrultuda tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının, öğrencilerin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeylerinin gelişiminde olumlu etkiye sahip olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Mühendislerin sahip olması gereken özelliklere yönelik öğrenci görüşlerinin analizi ile elde edilen nitel bulgular da bu istatistiki sonucu desteklemektedir. Zira, uygulamalar öncesinde, tüm meslekler için geçerli olabilecek genel özellikler ekseninde tanımlamalar yapan öğrenciler uygulamalar sonrasında mühendisliğin özel bağlamını yansıtacak özellikleri tanımlayabilmişlerdir. Gibbons, Hirsch, Kimmel, Rockland ve Bloom (2004) ortaokul ve lise öğrencileri ile yürüttükleri araştırmada öğrencilerin mühendisliğe yönelik bilgi düzeylerinin çok düşük olduğu sonucuna ulaşmışlardır. K-12 düzeyinde tüm öğrencilerin mühendislik kavramlarına yönelik bilgilerinin iyileştirilmesinin çok önemli olduğunu ifade eden Douglas, Iversen ve Kalyandurg (2004) bunun için fen sınıflarında mühendislik tasarım aktivitelerine yer verilmesini önermektedir. Penner, Giles, Lehrer ve Schauble (1997) tarafından gerçekleştirilen araştırma bu önerinin haklılığını ortaya koymaktadır zira araştırmacılar, gerçekleştirdikleri çalışmada tasarım temelli fen eğitimi etkinliklerinin öğrencilerin bazı mühendislik kavramlarına yönelik anlayışlarını geliştirdiği sonucuna ulaşmışlardır. Bu görüşü destekleyen bir diğer araştırma da Macalalag, Brockway, McKay ve McGrath (2008) tarafından gerçekleştirilmiştir. 57 fen öğretmenine, 2 hafta boyunca fen - mühendislik entegrasyonunu sağlamaya yönelik tasarım süreci eksenli fen sınıfı eğitimi veren araştırmacılar bu öğretmenler ile benzer coğrafi koşullarda çalışan 33 fen öğretmenini ise kontrol grubu olarak belirlemişlerdir. Araştırma sonucunda eğitim verilen öğretmenlerin, kontrol grubuna göre mühendislik kavramlarını açıklama düzeylerinin daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Araştırmanın

215 193 ikinci kısmında deney ve kontrol grubunda yer alan öğretmenlerin öğrencileri arasında gerçekleştirilen karşılaştırmada da mühendislik kavramlarını açıklayabilme düzeyi açısından benzer bir sonuç ortaya çıkmıştır. Hirsch, Carpinelli, Kimmel, Rockland ve Bloom (2007) ise yürüttükleri araştırmada doğrudan tasarım temelli fen eğitimine odaklanmamışlar fakat içerisinde tasarım temelli etkinliklerinde yer aldığı mühendislik programları üzerinde durmuşlardır. Araştırmacılar, mühendislik programlarına yer veren okullarda öğrenim gören öğrencilerin bu programlara yer vermeyen okullarda öğrenim gören öğrencilere nazaran mühendislik kavramlarını açıklamada daha başarılı oldukları sonucuna ulaşmıştır. Araştırmaya konu edilen mühendislik programlarının tasarım temelli fen eğitiminin yanı sıra başka uygulamaları da barındırması, ortaya çıkan sonuç üzerinde tasarım temelli fen eğitiminin etkisini tam olarak görmemizi engellese de bu durum K-12 mühendislik eğitiminin odağı olduğu ifade edilen (NAE ve NRC, 2009) mühendislik tasarım etkinliklerinin, sonuç üzerinde katkısının olmadığı şeklinde bir yorumu da doğrulamaz. Tüm bu açıklamalar doğrultusunda araştırma kapsamında ulaşılan, tasarım temelli fen eğitiminin, öğrencilerin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeylerinin gelişimini olumlu etkilediği sonucunun ilgili literatürle uyum gösterdiği görülmektedir. Araştırmanın nitel çalışma grubunu oluşturan Ayla, Gül ve Can'ın gerek serbest öğrenci günlüklerinde gerekse mühendisin tasarım kılavuzu dokümanlarında kullandıkları dilin süreç içerisinde mühendislik terminolojisi ile daha uyumlu hale geldiği tespit edilmiştir. Örneğin ilk modül kapsamında prototip kavramını hiç kullanmayan Ayla, Gül ve Can, diğer modüllerde, oluşturdukları fiziksel tasarım çözümleri için "prototip" kavramını kullanmışlardır. Öğrencilerin mühendisliğe yönelik bilgi düzeylerinde gerçekleşen gelişimin bir göstergesi sayılabilecek bu bulgu da elde edilen araştırma sonucunu destekler niteliktedir. Uygulamaların başladığı ilk gün (kriter, kısıtlama gibi...) bazı mühendislik kavramlarının öğrencilere açıklanmasının ardından bu doğrultuda başka bir çalışma yürütülmemiş ve öğrencilerin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeylerini, uygulamalar süresince profesyonel mühendislerin kullandıkları tasarım süreci doğrultusunda çalışırken, deneyimlerine bağlı olarak geliştirmeleri hedeflenmiştir. Çalışmada öğrencilerin temel ders materyali olarak kullandıkları MTKD'ler hazırlanırken bu durum göz önünde bulundurulmuş ve öğrencilerin süreç içerisinde

216 194 temel mühendislik kavramlarını yapılandırmalarını destekleyecek bazı önlemler alınmıştır. Bu doğrultuda MTKD'lerin her sayfasının sol veya sağ üst köşesine "tasarım logosu" yerleştirilmiştir. Tasarım sürecinin döngüsel yapısına uygun olarak oluşturulan bu logoda, içinde bulunulan uygulama adımı baskın olarak sunularak, gerçekleştirilen etkinliğin tasarım sürecinin hangi uygulama adımıyla ilişkili olduğu ortaya konulmuştur. Bu yolla öğrencilerin, tasarım süreci uygulama adımlarında gerçekleştirilen işlemleri, kendi deneyimleri üzerinden keşfetmelerine imkan sağlanmıştır. Bu doğrultuda uygulamalar kapsamında hazırlanan MTKD'lerin öğrencilerin mühendislik disiplinine yönelik bilgi düzeylerinin gelişiminde etkili olduğu düşünülmektedir Mühendislik Tasarım Süreci Uygulama Becerileri ile İlgili Sonuç ve Tartışma Araştırmanın bu alt problemi kapsamında ulaşılan sonuçlar tasarım süreci uygulama adımları doğrultusunda ele alınmıştır Problem ya da İhtiyacın Belirlenmesi Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Öğrencilerin bu aşama için sergilediği performans, karşılaştıkları tasarım problemine yönelik olarak kriter ve kısıtlamaları belirleyebilme düzeyleri doğrultusunda değerlendirilmiştir. Uygulamanın birinci modülü için nitel çalışma grubunda yer alan üç öğrencinin de bu yeterlikler açısından çok düşük performans sergilediği tespit edilmiştir. Ayla ve Gül, kendilerine sunulan problemin çözümüne yönelik olarak, sınıf tartışması ile açığa çıkartılan özellikler dışında başarı kriteri veya kısıtlama belirleyememişler, Can ise onlardan farklı olarak yalnızca kısmen doğru sayılabilecek bir kısıtlamaya atıfta bulunmuştur. İkinci modül kapsamında Ayla ve Can'ın problem bağlamında tanımlanan bazı özellikleri tespit edebildikleri, bazı özellikleri ise tespit edemedikleri (ve/veya hatalı tespit ettikleri), Gül'ün ise kendilerine sunulan problem bağlamında tanımlanan tüm başarı kriterlerini belirleyebildiği gözlenmiştir. Uygulamanın üçüncü modülü içinse Ayla, Gül ve Can'ın her üçünün de problem bağlamında tanımlanan kriterlerin tamamını tespit ettikleri gözlenmiştir. Bu doğrultuda

217 195 öğrencilerin süreç içerisinde, problemin çözümüne yönelik başarı kriterlerini belirleyebilme yeterliklerini geliştirdikleri sonucuna ulaşılmıştır. Problem bağlamına uygun kısıtlamaları belirleyebilme konusunda ise Gül ve Ayla'nın süreç boyunca istenilen performansı sergileyemediği Can'ın ise birinci modül kapsamında kısmen, ikinci modül kapsamında ise daha üst seviyede bu yeterliği gösterdiği tespit edilmiştir. Bu modül için belirlenen tasarım probleminin odağında, Can'ın ilgi alanına giren bir nesnenin (araba) bulunmasının, bu performans üzerinde etkili olduğu bulgular ile ortaya konulmuştur. Bu doğrultuda Can'ın kısıtlamaları belirleyebilme konusunda gerekli kavramsal yeterliğe sahip olduğu, fakat bu yeterliği sergileyebilmesi için problem bağlamının belirleyici bir rol üstlendiği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca uygulamalar süresince Ayla, Gül ve Can'ın belirledikleri bazı kriterleri kısıtlama olarak değerlendirdikleri, dolayısıyla başarı kriterleri ve kısıtlamaları ayırt etme konusunda problem yaşadıkları tespit edilmiştir. Bu doğrultuda Ayla, Gül ve Can'ın bu aşama ile ilgili olarak başarı kriterlerini belirleme konusunda yeterliklerini geliştirdikleri fakat problem bağlamına uygun kısıtlamaları tanımlama ve kriterler ile kısıtlamaları ayırt etme konusunda bu gelişimi gösteremedikleri sonucuna ulaşılmıştır. Bergin, Khanna ve Lynch (2007), gerçekleştirdikleri araştırmada K-12 seviyesindeki öğrencilerin, mühendislik problemleri için bağlama uygun kısıtlamaları keşfetmede güçlük yaşadıklarını tespit etmişlerdir. Gerçekleştirdikleri araştırmada benzer sonuca ulaşan Cardella, Atman, Adams ve Turns (2002) bu durumun problem bağlamı ile yakından ilişkili olduğunu, bu sebeple tasarım problemlerinin seçiminde dikkatli olunması gerektiğini ifade etmişlerdir. Bu doğrultuda araştırma kapsamında ulaşılan sonucun ilgili literatür ile uyum gösterdiği ifade edilebilir Olası Çözümlerin Araştırılması Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Ayla, Gül ve Can'ın bu aşama için sergilediği performans, geliştirdikleri çözüm önerilerinin problem bağlamına ve bilimsel prensiplere uygunluğu doğrultusunda değerlendirilmiştir. Uygulamanın birinci modülü kapsamında Ayla, Gül ve Can'ın geliştirdikleri ilk çözüm önerilerinin problem bağlamına ve bilimsel prensiplere uygun olmadığı, aşama

218 196 sonrasında geliştirdikleri çözüm önerilerinin ise bu kriterleri kısmen karşıladığı tespit edilmiştir. Uygulamanın ikinci modülü için bu aşama öncesinde herhangi bir çözüm önerisi geliştiremeyen Ayla, Gül ve Can'ın aşama süresince gerçekleştirdikleri mini araştırma ve mini tasarımlar sonrasında problem bağlamına uygun, bilimsel prensiplerin dikkate alındığı çözüm önerileri geliştirdikleri tespit edilmiştir. Ayrıca Can'ın süreç içerisinde, profesyonellerin bu aşama için sergilediği davranışlar arasında yer alan, öncü düşüncelerini grafik ve eskizler yoluyla ifade ettiği gözlenmiştir. Uygulamanın son modülü kapsamında, Gül ve Can aşama öncesinde yine herhangi bir çözüm önerisi geliştirememiş, Ayla ise problem bağlamında kendilerine sunulan şartlara uygun olmayan, konuya yönelik bilimsel prensiplerin dikkate alınmadığı, sığ bir öneri ortaya koymuştur. Öğrencilerin aşama sonrasında geliştirdikleri çözüm önerileri incelendiğinde ise Ayla ve Gül'ün problem bağlamına uygun, bilimsel prensiplere tezat oluşturmayan, gerçekçi öneriler ortaya koydukları, Can'ın ise bu doğrultuda bir performans sergileyemediği gözlenmiştir. Can'ın üçüncü modül için sergilediği bu düşük performansın, basit makineler konusuna yönelik önyargıları ile ilişkili olduğu düşünülmektedir. Zira serbest öğrenci günlüğünden elde edilen bulgular Can'ın üçüncü modül kapsamında gerçekleştirilen tüm etkinlikleri zor olarak değerlendirdiğini ortaya koymaktadır. Bu bakış açısı Can'ı etkinlikler süresince olumsuz etkilemiş ve ilk iki modül kapsamında sergilediği katılımcı profilden uzaklaşmasına neden olmuştur. Araştırmanın üç modülü için ortaya konulan bu bulgular doğrultusunda öğrencilerin süreç boyunca bu aşamaya yönelik yeterlikleri sergiledikleri sonucuna ulaşılmıştır. Fakat ulaşılan bu sonuç bir eksikliği de içerisinde barındırmaktadır. Zira öğrencilerin bu aşama için sergilediği performans değerlendirilirken, aşama için gerçekleştirilmesi beklenen yürütülecek araştırma ve işlemleri planlama yeterliği, tasarım temelli fen eğitiminin doğası gereği göz ardı edilmiştir. Tasarım temelli fen eğitimi kapsamında bu aşamada gerçekleştirilen mini tasarım ve mini araştırmalar, öğrencilerin ünite kazanımlarını (ve büyük tasarım problemine yönelik yeterliklerini) edinmeleri için temel öğretim etkinlikleri görevini üstlenmektedir. Bu sebeple öğrencilerin bu aşama için gerçekleştirdikleri tüm etkinlikler araştırmacı tarafından yapılandırılmış ve öğrenciler çözümlerini oluştururken bu etkinliklere yönlendirilmiştir. Dolayısıyla öğrenciler, profesyonellerden farklı olarak

219 197 kendi araştırmalarını planlayamamışlardır. Tasarım temelli fen eğitimi kapsamında profesyonel mühendislerin kullandıkları tasarım sürecinden bu türlü bazı farklılıkların yaşanması son derece doğal bir durumdur (Gomez Puente, Eijck ve Jochems, 2011). Kolodner et al. (2003) tarafından gerçekleştirilen çalışmada da tasarım sürecinin ilgili aşaması yukarıda ifade edilen şekilde yürütülmüş ve öğrencilerin bu yolla edindikleri fen prensiplerini çözüm önerilerine transfer edebildikleri sonucuna ulaşılmıştır. Fortus, Krajcik, Dershimer, Marx ve Mamlok-Naaman (2005) ise lise öğrencileri ile gerçekleştirdikleri araştırmada, bu aşama için yürütecekleri etkinlikleri öğrencilerin kendilerinin planladığı bir süreç tasarlamışlardır. Araştırmacılar, süreç sonunda öğrencilerin yürüttükleri etkinliklere bağlı olarak öğrendikleri fen prensiplerini, geliştirdikleri çözüm önerilerine yansıttıkları sonucuna ulaşmışlardır. Bu doğrultuda araştırma kapsamında elde edilen sonucun literatür ile uyum gösterdiği ifade edilebilir En Uygun Çözümün Belirlenmesi Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Öğrencilerin grup arkadaşları ile bir arada çalıştıkları bu aşama için beklenen yeterlik düzeyi, uygun karar verme stratejilerini kullanarak farklı çözüm önerileri arasından en uygun çözüme karar verilmesidir. Uygulamanın birinci modülü kapsamında Ayla ve Gül'ün grup arkadaşları ile birlikte gerçekleştirdikleri değerlendirmelerde farklı çözüm önerilerini doğru bir şekilde analiz edemedikleri ve bu sebeple prototip yapımına kılavuzluk edecek, gerçekçi çözümler ortaya koyamadıkları gözlenmiştir. Can ve grup arkadaşlarının ise bazı hatalarına rağmen diğer gruplara nazaran daha doğru analizler gerçekleştirdikleri ve daha gerçekçi bir çözüm önerisi oluşturdukları tespit edilmiştir. Uygulamanın ikinci modülü kapsamında da farklı çözümlerin analizine yönelik tablonun ilk modülden farklı olmadığı, Ayla ve Gül'ün gruplarında detaylı analizlerin gerçekleşmediği, Can'ın grubunda ise göreli olarak daha doğru analizlerin yapıldığı gözlenmiştir. Fakat öğrenci gruplarının nihai çözüm önerileri açısından ilk modülden farklı olarak tüm gruplarda prototip yapım aşaması için daha gerçekçi tasarım kararları verildiği tespit edilmiştir. Uygulamanın üçüncü modülünde ise Ayla, Gül ve Can'ın mensubu oldukları gruplar hem farklı çözüm önerilerinin analizi, hem de ortaya koydukları nihai tasarım kararları açısından üst düzey performans sergilemişler ve prototip yapım aşaması için gerçekçi

220 198 çözüm kararları ortaya koymuşlardır. Bu doğrultuda öğrencilerin uygulamalar süresince en uygun çözümün belirlenmesi aşaması için gerekli yeterlikler açısından gelişim gösterdikleri sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca süreç içerisinde öğrenciler tarafından mühendislik terminolojisinde optimizasyon olarak ifade edilen, çözümlerin problem bağlamı için en uygun hale getirilmesinde farklı çözüm önerilerinin güçlü yönlerini birleştirme yaklaşımının, sergilenmiş olması da bu aşama kapsamında gösterilen gelişimi ortaya koyan bir diğer veri olarak göze çarpmaktadır. Bu aşama boyunca öğrencilerin farklı çözüm önerilerini sistematik bir şekilde analiz edebilmelerine destek olmak için öğrencilerin karar matrisleri eksenin de çalışmaları teşvik edilmiştir. Bu durumun, öğrencilerin gösterdikleri gelişim üzerinde etkili olduğu, uygulama sonrasında gerçekleştirilen görüşmelerden elde edilen bulgular doğrultusunda ortaya konulmuştur. Zira, karar matrisleri, profesyonellerin alternatifleri, kriter ve kısıtlamalar doğrultusunda sistematik olarak analiz etmelerine imkan sağlayan bir karar aracı olarak tanımlanmaktadır (Lashgari, Fouladgar, Yazdani-Chamzini ve Skibniewski, 2011) Prototipin Yapılması ve Test Etme Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Öğrencilerin tasarım kararları doğrultusunda, üç boyutlu modeller geliştirdikleri bu aşamada sergiledikleri performans, tasarım kararlarına uygunluk, prototipleri uygun testler ile değerlendirme ve değerlendirme sonuçlarına göre prototipler üzerinde gerekli iyileştirmeleri yapma yeterlikleri açısından değerlendirilmiştir. Uygulamanın birinci modülü kapsamında Ayla ve grup arkadaşları tasarım kararlarını oluştururken gerçekleştirdikleri analizlerin yetersizliği sebebiyle problem bağlamına uygun olmayan bir çözüm önerisi geliştirmişlerdir. Ayrıca test etme aşamasında bazı kriterleri göz ardı etmeleri sebebiyle geliştirdikleri bu prototipi başarılı olarak değerlendirmiş ve prototipleri üzerinde herhangi bir iyileştirmede bulunmamışlardır. Gül ve grup arkadaşları da bu modül için tasarım kararlarına uygun bir prototip geliştirememişler, süreç içerisinde diğer gruplarda gördükleri prototiplerin bir benzerini yapmaya çalışmışlardır. Can ve grup arkadaşları da benzer şekilde süreci grup tasarım kararları rehberliğinde yürütememiş, süreç içerisinde tasarım kararlarından farklı bir çözüme yönelmişlerdir. Prototiplerini bu doğrultuda yapan Can ve arkadaşlarının, Ayla'nın grubunda olduğu gibi bilimsel prensiplerle ilişkili bazı kriterleri göz ardı

221 199 ettikleri ve süreç içerisinde yalnızca fiziksel materyallerini tamamlamaya odaklandıkları gözlenmiştir. Bu bulgular doğrultusunda öğrencilerin birinci modül için prototiplerini gerçekleştirirken, sistematik bir yaklaşım izlemekten ziyade deneme-yanılma yoluyla süreci tamamlama eğilimi gösterdikleri ifade edilebilir. Öğrencilerin bu şekilde hareket etmelerinde sürece yönelik deneyim eksikliklerinin ve en uygun çözümün belirlenmesi aşamasında gösterdikleri düşük performansın etkili olduğu düşünülmektedir. Zira bu modül için hiç bir öğrenci grubu prototip yapım aşamasına rehberlik edebilecek düzeyde bir tasarım kararı oluşturamamıştır. Uygulamanın ikinci modülü kapsamında ise Ayla, Gül ve Can'ın mensubu oldukları grupların tamamında, prototip yapım aşamasının tasarım kararlarına paralel olarak yürütüldüğü gözlenmiştir. Uygulamanın ilk modülünde sürece yönelik deneyim yaşayan öğrenciler, aşama boyunca daha sistematik çalışmaya gayret etmiş, prototipleri üzerinde çeşitli iyileştirmeler gerçekleştirmişlerdir. Bu modül için yalnızca Can'ın grubu prototiplerini başarılı bir şekilde tamamlamış olmasına rağmen Ayla ve Gül'ün gruplarında da sürecin daha doğru şekilde ele alındığı tespit edilmiştir. Uygulamanın son modülünde Ayla ve Gül aynı grup içerisinde çalışmışlar ve tasarım kararlarına bağlı olarak prototiplerini gerçekleştirmişlerdir. Test etme aşamasında tespit ettikleri eksikliklere yönelik gerekli iyileştirmeleri gerçekleştiren öğrenciler süreç sonunda başarılı bir prototip inşa edebilmiştir. Bu modül için benzer bir süreç Can ve grup arkadaşları tarafından da yürütülmüş ve öğrenciler süreç sonunda tasarım kararlarına uygun, gerekli kriter ve kısıtlamaları karşılayan bir prototip oluşturmuştur. Bu bulgular doğrultusunda öğrencilerin süreç içerisinde prototip yapımı ve test etme aşamasına yönelik yeterliklerinin geliştiği sonucuna ulaşılmıştır. Ortaokul seviyesindeki öğrenciler tasarım sürecinde genellikle diğer aşamaları atlayarak, doğrudan prototiplerini inşa etmek istemektedir (MDOE, 2010). Bu durum prototiplerin inşa edilmesinde, sürecin gerektirdiği sistematik yaklaşım yerine denemeyanılma yaklaşımının takip edilmesine ve arzu edilen çözümlerin ortaya konulamamasına sebep olmaktadır. Hill ve Smith (1998) gerçekleştirdikleri araştırmada öğrencilerin tasarım problemleri için oluşturdukları çözümlerde genellikle denemeyanılma yolunu takip etme eğiliminde olduklarını, fakat yaşadıkları tasarım deneyimleri ve öğretmenlerin tutumlarına bağlı olarak süreci daha sistematik bir şekilde ele almaya

222 200 başladıkları sonucuna ulaşmışlardır. Tasarım temelli fen eğitimi, öğrencilerin tasarım sürecine yönelik anlayışlarını geliştirmekte ve prototip yapım aşamasını, denemeyanılma yoluyla fiziksel bir ürün ortaya koymaktan ziyade, tasarım problemlerinin çözümünde izlenen sistematik yaklaşımın bir aşaması haline getirmektedir (Robinson ve Mangold, 2013). Şekil 5.1 Öğrencilerin Prototip Geliştirme Süreci İletişim Aşaması ile İlgili Sonuç ve Tartışma Öğrencilerin bu aşama için sergilediği performans, gerçekleştirilen tasarım çözümünü uygun argümanlarla savunabilme düzeyleri doğrultusunda değerlendirilmiştir. Uygulamanın birinci modülü kapsamında Ayla, gösterdikleri uğraşı ve çalışma zamanlarını prototiplerini başarılı kılan özellikler olarak ifade etmiştir. Ayla'nın ifade ettiği bu özellikler, nesnel değerlendirme kriterlerine dayanmadığı ve problem bağlamında tanımlanan başarı kriterleri ile ilişkili olmadığı için Ayla'nın bu modülde gerekli performansı sergileyemediği ifade edilebilir. Gül, bu modül kapsamında başarılı bir prototip gerçekleştiremedikleri gerekçesi ile bu aşama için herhangi bir girişimde bulunmamıştır. Can ise prototiplerini başarılı kılan özellik olarak yalnızca bir başarı kriterini esas almıştır (MDOE, 2010). Birden fazla parametrenin etkili olduğu böyle bir

223 201 durumda tek bir kritere odaklanması Can'ın da bu aşama için istenilen performansı sergileyemediğini ortaya koymaktadır. Uygulamanın ikinci modülü kapsamında ise Ayla, kendi prototiplerinin başarılı olmadığını ifade etmiş ve bu aşama için herhangi bir girişimde bulunmamıştır. Gül ise prototiplerinin başarılı olduğunu savunmak için "çok emek harcadık", "bence güzel oldu" gibi yanlış argümanlar öne sürmüş ve aşama için sergilemesi beklenen yeterliklerin uzağında kalmıştır. Can'ın bu modül için sunduğu argümanların ise nesnel değerlendirme ölçütlerine uygun ve problem bağlamında tanımlanan başarı kriterleri ile ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Bu doğrultuda uygulamanın ikinci modülü için yalnız Can'ın istenilen düzeyde bir performans sergilediği sonucuna ulaşılmıştır. Uygulamanın son modülünde üç öğrencinin de prototiplerini savunmak için başarı kriterlerini referans aldıkları ve bu doğrultuda argümanlar geliştirdikleri gözlenmiştir. Ortaya konulan bu bulgular doğrultusunda uygulamalar süresince öğrencilerin tasarım sürecinin iletişim aşamasına yönelik yeterliklerinin geliştiği sonucuna ulaşılmıştır. Mühendislik tasarım süreci uygulama adımlarına yönelik elde edilen bu sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde tasarım temelli fen eğitimi sürecinin öğrencilerin mühendislik tasarım süreci uygulama becerilerinin gelişimine katkı sağladığı görülmektedir. Mehalik ve Schunn (2006) bu sürecin, ilköğretim öğrencilerinin ihtiyaç duyacağı bir çok beceriyi içinde barındırması sebebiyle araştırma sürecinde ortaya konulan bu sonucun çok önemli olduğunu ifade etmektedirler. Öğrencilerin sürece yönelik uygulama becerilerinin gelişim göstermesinde uygulamalar kapsamında bu sistematik sürecin birden çok kez tekrarlanmasının etkili olduğu düşünülmektedir. Cardella, Atman, Adams ve Turns (2002) tarafından gerçekleştirilen araştırma bu yorumu destekler niteliktedir. Araştırmacılar gerçekleştirdikleri çalışmada tasarım sürecine yönelik geçmiş deneyimleri olan öğrencilerin daha az deneyime sahip olan öğrencilere nazaran tasarım sürecini daha doğru şekilde uygulayabildikleri sonucuna ulaşmıştır. Daha önce belirtildiği gibi tasarım süreci mühendislerin temel problem çözme yaklaşımı olarak tanımlanmaktadır (ITEA, 2007; NAE ve NRC, 2009; NAE, 2010; NRC, 2012). Bu doğrultuda öğrencilerin tasarım sürecini uygulama becerilerinde görülen bu gelişimin onların daha iyi problem çözücüler olmalarını desteklediği ifade edilebilir (Gerber, Olson ve Komarek, 2012).

