STEM

STEM; Science (Fen), Technology (Teknoloji), Engineering (Mühendislik) ve Mathematics (Matematik) kelimelerinin baş harflerinden oluşan, bu dört disiplinin birbirine entegre edilerek öğretilmesini temel alan bir eğitim yaklaşımıdır. Geleneksel eğitim sistemlerinde ayrı dersler (silolar) halinde öğretilen fen ve matematik gibi alanların aksine, STEM eğitimi bu disiplinleri gerçek dünya problemlerini çözmek amacıyla bir araya getirir. Bu yaklaşım, öğrencilerin teorik bilgileri pratiğe dönüştürmelerini, mühendislik tasarım süreçlerini kullanmalarını ve 21. yüzyıl becerileri olarak adlandırılan eleştirel düşünme, yaratıcılık, iş birliği ve problem çözme yetilerini geliştirmelerini hedefler. STEM eğitimi, yalnızca akademik bir öğretim modeli değil, aynı zamanda ülkelerin ekonomik kalkınma, inovasyon kapasitesi ve küresel rekabet gücü açısından stratejik bir hamle olarak değerlendirilmektedir.^【1】  Özellikle 2000'li yıllardan itibaren Amerika Birleşik Devletleri başta olmak üzere gelişmiş ülkelerde bir devlet politikası haline gelen bu yaklaşım, Türkiye’de de "FeTeMM" (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) kısaltmasıyla literatürde yer bulmuş ve eğitim programlarına entegre edilmeye başlanmıştır.^【2】 

Kavramsal Çerçeve ve Tanım

STEM kavramı, ilk kez 1990'larda Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından SMET (Science, Mathematics, Engineering, Technology) olarak ortaya atılmış, daha sonra fonetik nedenlerle STEM olarak değiştirilmiştir. Rodger Bybee’ye göre STEM, yalnızca dört disiplinin bir araya gelmesi değil, okul konularının ötesine geçen, çevre, ekonomi ve toplumla ilgili küresel sorunları anlamayı ve çözmeyi içeren bir okuryazarlık türüdür.^【3】  Mark Sanders ise STEM eğitimini "Bütünleşik STEM" (Integrative STEM) olarak tanımlar ve bunu, iki veya daha fazla STEM disiplini arasındaki kavramsal ve metodolojik ayrımları ortadan kaldıran/birleştiren yaklaşımlar olarak nitelendirir. Sanders’a göre, teknoloji ve mühendislik eğitimi, fen ve matematiğin "yaparak ve tasarlayarak" öğrenilmesini sağlayan bir bağlayıcı unsurdur.^【4】 

Geleneksel eğitimde fen bilimleri doğal dünyayı anlamaya, teknoloji insan ihtiyaçlarını karşılamaya, mühendislik tasarım yoluyla problem çözmeye, matematik ise bu süreçlerin dilini ve mantığını oluşturmaya odaklanır. STEM eğitimi ise bu disiplinlerin sınırlarını muğlaklaştırarak disiplinler arası (interdisciplinary) veya disiplinler üstü (transdisciplinary) bir öğrenme ortamı sunar.^【5】  Bu bağlamda STEM, öğrencilerin fen ve matematik kavramlarını öğrenirken mühendislik tasarım süreçlerini kullanarak teknoloji üretmelerini veya var olan teknolojileri etkin bir şekilde kullanmalarını sağlar.

Tarihsel Gelişim ve Ortaya Çıkış

STEM eğitiminin kökleri, 1957 yılında Sovyetler Birliği'nin Sputnik uydusunu uzaya fırlatmasıyla başlayan uzay yarışına kadar uzanır. Bu olay, ABD'de fen ve matematik eğitiminin yetersiz olduğu endişesini doğurmuş ve müfredat reformlarını tetiklemiştir. Ancak günümüzdeki anlamıyla STEM hareketi, 21. yüzyılın başlarında küresel ekonominin değişen dinamikleriyle hız kazanmıştır. Bilgi ekonomisine geçiş, iş dünyasının sadece bilen değil, bildiğini uygulayabilen, inovasyon yapabilen bireylere ihtiyaç duymasına neden olmuştur.^【6】 

Amerika Birleşik Devletleri'nde 2000'li yılların başında yayınlanan raporlar, STEM alanlarındaki iş gücü açığının ulusal güvenliği ve ekonomik refahı tehdit ettiğini ortaya koymuştur. Bu durum "STEMmania" (STEM çılgınlığı) olarak adlandırılan ve politikacıların, eğitimcilerin ve sanayi liderlerinin STEM eğitimine büyük yatırımlar yapmasına yol açan bir dönemi başlatmıştır.^【7】  Bu süreçte STEM, sadece fen ve matematik başarısını artırmayı hedefleyen bir reform olmaktan çıkıp, tüm eğitim kademelerini kapsayan ve öğrencileri geleceğin mesleklerine hazırlayan kapsamlı bir stratejiye dönüşmüştür.

