×

Elektrik Ve Elektronik Mühendisliğinde Modüler Tabanlı Aktif Ve Ders Bazlı Klasik Eğitim Programlarının Karşılaştırılması



Elektrik Ve Elektronik Mühendisliğinde 
Modüler Tabanlı Aktif Ve Ders Bazlı Klasik Eğitim Programlarının Karşılaştırılması 


Hacer Öztura 
 

Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
Kaynaklar Kampusü, Buca 35160, İzmir


 


Özet
Öğrenci merkezli bir sistemde öğrencilerin öğrenme sürecine katılmalarının arttırılması, öğrenme konuları üzerindeki konsantrasyonlarını geliştirmekte ve bu sebeple daha etkin bir öğrenme ortamı oluşturulabildiği son yıllardaki araştırmalarda bahsedilmektedir. Bu amaçla geliştirilen yöntemlerden biri de Probleme Dayalı Öğretimdir (PDÖ). Dokuz Eylül Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Güz 2002 döneminden itibaren birinci sınıfında probleme dayalı öğretim sistemine geçme kararı vermiştir. Üst sınıflar klasik sistemde devam etmişlerdir. Bu çalışmada  probleme dayalı eğitim sistemi ile klasik sistemden elde edilen  tecrübeler sunulmuştur.  


1. Giriş
Mühendislik eğitiminde geleneksel olarak eğitici merkezli klasik eğitim yöntemi uygulanmaktadır. Bu yöntemde bir mühendisin bilmesi gereken konular dersler halinde bölümlenmiştir ve her biri bu ayrı bölümlerde uzmanlaşmış öğretim elemanları genellikle tek yönlü olarak verilen sunumlarla konuları öğrencilere aktarmaya çalışmaktadır. Çok iyi verilmiş sunumlarda dahi öğrenciye aktarılan bilginin daha sonra anımsanma veriminin düşük olduğu yapılan bir çok çalışmada ortaya konmuştur. Yapılan araştırmalara göre sunumlardan hemen sonra öğrencilerin ilk on dakikada aktarılanların %70’ini, son on dakikada aktarılanların ancak %20’sini hatırlayabildikleri  belirtilmiştir[1].
Aktarılan konuların ne derece öğrenildiği genellikle dönem arası yapılan vize sınavları ve dönem sonu final sınavları yoluyla test edilmektedir. Bu sınavlarda başarılı olan öğrenci çoğu zaman bu derslerin konularını tekrarlama ve uygulama fırsatı bulamamakta, öğrenildiği düşünülen veya sınav için ezberlenen bilgilerde kısa süreler sonunda bile büyük bir erozyon görülmektedir. 
 
Klasik eğitimde dersin işleniş şekli ve dolayısıyla öğrenci katılımının ve ilgisinin arttırılması ağırlıklı olarak öğretim elemanının sorumluluğundadır  ve öğretim elemanının motivasyonuyla yakından ilgilidir. Aynı öğretim elemanı için bile zaman içinde performans ve motivasyonda değişiklikler gözlemek mümkün olup, çoğu kez öğrencilerin motivasyonu, derse ilgisi ve devamı konusunda problemler yaşanmaktadır. 

Bilim ve teknolojinin hızla ilerlediği günümüz koşullarında gelişmelere ayak uydurabilecek şekilde kendini yenileyebilen, öğrendiğini uygulayabilen, olayları sorgulayabilen, yeni tasarımlar geliştirebilen, takım çalışması yapabilen ve iletişim becerilerine sahip mühendislere daha fazla gerek duyulmaktadır. Son yıllarda tüm dünyada yeni ve etkin eğitim yöntemleri geliştirmek amacıyla bir çok araştırma yapılmakta ve bu tür çalışmaların sonuçlarını aktaran yayınlar giderek artan oranda literatürde yer almaktadır[1-3]. Öğretilenlerin anımsanması ve verimliliğin artırılması için öğrenci katılımının olduğu aktif bir eğitim ortamı etkin bir çözüm olarak önerilmektedir. 