224 Mühendislik ile İlgili Görüşlere Yönelik Sonuç ve Tartışma Araştırmanın bu alt problemi kapsamında ulaşılan sonuçlar mühendislerin sahip olması gereken özelliklere yönelik düşünceler, kariyer planlaması açısından mühendislik ile ilgili düşünceler ve mühendisliğin cinsiyete özgü bir meslek olup olmadığına yönelik düşünceler boyutlarında ele alınmıştır. MYDSF ile elde edilen bulgular doğrultusunda, uygulamalar öncesinde mühendislerin sahip olması gereken özellikleri, tüm meslekler için geçerli olabilecek ifadeler ile açıklayan öğrencilerin uygulamalar sonrasında mühendisliğin özel bağlamı ile ilişkili özellikleri tanımladıkları tespit edilmiştir. Bu doğrultuda öğrencilerin mühendislik mesleğine yönelik farkındalıklarının süreç içerisinde gelişim gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. Öğrencilerin kariyer planlamaları açısından mühendislik ile ilgili düşünceleri incelendiğinde ise uygulama öncesinde mühendis olmayı istemediğini belirten bazı öğrencilerin uygulamalar sonrasında bu fikirlerini değiştirdikleri ve mühendisliği kariyer planlamaları açısından bir opsiyon olarak değerlendirmeye başladıkları gözlenmiştir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen uygulamaların, öğrencilerin kariyer planlamaları açısından mühendislik mesleği ile ilgili düşüncelerinin olumlu yönde değişim göstermesinde etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Mühendislik mesleğinin cinsiyete özgü olup olmadığı yönündeki düşünceler ile ilgili bulgular doğrultusunda ise, uygulamalar öncesinde ve sonrasında çalışma grubunda yer alan hiç bir kız öğrencinin mühendisliğin erkekler için daha uygun bir meslek olduğuna yönelik görüş bildirmediği tespit edilmiştir. Uygulama öncesinde bu doğrultuda görüş bildiren erkek öğrenciler olmasına rağmen bunların sayılarında uygulamalar sonrasında bir azalma meydana geldiği gözlenmiştir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen uygulamaların mühendisliğin cinsiyete özgü bir meslek olmadığı yönündeki düşünce gelişiminde etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. K-12 seviyesinde öğrenim gören öğrencilerinin çoğu, mühendisliğin toplum üzerindeki etkisini ve mühendislik alanındaki kariyer fırsatlarını bilmemektedir. Çünkü bu konular formal eğitim içerisinde ele alınmamaktadır (Kimmel, Carpinelli ve Rockland, 2007). Bu durum öğrencilerin mühendisliğe yönelik kariyer planlamaları önünde engel oluşturmaktadır. Zira öğrenciler eksik bilgileri sebebiyle mühendisliği standart kalıplar çerçevesinde değerlendirmekte ve mühendisliğe yönelik olumlu tutumlar

225 203 geliştirememektedir (ASEE, 2003). Hirsch, Kimmel, Rockland ve Bloom (2005) gerçekleştirdikleri araştırmada bu tespitleri doğrulayan sonuçlar ortaya koymaktadır. Hirsch, Carpinelli, Kimmel, Rockland ve Bloom (2007) ortaokul öğrencileri ile gerçekleştirdikleri araştırmada gerçekleştirilen mühendislik uygulamalarının öğrencilerin mühendisliğe yönelik farkındalıklarını arttırdığını ve mühendisliği kariyer planlamaları için bir opsiyon haline getirdiği sonucuna ulaşmışlardır. Reynolds, Mehalik, Lovell ve Schunn (2009) tarafından gerçekleştirilen çalışmada da benzer bir sonuç ortaya çıkmış, araştırmacılar tasarım temelli fen eğitiminin öğrencilerin mühendislik mesleğine yönelik ilgilerini ve mühendisliğe yönelik anlayışlarını arttırdığı tespit etmişlerdir. Son olarak Gibbons, Hirsch, Kimmel, Rockland ve Bloom (2004)'da bu uygulamaların orta okul öğrencilerinin mühendisliğe yönelik tutumlarını geliştirdiğini ve mühendislik mesleğini öğrenciler için cazip hale getirdiğini ortaya koymuşlardır. Bu doğrultuda araştırma kapsamında elde edilen sonucun literatür ile uyum gösterdiği ifade edilebilir. 5.2 Öneriler Bu bölümde araştırma sonucunda elde edilen bulgu ve sonuçlara dayalı olarak geliştirilen önerilere yer verilmiştir. Geliştirilen bu önerilerin sunumunda öğretmenlere ve araştırmacılara yönelik öneriler ayrı başlıklar altında ele alınmıştır Öğretmenlere Yönelik Öneriler Tasarım temelli fen eğitimi etkinlikleri, fen sınıfında öğrenilen bilgilerin günlük hayata transfer edilmesine imkan sağlamakta ve öğrenciler için bilgiyi bir ihtiyaç haline getirmektedir. Bu doğrultuda öğrencilerin fen öğrenimlerini anlama hale getirmek için formal eğitim uygulamalarında tasarım temelli fen eğitimine daha fazla yer verilmelidir. Tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları kapsamında karşılaştıkları tasarım problemine çözüm bulması istenen öğrenciler, gerekli bilimsel araştırmaları göz ardı ederek doğrudan geliştirecekleri modeller üzerine odaklanabilmektedir. Bu doğrultuda öğretmenler, öğrencilerinin tasarım sürecinin sistematik yapısını işletmeleri konusunda kararlı davranması gerekmektedir.

226 204 Tasarım temelli fen eğitimi süresince öğrenciler genellikle gruplar halinde çalışmaktadır. Öğretmenler gerçekleştirecekleri uygulamalar için öğrenci gruplarını oluştururken bunların olumlu bağlılığa sahip işbirlikli gruplar olması için gerekli tedbirleri almalıdır. Tasarım temelli fen eğitimi fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerinin entegrasyonunu sağlamaya yönelik bir yaklaşımdır. Öğretmenler gerçekleştirdikleri etkinlikler süresince bunun farkında olarak diğer disiplinlerdeki gelişimi desteklemeye özen göstermelidir. Tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarında gerçekleştirilen prototip yapım aşamasında öğrencilerin inşa ettikleri ilk prototipler genellikle tüm kriter ve kısıtlamaları karşılama konusunda yetersiz kalmaktadır. Uygun test işlemleri sonrasında bu eksiklikleri tespit eden öğrencilere prototiplerini iyileştirmeleri için ikinci bir fırsat sunulması gerekmektedir. Öğretmenlerin yürüttükleri uygulamalarda bu durumu dikkate almaları önem arz etmektedir. Tasarım temelli fen eğitiminin uygulama aşamaları içerisinde yer alan "en uygun çözümün belirlenmesi" ve "prototip yapımı ve test etme" aşamalarının farklı günlere sarkan farklı oturumlarda devam etmesinden ziyade tek oturumluk uygulamalar şeklinde yürütülmesi daha uygundur. Öğretmenlerin ilgili aşamaların yürütüleceği ders saatlerini ayarlarken bu durumu göz önünde bulundurmaları gerekmektedir. Tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının odağında yer alan mühendislik tasarım problemleri yapılandırılırken öğrencilerin ilgi alanları, yaşları, sosyokültürel çevrelerinin dikkate alınması gerekmektedir. Öğretmenlerin bu hususa özen göstermeleri, öğrencilerin sürece yönelik motivasyonlarını yükseltecektir. Tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları ile hedeflenen amaçlardan biri de öğrencilerin mühendislik disiplinine yönelik bilgi ve becerilerinin gelişim göstermesidir. Bu doğrultuda öğretmenlerin uygulamalar süresince mühendislik terminolojisine uygun bir dil kullanması ve öğrencilerin bu yöndeki girişimlerini desteklemesi önemli görülmektedir. Tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları kapsamında kullanılan bilgisayar simülasyonlarının (etkileşimli eğitim yazılımları) öğrencilerin derse yönelik motivasyonlarını artırdığı tespit edilmiştir. Bu doğrultuda öğretmenlerin kendi uygulamalarında bu programlara yer vermelerinin faydalı olacağı düşünülmektedir.

227 Araştırmacılara Yönelik Öneriler Gerçekleştirilen bu araştırmada 7. sınıf Kuvvet ve Hareket ünitesine yönelik öğretim tasarım temelli fen eğitimi ile gerçekleştirilmiştir. Bundan sonraki çalışmalarda farklı sınıf düzeyleri ve üniteler kapsamında tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları geliştirilebilir. Tasarım temelli fen eğitiminin çeşitli öğrenme ürünlerinin üzerine etkisinin belirlenmesi için bu doğrultuda deneysel tasarıma sahip araştırmalar gerçekleştirilebilir. Araştırma kapsamında ortaya konulan ortaokul düzeyi mühendislik kazanımlarının geliştirilmesi için uzun soluklu betimleyici araştırmalar gerçekleştirilmesi önemli gözükmektedir. Tasarım temelli fen eğitiminin daha yaygın ve etkin bir şekilde kullanılabilmesi için bundan sonraki çalışmalarda fen bilgisi öğretmen adaylarının yaklaşıma yönelik yeterliklerini artıracak uygulamalar üzerine odaklanılması önem arz etmektedir. Bundan sonraki araştırmalar için mühendislik fakülteleri ile işbirliği sağlanarak gerekli materyal ve laboratuvar desteği sağlanabilir. Ülkemizde son yıllarda yaygınlaşmaya başlayan çocuk üniversiteleri kapsamında tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının ele alındığı araştırmalar gerçekleştirilebilir. Yaşam becerileri içerisinde yer alan karar verme becerisinin erken yaşlardaki gelişimini desteklemek için ilkokul seviyesinde tasarım temelli fen eğitimi uygulamaları geliştirilebilir. Alan uzmanları ile birlikte bilgisayar destekli tasarım temelli fen eğitimi uygulamalarının geliştirilmesi ve bu doğrultuda hazırlanan eğitim yazılımlarının yaygınlaştırılmasına yönelik araştırmalar gerçekleştirilebilir. Gerçekleştirilen bu araştırmada pilot uygulama ile asıl uygulamanın yürütüldüğü sınıflardaki öğrenci sayılarının çok farklı olması, asıl uygulamada karşılaşılan bazı problemlerin pilot uygulamada tespit edilmesi önünde engel oluşturmuştur. Bu doğrultuda araştırmacıların pilot uygulamaları ile asıl uygulamalarını benzer öğrenci sayısına sahip sınıflarda yürütmesi önemli görülmektedir.

228 KAYNAKÇA American Association for the Advancement of Science [AAAS]. (1989). Science for all Americans. New York: Oxford University Press. American Association for the Advancement of Science [AAAS]. (1993). Benchmarks for science literacy. New York: Oxford University Press. American Society of Engineering Education [ASEE]. (2003). Engineering education and the science & engineering workforce. Web site: adresinden 18 Ekim 2013 tarihinde edinilmiştir. Akcay, H. & Yager R.E. (2010). The impacts of a science/technology/society teaching approach on student learning in five domains. Journal of Science Education and Technology, 19(6), Akgül, A. (2005). Tıbbi araştırmalarda istatistiksel analiz teknikleri, SPSS uygulamaları. (3. Baskı). Ankara: Emek Ofset Akpınar, E. ve Ergin, Ö. (2004). Fen öğretiminde fizik, kimya ve biyolojinin entegrasyonuna yönelik örnek bir uygulama, M.Ü. Atatürk Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi,(19), Alberta Educaiton. (2007). Primary programs framework-curriculum integration: making connections. Alberta, Canada. Web site: adresinden 23 Aralık 2012 tarihinde edinilmiştir. Apedoe, X. S., Reynolds, B., Ellefson, M. R. & Schunn, C. D. (2008). Bringing engineering design into high school science classrooms: the heating/cooling unit. Journal of Science Education and Technology, 17(5), Asghar, A., Ellington, R., Rice, E., Johnson, F., & Prime, G. M. (2012). Supporting STEM education in secondary science contexts. Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning, 6(2), Avcu, R. (2010). İlköğretim 7. sınıf öğrencilerinin oran ve orantı problemlerindeki çözüm stratejileri üzerine bir araştırma. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya. Baykul, Y. (2000). Eğitimde ve psikolojide ölçme: Klasik test teorisi ve uygulaması. Ankara: ÖSYM Yayınları. Bayrakçeken, S. (2011). Test geliştirme. Karip, E. (Ed.) Ölçme ve değerlendirme ( ). Ankara: PegemA Akademi. Beane, J. A. (1991). The middle school: the natural home of the integrated curriculum. Educational Leaders, 49, Bergin, D., Khanna, S. K. & Lynch, J. (2007). Infusing design into the G7 12 curriculum: two example cases. International Journal of Engineering Education 23(1),

229 Bıkmaz, Ö. (2011). Üst düzey zihinsel özelliklerin ölçülmesinde puanlayıcılar arası güvenirlik belirleme tekniklerinin karşılaştırılması. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara. Böke, K. (2009). Örnekleme. Böke, K. (Ed.) Sosyal bilimlerde araştırma yöntemleri ( ). İstanbul: ALFA Basım Yayım Dağıtım Ltd. Şti. Breiner, J. M., Harkness, S. S., Johnson, C. C. & Koehler, C. M. (2012). What is STEM? A discussion about conceptions of STEM in education and partnerships. School Science and Mathematics, 112(1), Brown, J. S., Collins, A., & Duguid, P. (1989). Situated cognition and the culture of learning. Educational Researcher, 18(1), Brunsell, E. (2012) The engineering design process. Brunsell, E. (Ed.) Integrating engineering + science in your classroom (3-5). Arlington, Virginia: National Science Teacher Association [NSTA] Press. Büyüköztürk, Ş. (2007). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı (8. baskı). Ankara: PegemA Yayıncılık Büyüköztürk, Ş., Kılıç Çakmak E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. ve Demirel, F. (2008). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: PegemA Yayıncılık. Bybee, R. W., Powell, J. C., Ellis, J. D., Giese, J. R., Parisi, L. & Singleton, L. (1991). Integrating the history and nature of science and technology in science and social studies curriculum. Science Education, 75(1), Bybee, R. W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), Bybee, R. W. (2011). Scientific and engineering practices in K 12 classrooms: Understanding a framework for K 12 science education. The Science Teacher, 78(9), Cajas, F. (2001). The science/technology interaction: Implications for science literacy. Journal of Research in Science Teaching, 38(7), Canbazoğlu Bilici, S. (2012). Fen bilgisi öğretmen adaylarının teknolojik pedagojik alan bilgisi ve özyeterlikleri. Yayınlanmamış doktora tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara. Cantrell, P., Pekcan, G., Itani, A. & Velasquez-Bryant, N. (2006). The effects of engineering modules on student learning in middle school science classrooms. Journal of Engineering Education, 95(4), Cardella, M. E., Atman, C. J., Adams R. S. & Turns, J. (2002). Engineering student design processes: Looking at evaluation practices across problems. Annual American Society of Engineering Education Conference, Montreal, Canada. Clemen, R. T., & Gregory, R. (2000). Preparing adult students to be better decision makers. In I. Gal (Ed.), Adult numeracy development: Theory, research, practice (pp ). Cresskill, NJ: Hampton Press. Creswell, J. W. (2002). Educational research: Planning, conducting, and evaluating quantitative and qualitative research. Upper Saddle River, NJ: Columbus, Ohio.

230 Creswell, J. W., Shope, R., Plano Clark, V. L. & Green, D. O. (2006). How interpretive qualitative research extends mixed methods research. Research in The Schools, 13(1), Cresswell, J. W. & Plano Clark, V. L. (2007). Desiging and conducting mixed method research. London: Sage Publications. Crismond, D. (2001). Learning and using science ideas when doing investigate-andredesign tasks: A study of naive, novice, and expert designers doing constrained and scaffolded design work. Journal of Research in Science Teaching, 38(7), Cuijck, L. van, Keulen, H. van, & Jochems, W. (2009). Are primary school teachers ready for inquiry and design based technology education?. Web site: adresinden 20 Ocak 2013 tarihinde edinilmiştir. Çepni, S. (2010). Araştırma ve proje çalışmalarına giriş. Trabzon. Çepni, S. (2011). Performansların değerlendirilmesi. Karip, E. (Ed.) Ölçme ve değerlendirme ( ). Ankara: PegemA Akademi. Çolakkadıoğlu, O. ve Güçray, S. S. (2012). Çatışma kuramına dayalı olarak geliştirilen karar verme beceri eğitimi psiko-eğitim grup yaşantısının ergenlerin karar verme stillerine etkisi. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri Dergisi, 12 (2), Daugherty, J. (2012). Infusing engineering concepts: Teaching engineering design. National Center for Engineering and Technology Education. Web site: adresinden 14 Haziran 2013 tarihinde edinilmiştir. Demircioğlu, G. (2011). Geçerlik ve güvenirlik. Karip, E. (Ed.) Ölçme ve değerlendirme (89-122). Ankara: PegemA Akademi Denson, C. (2011). Building a framework for engineering design experiences in STEM: a synthesis. National Center for Engineering and Technology Education. Doppelt, Y., Mehalik, M. M., Schunn, C. D., Silk, E. & Krysinski, D. (2008). Engagement and achievements: a case study of design-based learning in a science context. Journal of Technology Education, 19(2), Doppelt, Y. & Schunn, C. D. (2008). Identifying students perceptions of the important classroom features affecting learning aspects of a design-based learning environment. Learning Envirement Research, 11, Doppelt, Y. (2009). Assessing creative thinking in design-based learning. International Journal of Technology and Design Education, 19(1), Douglas, J., Iversen, E., & Kalyandurg, C. (2004). Engineering in the K-12 classroom: An analysis of current practices and guidelines for the future. A production of the ASEE Engineering K12 Center. Drake, S. M. & Burns, R. C. (2004). Meeting standards through integrated curriculum. ASCD.

231 Dugger, E. W. (2010). Evolution of STEM in the United States. 6th Biennial International Conference on Technology Education Research. Australia. Web site: tarihinden 20 Mart 2013 tarihinde edinilmiştir. Dym C.L. (1994). Engineering: a synthesis of views. New York: Cambridge University Press. Eijkelhof, H., Franssen, H. & Houtveen, T. (1998). The changing relation between science and technology in Dutch secondary education. Journal of Curriculum Studies, 30(6), Ercan, S. (2008). Fen ve teknoloji soru bankası. İstanbul: Faktör Yayınları. Ercan, S. ve Bozkurt, E. (2013). Expectations from engineering applications in science education: decision-making skill. IOSTE Eurasian Regional Symposium & Brojerage event Horizon 2020, Antalya, TURKEY. Felix, A. L., Bandstra, J. Z. & Strosnider, W. H. J. (2010). Design-Based science for STEM student recruitment and teacher professional development. Proceedings of the Mid-Atlantic American Society for Engineering Education Conference. Fila, N. D. & Purzer, Ş. (2013). Quality of engineering decision-making in student design teams. Proceedings of the American Society for Engineering Education Conference,Atlanta. Fogarty, R. (1991). Ten ways to integrate curriculum. Educational Leadership, 49(2), Fortus, D. (2005). Restructuring school physics around real-world problems: A cognitive justification. Annual meeting of the American Educational Research Association. Montreal, Canada. Fortus, D., Dershimer, R. C., Krajcik, J. S., Marx, R. W., & Mamlok-Naaman, R. (2004). Design-based science and student learning. Journal of Research in Science Teaching, 41(10), Fortus, D., Krajcik, J. S., Dershimer, R. C., Marx, R. W. & Mamlok-Naaman, R. (2005). Design-based science and real-world problem-solving. International Journal of Science Education, 27(7), Fraenkel, J. R. & Wallen, N. E. (1996). How to design and evaluate research in education (Third Edition ). New York: Mc Graw Hill Higher Education. Fülöp, J. (2005). Introduction to decision making methods, Laboratory of Operations Research and Decision Systmes (LORDS), WP05-06, Budapest, Hungary. Gerber, M., Olson, J. M. & Komarek, R. L. D. (2012). Extracurricular design-based learning: preparing students for careers in innovation. International Journal of Engineering Education, 28(2), Gerlach, J. W. (2012) Elementary design challenges. Brunsell, E. (Ed.) Integrating engineering + science in your classroom (43-47). Arlington, Virginia: National Science Teacher Association [NSTA] Press

232 Gibbons, S., Hirsch, L., Kimmel, H., Rockland, R. & Bloom, J. (2004). Middle school students' attitudes to and knowledge about engineering. International Conference on Engineering Education, FL. Glesne, C. (2013). Nitel araştırmaya giriş. Anı Yayıncılık. Gomes, L. F. A. M. (1998). Teaching decision making analytical skills to engineeris: a new paradigm. International Conference on Engineering Education, Rio de Janeiro. adresinden edinilmiştir. Gomez Puente, S. M., Eijck, M. W. van & Jochems, W. M. G. (2011). Towards characterising design-based learning in engineering education: a review of the literature. European Journal of Engineering Education, 36(2), Gökçek, T. (2008). 6. sınıf matematik öğretmenlerinin yeni ilköğretim programına uyum sürecinin incelenmesi. Yayınlanmamış doktora tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. Güler, N. ve Gelbal, S. (2010). Açık uçlu matematik sorularının güvenirliğinin klasik test kuramı ve genellenebilirlik kuramına göre incelenmesi. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 10(2), Harrel, P. E. (2010). Teaching an integrated science curriculum: Linking teacher knowledge and teaching assignments. Issues in Teacher Education, 19(1), Herrington, J. ve Oliver, R. (1995). Critical characteristics of situated learning: implications for the instructional design of multimedia. ASCILITE 1995 Conference, University of Melbourne, Melbourne. Hill, A.M. & Smith, H. (1998). Practice meets theory in technology education: a case of authentic learning in the high school setting. Journal of Technology Education 9(2), Hirsch, L. S., Carpinelli, J. D., Kimmel, H., Rockland, R. & Bloom, J. (2007). The differential effects of pre-engineering curricula on middle school students attitudes to and knowledge of engineering careers. 37th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference, Milwaukee. Hirsch, L., Kimmel, H., Rockland, R. & Bloom, J. (2005). Implementing preengineering curricula in high school science and mathematics. 35th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference, Indianapolis, IN. Householder, D. L. and Hailey, C. E. (2012). Incorporating engineering design challenges into STEM courses. NCETE Publications. (Paper 166). Web site: adresinden 13 Haziran 2013 tarihinde edinilmiştir. Hynes, M. M. (2009). Teaching middle-school engineering: an investigation of teachers subject matter and pedagogical content knowledge. Unpublished doctoral dissertation, Tufts University.

