Çağımız, buluş, üretim ve teknolojik gelişme yarışları ve Endüstri 4.0 çağı olarak adlandırılabilir. Gelişmiş ülkeler arasında süren bu yarış ortamı, bütün ülkeleri bilime, mühendisliğe ve yenilikçi teknolojilere yatırım yapmaya zorlamaktadır. Bu sebeplerden ötürü, pek çok gelişmiş ve gelişmekte olan ülke, salt içerik öğretimine dayalı eğitim sistemlerinden vazgeçmektedir. Bunun yerine, öğretim programlarını güncelleyerek, sorgulamaya, araştırmaya, üretim ve buluş yapmaya imkân tanıyan STEM (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) eğitimini, eğitim sistemleriyle entegre etmeye çalışmaktadırlar.
STEM eğitimi Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik disiplinleri arasındaki ayrımı tümüyle ortadan kaldırarak, bu disiplinler arasında tam uyum sağlamaya dayalı bir yapılanmadır. Bu yapılanma sonucunda, anaokulundan üniversiteye kadar bütün kademelerde, gerçek dünya problemlerini çözmek için soru soran, araştıran, üreten ve yeni buluşlar yapabilen Endüstri 4.0’ın gereksinim duyduğu bir neslin yetiştirilmesi amaçlamaktadır.
Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli STEM Eğitimini İçermektedir
Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli’nde öğrencilerin bütüncül gelişimini destekleyecek şekilde disiplinler arası ilişkilere; yaşantı temelli, bağlam temelli ve sorgulamaya dayalı bir öğrenmeyi destekleyecek öğretim yöntemlerine yer verilir. STEM eğitiminde de aynı şekilde fen, teknoloji, mühendislik, sanat ve matematik disiplinleri arası, sorgulamaya, araştırmaya ve buluş yapmaya dayalı bir yaklaşım uygulanmaktadır.
Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli’nde öğretim programları yapısal olarak bilgi, beceri, eğilimler ve değerler arasında kurulan anlamlı ağlara dayanmakta ve bu yönüyle dinamik bir öğretme-öğrenme sürecine işaret etmektedir. Program, anlamlı ve kalıcı öğrenmeyi sağlamak amacıyla öğrenme sürecine yönelik bazı temel ilkeler doğrultusunda hareket eder. Öğrenme sürecinin temel ilkeleri şunlardır:
- Öğrencinin aktif katılımını sağlayacak öğrenci merkezli etkinlikler temel alınır.
- Farklı öğrenci ihtiyaçlarını karşılayabilecek esnek ve zenginleştirilmiş öğrenme yaşantılarına dayanır.
- Derin öğrenmeyi sağlamak amacıyla anlamlı öğrenme bağlamları içinde gerçekleşir.
- Öğrencilerin bilgi ve becerilerini yapılandırması için araştırma ve sorgulamayı merkeze alır.
- Bilgi, beceri, eğilim ve değerleri birlikte kullanarak bütüncül gelişime odaklanır.
STEM eğitimi de öğrenci merkezli bir eğitim yaklaşımıdır. Öğrencilerin gerçek dünya problemlerini yaparak-yaşayarak iş birliği içinde çözerek becerilerini geliştirmesini sağlar. Öğrenciler gerçek dünya problemlerini araştırarak ve sorgulayarak çözmek için grup halinde veya bireysel olarak çalışırlar.
Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli’nde temel alınan yaklaşımlar;
- Yaşantı temelli öğrenme
- Proje temelli öğrenme
- Bağlam temelli öğrenme
- Sorgulamaya dayalı öğrenme
- İş birlikli öğrenme
STEM eğitimi de yukarı yer alan öğrenme yaklaşımlarına destek olan 21 YY becerilerini (iş birliği, iletişim, eleştirel düşünme, yaratıcı düşünme) uygulayan bir yaklaşımdır.
Öğretme-öğrenme uygulamaları, programın temel öğrenme yaklaşımları ile uyumlu şekilde, öğrenci merkezli bir anlayış çerçevesinde yapılandırılmaktadır. Öğrenciler; farklı ön bilgi ve deneyimlere sahip, farklı biçim ve hızlarda öğrenen, öğrenme sürecinin aktif ve yansıtıcı katılımcıları olarak görülür. Öğretmenler ise öğrencilere rehberlik ederek bilgi, beceri, eğilim ve değerlerin kazandırılmasında öğrenme sürecini öğrenci merkezli bir biçimde tasarlayan tasarım uzmanları olarak görülür. Öğrenme; olumlu bir sınıf iklimi içinde, anlamlı bağlamlar ve çok yönlü etkileşimleri içeren bir ortamda gerçekleşir. Öğretme-öğrenme uygulamalarında öğrencilerin aktif katılımını sağlayacak; onları sorgulamaya, derin ve anlamlı öğrenmeye yönlendirecek etkinlikler ile bilgi ve becerilerin birlikte kullanılması esas alınır.