Eğitimsel Yaklaşımlar ve Pedagoji

STEM eğitiminin merkezinde "Mühendislik Tasarım Süreci" yer alır. Bu süreç; problemin tanımlanması, olası çözümlerin araştırılması, en iyi çözümün seçilmesi, prototip oluşturulması, test edilmesi ve yeniden düzenlenmesi basamaklarını içerir. Aytaç Karakaş'ın çalışmasında belirttiği üzere, fen öğretiminde mühendislik tasarım süreçlerinin kullanılması, öğrencilerin bilimsel kavramları somutlaştırmalarına ve kalıcı öğrenmelerine olanak tanır.^【8】 

Sorgulamaya Dayalı Öğrenme ve Tasarım Odaklı Düşünme

STEM uygulamaları genellikle proje tabanlı öğrenme (PBL), sorgulamaya dayalı öğrenme ve tasarım odaklı düşünme (design thinking) gibi aktif öğrenme yöntemleriyle yürütülür. Öğrenciler pasif bilgi alıcıları değil, aktif problem çözücülerdir. Örneğin, bir fen dersinde öğrenciler sadece "kuvvet ve hareket" konusunu teorik olarak işlemekle kalmaz, aynı zamanda bu prensipleri kullanarak bir köprü veya araç tasarlarlar. Bu süreçte matematiksel hesaplamalar yapar (Matematik), malzeme özelliklerini inceler (Fen), tasarım ve üretim araçlarını kullanır (Teknoloji) ve bir ürün ortaya koyarlar (Mühendislik).^【9】 

Disiplinler Arası Entegrasyon Düzeyleri

Literatürde STEM entegrasyonu farklı düzeylerde ele alınır. Bybee, STEM okuryazarlığının bireysel, toplumsal ve küresel düzeyde karşılaşılan sorunlara çözüm üretme kapasitesi olduğunu vurgular. Entegrasyon, disiplinlerin tamamen iç içe geçtiği "tam entegrasyon"dan, disiplinlerin ayrı derslerde işlenip ortak temalarla ilişkilendirildiği modellere kadar çeşitlilik gösterir. Sanders, "amaçlı tasarım ve sorgulama" (purposeful design and inquiry) kavramını öne sürerek, teknolojik tasarımın bilimsel sorgulama ile birleştirilmesinin önemini savunur.^【10】 

Türkiye’de STEM Eğitimi

Türkiye’de STEM eğitimi, özellikle 2010'lu yılların ortalarından itibaren akademik çalışmalar, sivil toplum kuruluşlarının projeleri ve Milli Eğitim Bakanlığı'nın (MEB) stratejik planları ile gündeme gelmeye başlamıştır.

Stratejik Önemi ve Ekonomik Bağlam

Mustafa Altunel’in SETA (Siyaset, Ekonomi ve Toplum Araştırmaları Vakfı) için hazırladığı analize göre, Türkiye’nin "orta gelir tuzağı"ndan kurtulması ve yüksek katma değerli üretim yapabilmesi için STEM eğitimi kritik bir öneme sahiptir. Endüstri 4.0 devrimi, dijitalleşme ve yapay zeka gibi gelişmeler, STEM alanlarında yetkin iş gücüne olan talebi artırmaktadır. Türkiye’nin PISA (Uluslararası Öğrenci Değerlendirme Programı) ve TIMSS gibi uluslararası sınavlardaki performansı, fen ve matematik eğitiminde kavramsal derinliğin artırılması ve disiplinler arası uygulamaların yaygınlaştırılması gerektiğini göstermektedir.^【11】 

Akademik Araştırmalar ve Eğilimler

Günbatar ve Tabar’ın Türkiye’de gerçekleştirilen STEM araştırmaları üzerine yaptıkları içerik analizi, bu alandaki çalışmaların büyük bir kısmının nicel yöntemlerle yürütüldüğünü ve genellikle ortaokul düzeyine odaklandığını göstermektedir. Araştırmalar, STEM uygulamalarının öğrencilerin akademik başarılarını, bilimsel süreç becerilerini ve derse yönelik tutumlarını olumlu yönde etkilediğini ortaya koymaktadır. Ancak, çalışmaların çoğunun kısa süreli uygulamalara dayanması ve uzun vadeli etkilerin yeterince incelenmemesi bir eksiklik olarak belirtilmektedir.^【12】 

Öğretmen Görüşleri ve Uygulama Zorlukları

Özcan ve Koştur’un fen bilimleri öğretmenleri üzerine yaptığı araştırma, öğretmenlerin STEM eğitimine yönelik olumlu bir tutuma sahip olduklarını, ancak uygulama aşamasında ciddi sorunlarla karşılaştıklarını göstermektedir. Öğretmenlerin belirttikleri başlıca sorunlar şunlardır:

• Müfredat yoğunluğu ve zaman yetersizliği.
• Okullarda yeterli malzeme ve fiziksel altyapının (laboratuvar, atölye vb.) bulunmaması.
• Hizmet içi eğitim eksikliği ve STEM pedagojisine dair bilgi yetersizliği.
• Mevcut sınav sisteminin çoktan seçmeli sorulara dayalı olması ve proje tabanlı değerlendirmeyi desteklememesi.^【13】 

Öğretmen Eğitimi ve Yeterlilikler

STEM eğitiminin başarısı, büyük ölçüde öğretmenlerin niteliğine ve disiplinler arası öğretim yapabilme becerisine bağlıdır. Çorlu ve Çallı, öğretmenlerin "Bütünleşik Öğretmenlik Bilgisi"ne sahip olmaları gerektiğini savunur. Bu model, öğretmenlerin kendi branşlarında derinlemesine bilgiye sahip olmalarının yanı sıra, diğer STEM disiplinleriyle ilişki kurabilme ve mühendislik tasarım süreçlerini derslerine entegre edebilme yetkinliğini ifade eder. Türkiye’de öğretmen yetiştirme programlarının genellikle disiplin odaklı olması, STEM entegrasyonunun önündeki engellerden biridir. Bu nedenle, hizmet öncesi ve hizmet içi eğitimlerde öğretmenlere disiplinler arası çalışma kültürü ve proje tabanlı öğretim yöntemleri kazandırılması gerekmektedir.^【14】 

STEM’den STEM+’ya: Kavramın Genişlemesi

Zamanla STEM kavramı, farklı disiplinlerin eklenmesiyle genişlemiş ve çeşitlenmiştir. Bu genişlemenin temel nedeni, inovasyon ve yaratıcılık için sadece teknik bilginin yeterli olmadığı, estetik, sosyal ve girişimcilik boyutlarının da sürece dahil edilmesi gerektiği düşüncesidir.

STEAM (Sanatın Eklenmesi)

STEM’e "Art" (Sanat) disiplininin eklenmesiyle oluşan STEAM, bilim ve teknolojiyi sanatın yaratıcılığı ve estetiği ile birleştirir. Çevik, Şentürk ve Abdioğlu’na göre sanat, öğrencilerin hayal güçlerini kullanmalarına, tasarımlarına estetik değer katmalarına ve farklı bakış açıları geliştirmelerine olanak tanır. Sanat entegrasyonu, STEM konularını daha ilgi çekici hale getirerek, fen ve matematiğe mesafeli duran öğrencilerin de bu alanlara yönelmesini sağlayabilir.^【15】 

STEM+A+E (Girişimciliğin Eklenmesi)

Özgün ve Özgün’ün çalışmasında ele alınan STEM+A+E modeli, STEM ve Sanat (A) eğitimine Girişimcilik (Entrepreneurship - E) boyutunu da ekler. Bu yaklaşım, öğrencilerin sadece bir ürün tasarlayıp üretmelerini değil, aynı zamanda bu ürünün pazarlanabilirliğini, maliyet analizini ve hedef kitleye ulaşma stratejilerini de düşünmelerini hedefler. Girişimcilik odaklı STEM eğitimi, öğrencilere risk alma, liderlik, finansal okuryazarlık ve inovasyon yönetimi gibi beceriler kazandırarak onları iş dünyasına daha donanımlı hazırlar.^【16】 

STEM eğitimi, 21. yüzyılın karmaşık problemlerine çözüm üretebilecek, teknoloji okuryazarı ve üretken bireyler yetiştirmek için vazgeçilmez bir yaklaşım olarak kabul edilmektedir. Literatürdeki çalışmalar, bu yaklaşımın öğrencilerin akademik başarılarını, motivasyonlarını ve üst düzey düşünme becerilerini artırdığını kanıtlamaktadır. Ancak, STEM eğitiminin etkili bir şekilde uygulanabilmesi için müfredatın esnetilmesi, fiziksel altyapının güçlendirilmesi, öğretmen eğitimine yatırım yapılması ve ölçme-değerlendirme sistemlerinin süreç odaklı hale getirilmesi gerekmektedir. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkeler için STEM, sadece bir eğitim reformu değil, aynı zamanda sürdürülebilir kalkınma ve küresel rekabet gücü için stratejik bir zorunluluktur.