Aktif eğitimde amaç, öğrencinin verilen bir çekirdek problem üzerinde oluşan merak ve sahiplenme duyguları ile bilgilerini paylaşabileceği bir grup içinde özgür bir tartışma ortamında kendi kendine öğrenmesi ve öğrendiklerinin gerçek problemler ve konularla ilişki içinde kullanılarak kalıcılığının sağlanmasıdır [4,5]. Burada eğiticiden çok öğrencinin çevresinde bir eğitim sistemi önem kazanmaktadır. Uygulanan sistemde, ders-tabanlı klasik eğitim sisteminden farklı olarak, 2 veya 3’er haftalık modüller yer almaktadır. Bu yapının en temel özelliği, klasik sistemdeki öğrenme konularının modüller içinde tümleştirilmiş olarak verilmesidir[6-8]. İlk üç yıl probleme, dördüncü yıl ise projeye dayalı olarak tasarlanabilir.

Klasik eğitim yöntemleri ile karşılaştırıldığında, aktif eğitimin ayırt edici  3 ana bileşeni olduğu söylenebilir [8].

1.    Öğrenci merkezli: Klasik eğitimdeki öğretici, merkezden uzaklaşıp grup bireylerinden biri konumuna geçmektedir. 
2.    Probleme dayalı: Mühendislik eğitiminde öğrenme konuları  gerçek bir problemin içine gizlenir. Bu durum öğrencilerin daha iyi kavramasını ve öğrenme konularını sahiplenmesini sağlamaktadır. 
3.    Takım çalışması: Problemi grup içinde tartışarak öğrenciler, takım çalışmasını uygulamış olmaktadırlar. Yardımlaşmacı eğitim tekniklerinin akademik başarıyı ve öğrenme isteğini artırdığı, kişiler arası iletişim becerisini ve kendine güven duygusunu geliştirdiği ve analitik düşünme becerisi kazandırdığı gözlenmiştir. 

2. Modüler Yapı          
Uygulanan probleme dayalı eğitimde modüler bir yapılanma uygun görülmektedir.  Modüler yapının amacı, öğrencilerin modül süresince yoğun olarak sadece verilen problem ve öğrenme hedefleri üzerine odaklanmalarıdır. Modüller genellikle 2 veya 3 hafta sürelidir. Bu süre içinde her biri 3 veya 4 saatlik bölümlerden oluşan 3 veya 4 PDÖ oturumu, destekleyici sunum ve gösteriler, uygulama laboratuarları, öğretim üyeleri ile görüşme ve tartışma saatleri bulunur. Bunun dışındaki tüm zaman öğrencilerin araştırma ve kendi çalışmaları için ayrılmıştır. Her modül bir sınav ile sonlandırılır [9-11]. Tablo-1 EE 315 Transformer modülünün iki haftalık programını göstermektedir.

Tablodan da görüleceği gibi, sistemin esası PDÖ oturumlarına dayanmaktadır. PDÖ oturumları senaryolaştırılmış  problemlerin, rasgele belirlenmiş takımlarca tartışılması, öğrenci tarafından bilinmeyen öğrenme konularının tartışmalarda belirlenip bir sonraki oturumda sonuca bağlanması ve bir sonraki aşamaya geçilmesi yoluyla önceden belirlenen öğrenme hedeflerine ulaşılmasını amaçlar. Bu arada öğrencinin kendi başına  öğrenmesinde zorluk yaşayacağı konuların sunumlarda öğrenciyi çok fazla hazırcılığa alıştırmadan sadece gereken kadar verilmesi uygun olabilir. Ayrıca klasik bir eğitimde olduğu gibi  pratik konularda laboratuar uygulaması aynen devam etmektedir.  Burada önemli noktalardan birisi, PDÖ oturumunda belirlenen öğrenme hedeflerinin öğrenciler tarafından öğrenilmesidir. Sunum ve görüşme saatleri içinde, bu öğrenme hedefleriyle ilgili doğrudan bilgi verilmemelidir. Burada öğretim elemanları sadece yönlendirici konumunda bulunmalıdırlar. Modülün 2.  haftasında modül sınavından hemen önce yapılan tartışma oturumuna modül sorumluları ile sunumları yapan öğretim üyeleri katılarak   öğrencilerin modülün tamamına yönelik sorularını cevaplarlar.  Modül sınavından sonraki panelde ise modül sınav soruları çözülür.

