Fen mühendislik ve girişimcilik uygulamaları eğitiminde 3B tasarım ve robotik destekli mühendislik tasarım süreçleri etkinliği: Kışlık lastik tasarlayalım

Bu çalışmada fen, mühendislik ve girişimcilik uygulamaları (FMGU) eğitiminde öğretmenlerin kullanabilecekleri kaliteli bir etkinlik sunma ve bu etkinlik hakkında öğrenci ve öğretmen görüşlerinin alınması amaçlanmaktadır. Çalışma okul dışı etkinlik olarak toplam 16 saatte tamamlanmıştır. Etkinliği yapılabilmesi için etkinlik öncesinde öğrenciler 24'er saat robotik kodlama (Arduino İde) ve 3B tasarım (Fusion 360) kursu almışlardır. Etkinliğe 16 öğrenci ve 3 hizmet içi fen bilimleri öğretmeni katılmıştır. Etkinlikte öğrencilere kışlık lastik tasarımı ile ilgili mühendislik tasarım görevi sunulmuştur. Öğrencilerden 3B tasarım ve robotik kodlama kullanarak bu etkinliği mühendislik tasarım süreçleri basamaklarına göre hazırlamaları istenmiştir. Çalışmada nitel araştırma desenlerinden durum çalışması deseni kullanılmıştır. Çalışmada etkinlik öncesi ve etkinlik sonrası olmak üzere öğrenci görüşmeleri, öğrencilerin etkinlik öncesi ve sonrası mühendislik süreç çizimleri ve etkinlik süresince öğretmen günlükleri takip edilmiştir. Çalışmada elde edilen veriler içerik analizine tabi tutulmuştur. Öğretmen günlükleri, öğrenci görüşmeleri ve mühendislik süreç çizimlerinden elde edilen verilerin kodlama çalışması yapılıp bu kodlar frekans tabloları ile ifade edilmiştir. Araştırma sonucunda öğretmenlerin etkinlikte sunulan konu ve 3B tasarım ve robotik uygulamaları hakkında öğrenci seviyesine uygun olduğu değerlendirmeleri tespit edilmiştir. Etkinliğin FMGU eğitimine katkısı noktasında öğretmeler fen ve mühendislik uygulamalarını birleştirme, 3B tasarım ve robotikle deneysel değişkenleri kontrol kolaylığı, bilimsel süreç becerileri gelişimine katkı sağlama ve işbirlikçi öğrenme ortamı oluşturmaya katkı sağlama şeklinde değerlendirmeler yaptıkları görülmüştür. Etkinliğin öğrencilerde mühendislik kavramının gelişmesine katkı sağladığı, fen ve mühendislik arasındaki ilişkiyi anlamayı geliştirdiği, mühendislik tasarım süreçleri gelişimi sağladığı tespit edilmiştir. Ayrıca öğretmenler etkinliğin öğrencilerde kodlama ve tasarım yeteneği gelişimi sağladığını belirtmişlerdir. 3B tasarım ve robotik kodlama hakkında öğretmen ve öğrenciler hayal ettiğin şeyleri üretebilme ve deneysel değişkenleri kontrol ve üretim süreçlerini basitleştirme kolaylığı noktalarında avantaj sağladığını belirttikleri görülmüştür. Çalışmanın dezavantaj noktasında öğrenciler için matematiksel zorluklar ve öğretmenler açısından ise 3B tasarım ve robotik kodlama tecrübesi gerektirmesi ve zaman kullanımı olarak ifade edildiği tespit edilmiştir. Çalışma fen bilimleri öğretmenlerine bu tarz etkinlikler geliştirdiklerinde zaman yönetimi açısından uygulama öncesi küçük gruplarda etkinliğin test edilmesini önermektedir. Ayrıca araştırmacılar için mühendislik temelli etkinliklerin öğrencilerin sosyalleşme ve iletişim becerileri üzerine etkisi hakkında çalışmalar yapılmasını önermektedir. Son olarak öğretim programı düzenleyicilere hizmet içi ve öncesi öğretmenler ve öğrenciler için 3B tasarım ve robotik kodlama eğitim planlamaları yapmalarını önermektedir.