Fen bilimleri öğretiminde 3 boyutlu tasarım ve baskı: STEM tabanlı etkinlikler ile virüsler konusunun öğretiminin akademik başarı ve 21. yüzyıl öğrenen ve öğreten becerileri üzerine etkisi
3 dimension design and printing in science education: The impact of teaching viruses through STEM-based activities on academic achievement and 21st-century learner and teacher skills
- Tez No: 966437
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ALTIPARMAK KARAKUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Eğitim ve Öğretim, Education and Training
- Anahtar Kelimeler: Virüsler, Kovid-19 pandemisi, Fen bilimleri öğretmen adayları, 3B baskı teknolojileri, 3B kalem, 3B yazıcı, TinkerCAD, Tasarım temelli STEM etkinlik modülü, Akademik başarı, 21. yüzyıl öğrenen ve öğreten becerileri, Viruses, Covid-19 pandemic, Pre-service science teachers, 3D printing technologies, 3D pen, 3D printer, TinkerCAD, Design-Based STEM Activity Module, Academic achievement, 21st-century learner and teacher skills
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Eğitim Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 464
Özet
Bu araştırmada fen bilgisi öğretmen adayları; virüs nedir? Virüsler canlı mıdır? virüslerin çeşitleri, virüslerin çoğalması, koronavirüsün yapısı-varyasyonları-etkileri vb. konuların öğretiminde“Tasarım temelli STEM etkinlik modülü”rehberliğinde 3 boyutlu (3B) kalem ve 3B yazıcı teknolojileri ile somut öğretim materyalleri tasarlayabilecekleri bir öğretim süreci izlemişlerdir. Araştırıcı tarafından hazırlanan bu modül; virüsler ve alt başlıklarıyla ilgili birçok yan görev etkinliklerin tamamlanmasından sonra, ana tasarım görevine geçilmesi, öğretmen adaylarının hem bilgi hem de yaratıcılığını kullanarak virüs modelleri tasarlamaları, soyut virüs kavramını dijital ortamda somut bir tasarıma dönüştürmeleri, 3B kalem ve 3B yazıcı ile yapılan baskılarda kendi tasarım ürünlerini detaylı şekilde görüp her yönüyle incelemeleri ve prototip ile karşılaştırma yapıp test etmeleri aşamalarını içermektedir. Öğretmen adayları, 3B tasarım ve baskı teknolojileri ile ilgili temel bilgi ve becerileri edindikten sonra TinkerCAD arayüzü ile öncelikle virüsler ve virüsleri oluşturan yapıların 2 boyutlu görsel tasarımlarını yapmışlardır. Sonraki aşamada, 3B kalem yazıcılar ile virüslere ait yapı ve mekanizmaları üç boyutlu hale getirmiş ve en son aşamada ise 3B yazıcı ile baskı alarak virüslere ait tüm konu başlıklarını görselleştirerek somut modeller haline getirmişlerdir. Tasarım temelli STEM eğitiminde öğretmen adaylarına ana görev olarak“dünyayı ele geçirecek virüs tasarımı”yapmaları istenmiş ve bu tasarımı görsel ve dokunsal modellerle ortak bir grup sunumu şeklinde tanıtmaları istenmiştir. Bu araştırmanın amacı; Fen Bilimleri öğretmen adaylarında STEM eğitimine yönelik bir çalışma kültürü oluşturmak, 3B tasarım ve baskı teknolojileri ile ilgili bilgi ve becerilerini artırmak, 3B modeller ile sınıf ortamında çalışma becerilerini geliştirmek, 21. Yüzyıl becerilerinin gelişimine katkıda bulunmak, virüsler ve etki mekanizmaları ile Kovid Pandemisi sürecindeki bilgi ve farkındalıklarını arttırmak olarak belirlenmiştir. Yarı deneysel ön-test son-test araştırma desenine göre yürütülen araştırmada; Fen Bilgisi öğretmen adaylarından bir deney grubu (n= 22) oluşturulmuş, ön testler uygulanmış, deneysel araştırma sonunda son testlerin uygulanması ile verilerin değerlendirilmesi ve sonuç raporunun yazılması aşamasına geçilmiştir. Araştırmanın verileri;“Tasarım Temelli STEM Etkinlik Modülü”,“3B tasarım ve baskı teknolojileri rubriği, ”Akademik başarı testi“ ile ”21. Yüzyıl Öğrenen Becerileri Ölçeği ve 21. Yüzyıl Öğreten Becerileri Ölçeği“ ile toplanmıştır. Araştırma sonunda elde edilen bulgular; deneysel sürecin akademik başarıyı artırdığını, 21. yüzyıl becerilerini geliştirdiğini, 3B tasarım ve baskı teknolojilerinin STEM yaklaşımıyla öğretiminin önemli katkılar sunduğunu ortaya koymuştur. Soyut bir kavram olan virüslerin somut ve yakından incelenebilir bir modele dönüştürülmesi, virüslerle ilgili hatalı veya eksik bilgilerin bireysel ve toplumsal açıdan incelenmesi, Kovid-19 pandemisinin getirdiği endişeler ve hijyen uygulamaları gibi birçok konu başlığının yer aldığı ”Tasarım Temelli STEM Etkinlik Modülünün", katılımcılara yaparak-yaşayarak-deneyimleyerek öğrenme ortamı sunduğu belirlenmiştir. Araştırmanın, fen bilimleri öğretiminde çok az yer verilen virüslerin, STEM eğitimi ve 3B baskı teknolojileriyle birleştirmesi yönüyle özgün bir araştırma olduğu ve alan yazınına katkıda bulunacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, science teacher candidates followed a teaching process in which they could design concrete teaching materials with 3D (3D) pen and 3D printer technologies under the guidance of the“Design-based STEM activity module”in teaching topics such as; what is a virus? Are viruses alive? types of viruses, reproduction of viruses, structure-variations-effects of coronavirus, etc. This module prepared by the researcher; After completing many side task activities