Ortaokullarda stem eğitiminin TRIZ ile uygulanması: deneysel bir çalışma

Abstract

Bu araştırmanın amacı, ortaokul öğrencilerine yönelik STEM eğitiminde TRIZ'in (Yaratıcı Problem Çözme Teorisi) uygulanmasının, öğrencilerin STEM'e karşı tutumları, eleştirel düşünme eğilimleri, fen öğrenmeye yönelik öz-yeterlik inançları ve bu sürece dair görüşleri üzerindeki etkilerini incelemektir. Araştırma, 2023–2024 eğitim öğretim yılında Bitlis İmam Hatip Ortaokulu'nda öğrenim gören 20 beşinci sınıf öğrencisi ile gerçekleştirilmiştir. Çalışma karma yöntem desenlerinden iç içe gömülü desen ile yürütülmüş; nicel veriler kontrol grupsuz ön test-son test yarı deneysel desen ile, nitel veriler ise durum çalışması kapsamında toplanmıştır. Nicel veriler STEM Tutum Ölçeği, Eleştirel Düşünme Eğilimi Ölçeği ve Fen Öğrenmeye Yönelik Öz-Yeterlik İnanç Ölçeği ile; nitel veriler ise öğrenci görüşme formu ve yazılı kompozisyonlarla elde edilmiştir. Nicel veriler SPSS programı ile analiz edilmiş; nitel veriler ise içerik analizi tekniğiyle değerlendirilmiştir. Araştırmada STEM etkinlikleri, mühendislik tasarım süreci basamaklarına göre düzenlenmiş ve her etkinliğe TRIZ metodolojisinin çelişki matrisi ve 40 yaratıcı ilke entegrasyonu sağlanmıştır. Uygulamalar, öğrencilerin günlük yaşam problemlerine yenilikçi çözümler üretmelerini teşvik edecek şekilde yapılandırılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, STEM-TRIZ uygulamalarının öğrencilerin STEM'e yönelik tutumlarını olumlu yönde etkilediği, eleştirel düşünme eğilimlerini geliştirdiği ve fen öğrenmeye yönelik öz-yeterlik inançlarında artış sağladığı belirlenmiştir. Nitel bulgular ise öğrencilerin STEM-TRIZ uygulamalarını ilgi çekici, eğlenceli ve problem çözme açısından geliştirici bulduklarını ortaya koymuştur. Bu doğrultuda TRIZ metodu ile zenginleştirilmiş STEM eğitimi uygulamalarının, ortaokul düzeyinde etkili bir öğretim yaklaşımı olabileceği sonucuna varılmıştırThe aim of this study is to examine the effects of implementing TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving) in STEM education for middle school students on their attitudes towards STEM, critical thinking dispositions, self-efficacy beliefs towards science learning, and their views on the process. The research was conducted during the 2023–2024 academic year with 20 fifth-grade students enrolled at Bitlis İmam Hatip Middle School. The study was carried out using an embedded mixed methods design; quantitative data were collected through a one-group pretest-posttest quasi-experimental design, while qualitative data were obtained within the scope of a case study. Quantitative data were collected using the STEM Attitude Scale, the Critical Thinking Disposition Scale, and the Science Learning Self-Efficacy Beliefs Scale. Qualitative data were obtained through student interview forms and written compositions. Quantitative data were analyzed using SPSS software, while qualitative data were evaluated using content analysis techniques. In the study, STEM activities were designed in accordance with the steps of the engineering design process, and each activity incorporated the contradiction matrix and 40 inventive principles of the TRIZ methodology. The implementations were structured to encourage students to generate innovative solutions to real-life problems. The results revealed that the STEM-TRIZ practices positively influenced students' attitudes towards STEM, enhanced their critical thinking dispositions, and increased their self-efficacy beliefs related to science learning. Qualitative findings indicated that students found the STEM-TRIZ activities engaging, enjoyable, and beneficial for problem-solving. Accordingly, it was concluded that STEM education enriched with the TRIZ method can be an effective instructional approach at the middle school level.