KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi / 2026 / Cilt: 28 Sayı: 2026

İlkokul Sınıflarında Mühendislik Tasarım Temelli Stem Aracılığıyla Başarı ve Tutumların İncelenmesi: Karma Yöntemli Bir Çalışma

Investigating Achievement and Attitudes Through Engineering Design-Based Stem: A Mixed-Methods Study in Elementary Classrooms

Arzu Tanış Özçelik(AYDIN ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-7256-3828
Güler Akkor(Millî Eğitim Bakanlığı Manisa)0009-0008-0977-6290
Sayfa
1–13
Yayın Tarihi
2026-07-13
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Nicel analizler, deney grubunun akademik performansında ve STEM tutumlarında anlamlı iyileşmeler olduğunu ortaya koymuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Dünya genelinde bütünleşik STEM eğitimine verilen önem artarken, bu eğitimin daha genç yaştaki öğrenenler üzerindeki etkisini otantik sınıf ortamlarında anlama ihtiyacı devam etmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu karma yöntem çalışması, tasarım temelli bir fen ünitesi bağlamında bütünleşik STEM öğretiminin ilkokul öğrencilerinin akademik başarıları ve tutumları üzerindeki etkisini incelemektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Nicel analizler, deney grubunun akademik performansında ve STEM tutumlarında anlamlı iyileşmeler olduğunu ortaya koymuştur.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:mühendislik tasarımı · akademik başarı · tutum

Özet

Dünya genelinde bütünleşik STEM eğitimine verilen önem artarken, bu eğitimin daha genç yaştaki öğrenenler üzerindeki etkisini otantik sınıf ortamlarında anlama ihtiyacı devam etmektedir. Bu karma yöntem çalışması, tasarım temelli bir fen ünitesi bağlamında bütünleşik STEM öğretiminin ilkokul öğrencilerinin akademik başarıları ve tutumları üzerindeki etkisini incelemektedir. Türkiye'nin batısındaki bir devlet okulunda yürütülen çalışmaya, ışık ve ses teknolojileri üzerine on beş saatlik bir öğretim sürecine katılan 34 dördüncü sınıf öğrencisi dâhil olmuştur. Deney grubu, mühendislik tasarım sürecine dayalı yapılandırılmış, uygulamalı STEM etkinliklerine katılırken, kontrol grubu standart müfredatı takip etmiştir. Nicel analizler, deney grubunun akademik performansında ve STEM tutumlarında anlamlı iyileşmeler olduğunu ortaya koymuştur. Nitel alan notları, öğrencilerin bilimsel akıl yürütmeyi bağlamsal olarak uyguladıklarını, yinelemeli tasarım revizyonları sırasında sergiledikleri azmi ve grup çalışmasına olan sosyal-duygusal yatırımlarını vurgulamıştır. Standart müfredatla bütünleşme ve sınıf öğretmeninin sürece dahil edilmesi yoluyla çalışma, tekrar edilebilir ve ölçeklenebilir bir erken STEM entegrasyon modeli sunmaktadır. Bu bulgular, ilkokul STEM pedagojisi etrafındaki küresel tartışmalara katkıda bulunmakta ve fen içeriğini gerçek dünya problem çözme süreçleriyle birleştiren tasarım temelli öğrenme uygulamalarına ışık tutmaktadır.

Abstract

With the growing emphasis on integrated STEM education globally, there remains a need to understand its impact on younger learners within authentic classroom contexts. This mixed-methods study investigates the impact of integrated STEM instruction on elementary students’ academic achievement and attitudes within the context of a design-based science unit. Conducted in a public school in western Türkiye, the study involved 34 fourth-grade students who participated in a fifteen-hour instructional sequence on light and sound technologies. The experimental group engaged in structured, hands-on STEM activities grounded in the engineering design process, while the control group followed the standard curriculum. Quantitative analysis revealed significant improvements in the experimental group’s academic performance and STEM attitudes. Qualitative fieldnotes highlighted students’ contextual application of scientific reasoning, persistence during iterative design revisions, and social-emotional investment in group work. By integrating into the standard curriculum and involving the classroom teacher, the study offers a replicable, scalable model of early STEM integration. These findings contribute to global conversations around elementary STEM pedagogy and inform design-based learning practices that bridge science content with real-world problem-solving.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Özçelik, A. T., Akkor, G. (2026). İlkokul Sınıflarında Mühendislik Tasarım Temelli Stem Aracılığıyla Başarı ve Tutumların İncelenmesi: Karma Yöntemli Bir Çalışma. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, Cilt: 28 Sayı: 2026, 1–13. https://doi.org/10.17556/erziefd.1887493