233 Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C. & Hammer, D. (2011). Infusing engineering design into high school STEM courses. Web site: adresinden 23 Haziran 2013 tarihinde edinilmiştir. Işık, N. ve Kılınç E. F. (2012). İnovasyon-güdümlü kalkınma: Avrupa Birliği ülkeleri ve Türkiye üzerine bir inceleme. Girişimcilik ve İnovasyon Yönetimi Dergisi, 1(1), ITEA. (2007). Standards for technological literacy: content for the study of technology. Reston, VA: Author. Web site: adresinden 21 Haziran 2012 tarihinde edinilmiştir. Jime'nez-Aleixandre, M. P. (2002). Knowledge producers or knowledge consumers? Argumentation and decision making about environmental management. International Journal of Science Education, 24(11), Kan, A. (2005). Yazılı yoklamaların puanlamasında puanlama cetveli ve yanıt anahtarı kullanımının (farklı) puanlayıcı güvenirliğine etkisi. Eurasion Journal of Educational Research, 19, Kan, A. (2010). Ölçme aracı geliştirme. Tekindal, S. (Ed.) Eğitimde ölçme ve değerlendirme ( ). Ankara: PegemA Akademi. Karakaşoğlu, N. (2008). Bulanık çok kriterli karar verme yöntemleri ve uygulama. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Pamukkale Üniversitesi, Denizli. Kılıç, E. (2004). Durumlu öğrenme kuramının eğitimdeki yeri ve önemi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 24(3), Kimmel, H., Carpinelli, J. & Rockland, R. (2007). Bringing engineering into K-12 schools: A problem looking for solutions?. International Conference on Engineering Education, Coimbra, Portugal. Koehler, C., Faraclas, E., Sanchez, S., Latif, S. K. & Kazerounian, K. (2005). Engineering frameworks for high school setting: Guidelines for technical literacy for high school students. ASEE Conference & Exposition. 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). Web site: adresinden 4 Haziran 2012 tarihinde edinilmiştir. Kolodner, J. L., Camp, P., Crismond, D., Fasse, B., Gray, J., Holbrook, J. et al. (2003). Problem-based learning meets case-based reasoning in the middle-school science classroom: putting learning by design(tm) Into Practice. Journal of the Learning Sciences, 12(4), Kotar, M., Guenter, C., Metzger, D. & Overhold, J. (1998). Curriculum integration, a teacher education model. Science and Children, 35(5), Krajcik, J. S., Blumenfeld, P., Marx, R. W., Bass, K. M., Fredricks, J., & Soloway, E. (1998). Middle school students' initial at-tempts at inquiry in project-based science classrooms. Journal of the Learning Sciences, 7,

234 Lashgari, A., Fouladgar, M. M., Yazdani-Chamzini, A., Skibniewski, M. J. (2011). Using an integrated model for shaft sinking method selection. Journal of Civil Engineering and Management, 17(4), Lederman, N. G. & Niess, M. L. (1997). Integrated, interdisciplinary, or thematic instruction? Is this a question or is it quastionable semantics?. School Science and Mathematics, 97(2), Leonard, M. J. (2004). Toward epistemologically authentic engineering design activities in the science classroom. National Association for Research in Science Teaching, Vancouver, B.C. Leonard, M. & Derry, S. (2011). What s the science behind it? The interaction of engineering and science goals, knowledge, and practices in a design-based science activity (WCER Working Paper No ). University of Wisconsin Madison. Lewis, T. (2006). Design and inquiry: bases for an accommodation between science and technology education in the curriculum?. Journal of Research in Science Teaching, 43(3), Macalalag, A.Z., Brockway, D., McKay, M., McGrath, E. (2008). Partnership to improve student achievement in engineering and science education: lessons learned in year one. American Society for Engineering Education. Mid- Atlantic, Hoboken, NJ. Marulcu, İ. (2010). Investigating the impact of a lego-based, engineering-oriented curriculum compared to an inquiry-based curriculum on fifth graders content learning of simple machines, Unpublished doctoral dissertation, Lynch School of Education, Boston College. Massachusetts Department of Education [MDOE]. (2001). Massachusetts science and technology curriculum framework. Massachusetts Department of Education [MDOE]. (2006). Massachusetts science and technology / engineering curriculum framework. Web site: adresinden 21 Mart 2012 tarihinde edinilmiştir. Massachusetts Department of Education [MDOE]. (2010). Technology/engineering concept and skill progression. Mayring, P. (2011). Nitel sosyal araştırmaya giriş. Bilgesu Yayıncılık. Mehalik, M., Doppelt, Y. & Schunn, C. D. (2008). Middle school science through design based learning versus scripted inquiry: better overall science concept learning and equity gap reduction. Journal of Engineering Education, 97(1), Mehalik, M. M. & Schunn, C. D. (2006). What constitutes good design? A review of empirical studies of the design process. International Journal of Engineering Education, 22(3),

235 Mentzer, N. J. (2008). Academic performance as a predictor of student growth in achievement and mental motivation during an engineering design challenge in engineering and technology education. Unpublished doctoral dissertation, Utah State University, Logan, Utah. Mentzer, N. (2011). High school engineering and technology education integration through design challenges. Journal of STEM Teacher Education, 48(2), Merriam, S. B. (2013). Nitel araştırma desen ve uygulama için bir rehber. Ankara: Nobel Yayın Dağıtım. Merrill, C. (2001). Integrated technology, mathematics, and science education: a quasiexperiment. Journal of Industrial Teacher Education, 38(3), adresinden 12 Eylül 2013 tarihinde edinilmiştir. Miaoulis, I. (2009). Engineering the K-12 curriculum for technological innovation. IEEE-USA Today s Engineer Online. Web site: adresinden 10 Eylül 2012 tarihinde edinilmiştir. Milli Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2006). İlköğretim fen ve teknoloji dersi (6.,7.,8. sınıflar için) öğretim programı. Ankara: MEB Yayıncılık Milli Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2013). Fen bilimleri dersi programı, sınıflar. Web site: adresinden 15 Kasım 2013 tarihinde edinilmiştir. Moskal, B. M. & Leydens, J. A. (2000). Scoring rubric development: validity and reliability. Practical Assessment, Research & Evaluation, 7(10). Web site: adresinden 20 Mart 2013 tarihinde edinilmiştir. Nargund-Joshi, V. & Liu, X. (2013). Understanding meanings of interdisciplinary science inquiry in an era of next generation science standards. National Association for Research in Science Teaching Annual Conference. Rio Grande, Puerto Rico National Academy of Engineering [NAE] & National Research Council [NRC]. (2002). Technically speaking: why all Americans need to know more about technology. Washington, DC: National Academies Press National Academy of Engineering [NAE] & National Research Council [NRC] (2009). Engineering in K-12 education understanding the status and improving the prospects. Edt. Katehi, L., Pearson, G. & Feder, M. Washington, DC: National Academies Press. National Academy of Engineering [NAE]. (2010). Standards for K-12 engineering education?. Washington, DC: National Academies Press. National Assessment Governing Board [NAGB]. (2010). Technology and engineering literacy framework for the 2014 national assessment of educational progress (Pre-Publication Edition). San Francisco.

236 National Economic Council [NEC], Council of Economic Advisers [CEA] & Office of Science and Technology Policy [OSTP]. (2011). A strategy for American innovation. The White House, Washington. National Research Council [NRC]. (1996). National science education standards: Observe, interact, change, learn. Washington, DC: National Academy Press. National Research Council [NRC]. (2002). Approaches to improve engineering design. Washington DC: The National Academic Press. National Research Council [NRC]. (2011). Successful K-12 STEM education: identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics. Committee on Highly Successful Science Programs for K-12 Science Education. Board on Science Education and Board on Testing and Assessment, Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington, DC: The National Academic Press. National Research Council [NRC]. (2012). A Framework for k-12 science education: practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington DC: The National Academic Press. National Science Teacher Association [NSTA]. (1982). Science-technology-society: Science education for the 1980's. Washington, DC. Neuman, W. L. (2013). Toplumsal araştırma yöntemleri (6.Basım). Yayınodası Yayıncılık. Next Generations Science Standards [NGGS]. (2013). The next generation science standards-executive summary. Web Site: 0Front%20Matter%20-% %20Update_0.pdf adresinden 22 Ekim 2013 tarihinde edinilmiştir. Oregon Department of Education [ODE]. (2009). Science Content Standards Revision Draft. Web site: online at: adresinden 6 Aralık 2013 tarihinde edinilmiştir. Ömür, S. ve Erkuş, A. (2013). Dereceli puanlama anahtarıyla, genel izlenimle ve ikili karşılaştırmalar yöntemiyle yapılan değerlendirmelerin karşılaştırılması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 28(2), Özbek, Ö. Y. (2010). Ölçme araçlarında bulunması istenen nitelikler. Tekindal, S. (Ed.) Eğitimde ölçme ve değerlendirme (43-89). Ankara: PegemA Akademi. Özer, M. A. (2005). Etkin öğrenmede yeni arayışlar işbirliğine dayalı öğrenme ve buluş yoluyla öğrenme. Türk Dünyası Sosyal Bilimler Dergisi, (35), Penner, D. E., Lehrer, R., & Schauble, L. (1998). From physical models to biomechanical systems: A design-based modeling approach. Journal of the Learning Sciences, 7(3&4), Penner, D., Giles, N., Lehrer, R. & Schauble, L. (1997). Building functional models: designing an elbow. Journal of Research in Science Teaching, 34(2), Pennsylvania Department of Education [PDOE]. (2009). Academic standarts for science and technology and engineering education.

237 Petrie, H. G. (1992). Interdisciplinary education: are we faced with ınsurmountable opportunities?. Review of Research in Education, 18, Petroski, H. (1996). Invention by design: How engineers get from thought to thing. Cambridge, MA: Harvard University Press. Plano Clark, V. L, Huddleston, C, C., Churchill, S., O'Neil Green, D. & Garrett, A. (2008). Mixed methods approaches in family science research. Educational Psychology Papers and Publications, (81). Web site: adresinden 12 Aralık 2013 tarihinde edinilmiştir. Pratt, H. (2012). The NSTA reader's guide to a framework for K-12 science education: practices, crosscutting concepts, and core ideas. National Science Teachers Association [NSTA]. Punch, K. F. (2005). Sosyal araştırmalara giriş/nicel ve nitel yaklaşımlar. Siyasal Kitabevi. Purzer, Ş. & Chen, J. (2010). Teaching decision-making in engineering: a review of textbooks and teaching approaches. Proceedings of the American Society for Engineering Education Conference, Louisville, KY. Reynolds, B., Mehalik, M. M., Lovell, M. R. & Schunn, C. D. (2009). Increasing student awareness of and interest in engineering as a career option through design-based learning. International Journal of Engineering Education, 25(1), Roberts, A. (2012). A justification for STEM education. Technology and Engineering Teacher, 71(8), 1-4. Robinson, S. L. & Mangold, J. A. (2013). Implementing engineering and sustainability curriculum in K-12 education. International Mechanical Engineering Congress and Exposition. Roth, W. (2001). Learning Science through technological design. Journal of Research in Science Teaching, 38(7), Ryan, M., Camp, P. & Crismond, D. (2001). Design rules of thumb connecting science and design. Meetings of the American Educational Research Association, Seattle, WA Sadler, P. M., Coyle, H. P. & Schwartz, M. (2000). Engineering competitions in the middle school classroom: Key elements in developing effective design challenges. The Journal of the Learning Sciences, 9, Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEMmania. The Technology Teacher, 68(4), Sandelowski, M. (1996).Using qualitative methods in intervention studies. Research in Nursing & Health, 19(4), Schnittka, C. & Bell, R. (2011). Engineering design and conceptual change in science: addressing thermal energy and heat transfer in eighth grade. International Journal of Science Education, 33(13), Simon, H. A. (1996). The Sciences of the artificial. Cambridge, MA: MIT Press.

238 Smith, K. A. (2006). The effect of an integrated high school science curriculum on student achievement, knowledge retention, and science attitudes. Unpublished doctoral dissertation, University of Missouri, Kansas City. Simith, R. L. (2012). Mixed methods research design: a recommended paradign for the counseling profession. In Ideas and research you can use: VISTAS. Web site: adresinden 23 Aralık 2013 tarihinde edinilmiştir. Strong, M. G. (2013). Developing Elementary Math and Science Process Skills Through Engineering Design Instruction. Hofstra University. Sullivan, F. R. (2008). Robotics and science literacy: Thinking skills, science process skills and systems understanding. Journal of Research in Science Teaching, 45(3), Şanlı, E. (2010). Bilimsel süreç becerilerinin ölçülmesinde bütünsel ve analitik puanlama anahtarlarının güvenirliklerinin karşılaştırılması. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara. Şeker, H. ve Gençdoğan, B. (2006). Psikolojide ve eğitimde ölçme aracı geliştirme. Ankara: Nobel Yayın Dağıtım Tal, T., Krajcik, J. S. ve Blumenfeld, P. C. (2006). An observational methodology for studying group design activity. Research in Engineering Design, 2(4), Tekindal, S. (2009). Okullarda ölçme ve değerlendirme yöntemleri. Ankara: Nobel Yayın Dağıtım. Timur, B. (2011). Fen bilgisi öğretmen adaylarının kuvvet ve hareket konusundaki teknolojik pedagojik alan bilgilerinin gelişimi. Yayınlanmamış doktora tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara. Turgut, H. (2005). Yapılandırmacı tasarım uygulamasının fen bilgisi öğretmen adaylarının bilimsel okuryazarlık yeterliliklerinden bilimin doğası ve bilim-teknoloji-tolum ilişkisi boyutlarının gelişimine etkisi, Yayınlanmamış doktora tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul. Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu [TÜBİTAK]. (2004). Ulusal bilim ve teknoloji politikaları, strateji belgesi. Web site: Strateji Belgesi.pdf adresinden 21 Ağustos 2013 tarihinde edinilmiştir. Vattam, S. S. & Kolodner, J. L. (2008). On foundations of technological support for addressing challenges facing design-based science learning. Pragmatics and Cognition, 16, Wang, H. (2012). A New Era of Science Education: Science Teachers Perceptions and Classroom Practices of Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Integration. Unpublished doctoral dissertation, University of Minnesota. Wendell, K. B. (2008). The theoretical and empirical basis for design-based science instruction for children. Unpublished Qualifying Paper, Tufts University.

239 Wendell, K. B., Connolly, K. G., Wright, C. G., Jarvin, L., Rogers, C., Barnett, M., & Marulcu, I. (2010). Incorporating engineering design into elementary school science curricula. American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Louisville, KY. Wicklein, R. (2003). Five good reasons for engineering as the focus for technology education. University of Georgia, Athens. Web site: engr.pdf adresinden 12 Aralık 2012 tarihinde edinilmiştir. Williams, P. J. (2011). STEM education: proceed with caution. Design and Technology Education: An International Journal, 16(1), Wulf, W. (1998). The image of engineering. Issues in Science and Technology. Web site: /wulf.htm&strip=1 adresinden 12 Temmuz 2012 tarihinde edinilmiştir. Yıldırım, A. (1996). Disiplinlerarası öğretim kavramı ve programlar açısından doğurduğu sonuçlar. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 12, Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri (7. Baskı). Ankara: Seçkin Yayıncılık. Yin R. K. (2009). Case study research: Design and methods (4th ed.). SAGE Pub. Thousand Oaks,California Zsambok, C. E. & Klein, G. (1997) Naturalistic decision making. Lawrence Erlbaum Associates, Mahwah, NJ.

240 EKLER Ek-1 MEB Araştırma İzni Ek-2 7. Sınıf Kuvvet-Hareket Ünitesi Kazanımları Ek-3 Kuvvet-Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi Ek-4 Karar Verme Becerisi Testi Ek-5 Ortaokul (5.-8. Sınıf) Mühendislik Disiplini Kazanımları Ek-6 Mühendislik Disiplini Bilgi Formu Ek-7 Mühendislik Disiplini Bilgi Formuna Yönelik Dereceli Puanlama Anahtarı Ek-8 İkinci Modül için Hazırlanan Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanı Ek-9 Görüşme Formu Ek-10 TTFE Modülleri için Geliştirilen Etkinliklerin İlişkili Olduğu Kazanımlar Ek-11 Uygulama Sürecine Yönelik Çalışma Takvimi Ek-12 Uygulama Sürecinden Görüntüler

241 Ek-1 MEB Araştırma İzni

242 Ek-1 Devamı

243 Ek-2 7. Sınıf Kuvvet-Hareket Ünitesi Kazanımları 1. Sarmal yayların özellikleri ile ilgili olarak öğrenciler; 1.1. Yayların esneklik özelliği gösterdiğini gözlemler (BSB-1) Bir yayı sıkıştıran veya geren cisme, yayın eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uyguladığını belirtir Bir yayı geren veya sıkıştıran kuvvetin artması durumunda yayın uyguladığı kuvvetin de arttığını fark eder (BSB-1) Bir yayın esneklik özelliğini kaybedebileceğini keşfeder (BSB-16,18) Yayların özelliklerini kullanarak bir dinamometre tasarlar ve yapar (BSB- 16,22,23,24,27, FTTC-9; TD-3). 2. Kuvvet, is ve enerji ile ilgili olarak öğrenciler; 2.1. Kuvvet, is ve enerji arasındaki iliksiyi araştırır. 2.1.a. Kuvvet - iş arasındaki ilişkiyi araştırır. 2.1.b. İş -enerji arasındaki ilişkiyi araştırır Fiziksel anlamda isi tanımlar ve birimini belirtir. 2.2.a. Fiziksel anlamda işi tanımlar. 2.2.b. İşin birimini belirtir Bir cisme hareket doğrultusuna dik olarak etki eden kuvvetin, fiziksel anlamda is yapmadığını ifade eder Enerjiyi is yapabilme yeteneği olarak tanımlar Hareketli cisimlerin kinetik enerjiye sahip olduğunu fark eder (BSB-1,3,8) Kinetik enerjinin surat ve kütle ile olan iliksisini keşfeder (BSB-16,19,20,27,32) Cisimlerin konumları nedeniyle çekim potansiyel enerjisine sahip olduğunu belirtir çekim potansiyel enerjisinin cismin ağırlığına ve yüksekliğine bağlı olduğunu keşfeder (BSB- 16,19,20,27,32) Bazı cisimlerin esneklik özelliği nedeni ile esneklik potansiyel enerjisine sahip olabileceğini belirtir Sıkıştırılmış veya gerilmiş bir yayın esneklik potansiyel enerjisine sahip olduğunu fark eder (BSB-16,19,20,27,32) Yayın esneklik potansiyel enerjisinin yayın sıkışma (veya gerilme) miktarı ve yayın esneklik özelliğine bağlı olduğunu keşfeder (BSB-16,19,20,27,32) Potansiyel ve kinetik enerjilerin birbirine dönüşebileceğini örneklerle açıklar (BSB-25) Enerji dönüşümlerinden hareketle, enerjinin korunduğu sonucunu çıkarır Çeşitli enerji türlerini araştırır ve bunlar arasındaki dönüşümlere örnekler verir (FTTC-7,30,33,34; TD-3).

244 3. Basit makineler ile ilgili olarak öğrenciler; 3.1. Bir kuvvetin yönünün nasıl değiştirilebileceği hakkında tahminlerde bulunur ve tahminlerini test eder (BSB-1,9,16) Bir kuvvetin yönünü ve/veya büyüklüğünü değiştirmek için kullanılan araçları basit makineler olarak isimlendirir Basit makine kullanarak uygulanan giriş kuvvetinden daha büyük bir çıkış kuvveti elde edilebileceğini fark eder (BSB 1,16,22,23,24,32) Bir isi yaparken basit makine kullanmanın enerji tasarrufu sağlamayacağını, sadece iş yapma kolaylığı sağlayacağını belirtir Belirli bir giriş kuvvetini, en az üç basit makineden oluşan bir bileşik makineye uygulayarak çıkış kuvvetinin büyüklüğünü artıracak bir tasarım yapar (BSB- 16,22,23,24,27; FTTC-8,9) Farklı basit makine çeşitlerini araştırarak basit makinelerin geçmişte ve günümüzde insanlığa sunduğu yararları değerlendirir (FTTC-7,30,33,34; TD-3) Tasarladığı bileşik makinenin uzun sure kullanıldığında, en çok hangi kısımlarının ne şekilde aşınacağını tahmin eder (BSB-9; FTTC-10). 4. Sürtünme kuvvetinin enerji kaybına yol açması ile ilgili olarak öğrenciler; 4.1. Sürtünen yüzeylerin ısındığını deneylerle gösterir (BSB-16) Sürtünme kuvvetinin, kinetik enerjide bir azalmaya sebep olacağını fark eder (BSB- 15,16,17,18,19,20) Kinetik enerjideki azalmayı enerji dönüşümüyle açıklar Hava ve su direncinin de kinetik enerjide bir azalmaya neden olacağı genellemesini yapar Sürtünme kuvvetinin az veya çok olmasının gerekli olduğu yerleri araştırır ve sunar (BSB-32).

