STEM eğitimi son yıllarda eğitim alanında en sık karşılaştığımız kavramlardan biri.

Fen, teknoloji, mühendislik ve matematik kelimelerinin baş harflerinden oluştuğunu artık çoğumuz biliyoruz. Ancak bence asıl soru şu:

STEM gerçekten bu dört alanı aynı etkinliğin içine koymak mıdır?

Bana göre değil.

Bir etkinlikte matematik kullanılması, birkaç mühendislik malzemesinin bulunması veya öğrencinin bir ürün ortaya çıkarması o etkinliği tek başına STEM etkinliği yapmaz.

STEM’i değerli kılan şey; farklı disiplinleri gerçek bir problem etrafında bir araya getirerek öğrenciyi düşünmeye, araştırmaya, tasarlamaya, denemeye, hata yapmaya ve yeniden geliştirmeye yönlendirmesidir.

---

STEM Eğitimini Nasıl Anlıyorum?

STEM eğitimini yalnızca bir ürün yapma etkinliği olarak görmüyorum.

Benim için STEM, her şeyden önce bir düşünme ve problem çözme biçimi.

Öğrencinin karşısına bir problem koyuyoruz. Fakat bu problemin tek bir doğru çözümü olmuyor.

Öğrenci;

• problemi anlamaya,
• araştırmaya,
• bildiklerini sorgulamaya,
• farklı çözüm yolları üretmeye,
• bir tasarım geliştirmeye,
• tasarımını test etmeye,
• elde ettiği verilere göre yeniden düzenlemeye

başlıyor.

Ve çoğu zaman ilk denemesinde istediği sonucu alamıyor.

Aslında STEM eğitiminin en değerli bölümlerinden biri de tam burada başlıyor.

Tasarım çalışmadığında ne yapmalıyız?

Öğrenciye doğrudan çözümü vermek yerine şu tür sorular sorabiliriz:

• Neden olmadı?
• Neyi değiştirebiliriz?
• Elimizdeki veriler bize ne söylüyor?
• Hangi değişken sonucu etkilemiş olabilir?
• Tekrar deneseydin hangi bölümü farklı yapardın?

Bu nedenle STEM çalışmalarında başarısızlığı olumsuz bir sonuç olarak değil, yeni tasarım için elde edilmiş bir veri olarak görmek gerekiyor.

---

STEM Etkinliği Bir Fen Deneyi Değildir

Burada sık karşılaştığım bir karışıklığa da değinmek gerekiyor.

Fen deneyi ile STEM etkinliği aynı şey değildir.

Bir deneyde öğrenciler belirli bir bilimsel olayı gözlemleyebilir.

Örneğin farklı yüzeylerde sürtünme kuvvetini inceleyebiliriz. Bu oldukça değerli bir fen etkinliğidir.

Ancak STEM sürecinde öğrenci bu bilgiyi bir problemi çözmek amacıyla kullanır.

Örneğin öğrencilere şu görev verilebilir:

“Belirli bir eğimden bırakıldığında en uzun mesafeyi gidebilecek bir araç tasarlayın.”

Bu noktadan sonra süreç değişmeye başlar.

Öğrencinin birlikte düşünmesi gereken birçok değişken ortaya çıkar:

• tekerlek çapı,
• aracın kütlesi,
• sürtünme,
• malzeme seçimi,
• denge,
• gövde tasarımı,
• ağırlık dağılımı.

Fen bilgisi artık yalnızca öğrenilecek bir bilgi değildir.

Tasarım kararı verebilmek için kullanılan bir araca dönüşür.

STEM’in en güçlü yönlerinden biri de budur.

---

İyi Bir STEM Etkinliği Nasıl Başlamalı?

STEM etkinliklerinde mümkün olduğunca doğrudan:

“Bugün köprü yapacağız.”

şeklinde başlamamaya çalışıyorum.

Bunun yerine öğrencinin karşısına önce anlamlı bir problem durumu koymak daha etkili.

Örneğin:

Bir bölgede meydana gelen sel nedeniyle köprü zarar gördü. İnsanların karşı kıyıya güvenli biçimde ulaşabilmesi için yeni bir köprü tasarlanması gerekiyor. Ancak kullanabileceğiniz malzemeler sınırlı.

Artık öğrencinin önünde yalnızca bir “köprü yapma görevi” yok.

Bir mühendislik problemi var.

Probleme kısıtlamalar ekleyebiliriz

Örneğin:

• Köprü belirli bir açıklığı geçmeli.
• Yalnızca verilen malzemeler kullanılmalı.
• Belirli bir yükü taşımalı.
• Kullanılabilecek toplam malzeme miktarı sınırlı olmalı.
• En hafif ama en fazla yük taşıyan tasarım avantajlı olabilir.

