STEM Odaklı Öğretim Süreçlerinde Öğrencilerin Matematiksel Muhakeme Becerilerinin İncelenmesi

Year 2022, Volume: 24 Issue: 1, 122 - 145, 27.03.2022

Şule Koçyiğit Kürşat Yenilmez

https://doi.org/10.32709/akusosbil.979399

Abstract

Bu çalışmanın amacı STEM odaklı öğretim süreçlerinde öğrencilerin matematiksel muhakeme becerilerinin incelenmesidir. Çalışma bir eylem araştırmasıdır. Araştırma, bir devlet meslek lisesinin elektrik-elektronik teknolojileri ve otomasyon teknolojileri bölümü 10. sınıfında öğrenim gören 48 öğrenciyle yürütülmüştür. Araştırmada STEM eğitimi, II. dereceden denklem ve fonksiyonlar konusu kapsamında uygulanmıştır. Araştırmanın verileri, ön-test olarak “Cebirsel Muhakeme Değerlendirme” Aracı, son-test olarak “Matematiksel Muhakeme Değerlendirme Aracı” ve saha notları aracılığı ile toplanmıştır. Araştırmada uygulanan “Cebirsel Muhakeme Değerlendirme Aracı”, I. dereceden denklemler konusunu içermekte olup, ‘Matematiksel Muhakeme Değerlendirme Aracı’ ise II. dereceden denklemler ve fonksiyonlar konusunu kapsamaktadır. Veri analizi sonucunda STEM odaklı öğretimin öğrencilerin matematiksel muhakeme becerilerinin gelişimine katkı sağladığı görülmüştür. Bu kapsamda matematik derslerinde STEM eğitiminin yaygınlaştırılması önerilmektedir. 

Keywords

STEM eğitimi, matematiksel muhakeme, saha notları, meslek lisesi

Investigation of Students’ Mathematical Reasoning Skills in STEM-Focused Teaching Processes

Abstract

The aim of this study is to examine students’ mathematical reasoning skills in STEM-oriented teaching processes. The study is an action research. The research was conducted with 48 students studying in the 10th grade of a state vocational high school, department of electrical-electronic technologies and automation technologies. In the research, STEM education was applied within the scope of quadratic equations and functions. The data of the study were collected through “Algebraic Reasoning Assessment Tool” as a pre-test, “Mathematical Reasoning Assessment Tool” as a post-test and field notes. “Algebraic Reasoning Evaluation Tool” applied in the research includes the subject of first-order equations, and the “Mathematical Reasoning Evaluation Tool” covers the subject of quadratic equations and functions. As a result of data analysis, it was seen that STEM-oriented instruction contributed to the development of students' mathematical reasoning skills. In this context, it is recommended to expand STEM education in mathematics courses. 

