Mustafa Talha SOYSAL
Özet: Bu bölüm, STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics) eğitimi kapsamında geliştirilen bir örnek deprem modülünü incelemekte ve tanıtmaktadır. Günümüzde bilgiye erişimin kolaylaşmasıyla birlikte 21. yüzyıl becerilerinin, özellikle problem çözme, eleştirel düşünme, yaratıcılık, girişimcilik ve inovasyon gibi becerilerin geliştirilmesi önem kazanmıştır. STEAM eğitimi, bu becerilerin geliştirilmesini amaçlayan disiplinler arası bir yaklaşım sunmaktadır. Edusimsteam Projesi ile hazırlanan teorik çerçevede belirtilen şekilde bireylerde kazandırılması amaçlanan becerilerden biri de bilgi işlemsel düşünme becerileridir. Bu bölümde, bu becerilere STEAM yaklaşımı ile hazırlanan deprem modülü ile öğrencilere deprem konusunu STEAM eğitimi ile nasıl öğretebileceğimize dair katkı sağlanacaktır. Öğrenciler, deprem farkındalığı kazanmak için güncel deprem haritalarını incelemekte ve depremin nasıl oluştuğunu PHET simülasyonu ile öğrenmektedirler. Daha sonra, depremin ülke için bir sorun oluşturduğunu fark eden öğrencilerden, depremin zararlarını en aza indirmek için yapılması gerekenleri araştırmaları istenmektedir. Bu modülün bir sonraki aşamasında, öğrencilerden depreme dayanıklı bina tasarımları yapmaları ve bu tasarımları prototip olarak inşa etmeleri istenmektedir. Öğrenciler gruplar halinde çalışmakta ve takım çalışması, fikir alışverişi ve eleştirel düşünme becerilerini geliştirmektedirler. Son olarak, öğrencilerin tasarımlarını sunmaları ve bu tasarımları test etmeleri gerekmektedir. Deprem dayanıklılığı için telefon uygulaması olan Vibration Meter uygulaması ile testler yapılmaktadır. Öğrenciler, binalarını ve bilgilerini QR kodları aracılığıyla sergilemektedirler. Bu modül, öğrencilerin 21. yüzyıl becerilerini geliştirmelerine katkı sağlamak amacıyla tasarlanmıştır ve fen bilimleri, matematik, teknoloji tasarım süreci ve mühendislik becerilerini bir araya getirmektedir. Bu bölümde, modülün hedef kitlesi, tavsiye edilen süre, konu alanları ve ders kazanımları da sunulmuştur.
Giriş
Milli Eğitim Bakanlığı Yenilik ve Teknolojileri (YEĞİTEK) Genel Müdürlüğü tarafından yürütülen Edusimsteam Projesi ile hazırlanan teorik çerçevede belirtilen şekilde STEAM yaklaşımı kapsamında bilgi işlemsel düşünme becerilerinin geliştirilmesi de hedeflenmiştir. Edusimsteam Projesi kapsamında hazırlanan deprem modülü ile bireylerin yaşadığı coğrafyayı tanımaları, bireylerde deprem farkındalığının oluşmasını sağlamak amacıyla simülasyon ortamları kullanılarak 21. yüzyıl becerilerinden olan problem çözme, eleştirel düşünme, inovatif düşünme, karar verme, girişimcilik ve Edusimsteam projesinin temel amaçları arasında yer alan bilgi işlemsel düşünme becerilerine katkı sağlanmaktadır.
STEAM Eğitimi ve Deprem Modülü
Günümüzde bilgiye erişim kolaylaştıkça, bireylerin bilgiyi kullanarak karşılaştıkları problemleri çözebilme becerisi başta olmak üzere 21. yüzyıl becerilerinin gelişimi büyük bir önem kazanmıştır. Bu bağlamda, STEAM eğitimi (Science=Fen, Technology=Teknoloji, Engineering=Mühendislik, Art=Sanat ve Math=Matematik), disiplinler arası bir yaklaşım olarak bireylerde problem çözme, eleştirel düşünme, yaratıcılık, girişimcilik, inovatif düşünme gibi 21. yüzyıl becerilerinin geliştirilmesini amaçlamaktadır (Çorlu vd., 2012, Erdoğan vd., 2013).