Bu kısıtlamalar öğrencinin gerçek anlamda tasarım kararı vermesini sağlar.

Çünkü gerçek mühendislik problemlerinde de kaynaklar sınırsız değildir.

---

Mühendislik Tasarım Döngüsü STEM’in Merkezinde Olmalı

STEM çalışmalarında mühendislik tasarım sürecinin öğrenciler tarafından açık biçimde görülmesini önemli buluyorum.

Süreç şu şekilde ilerleyebilir:

1. Problemi Anla

Problemin ne olduğunu, kimleri etkilediğini ve hangi koşullarda çözülmesi gerektiğini belirle.

2. Araştır

Problemi çözmek için gerekli bilimsel ve teknik bilgileri araştır.

3. Fikir Üret

Tek bir çözüm yerine farklı çözüm yolları geliştir.

4. Tasarla

Seçilen çözümün çizimini veya planını hazırla.

5. Prototip Oluştur

Tasarlanan çözümün ilk modelini geliştir.

6. Test Et

Prototipi belirlenen ölçütlere göre dene.

7. Veri Topla

Sonuçları yalnızca gözlemlemekle kalma; mümkün olduğunca ölç.

8. Geliştir

Elde edilen verilere göre tasarımı değiştir.

9. Yeniden Test Et

Yeni tasarımın gerçekten daha iyi olup olmadığını kontrol et.

---

Asıl Öğrenme Nerede Gerçekleşiyor?

Örneğin iki grup kule tasarlamış olsun.

1. Grup

• Kule yüksekliği: 80 cm
• Taşıdığı yük: 450 g

2. Grup

• Kule yüksekliği: 65 cm
• Taşıdığı yük: 900 g

Burada yalnızca:

“Kim kazandı?”

sorusuna odaklanırsak önemli bir öğrenme fırsatını kaçırabiliriz.

Asıl soru şu olmalı:

İkinci tasarım neden daha fazla yük taşıdı?

Öğrencinin;

• taban genişliğini,
• geometrik yapıyı,
• destek noktalarını,
• bağlantı biçimlerini,
• malzeme kullanımını

incelemesi gerekir.

Öğrenci tasarımını veriler üzerinden değerlendirmeye başladığında mühendislik düşüncesi de gelişmeye başlar.

---

STEM’de Yarışma Kullanılmalı mı?

Yarışma unsurunu doğru kullanıldığında oldukça etkili buluyorum.

Örneğin:

• en uzun süre havada kalan paraşüt,
• en fazla yük taşıyan köprü,
• en uzak mesafeye giden araç,
• en az su kullanan sulama sistemi,
• en dayanıklı deprem kulesi

gibi hedefler öğrencilerin tasarımlarını geliştirmesi için güçlü bir motivasyon oluşturabilir.

Ancak yarışmanın amacı yalnızca kazananı belirlemek olmamalı.

Etkinlik sonunda şu soru çok daha değerli:

Hangi tasarım kararı sonucu nasıl değiştirdi?

Bazen başarısız olan bir tasarım, sınıfta en fazla bilimsel tartışmayı ortaya çıkaran tasarım olabilir.

Bu nedenle STEM’de yarışmayı bir öğrenme aracı olarak kullanmak gerekir.

---

STEM Sınıfında Öğretmenin Rolü

STEM ortamında öğretmenin rolü klasik ders anlatımından biraz farklılaşıyor.

Öğretmen;

çözümü söyleyen kişi olmaktan çıkıp,

öğrencinin çözümü bulmasını sağlayan kişi hâline geliyor.

Öğrenciler sık sık:

• “Öğretmenim bunu nereye bağlayacağız?”
• “Bunu böyle yapsak olur mu?”
• “Hangisini kullanmamız gerekiyor?”
• “Doğru mu yapıyoruz?”

gibi sorular sorabiliyor.

Burada doğrudan cevap vermek yerine öğrenciyi yeniden düşünmeye yönlendirmek daha değerli.

Örneğin:

• Sen neden oraya bağlamayı düşündün?
• İki seçeneği de denesek ne değişir?
• Bunu test etmenin bir yolu var mı?
• Ölçüm yapabilir miyiz?
• Hangi seçeneğin daha iyi olduğunu nasıl kanıtlayabiliriz?

Bu küçük sorular öğrencinin kontrolü yeniden eline almasını sağlar.

STEM sınıfında öğretmenin en önemli araçlarından biri bazen malzemeler değil, doğru zamanda sorulan doğru sorudur.

---

STEM İçin Pahalı Malzemeler Gerekir mi?