related to viruses and their subheadings, moving on to the main design task, teacher candidates designing virus models using both their knowledge and creativity, transforming the abstract virus concept into a concrete design in a digital environment, seeing their own design products in detail in prints made with a 3D pen and 3D printer, examining them from all aspects, and comparing them with the prototype and testing them. After acquiring basic knowledge and skills about 3D design and printing technologies, teacher candidates first made 2D visual designs of viruses and the structures that form them with the TinkerCAD interface. In the next stage, they made the structures and mechanisms of viruses three-dimensional with 3D pen printers and in the last stage, they made concrete models by visualizing all the topics related to viruses by printing with a 3D printer. In the design-based STEM education, teacher candidates were asked to make a“virus design that will take over the world”as the main task and were asked to introduce this design in a joint group presentation with visual and tactile models. The purpose of this research was determined as; Creating a work culture for STEM education in science teacher candidates, increasing their knowledge and skills regarding 3D design and printing technologies, developing their skills of working in the classroom environment with 3D models, contributing to the development of 21st century skills, increasing their knowledge and awareness about viruses and their mechanisms of action and the Covid Pandemic process. In the research conducted according to the semi-experimental pre-test post-test research design; An experimental group (n= 22) was formed from science teacher candidates, pre-tests were applied, and at the end of the experimental research, the post-tests were applied, the data were evaluated and the final report was written. The data of the research were collected with the“Design-Based STEM Activity Module”,“3D design and printing technologies rubric, ”Academic achievement test“ and ”21st Century Learner Skills Scale and 21st Century Teacher Skills Scale“. The findings obtained at the end of the research revealed that the experimental process increases academic success, develops 21st century skills, and teaching 3D design and printing technologies with the STEM approach makes significant contributions. It was determined that the ”Design-Based STEM Activity Module", which includes many topics such as transforming viruses, which are an abstract concept, into a concrete and closely examinable model, examining erroneous or incomplete information about viruses from an individual and social perspective, concerns brought about by the Covid-19 pandemic, and hygiene practices, offers participants a learning environment by doing-living-experiencing. It is thought that the research is an original research in terms of combining viruses, which are rarely included in science education, with STEM education and 3D printing technologies, and will contribute to the literature.
Benzer Tezler
- Mekanik öğretiminde Arduino tabanlı STEM ve Algodoo tabanlı simülasyon'un etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of Arduino-based STEM and Algodoo-based simulation on mechanics teaching
ATAKAN ÇOBAN
Doktora
Türkçe
2023
Eğitim ve ÖğretimDokuz Eylül ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA EROL
- Fen bilimleri eğitiminde 3B yazıcı teknolojileri: Santral Dogma'nın biyomoleküler tasarımı ve modellemesinin akademik başarı, mühendislik tasarım becerileri ve 3b baskı teknolojilerine yönelik görüşler üzerindeki etkileri
3D printing technologies in science education: effects of biomollecular design and modeling of central dogma on academic achievement, engineering design skills, and opinions towards 3d printing technologies
NAZLI MERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Eğitim ve ÖğretimMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFen ve Matematik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ALTIPARMAK KARAKUŞ
- Kimya eğitiminde atom ve molekül yapılarının öğretiminde üç boyutlu tasarım uygulamaları
Three-dimensional design applications in teaching atom and molecular structures in chemistry education
NAZAN TOPÇUOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Eğitim ve ÖğretimKastamonu ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKERİYA YERLİKAYA
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ÜNAL
- Kavram eğitiminde eğitsel oyuncak tasarımı: Okul öncesi eğitimde yön kavramına yönelik bir oyuncak
Educational toy design in concept education: A toy for direction concept in preschool education
CEMİL YAVUZ
Doktora
Türkçe
2019
Endüstri Ürünleri TasarımıGazi ÜniversitesiEndüstri Ürünleri Tasarımı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN ŞIK
- Mimarlık eğitiminde işitsel mekansal farkındalık oluşturmaya yönelik bir öneri
A proposal for creating auditory spatial awareness in architectural education
DİLARA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURGÜN BAYAZIT