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (63)

  1. Abe, E. N., & Chikoko, V. (2020). Exploring the factors that influence the career decision of STEM students at a university in South Africa. International Journal of STEM Education, 7, 60. https://.doi.org/10.1186/s40594-020-00256-x
  2. Acar, D., Tertemiz, N., & Taşdemir, A. (2018). The Effects of STEM Training on the Academic Achievement of 4th Graders in Science and Mathematics and their Views on STEM Training. International Electronic Journal of Elementary Education, 10(4), 505–513. Retrieved from.https://www.iejee.com/index.php/IEJEE/article/view/465
  3. Açıkay, N., Bircan, M., & Karakaş, H. (2023). The effect of STEM activities on primary school students’ attitudes towards STEM. International Journal of Research in Teacher Education, 14, 19–35. https://doi.org/10.29329/ijrte.2023.566.2
  4. Amparo, A., Angelas, A., Cabotaje, A., Seno, M., & Arcinas, M. (2022). Factors influencing the doctor of medicine career choice intention among STEM senior high school students from a private educational institution in Manila. International Journal of Multidisciplinary: Applied Business and Education Research, 3, 1060–1074. https://doi.org/10.11594/ijmaber.03.06.10
  5. Ayaz, M., Gülen, S. & Gök, B. (2020). STEM etkinliklerinin uygulanması sürecinde elektronik portfolyo kullanımının sekizinci sınıf öğrencilerinin fen bilimleri dersi akademik başarısına ve STEM tutumuna etkisinin Iincelenmesi. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 17 (1), 1153-1179. https://doi.org/10.33711/yyuefd.801394
  6. Aydın, G., Saka, M. ve Güzey, S. (2017). 4-8. Sınıf gövdesinin Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik (STEM= FETEMM) tutumlarının incelenmesi. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 13 (2). https://Doi.org/10.17860/mersinefd.290319
  7. Bakar, A. Y. A., & Mahmud, M. I. (2020). Profiling of aspiration and interest towards STEM and TVET careers among lower secondary students: A Malaysian case study. Journal for the Education of Gifted Young Scientists, 8(1), 489–500. https://doi.org/10.17478/jegys.669034
  8. Bircan, M. A., & Çalışıcı, H. (2022). STEM eğitimi etkinliklerinin ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin STEM’e yönelik tutumlarına, 21. yüzyıl becerilerine ve matematik başarılarına etkisi. Eğitim ve Bilim, 47(211), 87-119. http://doi.org/10.15390/EB.2022.10710
  9. Bybee, R.W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. Virginia: National Science Teachers Association.
  10. Chen, Y. (2018). Collaborative learning through group testing. Kent State University Center for Teaching and Learning. Retrieved from http://www.kent.edu/ctl/group-testing.
  11. Creswell, J. W., & Plano Clark, V. L. (2018). Designing and conducting mixed methods research (3rd ed.). Sage Publications, Inc.
  12. Cunningham, C. M. (2018). Engineering in elementary STEM education: Curriculum design, instruction, learning, and assessment. New York, NY: Teacher College Press.
  13. Çakır, R., & Ozan, C. E. (2018). Fe Te MM etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarıları, yansıtıcı düşünme becerileri ve motivasyonlarına etkisi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 38(3), 1077-1100. https://doi.org/10.17152/gefad.346067
  14. Dabney, K. P., Chakraverty, D., & Tai, R. H. (2013). The association of family influence and initial interest in science. Science Education, 97(3), 395–409. https://doi.org/10.1002/sce.21060
  15. Dare, E. A., Keratithamkul, K., Hiwatig, B., & Li, F. (2021). Beyond content: Exploring the role of STEM disciplines, real-world problem 21st century skills, and STEM careers within science teachers’ conceptions of STEM education. Education Sciences, 11(11), 737. https://doi.org/10.3390/educsci11110737
  16. Dedetürk, A., Kırmızıgül, A. S., & Kaya, H. (2020). “Ses” Konusunun STEM etkinlikleri ile öğretiminin başarıya etkisi. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 49, 134-161. doi: 10.9779/pauefd.532331.
