Bilim ve sanat entegrasyonunda Leonardo etkisi: Öğrencilerin mühendislik tasarım becerileri ile yaratıcılıklarının incelenmesi

The Leonardo effect on science and art integration: An investigation of students' engineering design skills and creativity

PDF İndir

Tez No: 952023
Yazar: KÜBRANUR SARI
Danışmanlar: PROF. DR. SUAT TÜRKOGUZ
Tez Türü: Doktora
Konular: Eğitim ve Öğretim, Education and Training
Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
Yıl: 2025
Dil: Türkçe
Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
Enstitü: Eğitim Bilimleri Enstitüsü
Ana Bilim Dalı: Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Bilim Dalı: Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı
Sayfa Sayısı: 410

Özet

Araştırma, bilim ve sanat entegrasyonunda Leonardo etkisi modelini inceleyerek, ortaokul öğrencilerinin mühendislik tasarım ve takım becerileri algıları ile yaratıcılıklarının gelişimine odaklanmaktadır. Bu kapsamda 21. yüzyılın karmaşık ve değişen yapısında öğrencilerin mühendislik tasarım, takım çalışması, yaratıcı düşünme ve disiplinlerarası becerilerini geliştirmeye katkı sağlamayı amaçlamaktadır. Bilim ve sanatın entegrasyonunun bu becerilerin gelişiminde önemli bir rol oynadığı vurgulanmaktadır. Özellikle Leonardo da Vinci'nin bilim ve sanatı birleştiren disiplinlerarası yaklaşımı, bu çalışmanın temel ilham kaynağı olmuştur. Araştırmanın amacı, ortaokul öğrencilerinin 'Işığın Madde ile Etkileşimi' ünitesine yönelik mühendislik tasarım ve takım becerileri algıları ile yaratıcılık düzeylerini belirlemek ve bu becerilerin eğitim süreci içerisindeki durumunu incelemektir. Bu doğrultuda, Türkiye'de 2018 yılında güncellenen Fen Bilimleri Öğretim Programı'nın öğrencilere mühendislik tasarım becerileri ve yaratıcılık gibi üst düzey düşünme becerileri kazandırma hedefi dikkate alınmıştır. Araştırma, Bursa'da bir ortaokulun yedinci sınıf öğrencileri ile gerçekleştirilmiş ve 10 haftalık bir süreçte uygulanmıştır. Araştırmada, ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Bu desen, deney ve kontrol gruplarının başlangıçta olabildiğince denk olmasını sağlayarak, uygulamanın etkilerini daha güvenilir bir şekilde ortaya koymayı amaçlamaktadır. Uygulama öncesinde hem deney grubuna hem de kontrol grubuna ön testler uygulanmış ve öğrencilerin mühendislik tasarım ve takım becerileri algıları, bilimsel yaratıcılık ile genel-sanatsal yaratıcılık düzeyleri ölçülmüştür. Deney grubunda bilim ve sanat entegrasyonunda Leonardo etkisi modeli temel alınırken, kontrol grubunda yalnızca bilim odaklı ders planları uygulanmıştır. Sürecin sonunda her iki gruba son testler uygulanarak, öğrencilerin beceri düzeylerindeki değişim incelenmiştir. Bu süreç, kullanılan öğretim modelinin etkililiğini değerlendirmede önemli bir veri kaynağı sağlamıştır. Araştırmada, nicel ve nitel verilerin birlikte kullanıldığı karma yöntem benimsenmiş; verilerin toplanmasında ise açıklayıcı sıralı karma yöntem deseni tercih edilmiştir. Bu kapsamda, araştırmada nicel veriler toplanıp analiz edilmiş, ardından elde edilen bulguları derinlemesine açıklamak amacıyla nitel veriler toplanmış ve bağımsız olarak analiz edilmiştir. Veri toplama aracı olarak Mühendislik Tasarım Becerileri Algı Testi (MüTasBAT), Mühendislik Takım Becerileri Algı Testi (MüTakBAT), Bilimsel Yaratıcılık Testi (BYT) ve Genel ve Sanatsal Yaratıcılığın Değerlendirilmesi (SAYAD Ölçeği) kullanılmıştır. Ayrıca nitel veriler, yarı yapılandırılmış görüşmeler ve araştırmacı grup gözlem formu ile toplanmıştır. Araştırma sonucunda, Leonardo etkisi modelinin öğrencilerin mühendislik tasarım becerileri ile bazı mühendislik takım becerilerini geliştirmede etkili olduğunu; ancak bilimsel, genel ve sanatsal yaratıcılık becerileri üzerinde beklenen etkiyi göstermediği tespit edilmiştir. Mühendislik tasarım becerileri algı testi sonuçlarına göre; bilim ve sanat entegrasyonunda Leonardo etkisi modelinin uygulandığı deney grubunun toplam test puanları, kontrol grubuna kıyasla istatistiksel olarak anlamlı düzeyde daha yüksek bulunmuştur. Ayrıca, testin alt boyutları olan 'kuluçka tasarım becerileri', 'yenilikçi tasarım geliştirme becerileri', 'tasarım değerlendirme becerileri' ve 'tasarımı sunma ve raporlama' alanlarında da deney grubunun son test puanları kontrol grubuna göre anlamlı farklılık göstermiştir. Araştırmanın mühendislik takım becerileri algı testi sonuçlarına göre; Leonardo etkisi modeliyle öğretim gören deney grubunun