3. Karşılaştırmanın Yapıldığı Dersler
2004-2005 eğitim yılında aktif eğitime başalyan ilk grup 3. senesini okumaktadır. Güz yarıyılında klasik sistemdeki elektrik makineleri dersinin içerini kapsayan EE 315 Transformers ve EE 316 DC Machines  mödülleri işlenirken, klasik sistemde kalan öğrencilerden oluşan daha küçük bir grup içinde EEE 361 Energy Conversion I dersi son kez açılmış ve aynı öğrenme hedefleri her iki gruba da kendi sistemleri içerisinde aynı öğretim üyesi tarafından verilmiştir. Anlamlı sonuçlar elde edebilmek için her iki gruba da aynı örnek problemler çözülmüş, aynı ödevler verilmiş ve 100 üzerinden 60 puanlık ortak soru ile her iki grup da sınav yapılmıştır. Böylece her iki sistemin karşılaştırılma fırsatı elde edilmiştir. 
 
Tablo 1. EE315 Modülünün Programı
1. Hafta (8/12-11-2004)                               2. Hafta (22/26-11-2004)        
Saat Pazartesi Salı Çar. Perş. Cuma Pazartesi Salı Çarş. Perş. Cuma
08:30
 


Elektrik
Lab


 


Elektrik
Lab

 
09:30
10:30
Sunum

Sunum

Sunum

Sunum

Sunum
Modül
Sınavı
11:30
13:00
I.
PDÖ

PC Lab

Sunum

II.
PDÖ


Elektrik
Lab

III.
PDÖ

PC Lab
 

Sunum
 
Tartışma
Oturumu

Panel
14:00
15:00 Teknik  Olmayan Seçmeli Müh.
Yön.
Teknik  Olmayan Seçmeli
Danışma
16:00
 
3.1 “Transformer” ve “DC Machines” Modülleri

44 kişilik aktif eğitim öğrencileri 7 veya 8 kişilik 6 grup olarak bu konularla ilk kez karşılaştılar. 2 haftalık 2 modül ile, toplam 4 haftada başka hiçbir ders içeri ile ilgilenmeden sadece  bu konulara kanalize olarak klasik grupla aynı öğrenme hedeflerine ulaşmışlardır.  Öğrencilerin araştıracağı, ancak öğrenmede zorluklar yaşayacağı konular için 7 adet sunum (14 saat) yapılmıştır. 2 hafta boyunca yapılan PDÖ  oturumlarını ve modül sınavı öncesi yapılan ve tüm içeriği kapsayan genel tartışma oturumu da eklendiğinde 2 haftalık tek modülde toplam 24 saatlik eğitim yönlendiricisi ile öğrenciler birlikte tartışıp, konuya hakim olma ortamı yakalamışlardır. Bu durum 2 modülün toplamında düşünülürse 48 saatlik bir süre etmektedir.   Ayrıca “mühendislik yönlendirme” kısmında her bir modülün içeriğine uygun üretim yapan  birer fabrikanın genel müdürleri fabrikalarını tanıtan, ve ürünün üretim aşamalarını anlatan seminerler vermiştir. Böylece öğrencilerimiz meslekte uzun yıllarını harcamış kişiler ile tanışarak hem meslekleri hakkında bilgi edinip, hem de kendilerine  koyacakları gelecek hedefleri belirlemede daha gerçekçi olacaklardır.   

3.2 “Energy Conversion I” Dersi 
26 kişilik klasik sistem öğrencilerinin büyük bir kısmı ise bu dersi ikinci kez alıyordu.  Dersin içeriğini aktarmak için öğretim üyesi haftada 4 saatden 14 hafta süren dönemlerde sınavlar hariç 52 saatlik bir zamana sahiptir.  Öğretim üyesinden öğrenciye doğru olarak tek yönlü olarak yapılan bu sunumlarla trafolar ve doğru akım motorları anlatılmıştır. Bir farklılık olmaması açısından her iki gruba da aynı problemler örnek çözülmüş ve aynı ödevler verilmiştir.  

4. Deneyimlerin Değerlendirilmesi
Ancak her iki grubunda sunumları aynı öğretim üyesi tarafından yapıldığı için, hoca faktörü ortadan kalkmış ve anlamlı kabul edilebilecek sonuçlar elde edilmiştir.  

