THE EFFECT OF STEM EDUCATION ON SCIENCE PROCESS SKILLS OF STUDENTS IN TURKEY: A META-ANALYSIS STUDY
(STEM EĞİTİMİNİN TÜRKİYE'DEKİ ÖĞRENCİLERİN BİLİM SÜREÇ BECERİLERİ ÜZERİNE ETKİSİ: BİR META-ANALİZ ÇALIŞMASI )

Author : Orhan GÜDER  , Metin DEMİR, Muhammet ÖZDEN  
Type :
Printing Year : 2022
Number : 17
Page : 1104-1142
    


Summary

It is of utmost importance to take an active role in today’s technological era and raise individuals with 21st century skills, have higher skillsin terms of problemsolving, critical thinking, decision making and are responsible. The present study isaimed to investigatethe effect of STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) education on science process skills through meta-analysis. In this context, articles, master's theses and doctoral dissertations in Turkey were examined. Certain criteria were adopted to determine theeligible studies for the meta-analysis. The studies that were conducted in Turkey, examined the effectiveness of STEM on scientific process skills and reported sufficient statistical data such as means, standard deviations and sample sizevaluesfor the calculation of effect sizes were included in the meta-analysis. 43 studies that met these inclusion criteria were analysed in the meta-analysis. The mean effect size was calculated under the random-effects model. It was revealed that STEM education has a positive and medium effect on scientific process skills with an estimated effect size of 0.597. Moderator analyses showed that publication type, sample group and sample size did not moderate the effectiveness of STEM education on scientific process skills. As a result, it was found the effect of STEM education on science process skills did not vary based on publication type, sample group, and sample size in this meta-analysis study. Apart from the effect of STEM education on scientific process skills, the effects of academic achievement, laboratory activities, grade level and different courses on scientific process skills can also be examined. Process-based observation and investigation can be carried out regarding the level of the impact of scientific process skills in daily life.



Keywords

Meta-analysis, STEM education, Scienceprocess skills



Abstract

STEM eğitimi, öğrencilerin bilişsel ve duyuşsal alandaki gelişimlerini desteklemektedir. STEM eğitiminin etkili olduğu bilişsel alanlardan birisi de bilimsel süreç becerileridir (Özkul, 2021). Bilimsel süreç becerileri başta fen bilimleri olmak üzere matematik ve mühendislik alanlarında öğrenmeyi kolay kılan, araştırmacı, sorgulayıcı bir öğrenme ortamı sunan, öğrenmede kalıcılığı sağlayan, bireyin kendi kendine öğrenmesini ve sorumluluk bilincini kazanmasını sağlayan beceriler olarak tanımlanabilir (YÖK-Dünya Bankası, 1997). Bilimsel süreç becerileri, bilim insanlarının araştırmalar esnasında bilgiyi edinirken kullandıkları (Azizoğlu & Dönmez, 2010), öğrencilerin ise bilim insanı gibi düşünerek, davranışlarını şekillendirdikleri becerilerdir (Raj & Devi, 2014). Bilimsel süreç becerileri yoluyla öğrenciler karşılaştıkları sorunları bilim insanlarının düşünce sistematiği ile aşmayı öğrenmektedirler (Bozdoğan, Taşdemir & Demirbaş, 2006). Bunun yanında, bilimsel süreç becerileri ile elde edilen beceri ve düşünme biçimi, öğrenciler için derslerde ve bireyler tarafından günlük yaşamdaki bir problem karşısında da sıklıkla kullanmaktadır (Büyüktaşkapu, 2010). Bilimsel süreç becerileri bilgi ve becerilerin ezberletilmesi yerine, bireye bilimsel düşünebilme yeteneği kazandırarak (Özkan, 2015) onların problem çözme ve keşfetme ve ürün geliştirme gibi becerileri edinmeleri sağlanır (Büyüktaşkapu, 2010). Bilimsel düşünme yeteneği kazanan bireyler, problemler karşısında daha planlı ve sistematik bir çözüme ulaşarak sorunları çözebilir hale gelmektedir. Açıklamalardan da anlaşılacağı üzere, STEM eğitimi ve bilimsel süreç becerilerinin bir arada kullanılması kaçınılmazdır ve pek çok çalışmaya da konu olmuştur. Ayrıca Herdem & Ünal (2018) tarafından yapılan STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerinde etkisini değerlendiren bir meta-sentez çalışması bulunmaktadır. Sözü edilen meta-sentez çalışmasında 2010 ile 2017 yılları arasındaki yayınlanmış 38 bilimsel çalışma incelenmiştir ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Araştırma sonucunda STEM eğitimi sonucunda öğrencilerde akademik becerilerin arttığı, bilimsel süreç becerilerinin ise olumlu yönde değiştiği tespit edilmiştir. STEM eğitiminin günümüz şartlarına uygun olması ve bilimsel süreç becerilerini olumlu olarak etkilemesi sebebiyle, STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisi ile ilgili pek çok araştırma yapılmıştır. Ulaşılan bu sonuçlarının analiz edilerek konu ile ilgili genel bir sonuç elde edilmesi, bu konuda araştırma yapacak olan araştırmacılara kolaylık sağlayacaktır. Alan yazında bu amaç için yapılmış çalışmalar yer alsa da herhangi bir meta-analiz çalışmasına rastlanmamıştır. Bu sebeple yapılan bu meta-analiz çalışması, bu konuda yapılan ilk çalışma olması nedeniyle STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisini geniş bir bakış açısıyla yorumlamaya olanak sağlayacak ve sonuçları ile araştırmacılara yol gösterici olacaktır. Bu araştırmada STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisini belirlemek üzere Türkiye’de yayımlanmış olan tez ve makalelerin meta-analizi yapılmıştır. Meta-analiz araştırmalardaki analizlerin analizidir (Cohen, Manion & Morrison 2007). Bu çalışmalarda; birbirinden bağımsız olarak yapılan, fakat aynı konulardaki araştırmalar, daha güvenilir ve doğru sonuçların elde edilmesi amacıyla istatistiksel olarak analiz edilmektedir (Hedges & Olkin, 1985; Karasu, 2009; Olkin, 1996; Sağlam & Yüksel, 2007; Tuncer & Dikmen, 2018). İncelenen çalışmaların meta-analize alınma kriterleri şunlardır: Araştırmanın Türkiye’de yapılan yayınlanmış bir çalışma olması, STEM’in bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisinin incelenmiş olması, Aritmetik ortalama, standart sapma değerlerinin veya bunların hesaplanmasını sağlayan verilerin olması, Örneklem büyüklüğü ile ilgili verinin yer alması. Araştırmada STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisinin incelenmesinin yanında bu etkinin yayın türüne, araştırmanın örneklemine ve katılımcı sayısına göre değişip değişmediği analiz edilmiştir. Bu analizlerden ilki olan yayın türünün, STEM eğitimini bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisinde istatistiksel olarak anlamlı bir fark oluşturmadığı sonucuna ulaşılmıştır (QB=0.2500; p>.05). Bir diğer analizde STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisinin çalışmaların uygulandığı örneklem gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı farklılık göstermediği sonucuna ulaşılmıştır (QB=11.542; p>.05). Dolayısıyla çalışmanın örnekleminin üniversite öğrencileri, ortaokul öğrencileri veya okul öncesi öğrencilerinden seçilmiş olması, STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etki büyüklüğünü değiştirmediği belirlenmiştir. Çalışmaların katılımcı sayısı da istatistiksel olarak anlamlı bir fark oluşturmamıştır (QB=5.249; p>.05). Sonuç olarak, meta-analize dahil edilen çalışmaların yayın türü, örneklem grupları ve örneklem büyüklüğünün farklı olması STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisini değiştirmemiştir. Bu çalışmada da STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerindeki etkisi meta-analiz yöntemi ile araştırılmıştır. Değişik olarak, yapılacak başka bir çalışmada, yurtdışında yapılan çalışmalar da katılarak meta-analiz yapılabilir. STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerinde etkisinin dışında; akademik başarının, laboratuvar etkinliklerinin, sınıf seviyesinin ve farklı derslerin bilimsel süreç becerilerine etkisi de incelenebilir. Bilimsel süreç becerilerinin günlük hayatta etkisinin hangi düzeyde olduğu ile ilgili sürece dayalı gözlem ve inceleme yapılabilir. STEM eğitiminin bilimsel süreç becerileri üzerinde etkili olması ve birbirini tamamlamaları sebebiyle, ikisinin daha etkili kullanılacağı bir eğitim sağlanması yönünde çalışmalar yapılabilir.



Keywords

Meta-analiz, STEM Eğitimi, Bilimsel Süreç Becerileri