245 Ek-3 Kuvvet-Hareket Ünitesi Akademik Başarı Testi Sevgili öğrenciler; Aşağıda yer alan her bir soru için verilen 4 seçenek arasından doğru olduğunu düşündüğünüz yanıtı seçmeniz beklenmektedir. Her bir soru için cevap formuna işaretleme yapmayı unutmayınız. Başarılar Deniz, yayı Şekil I deki gibi 10 cm gerip bıraktıktan sonra yayın uzunluğunu ölçüyor. Aynı yayı Şekil II deki gibi 20 cm gerip bıraktıktan sonra yayın uzunluğunu tekrar ölçüyor ve bu durumda yayın daha uzun olduğunu görüyor. Deniz bu olayla ilgili aşağıdakilerden hangisini söyleyebilir? A) Yaya ilk durumda ve ikinci durumda etki eden kuvvetlerin zıt yönde olduğunu B) İkinci durumda yayın esneklik sınırının aşıldığını C) Yaya uygulanan kuvvetlerin eşit büyüklükte olduğunu D) Şekil I de yaya daha fazla kuvvet uygulandığını Sabah sporu yapan Ahmet aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi cisme 80 N luk bir kuvvet uygulamaktadır. 4. Yukarıda Şekil I' de görülen kağıt makası ile Şekil II' de görülen metal makasının uçlarına kuvvet uygulayan Ali, kuvvet uygulamayı bıraktığında kağıt makasının bıraktığı konumda kaldığını, metal makasının ise ilk konumuna geri döndüğünü gözlemlemiştir. Ali' nin gerçekleştirdiği bu uygulamada iki makasın farklı şekillerde hareket etmesi nasıl açıklanabilir? A) Ali, kağıt makasına daha fazla kuvvet uygulamıştır. B) Kağıt makasının yapısında esnek malzeme vardır. C) Metal makasının yapısında esnek malzeme vardır. D) Ali, iki makasa farklı yönlerde kuvvet uygulamıştır. Buna göre cismin yapısında bulunan yayın uyguladığı kuvvetin yönü ve büyüklüğü için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? Yukarıdaki öğrencilerden hangisi fiziksel anlamda işi en doğru şekilde açıklamıştır? A) Oğuz B) Ozan C) Ebru D) Deniz

246 5. 7. Aşağıda belirtilen birimlerden hangisi iş birimidir? A) Newton B) Joule C) Metre D) Kilogram Bir yayın kuvvet - uzama grafiği yukarıda verilmiştir. Buna göre, yayın 10 cm uzaması için yaya kaç Newton' luk kuvvet uygulanmalıdır? A) 10 B) 20 C) 30 D) Yukarıdaki şekilde cismi I konumundan II konumuna getiren kuvvet gösterilmiştir. 6. Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? Basit bir dinamometre yapmak isteyen Hakan yukarıdaki düzeneği kurmuş ve belirtilen ölçümleri gerçekleştirmiştir. Buna göre Hakan' ın ölçümler sonucunda elde ettiği dinamometre aşağıdakilerden hangisidir? A) Kuvvet düşey doğrultuda uygulanmadığı için iş yapmamıştır. B) Kuvvet cismin hareketi ile aynı doğrultuda uygulandığı için iş yapmıştır. C) Kuvvet yatay doğrultuda uygulanmadığı için iş yapmamıştır. D) Cismin hareketi yatay ya da düşey doğrultuda gerçekleşmediği için iş yapılmamıştır. 9. Bir çanta bulunduğu yerden alınarak şekildeki K noktasına üç farklı yoldan çıkarılmıştır. Bu sırada yapılan işler W 1, W 2 ve W 3 olarak hesaplanmıştır. Buna göre W 1, W 2 ve W 3 arasındaki ilişki hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir? A) W 1 W 3 W 2 B) W 1 = W 2 = W 3 C) W 3 W 2 W 1 D) W 3 W 1 W 2

247 Potansiyel enerji çeşidi olan çekim potansiyel enerjisi aşağıdaki niceliklerden hangilerine bağlıdır? Bir cisme etki eden kuvvetler ve cismin hareket yönü yukarıdaki şekilde görülmektedir. Buna göre hangi kuvvetler fiziksel anlamda iş yapmaktadır? (Sürtünmeler ihmal edilmektedir) A) Yalnız 4 B) 1 ve 4 C) 2 ve 3 D) 1, 2, 3 ve A) Sürat - Kütle B) Ağırlık - Kütle C) Ağırlık - Yükseklik D) Ağırlık - Sürat 11. Enerji ile ilgili olarak aşağıdaki tanımlamalardan hangisi doğrudur? A) Kuvvet uygulayabilme yeteneğidir. B) İş yapabilme yeteneğidir. C) Hareket ettirebilme yeteneğidir. D) Hareketi durdurabilme yeteneğidir. Yukarıdaki şekilde sırık belirtilen konumdayken sırıkta depolanan enerjinin türü aşağıdakilerden hangisidir? 12. A) Çekim potansiyel enerji B) Kinetik enerji C) Kimyasal enerji D) Esneklik potansiyel enerji 16. Yukarıdaki şekilde belirtilen L noktası ile ilgili olarak; I. K noktasına göre çekim potansiyel enerjisi vardır. II. Zemine göre çekim potansiyel enerjisi vardır. yargıları için aşağıdakilerden hangisi söylenebilir? Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi sıkıştırılmış bir yayın önünde bulunan top, yay serbest bırakıldığında okla belirtilen yönde harekete geçiyor. Bu durumun oluşmasında sıkıştırılmış yayın hangi tür enerjiye sahip olması etkili olmuştur? A) Yalnız I. doğrudur. B) Yalnız II. doğrudur. A) Çekim potansiyel enerji C) Her ikisi de doğrudur. D) Her ikisi de yanlıştır. B) Esneklik potansiyel enerji C) Kinetik enerji 13. Aşağıda belirtilen durumların hangisinde kinetik enerjinin varlığından söz edilebilir? A) Bir yayın sıkıştırılmış durumda tutulması 17. D) Kimyasal enerji Bir kuvvetin yönünü ve / veya büyüklüğünü değiştirmek için kullanılan araçlara denir. B) Oyuncak arabanın masa üzerinde durması C) Yağmur damlalarının yere düşmesi D) Ampulün ışık vermesi Yukarıdaki cümlede boş bırakılan yere aşağıdakilerden hangisinin getirilmesi en uygundur? A) Basit makine B) Sabit makara C) Hareketli makara D) Dişli

248 m kütleli cisimler şekildeki gibi farklı yüksekliklerden serbest bırakılıyor. İlk boyları eşit olan yaylar verilen kuvvetlerin etkisi ile yukarıda görülen miktarlarda gerilmişlerdir. Buna göre yaylarda depolanan enerjiler nasıl sıralanır? A) K > L > M B) M > K > L C) K = M > L D) K = L > M 21. Buna göre cisimlerin yere çarptıkları andaki kinetik enerjileri (Ek) arasındaki ilişki nasıldır? (Hava sürtünmesi dikkate alınmayacaktır.) A) I = II = II B) I > II > III C) III > II > I D) I > II = III 19. Yukarıdaki sistem bir yükü yukarı çıkarmak için kullanılmıştır. Bu sistemde gerçekleşen enerji dönüşümleri hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir? Yukarıdaki şekilde 1 noktasından bırakılan sarkaç 5 noktasına kadar çıkabilmektedir. Aşağıda sarkaç 2, 3, 4 noktalarındayken sarkacın sahip olduğu potansiyel ve kinetik enerjilerinin grafikleri verilmiştir. A) Elektrik enerjisi Kinetik enerji Potansiyel enerji B) Elektrik enerjisi Potansiyel enerji C) Kinetik enerji Potansiyel enerji D) Kinetik enerji- Elektrik enerjisi- Postansiyel enerji ( P.E: Potansiyel enerji, K:E: Kinetik enerji) 22. Şekilde görülen kayayı yukarı kaldırmaya çalışan Ahmet, uyguladığı kuvvetin yönünü değiştirmek için aşağıda belirtilen düzeneklerden hangilerini kullanabilir? Buna göre X, Y, Z grafikleri hangi noktalara ait olabilir? X Y Z A) B) C) D) A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III

249 23. Bir basit makinedeki kazanç ve kayıp aşağıdaki gibi gösterilmektedir. 26. kazanç kayıp Buna göre bir basit makine için aşağıdaki gösterimlerden hangileri yanlıştır? 24. I. Kuvvet II. Kuvvet III. Kuvvet Yol Yol Yol A) Yalnız I B) Yalnız III C) II ve III D) I, II ve III Ağırlıkları ihmal edilen aşağıdaki kaldıraçların hangisinde P yükünü dengeleyen kuvvet en küçüktür? Yukarıdaki düzenekte kaç basit makine çeşidi olduğu ve sistemde kuvvet kazancının olup olmadığı ile ilgili olarak aşağıdaki seçeneklerden hangisi doğrudur? (Sistem sürtünmesizdir) Basit makine çeşidi Kuvvet kazancı A) 3 Yok B) 3 Var C) 4 Yok D) 4 Var Yukarıdaki düzenekte görülen bileşik makinenin I, II, III ve IV numaralarla gösterilen kısımlarından hangisindeki aşınma diğerlerinden daha az olur? A) I B) II C) III D)IV Yukarıdaki şekilde tarihteki savaşlarda sıklıkla kullanılan çok ağır taşları fırlatmaya yarayan mancınık görülmektedir. I. Basit makinelerin bir araya gelmesiyle oluşmuştur. II. Basit makineler insanlar tarafından geçmişte farklı amaçlarla kullanılmıştır. III. Kuvvet kazancı sağlar. Buna göre yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) I ve II C) II ve III D) I, II ve III

250 Yukarıdaki şekilde vida zemine gömülürken vidanın ısındığı gözlenir. Bu durumun temel sebebi ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi doğrudur? A) Vidanın metal oluşu ısı açığa çıkmasına neden olur. B) Zeminin tahta oluşu ısı açığa çıkmasına neden olur. C) Vida ile zemin arasındaki sürtünme ısı açığa çıkmasına neden olur. D) Vidanın boyutunun küçük oluşu ısı açığa çıkmasına neden olur. O noktasına kadar itilen bir oyuncak arabanın bu noktadan sonraki hareketi için kinetik enerji değişimi grafikte görülmektedir. Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Cismin sürati yol boyunca azalmıştır. B) Cisme yol boyunca sürtünme kuvveti etki etmiştir. C) Cisim E noktasında durmuştur. D) Yol boyunca kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşümü gerçekleşmiştir. Yukarıda görülen gemi motorlarını kapattıktan sonra yavaşlamaya başlamış ve bir süre sonra durmuştur. Bu durumla ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez? (Deniz dalgasız, hava rüzgarsızdır) A) Su direnci geminin kinetik enerjisinin azalmasına neden olmuştur. 32. Olağan hareketleri sırasında aşağıdaki cisimlerden hangisinin kinetik enerjisi en büyüktür? B) Gemi durana kadar kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşümü gerçekleşir. C) Gemi bir süre sonra zıt yönde harekete başlar. D) Sıvılar da cisimlere sürtünme kuvveti uygular. 30. Ayşe önünde duran topa vurmuş ve top yuvarlanmıştır. Bir süre sonra topun durduğu gözlenmiştir. 33. Aşağıdakilerden hangisi sürtünme kuvvetinin olumsuz etkilerinden biri değildir? Yuvarlanmakta olan topun bir süre sonra durmasının nedeni aşağıdakilerden hangisi ile açıklanır? A) Mekanik enerji B) Yer çekimi C) Sürtünme kuvveti D) Potansiyel enerji A) Otomobil balatalarının aşınması B) Frene basıldığında otomobilin durması C) Koltuk döşemelerinin eskimesi D) Asfaltın zamanla bozulması

251 Ek-3 Karar Verme Beceri Testi Sevgili Öğrenci, Aşağıda yer alan sorular günlük yaşamda karşılaştığınız bazı durumlara yönelik verdiğiniz ( ya da vermeniz gereken) kararlar ile ilgilidir. Soruları dikkatlice okuyarak size en uygun gelen seçeneği, dağıtılan cevap kâğıdına işaretlemeniz gerekmektedir. Başarılar 1, 2 ve 3 numaralı soruları yanıtlamak için aşağıda yer alan açıklama ve tablodaki verilere ihtiyaç duyulacaktır. Sinop ilçe merkezinde bir ilköğretim okulunda öğrenci olan Serkan ın babası Yakup Bey bir kırtasiye açmayı planlamaktadır. Kırtasiyeyi açmak için kendisine 6 yer seçeneği belirlemiş ve bunları şöyle sıralamıştır. - Ada Mahallesi - İtfaiye Caddesi - Zeytinlik Yolu - Korucuk-Fakülte Yolu - Okulaltı Sokak - Gelincik Mahallesi Yolu Yakup Bey belirlediği 6 seçenekten birine karar vermek için oğlu Serkan ile birlikte, seçeneklerin önemini belirleyen bazı ölçütler çıkartmış ve aşağıdaki tabloya aktarmışlardır. Rekabet Şartları Merkeze Yakınlık Yakınında Okul Bulunma Dükkân Kiraları Uygun Genişlikte Dükkân Bulabilme Ada Mahallesi İtfaiye Caddesi Zeytinlik Yolu Korucuk- Fakülte Yolu Okulaltı Sokak Gelincik Mahallesi Yolu

252 Tabloda verilen ölçütler ile ilgili puan uygulaması 10 puan üzerinden yapılmıştır. Bir ölçüte yönelik yüksek puana sahip olan seçenek kırtasiye açmak için en uygun, düşük puana sahip olan seçenek ise daha az uygundur. Örneğin dükkân kiraları kriteri için 10 puan kiranın çok uygun olduğunu (pahalı olmadığını), 1 puan kiranın uygun olmadığını (pahalı olduğunu) göstermektedir. 1) Öncelikle rekabet şartlarına önem verip ardından diğer ölçütleri değerlendirmeye dâhil eden Yakup Bey in hangi yer seçeneği tercih etmesi en uygun olur? A) Ada Mahallesi B) İtfaiye Caddesi C) Zeytinlik Yolu D) Korucuk-Fakülte Yolu E) Okulaltı Sokak F) Gelincik Mahallesi Yolu 2) Verecekleri karar için dükkân kiraları ve yakınında okul bulunma ölçütlerinin diğer kriterlerden daha önemli olduğunu düşünen Serkan ın, babasına hangi yer seçeneğini önermesi en uygun olur? A) Ada Mahallesi B) İtfaiye Caddesi C) Zeytinlik Yolu D) Korucuk-Fakülte Yolu E) Okulaltı Sokak F) Gelincik Mahallesi Yolu 3) Ölçütlerle ilgili gerçekleştirilen puanlamada; 1-4 arası puanlar başarısız, 5-7 arası puanlar kabul edilebilir, 8-10 arası puanlar çok başarılı, olarak değerlendirildiğinde, tüm kriterleri göz önünde bulunduran Yakup Bey ve Serkan'ın kırtasiye için hangi yer seçeneğini tercih etmesi en uygun olur? A) Ada Mahallesi B) İtfaiye Caddesi C) Zeytinlik Yolu D) Korucuk-Fakülte Yolu E) Okulaltı Sokak F) Gelincik Mahallesi Yolu

253 4 ve 5 numaralı soruları çözmek için Şekil 1, Şekil 2 ve Şekil 3 de yer alan bilgilere ihtiyaç duyulacaktır. Şekil 1. Sercell Operatörüne Ait Tarifeler Paket aşımı halinde faturaya yansıtılacak ücretlendirme; Konuşma: 0,5 TL / dakika Kısa mesaj: 0,5 TL / adet İnternet: 0,5 TL / 10 Mb Paket aşımı halinde faturaya yansıtılacak ücretlendirme; Konuşma: 0,5 TL / dakika Kısa mesaj: 0,5 TL / adet İnternet: 0,5 TL / 10 Mb Şekil 2. Hatcell Operatörüne Ait Tarifeler Paket aşımı halinde faturaya yansıtılacak ücretlendirme; Konuşma: 0,5 TL / dakika Kısa mesaj: 0,5 TL / adet İnternet: 0,5 TL / 10 Mb Paket aşımı halinde faturaya yansıtılacak ücretlendirme; Konuşma: 0,5 TL / dakika Kısa mesaj: 0,5 TL / adet İnternet: 0,5 TL / 10 Mb Şekil 3. Fatcell Operatörüne Ait Tarifeler Paket aşımı halinde faturaya yansıtılacak ücretlendirme; Konuşma: 0,5 TL / dakika Kısa mesaj: 0,5 TL / adet İnternet: 0,5 TL / 10 Mb Paket aşımı halinde faturaya yansıtılacak ücretlendirme; Konuşma: 0,5 TL / dakika Kısa mesaj: 0,5 TL / adet İnternet: 0,5 TL / 10 Mb

254 4) Yukarıda çeşitli GSM operatörlerine ait bazı tarife kampanyaları görülmektedir. Buna göre, kullandığı cep telefonu hattına ait 20 Ocak - 20 Şubat dönemi faturası aşağıda görülen Ahmet Bey' in belirtilen tarifeler içerisinden hangisini seçmesi en uygundur? Şekil 4. Ahmet Bey'e Ait Cep Telefonu Faturası A) Sercell Operatörüne ait 1. Tarife B) Sercell Operatörüne ait 2. Tarife C) Hatcell Operatörüne ait 1. Tarife D) Hatcell Operatörüne ait 2. Tarife E) Fatcell Operatörüne ait 1. Tarife F) Fatcell Operatörüne ait 2. Tarife

255 5) Ahmet Bey kararını, kullandığı cep telefonuna ait aşağıda belirtilen 3 farklı faturayı inceleyerek verdiği taktirde hangi tarifeyi seçmesi en uygun olur? A) Sercell Operatörüne ait 1. Tarife B) Sercell Operatörüne ait 2. Tarife C) Hatcell Operatörüne ait 1. Tarife D) Hatcell Operatörüne ait 2. Tarife E) Fatcell Operatörüne ait 1. Tarife F) Fatcell Operatörüne ait 2. Tarife

256 Hakan, katılacağı bir toplantı için şehir dışına çıkacaktır. Konaklamak için uygun bir otel arayan Hakan, yaptığı araştırma sonucunda gideceği şehirde bulunan otellere ait aşağıdaki tanıtım afişlerine ulaşmıştır. 6. Soruyu çözmek için aşağıda yer alan bilgilere ihtiyaç duyulacaktır. SAHİL OTEL KALE OTEL MERKEZ OTEL Odalarımızda; TV, Telefon, Banyo, Klima, Tuvalet, WiFi (Kablosuz internet), Saç Kurutma Makinesi bulunmaktadır. Odalarımızın kişi başı gecelik ücreti 108 TL dir (Sabah kahvaltısı ücrete dâhildir). Odalarımızda; TV, Telefon, Banyo, Klima, Tuvalet, Ahşap zemin bulunmaktadır. Ayrıca müşterilerimiz otelimize ait Havuz'dan yararlanabilirler. Odalarımızın kişi başı gecelik ücreti sadece 80 TL dir. Odalarımızda;TV, Telefon, Banyo, Klima, Tuvalet, WiFi (Kablosuz internet), Saç Kurutma Makinesi bulunmaktadır. Ayrıca müşterilerimiz Kuru Temizleme hizmetinden de yararlanabilirler. Odalarımızın kişi başı gecelik ücreti 130 TL dir (Sabah kahvaltısı ücrete dâhildir). ŞİRİN OTEL BÜYÜK OTEL CAN OTEL Odalarımızda; TV, Telefon, Banyo, Klima, Tuvalet, WiFi (Kablosuz internet) bulunmaktadır. Odalarımızın kişi başı gecelik ücreti 110 TL dir (Sabah kahvaltısı ücrete dâhildir). Odalarımızda; Banyo, Tuvalet, TV, Telefon bulunmaktadır. Odalarımızın kişi başı gecelik ücreti 75 TL dir (Sabah kahvaltısı ücrete dâhildir). Odalarımızda; TV, Telefon, Banyo, Klima, Tuvalet, WiFi (Kablosuz internet) bulunmaktadır. Odalarımızın kişi başı gecelik ücreti 115 TL dir.

257 Hakan'ın katılacağı toplantının yapılacağı salon ile otellerin konumlarını gösteren harita aşağıda belirtilmiştir. 6) Hakan, katılacağı toplantı öncesinde internet üzerinden son bir araştırma yapması gerekebileceğini düşündüğü için konaklayacağı otelde internet bağlantısının olmasını çok önemsemektedir. Bununla birlikte konaklama için Hakan'ın ayırdığı bütçe gecelik en fazla 120 TL dir. Otelin toplantı salonuna yakın olması da Hakan'ın kriterleri arasında yer almaktadır. Buna göre Hakan'ın belirtilen otellerden hangisinde konaklaması en uygundur? A) Sahil Otel B) Kale Otel C) Merkez Otel D) Şirin Otel E) Büyük Otel F) Can Otel

258 7. ve 8. Soruyu çözmek için aşağıda yer alan açıklamaya ve tablodaki verilere ihtiyaç duyulacaktır. Sena, küçük bir elektronik gereçler mağazası işletmektedir. Mağazasında Mp3 Player satmayı düşünen Sena çeşitli teknik özellikleri inceledikten sonra A marka Mp3 player satmaya karar vermiştir. Sena, yaptığı araştırma sonucu bu ürünü temin edebileceği farklı toptancı firmalara ait aşağıdaki verileri elde etmiştir. Güven Toptancı Altın Toptancı Yeşil Toptancı Deniz Toptancı Saygı Toptancı Değer Toptancı Maliyet Kalite Teslimat Hatasız Kalite Ürün Taşıma Doğru ürün sorunu Teslimat fiyatı maliyet teslim miktarı çözümü zamanı miktarı 13 TL 0.5 TL 15 TL 0.5 TL 15 TL 1 TL 14 TL 1.5 TL 16 TL 0.5 TL 13 TL 0,5 TL Ambalaj durumu Tabloda yer alan yıldız gösterimi toptancının belirtilen kriter açısından durumunu göstermektedir. Sembollerin ne anlama geldikleri yandaki tabloda belirtilmiştir. Çok iyi İyi Orta Kötü Çok kötü 7) Sena toptancısından temin ettiği ürünlerinin kalite bakımından hatasız olmasını çok önemsemektedir bununla birlikte diğer kriteler de göz önünde bulundurulduğunda, Sena'nın hangi toptancıyı seçmesi en uygundur? A) Güven Toptancı B) Altın Toptancı C) Yeşil Toptancı D) Deniz Toptancı E) Saygı Toptancı F) Değer Toptancı

259 8) Sena gibi elektronik cihazlar satan Aslı'da tabloda özellikleri belirtilen toptancılar arasından birini tercih edecektir. Aslı, Sena'dan farklı olarak bir kritere öncelik vermemekte toplam maliyet ve kalite teslimat kriterlerini bir bütün olarak değerlendirmektedir. Bu durumda Aslı'nın hangi toptancıyı seçmesi en uygundur? A) Güven Toptancı B) Altın Toptancı C) Yeşil Toptancı D) Deniz Toptancı E) Saygı Toptancı F) Değer Toptancı

260 9. ve 10. Soruları çözmek için aşağıda yer alan bilgilere ihtiyaç duyulmaktadır. Ali ve en yakın arkadaşı Furkan ailelerinin kendilerine verdikleri bayram harçlıklarının bir kısmıyla, bir eğlence merkezine gitmek istemektedir. Ali nin eğlence merkezi için ayırabileceği bütçe 35 TL, Furkan ın ise 40 TL dir. Ali ve Furkan internet yoluyla yaptıkları mini araştırmada birkaç alışveriş merkezinde bulunan eğlence merkezlerinin promosyon broşürlerini incelerler. İnceledikleri broşürlerden edindikleri bilgiler aşağıda belirtilmiştir.

