Ortaokul düzeyinde uçak mühendisliği tasarım ünitesinin geliştirilmesi: Mühendislik tasarım süreç becerilerinin ve kavramsal öğrenmelerin izlenmesi

Abstract

Araştırmada, mühendislik tasarımına dayalı “Uçak Mühendisliği Tasarım Ünitesi” ni geliştirmek ve üniteyi içerdiği fen kavramlarının öğrenimi ve mühendislik tasarım süreç becerilerinin gelişimine etkisi bakımından incelemek amaçlanmıştır. Ünite literatürde yer alan bilgiler doğrultusunda araştırmacı tarafından geliştirilmiş, uzman görüşleri alınarak yeniden düzenlenmiştir. Ardından öğretim ortamında uygulanarak kavramsal öğrenmelere ve mühendislik tasarım süreç becerilerinin gelişimine etkisi incelenmiştir. Araştırma, 20 ortaokul sekizinci sınıf öğrencisi ile gerçekleştirilmiş, araştırma süreci tasarım tabanlı araştırmalardan yapı merkezli model kullanılarak tasarlanmıştır. Veri toplama araçları; kavramsal öğrenmeleri izlemek için ön ve son uygulama olarak kullanılan uçuş prensipleri açık uçlu kavram testi, mühendislik tasarım süreç becerilerini izlemek için ise, öğrenci mühendislik günlüğü ve odak grup görüşme soruları olarak belirlenmiştir. Ünitenin uygulanması sonucunda, öğrencilerin ünite kapsamında yer alan ve uçuş prensiplerini açıklamada kullanılan ‘hava basıncı, itme kuvveti, dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler, hava direnci, kuvvet ve ağırlık ilişkisi’ kavramları ile ilgili öğrenmelerinin geliştiği tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, ünitedeki dört mühendislik tasarım süreci boyunca öğrencilerin tasarım süreç beceri düzeylerinin kullanılan rubrik doğrultusunda geliştiği tespit edilmiştir. Odak grup görüşmelerinde öğrenciler, mühendislik tasarım sürecine ilişkin bu gelişimi destekleyen açıklamalar sunmuşlardır. Uçak Mühendisliği Tasarım Ünitesinin uçuş prensipleri ile ilgili fen kavramlarının öğreniminde ve mühendislik tasarım süreç becerilerinin gelişiminde etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Araştırmanın bir mühendislik alanı özelinde fen kavramlarını bir araya getiren özgün bir ünite modeli ortaya koyması, kavramsal öğrenmeler ve mühendislik tasarım süreç becerilerine ilişkin detaylı analizler gerçekleştirmesi bakımından fen eğitimci ve araştırmacılarına ışık tutacağı düşünülmektedir.