OPTIK OLAYLARIN ÖĞRETIMINDE STEM TEKNOLOJISI: ÖĞRENME ÇIKTILARINA ETKISI
DOI:
https://doi.org/10.47526/3107-3123.341Anahtar Kelimeler:
STEM education, STEM kit, physics teaching, optical phenomena, students’ interest, learning outcomes, experiment.Özet
Bilim ve teknolojinin hızla geliştiği günümüz çağında, öğrencilerin bilime olan ilgisini sistematik bir şekilde oluşturmak ve geliştirmek, eğitim alanının güncel sorunlarından biridir. Ancak son yıllarda birçok ülkede gençlerin bilime olan ilgisinde bir düşüş gözlemlenmektedir. Bu eğilim, gelecekte bilimsel ve teknik uzman eksikliğine yol açabileceği gibi, ülkenin ekonomik kalkınmasını da olumsuz etkileyebilir. Bu bağlamda, söz konusu sorunun çözümündeki etkili yollardan biri, eğitim sürecine STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) teknolojilerinin entegre edilmesidir.Bu araştırmanın temel amacı; STEM teknolojisi temelinde özel olarak geliştirilen eğitim materyallerini kullanarak optik olayların öğretilmesinin öğrencilerin öğrenme çıktıları üzerindeki etkisini belirlemektir. Araştırma, Hoca Ahmet Yesevi Uluslararası Türk-Kazak Üniversitesi Fizik Öğretmenliği Bölümü 2. sınıf öğrencileri arasında yürütülmüş olup, toplam 47 öğrenci kontrol ve deney gruplarına ayrılmıştır. 15 haftalık öğretim programı süresince deney grubunda, LightBurn programı ve CNC teknolojisi aracılığıyla üretilen optik STEM cihazlarıyla pratik dersler organize edilmiştir.Araştırma sürecinde, öğrencilerin başlangıç ve son seviyelerini belirlemek amacıyla ön test (Pre-test) ve son test (Post-test) uygulanmış, elde edilen veriler Jamovi 2.4 programı aracılığıyla analiz edilmiştir. İlişkili (Eşleştirilmiş) t-testi ve ANCOVA istatistiksel yöntemlerinin kullanılması sonucunda, ön test aşamasında öğrencilerin ortalama puanı 12.7 iken, son test sonucunun 14.6’ya yükseldiği tespit edilmiştir. Eşleştirilmiş t-testine göre $t(46) = -10.7, p < .001$ değeri kaydedilerek, öğretim etkinliğinin istatistiksel olarak anlamlılığı kanıtlanmıştır.Ayrıca ANCOVA sonucunda, öğretim yönteminin etkisine ilişkin $F(1,44) = 85.4, p < .001$ göstergeleri elde edilmiş ve STEM teknolojisi kullanımının akademik başarıyı, bilişsel aktiviteyi ve derse olan ilgiyi önemli ölçüde artırdığı görülmüştür. Bu sonuçlar, STEM setinin kullanılmasının öğrencilerin optik olayları derinlemesine anlamalarına, derslere aktif katılım sağlamalarına ve fizik dersine yönelik ilgilerinin artmasına olumlu katkı sağladığını göstermiştir. Yazarlar tarafından geliştirilen bu STEM seti, fizik öğretiminin modern pratiğine uyarlanmış ve erişilebilir bir model olarak önerilmektedir.