261 Ali ve Furkan ın eğlence merkezinde en çok yapmak istedikleri, bowling oynamak ve sinema izlemektir. Ali eğlence merkezinde korku tüneline girmekten, Furkan ise buz hokeyi oynamaktan hoşlanmamaktadır. İki sıkı arkadaş seçecekleri promosyon menüdeki bütün aktiviteleri birlikte yapmak istemektedir. 9) Buna göre Ali ve Furkan ın hangi eğlence merkezine gitmesi en uygun olur? A) Esnu AVM Eğlence Dünyası B) Gökçe Eğlence Dünyası C) Canlı AVM Eğlence Parkı D) Manibo Eğlence Merkezi E) Sin-Park Eğlence Dünyası F) Eğlence Diyarı Ali ve Furkan ı gitmek istedikleri eğlence merkezine Ali nin babası Serhat Bey bırakacaktır, Serhat Bey çocuklara gidecekleri eğlence merkezinin istedikleri gibi eğlenebilecekleri bir yer olmasının yanında evlerine yakın olması kriterini de eklemelerini söyler. 10) Ali ve Furkan'ın bulundukları yer ile eğlence merkezlerinin konumlarını gösteren harita yukarıda görülmektedir. Bu durumda Ali ile Furkan'ın hangi eğlence merkezini tercih etmesi en uygun olacaktır? A) Esnu AVM Eğlence Dünyası B) Gökçe Eğlence Dünyası C) Canlı AVM Eğlence Parkı D) Manibo Eğlence Merkezi E) Sin-Park Eğlence Dünyası F) Eğlence Diyarı

262 Ek-5 Ortaokul (5.-8. Sınıf) Mühendislik Disiplini Kazanımları Bilgi Boyutu A. Mühendislik tasarım süreciyle ilgili olarak öğrenciler; 1. Mühendislik tasarım ürünlerini örneklendirir. 2. Mühendislik tasarım sürecinin amacını, insanların istek ve ihtiyaçlarını karşılama olarak tanımlar. 3. Mühendislik tasarım sürecinin sistematik, yaratıcı ve yinelenen (tekrarlı) yapısını açıklar. 4. Mühendislik tasarım sürecinin aşamalarını ifade eder. 5. Mühendislik tasarım sürecinde genellikle birden fazla çözümün olduğunu ifade eder. 6. Mühendislik tasarım süreci açısından kriter ve kısıtlama kavramlarını tanımlar. 7. Mühendislik tasarım sürecinde başarı kriterleri ile sınırlılıkların birbiri ile çelişebileceğini ifade eder. 8. Mühendislik tasarım sürecinin genellikle birbiri ile çelişen kriter veya sınırlılıklar arasında ödünleşim (trade-off) yapmayı gerektirdiğini ifade eder. B. Mühendislik ve fen disiplinleri ile ilgili olarak öğrenciler; 1. Fen ve mühendislik disiplinlerinin amaçları arasındaki farklılıkları ifade eder. 2. Fen ve mühendislik disiplinlerinin uygulama adımları (süreç) arasındaki farklılıkları ifade eder. 3. Fen ve mühendislik disiplinlerinin ürünleri arasındaki farklılıkları ifade eder. 4. Mühendisliğin fen açısından neden gerekli olduğunu örneklendirebilir. 5. Fenin mühendislik açısından neden gerekli olduğunu örneklendirebilir. 6. Çeşitli mühendislik alanlarını örneklendirebilir. Beceri Boyutu C. Mühendislik tasarım sürecinin uygulanmasına yönelik olarak öğrenciler; 1. Problem ya da ihtiyacın belirlenmesi aşamasında, 1.1. Problem durumu için başarı kriterlerini ifade ederler Probleme yönelik sınırlılıkları ifade ederler. 2. Olası çözümlerin geliştirilmesi aşamasında, 2.1. Problemin çözümüne yönelik araştırma yaparlar Deneysel veri toplarlar Grup çalışması gerçekleştirirler Probleme yönelik çözüm önerileri geliştirirler Tasarım çözümleri için çizimler oluştururlar.

263 3. En uygun çözümün belirlenmesi aşamasında, 3.1. Farklı çözüm önerilerini değerlendirirler Birbiri ile çelişen kriter ve kısıtlamalar arasında ödünleşim (trade-off) gerçekleştirirler Karar matrisleri yardımıyla en uygun çözüme karar verirler 4. Prototipin yapılması ve test edilmesi aşamasında, 4.1. Karar verilen tasarım çözümünün prototipini yaparlar Uygun testler yoluyla prototiplerini test ederler Test sonuçları doğrultusunda çözümleri üzerinde iyileştirmeler gerçekleştirirler. 5. İletişim aşamasında, 5.1. Gerçekleştirdikleri tasarım çözümünü sınıf arkadaşları ile paylaşırlar Tasarım çözümlerini uygun argümanlar ile savunurlar.

264 Ek-6 Mühendislik Disiplini Bilgi Formu Sevgili Öğrenciler, Bu formda yer alan sorular sizlerin mühendislik alanına yönelik bilgilerinizi açığa çıkartmaya yönelik olarak hazırlanmıştır. Sorulara içtenlikle ve mümkün olduğu kadar detaylı bir şekilde cevap vermeniz elde edilecek bilgilerin güvenirliği için çok önemlidir. Katılımınız için teşekkür ederim. 1) Mühendisler farklı alanlarda uzmanlaşmaktadır. Bildiğin mühendislik alanlarını ifade eder misin? ) Günlük hayatımızda kullandığımız hangi ürünler mühendisler tarafından tasarlanmıştır? Örnek verebilir misin?

265 3) Genel olarak mühendislik tasarımlarının amacı nedir? ) Mühendisler tasarımlarını gerçekleştirirken mühendislik tasarım süreci doğrultusunda çalışırlar. Bu sürece ait aşağıdaki özellikleri açıklayabilir misin? - Mühendislik tasarım süreci yinelenen (tekrarlı) bir yapıdadır Mühendislik tasarım süreci yaratıcı bir süreçtir

266 - Mühendislik tasarım süreci sistematik bir yapıdadır ) Mühendislik tasarım süreci hangi uygulama adımlarından oluşur? ) Mühendislik tasarımı için kriter ve sınırlılık kavramları ne anlama geliyor olabilir? Açıklamalarını aşağıda belirtilen boşluklara yazabilirsin. Kriter: Sınırlılık (Kısıtlama):

267 7) Mühendislik tasarım ürünleri tüm beklentileri karşılar mı? Cevabın evetse; bunun nasıl gerçekleştiğini düşünüyorsun? Cevabın hayırsa; bu durumun neden kaynaklandığını düşünüyorsun? ) Bir mühendislik tasarımında bazı beklentiler birbiri ile çelişebilir (kaliteli malzeme kullanırken aynı zamanda da maliyeti düşük tutmak gibi ). Bu durumda mühendisler nasıl hareket etmelidir? ) Aşağıda belirtilen ifade verilen seçeneklerden hangisi ile tamamlanmalıdır? Neden böyle düşündüğünü açıklar mısın? "Mühendislik tasarım sürecinde genellikle..." tek bir doğru çözüm yolu vardır

268 birden fazla doğru çözüm yolu vardır ) Sence mühendislik alanı fen alanındaki çalışmaları etkiler mi? Düşüncelerini açıklayabilir misin? ) Sence fen alanı mühendislik alanındaki çalışmaları etkiler mi? Düşüncelerini açıklayabilir misin? ) Sence fen ve mühendislik alanlarının amaçları aynı mıdır? Cevabın evetse; bu ortak amacın ne olduğunu açıklar mısın?

269 Cevabın hayırsa; bu alanların amaçları arasındaki farkları açıklar mısın? ) Sence fen ve mühendislik alanlarındaki uzmanların amaçlarını gerçekleştirmek için kullandıkları süreçler arasındaki benzerlik ve farklılıklar nelerdir? Benzerlikler; Farklılıklar; ) Fen ve mühendislik alanlarını ortaya koydukları ürünler açısından değerlendirebilir misin? Düşüncelerini örnekler üzerinden açıklayabilirsin

270 Ek-7 Mühendislik Disiplini Bilgi Formuna Yönelik Dereceli Puanlama Anahtarı Kategori Değerlendirmede Kullanılan Ölçüt Puan Çok İyi Soruya yönelik tüm beklentiler cevaplanmış 4 İyi Beklentilerin çoğu cevaplanmış fakat kısmen hata veya eksiklik mevcut Orta Beklentilerin bir kısmı cevaplanmış, hata veya eksiklik mevcut 2 Zayıf Büyük oranda hata veya eksiklik mevcut, çok az beklenti cevaplanmış 1 Çok Zayıf Beklentilerin hiçbiri karşılanmamış Mühendisler farklı alanlarda uzmanlaşmaktadır. Bildiğin mühendislik alanlarını ifade eder misin? Puan Tamamı doğru 4 veya daha fazla alan belirtilmiş 4 4 veya daha fazla doğru alan belirtilmiş, doğru olmayan alanlar da olmasına rağmen doğruların sayısı yanlışlardan fazla ya da tamamı doğru 3 alan belirtilmiş 4' den az doğru alan belirtilmiş, yanlış alanlarda olmasına rağmen doğruların sayısı yanlışlardan fazla ya da tamamı doğru 2 alan belirtilmiş 4' den az doğru alan belirtilmiş, yanlışların sayısı daha fazla ya da sadece 1 doğru alan belirtilmiş Cevap yok ya da yazılan alanların tamamı yanlış 0 2. Günlük hayatımızda kullandığımız hangi ürünler mühendisler tarafından tasarlanmıştır? Örnek verebilir misin? Puan Tamamı doğru 4 veya daha fazla örnek belirtilmiş 4 4 veya daha fazla doğru örnek belirtilmiş, doğru olmayan örnekler de olmasına rağmen doğruların sayısı yanlışlardan fazla ya da tamamı doğru 3 örnek belirtilmiş 4' den az doğru örnek belirtilmiş, yanlış örnekler de olmasına rağmen doğruların sayısı yanlışlardan fazla ya da tamamı doğru 2 örnek belirtilmiş 4' den az doğru örnek belirtilmiş, yanlışların sayısı daha fazla ya da tamamı doğru 1 örnek belirtilmiş Cevap yok ya da yazılan örneklerin tamamı yanlış

271 3. Genel olarak mühendislik tasarımlarının amacı nedir? İnsanların ihtiyaçlarını karşılama, sorunları çözme, hayatlarını kolaylaştırma, probleme yönelik müdahale... ifadeleri ya da bu anlamda başka ifadeler Puan Bir sorun, ihtiyaç, problem durumu için örnekler belirtme 3 Teknoloji üretme, icat yapma şeklinde daha özel anlamlara sahip ifadeler kullanma (bir sorun, ihtiyaç, problem bağlamını ifade etmeksizin) Bir sorun, ihtiyaç, problem durumunu ifade etmeksizin, örnekler belirtme ya da tasarım özelliklerini örneklendirme (estetik gibi...) Cevap verilmemiş ya da tamamen yanlış açıklama veya yanlış örnek kullanma 0 4) Mühendisler tasarımlarını gerçekleştirirken mühendislik tasarım süreci doğrultusunda çalışırlar. Bu sürece ait aşağıdaki özellikleri açıklayabilir misin? - Mühendislik tasarım süreci yinelenen (tekrarlı) bir yapıdadır. Açıklama: Mühendislik tasarım süreci son bulan bir süreç değildir. İyileştirmeler daima devam eder. Son ürün yoktur. Ürünler daima iyileştirmeye açıktır. - Mühendislik tasarım süreci yaratıcı bir süreçtir. Açıklama: Süreç tasarım probleminin yapısına göre değişiklik gösterebilir ya da bir tasarım çözümü için farklı çözüm yolları mevcuttur. - Mühendislik tasarım süreci sistematik bir yapıdadır. Açıklama: Mühendisler tasarım sürecinde hangi uygulama adımlarını izleyeceklerinin belli olduğu sistemli çalışmalar gerçekleştirirler. Kısmen açıklama da soru kökünde yer alan ifadeler dışında kelimeler kullanma aranmaktadır Puan 3 özellikte belirtilen vurguları yansıtacak şekilde açıklanmış. 4 2 özellik belirtilen vurguları yansıtacak şekilde açıklanmış. 1 özellik boş ya da yanlış. Ya da 3 özellik de kısmen açıklanmış Yalnızca 1 özellik belirtilen vurguları yansıtacak şekilde açıklanmış. 2 özellik de boş ya da yanlış. Ya da 2 özellik kısmen açıklanmış Bir özelliğe ait doğru açıklama her üç özellik için de yazılmış. Ya da bir özellik kısmen açıklanmış Özelliklerin hiçbiri belirtilen vurguları yansıtmıyor ya da boş bırakılmış

272 5) Mühendislik tasarım süreci hangi uygulama adımlarından oluşur? Problemin belirlenmesi, Olası çözümlerin araştırılması, En uygun çözüme karar verilmesi, Prototip yapımı ve Test etme, İletişim basamaklarının tamamı bu ifadelerle ya da bu anlamlara gelecek benzer ifadelerle belirtilmiş. Belirtilen 5 uygulama adımından 4 tanesi bu ifadelerle ya da bu anlamlara gelecek benzer ifadelerle belirtilmiş. Belirtilen 5 uygulama adımından 3 tanesi bu ifadelerle ya da bu anlamlara gelecek benzer ifadelerle belirtilmiş. Belirtilen 5 uygulama adımından 1 ya da 2 tanesi bu ifadelerle ya da bu anlamlara gelecek benzer ifadelerle belirtilmiş. Puan Cevap tamamen yanlış ya da boş bırakılmış ) Mühendislik tasarımı için kriter ve sınırlılık kavramları ne anlama geliyor olabilir? Açıklamalarını aşağıda belirtilen boşluklara yazabilirsin. Açıklama: Kriter: Başarılı tasarım çözümünün taşıması gereken özellikler. Sınırlılık (Kısıtlama): Çözümün gerçekleştirilmesi için ekonomik, yasal, fiziksel... engeller. Puan Her iki kavram da belirtilen doğrultuda açıklanmış. 4 Kavramlardan biri belirtilen doğrultuda açıklanmış, diğeri (gerçekleştirdikleri tasarımlara yönelik özel örnekler olmamak kaydıyla) doğru şekilde örneklendirilmiş Her iki kavram için de açıklama yapılmamış fakat her ikisi de(gerçekleştirdikleri tasarımlara yönelik özel örnekler olmamak kaydıyla)doğru şekilde örneklendirilmiş. Ya da kavramlardan yalnız biri belirtilen doğru da açıklanmış diğeri yanlış açıklanmış, örneklendirilmiş ya da boş bırakılmış. Her iki kavram için de açıklama yapılmamış. Kavramlardan yalnız biri gerçekleştirdikleri tasarımlara yönelik özel örnekler olmamak kaydıyla) doğru şekilde örneklendirilmiş. Cevap tamamen yanlış ya da boş bırakılmış

273 7) Mühendislik tasarım ürünleri tüm beklentileri karşılar mı? Cevabın evetse; bunun nasıl gerçekleştiğini düşünüyorsun? Cevabın hayırsa; bu durumun neden kaynaklandığını düşünüyorsun? Açıklama: Hayır çünkü tasarım ürünlerinde genellikle birbiri ile çelişen kriter veya kısıtlamaları bulunur. Puan Hayır cevabı verilmiş ve belirtilen doğrultuda açıklama getirilmiş. 4 Hayır cevabı verilmiş ve açıklama yapılmamış fakat belirtilen doğrultudaki açıklama örneklendirilmiş. Hayır cevabı verilmiş, açıklama ya da örnek yok. Ya da yanlış açıklama. 2 Evet cevabı verilmiş fakat cevap tasarım süreci özellikleri ile ilişkilendirilmiş 1 Cevap yok ya da Evet cevabı verilmiş fakat açıklama yapılmamış ya da yanlış açıklama yapılmış ) Bir mühendislik tasarımında bazı beklentiler birbiri ile çelişebilir (kaliteli malzeme kullanırken aynı zamanda da maliyeti düşük tutmak gibi ). Bu durumda mühendisler nasıl hareket etmelidir? Puan Önem vurgusu yapılarak bazı kriterlerden ödün verilmesi gerektiği doğrultusundaki ifadeler Önem vurgusu yapılmaksızın bazı kriterlerden ödün verilmesi gerektiği doğrultusundaki ifadeler Ödün verme dışındaki günlük hayat için gerçekçi (pazarlık yapma, ucuzu arama... gibi) çözüm önerileri getirme Kriter ve kısıtlamaları dikkate almak gerektiğini belirtme fakat bunlar arasında ödün verme, vazgeçme, tercih etme gibi davranışları belirtmeme. Cevap yok ya da tamamen yanlış cevap

274 9) Aşağıda belirtilen ifade verilen seçeneklerden hangisi ile tamamlanmalıdır? Neden böyle düşündüğünü açıklar mısın? "Mühendislik tasarım sürecinde genellikle..." tek bir doğru çözüm yolu vardır. birden fazla doğru çözüm yolu vardır. Açıklama: Birden fazla doğru çözüm yolu vardır çünkü tasarım problemleri için tasarlanan farklı çözümler başarılı olabilmektedir. Puan Doğru cevap verilmiş ve belirtilen doğrultuda açıklama getirilmiş 4 Doğru cevap verilmiş, açıklama yapılmamış fakat belirtilen doğrultudaki açıklama örneklendirilmiş. Doğru cevap verilmiş, açıklama ya da örnek yok. 2 Yanlış cevap verilmiş fakat cevap tasarım süreci özellikleri ile ilişkilendirilmiş 1 Cevap yok ya da yanlış cevap ve yanlış açıklama ) Sence mühendislik alanı fen alanındaki çalışmaları etkiler mi? Düşüncelerini açıklayabilir misin? Puan Etkiler cevabı verilmiş. Mühendislik alanı fen alanındaki çalışmaları kolaylaştırıcı ürünler ortaya koyar doğrultusunda açıklama yapılmış Etkiler cevabı verilmiş. Açıklama yapılmamış fakat açıklama doğru şekilde örneklendirilmiş Etkiler cevabı verilmiş, açıklama kısmen doğru 2 Etkiler cevabı verilmiş fakat tamamen yanlış açıklama ya da örnek ifade edilmiş, ya da açıklama yok Cevap yok ya da Etkilemez cevabı verilmiş

275 11) Sence fen alanı mühendislik alanındaki çalışmaları etkiler mi? Düşüncelerini açıklayabilir misin? Puan Etkiler cevabı verilmiş. Fen alanında ortaya çıkan bilgi ve açıklamalar mühendislerin çalışmalarını kolaylaştırır, doğrultusunda açıklama yapılmış Etkiler cevabı verilmiş. Açıklama yapılmamış fakat açıklama doğru şekilde örneklendirilmiş Etkiler cevabı verilmiş, açıklama kısmen doğru 2 Etkiler cevabı verilmiş fakat tamamen yanlış açıklama ya da örnek ifade edilmiş, ya da açıklama yok Cevap yok ya da Etkilemez cevabı verilmiş ) Sence fen ve mühendislik alanlarının amaçları aynı mıdır? Cevabın evetse; bu ortak amacın ne olduğunu açıklar mısın? Cevabın hayırsa; bu alanların amaçları arasındaki farkları açıklar mısın? Açıklama: Fen ve mühendislerin amaçları farklıdır. Mühendisler insanların istek ve ihtiyaçlarını karşılayacak ürünler, çözümler, sistemler geliştirmeyi amaçlar. Bilim insanları ise ilgilenilen durumla ilgi bilgi ya da açıklama üretmeyi amaçlar. Ancak her ikisinin de insanlara faydalı olma gibi çok genel ortak amacı olabilir. Puan Farklı olduğu belirtilmiş ve iki alanda doğru şekilde açıklanmış ya da örneklendirilmiş. Farklı olduğu belirtilmiş alanlardan yalnız biri doğru şekilde açıklanmış ya da örneklendirilmiş. Ya da ikisi de kısmen açıklanmış Farklı olduğu belirtilmiş, açıklama ya da örnek yok. Ya da yanlış 2 Çok genel ortak bir amaç belirtilmiş (hastalıkların tedavi edilmesi gibi...) 1 Cevap yok ya da Evet cevabı verilmiş fakat ortak bir amaç belirtilmemiş

276 13) Sence fen ve mühendislik alanlarındaki uzmanların amaçlarını gerçekleştirmek için kullandıkları süreçler arasındaki benzerlik ve farklılıklar nelerdir? Açıklama: Benzerlikler; 1. Her iki sürecinde başlangıcında çözülmesi gereken bir problem ya da cevaplanması gereken bir soru bulunmaktadır. 2. Mühendisler ve bilim insanları; beyin fırtınası, analojiler kullanma, zihinsel modeller ya da görsel sunumlar gibi benzer zihinsel araçları kullanırlar. 3. Her iki süreçte (mühendisler için tasarımlarını, bilim insanları için hipotezlerini) test etme ve değerlendirme aşamalarını bulundurur. 4. İki süreçte de Teknoloji ve bilimden faydalanılır. İki süreçte de iletişim aşaması vardır. Her 5. İki süreç de sistematiktir. 6. İki süreçte var olan bilgi ya da ürün üzerine inşa edilir. Farklılıklar; 1. Bilim insanları özel durumlardan yola çıkarak genel açıklamalara ulaşma doğrultusunda, mühendisler ise tersi istikamette süreçler işletirler. 2. Tasarım süreci ödünleşim yapmayı gerektirirken bilimsel araştırma sürecinde böyle bir yaklaşım yoktur. 3. Mühendislik sürecinde üretim vardır. Bilimsel araştırma sürecinde yoktur. 4. Süreç içerisinde mühendislikte yaratıcılık bilimsel araştırma da var olanı kullanma söz konusudur. 5. Mühendislik sürecinde kriterler belirleyicidir. Bilimsel araştırma sürecinde değildir. Puan Her iki başlık için belirtilen ifadelerden 2 ya da daha fazlasına yer verilmiş 4 Her iki başlık için belirtilen ifadelerden en az 1 tanesine yer verilmiş 3 Yalnızca bir başlık için belirtilen ifadelerden 2 ya da daha fazlasına yer verilmiş. 2 Yalnızca bir başlık için belirtilen ifadelerden 1 tanesine yer verilmiş 1 Cevap yok ya da tamamen yanlış 0

277 14) Fen ve mühendislik alanlarını ortaya koydukları ürünler açısından değerlendirebilir misin? Düşüncelerini örnekler üzerinden açıklayabilirsin. Açıklama: Mühendislik alanı ortaya fiziksel bir ürün koyarken fen ise açıklama, bilgi ya da bilimsel bir keşif koyar. Puan Her iki alanında ürünleri belirtilen açıklamalar doğrultusunda açıklanmış ya da örneklendirilmiş. Her iki alandan yalnız birinin ortaya koyduğu ürün belirtilen doğrultuda açıklanmış, ya da örneklendirilmiş Doğrudan ürün ifade edilmese de her iki alana ait bazı genel kavramlar (mühendislik için tasarlama, fen için deney gibi...) kullanılmış. Doğrudan ürün ifade edilmese de alanlardan birine ait bazı genel kavramlar (fen için deney gibi...) kullanılmış. Cevap tamamen yanlış ya da boş bırakılmış

278 Ek-8 İkinci Modül için Hazırlanan Mühendisin Tasarım Kılavuzu Dokümanı Ad, Soyad:... MÜHENDİSİN TASARIM KILAVUZU Kuvvet-Hareket Ünitesi, Kuvvet, İş ve Enerji

279 Büyük Tasarım Görevi: Pot Kin araba tasarımı yapmak. Gerçekleştireceğiniz tasarımda potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket edecek bir araba modeli oluşturmanız gerekmektedir. Hazırladığınız model düz bir zemin üzerinde harekete geçmeli ve hareket ettikten sonra dışarıdan herhangi bir müdahale olmadan en az 6 metre hareket etmelidir. Bu tasarım görevi için kullanabileceğiniz bütçe en fazla 15 tl dir. Tasarım problemin tanımlanması 1. Başarı Kriterleri Kısıtlamalar Çalışma Planı Hazırlama: Bu tasarım görevini gerçekleştirirken mühendislik tasarım sürecini kullanmanız gerekmektedir. Buna göre nasıl bir çalışma gerçekleştireceğinizi ifade eder misiniz?