  17. Dong, A., Jong, M. S.-Y., & King, R. B. (2020). How does prior knowledge influence learning engagement? The mediating roles of cognitive load and help-seeking. Frontiers in Psychology, 11, 591203. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2020.591203
  18. Emerson, R. M., Fretz, R. 1., & Shaw, L. L. (1995). Writing ethnographic Fieldnotes. Chicago: University of Chicago Press.
  19. English, L. D. (2016). STEM education in K-12: Perspectives on integration. International Journal of STEM Education, 3(1), 1–8. DOI:10.1186/s40594-016-0036-1.
  20. Erkan, H., & Duran, M. (2023). The effects of STEM activities conducted with the flipped learning model on primary school students’ scientific creativity, attitudes and perceptions towards STEM. Science Insights Education Frontiers, 15(1), 2175–2225. https://doi.org/10.15354/sief.23.or115
  21. Gazibeyoğlu T., & Aydın A. (2020) STEM uygulamalarının 7. sınıf öğrencilerinin fen bilimleri dersine karşı tutumlarına etkisinin incelenmesi. Eğitim ve Toplum Araştırmaları Dergisi, 7(2), 724-752. https://izlik.org/JA79LD66DT
  22. Güven, Ç. (2020). STEM uygulamaları ile zenginleştirilmiş̧ 7E Öğrenme Modeli’nin 5.sınıf öğrencilerinin bilişsel süreç becerilerine etkisi. Yayınlanmamış Doktora tezi, Gazi Üniversitesi. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
  23. Guzey, S. S., Harwell, M., & Moore, T. (2014). Development of an instrument to assess attitudes toward science, technology, engineering, and mathematics (STEM). School Science and Mathematics, 114(6), 271–279. https://doi.org/10.1111/ssm.12077
  24. Kalaycı, S. & Izgi, S. (2020). The effect of the stem approach based on the 5E model on academic success and scientific process skills: the transformation of electrical energy. International Journal of Education Technology and Scientific Researches, 5(13), p. 1578-1629. Doi: 10.35826/ijetsar.259.
  25. Karakaya, F., & Avgın, S. S. (2016). Effect of demographic features to middle school students’ attitude towards Fe Te MM (STEM). Journal of Human Sciences, 13(3), 4188–4198. https://www.j-humansciences.com/index.php/IJHS/article/view/4104
  26. Kaya, N., & Bulut, S. (2022). Investigation of students’ career choices in stem fields. Journal of Psychology & Clinical Psychiatry (JPCPY). 13(2). 27-30. https://doi.org/10.15406/jpcpy.2022.13.00710
  27. Kelley, T. R., & Knowles, J. G. (2016). A conceptual framework for integrated STEM education. International Journal of STEM Education, 3(1), 1–11. https://doi.org/10.1186/s40594-016-0046-z
  28. Kurt, M., & Benzer, S. (2020). An investigation on the effect of STEM practices on sixth grade students’ academic achievement, problem solving skills, and attitudes towards STEM. Journal of Science Learning. 3(2), 79-88. https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1251717.pdf
  29. Lix, L. M., Keselman, J. C., & Keselman, H. J. (1996). Consequences of assumption violations revisited: A quantitative review of alternatives to the one-way analysis of variance F test. Review of Educational Research, 66(4), 579–619. https://doi.org/10.3102/0034654306600457
  30. Maltese, A. V., & Cooper, C. S. (2017). STEM pathways: Do men and women differ in why they enter and exit? AERA Open, 3(3). https://doi.org/10.1177/2332858417727276
  31. Maltese, A. V., & Tai, R. H. (2010). Eyeballs in the Fridge: Sources of early interest in science. International Journal of Science Education, 32(5), 669–685. https://doi.org/10.1080/09500690902792385
  32. Mc Lure, F. I., Tang, K. S., & Williams, P. J. (2022). What do integrated STEM projects look like in middle school and high school classrooms? A systematic literature review of empirical studies of i STEM projects. International Journal of STEM Education 9(1), 73. https://doi. org/10.1186/s40594-022-00390-8.
