Amaç ve Kapsam

Amaç

Bilim ve teknolojinin hızla geliştiği günümüzde, ülkeler bu gelişmelere ayak uydurabilen, araştıran, sorgulayan, 21. yüzyıl becerilerine sahip üretken bireyler yetiştirmeyi hedeflemektedir. Bu nedenle son yıllarda Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik alanlarının disiplinlerarası yaklaşımla ele alınmasını içeren ve teorik bilginin uygulama ve ürüne dönüştürülmesine olanak tanıyan STEM eğitimi dünya çapında önemsenmektedir(National Research Council [NRC], 2012; Cooper ve Heaverlo, 2013; Corlu, Capraro ve Capraro, 2014). 21. yüzyıl teknoloji çağında yüksek potansiyele sahip üretken bireylerin birçok alanda yeterli bilgi birikimine sahip olmanın yanında özellikle mühendislik alanında yetkin olmaları oldukça önemlidir. STEM eğitimi farklı alanların oluşturduğu disiplinlerarası bir yaklaşım olmakla birlikte esas vurgulanan noktanın teknoloji ve mühendislik olduğunu söylemek mümkündür. STEM disiplinlerinin entegrasyonu mühendislik tasarım çerçevesinde gerçekleştirilebilir. Mühendislik tasarım süreci; temel mühendislik bilgi ve becerileri ile fen ve matematik prensiplerinin kullanımını gerekli kıldığı için bu entegrasyonu doğal olarak sağlamaktadır (Bybee, 2010; Householder ve Hailey, 2012). Bu süreçte fen bilimlerinin matematik, teknoloji ve mühendislikle bütünleştirilmesi ve problemlere disiplinlerarası bakış açısıyla yaklaşım, öğrencileri buluş ve inovasyon yapabilme seviyesine ulaştırarak edinilen bilgi ve becerilerin ürüne dönüşmesini sağlayacaktır (Akgündüz vd., 2015). Son yıllarda programlama ve robotik, STEM eğitiminde etkili bir pedagojik yaklaşım olarak ön plana çıkmaktadır (Mcdonald, 2016; Sarı, 2018). Özellikle, sensörler gibi çeşitli donanımlar aracılığıyla fiziksel dış dünyadan bilgi alarak bu bilgiyi kullanan akıllı fiziksel sitemler tasarlamayı hedefleyen fiziksel programlama, STEM eğitiminin vazgeçilmez parçası olarak görülmektedir (Kuzu ve Türk, 2018). Teknolojik üretimin STEM eğitiminde temel vurgu olduğu düşünüldüğünde fiziksel programlamanın önemi anlaşılmaktadır. Algoritmik ve tasarım odaklı düşünmeyi ön plana çıkaran bu yaklaşım; problem çözme, eleştirel düşünme, yaratıcılık, girişimcilik, takım çalışması, dijital okur-yazarlık ve mühendislik tasarım becerileri gibi birçok becerinin gelişiminde etkilidir (Zengin, 2016). Ayrıca bu tarz uygulamalar dış dünya ile bağlantı sağlayarak öğrencilere fen ve matematik disiplinlerini gerçek yaşama uygulama imkânı sunmaktadır. Öte yandan eğitim sisteminin en önemli unsuru olan öğretmenlerin mesleklerine başlamadan önce çağın gereksinimlerine uygun bu tarz eğitim anlayışlarıyla donatılması ve niteliklerinin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Bu bağlamda gerçekleştirilecek proje ile öğretmen adaylarının STEM eğitimi ve bir parçası olarak Arduino ile fiziksel programlama kapsamında uygulamalı etkinliklerle tanıştırılmaları, özgün etkinlikler ve projeler geliştirme ve bunları uygulayabilme yeterlikleri kazanmaları amaçlanmıştır. Böylece proje etkinlikleri ile öğretmen adaylarında STEM eğitimi ve bir parçası olarak programlamaya yönelik olumlu tutum geliştirmek, mühendislik ve tasarım becerileri kazandırmak ve bu tür uygulamalar hakkında farkındalık kazandırmak hedeflenmektedir.