280 Aşağıda belirtilen boşluğa gerçekleştirmeyi düşündüğün tasarımı olabildiğince detaylı olarak çizer misin? Çizimin daha anlaşılır olması için çizim üzerinde açıklamalara yer vermelisin. Bu tasarımı gerçekleştirmek için nelerin bilinmesi gerektiğini, bu bilgilerin hangilerini zaten bildiğini hangilerini ise araştırman gerektiğini çizimin yanında yer alan bölüme yazar mısın? Tasarım Çizimi ve Açıklamalarınız: Neler öğrenmelisiniz? Gerçekleştirmeyi düşündüğünüz bu tasarımın başarılı bir tasarım olduğunu düşünüyor musunuz? Neden böyle düşünüyorsunuz?...

281 Mini Araştırma 1. İş nedir? Fiziksel anlamda iş günlük hayattaki kullanımından farklı olarak özel bir anlam taşımaktadır. Bu mini araştırma ile fiziksel olarak işin ne anlama geldiğini öğreneceğiz. Bu araştırma için ekran görüntüsü aşağıda belirtilen simülasyon programı üzerinde çalışmanız gerekmektedir.

282 Programı tanıyalım: Programı kullanmaya başlamadan önce programa yönelik olarak aşağıdaki açıklamaları okuyunuz. Ekran üzerinde 1 numaralı kutuda görülen bölüm uygulayacağınız kuvvetin büyüklüğünü belirlemek içim kullanılmaktadır. Cisme uygulanacak kuvvetin büyüklüğünü değiştirmeniz için bu bölümde yer alan okları yukarı ve aşağı hareket ettirmeniz gerekmektedir. 2 numaralı kutu cisme hareketi boyunca etki eden kuvvet değerini göstermektedir. 3 numaralı kutu cismin sahip olduğu toplam enerjiyi göstermektedir. 4 numaralı kutu yapılan iş değerini göstermektedir. Bu kutuda görüldüğü gibi fiziksel olarak iş (W) sembolü ile ifade edilmektedir. Bu sembol ingilizce iş anlamına gelen work sözcüğünden gelmektedir. 5 numara ile görülen kutuda yer alan sekme ortam özelliklerini değiştirerek yüzeyin sürtünmesiz olmasını sağlamaktadır. Gerçekleştireceğiniz araştırmada bu sekmeyi işaretleyerek yüzeyi sürtünmesiz hale getiriniz. 6 numara ile görülen kutuda yer alan bölüm cismin ilk konumunu belirlemenize imkân sağlamaktadır. Kutunun altında bulunan bölüme cismin bulunmasını istediğiniz ilk konum değerini giriniz. 1. Araştırma Sorusu: Cisme etki eden kuvvet yapılan işin büyüklüğünü etkiler mi? Bu araştırma sorusunu yanıtlamak için nasıl bir yol izlenmelidir? Kısaca açıklayınız. Bu doğrultuda gerçekleştirdiğiniz işlemlere yönelik değerleri aşağıdaki tabloya kaydediniz. Tablodaki verilerden çıkarttığınız sonucu tablonun altına yazınız (gerçekleştirdiğiniz tüm ölçümler için 7 numaralı kutuda görülen değeri ayrı bir bölüme not ediniz). 1. Durum 2. Durum Uygulanan Kuvvet Yapılan İş Cismin Enerji Değişimi Cismin Aldığı Yol Araştırma Sonucu:

283 2. Araştırma Sorusu: Kuvvetin uygulandığı mesafe yapılan işin büyüklüğünü etkiler mi? Bu araştırma sorusunu yanıtlamak için nasıl bir yol izlenmelidir? Kısaca açıklayınız. Bu doğrultuda gerçekleştirdiğiniz işlemlere yönelik değerleri aşağıdaki tabloya kaydediniz. Tablodaki verilerden çıkarttığınız sonucu tablonun altına yazınız (gerçekleştirdiğiniz tüm ölçümler için 7 numaralı kutuda görülen değeri ayrı bir bölüme not ediniz). 1. Durum 2. Durum Uygulanan Kuvvet Yapılan İş Cismin Enerji Değişimi Cismin Aldığı Yol Araştırma Sonucu: 3. Araştırma Sorusu: Cisme etki eden her kuvvet iş yapar mı? Programdaki konum bölümünü yukarıda görüldüğü gibi 15,0 noktasına getiriniz. Cisim bu konumda bulunurken farklı büyüklüklerde kuvvet uygulayarak bu durumlardaki iş değerlerini belirleyiniz. Elde ettiğiniz verilerden çıkarttığınız sonucu aşağıdaki bölüme yazınız. Araştırma Sonucu:

284 Aşağıdaki şekilde cisme etki eden yerçekimi kuvveti ile cismin hareket yönü görülmektedir. Yürüttüğünüz 1. ve 2. araştırmalar boyunca 7 numaralı kutuda belirtilen W yerçekimi değerini kaydetmiştiniz. Bu ifade yerçekimi kuvvetinin yaptığı iş anlamına gelmektedir. Buna göre bu değerin neden her ölçümde 0 bulunduğunu aşağıda belirtilen şekilden de yararlanarak ifade ediniz. Gerçekleştirdiğiniz araştırmalara bağlı olarak aşağıda görülen durumlarda fiziksel olarak iş yapılıp yapılmadığını belirtiniz. Çantasını şekilde belirtildiği gibi çekerek ilerleyen Ahmet fiziksel olarak iş.. Çünkü; Şekilde belirtildiği gibi evinin duvarını iten Ali fiziksel olarak iş.. Çünkü; Çantasını belirtildiği gibi omzuna asarak yatay yolda ilerleyen Ayça fiziksel olarak iş.. Çünkü; Şekilde belirtildiği gibi evinin duvarını iten Ali fiziksel olarak iş.. Çünkü;

285 Mini Tasarım 1. Lunapark için hız treni tasarımı gerekmektedir. Bu mini tasarım görevinde size verilen malzemeler ile lunapark için bir hız treni modeli yapmanız Gerçekleştireceğiniz modelde tren olarak cam bilye, tren rayı olarak ise hortumdan elde edeceğiniz kanal düzeneğini kullanacaksanız. Bilyenin hareket edeceği kanal düzeneğinde en az bir döngü ile çeşitli tepe ve çukur noktalarına yer vermelisiniz. Cam bilye bir kez harekete geçtikten sonra dışarıdan başka bir müdahale olmaksızın düzeneğin en sonuna yerleştireceğiniz plastik kaba ulaşmalıdır. 1. Adım: Hız treni için tasarlayacağınız tren yoluna ait çiziminizi aşağıda belirtilen boşluğa çiziniz. Çiziminizin altına gerekli açıklamalara yer vermeyi unutmayınız (Bilyeyi ilk olarak hangi noktadan bırakacaksanız, tren yolundaki döngü yüksekliğiniz ne kadar olacak gibi...)

286 2. Adım: Size verilen kutuda şekilde belirtilen malzemelerin bulunup bulunmadığını kontrol ediniz. 3. Adım: Malzemeleriniz arasında bulunan hortumu aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi bir ucundan keserek kanal sisteminizi oluşturunuz. 4. Adım: Hazırladığınız kanal sistemi ile çizimini gerçekleştirdiğiniz tren yolu tasarımınızı oluşturunuz. 5. Adım: Tasarımınızı tamamladıktan sonra bilyeyi belirlediğiniz ilk konumdan serbest bırakarak hız treninizi test ediniz. Test sonuçlarına göre tasarımınız üzerinde gerekli iyileştirmeleri yapınız. Gerçekleştirdiğiniz tasarımla ilgili olarak aşağıdaki soruları yanıtlayınız. 1. Bilyeyi serbest bıraktığınız ilk noktada bilye hangi tür enerjiye sahiptir? Bilyenin hareketi boyunca en süratli olduğu nokta neresidir (Tasarım çizimi üzerinde gösteriniz)? Bilyenin hareketi boyunca kinetik enerjisinin en fazla olduğu nokta neresidir (Tasarım çizimi üzerinde gösteriniz)? Bilyenin hareketi süresince çekim potansiyel enerjisinin nasıl değiştiğini belirtiniz (Tasarım çizimi üzerinde gösteriniz)....

287 5. Bilyenin hareketi süresince kinetik enerjisinin nasıl değiştiğini belirtiniz (Tasarım çizimi üzerinde gösteriniz) Bilyenin hareketi boyunca çekim potansiyel enerjisinin en fazla olduğu nokta neresidir (Tasarım çizimi üzerinde gösteriniz)? Bilyenin hareketi boyunca çekim potansiyel enerjisinin en az olduğu nokta neresidir (Tasarım çizimi üzerinde gösteriniz)?... Sonuca varalım: Gerçekleştirdiğiniz tasarıma bağlı olarak; - Kinetik enerji ne demektir? Hangi büyüklüklere bağlı olarak değişir? Cismin kinetik enerjisinin daha fazla olması için neler yapılabilir? Açıklayınız Çekim potansiyel enerji ne demektir? Hangi büyüklüklere bağlı olarak değişir? Cismin çekim potansiyel enerjisinin daha fazla olması için neler yapılabilir? Açıklayınız Aşağıda görülen cisimlerin ne tür enerjiye sahip olduğunu belirtiniz. Salıncakta sallanan Ayça belirtilen konumdayken sahiptir, çünkü; Şekilde görülen ağacın meyveleri dallarında asılı dururken, sahiptir, çünkü;......

288 Yandaki şekilde görülen düz bir yol üzerinde hareket eden yarış arabaları... sahiptir. Çünkü Araştırma Sorusu: Enerji yok olur mu? Bu araştırma sorusuna yanıt bulabilmek için aşağıda ekran görüntüsü verilmiş olan simülasyon programı ile çalışmanız gerekmektedir. Programı açtıktan sonra kaykaycıyı verilen düzlem üzerinde belirli bir noktadan serbest bırakınız. Kaykaycının hareketi boyunca çubuk diyagram üzerinde görülen enerji değerlerinin değişimini inceleyiniz. Ekranda yer alan "friction" sekmesi ile ortamı sürtünmeli hale getirip aynı işlemleri tekrarlayınız. Araştırma Sonucu: 1.Sürtünmesiz ortamda gerçekleştirilen deney sonuçlarına göre cismin sahip olduğu enerji ile ilgili neler söylenebilir?

289 2.Sürtünmeli ortamda gerçekleştirilen deney sonuçlarına göre cismin sahip olduğu enerji ile ilgili olarak neler söylenebilir? Yürüttüğünüz araştırma sonuçlarına göre enerjinin yok olduğu söylenebilir mi? Geçmiş bilgileriniz ve gerçekleştirdiğiniz araştırma sonuçlarına göre aşağıda belirtilen olaylarda gerçekleşen enerji dönüşümlerini belirleyiniz. Su giriş bölümünden türbinlere doğru ilerlerken;... enerji... enerjiye dönüşmektedir. Türbinlerin dönmesi sonucunda jeneratör yardımıyla... enerji... enerjiye dönüşmektedir. Aşağıda yer alan boşluklara ilgili enerji türlerini yazınız.

290 Mini Tasarım 2. Pervaneli Model Uçak Yapımı Bu tasarım görevinde size verilen basit malzemeleri kullanarak pervanesi yardımıyla hareket eden bir uçak modeli tasarlamanız gerekmektedir. Bu doğrultuda Aşağıda belirtilen uygulama adımlarını izleyerek uçağınızı tasarlayınız. 1. Adım: Uçak kanat ve kuyruğu için uygun malzemeyi seçerek kanat ve kuyruğu oluşturunuz. 2. Adım: Kanat ve kuyruğu uçak gövdesine sıcak yapıştırıcı yardımıyla monte ediniz. 3. Adım: Pervanenin metal ucunu uçak gövdesi üzerinde bulunan delikten geçirerek pense yardımıyla kanca haline getiriniz. 4. Adım: Gövde üzerinde yer alan kanca ile pervanenin ucunda bulunan kanca arasına şekilde görüldüğü gibi lastik bandı geçiriniz. 5. Adım: Pervanenizi parmağınız ile 50 tur döndürerek lastik bantın sarılmasını sağlayınız. 6. Adım: Uçağınızı serbest bırakarak hareketini gözlemleyiniz. Gözlem sonuçlarınızı aşağıdaki tabloya kaydediniz. 7. Adım: Pervaneyi 70 tur döndürerek lastik bantın sarım sayısını arttırınız ve uçağınızı serbest bırakarak hareketini gözlemleyiniz. Gözlem sonuçlarınızı aşağıdaki tabloya kaydediniz. 8. Adım: Kullandığınız lastik bantı daha kalın olan bir lastik bantla değiştirerek pervanenizi 50 tur döndürünüz. Uçağınızı serbest bırakarak hareketini gözlemleyiniz. Gözlem sonuçlarınızı aşağıdaki tabloya kaydediniz. Pervane Tur Sayısı Lastik Bant Özelliği Uçağın hareketi ile ilgili gözlemler 1. Durum 2. Durum 3. Durum

291 Gerçekleştirdiğiniz etkinlikle ilgili olarak aşağıdaki soruları cevaplayınız. 1. Pervaneyi döndürdüğünüzde lastik bantta depolanan enerji türünü belirtiniz Uçağınız serbest bıraktığınız andan uçak durana kadar geçen sürede gerçekleşen enerji dönüşümleri nelerdir? 3. Belirtilen 3 durum için uçağın hareketindeki farklılıklar neden kaynaklanmaktadır? 4. Lastik bantta depolanan enerjinin büyüklüğü hangi faktörlere bağlı olarak değişmektedir? Açıklayınız Uçak harekete geçtikten bir süre sonra neden durmuştur?..

292 Büyük Tasarım Görevi: Pot Kin araba tasarımı yapmak. Gerçekleştireceğiniz tasarımda potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü ile hareket edecek bir araba modeli oluşturmanız gerekmektedir. Hazırladığınız model düz bir zemin üzerinde harekete geçmeli ve hareket ettikten sonra dışarıdan herhangi bir müdahale olmadan en az 6 metre hareket etmelidir. Bu tasarım görevi için kullanabileceğiniz bütçe en fazla 15 TL dir. Aşağıda belirtilen boşluğa gerçekleştirmeyi düşündüğün tasarımı olabildiğince detaylı olarak çizer misin? Çizimin daha anlaşılır olması için çizim üzerinde açıklamalara yer vermelisin. Tasarımınızda başarı kriterleri ve kısıtlamaları dikkate almayı unutmayınız. Tasarım Çizimi: Açıklamalarınız:

293 Grup Üyeleri; Tasarım Kararı

294 Mühendise Not: Mühendisler tasarım problemine yönelik olası çözümleri araştırdıktan sonra en uygun tasarım çözümüne karar verirler. Mühendisler bu karar verme işlemi için çeşitli yollara başvururlar. Bu yollardan biri de karar matrisleri kullanmaktır. Karar matrisleri tasarım çözümlerinin kriter ve kısıtlamalar açısından değerlendirilerek en uygun çözümün belirlenmesine yardımcı olur. Grubunuzda yer alan üyelerin büyük tasarım görevine yönelik tasarım çizimlerini inceleyiniz. Farklı çözümlere yönelik aşağıda belirtilen karar matrislerini doldurunuz. Çözüm 1: Çözüm 2: Çözüm 3: Çözüm 4: Kriter 1: Kriter 2: Kriter 3: Kriter 4: Mühendise Not: Tasarım problemleri için geliştirilen çözüm önerileri tüm beklentileri (başarı kriterlerini) karşılamayabilir. Bu durumda mühendisler farklı çözüm önerilerinin istenen özelliklerini bir araya getirerek problemi çözmeyi denerler. Çözüm 1 Çözüm 2 Çözüm 3 Çözüm 4 Kısıtlama 1: Kısıtlama 2: Kısıtlama 3: Kısıtlama 4: Mühendise Not: Tasarım problemi için geliştirilen çözüm önerilerinde bazı kriterler ve kısıtlamalar birbiri ile çelişebilir (Örneğin, kaliteli malzeme kullanırken aynı zamanda da maliyeti düşük tutmak gibi ). Bu durumda mühendisler en önemli gördükleri kriter veya kısıtlamalar için diğer kriterler veya kısıtlamalardan ödün vermeyi tercih ederler.

295 Sizin çözüm önerileriniz için böyle bir durum söz konusu mu? Herhangi bir kriterden daha önemli gördüğünüz başka bir kriter için ödün vermeniz gerekiyor mu?.. Tasarım problemine yönelik grup kararınız nedir? Bu kararı nasıl verdiniz? Farklı çözüm önerilerinin belirli özelliklerini birleştirmeyi düşündünüz mü? Açıklayınız.

296 Aşağıda belirtilen boşluğa gerçekleştirmeyi düşündüğünüz tasarımı olabildiğince detaylı olarak çiziniz. Tasarım çiziminiz: Açıklamalarınız: Tasarım çözümüz bütçe ile ilgili kısıtlamayı karşılıyor mu? Arabanızın düz zeminde uzun mesafe yol alabilmesi için ne tür önlemler düşünüyorsunuz?

297 Tasarım Değerlendirme Ölçeği Doğru cevabı daire içerisine alarak, modelinizi değerlendiriniz. Oluşturduğunuz modelde potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü gerçekleşiyor mu? Evet (1 puan) Hayır (0 puan) Oluşturduğunuz model düz bir zeminde 6 m boyunca yol alıyor mu? Evet (1 puan) Hayır (0 puan) Oluşturduğunuz modelde sürtünme kuvvetinin büyüklüğünü azaltacak önlemler aldınız mı? Evet (1 puan) Hayır (0 puan) Oluşturduğunuz model harekete başladıktan sonra dışarıdan herhangi bir müdahale gerektiriyor mu? Evet (0 puan) Hayır (1 puan) Oluşturduğunuz model 15 TL lik bütçenizi aştı mı? Evet (0 puan) Hayır (1 puan)

Çeviriye önsöz... xi Önsöz... xii Teşekkür... xv Kitabı kullanmanın yolları... xvii. Ortamı hazırlamak... 1

Çeviriye önsöz... xi Önsöz... xii Teşekkür... xv Kitabı kullanmanın yolları... xvii. Ortamı hazırlamak... 1 İÇİNDEKİLER Çeviriye önsöz... xi Önsöz... xii Teşekkür... xv Kitabı kullanmanın yolları... xvii K I S I M I... 1 Ortamı hazırlamak... 1 B Ö L Ü M 1... 3 Giriş... 3 Gerçek dünya araştırması nedir?... 3

Detaylı

Okul Temelli Mesleki Gelişim Nedir?

Okul Temelli Mesleki Gelişim Nedir? Okul Temelli Mesleki Gelişim Nedir? Okul Temelli Mesleki Gelişim (OTMG), okul içinde ve dışında öğretmenlerin mesleki bilgi, beceri, değer ve tutumlarının gelişimini destekleyen, etkili öğrenme ve öğretme

Detaylı

TEMEL EĞİTİM İKİNCİ KADEME FEN BİLGİSİ PROGRAM, DERS KİTABI, ÖĞRETMEN EL KİTABI VE CD PROJESİ

TEMEL EĞİTİM İKİNCİ KADEME FEN BİLGİSİ PROGRAM, DERS KİTABI, ÖĞRETMEN EL KİTABI VE CD PROJESİ TEMEL EĞİTİM İKİNCİ KADEME FEN BİLGİSİ PROGRAM, DERS KİTABI, ÖĞRETMEN EL KİTABI VE CD PROJESİ BÖLÜM I Genel Bilgi 1. Projenin adı: TEMEL EĞİTİM İKİNCİ KADEME (6.,7. VE 8. SINIF) FEN BİLGİSİ PROGRAM VE

Detaylı

MİLLÎ EĞİTİM UZMAN YARDIMCILIĞI GÜNCELLENMİŞ TEZ KONULARI LİSTESİ

MİLLÎ EĞİTİM UZMAN YARDIMCILIĞI GÜNCELLENMİŞ TEZ KONULARI LİSTESİ MİLLÎ EĞİTİM UZMAN YARDIMCILIĞI GÜNCELLENMİŞ TEZ KONULARI LİSTESİ (Not: Tez konuları listesi 25 yeni tez konusu da ilave edilerek güncellenmiştir.) 1. Öğretmen yetiştirme sisteminde mevcut durum analizi

Detaylı

ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÖZEL EĞİTİM ANABİLİM DALI

ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÖZEL EĞİTİM ANABİLİM DALI ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÖZEL EĞİTİM ANABİLİM DALI EĞİTİMDE BÜTÜNLEŞTİRME UYGULAMALARI TEZSİZ II. ÖĞRETİM YÜKSEK LİSANS PROGRAMINA İLİŞKİN BİLGİLER Özel gereksinimli

Detaylı

Mustafa SÖZBİLİR Şeyda GÜL Fatih YAZICI Aydın KIZILASLAN Betül OKCU S. Levent ZORLUOĞLU. efe.atauni.edu.tr

Mustafa SÖZBİLİR Şeyda GÜL Fatih YAZICI Aydın KIZILASLAN Betül OKCU S. Levent ZORLUOĞLU. efe.atauni.edu.tr Mustafa SÖZBİLİR Şeyda GÜL Fatih YAZICI Aydın KIZILASLAN Betül OKCU S. Levent ZORLUOĞLU efe.atauni.edu.tr Bu çalışma TÜBİTAK tarafından 114K725 nolu proje kapsamında desteklenmektedir. Araştırmaya gönüllü

Detaylı

MESLEKİ EĞİTİM, SANAYİ VE YÜKSEK TEKNOLOJİ

MESLEKİ EĞİTİM, SANAYİ VE YÜKSEK TEKNOLOJİ VİZYON BELGESİ (TASLAK) Türkiye 2053 Stratejik Lokomotif Sektörler MESLEKİ EĞİTİM, SANAYİ VE YÜKSEK TEKNOLOJİ Millet Hafızası ve Devlet Aklının bize bıraktığı miras ve tarihî misyon, İstanbul un Fethinin

Detaylı

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ Sosyal Bilimler Enstitüsü. Eğitim Programları ve Öğretimi Tezsiz Yüksek Lisans Programı Öğretim Planı.

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ Sosyal Bilimler Enstitüsü. Eğitim Programları ve Öğretimi Tezsiz Yüksek Lisans Programı Öğretim Planı. Ders T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ Sosyal Bilimler Enstitüsü Eğitim Programları ve Öğretimi Tezsiz Yüksek Lisans Programı Öğretim Planı Tablo 1. ve Kredi Sayıları I. Yarıyıl Ders EPO535 Eğitimde Araştırma Yöntemleri

Detaylı

The Usage of Engineering Practices in Science Education: Effects of Design Based Science Learning on Students Academic Achievement

The Usage of Engineering Practices in Science Education: Effects of Design Based Science Learning on Students Academic Achievement Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED) Cilt 9, Sayı 1, Haziran 2015, sayfa 128-164. Necatibey Faculty of Education Electronic Journal of Science and Mathematics

Detaylı

ÇALIŞMA GRUBU II Mühendislik programlarında Çekirdek Müfredat (Yeterlilik Temelli Eğitim Planı oluşturulması)

ÇALIŞMA GRUBU II Mühendislik programlarında Çekirdek Müfredat (Yeterlilik Temelli Eğitim Planı oluşturulması) ÇALIŞMA GRUBU II Mühendislik programlarında Çekirdek Müfredat (Yeterlilik Temelli Eğitim Planı oluşturulması) 28 Mart 2017 33. MDK Toplantısı, ANKARA ÇEKİRDEK EĞİTİM PROGRAMINDAN (ÇEP) NE ANLAŞILMAKTADIR?