  33. Meng, C. C., Idris, N., & Eu, L. K. (2014). Secondary Students' Perceptions of Assessments in Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 10(3), 219-227. https://doi.org/10.12973/eurasia.2014.1070a
  34. Miller, E., Manz, E., Russ, R., Stroupe, D., & Berland, L. (2018). Addressing the epistemic elephant in the room: Epistemic agency and the next generation science standards. Journal of Research in Science Teaching, 55(7), 1053–1075. https://doi-org.ezp2.lib.umn.edu/10.1002/tea.21459
  35. Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], 2018 İlköğretim Fen Bilimleri Dersi 3-8.sınıflar öğretim programı. Ankara.
  36. Nağaç, M., & Kalaycı, S. (2021). The effect of STEM activities on students’ academic achievement and problem-solving skills: Matter and heat unit. E-Kafkas Journal of Educational Research, 8(3), 480-498. https://doi.org/10.30900/kafkasegt.964063
  37. National Research Council [NRC]. (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. National Academies Press. DOI:.https://doi.org/10.17226/13165
  38. O’Brien, L. T., Hitti, A., Shaffer, E., Van Camp, A. R., Henry, D., & Gilbert, P. N. (2016). Improving girls’ sense of fit in science increasing the impact of role models. Social Psychological and Personality Science. 8(3), 301-309. https://doi.org/10.1177/1948550616671997
  39. Ozan, F. & Uluçınar-Sağır, Ş. (2020). Fe Te MM uygulamalarının kuvvetin ölçülmesi ünitesinde başarı ve Fe Te MM’e yönelik tutuma etkisi. Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi Dergisi, (41), 260-275. https://doi.org/10.33418/ataunikkefd.764617
  40. Özcan, H., & Koca, E. (2019). STEM yaklaşımı ile basınç konusu öğretiminin ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve STEM’e yönelik tutumlarına etkisi. Eğitim ve Bilim, 44(198), 201-227. DOI: 10.15390/EB.2019.7902.
  41. Öztürk, D. (2020). İlkokul 4. sınıf fen bilimleri dersinde STEM etkinliklerinin akademik başarıya etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Ordu Üniversitesi. https://earsiv.odu.edu.tr/jspui/bitstream/11489/495/1/10323050.pdf
  42. Pinxten, M., Van Soom, C., Peeters, C., De Laet, T., & Langie, G. (2017). At-risk at the gate: Prediction of study success of first-year science and engineering students in an open-admission university in Flanders—any incremental validity of study strategies? European Journal of Psychology of Education, 34(1), 45–66. https://doi.org/10.1007/s10212-017-0361-x
  43. Sandall, B. K., Sandall, D. L., & Walton, A. L. (2018). Educators’ perceptions of integrator STEM: A phenomenological study. Journal of STEM Teacher Education, 53(1), 3. Available at:.https://ir.library.illinoisstate.edu/jste/vol53/iss1/3
  44. Sarican, G., & Akgunduz, D. (2018). The impact of integrated STEM education on academic achievement, reflective thinking skills towards problem solving and permanence in learning in science education. Cypriot Journal of Educational Science, 13(1), 94-113. https://eric.ed.gov/?id=EJ1196043
  45. Saw, G., Chang, C. N., & Chan, H. Y. (2018). Cross-sectional and longitudinal disparities in STEM career aspirations at the intersection of gender, race/ethnicity, and socioeconomic status. Educational Researcher, 47(8), 525-531.
  46. Srikoom, W., Faikhamta, C., & Hanuscin, D. (2018). Dimensions of effective STEM integrated teaching practice. K-12 STEM Education, 4(2), 313–330. The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST). Retrieved February 13, 2026 from https://www.learntechlib.org/p/209577/.
  47. Tabaru, G. (2017). İlkokul 4. sınıf öğrencilerine fen bilimleri dersinde uygulanan STEM temelli etkinliklerin çeşitli değişkenlere etkisi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi. https://acikerisim.ohu.edu.tr/items/31388a29-92ba-4f8c-808e-da8ec800d195
  48. Tekindur, A. (2022). Argümantasyon tabanlı bilim öğrenme yaklaşımının dördüncü sınıf öğrencilerinin fen başarısına, araştırma ve bilimsel yazma becerilerine etkisi. Yayımlanmamış doktora tezi, Hacettepe Üniversitesi. https://openaccess.hacettepe.edu.tr/items/d48e787e-12ea-498a-a2fa-cda2c29912ff
