The Relationship Between Pre-Service Primary Education Mathematics Teachers’ Spatial Visualization and Spatial Habits of Mind

Abstract

This study aims to investigate the correlations between pre-service primary education mathematics teachers’ spatial visualization and the spatial habits of mind. In this context, the issue of the pre-service teachers’ spatial visualization and the spatial habits of mind were examined and it was investigated whether there was a significant change according to gender and grade level variables. The research was performed with the participation of 196 pre-service teachers attending the primary education mathematics teaching department graduate programme of a state university in the Central Anatolia Region. The research model employed in this study is relational screening model. Spatial Visualization Test and Spatial Habits of Mind Inventory were used as the tool of data collection. The data were analyzed by using descriptive statistics, independent t-test, one-way variance analysis (ANOVA) and Pearson’s correlation coefficient. It was found in consequence that pre-service teachers were more successful at mental rotating questions than at questions of mental folding. In addition, in the spatial habits of mind scale, the teacher candidates obtained the highest score in the visualization and pattern recognition sub-dimensions, and the lowest average in the spatial concept use sub-dimension. No significant correlations were found between the total scores for pre-service teachers’ spatial visualization and the spatial habits of mind. In addition to that, it was found that pre-service teachers’ spatial visualization and spatial habits of mind did not have significant effects on gender but that grade level had significant effects on spatial visualization. It was determined that the spatial visualization levels of the pre-service teachers who attended the first year were significantly higher than those of the second-year teachers.

Keywords

• mathematics
• preservice primary mathematics teachers
• spatial habits of mind
• spatial visualization

İlköğretim Matematik Öğretmen Adaylarının Uzamsal Görselleştirme ve Zihnin Uzamsal Alışkanlıkları Arasındaki İlişki

Abstract

Bu çalışma, ilköğretim matematik öğretmen adaylarının uzamsal görselleştirme ile zihnin uzamsal alışkanlık düzeyleri arasındaki ilişkiyi araştırmayı amaçlamaktadır. Bu bağlamda, öğretmen adaylarının uzamsal görselleştirme ve zihnin uzamsal alışkanlık düzeyleri incelenmiş ayrıca cinsiyet ve sınıf seviyesi değişkenlerine göre anlamlı bir değişim gösterip göstermediği araştırılmıştır. Çalışmaya, İç Anadolu Bölgesinde bir devlet üniversitesi lisans programına kayıtlı 196 ilköğretim matematik öğretmen adayı katılmıştır. Araştırma, ilişkisel tarama modeli olarak tasarlanmıştır. Araştırmada, veri toplama aracı olarak uzamsal görselleştirme testi ve zihnin uzamsal alışkanlıkları ölçeği kullanılmıştır. Veriler betimsel istatistik, bağımsız örneklemler için t-testi, tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Pearson korelasyon katsayı kullanılarak analiz edilmiştir. Çalışmanın sonunda, öğretmen adaylarının zihinsel döndürme sorularında zihinsel katlama sorularına göre daha başarılı oldukları tespit edilmiştir. Buna ek olarak, öğretmen adayları zihin uzamsal alışkanlıkları ölçeğinde en yüksek ortama puanı görselleştirme ve örüntüyü fark etme alt boyutlarında, en düşük ortalamayı ise uzamsal kavram kullanımı alt boyutunda elde etmişlerdir. Öğretmen adaylarının uzamsal görselleştirme ve zihnin uzamsal alışkanlıkları toplam puanları arasında anlamlı bir ilişkinin olmadığı belirlenmiştir. Ayrıca, öğretmen adaylarının cinsiyet değişkenin uzamsal görselleştirme ve zihnin uzamsal alışkanlık düzeyleri üzerinde anlamlı bir etkisinin olmadığı ancak sınıf seviyesi değişkeninin uzamsal görselleştirme üzerinde anlamlı bir etkisinin olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Birinci sınıfa devam eden öğretmen adaylarının uzamsal görselleştirme düzeyleri ikinci sınıfta devam eden öğretmen adaylarından anlamlı derecede yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• matematik
• öğretmen adayı
• uzamsal görselleştirme
• zihnin uzamsal alışkanlıkları

References

1. Abay, S., Tertemiz, N. ve Gökbulut, Y. (2018). Investigation in several variables the spatial skills of teacher candidates. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 12(1), 45-62.
2. Arcavi, A. (2003). The role of visual representations in the learning of mathematics. Educational studies in mathematics, 52(3), 215-241.
3. Battista, M.T. (2007). The development of geometric and spiral thinking. In F. K. Lester Jr. (Ed.), Second handbook of research on mathematics teaching and learning (pp.843—908). Charlotte, NC: Information Age.
4. Ben-Chaim, D., Lappan, G. & Houang, R.T. (1988). The effect of instruction on spatial visualization skills of middle school boys and girls. American Educational Research Journal, 25(1), 51-71.
5. Boakes, N.J. (2009). Origami instruction in the middle school mathematics classroom: Its impact on spatial visualization and geometry knowledge of students. RMLE Online, 32(7), 1-12.
6. Booth, R.D. & Thomas, M.O. (1999). Visualization in mathematics learning: Arithmetic problem-solving and student difficulties. The Journal of Mathematical Behavior, 18(2), 169-190.
7. Carroll, J. B. (1993). Human cognitive abilities: a survey of factor-analytic studies. New York: Cambridge Univ. Press.
8. Cantürk-Günhan, B., Turgut, M. & Yılmaz, S. (2009). Spatial ability of a mathematics teacher: the case of Oya. IBSU Scientific Journal, 3(1), 151-158.