Referanslar
1. Досымов Е., Уалихан А., Бәкіржанқызы А. «Атом физикасы» курсын STEM білім беру негізінде оқыту тиімділігін зерттеу // Ясауи университетінің хабаршысы. – 2025. – №1(135). –Б. 432–443. https://doi.org/10.47526/2025-1/2664-0686.176
2. Раманкулов Ш., Битибаева Ж., Курбанбеков Б., Муссахан Н., Паттаев А. STEM – мектеп физика курсының «энергия» ұғымын қалыптастырудың технологиясы ретінде // Абай атындағы ҚазҰПУ Хабаршысы. – 2023. – №3(83). – Б. 237–245. https://doi.org/10.51889/2959-5894.2023.83.3.026
3. Шуюшбаева Н., Сапанова А. Физиканы оқытуда STEM технологиясын қолдану // Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау университетінің хабаршысы. Педагогика ғылымдары сериясы. – 2024. – №3. – Б. 38–44. https://doi.org/10.59102/pedagogical/2024/iss3pp38-44
4. Spiecker H., Bitzenbauer P. Phenomenological optics with self-made liquid lenses in the physics classroom // Physics Education. – 2022. – Vol. 57, №4. https://doi.org/10.1088/1361-6552/ac563e
5. Irawan D., Ramadhan K. STEM education implementation to enhance student learning outcomes in optics concept // Jurnal Penelitian Pendidikan IPA. – 2022. – №2(8). – P. 1023–1029. https://doi.org/10.29303/jppipa.v8i2.1525
6. Tóth K., Michelini M., Bitzenbauer P. Teaching polarization of light // Physics Education. – 2024. –3(59). https://doi.org/10.1088/1361-6552/ad2b9f
7. Xing Q., Li Y. Single slit diffraction experiment based on MATLAB simulation // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – №1(1622). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1622/1/012099
8. Li Y., Xing Q. Simulation and application of MATLAB in Young’s double-slit experiments // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – №1(2356). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2356/1/012032
9. Алдажарова С.Н., Исаева Г.Б. Мектепте пәнаралық байланыста физиканы оқытудағы STEM білім берудің рөлі // Торайғыров университетінің хабаршысы. Педагогикалық сериясы. – 2023. – №4. – P. 55–66. https://doi.org/10.48081/uixp1689
10. Choruh A., Ramankulov Sh. Stem Education in Physics: Development of a Laboratory Stand Focused on the Implementation of Mini-Projects // Ясауи университетінің хабаршысы. – 2023. –№4(130). – Б. 198–208. https://doi.org/10.47526/2023-4/2664-0686
11. Ti̇mur B., Taşar M. In-service science teachers’ technological pedagogical content knowledge // CEPS Journal. – 2011. – №4(1). – P. 11–25. https://doi.org/10.26529/cepsj.403
1. Dosymov Y., Ualihan A., Bakirjankyzy A. «Atom fizikasy» kursyn STEM bіlіm beru negіzіnde oqytu tiіmdіlіgіn zertteu [Research on the Effectiveness of Teaching the Course «Аtomic Physics» Based on STEM Education] // Iasaui universitetіnіn habarshysy. – 2025. – №1(135). –B. 432–443. https://doi.org/10.47526/2025-1/2664-0686 [in Kazakh]
2. Ramankulov Sh., Bitibaeva Zh., Kurbanbekov B., Mussakhan N., Pattaev A. STEM – mektep fizika kursynyn «energia» ugymyn qalyptastyrudyn tehnologiasy retinde // Abai atyndagy QazUPU Habarshysy. – 2023. – №3(83). – B. 237–245. https://doi.org/10.51889/2959-5894.2023.83.3.026 [in Kazakh]
3. Shuyushbayeva N., Sapanova A. Fizikany oqytuda STEM tehnologiasyn qoldanu [Using STEM technology in teaching physics] // Sh. Ualihanov atyndagy Kokshetau universitetіnіn habarshysy. Pedagogika gylymdary seriasy. – 2024. – №3. – Б. 38–44. https://doi.org/10.59102/pedagogical/2024/iss3pp38-44 [in Kazakh]
4. Spiecker H., Bitzenbauer P. Phenomenological optics with self-made liquid lenses in the physics classroom // Physics Education. – 2022. – Vol. 57, №4. https://doi.org/10.1088/1361-6552/ac563e
5. Irawan D., Ramadhan K. STEM education implementation to enhance student learning outcomes in optics concept // Jurnal Penelitian Pendidikan IPA. – 2022. – №2(8). – P. 1023–1029. https://doi.org/10.29303/jppipa.v8i2.1525
6. Tóth K., Michelini M., Bitzenbauer P. Teaching polarization of light // Physics Education. – 2024. –3(59). https://doi.org/10.1088/1361-6552/ad2b9f
7. Xing Q., Li Y. Single slit diffraction experiment based on MATLAB simulation // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – №1(1622). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1622/1/012099
8. Li Y., Xing Q. Simulation and application of MATLAB in Young’s double-slit experiments // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – №1(2356). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2356/1/012032
9. Aldazharova S.N., Isaeva G.B. Mektepte panaralyq bailanysta fizikany oqytudagy STEM bіlіm berudіn rolі [The role of STEM education in teaching physics in interdisciplinary communication at school] // Toraigyrov universitetіnіn habarshysy. Pedagogikalyq seriasy. – 2023. – №4. – P. 55–66. https://doi.org/10.48081/uixp1689 [in Kazakh]
10. Choruh A., Ramankulov Sh. Stem Education in Physics: Development of a Laboratory Stand Focused on the Implementation of Mini-Projects // Iasaui universitetіnіn habarshysy. – 2023. –№4(130). – Б. 198–208. https://doi.org/10.47526/2023-4/2664-0686
11. Ti̇mur B., Taşar M. In-service science teachers’ technological pedagogical content knowledge // CEPS Journal. – 2011. – №4(1). – P. 11–25. https://doi.org/10.26529/cepsj.403