toplam takım becerisi puanları kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı düzeyde daha yüksektir. Alt boyut incelemelerinde, 'takım potansiyelini ortaya koyma', 'takım liderlik becerileri', 'takımda anlaşma ve iş birliği' ile 'takımda saygılı olma' becerilerinde deney grubu lehine anlamlı farklılık görülmüştür. Buna karşılık, 'takımda benlik duygusu' ve 'takım planlama becerisi' alt boyutlarında gruplar arasında anlamlı bir farklılık saptanmamıştır. Bilimsel yaratıcılık testi sonuçlarına göre; Leonardo etkisi modeliyle yürütülen öğretim sürecinin, öğrencilerin bilimsel yaratıcılık becerileri üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkisi bulunmamıştır. Hem toplam test puanlarında hem de 'sorunlar ve çözümler', 'çiçekleri gruplama' ve 'deney tasarımı' alt boyutlarında deney ve kontrol grupları arasında anlamlı bir fark tespit edilmemiştir. Ayrıca, 'bilimsel yetenek', 'fen alan bilgisi' ve 'yaratıcı bilimsel üretkenlik' düzeyleri açısından da gruplar arasında anlamlı bir farklılık görülmemiştir. Genel yaratıcılık testi sonuçlarına göre, toplam puan ve 'akıcılık', 'esneklik' ile 'orijinallik' alt boyutlarında deney ve kontrol grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunmamıştır. Sanatsal yaratıcılık testi sonuçlarına göre; öğrencilerin sanatsal yaratıcılık düzeylerinde genel olarak deney ve kontrol grupları arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır. 'Kompozisyon', 'perspektif', 'yaratıcılık' alt boyutları ile toplam test puanları açısından gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık gözlenmemiştir. Ancak, 'oran-orantı' ve 'çizgi' alt boyutlarında deney grubu lehine anlamlı farklılık tespit edilmiştir. Öğrencilerin görüşme sonuçları ve grup gözlem formu verileri, Leonardo etkisi modelinin öğrencilerin öğrenme süreçlerine olumlu katkılar sağladığını ve etkinliklerin eğlenceli, öğretici ve akılda kalıcı olduğunu ortaya koymuştur. Özellikle, deney grubu öğrencileri, etkinliklerin günlük hayatla ilişkilendirilmesinin ve grup çalışmalarının öğrenmeyi daha etkili hale getirdiğini belirtmiştir. Sonuç olarak bu araştırma, bilim ve sanat entegrasyonunun öğrencilerin mühendislik tasarım-takım becerileri algıları ve yaratıcılıklarını geliştirmede önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Leonardo etkisi modeli, öğrencilerin hem teknik hem de estetik perspektiflerini zenginleştirerek, yenilikçi ve sürdürülebilir çözümler üretmelerine katkıda bulunmaktadır. Bu bulgular, eğitim programlarında disiplinlerarası yaklaşımların benimsenmesi ve öğrencilerin mühendislik tasarım-takım becerileri algılarının desteklenmesi için önemli bir referans niteliği taşımaktadır. Bu doğrultuda, bilim ve sanatın bir arada kullanıldığı öğrenme ortamlarının sadece mühendislik tasarım algılarını değil, aynı zamanda takım içinde etkili iletişim kurma becerilerini de desteklediği söylenebilir. Özellikle mühendislik tasarım süreçlerinde, farklı bakış açılarını bir araya getiren takım çalışmaları; yenilikçi, işlevsel ve estetik açıdan güçlü ürünlerin ortaya çıkmasına zemin hazırlamaktadır. Araştırmanın bulguları, öğrencilerin farklı disiplinlerden gelen bilgileri bir arada kullanarak daha zengin bir öğrenme deneyimi yaşadıklarını ve mühendislik tasarım becerileri algılarını geliştirirken aynı zamanda takım çalışması becerilerini de güçlendirdiklerini ortaya koymuştur. Araştırmanın bulgularından yola çıkarak, gelecekte yapılacak araştırmalar için örneklemin genişletilmesi, farklı yaş grupları ve disiplinlerle çalışılması, uzun vadeli ve boylamsal araştırmalar yapılması, teknoloji entegrasyonunun incelenmesi gibi öneriler sunulmuştur. Ayrıca, Fen Bilimleri müfredatının mühendislik tasarım süreci ve bilim-sanat entegrasyonu perspektifinden yeniden değerlendirilmesi tavsiye edilmiştir. Sonuç olarak, geleceğin mühendislerinin sadece teknik bilgiye sahip olması yeterli görülmemekte; yaratıcı düşünme, disiplinlerarası iş birliği ve takım çalışması gibi 21. yüzyıl becerileriyle de donatılmaları gerektiği anlaşılmaktadır. Bu nedenle, eğitim programlarının bilim ve sanatı birlikte ele alan, öğrencilerin birlikte üretmelerini ve farklı alanlardan beslenerek yeni çözümler geliştirmelerini teşvik eden yaklaşımlarla zenginleştirilmesi önem taşımaktadır. İlerleyen araştırmalar, bu tür disiplinlerarası uygulamaların farklı yaş gruplarında ve farklı eğitim kademelerinde uzun vadeli etkilerini inceleyerek alan yazına katkı sağlayabilir.