STEM eğitimiyle ilgili yanlış algılardan biri de pahalı teknoloji ve malzemelerin zorunlu olduğunun düşünülmesi.

Robotik kitler, 3D yazıcılar, sensörler, Arduino kartları ve farklı teknolojik araçlar elbette çok değerli.

Ancak STEM eğitimi bunlara bağlı değil.

Basit malzemelerle de oldukça güçlü çalışmalar yapılabilir.

Örneğin:

• karton,
• pipet,
• lastik,
• ip,
• tahta çubuk,
• pet şişe,
• kâğıt,
• balon,
• şırınga,
• plastik bardak.

Burada belirleyici olan malzemenin ne kadar teknolojik olduğu değil, öğrencinin yapmak zorunda olduğu düşünsel işlemlerdir.

Basit bir kâğıt köprü etkinliği bile doğru kurgulandığında öğrenciyi;

kuvvet, dayanıklılık, geometri, malzeme kullanımı, maliyet ve optimizasyon

üzerine düşündürebilir.

---

Özel Yetenekli Öğrencilerde STEM Nasıl Farklılaştırılabilir?

Özel yetenekli öğrencilerle yapılan STEM çalışmalarında hazır yönergelerin azaltılmasının önemli olduğunu düşünüyorum.

Öğrencinin yalnızca öğretmenin hazırladığı aşamaları takip ettiği etkinlikler bir noktadan sonra yeterli olmayabilir.

Bu nedenle görevleri daha açık uçlu hâle getirmek gerekiyor.

Örneğin:

Bunun yerine:

“Bu sistemi yap.”

Şunu sorabiliriz:

“Bu problemi mümkün olan en az malzemeyle nasıl çözebilirsin?”

Ya da:

• Ürünün iki farklı koşulda çalışmasını sağlayabilir misin?
• Başka bir grubun tasarımını inceleyip geliştirebilir misin?
• Aynı problemi tamamen farklı bir yöntemle çözebilir misin?
• Tasarımını daha ekonomik hâle getirebilir misin?
• Gerçek hayatta kullanılabilir olması için neleri değiştirmen gerekir?
• Ürünün verimliliğini hangi ölçütlerle değerlendirebilirsin?

Özellikle;

• tersine mühendislik,
• optimizasyon,
• veri analizi,
• çoklu çözüm üretme,
• sınırlı kaynaklarla problem çözme

çalışmalarının özel yetenekli öğrenciler için oldukça güçlü olduğunu düşünüyorum.

---

STEM Etkinliğinin Sonunda Neyi Değerlendirmeliyiz?

Bir STEM dersinin sonunda masaların üzerinde birçok araç, köprü, kule veya prototip olabilir.

Bunların ortaya çıkması elbette önemli.

Ancak asıl değerlendirilmesi gereken yalnızca ürün değildir.

Öğrenciye şu soruları sormak gerekir:

Tasarımını Değerlendir

• İlk tasarımında neyi farklı düşündün?
• Test sırasında ne gözlemledin?
• Hangi verileri topladın?
• Hangi değişken sonucu etkiledi?
• Tasarımının en güçlü yönü neydi?
• Hangi bölümü geliştirmek gerekiyor?
• Tekrar yapsaydın neyi değiştirirdin?
• Başka bir grubun tasarımından ne öğrendin?

Öğrenci bu sorulara cevap verebiliyorsa ortaya çıkan ürün istediğimiz gibi çalışmasa bile güçlü bir öğrenme süreci gerçekleşmiş olabilir.

---

Sonuç: STEM Bir Ürün Değil, Bir Süreçtir

STEM eğitimi bana göre dört disiplinin yan yana getirilmesinden çok daha fazlası.

STEM;

• problem görme,
• soru sorma,
• araştırma,
• bilgiyi kullanma,
• çözüm üretme,
• tasarlama,
• veri toplama,
• test etme,
• hata yapma,
• yeniden düşünme,
• geliştirme

sürecidir.

Bu nedenle sınıfta STEM uygulamak isteyen öğretmenlere ilk önerim çok fazla malzeme toplamaları veya karmaşık teknolojiler satın almaları olmaz.

Önce iyi bir problem bulun.

Öğrenciye düşünmesi için alan bırakın.

Çözümü hemen söylemeyin.

Üründen önce sürece bakın.

Öğrencinin yaptığı hataları hemen düzeltmek yerine bu hataların nedenini araştırmasını sağlayın.

Çünkü STEM eğitiminde bazen en değerli öğrenme anı öğrencinin tasarımına bakıp:

“Bu olmadı. Peki neden olmadı?”

diye sorduğu andır.

Öğrenme çoğu zaman tam orada başlar.

Mehmet TÜRK