STEM eğitimi sürecinde öğrenciler gerçek dünya problemini çözmek için projeler oluşturur. Bu öğrenme sürecinde araştırır, çözüm için birden fazla fikir üretir, prototip oluşturur, test eder, değerlendirir ve amaçlarına ulaşana kadar tekrar tasarlar ve yeniden değerlendirir. STEM öğrenci merkezli bir öğrenme yaklaşımıdır, grup çalışmalarını teşvik eder.
Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli öğretim programlarında öğrenmeleri iyileştirmek için sürekli, geliştirici (biçimlendirici) ölçme ve değerlendirme kullanılmış; öğretim tasarım ve uygulamasında birinci önceliğin öğrenme sürecinde derinleşme olmasının teşvik edildiği bir anlayış benimsenmiştir.
STEM eğitiminde öğrenciler iş birliği içerisinde gerçek dünya problemlerini çözmek için proje geliştirirler. Proje geliştirme sürecinde öğrencilerin iş birliği, iletişim, yaratıcı düşünme ve eleştirel düşünme becerilerinin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle STEM eğitiminde de Maarif Model öğretim programlarında olduğu gibi proje süreçleri değerlendirme araçları kullanılmaktadır.
STEM eğitimi mevcut fen, matematik bilgisi ve teknolojileri kullanarak karmaşık bağlamsal gerçek dünya problemlerine ya da sorunlarına yenilikçi çözümlerin uygulandığı mühendislik tasarım sürecine odaklanmaktadır. STEM eğitimi sayesinde öğrencilerin üretim ve buluş yapma alanında yaratıcı düşünme, eleştirel düşünme, problem çözme gibi yetenekleri geliştirilmektedir.
STEM eğitimi öğrenci merkezli bir eğitimdir. Öğrencilere en büyük katkısı 21. Yüzyıl becerilerini kazandırmasıdır. STEM derslerinde öğrenciler gerçek dünya problemlerine çözüm ararlar. STEM eğitimi sürecinde öğrenciler gerçek dünya problemini belirler, araştırır, çözüm için birden fazla fikir üretir, prototip oluşturur, test eder, değerlendirir ve amaçlarına ulaşana kadar tekrar tasarlar ve yeniden değerlendirir. Ülkemizde hemen her alanda sorgulayan, araştıran, üreten ve buluş yapabilen bireylere ihtiyaç vardır. STEM eğitimi sayesinde anaokulundan itibaren 12. sınıf seviyesine kadar her sınıf seviyesinde bilim insanlığına ve mühendisliğe yeteneği ve ilgisi olan öğrenciler tespit edilmektedir. Bu görev bilinciyle, Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü olarak okul öncesi, ilköğretim ve ortaöğretim okullarımızda STEM eğitimine geçiş için çalışmalara yoğun bir şekilde başlamış bulunuyoruz.
Süreç içinde en önemli husus, STEM eğitiminin müfredata entegre edilmesidir. Bu sağlıklı bir şekilde gerçekleştirildiği takdirde, ilkokul, ortaokul ve liselerde öğrenim gören meraklı, soru soran, yetenekli ve ilgili öğrenciler belirlenebilecektir. Bu öğrenciler üniversitelerin bilim insanlığı, fen, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarına yönlendirilecek ve teşvik edileceklerdir. STEM eğitimi ile iş gücü niteliğinin artırılmasını sağlamak için gerekli stratejilerden olan deneme ve yanılma yaparak öğrenme, araştırma ve buluş yapma gibi becerilerin ortaya çıkarılmasını ve geliştirilmesini rahatlıkla sağlayacaktır. Bu da işgücü piyasasında, üretim, AR-GE, inovasyon, teknik altyapı, süreç geliştirme ve nitelikli iş gücü açığının kapatılmasına hizmet edecektir.
STEM Eğitiminin amaçları özetle;
- Öğrencilerin STEM alanlarında eğitim görmeye ve STEM mesleklerini seçmeye yönelik ilgi ve isteklerini artırmak ve
- Gerçek dünya problemlerini disiplinlerarası STEM yaklaşımıyla çözebilme yeteneğini kazanmış geleceğin işgücünü yetiştirmektir.
STEM (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) eğitimi büyük ölçüde gerçek dünyadaki sorunlara yaratıcı çözümler tasarlamaktan ibarettir. Öğrenciler gerçek dünya problemlerinin çözümüne dayalı STEM projeleri geliştirdiğinde, öğrendikleri fen, teknoloji, mühendislik ve matematik derslerinin gerçek etkisini daha net görebilirler. Bu tür bir problem çözme ortamında öğrenciler “Bu öğrendiklerimi gerçek hayatta ne zaman kullanacağım?” gibi sorular sormazlar ve öğrendikleri bilgileri gerçek hayat problemlerini çözmek için geliştiredikleri STEM projelerinde kullandıklarında yeteneklerini uygulama fırsatı bulabilirler.
