The Effect of STEM Activities on Students’ Achievement in “Sound” Subject

Year 2020, Volume: 49, 134 - 161, 01.05.2020

Ayşegül Dedetürk Aslı Saylan Kırmızıgül , Hasan Kaya

https://doi.org/10.9779/pauefd.532331

Cited By: 8

Abstract

The aim of this study is to investigate the effects of STEM-based activities that were designed and performed for teaching sound concept on 6th-grade students' success levels. The sample consists of 158 students studying in two middle schools in Kayseri. In the study, pretest-posttest control group quasi-experimental design was used. Two different achievement tests, T1 including 19 multiple choice questions and T2 including 14 open-ended questions, were applied to the students. The independent variables of the study are activities in the current science curriculum in the control group and engineering design process-oriented integrated STEM activities in the experimental group, while the dependent variable is the students’ success level regarding the concept of sound. The collected data were analyzed by independent samples t-test and paired-samples t-test. As a result of the analyses, it was determined that the students in the experimental group had a significant increase in their success after the implementation of the STEM activities. In addition to this, a significant difference was found between both T1 and T2 posttest mean scores of the experimental and control groups. The findings showed that engineering design process-oriented STEM activities have a significant effect on increasing students' achievement.

Keywords

STEM, engineering design method, sound, achievement

“Ses” Konusunun STEM Etkinlikleri ile Öğretiminin Başarıya Etkisi

Abstract

Bu araştırmanın amacı
ses konusunun öğretimi ile ilgili tasarlanan ve gerçekleştirilen STEM
yaklaşımlı etkinliklerin 6. sınıf öğrencilerinin başarı düzeyleri üzerindeki
etkisinin araştırılmasıdır. Araştırmanın örneklemini Kayseri ilinde bulunan iki
farklı ortaokulda öğrenim görmekte olan 158 öğrenci oluşturmaktadır. Ön
test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desenin kullanıldığı bu çalışmada
öğrencilere 19 çoktan seçmeli sorudan oluşan T1 ve 14 açık uçlu sorudan oluşan
T2 olmak üzere iki ayrı başarı testi uygulanmıştır. Araştırmanın bağımsız
değişkenleri kontrol grubunda hali hazırda kullanılmakta olan fen bilimleri
öğretim programında yer alan etkinlikler, deney grubunda ise mühendislik
tasarım süreci odaklı bütünleşik STEM etkinlikleri iken, bağımlı değişken
öğrencilerin ses konusu ile ilgili başarı düzeyleridir. Elde edilen veriler
bağımsız örneklemler t-testi ve ilişkili örneklemler t-testi ile analiz
edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, deney grubunda yer alan öğrencilerin
STEM etkinlikleri sonrasında başarılarında anlamlı bir artış olduğu
belirlenmiştir. Buna ek olarak, deney ve kontrol gruplarının hem T1, hem de T2
son test puan ortalamaları arasında deney grubu lehine anlamlı birer farklılık
bulunmuştur. Elde edilen bulgular mühendislik tasarım süreci odaklı STEM
etkinliklerinin öğrencilerin başarılarını artırmada önemli bir etkiye sahip
olduğunu göstermektedir.