Bu bölümde, STEAM eğitimi çerçevesinde tasarlanmış bir örnek deprem modülü incelenmektedir. Dünyamızın ve ülkemizin karşılaştığı gerçek yaşam sorunlarından biri olan deprem, önlenemez bir doğal afet olarak görülmektedir. Deprem bölgelerini depreme hazırlıklı hale getirerek, depremden kaynaklanabilecek zararları en aza indirmek büyük bir önem taşımaktadır. Bu nedenle, Milli Eğitim Bakanlığı (2018) tarafından hazırlanan ilk, orta ve lise ders programlarında deprem konusuna yer verilmektedir. Bu doğrultuda, STEAM eğitimi ile örnek bir deprem modülü hazırlanmıştır.
Bu modül, öğrencilere deprem konusunu STEAM eğitimi aracılığıyla öğretmeyi amaçlamaktadır. Öğrencilere deprem farkındalığı kazandırmak için güncel deprem haritaları incelenmekte, depremin nasıl oluştuğunu öğrenmek için PHET simülasyonu kullanılmaktadır (Hynes vd, 2011, Gonzales ve Kuenzi, 2012). Modülün bir sonraki aşamasında, öğrencilerden depremin ülke için bir sorun oluşturduğunu fark etmeleri ve depremin zararlarını en aza indirmek için yapılması gerekenleri araştırmaları istenmektedir. Bu kısım, öğrencilere deprem konusunu öğretmek amacıyla tasarlanan örnek bir STEAM modülünün bölümlerini açıklamaktadır.
Bölüm 1. Problem Durumunu Fark Etme (Marulcu, 2010; Mentzer, 2011)
Bu bölümde, öğrencilere deprem farkındalığı kazandırmak amacıyla yapılan aktiviteler ve kullanılan kaynaklar detaylı olarak açıklanmalıdır. Örnek bir aktivite şu şekilde olabilir:
• Öğrenciler yaşadıkları yeri Google Haritalar’da bulduktan sonra https://tdth.afad.gov.tr/ adresi üzerinden güncel deprem haritasını kullanarak yaşadıkları yer ile ilgili aşağıdaki boşlukları tamamlar.
o Katman kalığı:…………
o Fay hattı üzerinde: Evet ……… Hayır ………..
• Deprem farkındalığı için Dünya üzerindeki son 7 güne ait deprem olan yerleri görmek için www.earthquake3d.com adresini ziyaret eder.
• PHET simülasyonunu kullanarak depremin nasıl oluştuğunu öğrenir.
Bölüm 2. Çözüm Önerisi (Soysal, 2019; Şimşek ve Soysal, 2022)
Depremin zararlarını en aza indirmek için yapılması gerekenler, öğrencilere 3 farklı başlık altında ayrıntılı bir şekilde açıklanmalıdır. Bu başlıklar, deprem öncesinde yapılması gerekenler, deprem sırasında yapılması gerekenler ve deprem sonrasında yapılması gerekenlerdir. Örnek çözüm önerileri bir tablo halinde istenebilir:
• Depremin ülkemiz için bir sorun oluşturduğunu farkına varan öğrencilerimizden 3 farklı başlık altında depremin zararlarını en aza indirmek için yapılması gerekenleri araştırmaları istenir.
Deprem öncesinde yapılması gerekenler Deprem sırasında yapılması gerekenler Deprem sonrasında yapılması gerekenler
1- (Depreme dayanıklı yapılar ) 1- 1-
2- 2- 2-
3- 3- 3-
Bölüm 3. Prototipin Yapılması ve Test Edilmesi (National Science Foundation, 2016)
Bu bölümde, öğrencilere depreme dayanıklı bina tasarımı yapma süreci ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Ayrıca, öğrencilerin gruplar halinde nasıl çalışacakları ve prototiplerini nasıl test edecekleri de bu bölümde detaylı bir şekilde ele alınmaktadır. Prototip çalışmaları için örnek bir şablon aşağıda verilmiştir:
• Problem durumunun çözümü için Depreme dayanıklı bina tasarımı yapmaları istenir. Bu süreçte STEAM eğitimi yaklaşımı kullanılarak öğrencilerin gruplar halinde çalışmaları istenir.
• 4-5 kişilik gruplar oluşturulur. Gruplar arasında görev paylaşımı yapılır (Yazman, sözcü, koordinatör, vb.). Grup çalışmaları ile birlikte öğrencilerin takım çalışması, fikir alışverişi ve eleştirel düşünme becerilerinin gelişmesine dikkat edilmelidir.
• Problemin çözümü için prototip yapılması: Her gruba rehber tarafından malzemeler verilir. Malzemeler, strafor köpük (100 cm*20cm), A4 kâğıdı, kurşun kalem, silgi, pergel, cetvel ve 100 adet kürdan olabilir. Verilen malzemeler ile 3 katlı depreme dayanıklı bina tasarımları yapmaları bunu yaparken binaların estetik görünmesi için sanatsal çalışmaları da araştırmaları istenir.