Özet (Çeviri)

This study focuses on the development of middle school students' perceptions of engineering design and teamwork skills, as well as their creativity, by examining the Leonardo effect model within the integration of science and art. Within this framework, it aims to contribute to the development of students' engineering design, teamwork, creative thinking, and interdisciplinary skills in the complex and dynamic context of the 21st century. The integration of science and art is emphasized as playing a significant role in the development of these skills. In particular, Leonardo da Vinci's interdisciplinary approach that integrates science and art has served as the primary source of inspiration for this study. This study aims to determine middle school students' perceptions of engineering design and teamwork skills, as well as their creativity levels related to the 'Interaction of Light with Matter' unit, and to examine the progression of these skills throughout the educational process. Accordingly, the 2018 updated Science Curriculum in Turkey has been considered with its goal of imparting higher-order thinking skills such as engineering design skills and creativity to students. The study was conducted with 7th-grade students at a middle school in Bursa and was implemented over a ten-week period. The study employed quasi-experimental design with a pre test-post test control group. This design aims to ensure that the experimental and control groups are as equivalent as possible at baseline, thereby enabling a more reliable assessment of the intervention's effects. Prior to the intervention, pretests were administered to both the experimental and control groups to measure students' perceptions of engineering design and teamwork skills, as well as their levels of scientific creativity and general-artistic creativity. While the experimental group was taught based on the Leonardo effect model within the integration of science and art, the control group received only science-focused lesson plans. At the end of the process, post tests were administered to both groups to examine changes in students' skill levels. This process provided an important data source for evaluating the effectiveness of the instructional model used. The study adopted a mixed-methods approach incorporating both quantitative and qualitative data, with an explanatory sequential mixed methods design preferred for data collection. Within this framework, quantitative data were collected and analyzed, followed by the collection and independent analysis of qualitative data to provide deeper insights into the quantitative findings. Data collection tools included the Engineering Design Skills Perception Test (EnDeSPT), Engineering Team Skills Perception Test (EnTeSPT), Scientific Creativity Test, and the Assessment of General and Artistic Creativity. Additionally, qualitative data were collected through semi-structured interviews and researcher observation forms. Research findings revealed that the Leonardo Effect model was effective in enhancing students' engineering design skills and certain engineering team skills; however, it did not demonstrate the expected impact on scientific, general, and artistic creativity skills. According to the results of the engineering design skills perception test, the total test scores of the experimental group, which received instruction based on the Leonardo effect model integrating science and art, were found to be significantly higher than those of the control group. Additionally, significant differences were observed in the posttest scores of the experimental group compared to the control group in the sub-dimensions of the test, namely 'incubation design skills', 'innovative design development skills', 'design evaluation skills' and 'design presentation and reporting skills'. According to the results of the Engineering Team Skills Perception Test, the total team skills scores of the experimental group taught using the Leonardo Effect model were found to be statistically significantly higher than those of the control group. In the sub-dimension analysis, significant differences in favor of the experimental group were observed in the skills of 'demonstrating team potential', 'team leadership skills', 'agreement and collaboration within the team' and 'respectfulness within the team'. In contrast, no significant differences were found between the groups in the sub-dimensions of 'sense of self within the team' and 'team planning skills'. According to the results of the Scientific Creativity Test, the instructional process conducted using the Leonardo effect model did not have a statistically significant effect on students' scientific creativity skills. No significant differences were detected between the experimental and control groups in both the total test scores and the sub-dimensions of 'problems and solutions', 'flower grouping' and 'experiment design'. Furthermore, no significant differences were observed between the groups in terms of scientific ability, science content knowledge, and creative scientific productivity levels. According to the results of the General Creativity Test, no statistically significant differences were found between the experimental and control groups in the total score and in the sub-dimensions of fluency, flexibility, and originality. Similarly, the results of the Artistic Creativity Test indicated no significant difference between the groups in terms of students' overall artistic creativity levels. Furthermore, no statistically significant differences were observed between the groups in terms of the sub-dimensions of composition, perspective, and creativity, as well as the total test scores. However, significant differences in favor of the experimental group were identified in the sub-dimensions of proportion and line. The interview results and group observation form data revealed that the Leonardo effect model had a positive impact on students' learning processes, and that the activities were perceived as enjoyable, instructive, and memorable. Specifically, the students in the experimental group stated that relating the activities to daily life and group work made learning more effective. In conclusion, this study demonstrates that the integration of science and art plays a significant role in enhancing students' perceptions of engineering design and teamwork skills, as well as their creativity. The Leonardo effect model contributes to students' ability to generate innovative and sustainable solutions by enriching both their technical and aesthetic perspectives. These findings serve as an important reference for the adoption of interdisciplinary approaches in educational curricula and for supporting students' perceptions of engineering design and teamwork skills. Accordingly, it can be concluded that learning environments integrating science and art support not only students' perceptions of engineering design but also their effective communication skills within teams. Especially in engineering design processes, teamwork that brings together diverse perspectives lays the foundation for the emergence of innovative, functional, and aesthetically strong products. The findings of the study revealed that students experienced a richer learning process by integrating knowledge from different disciplines, which not only enhanced their perceptions of engineering design skills but also strengthened their teamwork abilities. Based on these findings, several recommendations have been made for future research, including expanding the sample size, working with different age groups and disciplines, conducting long-term and longitudinal studies, and examining the integration of technology. Additionally, it has been recommended that the science curriculum be reevaluated from the perspective of the engineering design process and the integration of science and art. In conclusion, it is understood that future engineers should not only possess technical knowledge but also be equipped with 21st-century skills such as creative thinking, interdisciplinary collaboration, and teamwork. Therefore, it is crucial to enrich educational curricula with approaches that integrate science and art, encouraging students to collaborate and develop innovative solutions by drawing on knowledge from diverse fields. Future research could further contribute to the literature by examining the long-term effects of such interdisciplinary practices across different age groups and educational levels.