Keywords

STEM, mühendislik tasarım yöntemi, ses, başarı

References

• Akgül, A., Uçar, M. K., Öztürk, M. M. ve Ekşi, Z. (2013). Mühendislik eğitiminin iyileştirilmesine yönelik öneriler, geleceğin mühendisleri ve işgücü analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17(1), 14-18.
• Bahar, M. & Polat, M. (2007). The science topics perceived difficult by pupils at primary 6-8 classes: Diagnosing the problems and remedy suggestions. Educational Sciences: Theory and Practice, 7(3), 1113-1129.
• Barnett, G. M., Connolly, K., Jarvin, L., Rogers, C., Wendell, K. B. & Wright, C. (2008). Science through LEGO Engineering Curriculum Units: Design a musical instrument: The Science of Sound. Curriculum Resources 2008-2009 Edition, Tufts University Center for Engineering.
• Baykul, Y. (2000). Eğitimde ve psikolojide ölçme: Klasik ve test teorisi ve uygulaması. Ankara: ÖSYM Yayınları.
• Bybee, R. W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), 30-35.
• Capobianco, B. M & Rupp, M. (2014). STEM teachers’ planned and enacted attempts at implementing engineering design‐based instruction. School Science and Mathematics, 114(6), 258-270.
• Crocker, L. & Algina, J. (1986). Introduction to classical and modern test theory. New York: Holt, Rinehart and Winston.
• 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), 22-39.
• Ebel, R. L. & Frisbie, D. A. (1986). Essentials of educational measurement. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
• Ercan, S. ve Şahin, F. (2015). Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarının kullanımı: Tasarım temelli fen eğitiminin öğrencilerin akademik başarıları üzerine etkisi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 9(1), 128-164.
• Eshach, H. & Schwartz, J. L. (2006). Sound stuff? Naïve materialism in middle‐school students’ conceptions of sound. International Journal of Science Education, 28(7), 733-764.
• Fraenkel, J. R., Wallen, N. E., & Hyun, H. (2012). How to design and evaluate research in education. New York: McGraw Hill.
• Gülhan, F. ve Şahin, F. (2016). Fen-teknoloji-mühendislik-matematik entegrasyonunun (STEM) 5. sınıf öğrencilerinin kavramsal anlamalarına ve mesleklerle ilgili görüşlerine etkisi. Pegem Yayıncılık, 283-302.
• Harwell, M., Moreno, M., Phillips, A., Guzey, S. S., Moore, T. J., & Roehrig, G. H. (2015). A study of STEM assessments in engineering, science, and mathematics for elementary and middle school students. School Science and Mathematics, 115(2), 66-74.
• Hürcan, N. ve Önder, İ. (2012, Haziran). İlköğretim 7. sınıf öğrencilerinin fen ve teknoloji dersinde öğrendikleri fen kavramlarını günlük yaşamla ilişkilendirme durumlarının belirlenmesi. X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi’nde sunulan bildiri. Niğde-Türkiye.
• Hynes, M. & Tada, H. (2007). Robotics assistive design for the future curriculum resources, Spring 2007 Edition. Tufts University Center for Engineering Educational Outreach.
• Küçüközer, A. (2009). Fen bilgisi öğretmen adaylarının ses konusundaki kavram yanılgılarının incelenmesi. İlköğretim Online, 8(2), 313-321.
• Landis, J. R. & Koch, G. G. (1977). The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, 33(1), 159-174.
• Mehalik, M. M., Doppelt, Y., & Schuun, 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), 71-85.
• MEB (2005). İlköğretim fen ve teknoloji dersi (6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı. Ankara: Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı.
• MEB (2013). İlköğretim kurumları (ilkokullar ve ortaokullar) fen bilimleri dersi (3, 4, 5, 6, 7, ve 8. sınıflar) öğretim programı. Ankara: Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.
• MEB (2018). Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar). Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı.
• NRC (2014). STEM integration in K-12 education: Status, prospects, and an agenda for research. National Academies Press.
• Öztürk, N. ve Atalay, N. (2012). Öğretmen adaylarının ses konusundaki kavram yanılgılarının incelenmesi. İnönü Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13(1), 43-58.
• Pallant, J. (2007). SPSS survival manual: A step by step guide to data analysis using SPSS. Buckingham: Open University Press.
• PISA (Programme for International Student Assessment) (2006). Örnek fen soruları. 23.10.2013 tarihinde, http://pisa.meb.gov.tr/ adresinden alınmıştır.
• Sözen, M. ve Bolat, M. (2014). 11–18 yaş öğrencilerin ses hızı ile ilgili sahip oldukları kavram yanılgılarının belirlenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33(2), 505-523.
• TIMSS (the Trends in International Mathematics and Science Study) (2007). Açıklanan 8. sınıf fen soruları. 25.10.2013 tarihinde, http://timss.meb.gov.tr/ adresinden alınmıştır.
• TIMSS (the Trends in International Mathematics and Science Study) (2011). Açıklanan 8. sınıf fen soruları. 22.10.2013 tarihinde, http://timss.meb.gov.tr/ adresinden alınmıştır. Timur, B., Timur, S., Özdemir, M. ve Şen, C. (2016). İlköğretim fen bilimleri dersi öğretim programındaki ünitelerin öğretiminde karşılaşılan güçlükler ve çözüm önerileri. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 12(2), 389-402.
• Ulusoy, G. (2007). Disiplinlerarası araştırma ve eğitim. C. C. Aktan, (Ed.), Değişim Çağında Yüksek Öğretim: Global Trendler -Paradigmal Yönelimler içinde (ss.389-398). Yaşar Üniversitesi, İzmir, ISBN 978-975-6339-10-7.
• Wendell, K. B. (2011). Science through engineering in elementary school: Comparing three enactments of an engineering-design-based curriculum on the science of sound. Doctoral dissertation, Tufts University.
• Wendell, K. B. & Lee, H. S. (2010). Elementary students’ learning of materials science practices through instruction based on engineering design tasks. Journal of Science Education and Technology, 19(6), 580-601.
• Wendell, K. B., Connolly, K., Wright, C., Jarvin, L., Rogers, C., Barnett, M., & Marulcu, İ. (2010). Incorporating engineering design into elementary school science curricula. Paper presented at the American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Louisville, KY.
• Wendell, K. B. & Rogers, C. (2013). Engineering design‐based science, science content performance, and science attitudes in elementary school. Journal of Engineering Education, 102(4), 513-540.
• Wicklein, R. C. (2006). Five good reasons for engineering as the focus for technology education. The Technology Teacher, 65(7), 25-29.
• Yılmaz, M. M. (2015). 8. Sınıf öğrencilerinin ses konusundaki kavramlarla ilgili alternatif fikirlerinin incelenmesi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir.
• Yılmaz, A., Gülgün, C. ve Çağlar, A. (2017). 7. sınıf öğrencilerine “Kuvvet ve Enerji” ünitesinin STEM uygulamaları ile öğretimi: Paraşüt, su jeti, mancınık, akıllı perde ve hidrolik iş makinası (kepçe) yapalım etkinliği. Journal of Current Researches on Educational Studies, 7(1), 97-116.