Bölüm 4. Prototipin Sunumu
Verilen süre içinde grup çalışması halinde bina tasarımlarını gerçekleştiren ve testler sonrasında gerekli düzeltmeleri yapan öğrenciler süreç sonunda binalarını ve binaların bilgilerini QR kod üzerinden sergileyebilir.
• Deprem dayanıklılığı için telefon uygulaması olan Vibration Meter uygulaması ile test edilebilir.
Sonuçlar
Bu bölümde, STEAM eğitimi çerçevesinde geliştirilen örnek bir deprem modülü incelenmiştir. Modül, öğrencilere deprem konusunu öğretmek ve 21. yüzyıl becerilerini geliştirmelerine katkı sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Modülün adımları, aktiviteleri ve kullanılan kaynaklar ayrıntılı bir şekilde ele alınmıştır.
Modül, öğrencilere deprem farkındalığı kazandırmaktan başlayarak, depremin zararlarını en aza indirmek için yapılması gerekenleri araştırmalarını teşvik etmektedir. Öğrenciler, gruplar halinde çalışarak depreme dayanıklı bina tasarımları yapmakta ve bu tasarımları test etmektedirler.
Bu modül, fen bilimleri, matematik, teknoloji tasarım süreci ve mühendislik becerilerini bir araya getirerek öğrencilerin çoklu disiplinler arası bir yaklaşımla öğrenmelerini sağlamaktadır (Bozkurt, 2014). Ayrıca, öğrencilerin takım çalışması, fikir alışverişi ve eleştirel düşünme becerilerini geliştirmelerine yardımcı olmaktadır.
Kaynakça
Bozkurt, E. (2014). Mühendislik tasarım temelli fen eğitiminin fen bilgisi öğretmen adaylarının karar verme becerisi, bilimsel süreç becerileri ve sürece yönelik algılarına etkisi. (Doktora Tezi). YÖK Tez Merkezi veri tabanı. (Tez No: 366313).
Bybee, R. W. (2010). What is STEM Education?, Science, 329, 996 https://doi.org/10.1126/science.1194998
Çorlu, M. A., Adıgüzel, T., Ayar, M. C., Çorlu, M.S. ve Özel, S. (2012). Bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (BTMM) eğitimi: disiplinler arası çalışmalar ve etkileşimler. X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi’nde sunulmuş bildiri, Niğde.
Ercan S. (2014). Fen eğitiminde mühendislik uygulamalarının kullanımı: tasarım temelli fen eğitimi. (Doktora Tezi). YÖK Tez Merkezi veri tabanı. (Tez No: 372246).
Erdoğan, N., Çorlu, M.S. ve Capraro, R. M. (2013). Defining innovation literacy: do robotics programs help students develop innovation literacy skills? International Online Journal of Educational Sciences, 5 (1), 1-9 http://repository.bilkent.edu.tr/bitstream/handle/11693/48281/Defining_innovation_literacy_do_robotics_programs_help_students_develop_innovation_literacy_skills.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., Hammer, D. ve Carberry, A. (2011). Infusing engineering design into high school STEM courses, 165. https://digitalcommons.usu.edu/ncete_publications/165
Gonzalez, H. B., ve Kuenzi, J. J. (2012). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: A primer. Washington DC: Congressional Research Service, Library of Congress.
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. http://hdl.handle.net/2345/1532
Mentzer, N. (2011). High school engineering and technology education integration through design challenges. Journal of STEM Teacher Education, 48(2), 7. doı: doi.org/10.30707/jste48.2mentzer
Milli Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2018). STEM Eğitimi Öğretmen El Kitabı. MEB YEĞİTEK. http://scientix.meb.gov.tr/images/upload/Event_35/Gallery/STEM%20E%C4%9Fitimi%20%C3%96%C4%9Fretmen%20El%20Kitab%C4%B1.pdf
National Science Foundation. (2016). Science and Engineering Indicators 2016 Digest. Virginia: NFS.
Soysal M. T. (2019). 8. sınıf fen bilimleri dersinde tematik STEM eğitimi: Deprem örneği Yüksek Lisans Tezi.
Şimşek, C. L., ve Soysal, M. T. (2022). Deprem temalı mühendislik tasarım temelli STEM etkinliklerinin akademik başarı, motivasyon, STEM’e yönelik tutum ve 21. yüzyıl becerilerine etkisi. Journal of Multidisciplinary Studies in Education, 6(4), 133-157.