Keywords

STEM education, mathematical reasoning, fields notes, vocational high school

References

• Acar, D., Tertemiz, N., ve Taşdemir, A. (2018). The effects of STEM training on the academic achievement of 4th graders in science and mathematics and their views on STEM training. International Electronic Journal of ElementaryEducation, 10(4), 505-513.
• Akgündüz, D., Ertepinar, H., Ger, A. M., Kaplan Sayi, A., ve Turk, Z. (2015). STEM eğitimi çaliştay raporu: Türkiye STEM eğitimi üzerine kapsamlı bir değerlendirme. Istanbul, Turkey: Istanbul Aydin University STEM Merkezi ve Egitim Fakültesi, Erişim adresi: http://etkinlik.aydin.edu.tr/dosyalar/IAU_STEM_Egitimi_Calistay_Raporu_2015.pdf
• Akins, L. & Burghardt, D. (2006, October). Work in progress: Improving K–12 mathematics understanding with engineering design projects. 36th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference. San Diego.
• Alacacı, C. ve Erbaş, A.K. (2010). Unpacking the inequality among Turkish schools: Findings from PISA 2006. International Journal of Educational Development, 30, 182-192.
• Alemdar, M., Moore, R. A., Lingle, J. A., Rosen, J., Gale, J., & Usselman, M. C. (2018). The impact of a middle school engineering course on students’ academic achievement and non-cognitive skills. International Journal of Education in Mathematics Science and Technology, 6(4), 363-380.
• Altıparmak, K., ve Öziş, T. (2005). Matematiksel ispat ve matematiksel muhakemenin gelişimi üzerine bir inceleme. Ege Eğitim Dergisi, 6(1), 25-37.
• Atik İ. (2018). Nitelikli işgücü için etkin mesleki eğitim konusuna çözüm olarak fen, teknoloji, mühendislik, matematik (FTMM) eğitimi. Yükseköğretim ve Bilim Dergisi/Journal of Higher Education and Science, 8(2), 254-263. https://doi.org/10.5961/jhes.2018.268
• Atik, İ. (2017). Uluslararası öğrenci değerlendirme programı-2015 sonuçlarına göre Türkiye’de mesleki eğitim. Yükseköğretim ve Bilim Dergisi,7(3), 484-493.
• Bağcı, D., Daş, O., Genç, S. (2018). Mesleki ve teknik yükseköğretim kurumları öğrencilerinin sektördeki modern teknolojilerle uyum süreçlerinin yapılandırılması. BaşKent University Journal Of Education, , 47-54. Retrieved from http://buje.baskent.edu.tr/index.php/buje/article/view/107
• Bassey, M. (1998). Action research for improving educational practice. In R. Halsall (Ed.) Teacher research and school improvement, 93-108. Buckinham: Opening Doors from the Inside.
• Bekdemir, M. (2009). Meslek yüksekokulu öğrencilerinin matematik kaygı düzeylerinin ve başarılarının değerlendirilmesi. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2(2), 169-189.
• Berberoglu, G.ve Kalender, I., 2005. Investigation of student achievement across years, school types and regions: theÖSS and PISA analyses. Eğitim Bilimleri ve Uygulama,4(7), 21–35.
• Carnevale, A. P., Smith, N., & Melton, M. (2011). STEM: Science, technology, engineering and mathematics. Washington: Georgetown University Erişim adresi: https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED525297.pdf
• Chang, S. H., Ku, A.C., Yu, L. C., Wu, T. C. and Kuo, B. C. (2015). A science, technology, engineering and mathematics course with computeR-assisted remedial learning system support for vocational high school students. Journal of Baltic Science Education,14(5), 641-654.
• Cotabish, A., Dailey, D. Robinson, A. and Hunghes, G., (2013). The Effects of a STEM intervention on elementary students' science knowledge and skills. School Science and Mathematics,113(5), 215-226.
• Coxon, S. V., Dohrman, R. L., & Nadler, D. R. (2018). Children using robotics for engineering, science, technology, and math (CREST-M): The development and evaluation of an engaging math curriculum. Roeper Review, 40(2), 86-96.
• Çevik, M. (2018). Impacts of the Project based (PBL) science, technology, engineering and mathematics (STEM) education on academic achievement and career interests of vocational high school students. Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 8(2), 281-306.
• Dilek, T. (2019). Lise 12. sınıf öğrencilerinin fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (fetemm) alanlarına yönelik ilgi ile fen ve teknoloji okuryazarlık özyeterlik algı düzeylerinin çeşitli değişkenler açısından incelenmesi üzerine bir araştırma. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Dicle Üniversitesi, Diyarbakır.
• Frost, P. (2002). Principles of the action research cycle. In: Ritchie R, Pollard A, Frost P, et al., (Ed.) Action Research: A Guide for Teachers-Burning Issues in Primary Education, 24–32. Birmingham: National Primary Trust.
• Han, S., Capraro, R., &Capraro, M. M. (2015). How science, technology, engineering, andmathematics (STEM) project-based learning (PBL) affects high, middle, andlow achievers differently: The impact of student factors on achievement. International Journal of Science and Mathematics Education, 13(5), 1089-1113.
• Hatısaru, V. ve Erbaş, A.K. (2013). Endüstri meslek lisesi öğrencilerinin fonksiyon kavramını anlama düzeylerinin incelenmesi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 21(3) 865-882.
• Henderson, P. B. (2003). Mathematical reasoning in software engineering education. Communications of the ACM, 46(9), 45-50.
• Inpinit, J., & Inprasit, U. (2016, Agust). The effect of using PBL with the STEM education concept on mathematical conceptual understanding development. In International Conference on Mathematics, Engineering and Industrial Application, Thailand.