Detaylı

MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ

MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM FAKÜLTESİ Fakültemiz 2809 sayılı Kanunun Ek 30. maddesi uyarınca Bakanlar Kurulunun 02.06.2000 tarih ve 2000-854 sayılı kararnamesiyle kurulmuş, 2001-2002 Eğitim

Detaylı

EĞİTİM BİLİMLERİ ANABİLİM DALI EĞİTİM PROGRAMLARI VE ÖĞRETİM BİLİM DALI TEZLİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI 2011 2012 EĞİTİM ÖĞRETİM PLANI

EĞİTİM BİLİMLERİ ANABİLİM DALI EĞİTİM PROGRAMLARI VE ÖĞRETİM BİLİM DALI TEZLİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI 2011 2012 EĞİTİM ÖĞRETİM PLANI EĞİTİM BİLİMLERİ ANABİLİM DALI EĞİTİM PROGRAMLARI VE ÖĞRETİM BİLİM DALI TEZLİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI 2011 2012 EĞİTİM ÖĞRETİM PLANI BİLİMSEL HAZIRLIK GÜZ YARIYILI DERSLERİ EGB501 Program Geliştirmeye Giriş

Detaylı

İlköğretim (İlkokul ve Ortaokul) Programları. Yrd.Doç.Dr.Gülçin TAN ŞİŞMAN

İlköğretim (İlkokul ve Ortaokul) Programları. Yrd.Doç.Dr.Gülçin TAN ŞİŞMAN İlköğretim (İlkokul ve Ortaokul) Programları Yrd.Doç.Dr.Gülçin TAN ŞİŞMAN Yakın Geçmiş... 1990 Eğitimi Geliştirme Projesi Dünya Bankası nın desteği - ÖME 1997 8 Yıllık Kesintisiz Eğitim 2000 Temel Eğitime

Detaylı

MATEMATİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI. Programın Temel Yapısı

MATEMATİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI. Programın Temel Yapısı MATEMATİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI Programın Temel Yapısı MATEMATİK DERSİ ÖĞRETİM PROGRAMI İlkokul ve Ortaokul 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar Çıkmış soru (ÖABT-LS) Uygulanmakta olan Ortaöğretim Matematik

Detaylı

İLKÖĞRETİM MATEMATİK ÖĞRETMENLİĞİ PROGRAMI

İLKÖĞRETİM MATEMATİK ÖĞRETMENLİĞİ PROGRAMI Program Tanımları İLKÖĞRETİM MATEMATİK ÖĞRETMENLİĞİ PROGRAMI Kuruluş: İlköğretim Matematik Öğretmenliği Programı 2013 yılından itibaren öğrenci almaya başlamıştır ve henüz mezun vermemiştir. Amaç: İlköğretim

Detaylı

MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ

MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM FAKÜLTESİ Fakültemiz 2809 sayılı Kanunun Ek 30. maddesi uyarınca Bakanlar Kurulunun 02.06.2000 tarih ve 2000-854 sayılı kararnamesiyle kurulmuş, 2001-2002 Eğitim

Detaylı

Üniversite Öğrencilerinin Eleştirel Düşünmeye Bakışlarıyla İlgili Bir Değerlendirme

Üniversite Öğrencilerinin Eleştirel Düşünmeye Bakışlarıyla İlgili Bir Değerlendirme Üniversite Öğrencilerinin Eleştirel Düşünmeye Bakışlarıyla İlgili Bir Değerlendirme Buket TAŞKIN & Süleyman Sadi SEFEROĞLU Hacettepe Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri

Detaylı

Bilgi Toplumunda Sürekli Eğitim ve Yenilikçi Eğitimci Eğitimi

Bilgi Toplumunda Sürekli Eğitim ve Yenilikçi Eğitimci Eğitimi Bilgi Toplumunda Sürekli Eğitim ve Yenilikçi Eğitimci Eğitimi Bilgi toplumunda, bilgi ve iletişim teknolojilerinin yarattığı hız ve etkileşim ağı içinde, rekabet ve kalite anlayışının değiştiği bir kültür

Detaylı

İlköğretim Fen ve Teknoloji Öğretim Programı. Fen ve Teknoloji Program ve Planlama Dersi

İlköğretim Fen ve Teknoloji Öğretim Programı. Fen ve Teknoloji Program ve Planlama Dersi İlköğretim Fen ve Teknoloji Öğretim Programı Fen ve Teknoloji Program ve Planlama Dersi Türk Milli Eğitiminin Genel Amaçları 1. Ataturk inkılap ve ilkelerine ve Anayasada ifadesini bulan Ataturk milliyetciliğine

Detaylı

Uluslar Arası Bağlamda, Doktora Eğitimi nde Tartışılan Konular

Uluslar Arası Bağlamda, Doktora Eğitimi nde Tartışılan Konular Uluslar Arası Bağlamda, Doktora Eğitimi nde Tartışılan Konular Doç. Dr. Esra İşmen Gazioğlu İstanbul HAYEF Eğitim Bilimleri Bölümü Ulusal Ve Uluslararası Boyutlarıyla Doktora Eğitimi Çalıştayı 20-21 Mayıs

Detaylı

EĞİTİM VE ÖĞRETİM 2020 BİLGİ NOTU

EĞİTİM VE ÖĞRETİM 2020 BİLGİ NOTU EĞİTİM VE ÖĞRETİM 2020 BİLGİ NOTU Sosyal, Bölgesel ve Yenilikçi Politikalar Başkanlığı (ŞUBAT 2014) Ankara 0 Avrupa 2020 Stratejisi ve Eğitim de İşbirliğinin Artan Önemi Bilimsel ve teknolojik ilerlemeler

Detaylı

KPSS/1-EB-CÖ/ Bir öğretim programında hedefler ve kazanımlara yer verilmesinin en önemli amacı aşağıdakilerden hangisidir?

KPSS/1-EB-CÖ/ Bir öğretim programında hedefler ve kazanımlara yer verilmesinin en önemli amacı aşağıdakilerden hangisidir? 82. Belgin öğretmen öğrencilerinden, Nasıl bir okul düşlerdiniz? sorusuna karşılık olarak özgün ve yaratıcı fikir, öneri ve değerlendirmeleri açıkça ve akıllarına ilk geldiği şekilde söylemelerini ister.

Detaylı

Proje Oryantasyon (SE 493) Ders Detayları

Proje Oryantasyon (SE 493) Ders Detayları Proje Oryantasyon (SE 493) Ders Detayları Ders Adı Ders Dönemi Ders Uygulama Kodu Saati Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Proje Oryantasyon SE 493 Bahar 2 0 0 2 3 Ön Koşul Ders(ler)i COMPE341 Dersin Dili

Detaylı

Bilgisayar Oyunları ve Simulasyon (COMPE 376) Ders Detayları

Bilgisayar Oyunları ve Simulasyon (COMPE 376) Ders Detayları Bilgisayar Oyunları ve Simulasyon (COMPE 376) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Uygulama Saati Saati Laboratuar Kredi AKTS Saati Bilgisayar Oyunları ve Simulasyon COMPE 376 Her İkisi 2 2 0

Detaylı

Kamu Yönetimi Bölümü Ders Tanımları

Kamu Yönetimi Bölümü Ders Tanımları Kamu Yönetimi Bölümü Ders Tanımları PA 101 Kamu Yönetimine Giriş (3,0,0,3,5) Kamu yönetimine ilişkin kavramsal altyapı, yönetim alanında geliştirilmiş teori ve uygulamaların analiz edilmesi, yönetim biliminin

Detaylı

Dünyada Ana D l Öğret m

Dünyada Ana D l Öğret m Dünyada Ana D l Öğret m -Program İncelemeler - Editör Yazarlar Yrd. Doç. Dr. Bekir İNCE Elif AYDIN Nuran BAŞOĞLU Tuğba DEMİRTAŞ Üzeyir SÜĞÜMLÜ Zekeriyya KANTAŞ Zeynep AYDEMİR Editör: DÜNYADA ANA DİLİ ÖĞRETİMİ

Detaylı

T.C. ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ SOSYAL BĠLĠMLER ENSTĠTÜSÜ FELSEFE-DĠN BĠLĠMLERĠ (DĠN EĞĠTĠMĠ) ANABĠLĠM DALI

T.C. ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ SOSYAL BĠLĠMLER ENSTĠTÜSÜ FELSEFE-DĠN BĠLĠMLERĠ (DĠN EĞĠTĠMĠ) ANABĠLĠM DALI T.C. ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ SOSYAL BĠLĠMLER ENSTĠTÜSÜ FELSEFE-DĠN BĠLĠMLERĠ (DĠN EĞĠTĠMĠ) ANABĠLĠM DALI ORTAÖĞRETĠM DĠN KÜLTÜRÜ VE AHLAK BĠLGĠSĠ ÖĞRETĠM PROGRAMLARINDA ÖĞRENCĠ KAZANIMLARININ GERÇEKLEġME DÜZEYLERĠ

Detaylı

FEN BĠLGĠSĠ EĞĠTĠMĠNĠN TEMELLERĠ

FEN BĠLGĠSĠ EĞĠTĠMĠNĠN TEMELLERĠ FEN BĠLGĠSĠ EĞĠTĠMĠNĠN TEMELLERĠ Fen Bilgisi Eğitiminin Önemi 06-14 yaş arasındaki zorunlu eğitim döneminde fen bilgisi eğitimi önemli bir yere sahiptir. Fen bilgisi eğitimi; Çocuğa yaratıcı düşünme becerisi

Detaylı

2013/101 (Y) BTYK nın 25. Toplantısı. Üstün Yetenekli Bireyler Stratejisi nin İzlenmesi [2013/101] KARAR

2013/101 (Y) BTYK nın 25. Toplantısı. Üstün Yetenekli Bireyler Stratejisi nin İzlenmesi [2013/101] KARAR 2013/101 (Y) Üstün Yetenekli Bireyler Stratejisi nin İzlenmesi [2013/101] BTYK nın 2009/102 no.lu kararı kapsamında hazırlanan ve 25. toplantısında onaylanan Üstün Yetenekli Bireyler Stratejisi nin koordinasyonunun

Detaylı

Zirve Üniversitesi Eğitim Fakültesi Sınıf Öğretmenliği ABD Ders Ġçerikleri

Zirve Üniversitesi Eğitim Fakültesi Sınıf Öğretmenliği ABD Ders Ġçerikleri Zirve Üniversitesi Eğitim Fakültesi Sınıf Öğretmenliği ABD Ders Ġçerikleri 5.DÖNEM 6.DÖNEM DERSLER T U K ECTS DERSLER T U K ECTS SNF 301 FEN VE TEK. ÖĞR. 4 0 4 6 SNF 304 TÜRKÇE ÖĞRETIMI 4 0 4 6 SNF 303

Detaylı

Ders Kodu: FIZ 234 Ders Adı: Klasik Mekanik Dersin Dönemi: Bahar Dönemi Dersi Veren Öğretim Üyesi: Yrd. Doç. Dr.

Ders Kodu: FIZ 234 Ders Adı: Klasik Mekanik Dersin Dönemi: Bahar Dönemi Dersi Veren Öğretim Üyesi: Yrd. Doç. Dr. Ders Kodu: FIZ 234 Ders Adı: Klasik Mekanik Dersin Dönemi: 204-205 Bahar Dönemi Dersi Veren Öğretim Üyesi: Yrd. Doç. Dr. Betül USTA 2 3 4 5 7% 3% 23% 37% 30% Bu ders ile ilgili temel kavramları, yasaları

Detaylı

BÖLÜM 5 SONUÇ VE ÖNERİLER. Bu bölümde araştırmanın bulgularına dayalı olarak ulaşılan sonuçlara ve geliştirilen önerilere yer verilmiştir.

BÖLÜM 5 SONUÇ VE ÖNERİLER. Bu bölümde araştırmanın bulgularına dayalı olarak ulaşılan sonuçlara ve geliştirilen önerilere yer verilmiştir. BÖLÜM 5 SONUÇ VE ÖNERİLER Bu bölümde araştırmanın bulgularına dayalı olarak ulaşılan sonuçlara ve geliştirilen önerilere yer verilmiştir. 1.1.Sonuçlar Öğretmenlerin eleştirel düşünme becerisini öğrencilere

Detaylı

Öğretmenlerin Eğitimde Bilgi ve İletişim Teknolojilerini Kullanma Konusundaki Yeterlilik Algılarına İlişkin Bir Değerlendirme

Öğretmenlerin Eğitimde Bilgi ve İletişim Teknolojilerini Kullanma Konusundaki Yeterlilik Algılarına İlişkin Bir Değerlendirme Öğretmenlerin Eğitimde Bilgi ve İletişim Teknolojilerini Kullanma Konusundaki Yeterlilik Algılarına İlişkin Bir Değerlendirme Fatma Kübra ÇELEN & Prof. Dr. Süleyman Sadi SEFEROĞLU Hacettepe Üniversitesi

Detaylı

5 (%) 1 Bu ders ile ilgili temel kavramları, yasaları ve bunlar arasındaki ilişkileri

5 (%) 1 Bu ders ile ilgili temel kavramları, yasaları ve bunlar arasındaki ilişkileri Ders Kodu: FIZ 438 Ders Adı: Yarıiletken Fiziği Dersin Dönemi: 2014-2015 Bahar Dersi Veren Öğretim Üyesi: Doç. Dr. Sadık Bağcı Ders Çıktılarının Gerçekleşme Derecesi Anketi Sonuçları 1 (%) 2 (%) 3 (%)

Detaylı

Yapay Zeka (MECE 441) Ders Detayları

Yapay Zeka (MECE 441) Ders Detayları Yapay Zeka (MECE 441) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Yapay Zeka MECE 441 Bahar 3 0 0 3 4 Ön Koşul Ders(ler)i Yok Dersin Dili Dersin Türü

Detaylı

Teması sektörümüzdeki Yüksek Teknoloji Uygulamaları olan 11. Teknik Müşavirlik Kongremize hoş geldiniz.

Teması sektörümüzdeki Yüksek Teknoloji Uygulamaları olan 11. Teknik Müşavirlik Kongremize hoş geldiniz. 1 Sayın Bakanım, Sayın Bürokratlar, Değerli Başkanlar ve Akademisyenler, Türk Müşavir Mühendis ve Mimarlar Birliği nin Değerli Üyeleri, Saygıdeğer Konuklar, Teması sektörümüzdeki Yüksek Teknoloji Uygulamaları

Detaylı

MATEMATİK OKURYAZARLIĞI

MATEMATİK OKURYAZARLIĞI MATEMATİK OKURYAZARLIĞI VE PISA EDİTÖR Tangül KABAEL YAZARLAR Tangül KABAEL Ayla ATA BARAN Fatma KIZILTOPRAK Ömer DENİZ Emre EV ÇİMEN Hatice Kübra GÜLER 2. Baskı Ankara 2019 MATEMATİK OKURYAZARLIĞI VE

Detaylı

BÖLÜM 1 Nitel Araştırmayı Anlamak Nitel Bir Araştırmacı Gibi Düşünmek Nicel Araştırmaya Dayalı Nitel Bir Araştırma Yürütme...

BÖLÜM 1 Nitel Araştırmayı Anlamak Nitel Bir Araştırmacı Gibi Düşünmek Nicel Araştırmaya Dayalı Nitel Bir Araştırma Yürütme... İÇİNDEKİLER Ön söz... xiii Amaç... xiii Okuyucu Kitle... xiv Kitabı Tanıyalım... xiv Yazım Özellikleri... xv Teşekkür... xvi İnternet Kaynakları... xvi Çevirenin Sunuşu... xvii Yazar Hakkında... xix Çeviren

Detaylı

Program Eğitim Amaçları

Program Eğitim Amaçları Program Eğitim Amaçları Eğitim amaçlarımız; programımız mezunlarının yakın bir gelecekte erişmeleri istenen kariyer hedeflerini ve mesleki beklentilerini tanımlayan genel ifadelerden oluşmakta olup aşağıda

Detaylı

daha çok göz önünde bulundurulabilir. Öğrencilerin dile karşı daha olumlu bir tutum geliştirmeleri ve daha homojen gruplar ile dersler yürütülebilir.

daha çok göz önünde bulundurulabilir. Öğrencilerin dile karşı daha olumlu bir tutum geliştirmeleri ve daha homojen gruplar ile dersler yürütülebilir. ÖZET Üniversite Öğrencilerinin Yabancı Dil Seviyelerinin ve Yabancı Dil Eğitim Programına Karşı Tutumlarının İncelenmesi (Aksaray Üniversitesi Örneği) Çağan YILDIRAN Niğde Üniversitesi, Sosyal Bilimler

Detaylı

Öğrenim Kazanımları Bu programı başarı ile tamamlayan öğrenci;

Öğrenim Kazanımları Bu programı başarı ile tamamlayan öğrenci; Image not found http://bologna.konya.edu.tr/panel/images/pdflogo.png Ders Adı : MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders No : 0700000 : Pratik : 0 Kredi : ECTS : Ders Bilgileri Ders Türü Öğretim Dili Öğretim Tipi

Detaylı

Bahar Dönemi Fizik Bölümü Fizik II Dersi Çıktılarının Gerçekleşme Derecesi Program Çıktılarının Ders Kazanımlarına Katkısı Anketi

Bahar Dönemi Fizik Bölümü Fizik II Dersi Çıktılarının Gerçekleşme Derecesi Program Çıktılarının Ders Kazanımlarına Katkısı Anketi 2014-201 Bahar Dönemi Fizik Bölümü Fizik II Dersi Çıktılarının Gerçekleşme Derecesi Program Çıktılarının Ders Kazanımlarına Katkısı Anketi 1 Orta Yüksek Yüksek 2 3 4 Bu ders ile ilgili temel kavramları,

Detaylı

İÇİNDEKİLER. Karşılaştırmalı Eğitim Nedir?... 1 Yabancı Ülkelerde Eğitim... 4 Uluslararası Eğitim... 5 Kaynakça... 12

İÇİNDEKİLER. Karşılaştırmalı Eğitim Nedir?... 1 Yabancı Ülkelerde Eğitim... 4 Uluslararası Eğitim... 5 Kaynakça... 12 İÇİNDEKİLER Karşılaştırmalı Eğitim Nedir?... 1 Yabancı Ülkelerde Eğitim... 4 Uluslararası Eğitim... 5 Kaynakça... 12 I. ALMANYA EĞİTİM SİSTEMİ 1. DOĞAL FAKTÖRLER (Coğrafi Yapı, İklim Koşulları)... 14 1.1.

Detaylı

Öğretmen Yetiştirme ve Eğitimi Genel Müdürlüğü

Öğretmen Yetiştirme ve Eğitimi Genel Müdürlüğü Ek 1 ÖZ DEĞERLENDİRME FORMU (Öğretmenlik Mesleği Genel Yeterliklerine İlişkin) Sayın Öğretmenim, Bu form, sizin kişisel ve mesleki yeterlik düzeyinizi kendi bakış açınızla değerlendirmeniz için hazırlanmıştır.

Detaylı

06-14 yaș arasındaki zorunlu eğitim döneminde fen bilgisi eğitimi önemli bir yere sahiptir.

06-14 yaș arasındaki zorunlu eğitim döneminde fen bilgisi eğitimi önemli bir yere sahiptir. FEN BİLGİSİ EĞİTİMİNİN TEMELLERİ Fen Bilgisi Eğitiminin Önemi 06-14 yaș arasındaki zorunlu eğitim döneminde fen bilgisi eğitimi önemli bir yere sahiptir. Fen bilgisi eğitimi; Çocuğa yaratıcı düșünme becerisi

Detaylı

Ders Kodu: FIZ 306 Ders Adı: Katıhal Fiziği-İntibak Dersin Dönemi: Güz Dönemi Dersi Veren Öğretim Üyesi: Yrd. Doç. Dr.

Ders Kodu: FIZ 306 Ders Adı: Katıhal Fiziği-İntibak Dersin Dönemi: Güz Dönemi Dersi Veren Öğretim Üyesi: Yrd. Doç. Dr. Ders Kodu: FIZ 306 Ders Adı: Katıhal Fiziği-İntibak Dersin Dönemi: 2014-2015 Güz Dönemi Dersi Veren Öğretim Üyesi: Yrd. Doç. Dr. Metin Aslan 1 Orta 2 3 4 5 Bu ders ile ilgili temel kavramları, yasaları

Detaylı

T.C. MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

T.C. MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ T.C. MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEZ ÖNERİSİ HAZIRLAMA KILAVUZU MART, 2017 MUĞLA T.C. MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ.... ANABİLİM DALI.... BİLİM

Detaylı

ÜNİVERSİTE SANAYİ İŞBİRLİĞİNİN GELİŞTİRİLMESİ ve İYİ UYGULAMA ÖRNEKLERİ SEMİNERİ

ÜNİVERSİTE SANAYİ İŞBİRLİĞİNİN GELİŞTİRİLMESİ ve İYİ UYGULAMA ÖRNEKLERİ SEMİNERİ MESLEKİ ve TEKNİK EĞİTİMDE ÜNİVERSİTE SANAYİ İŞBİRLİĞİNİN GELİŞTİRİLMESİ ve İYİ UYGULAMA ÖRNEKLERİ SEMİNERİ 19 /04/ 2010 Azize Gökmen Genç Nüfus Yapısına Sahip Türkiye Bugün; GENÇ İŞSİZLER Sorununu Tartışmaktadır.

Detaylı

İÇİNDEKİLER. ÖNSÖZ... v. ŞEKİLLER LİSTESİ... xxi. ÇİZELGELER LİSTESİ... xxiii BİRİNCİ KESİM BİLİMSEL İRADE VE ARAŞTIRMA EĞİTİMİNE TOPLU BAKIŞ

İÇİNDEKİLER. ÖNSÖZ... v. ŞEKİLLER LİSTESİ... xxi. ÇİZELGELER LİSTESİ... xxiii BİRİNCİ KESİM BİLİMSEL İRADE VE ARAŞTIRMA EĞİTİMİNE TOPLU BAKIŞ İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ... v ŞEKİLLER LİSTESİ... xxi ÇİZELGELER LİSTESİ... xxiii BİRİNCİ KESİM BİLİMSEL İRADE VE ARAŞTIRMA EĞİTİMİNE TOPLU BAKIŞ BÖLÜM 1. BİLİMSEL İRADE ALGI ÇERÇEVESİ... 3 BİLGİNİN KAYNAĞI:

Detaylı

Staj II (EE 499) Ders Detayları

Staj II (EE 499) Ders Detayları Staj II (EE 499) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Staj II EE 499 Bahar 0 0 0 0 4 Ön Koşul Ders(ler)i Dersin Dili Dersin Türü Dersin Seviyesi

Detaylı

İÇİNDEKİLER BİLİMSEL ARAŞTIRMAYA İLİŞKİN TEMEL KAVRAMLAR

İÇİNDEKİLER BİLİMSEL ARAŞTIRMAYA İLİŞKİN TEMEL KAVRAMLAR İÇİNDEKİLER BÖLÜM I Doç. Dr. Hüseyin Yolcu BİLİMSEL ARAŞTIRMAYA İLİŞKİN TEMEL KAVRAMLAR Giriş -------------------------------------------------------------------------------------------- 3 Bilim ve Bilimsel

Detaylı

REHBERLİK NEDİR? Bahsedilen rehberlik tanımlarının ortak yönleri ise:

REHBERLİK NEDİR? Bahsedilen rehberlik tanımlarının ortak yönleri ise: REHBERLİK SÜREÇLERİ REHBERLİK NEDİR? Bireye kendini anlaması, çevredeki olanakları tanıması ve doğru kararlar vererek özünü gerçekleştirebilmesi için yapılan sistematik ve profesyonel yardım sürecidir

Detaylı

Tez Konularında Özel Çalışmalar (MECE 598) Ders Detayları

Tez Konularında Özel Çalışmalar (MECE 598) Ders Detayları Tez Konularında Özel Çalışmalar (MECE 598) Ders Detayları Ders Adı Tez Konularında Özel Çalışmalar Ders Kodu MECE 598 Dönemi Ders Uygulama Laboratuar Kredi AKTS Saati Saati Saati Bahar 0 0 0 0 10 Ön Koşul

Detaylı

İÇİNDEKİLER BÖLÜM III: HAYAT BİLGİSİ VE SOSYAL BİLGİLER

İÇİNDEKİLER BÖLÜM III: HAYAT BİLGİSİ VE SOSYAL BİLGİLER Önsöz İÇİNDEKİLER BÖLÜM I: HAYAT BİLGİSİ VE SOSYAL BİLGİLER ÖĞRETİMİNİN TANIMI, ÖNEMİ VE ÖZELLİKLERİ 11 Giriş 12 Hayat ve Sosyal Bilgilerin Tanımı 13 Sosyal Bilimler ile Sosyal Bilgiler Farkı 13 Demokratik

Detaylı

Endüstri Mühendisliği Tasarımı II (IE 402) Ders Detayları

Endüstri Mühendisliği Tasarımı II (IE 402) Ders Detayları Endüstri Mühendisliği Tasarımı II (IE 402) Ders Detayları Ders Adı Ders Dönemi Ders Uygulama Laboratuar Kredi AKTS Kodu Saati Saati Saati Endüstri Mühendisliği Tasarımı II IE 402 Güz 1 4 0 3 14 Ön Koşul

Detaylı

E-Ticaret ve KKP (IE 421) Ders Detayları

E-Ticaret ve KKP (IE 421) Ders Detayları E-Ticaret ve KKP (IE 421) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS E-Ticaret ve KKP IE 421 Her İkisi 3 0 0 3 5 Ön Koşul Ders(ler)i Dersin Dili Dersin

Detaylı

Endüstri Mühendisliği Tasarımı I (IE 401) Ders Detayları

Endüstri Mühendisliği Tasarımı I (IE 401) Ders Detayları Endüstri Mühendisliği Tasarımı I (IE 401) Ders Detayları Ders Adı Ders Dönemi Ders Uygulama Laboratuar Kredi AKTS Kodu Saati Saati Saati Endüstri Mühendisliği Tasarımı I IE 401 Güz 2 2 0 3 11 Ön Koşul

Detaylı

Genel Fizik I (PHYS 101) Ders Detayları

Genel Fizik I (PHYS 101) Ders Detayları Genel Fizik I (PHYS 101) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Genel Fizik I PHYS 101 Güz 3 2 0 4 6 Ön Koşul Ders(ler)i Dersin Dili Dersin Türü

Detaylı

YÖNETİCİ GELİŞTİRME PLUS. Programın Amacı: Yönetici Geliştirme Eğitimi. Yönetici Geliştirme Uzmanlığı Eğitim Konu Başlıkları. Kariyerinize Katkıları

YÖNETİCİ GELİŞTİRME PLUS. Programın Amacı: Yönetici Geliştirme Eğitimi. Yönetici Geliştirme Uzmanlığı Eğitim Konu Başlıkları. Kariyerinize Katkıları YÖNETİCİ GELİŞTİRME 360 Yönetici Geliştirme Eğitimi İşletmelerde kalıcı başarının sağlanması, kurumun stratejik hedefleri ile uyumlu, yüksek performans göstermeye odaklanmış; motive olmuş takımları oluşturmak

Detaylı

Genel Fizik I (PHYS 101) Ders Detayları

Genel Fizik I (PHYS 101) Ders Detayları Genel Fizik I (PHYS 101) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Genel Fizik I PHYS 101 Güz 3 2 0 4 6 Ön Koşul Ders(ler)i Dersin Dili Dersin Türü

Detaylı

İçindekiler. Sayfa. vii

İçindekiler. Sayfa. vii İçindekiler Sayfa Bölüm 1. Genel Bakış. 1 Temel Kavramlar.. 1 Eğitim... 3 Öğrenme.. 5 Öğretim. 6 Yetiştirme. 7 Öğretim Tasarımı Süreci... 8 Öğretim Tasarımını Tanımlama Çabaları.. 12 Öğretim Tasarımının

Detaylı

Mimari Anlatım Teknikleri II (MMR 104) Ders Detayları

Mimari Anlatım Teknikleri II (MMR 104) Ders Detayları Mimari Anlatım Teknikleri II (MMR 104) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Mimari Anlatım Teknikleri II MMR 104 Bahar 2 2 0 3 6 Ön Koşul Ders(ler)i

Detaylı

Çukurova Üniversitesi ve Adaso Protokolü Odamız, üniversite-sanayi işbirliğinin geliştirilmesine amacıyla, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık

Çukurova Üniversitesi ve Adaso Protokolü Odamız, üniversite-sanayi işbirliğinin geliştirilmesine amacıyla, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık 22.06.2016 Kapsam ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ ADANA SANAYİ ODASI ARASINDAKİ İŞBİRLİĞİ PROTOKOLÜ KAPSAMINDA ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ TEKSTİL VE ENDÜSTRİ BÖLÜMÜNE KAYITLI LİSANS ÖĞRENCİLERİNİN;

Detaylı

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM FAKÜLTESİ DÖRDÜNCÜ SINIF ÖĞRENCİLERİNİN ÖĞRETMENLİK MESLEĞİNE KARŞI TUTUMLARI

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM FAKÜLTESİ DÖRDÜNCÜ SINIF ÖĞRENCİLERİNİN ÖĞRETMENLİK MESLEĞİNE KARŞI TUTUMLARI SAKARYA ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM FAKÜLTESİ DÖRDÜNCÜ SINIF ÖĞRENCİLERİNİN ÖĞRETMENLİK MESLEĞİNE KARŞI TUTUMLARI Arş.Gör. Duygu GÜR ERDOĞAN Sakarya Üniversitesi Eğitim Fakültesi dgur@sakarya.edu.tr Arş.Gör. Demet

Detaylı

Sınıf Öğretmenliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Ders İçerikleri

Sınıf Öğretmenliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Ders İçerikleri Sınıf Öğretmenliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Ders İçerikleri Okuma-Yazma Öğretimi Teori ve Uygulamaları ESN721 1 3 + 0 7 Okuma yazmaya hazıroluşluk, okuma yazma öğretiminde temel yaklaşımlar, diğer ülke

Detaylı

TÜRKİYE DE MESLEKİ EĞİTİM

TÜRKİYE DE MESLEKİ EĞİTİM Uzman Melisa KORKMAZ TÜRKİYE DE MESLEKİ EĞİTİM Eğitimde Genel Görünüm Günümüz küresel rekabet ortamında bilgi ve bilgi teknolojileri giderek önem kazanmakta, ülkeler her geçen gün hızla gelişen teknoloji

Detaylı

Uluslararası Öğrencilerin Ülke ve Üniversite Seçimlerini Etkileyen Faktörler

Uluslararası Öğrencilerin Ülke ve Üniversite Seçimlerini Etkileyen Faktörler Uluslararası Öğrencilerin Ülke ve Üniversite Seçimlerini Etkileyen Faktörler İSTANBUL AYDIN ÜNİVERSİTESİ Yüksek Öğretim Çalışmaları Uygulama ve Araştırma Merkezi Eğitim Fakültesi 2 Giriş Dünyadaki hızlı

Detaylı

T.C. İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ AÇIK VE UZAKTAN EĞİTİM FAKÜLTESİ MÜFREDAT FORMU Ders İzlencesi

T.C. İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ AÇIK VE UZAKTAN EĞİTİM FAKÜLTESİ MÜFREDAT FORMU Ders İzlencesi T.C. İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ AÇIK VE UZAKTAN EĞİTİM FAKÜLTESİ MÜFREDAT FORMU Ders İzlencesi Sayı : Tarih : 11.1.216 Diploma Program Adı : MEDYA VE İLETİŞİM, ÖNLİSANS PROGRAMI, (UZAKTAN ÖĞRETİM) Akademik

Detaylı

Kısaca İçindekiler. KISIM I: Sosyal Bilgilere Giriş. KISIM II: Sosyal Bilgiler Öğretimin Temelleri

Kısaca İçindekiler. KISIM I: Sosyal Bilgilere Giriş. KISIM II: Sosyal Bilgiler Öğretimin Temelleri iv / Künye Kısaca İçindekiler KISIM I: Sosyal Bilgilere Giriş Bölüm 1: Sosyal Bilgiler Öğretiminin ve Öğreniminin Geçmişi, Bugünü ve Geleceği KISIM II: Sosyal Bilgiler Öğretimin Temelleri Bölüm 2: Sosyal

Detaylı

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS DERS BİLGİLERİ Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS İnsan-bilgisayar Etkileşimi BIL429 7 3+0 3 5 Ön Koşul Dersleri Yok Dersin Dili Dersin Seviyesi Dersin Türü Türkçe Lisans Seçmeli / Yüz

Detaylı

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS DERS BİLGİLERİ Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS Girişimcilik Ar-ge ve İnovasyon BIL447 7 3+0 3 5 Ön Koşul Dersleri Yok Dersin Dili Dersin Seviyesi Dersin Türü Türkçe Lisans Seçmeli

Detaylı

İSO YÖNETİM KURULU BAŞKANI ERDAL BAHÇIVAN IN KONUŞMASI

İSO YÖNETİM KURULU BAŞKANI ERDAL BAHÇIVAN IN KONUŞMASI İSO YÖNETİM KURULU BAŞKANI ERDAL BAHÇIVAN IN KONUŞMASI 2023 e 10 Kala Kamu Üniversite Sanayi İşbirliği Bölgesel Toplantısı nda konuya yönelik düşüncelerimi ifade etmeden önce sizleri, şahsım ve İstanbul

Detaylı

128770-CP-1-2006-1-PT-COMENIUS-C21

128770-CP-1-2006-1-PT-COMENIUS-C21 Socrates-Comenius, Eylem 2.1. Projesi Bir Eğitim Projesi olarak Tarihi Olayları Yeniden Canlandırma Eğitimden Eyleme Referans: 128770-CP-1-2006-1-PT-COMENIUS-C21 ÖĞRETMEN EĞİTİMİ PROGRAMI PLAN DURUM Pek

Detaylı

İÇİNDEKİLER ÖN SÖZ...

İÇİNDEKİLER ÖN SÖZ... İÇİNDEKİLER ÖN SÖZ ÖZET ABSTRACT... iii... v... vii TABLO LİSTESİ... xiii ŞEKİL LİSTESİ... xv 1. Bölüm: GİRİŞ... 1 2. Bölüm: 21. YÜZYILDA EĞİTİM SİSTEMİNİN BAZI ÖZELLİKLERİ VE OKUL GELİŞTİRMEYE ETKİLERİ...

Detaylı

MBA MBA. İslami Finans ve Ekonomi. Yüksek Lisans Programı (Tezsiz, Türkçe)

MBA MBA. İslami Finans ve Ekonomi. Yüksek Lisans Programı (Tezsiz, Türkçe) MBA 1 MBA İslami Finans ve Ekonomi Yüksek Lisans Programı (Tezsiz, Türkçe) Neden ŞEHİR? Uluslararası yetkinliğe ve sektör tecrübesine sahip eğitim kadrosu 2 Disiplinel yaklaşım yerine, disiplinler arası

Detaylı

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 ÇAĞDAŞ EĞİTİMDE ÖĞRENCİ KİŞİLİK HİZMETLERİNİN YERİ VE ÖNEMİ BÖLÜM 2 EĞİTİM SÜRECİNDE REHBERLİK HİZMETLERİ

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 ÇAĞDAŞ EĞİTİMDE ÖĞRENCİ KİŞİLİK HİZMETLERİNİN YERİ VE ÖNEMİ BÖLÜM 2 EĞİTİM SÜRECİNDE REHBERLİK HİZMETLERİ İÇİNDEKİLER ÇAĞDAŞ EĞİTİMDE ÖĞRENCİ KİŞİLİK HİZMETLERİNİN YERİ VE ÖNEMİ BÖLÜM 1 Çağdaş Anlayışa Göre Eğitim...3 Eğitimin Amaçları...3 İşlevi....4 Okulun Yapısı...4 Öğrenci Kişilik Hizmetleri (Ö.K.H.)....5

Detaylı

OKUL ÖNCESİ REHBERLİK HİZMETİ

OKUL ÖNCESİ REHBERLİK HİZMETİ OKUL ÖNCESİ REHBERLİK HİZMETİ Marmara Evleri Anaokulunda Rehberlik Hizmetleri (3 6 yaş) Okulumuzdaki tüm öğrencilerin her yönüyle sağlıklı gelişmeleri, okul ortamına uyum sağlamaları ve kapasitelerini

Detaylı

Elektrik Mühendisliğine Giriş (EE 234) Ders Detayları

Elektrik Mühendisliğine Giriş (EE 234) Ders Detayları Elektrik Mühendisliğine Giriş (EE 234) Ders Detayları Ders Adı Ders Dönemi Ders Kodu Saati Uygulama Saati Laboratuar Kredi AKTS Saati Elektrik Mühendisliğine Giriş EE 234 Her İkisi 2 2 0 3 5 Ön Koşul Ders(ler)i

Detaylı

MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEZ ÖNERİSİ HAZIRLAMA KILAVUZU

MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEZ ÖNERİSİ HAZIRLAMA KILAVUZU MUĞLA SITKI KOÇMAN ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEZ ÖNERİSİ HAZIRLAMA KILAVUZU 2014 ÖNSÖZ Eğitim Bilimleri Enstitüsü 13/11/2010 tarih ve 27758 Sayılı Resmi Gazetede yayınlanan 2010/1053 Sayılı

Detaylı

13. ULUSAL PSİKOLOJİK DANIŞMA VE REHBERLİK KONGRESİ BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI. 07-09 Ekim, 2015 Mersin

13. ULUSAL PSİKOLOJİK DANIŞMA VE REHBERLİK KONGRESİ BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI. 07-09 Ekim, 2015 Mersin 13. ULUSAL PSİKOLOJİK DANIŞMA VE REHBERLİK KONGRESİ BİLDİRİ ÖZETLERİ KİTABI 07-09 Ekim, 2015 Mersin 2 İÇİNDEKİLER Davet Mektubu... 5 Genel Bilgiler... 7 Kurullar... 8 Davetli Konuşmacılar... 12 Paneller

Detaylı

Herkes bir yerden başlar...

Herkes bir yerden başlar... Herkes bir yerden başlar... Başlıklar 1. Robot Akademide Neler Yapıyoruz. 2. Neden Robotik! 3. Derslerimizi Nasıl Planlıyoruz. 4. Öğrencilerimizin Kazanımları Nelerdir.? 5. Her Öğrencimiz Bizim İçin Değerlidir.

Detaylı

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 SOSYAL BİLGİLER PROGRAMLARININ TARİHİ GELİŞİMİ BÖLÜM 2 SOSYAL BİLGİLER PROGRAMININ YAPISI VE ÖZELİKLERİ

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 SOSYAL BİLGİLER PROGRAMLARININ TARİHİ GELİŞİMİ BÖLÜM 2 SOSYAL BİLGİLER PROGRAMININ YAPISI VE ÖZELİKLERİ İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 SOSYAL BİLGİLER PROGRAMLARININ TARİHİ GELİŞİMİ Yrd. Doç. Dr. Muzaffer ÇATAK Bölüm Hedefleri... 1 Sosyal Bilgiler ve Sosyal Bilimler... 2 Programlar Üzerinden Sosyal Bilgilerin Tarihi

Detaylı

TEZSİZ YÜKSEK LİSANS PROJE ONAY FORMU

TEZSİZ YÜKSEK LİSANS PROJE ONAY FORMU iii TEZSİZ YÜKSEK LİSANS PROJE ONAY FORMU Eğitim Bilimleri Anabilim Dalı, Eğitim Yönetimi, Teftişi, Planlaması ve Ekonomisi Bilim Dalı öğrencisi Rabia HOŞ tarafından hazırlanan " Okul Öncesi Eğitim Kurumlarında

Detaylı

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. Mezun Bilgi Formu

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. Mezun Bilgi Formu YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Mezun Bilgi Formu Bu çalışma; Program Çıktılarının mezunlarımız tarafından ne ölçüde sağlandığının belirlenebilmesi amacıyla hazırlanmıştır.

Detaylı

BĠYOLOJĠ EĞĠTĠMĠ LĠSANSÜSTÜ ÖĞRENCĠLERĠNĠN LĠSANSÜSTÜ YETERLĠKLERĠNE ĠLĠġKĠN GÖRÜġLERĠ

BĠYOLOJĠ EĞĠTĠMĠ LĠSANSÜSTÜ ÖĞRENCĠLERĠNĠN LĠSANSÜSTÜ YETERLĠKLERĠNE ĠLĠġKĠN GÖRÜġLERĠ 359 BĠYOLOJĠ EĞĠTĠMĠ LĠSANSÜSTÜ ÖĞRENCĠLERĠNĠN LĠSANSÜSTÜ YETERLĠKLERĠNE ĠLĠġKĠN GÖRÜġLERĠ Osman ÇİMEN, Gazi Üniversitesi, Biyoloji Eğitimi Anabilim Dalı, Ankara, osman.cimen@gmail.com Gonca ÇİMEN, Milli

Detaylı

Eğitimde Yeterlilikleri Artırma Projesi

Eğitimde Yeterlilikleri Artırma Projesi PROJE DÖNGÜSÜ SEMİNERİ 07-11.05. 2018 TR4 - DOĞU MARMARA BÖLGESİ 7. MASA ÇALIŞTAYI Eğitimde Yeterlilikleri Artırma Projesi PROJE FİKRİ A EĞİTİM VE ÖĞRETİME ERİŞİM ve TAMAMLAMA 1 Ailelerin eğitim düzeyinin

Detaylı

Müze Profesyonelleri için Eğitim Modülü. Prof. Dr. Ayşe Çakır İlhan*

Müze Profesyonelleri için Eğitim Modülü. Prof. Dr. Ayşe Çakır İlhan* Müze Profesyonelleri için Eğitim Modülü Prof. Dr. Ayşe Çakır İlhan* Projenin Ortakları: Kültür ve Turizm Bakanlığı,Ankara Üniversitesi, Etnoğrafya Müzesi, TURKKAD,Euro Innovanet-İtalya, Ironbridge George

Detaylı

Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu 28. Toplantısı. Yeni Kararlar

Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu 28. Toplantısı. Yeni Kararlar Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu 8. Toplantısı Yeni Kararlar İÇİNDEKİLER. Yeni Kararlar.. Üniversitelerin Ar-Ge Stratejilerinin Geliştirilmesine Yönelik Çalışmalar Yapılması [05/0].. Doktora Derecesine

Detaylı

22. Baskı İçin... TEŞEKKÜR ve BİRKAÇ SÖZ

22. Baskı İçin... TEŞEKKÜR ve BİRKAÇ SÖZ 22. Baskı İçin... TEŞEKKÜR ve BİRKAÇ SÖZ Eğitimde Rehberlik Hizmetleri kitabına gösterilen ilgi, akademik yaşamımda bana psikolojik doyumların en büyüğünü yaşattı. 2000 yılının Eylül ayında umut ve heyecanla

Detaylı

BAYBURT ÜNİVERSİTESİ BOLOGNA SÜRECİ (Program Tanıtımı ve Program Çıktıları)

BAYBURT ÜNİVERSİTESİ BOLOGNA SÜRECİ (Program Tanıtımı ve Program Çıktıları) BAYBURT ÜNİVERSİTESİ BOLOGNA SÜRECİ (Program Tanıtımı ve Program Çıktıları) Program Eğitim amaçları, bir programın eğitsel misyonunu nasıl planlamayı sağladığını ve paydaşlarının gereksinimlerini nasıl

Detaylı

T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI ÖĞRETMEN YETİŞTİRME

T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI ÖĞRETMEN YETİŞTİRME T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI ÖĞRETMEN YETİŞTİRME ve GELİŞTİRME GENEL MÜDÜRLÜĞÜ ÖĞRETMENLERİN 2018 HAZİRAN DÖNEMİ MESLEKİ ÇALIŞMA PROGRAMI ANKARA-2018 İÇİNDEKİLER Genel Açıklamalar... 3 Milli Eğitim Bakanlığı

Detaylı

Olasılık ve İstatistik II (IE 202) Ders Detayları

Olasılık ve İstatistik II (IE 202) Ders Detayları Olasılık ve İstatistik II (IE 202) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Olasılık ve İstatistik II IE 202 Bahar 3 0 0 3 5 Ön Koşul Ders(ler)i Olasılık

Detaylı

ÖĞRETMEN ADAYLARININ PROBLEM ÇÖZME BECERİLERİ

ÖĞRETMEN ADAYLARININ PROBLEM ÇÖZME BECERİLERİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ PROBLEM ÇÖZME BECERİLERİ Doç. Dr. Deniz Beste Çevik Balıkesir Üniversitesi Necatibey Eğitim Fakültesi Güzel Sanatlar Eğitimi Bölümü Müzik Eğitimi Anabilim Dalı beste@balikesir.edu.tr

Detaylı

Bir çalışmanın yazılı bir planıdır. Araştırmacının yapmayı plandıklarını ayrıntılı olarak ifade etmesini sağlar. Araştırmacıya yapılması gerekenleri

Bir çalışmanın yazılı bir planıdır. Araştırmacının yapmayı plandıklarını ayrıntılı olarak ifade etmesini sağlar. Araştırmacıya yapılması gerekenleri Bir çalışmanın yazılı bir planıdır. Araştırmacının yapmayı plandıklarını ayrıntılı olarak ifade etmesini sağlar. Araştırmacıya yapılması gerekenleri açıklamak ve istenmeyen sorunları önlemek için yardımcı

Detaylı

ORTAÖĞRETİMDE KARİYER VE YETENEK YÖNETİMİ KONUSUNDA YASAL ÇERÇEVE

ORTAÖĞRETİMDE KARİYER VE YETENEK YÖNETİMİ KONUSUNDA YASAL ÇERÇEVE ORTAÖĞRETİMDE KARİYER VE YETENEK YÖNETİMİ KONUSUNDA YASAL ÇERÇEVE OKUL AİLE BİREY/ ÖĞRENCİ AKRAN GRUBU SOSYAL ÇEVRE MESLEKİ REHBERLİK Her yaştan bireylere yaşamlarının herhangi bir döneminde Eğitsel ve

Detaylı

Etkinlik Listesi BÖLÜM II İLİŞKİLENDİRME AŞAMASI 67

Etkinlik Listesi BÖLÜM II İLİŞKİLENDİRME AŞAMASI 67 İçindekiler Etkinlik Listesi Önsöz XII XIV BÖLÜM I GİRİŞ 1 1. Danışmanlık ve yardım nedir? 3 Bölüm sonuçları 3 Danışmanlık, psikoterapi ve yardım 4 Danışmanlık nedir? 9 Yaşam becerileri danışmanlığı yaklaşımı

Detaylı

Bölüm 2 Kariyer Gelişimi Kuramlarını Anlama ve Uygulama 42

Bölüm 2 Kariyer Gelişimi Kuramlarını Anlama ve Uygulama 42 Bölüm 1 Kariyer Gelişimi Müdahalelerine Giriş 1 Zaman Boyunca Çalışmanın/İşin Anlamı 8 Çalışma ile Kendine Değer Verme Arasındaki Bağ 11 Sistematik Olarak Kariyer Gelişimi Müdahaleleri Sağlama 14 Kavramların

Detaylı

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ Sosyal Bilimler Enstitüsü. Eğitim Bilimleri Tezli Yüksek Lisans Programı Öğretim Planı. Ders Kodları AKTS

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ Sosyal Bilimler Enstitüsü. Eğitim Bilimleri Tezli Yüksek Lisans Programı Öğretim Planı. Ders Kodları AKTS Ders T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ Sosyal Bilimler Enstitüsü Eğitim Bilimleri Tezli Yüksek Lisans Programı Öğretim Planı Tablo 1. ve Kredi Sayıları I. Yarıyıl Ders EPO501 Eğitimde Program Geliştirme 3 0 3 8

Detaylı

The Study of Relationship Between the Variables Influencing The Success of the Students of Music Educational Department

The Study of Relationship Between the Variables Influencing The Success of the Students of Music Educational Department 71 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, Yıl 9, Sayı 17, Haziran 2009, 71-76 Müzik Eğitimi Anabilim Dalı Öğrencilerinin Başarılarına Etki Eden Değişkenler Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

Detaylı