9. Cuoco, A., Goldenberg, E.P. & Mark, J. (1996). Habits of mind: An organizing principle for mathematics curricula. Journal of Mathematical Behavior, 15(4), 375– 402.
10. Çeker, F. (2018). Aday ortaokul matematik öğretmenlerinin zihnin uzamsal alışkanlıkları düzeyleri. (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Eskişehir Orhangazi Üniversitesi, Eskişehir.
11. Çilingir-Altıner, E. (2018). Relationship between spatial thinking and puzzle games of elementary school students. International Online Journal of Educational Sciences, 10(1), 75 – 87.
12. Deno, J. A. (1995). The relationship of previous experiences to spatial visualization ability. Engineering Design Graphics Journal, 59(3), 5-17.
13. Dündar, S. (2014). Bilişsel stilleri farklı öğretmen adaylarının uzamsal becerilerinin incelenmesi. Bartın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 3(1), 102-112.
14. Ekici, S., Babayiğit-Irez, G., Saygın, O., Göksel, A.G. & Yıldız, Y. (2018). Investigation of spatial visualization and spatial anxiety of faculty of sport sciences and primary school teachers’ students of faculty of education. European Journal of Education Studies, 4(9), 117-127.
15. Erkek, Ö., Işıksal-Bostan, M. ve Çakıroğlu, E. (2017). A study on pre-service teachers spatial visualization ability and spatial anxiety. Kastamonu Eğitim Dergisi, 25(1), 33–50.
16. Fennema, E., & Tartre, L. A. (1985). The use of spatial visualization in mathematics by girls and boys. Journal for Research in Mathematics Education, 184-206.
17. Hacıömeroğlu, G., ve Hacıömeroğlu, E. S. (2017). Cinsiyet, uzamsal beceri, mantıksal düşünme becerisi ve çözüm tercihleri arasındaki ilişkinin incelenmesi. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 7(1), 116-131.
18. Hannafin, R.D., Truxaw, M.P., Vermillion, J.R. & Liu, Y. (2008). Effects of spatial ability and instructional program on geometry achievement. The Journal of Educational Research, 101(3), 148-157.
19. Idris, N. (2005). Spatial visualization and geometry achievement of form two students. Journal Pendidikan, 25 (1), 29- 40.
20. Işık, A. ve Konyalıoğlu, A. C. (2005). Matematik eğitiminde görselleştirme yaklaşımı. Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi Dergisi, 11,462-471.
21. Just, M.A. & Carpenter, P.A. (1985). Cognitive coordinate systems: accounts of mental rotation and individual differences in spatial ability. Psychological Review, 92, 137–172.
22. Karasar, N. (2005). Bilimsel araştırma yöntemi. Ankara: Nobel.
23. Kayhan-Kırmaç, E. B. ve Bulut, S. (2013). Uzamsal görselleştirme problemleri çözme etkinliklerinin öğretmen adaylarının zihinsel döndürme problemleri çözmelerine nasıl yardımcı olduğu üzerine bir durum çalışması. Bartın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(2), 18-46.
24. Kim, M. (2011). Effects of a GIS course on three components of spatial literacy. (Ph.D. diss). Texas A&M University, College Station, Texas, USA.
25. Korkmaz, H.İ., ve Tekin, B. (2020). Investigating spatial thinking skills of prospective preschool teachers. Kuramsal Eğitimbilim Dergisi, 13(1), 191-204.
26. Korkmaz, S, Dündar, S. ve Yaman, H. (2016). Problem çözmede zihnin matematiksel alışkanlıkları. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education (TURCOMAT), 7(1), 35-61.
27. Köse, Y.N. ve Tanışlı, D. (2014). Sınıf öğretmeni adaylarının geometrideki zihinsel alışkanlıkları. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 14(3), 1203-1230.
28. Leikin, R. (2007, February). Habits of mind associated with advanced mathematical thinking and solution spaces of mathematical tasks. In the proceedings of the Fifth Conference of the European Society for Research in Mathematics Education (pp. 2330-2339).
29. Leopold, C. (2005). Geometry education for developing spatial visualisation abilities of engineering students. Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics, 15, 39-45.
30. Linn, M.C. & Petersen, A. C. (1985). Emergence and characterization of sex differences in spatial ability: A meta-analysis. Child Development, 56, 1479–1498.
31. Lohman, D.F. (1996). Spatial ability and G. In I. Dennis & P. Tapsfield (Eds.), Human abilities: their nature and measurement (pp. 97–116). Hillsdale, NJ: Erlbaum.
32. McGee, M.G. (1979). Human spatial abilities: Psychometric studies and environmental, genetic, hormonal, and neurological influences. Psychological Bulletin, 86(5), 889.
33. Millî Eğitim Bakanlığı (2018). Matematik dersi öğretim program (ilkokul ve ortaokul 1,2,3,4,5,6,7 ve 8. sınıflar. Ankara.
34. Nagy-Kondor (2017). Spatial ability: Measurement and development. Myint Swe Khine (Ed.), in:Visual-spatial Ability in STEM Education: Transforming Research into Practice, (pp. 35). Springer.
35. National Council of Teachers of Mathematics (2000). Principles and standards for school mathematics. Reston, VA: National Council of Teachers of Mathematics.
36. Olkun, S. (2003). Making connections: Improving spatial abilities with engineering drawing activities. International Journal of Mathematics Teaching and Learning, 3(1), 1–10.
37. Özcan, K.V., Akbay, M. ve Karakuş, T. (2016). Üniversite öğrencilerinin oyun oynama alışkanlıklarının uzamsal becerilerine etkisi. Kastamonu Education Journal, 24(1), 37-52.
38. Polat, K., Oflaz, G., ve Akgün, L. (2019). Görsel ispat becerisinin, Van Hiele geometrik düşünme düzeyleri ve uzamsal yetenek ile ilişkisi. Erciyes Journal of Education, 3(2), 105-122.
39. Prokýšek, M. & Štípek, J. (2017). Spatial intelligence of university students. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 217, 372 – 376.
40. Sarı, M.H. (2016). Uzamsal beceri ve uzamsal kaygı arasındaki ilişki: Sınıf öğretmeni adayları üzerine bir araştırma. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 7(3), 646-658.
41. Sezen-Yüksel, N. (2017). Measuring Spatial Visualization: Test Development Study. In Myint Swe Khine (Eds.), Visual-spatial Ability in STEM Education: Transforming Research into Practice. Springer, pp. 59-84.
42. Sezen-Yüksel, N., ve Bülbül, A., (2014). Uzamsal görselleştirme üzerine test geliştirme çalışması. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 8(2), 124-142.
43. Shamsuddin, N.A.A. & Din, S.C. (2016). Spatial ability skills: A correlation between Augmented Reality (AR) and conventional way on wayfinding system. Environment-Behaviour Proceedings Journal, 1(2), 159-167.
44. Sherman, J. (1980). Mathematics, spatial visualization, and related factors: Changes in girls and boys, Grades 8–11. Journal of Educational psychology, 72(4), 476.
45. Sönmez, V. ve Alacapınar, F. (2017). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Anı Yayıncılık.
46. Strong, S. & Smith, R., (2001). Spatial visualization: fundamentals and trends in engineering graphics. Journal of Industrial Technology, 18(1), 1-6.
47. Tabachnick, B.G. & Fidell, L.S. (2007). Using multivariate statistics, 5th ed. Boston, MA: Allyn & Bacon/Pearson Education.
48. Ünveren-Bilgiç, E.N. (2018). İlköğretim matematik öğretmen adaylarının matematiksel zihin alışkanlıklarının problem çözme sürecinde incelenmesi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 12(1), 63-82.
49. Tekin, M. (2009). Ferdi ve takım sporlarında erkek ve kız sporcuların farklı zekâ tiplerindeki seviyelerinin karşılaştırılması. Atatürk Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Bilimleri Dergisi, 11(4), 29-51.
50. Turgut, M., Cantürk-Günhan, B. ve Yılmaz, S. (2009). Uzamsal yetenek hakkında bir bilgi seviyesi incelenmesi. Education Sciences, 4(2), 317-326.
51. Turgut, M. ve Yenilmez, K. (2012). Matematik öğretmeni adaylarının uzamsal görselleştirme becerileri. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 1(2), 243-252.
52. Turgut, M., Yenilmez, K. ve Balbağ, M.Z. (2017). Öğretmen adaylarının mantıksal ve uzamsal düşünme becerileri: bölüm, cinsiyet ve akademik performansın etkisi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(41), 265-283.
53. Turgut, M., ve Yılmaz, S. (2012). Ilköğretim 7. ve 8. sınıf öğrencilerinin uzamsal yeteneklerinin incelenmesi. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, (19), 69-79.
54. Yurt, E. ve Tünkler, V. (2016). A Study on the spatial abilities of prospective social studies teachers: a mixed method research. Educational Sciences: Theory and Practice, 16(3), 965-986.