İlköğretim matematik öğretmen adaylarının matematiksel modelleme becerilerinin geliştirilmesine yönelik öğrenme ortamının hazırlanması ve değerlendirilmesi

Abstract

Araştırmanın amacı ilköğretim matematik öğretmen adaylarının matematiksel modelleme becerilerini geliştirilmeye yönelik hazırlanan bir öğrenme ortamını değerlendirmektir. Araştırma, 2015-2016 eğitim öğretim yılı bahar döneminde, Batı Karadeniz Bölgesi'nde yer alan bir devlet üniversitesinin İlköğretim Bölümü Matematik Öğretmenliği Anabilim Dalı 2. sınıfta öğrenim gören 24 öğretmen adayı ile yürütülmüştür.Hem nitel hem de nicel veri toplama ve veri analiz yöntemleri kullanıldığından araştırma, karma araştırma modeli niteliği taşımaktadır. Çalışmanın nicel kısmı tek gruplu ön test-son test tasarımına göre yürütülmüştür. Bu kısımda, matematiksel modelleme ile yapılan öğretimin, öğretmen adaylarının matematiksel modelleme becerileri üzerinde etkisi olup olmadığı incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, öğretmen adaylarıyla haftada 3 saat olmak üzere 13 haftalık süre boyunca matematiksel modelleme ile öğretim yapılmıştır. Öğretmen adayları ikişerli gruplara ayrılmıştır ve her hafta her gruba iki adet matematiksel modelleme etkinliği verilerek çözmeleri istenmiştir. Ardından her grubun çözümünü sınıfla paylaşması ve tartışma yapılması sağlanmıştır. Son olarak her gruba yapılan her bir etkinlik için iki ayrı öz-değerlendirme formu verilerek modelleme sürecini değerlendirmeleri istenmiştir. Araştırmanın veri toplama araçları ön ve son matematiksel modelleme beceri testleri, öz-değerlendirme formları, öğrencilerin sınıf içinde yaptıkları etkinliklerin çözümleri ve araştırmacı günlükleri ve gözlem formundan oluşmaktadır. Matematiksel modelleme beceri testlerinin puanlandırılması Özer-Keskin (2008) tarafından geliştirilen analitik dereceli puanlama anahtarına göre yapılmıştır. Ön ve son matematiksel modelleme beceri testlerinden elde edilen verilerin analizinde SPSS 20 paket program kullanılarak eş örneklemler t testi yapılmıştır. Bunun yanında, betimleyici istatistikten yararlanılmıştır. Öğretmen adaylarıyla yapılan matematiksel modelleme ile öğretim sürecinden yansımaları değerlendirmek amacıyla öz-değerlendirme formları, öğretmen adaylarının çözümleri ve araştırmacı günlüklerinden elde edilen veriler betimsel analiz yöntemine göre çözümlenmiştir. Araştırma sonucunda, öğretmen adaylarının uygulama sonrasında yapılan son matematiksel modelleme beceri testi puanlarının uygulama öncesi yapılan ön matematiksel modelleme beceri testi puanlarından anlamlı derecede yüksek olduğu görülmüştür. Dolayısıyla, öğretmen adaylarının matematiksel modelleme becerilerinde gelişim olduğu söylenebilir. Testten aldıkları toplam puanlar her bir modelleme basamağına göre ayrı ayrı ele alındığında, öğretmen adaylarının uygulama öncesinde, modelleme sürecinin ilk basamağı olan problemi anlama konusunda ve diğer aşamalarda zorluk yaşadıkları görülmüştür. Buna karşın, uygulama sonrasında öğretmen adaylarının her bir modelleme basamağına ilişkin puanlarına artış görülmüştür fakat çözümü gerçek hayata yorumlama basamağında yaşadıkları zorlukların uygulama sonrasında da devam ettiği görülmüştür. Matematiksel modelleme ile yapılan öğretim sürecinden yansımalar incelendiğinde, öğretmen adaylarının süreç içerisinde de zorluklar yaşadığı, modelleme etkinliklerinin uzun ve karmaşık olduğunu ifade ettikleri ve dolayısıyla verilen problemleri anlamada zorluk yaşadığı görülmüştür. Uygulama sürecinin sonuna doğru bu zorlukların azalarak devam ettiği araştırmada elde edilen sonuçlar arasındadır.

The purpose of the study was to examine and to develop pre-service elementary mathematics teachers' mathematical modeling performance. The study was conducted with 24 second-year prospective teachers taking the elective course offered in a public university in Blacksea Region during one semester.The design of the study was mixed approach since quantitative and qualitative data collection and data analysis methods were used together. The quantitative part of the study was conducted by using single group pre-test and post-test design. In this part, the main purpose is to determine whether teaching method by using mathematical modeling has any effect on pre-service teachers' mathematical modeling skills. Pre-service teachers were taught by using mathematical modeling method during one semester. Each week they were given two mathematical modeling problems and were required to solve them by doing group work. After that, self evaluation forms for each problem were given to each group in order to make an evaluation of the mathematical modeling process. The data collection tools of the study consisted of pre and post mathematical modeling performance tests, self evaluation forms, solution papers of the problems which were solved in the class and the researcher's daily notes. The scoring of the mathematical modeling performance tests were made according to the analytical scoring scale which was developed by Özer-Keskin (2008). In data analysis process, SPSS 20 package program was used in order to make paired samples t test and also descriptive statistics was used. Besides, self evalution forms, solution papers and researcher's daily notes were analyzed by the use of descriptive analysis.The results showed that pre-service teachers'post-test scores for the mathematical modeling performance test are significantly higher than the pre-test scores which were collected before the treatment. Hence, it can be inferred that there was a development in modeling skills of the pre-service teachers. According to each modeling step, the scores of the pre-test showed that pre-service teachers had difficulty in `understanding the problem` phase which was the first step of mathematical modeling process. As a result, they could not be successful in further steps. However, there was an increase in the scores of pre-service teachers' scores for each modeling step after the treatment. Though, the difficulties in interpreting the solutions to real life decreased but still observed at the end of the treatment. Besides, it can be concluded that the pre-service teachers had some difficulties within the mathematical modeling process and they explained that the modeling activities were too long and complicated. Until the end of treatment, those difficulties continued but in a decreasing manner.