• Karahan, E. ve Bozkurt, G. (2017). STEM Eğitiminde matematiksel odaklı gerçek dünya problemleri ve matematiksel modelleme, 353-372. S. Çepni (Ed.), Kuramdan uygulamaya STEM+A+E eğitimi. Ankara: Pegem Yayıncılık.
• Kaya, D. (2015). Çoklu temsil temelli öğretimin öğrencilerin cebirsel muhakeme becerilerine, cebirsel düşünme düzeylerine ve matematiğe yönelik tutumlarına etkisi üzerine bir inceleme (Yayınlanmamış doktora tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
• Krause, S., Culbertson, R., Oehrtman, M., & Carlson, M. (2008, October). High school teacher change, strategies, and actions in a Professional development Project connecting mathematics, science, and engineering. 38th Annual Frontiers in Education Conference, New Jersey.
• Lantz, H. B. (2009). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education what form? What function? Report, CurrTech Integrations, Baltimore.
• Leopold D. G. and Edgar B., (2008), Degree of mathematics fluency and success in second semester introductory chemistry, Journal of Chemistry Education, 85, 724–731.
• Marzano, R. J. (2000). Transforming classroom grading. association for supervision and curriculum development, VA: Association for Supervision and Curriculum Development.
• McClain, M. L. (2015). The Effect of STEM education on mathematics achievement of fourth-grade underrepresented minority students. (Unpublished doctoral dissertation), Capella University, Minnesota.
• MEB (2018). Türkiye’de Mesleki ve Teknik Eğitimin Görünümü. Eğitim Analiz ve Değerlendirme Raporları Serisi. No: 1. Erişim adresi: https://mtegm.meb.gov.tr/meb_iys_dosyalar/2018_11/12134429_No1_Turkiyede_Mesleki_ve_Teknik_Egitimin_Gorunumu.pdf
• Mensah, J. K., Okyere, M., & Kuranchie, A. (2013). Student attitude towards mathematics and performance: Does the teacher attitude matter. Journal of Education and Practice, 4(3), 132-139.
• NCTM (2000). Principles and Standards for School Mathematics. RestonVa: NCTM.
• NCTM (2009) Focus in high school mathematics: Reasoning and sense making questions and answers. Erişim adresi: https://pdfs.semanticscholar.org/b330/ d5bc214b8e7a4df1f846a2f12d6ab576b0bf.pdf
• Özdemir, H. (2018). Meslek lisesi öğrencilerinin alanlarıyla ilgili mesleki matematik başarısını geliştirmeye yönelik STEM uygulamaları (Yayınlanmamış Doktora Tezi) Bursa Uludağ Üniversitesi, Bursa
• Özgen, K., ve Pesen, C. (2008). Probleme dayalı öğrenme yaklaşımı ve öğrencilerin matematiğe yönelik tutumları. D. Ü. Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 11, 69-83.
• Plasman, J. S., & Gottfried, M. A. (2018). Applied STEM coursework, high school dropout rates, and students with learning disabilities. Educational Policy, 32(5), 664-696.
• Satchwell, R. E., & Loepp, F. L. (2002). Designing and implementing an integrated mathematics, science, and technology curriculum for the middle school. Journal of Industrial Teacher Education, 39(3), 41-66.
• SCANS (1991). Secretary’s commission on achieving necessary skills. What work requires of schools: A SCANS Report forAmerica 2000. Washington, D.C.: U.S. Department of Labor.
• Siregar, N. C., Rosli, R., Maat, S. M., & Capraro, M. M. (2019). The effect of science, technology, engineering and mathematics (STEM) program on students’ achievement in mathematics: A meta-analysis. International Electronic Journal of Mathematics Education, 15(1), em0549.
• Sokolowski, A. (2019). Developing mathematical reasoning using a STEM platform. B. Doig, J. Williams, D. Swanson, R. B. Ferri, P. Drake (Eds.), In Interdisciplinary Mathematics Education (93-111). Cham:Springer.
• Song, J. B., & Lee, T. W. (2011). The effect of STEM integration education using educational robot on academic achievement and subject attitude. Journal of the Korean Association of Information Education, 15(1), 11-22.
• Şahin, E., ve Kabasakal, V. (2018). STEM eğitim yaklaşımında dinamik matematik programlarının (geogebra) kullanımına yönelik öğrenci görüşlerinin incelenmesi. Anemon Muş Alparslan Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 6, 55-62.
• Tektaş, M. (2010). Meslek yüksekokulu öğrencilerinin matematik tutumları ve bireysel farklılıklarının incelenmesi. Sosyal Ekonomik Araştırmalar Dergisi, 10(19), 241 – 250.
• TÜSİAD (2014). STEM (Science, Technology, EngineeringandMathematics-Fen, Teknoloji, Mhendislik, Matematik) Alanında Eğitim Almış İşgücüne Yönelik Talep ve Beklentiler Araştırması. Erişim adresi:https://tusiad.org/tr/yayinlar/raporlar/item/8054-stem-alaninda-egitim-almis-isgucune-yonelik-talep-ve-beklentiler-arastirmasi
• Umay, A. (2003). Matematiksel muhakeme yeteneği. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. 24, 234-243.
• Van De Walle, J., Karp, K.S, Bay-Williams, J.M. (2012). Matematik yapmanın ve bilmenin ne anlama geldiğinin incelenmesi (Zembat, İ.Ö., Çev.), İlkokul ve ortaokul matematiği gelişimsel yaklaşımla öğretim. S. Durmuş (Çev. Ed.), 7. Basımdan Çeviri, Ankara: Nobel Akademik Yayıncılık.
• Yıldırım, A., ve Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel arastirma yontemleri. Ankara: Seçkin.
• Yıldırım, B., ve Altun, Y. (2015). STEM eğitim ve mühendislik uygulamalarının fen bilgisi laboratuar dersindeki etkilerinin incelenmesi. El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2(2), 28-40.
• Yıldırım, B., ve Sidekli, S. (2018). Stem applications in mathematics education: The effect of STEM applications on different dependent variables. Journal of Baltic Science Education, 17(2), 200-2014.