Examining the Effects of Argumentation-Based Stem Activities on the Development of 5th Grade Students' Argumentation and Creative Thinking Levels on the Subject of Electricity

Abstract

Bu araştırmanın amacı, fen eğitiminde argümantasyon temelli STEM etkinliklerinin 5. Sınıf öğrencilerinin elektrik konusunda argümantasyon ve yaratıcı düşünme seviyeleri gelişimlerine etkisini incelemektir. Bu çalışma, 2023-2024 Eğitim- öğretim yılında, İstanbul ili Bahçelievler ilçesine bağlı bir okulda 5. Sınıfta öğrenim gören 45 öğrenci ile yapılmıştır. Çalışmada deney grubu 22 öğrenci, kontrol grubu 23 öğrenciden oluşmaktadır. Araştırmada deney grubu öğrencilerine argümantasyon temelli STEM etkinlikleri ile ders işlenirken kontrol grubu öğrencilerine mevcut öğretim yöntemi ile ders işlenmiştir. Çalışmada öğrencilerin argümantasyon seviyeleri ile yaratıcılık seviyelerinin gelişimlerine dair nitel ve nicel veriler bir arada incelendiği için karma yöntem araştırmalarından iç içe karma desen kullanılmıştır. Araştırmalarda karma yöntemin bir ihtiyaç olarak kullanılmasının arkasında yatan en temel neden geçerlilik ve güvenirlik sağlama amacıyla olduğu söylenebilir (Nair ve Prem, 2020; Creswell ve Plano Clark, 2018). Karma yöntem deseni nitel veriler ile nicel verilerin birlikte toplanılarak veya ayrı ayrı toplanılarak çalışmalarda kullanılan bir yöntemdir (Frankel vd., 2012; Mills ve Airasian, 2012). Bu çalışmada ise veriler ayrı ayrı toplanmıştır. Çalışma haftada 4 ders saati olmak üzere 3 hafta boyunca uygulanmış ve toplam 12 ders saati sürmüştür. Çalışmada nicel kısmında öğrencilerin yaratıcılık seviyelerini belirlemek amacıya 'Bilimsel yaratıcılık ölçeği' kullanılmıştır. Bu ölçek uygulama yapılmadan önce ve sonra deney ve kontrol grubu öğrencilerine ön test ve son test olarak uygulanmıştır. Ayrıca çalışma süresince öğrencilerin argümantasyon seviyelerine dair veriler ise araştırmacılar tarafından hazırlanmış olan argümantasyon temelli çalışma kâğıtları kullanılarak elde edilmiştir. Öğrencilerin çalışma kağıtlarında oluşturduğu argümanlar 'Argümantasyon Seviye Belirleme Ölçeği' ile değerlendirilerek nicel veriler elde edilmiştir. Çalışmanın nitel kısmında ise nicel kısımdaki toplanan verilerin derinlemesine araştırılması için deney ve kontrol grubunun her birinden gönüllü olarak seçilen dört öğrenci ile görüşmeler yapılmıştır. Bireysel yaratıcılık ölçeğinden elde edilen nicel veriler hipotezlerin geçerliliğinin test edilmesi ve verilerin yorumlanması için t-testi kullanılarak analiz edilmiştir. Ön test sonuçlarına göre deney ve kontrol gruplarındaki öğrencilerin yaratıcılık puanları arasında anlamlı farklılığın olmadığı analizler sonucunda görülmüştür. Uygulama sonrasında öğrencilerin yaratıcılık puanları arasında ön test ve son test sonuçları arasında deney grubu yararına anlamlı düzeyde farklılık olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Deney grubundaki öğrencilerin argümantasyon seviyeleri incelendiğinde argümantasyon seviyelerinde artış meydana geldiği gözlemlenmiştir. Araştırmada görüşmelerden elde edilen nitel veriler ise içerik analizi yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, argümantasyon temelli STEM etkinlikleri ile yapılan eğitimin öğrencilerin yaratıcı düşünme seviyelerini ve argümantasyon seviyelerini arttırdığı ayrıca yapılan görüşmeler sonucunda deney grubu öğrencilerinin bu eğitim yaratıcılık ve argümantasyona olan düşüncelerini olumlu yönde etkilenmiştir. Anahtar sözcükler: Argümantasyon, STEM, fen bilimleri, elektrik, yaratıcılık.The aim of this student is to increase the individual STEM activities of learning in science education and to learn the creative thinking levels and development of 5th grade students about electricity. This study was conducted in the 2023-2024 academic year with 45 students studying in the 5th grade at a school in Bahçelievler district of Istanbul. In the study, the experimental group consists of 22 students and the control group consists of 23 students. In the research, the experimental group students were taught with argumentation-based STEM activities, while the control group students were taught with the current teaching method. Since the qualitative and quantitative data on the development of students' argumentation levels and creativity levels were examined together in the study, a nested mixed design from mixed method research was used. It can be said that the main reason behind the use of mixed methods as a necessity in research is to ensure validity and reliability (Nair and Prem, 2020; Creswell and Plano Clark, 2018). Mixed method design is a method used in studies by collecting qualitative data and quantitative data together or separately (Frankel et al., 2012; Mills and Airasian, 2012). In this study, data were collected separately. The study was implemented for 3 weeks, 4 lesson hours per week, and lasted a total of 12 lesson hours. In the quantitative part of the study, 'Scientific creativity scale' was used to determine the students' creativity levels. This scale was applied to the experimental and control group students as pre-test and post-test before and after the application. In addition, data on students' argumentation levels during the study were obtained using argumentation-based worksheets prepared by the researchers. Quantitative data was obtained by evaluating the arguments created by the students in the worksheets with the 'Argumentation Level Determination Scale'. In the qualitative part of the study, interviews were held with four voluntarily selected students from each of the experimental and control groups to investigate the data collected in the quantitative part in depth. Quantitative data obtained from the individual creativity scale were analyzed using t-test to test the validity of the hypotheses and interpret the data. According to the pre-test results, it was seen from the analysis that there was no significant difference between the creativity scores of the students in the experimental and control groups. After the application, it was concluded that there was a significant difference between the students' creativity scores between the pre-test and post-test results for the benefit of the experimental group. When the argumentation levels of the students in the experimental group were examined, it was observed that there was an increase in their argumentation levels. Qualitative data obtained from the interviews in the research were analyzed using the content analysis method. According to the results of the research, education with argumentation-based STEM activities increased the creative thinking levels and argumentation levels of the students, and as a result of the interviews, this education positively affected the creativity and argumentation thoughts of the experimental group students. Keywords: Argumentation, STEM, science, electricity, creativity.