Etkinliğin Kapsamı

Tüm dünya da olduğu gibi ülkemizde de son yıllarda STEM eğitimi ve kodlama eğitimi yoğun ilgi görmekte ve bu alana kaynaklar ayrılmaktadır. Okulöncesi dönemden yükseköğretime tüm kademelerde gerek okul ortamında gerekse okuldışı ortamlarda uygulamalı eğitimler, projeler ve etkinlikler düzenlenmektedir. Ancak yapılan çalışmaların birçoğunun, beceri gelişiminden uzak, bir pedagojik anlayışı benimsemeyen, algoritmik düşünceyi yansıtamayan ve genellikle sadece sürükle bırak mantığı ile deneme yanılma yöntemine yönelmiş kodlar yazma şeklinde olduğu görülmektedir. Oysaki bu tarz uygulamaların amacı bireyde problem çözme, algoritmik düşünme, yaratıcılık, girişimcilik ve mühendislik tasarım becerileri gibi becerilerin gelişimini sağlamak olmalıdır. Bu bağlamda gerçekleştirilecek proje ile mühendislik tasarım süreci, problem çözme ve algoritmik düşünme ışığında programlama ve STEM eğitimi gerçekleştirilecektir. Programlama, bir problemin çözümüne yönelik analizler yaparak çözüm stratejisi tasarlama (algoritma) ve bu algoritmaya uygun adımları bilgisayarın anlayacağı dilde kodlama olarak tanımlanabilir (Gülbahar ve Karal, 2018). Ancak çoğu zaman kodlama kelimesi programlama yerine kullanılır. Oysaki kodlama programlamanın bir parçasıdır ve anlamlı olabilmesi için problem çözümüne yönelik bir algoritma sonucu yapılmalıdır. Etkinlik kapsamında öncelikle STEM eğitimi yaklaşımı ve entegrasyonu tartışılarak sınıfiçi uygulama örnekleri gerçekleştirilecektir. Bu uygulamalar, fen bilimleri öğretim programı ile uyumlu olup öğrencilerin kolaylıkla temin edebileceği basit ve geri dönüştürülebilir araç-gereçlerle gerçekleştirilecektir. Bu durum öğretmen adaylarının mesleki yaşantılarında bu tür uygulamaları gerçekleştirebilmeleri anlamında önemlidir. Arduino ile fiziksel programlama bölümünde ise probleme çözüm arama, çözüme uygun tasarım ve tasarıma yönelik algoritma geliştirme, algoritmaya uygun kodlama yapma çalışmaları uygulamalı olarak gerçekleştirilecektir. Bu kapsamda Arduino platformu ve programlama dili tanıtımı, bazı sensörlerin kullanımı ve mBlock ile blok tabanlı Arduino uygulamaları gerçekleştirilecektir. Böylece öğretmen adayları, ilkokul ve ortaokul seviyesine uygun olarak blok tabanlı Arduino uygulamaları hakkında da farkındalık, bilgi ve beceri kazanacaklardır. Bazı etkinliklerde ise aynı problem durumuna yönelik önce basit araçlarla tasarım ve çözüm gerçekleştirilecek, sonra Arduino ile akıllı sistemler geliştirilecektir. Böylece Arduino araçları ile STEM eğitimi uygulama örnekleri gerçekleştirilmiş olacaktır. Katılımcılar internet sitesi üzerinden başvuranlar arasından, seçim kriterlerine göre belirlenecektir. Projenin yaygınlaştırılması adına farklı üniversitelerden katılımcı seçilecek ve her üniversiteye en fazla iki kontenjan tanınacaktır. Etkinlikler Kırıkkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi bünyesinde, akıllı tahta ve ses siteminin bulunduğu akıllı sınıflarda gerçekleştirilecektir. Öğrenme ortamı, Arduino setler ve diğer araç-gereçlerle birlikte grup çalışmasına uygun olarak düzenlenecektir. Katılımcılar 51 ders saati süresince, 6 farklı üniversitede görev yapan ve her biri kendi alanlarında uzman veya yeterli donanıma sahip 9 öğretim üyesinin deneyimlerinden yararlanma fırsatı yakalayacaklardır. Etkinliğin yaygın etkisinin artırılması adına, katılımcılarla proje web sayfası ve facebook kanalları aracılığıyla bilgi belge paylaşımı yapılacaktır. Bu kapsamda etkinlik kitapçığı, etkinliklerden çıkacak ürünler ve bazı uygulamalara ait video görüntüleri paylaşılacaktır. Katılımcılardan bu tür etkinlikleri kullanmaları ve benzer etkinlikleri geliştirip proje facebook sayfasında deneyimleriyle birlikte paylaşmaları istenecektir. Ayrıca uygulamalar hakkında katılımcıların görüşlerini yansıtmak amacıyla oluşturulacak “Yarı Yapılandırılmış Görüşme Formu” aracılıyla elde edilen veriler değerlendirilerek fen eğitimine katkı anlamında bilimsel makaleye dönüştürülecektir.