Benzer Tezler

Tez No
442983
Dijital teknolojiler bağlamında dijital öyküleme yaklaşımının güzel sanatlar eğitimine entegrasyonu
The integration of digital story telling approach intothe finearts education in the context of digital technologies
ÖZLEM AYVAZ TUNÇ
Doktora
Türkçe
2016
Güzel Sanatlar Ondokuz Mayıs Üniversitesi
Güzel Sanatlar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ TOMAK
Tez No
953194
Yapay zeka destekli mimari tasarımın kuramsal çerçevesi üzerine inceleme ve konut tasarımı önerisi
A review on the theoretical framework of artificial intelligence aid architectural design and a proposal for housing design
MELİS DAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlık İstanbul Teknik Üniversitesi
Bilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLEN ÇAĞDAŞ
Tez No
777846
Bilim ve sanat merkezlerinde görev yapan öğretmenlerin bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik eğitimine yönelik görüşleri, yeterlikleri ve deneyimlerinin araştırılması
Investigation of science art centers teachers' perceptions, competencies and experiences about science, technology, engineering and mathematics education
NESLİHAN ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Eğitim ve Öğretim İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
Özel Eğitim Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ YAMAN
Tez No
814311
Bireysel yetenekleri fark ettirme programındaki özel yetenekli öğrencilerin matematiksel yeteneklerini keşfetme sürecinde elektronik portfolyo kullanımının incelenmesi
Investigation of the use of electronic portfolio in the process of discovering the mathematical talents of the gifted students in the individual talent recognition program
SAMİ SEZER ARBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Eğitim ve Öğretim Kocaeli Üniversitesi
Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FUNDA DAĞ
Tez No
932487
Fen bilimleri dersinde sanat entegrasyonunun altıncı sınıf öğrencilerinin yaratıcılıklarına ve fen öğrenmeye yönelik motivasyonlarına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of arts integration in science lesson on sixth grade students' creativity and motivation to learn science
FUNDA ÇETECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Eğitim ve Öğretim Bartın Üniversitesi
Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR GÜLER
PROF. DR. FERHUNDE KÜÇÜKŞEN ÖNER

Geri Dön