  49. Tolliver, E. R. (2016). The effects of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education on elementary student achievement in urban schools. Doctoral Dissertation, Grand Canyon University, Arizona. https://www.proquest.com/docview/1850520458?pq-origsite=gscholar&fromopenview=true&sourcetype=Dissertations%20&%20Theses
  50. Wahono, B., Lin, P. L., & Chang, C. Y. (2020). Evidence of STEM enactment effectiveness in Asian student learning outcomes. International Journal of STEM Education, 7(1), 1–18. https://doi.org/10.1186/s40594-020-00236-1
  51. Wang, M. T., & Degol, J. L. (2017). Gender gap in science, technology, engineering, and mathematics (STEM): Current knowledge, implications for practice, policy, and future directions. Educational Psychology Review, 29(1), 119–140. https://doi.org/10.1007/s10648-015-9355-x.
  52. Wiebe, E., Unfried, A., & Faber, M. (2018). The relationship of STEM attitudes and career interest. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(10).
  53. Varelas, M., Kane, J. M., & Wylie, C. D. (2011). Young African American children's representations of self, science, and school: Making sense of difference. Science Education, 95(5), 824-851. Doi:10.1002/sce.20447.
  54. Yavuz, Ü. (2019). İlkokul fen bilimleri dersinin fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (Fe Te MM) etkinlikleri ile işlenmesi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi. https://acikerisim.aku.edu.tr/items/523127b4-63b0-49f1-bb71-67dfa531d5b4
  55. Yıldırım, B., & Selvi, M. (2017). STEM uygulamaları ve tam öğrenmenin etkileri üzerine deneysel bir çalışma. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 13(2), 183-210. https://doi.org/10.17244/eku.310143
  56. Zhou, S.-N., Zeng, H., Xu, S.-R., Chen, L.-C., & Xiao, H. (2019). Exploring changes in primary students’ attitudes towards science, technology, engineering and mathematics (STEM) across genders and grade levels. Journal of Baltic Science Education, 18(3), 466–480. 10.33225/jbse/19.18.466.
  57. Abe, E. N., & Chikoko, V. (2020). Exploring the factors that influence the career decision of STEM students at a university in South Africa. International Journal of STEM Education, 7, 60. https://.doi.org/10.1186/s40594-020-00256-x
  58. Acar, D., Tertemiz, N., & Taşdemir, A. (2018). The Effects of STEM Training on the Academic Achievement of 4th Graders in Science and Mathematics and their Views on STEM Training. International Electronic Journal of Elementary Education, 10(4), 505–513. Retrieved from.https://www.iejee.com/index.php/IEJEE/article/view/465
  59. Kurt, M., & Benzer, S. (2020). An investigation on the effect of STEM practices on sixth grade students’ academic achievement, problem solving skills, and attitudes towards STEM. Journal of Science Learning. 3(2), 79-88. https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1251717.pdf
  60. Mc Lure, F. I., Tang, K. S., & Williams, P. J. (2022). What do integrated STEM projects look like in middle school and high school classrooms? A systematic literature review of empirical studies of i STEM projects. International Journal of STEM Education 9(1), 73. https://doi. org/10.1186/s40594-022-00390-8.
  61. National Research Council [NRC]. (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. National Academies Press. DOI:.https://doi.org/10.17226/13165
  62. Sandall, B. K., Sandall, D. L., & Walton, A. L. (2018). Educators’ perceptions of integrator STEM: A phenomenological study. Journal of STEM Teacher Education, 53(1), 3. Available at:.https://ir.library.illinoisstate.edu/jste/vol53/iss1/3
  63. Varelas, M., Kane, J. M., & Wylie, C. D. (2011). Young African American children's representations of self, science, and school: Making sense of difference. Science Education, 95(5), 824-851. Doi:10.1002/sce.20447.