The Use of STEM Practices in Evaluating Middle School Students’ Academic Achievement, Scientific Creativity, and Engineering Skills

Abstract

STEM (Science, Technology, Engineer, Mathematic) uygulamalarının dahil edildiği öğrenme ortamlarında 6. ve 7. sınıf öğrencilerinin bilimsel yaratıcılıklarının ve mühendislik tasarım becerilerinin ve akademik başarılarının değerlendirilmesi bu çalışmanın temel amacıdır. Bu amaç doğrultusunda araştırmanın örneklem grubunu 6. (40 öğrenci) ve 7. (20 öğrenci) sınıfta öğrenim gören toplam 60 öğrenci oluşturmaktadır. Programın etkilerine dayalı durum çalışmasının uygulandığı araştırmada her iki kademede de üçer adet STEM uygulaması yapılmıştır. Uygulama yapılması planlanan kazanımlar farklı ünitelerden seçilmiş olup uygulamalar arası yaklaşık olarak kırk beş gün olarak belirlenmiştir. Uygulamalar başlamadan önce öğrenciler gruplara ayrılmış ve tüm uygulamalar bitene kadar öğrenci grupları değiştirilmemiştir. Araştırmada Bilimsel Yaratıcılık Değerlendirme Formu Tasarım Süreci Değerlendirme Formu ve STEM defterleri Akademik Başarı Testi olmak üzere dört farklı veri toplama aracı kullanılmıştır. Araştırmada STEM uygulamalarının her iki sınıf düzeyinde yer alan öğrencilerin bilimsel yaratıcılıklarını ve mühendislik tasarım becerilerini geliştiği belirlenmiştir. Bilimsel yaratıcılıkla ilgili öğrencilerin özgünlük, akıcılık ve esneklik alt becerilerinin geliştiği görülmektedir. Ancak STEM uygulamalarının aynı sınıf düzeyindeki öğrencilerin akademik başarıları arasında anlamlı bir farklılık meydana getirmemiştir. Araştırmacılara STEM uygulamalarının farklı kazanımlarla uygulanarak öğrencilerin gelişimlerinin değerlendirilmesi önerilebilir.The primary aim of this study is to evaluate the scientific creativity, engineering design skills, and academic achievement of 6th and 7th grade students in learning environments where STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) practices are included. For this purpose, the sample group of the study consists of a total of 60 students, with 40 students from the 6th grade and 20 students from the 7th grade. In this research, which employed a case study based on the effects of the program, three STEM applications were conducted at both grade levels. The targeted learning outcomes were selected from different units, and the duration between applications was approximately forty-five days. Before the start of the activities, students were divided into groups, and the groups remained unchanged until the completion of all the applications. Four different data collection tools were used in the study: the Scientific Creativity Evaluation Form, the Design Process Evaluation Form, STEM notebooks, and the Academic Achievement Test.The data obtained from the research show that STEM applications improved students' scientific creativity and engineering design skills at both grade levels. The results also indicate the development of students' sub-skills in originality, fluency, and flexibility. Moreover, STEM applications did not result in a significant change in the academic achievement of students at the same grade levels. It is suggested that researchers apply STEM practices with different learning outcomes to evaluate students' development.