Klasik sistem öğrencilerinin derse devam ve derste ilgi açısından dönem boyunca motivasyonsuzlukları gözlenmiştir. Ancak PDÖ oturumlarına devam PDÖ’den aldıkları nota yansıdığından, aktif grubu öğrencileri gerçek anlamda önemli mazeretleri dışında devamsızlık yapmamaktadırlar. Sunumlar onlara çok önemli katkı sağladığı ve kişisel araştırma ve öğrenmeye harcadıkları zamanlarını azalttığı için, devam konusundaki özeni sunumlarda da göstermişlerdir. 

Her bir modülde 8 saat olan PDÖ oturumlarında aktif grubunun tüm öğrencileri eğitim yönlendiricisi tarafından tartışmanın içine  çekilmeye çalışıldığından, kişisel özgüven kazanmak, iletişim becerilerini geliştirmek ve takım çalışmasına girmek gibi konularda kendilerini geliştirme şansı yakalarken, klasik sistemde verilen derste bu durum sadece öğrencilerin kendilerine kalmaktadır. Kişiliği girişken olan öğrenci, öğretim üyesi ve diğer arkadaşları ile tartışabilmektedir. Klasik sistemde  bu şans onlara verilmek üzere bir yönlendirme mevcut değildir. 

Aktif grubu öğrencilerinin bazı sorunları gözlenmektedir. Birincisi klasikteki arkadaşlarına yakın bir zamanı sınıfta geçirdiklerinden araştırmaya ve kendi kendilerine öğrenmeye çok fazla zamanlarının kalmadığını ve bu nedenle bırakın sosyal aktiviteyi, dilenmeye bile vakitlerinin kalmadığını ifade etmektedirler. Ayrıca diğerlerinin 14 haftada öğrendiklerini kendilerinin sadece 4 haftada öğrenmek zorunda kalınca, herşeyin yeterince oturmadan bir sonraki modüle geçildiğini belirtmektedirler. Sonuç olarak özellikle temel meslek derslerinin görüldüğü 3. sınıf modüllerinin 3’er hafta olmasının çok daha olumlu sonuçlar vereceğini  düşündüklerini ifade etmişlerdir. Bir diğer sorun ise aynı anabilim dalında uzman olan 7 adet öğretim üyesi bulunmadığından her bir grubun PDÖ oturumları  aynı verimlilikte olmayabilmektedir. 

Tüm bu verilere ek olarak en önemli gösterge ortak soru ile girdikleri sınavlardır. Sınavlarda her bir soru için ayrı ortalama alındığında klasik sistemdeki öğrencilerin puan ortalaması, aktif grubunkinden %50 daha az olduğu gözlenmiştir. Burada dikkat edilmesi en temel kriter değerlendirmelerin farklı olmasıdır. Aktif grubunun değerlendirmesi mutlak ve geçme notu 60 iken, klasik öğrenciler bağıl değerlendirmeye tabidir.  

5. Sonuç  
Bu bildiride elektrik ve elektronik mühendisliği eğitiminin daha etkin olarak yapılabilmesi ve konuların öğretiminde öğrenci katılımının da olduğu bir ortam sağlanabilmesi amacıyla yeni uygulanmaya başlanan aktif ve eski gruplara verilen klasik sistemlerden Dokuz Eylül Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünde elde ettiğimiz deneyimler aktarılmıştır. Mevcut eğitim sisteminde yer alan üçüncü sınıfa ait “Energy Conversion I” dersi öğretim üyesi tarafından verilirken, yani öğrenciler sadece dinleyici konumunda iken, aktif grubu öğrencileri “Transformer ve DC Machines” modüllerinin PDÖ oturumlarında problemin tanımlanması, tartışılması ve öğrenme hedeflerinin belirlenmesinde etkin rol oynamışlardır.  Bu öğrenme hedeflerine ulaşmak ağırlıklı olarak onların sorumluluğundadır. Sadece sunumlar ile bu süreç kolaylaştırılmaktadır. 

Her iki sistemde de öğrenciler birbirine çok yakın bir zaman dilimini öğretim üyesi ile birlikte geçirmektedirler ( klasik 52 saat, aktif 48 saat).  Ancak öğrenme hedeflerini araştırmak için aktif grubu öğrenciler oldukça büyük bir zamanlarını kütüphanede veya bilgisayar laboratuarlarında geçirmektedirler. Bu süreçten çıkarılacak bir diğer sonuç ise aktif grubu öğrencileri, kendilerine verilen sorumluluk nedeniyle daha yoğun çalışmaktadırlar. 