Gerçek dünya problemlerine örnek olarak aşağıdaki konuları örnek olarak verebiliriz:
- Atıkların Geri Dönüşümü
- Atıkların Doğaya Verdiği Zararın Önlenmesi
- Evlerin Enerji İhtiyacının Karşılanması
- İçilebilir Su Kaynaklarının Küresel Isınma Nedeniyle Azalması
- Tozlu Ortamlardan Hastalarının Uzak Tutulması
- Gıda Güvenliği
- Çevreye Bırakılan Organik Çöplerin Çevre Kirliliği Oluşturması
- Okullarda Bazı Sınıfların Gündüz Saatlerinde Yeterli Düzeyde Işık Alamaması
- Engelli Bireylerin Günlük Hayatta Kendilerini İfade Edememesi
- Ürün Veriminin Artırılması için Doğal Gübre İhtiyacı
- Toplu Yaşam Alanlarında Bulaşıcı hastalıkların Bulaşması
- İnsan Gücünden Yararlanarak Enerji İhtiyacının Karşılanması
- Orman Yangınlarının Engellenmesi
- Denizlerdeki Kirliliğin Temizlenmesi
STEM eğitimi öğrenci merkezli bir eğitimdir. Öğrencilere en büyük katkısı 21. Yüzyıl becerilerini kazandırmasıdır. STEM derslerinde öğrenciler gerçek sosyal, ekonomik ve çevresel problemlere çözüm ararlar. STEM eğitimi sürecinde öğrenciler problemi belirler, araştırır, çözüm için birden fazla fikir üretir, prototip oluşturur, test eder, değerlendirir ve amaçlarına ulaşana kadar tekrar tasarlar ve yeniden değerlendirir. Ürün ve buluş geliştirmeye yönelik proje tabanlı STEM eğitimi döngüsü öğrenciler için hiçbir zaman sona ermez.
Öğrenciler STEM Projeleri geliştirirken grup çalışması yaparlar. Öğrenciler grup çalışması yaparak aşağıdaki 21. Yüzyıl becerilerini geliştirirler:
Eleştirel düşünme (Critical thinking)
Yaratıcılık (Creativity)
İşbirliği (Collaboration)
İletişim (Communication)
Bu dört beceri, öğrencilerin okulda ve iş ortamında başarılı olması için esastır.
STEM Projeleri yapan öğrencilerin geliştirebileceği ürün ve buluşlara aşağıdaki örnekler verilebilir:
Heyelan Uyarı Sistemi, Topraksız Tarım, Yağmur Suyunun Binalarda Kullanılması, Güvenlik Robotu, Doğal Gübre, Çiçeklerin Otomatik Damlama Sistemiyle Sulanması, Pencerelerden Enerji Elde Edilmesi, Okula Çöp Atık Sistemi Kurulması, Sudan Enerji Üretilmesi, Gaz Zehirlenmesi Önleme Sistemi, Akıllı Kuş Evi, Periskop Geliştirme, Enerji Tasarruflu Sokak Lambası, Rutubeti Önleme Sistemi, Uzaktan Otomasyon Kontrollü Tarım Seraları, Sokak Hayvanları İçin Teknolojik Barınak, Otomatik Orman Yangını Uyarı ve Söndürme Sistemi, Akvaryumda Tarım, Deniz Temizleme Gemisi, Araçların Trafik Düzenine Uymasını Sağlayan Sistem, Trafikte Araç Beklemesini Önleme Sistemi, Enerji Tasarruflu Su Isıtma Sistemi, Görme Engelliler için Şehiriçi Ulaşım Bilgi İstasyonları, Akıllı Çocuk Ateşi Ölçer Cihazı, Havuzlarda Boğulma Olayını Önleyen Güvenli Havuz Sistemi, Görme Engellilerin Kolay Ulaşım Sağlaması İçin Engelsiz Baston, Evsel atık Suların Bahçe Sulamasında Kullanımı Sistemi.
STEM (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) eğitimi büyük ölçüde gerçek dünyadaki sorunlara yaratıcı çözümler tasarlamaktan ibarettir. Öğrenciler gerçek dünya problemlerinin çözümüne dayalı STEM tasarımı bağlamında öğrendiğinde, öğrendikleri fen, teknoloji, mühendislik ve matematik derslerinin gerçek etkisini daha net görebilirler. Bu tür bir problem çözme ortamında öğrenciler “Bu öğrendiklerimi gerçek hayatta ne zaman kullanacağım?” gibi sorular sormazlar ve öğrendikleri bilgileri gerçek hayat problemlerini çözmek için kullandıklarında yeteneklerini uygulama fırsatı bulabilirler.