Sonuçların karşılaştırılmasında unutulmaması gereken en önemli nokta sınıf sayılarının farklı olmasından çok, klasik sistemdeki öğrencilerin büyük çoğunluğunun bu dersi 2. kez alan başarısı daha düşük ve motivasyonu az olan bir grup olduğudur.  

Ayrıca değerlendirme sistemlerinin farklı olması klasik grup öğrencilerini rehavete iterken, aktif öğrencileri muaf olabilmek için (70 ve üstü) daha fazla çalışmak zorunda kalmaktadırlar.

Her iki sistem karşılaştırıldığında, aktif grubundaki öğrencilerin  derse devamında, ilgisinde, tartışmalara katılımında, öğrencilerin motivasyonunda ve sınav sonuçlarında daha olumlu etkiler gözlenmiştir. Derslerin daha aktif ve eğlenceli bir ortamda öğrenilmesinin yanı sıra gelecekte meslek ortamlarının gerektirebileceği takım çalışması konusunda da öğrenciler deneyim elde etmişlerdir. 

Teşekkür
Bölümümüzde aktif eğitim yöntemlerine dayalı yeni bir eğitim programı oluşturulması doğrultusunda sağladığı motivasyon ve her türlü destek için Dokuz Eylül Üniversitesi Rektörü Sayın Prof. Dr. Emin Alıcı’ya ve bölümümüz aktif eğitim sürecine katkılarından dolayı tüm bölüm elemanlarına teşekkür ederiz.

Kaynaklar
[1]Johnson, K.A., Fao, L.J., “Instructional Design: New Alternatives for Effective Education and Training” American Council on Education, Oryx Press, 1996. 
[2]National Science Foundation(NSF) Engineering Education Coalitions (http://www.nsf.gov).
[3]Lachiver, G., Dalle, D., et al “Implementing Competency-Based Curricula in Electrical and Computer Enginering”  Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada 2000.
[4] Felder R.M., Brent R., “Cooperative learning in technical courses: Procedures, pitfalls, and payoffs,” C Documentation Reproduction Service, ED 377038, October 1994.
[5]Reeves, T.C., & Laffey, J.M., “Design, assessment, and evaluation of a problem-based learning environment in undergraduate engineering” Higher Education Research and Development Journal, 18 (2), s.219-232, 1999. 
[6] Aas E.J., “PBL in a Design Oriented Education in Electronics-Between Competition and Collaboration” Faculty of Electrical Engineering and Telecommunications Norwegian University of Science and Technology, Trondheim Norway  1998.
[7]Dutson A.J., Todd R.H., Magleby S.P., Sorensen C.D., “A review of literature on teaching engineering design through project oriented capstone courses,” Journal of Engineering Education, s.17-28, 1997. 
 [8] Johnson P., “Problem-based, cooperative learning in the engineering classroom,” Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, January, 1999.
[9] Kuntalp D.G., Öztura H., Yuksel Y., Kuntalp M., Güzeliş C., “How to create scenarios for problem-based EEE curriculum,”  New Information Technologies in Education Symposium, 23-25 October 2002, İzmir.
[10] Öztura H., Yuksel Y., Kuntalp M., Kuntalp D.G., Muezzinoglu K., Güzeliş C., “Building up design modules in problem based education,” New Information Technologies in Education Symposium, 23-25 October 2002, İzmir.
 [11] Özkurt A., Kuntalp D., Yüksel Y., Öztura H., Şahin Ö., Kuntalp M., Gündüzalp M. ve Güzeliş C., “Elektrik Ve Elektronik Mühendisliğinde Modüler Tabanda Aktif Eğitim Programlarının Yapılandırılması, Ölçme Ve Değerlendirme” Elektrik, Elektronik, Bilgisayar Mühendislikleri Eğitimi 1. Ulusal Sempozyumu (30 Nisan-2 Mayıs 2003), 1, 37-40, Mayıs, 2003, ODTÜ Ankara

Not: Bu bildiri  2005 yılında Samsun'da gerçekleştirilen EMO 2.Ulusal Elektrik, Elektronik, Bilgisayar Mühendislikleri Eğitimi sempozyumunda  yayınlanmıştır. 
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt