The Effect of 5E Learning Model on Students’ Mathematics Achievement in Turkey: A Meta-Analysis Study

Abstract

In this study, it was aimed to reach a comprehensive result by evaluating the findings obtained by combining the results of studies examining the effect of 5E learning model on students' mathematics achievement with meta-analysis. Postgraduate theses and articles on the effect of 5E learning on mathematics achievement between 2007-2022 in Turkey were scanned and 20 studies (13 master's theses, four doctoral theses, three articles) were reached. It was determined that the 5E learning model had a positive effect on mathematics achievement compared to the current teaching method based on the textbook. After the moderator analysis, a significant difference was found in the effect of the 5E learning model on students' mathematics achievement in terms of sample size, and no significant difference was found in terms of publication type, teaching level, application period, research design type and learning area. As a result, it has been determined that the 5E learning model is an effective learning model in improving students' mathematics achievement. In this context, it can be suggested to encourage teachers to use the 5E learning model in lessons to improve students' mathematics achievement.

Keywords

• Mathematics achievement
• Learning areas
• Constructivism

5E Öğrenme Modelinin Türkiye’deki Öğrencilerin Matematik Başarısına Etkisi: Bir Meta-Analiz Çalışması

Abstract

Bu araştırmada 5E öğrenme modelinin öğrencilerin matematik başarısı üzerindeki etkisini inceleyen çalışmaların sonuçlarını meta-analizle birleştirerek elde edilen bulguların değerlendirilmesiyle kapsamlı bir sonuca ulaşmak amaçlanmıştır. Türkiye’de 2007-2022 yılları arasında yapılmış 5E öğrenme modeline dayalı öğrenmenin matematik başarısı üzerindeki etkisini konu alan lisansüstü tezler ve makaleler taranarak 20 çalışma (13 yüksek lisans tezi, dört doktora tezi, üç makale) meta-analize alınmıştır. Araştırma neticesinde, 5E öğrenme modelinin matematik başarısı üzerinde ders kitabına dayalı mevcut öğretim yöntemine kıyasla pozitif etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Yapılan moderatör analizi sonucunda, 5E öğrenme modelinin öğrencilerin matematik başarısı üzerindeki etkisinde örneklem büyüklüğü açısından anlamlı bir farklılık bulunmuş, yayın türü, öğretim kademesi, uygulama süresi, desen türü ve öğrenme alanı yönünden anlamlı bir farkın olmadığı belirlenmiştir. Sonuç olarak 5E öğrenme modelinin öğrencilerin matematik başarısını geliştirmede etkili bir öğrenme modeli olduğu tespit edilmiştir. Bu bağlamda 5E öğrenme modelinin öğrencilerin matematik başarısını geliştirme bağlamında derslerde kullanılması için öğretmenlerin daha fazla teşvik edilmesi önerilebilir.

Keywords

• Matematik başarısı
• Öğrenme alanları
• Yapılandırmacılık

References

1. Ağgül-Yalçın, F., & Bayrakçeken, S. (2010). The effect of 5E learning model on pre-service science teachers’ achievement of acid-bases subject. International Online Journal of Educational Sciences, 2(2), 508-531.
2. Alshehri, M. A. (2016). The impact of using (5E's) instructional model on achievement of mathematics and retention of learning among fifth grade students. Journal of Research & Method in Education, 6(1), 43-48. doi: 10.9790/7388-06214348
3. Ansberry, K. R., & Morgan, E.R. (2007). More picture-perfect science lessons: Using children's books to guide inquiry, K-4. Arlington, VA: NSTA.
4. Atkin, J. M., & Karplus, R. (1962). Discovery or invention? The Science Teacher, 29(5), 45-51.
5. Ayaz, M. F. (2015). 5E öğrenme modelinin öğrencilerin derslere yönelik tutumlarına etkisi: Bir meta-analiz çalışması. Elektronik Eğitim Bilimleri Dergisi, 7(4), 29-50.
6. Ayaz, M. F. ve Söylemez, M. (2015). Proje tabanlı öğrenme yaklaşımının Türkiye'deki öğrencilerin fen derslerindeki akademik başarılarına etkisi: Bir meta-analiz çalışması. Eğitim ve Bilim, 40(178), 255-283. doi: 10.15390/EB.2015.4000
7. Ayaz, M. F. ve Şekerci, H. (2015). Yapılandırmacı öğrenme yaklaşımının akademik başarıya ve tutuma etkisi: bir meta-analiz çalışması. Hasan Ali Yücel Eğitim Fakültesi Dergisi, Cilt: 12-2, Sayı: 24, 27-44.
8. Bakri, S., & Adnan, M. (2021). Effect of 5E learning model on academic achievement in teaching mathematics: Meta-analysis study. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 12(8), 196-204. doi: 10.17762/turcomat.v12i8.2783

9. Başer, E. T. (2008). 5E modeline uygun öğretim etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin matematik dersindeki akademik başarılarına etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
10. Bıyıklı, C. (2013). 5E öğrenme modeline göre düzenlenmiş eğitim durumlarının bilimsel süreç becerileri, öğrenme düzeyi ve tutuma etkisi. (Yayımlanmamış doktora tezi). Hacettepe Üniversitesi, Ankara.
11. Biber, A. Ç., Tuna, A., Gülsevinçler, D. ve Karaosmanoğlu, A. B. (2015). Matematik öğretmenlerinin 5E öğretim modeline yönelik görüşleri. Erzincan Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 17(1), 175-196. doi: 10.17556/jef.02989
12. Boddy, N., Watson, K., & Aubusson, P. (2003). A trial of the five e’s: A referent model for constructivist teaching and learning. Research in Science Education, 33, 27-42. doi: 10.1023/A:1023606425452
13. Borenstein, M., Hedges, L.V., Higgins, J. P., & Rothstein, H. R. (2021). Introduction to meta-analysis. Chichester, West Sussex, UK: John Wiley & Sons Ltd.
14. Boz-Yaman, B. (2020). Matematik eğitiminde yapılandırmacı yaklaşım. M. Ünlü (Ed.), Uygulamalı örnekleriyle matematik öğretiminde yeni yaklaşımlar içinde (ss. 119-141). Ankara: Pegem Akademi.
15. Boz-Yaman, B. ve Bulut, S. (2019). Euler formülü öğretiminde 5E öğrenme döngüsü modeline dayalı derslerin paydaşlarının deneyimleri. Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 19(3), 836-852. doi: 10.17240/aibuefd.2019.19.49440-632076
16. Bybee, R. W. (2009). The BSCS 5E instructional model and 21st century skills. Washington, DC: NABSE.
17. Card, N. A. (2012). Applied meta-analysis for social science research. New York: Guilford Press.
18. Chowdhury, S. R. (2016). A study on the effect of constructivist approach on the achievement in mathematics of IX standard students. IOSR Journal of Humanities and Social Science (IOSR-JHSS), 21(2), 35-40. doi: 10.9790/0837-21223540
19. Clements, D. H., & Battista, M. T. (1990). Constructivist learning and teaching. The Arithmetic Teacher, 38(1), 34-35. doi: 10.5951/AT.38.1.0034
20. Cobb, P. (1988). The tension between theories of learning and instruction in mathematics education. Educational Psychologist, 23(2), 87–103. doi: 10.1207/s15326985ep2302_2
21. Cooper, H. (2010). Research synthesis and meta-analysis a step-by-step approach. Los Angeles: Sage.
22. Creswell, J. W. (2009). Research design qualitative, quantitative, and mixed methods approach. London: Sage.
23. Çelik, S. (2013). İlköğretim matematik derslerinde kullanılan alternatif öğretim yöntemlerinin akademik başarıya etkisi: Bir meta-analiz çalışması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir.
24. Çetin, A., & Özdemir, Ö. F. (2018). Mode-method interaction: The role of teaching methods on the effect of instructional modes on achievements, science process skills, and attitudes towards physics. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(5), 1815-1826. doi: 10.29333/ejmste/85217
25. Dağ, T. (2015). 5E öğrenme modeline uygun etkinliklerin ortaokul 1. sınıf öğrencilerinin matematik dersi kesirler konusundaki akademik başarılarına etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
26. Dinçer, S. (2021). Eğitim bilimlerinde uygulamalı meta-analiz. Ankara: Pegem Akademi.
27. Ergin, İ. (2006). Fizik eğitiminde 5E modelinin öğrencilerin akademik başarısına, tutumuna ve hatırlama düzeyine etkisine bir örnek: “İki boyutta atış hareketi”. (Yayımlanmamış doktora tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
28. Ergin, İ., Kanli, U., & Ünsal, Y. (2008). An example for the effect of the 5E model on the academic success and attitude levels of students' "Inclined projectile motion." Journal of Turkish Science Education, 5(3), 47-59.
29. Glass, G. V. (1976). Primary secondary and meta-analysis of research. Educational Researcher, 5(10), 3-8. doi: 10.3102/0013189X005010003
30. Golezani, A. B. (2020). Dinamik matematik öğrenme nesnelerinin 10. sınıf öğrencilerinin başarılarına derse katılımlarına ve tutumlarına etkisi: Uluslararası bir karşılaştırma. (Yayımlanmamış doktora tezi). Atatürk Üniversitesi. Erzurum.
31. Gricoski, D. M. (2022). A meta-analysis examining the efficacy of flipped instruction for STEM academics. (Unpublished dissertation). Walden University, Minnesota.
32. Güler, H. K. (2010). Karikatür kullanılarak yapılan öğretimin ilköğretim 6. sınıf öğrencilerinin matematik dersi doğal sayılar alt öğrenme alanındaki akademik başarılarına ve matematik dersine karşı tutumlarına etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
33. Gürbüz, T. (2015). 5E öğrenme modeline uygun etkinliklerin ortaokul 1. sınıf öğrencilerinin matematik dersi kesirler konusundaki akademik başarılarına etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
34. Gürbüz, R. ve Erdem, E. (2017). Olasılık konusunun öğrenilmesini zorlaştıran nedenler hakkında ortaokul matematik öğretmenlerinin görüşleri. Muş Alparslan Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 5(2), 361-380. doi: 10.18506/anemon.258539
35. Gürel, D. (2021). 5E ve 7E modeli. S. Polat ve B. Aksoy (Ed.), Kuramdan uygulamaya sosyal bilgiler öğretiminde çağdaş öğrenme ve öğretme yaklaşımları içinde (ss. 141-154). Ankara: Pegem Akademi.
36. Hedges, L. V., & Olkin, I. (1985). Statistical methods for meta-analysis. San Diego, CA: Academic Press.
37. Hiçcan, B. (2008). 5E öğrenme döngüsü modeline dayalı öğretim etkinliklerinin ilköğretim 7. sınıf öğrencilerinin matematik dersi birinci dereceden bir bilinmeyenli denklemler konusundaki akademik başarılarına etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
38. Hunter, J. E., & Schmidt, F. L. (2004). Methods of meta-analysis: Correcting error and bias in research findings (2nd ed.). Thousand Oaks, CA: Sage.
39. İlhan, M. ve Gezer, M. (2021). Araştırmaların sınıflandırılması. B. Çetin, M. İlhan ve M. G. Şahin (Ed.), Eğitimde araştırma yöntemleri: Temel kavramlar, ilkeler ve süreçler içinde (ss. 101-129). Ankara: Pegem Akademi.
40. Kanadlı, S. (2016). A meta-analysis on the effect of instructional designs based on the learning styles models on academic achievement, attitude and retention. Educational Sciences: Theory and Practice 16(6), 2057-2086.
41. Kanadlı, S. (2019). A meta-summary of qualitative findings about STEM education, International Journal of Instruction, 12(1), 959-976. doi: 10.29333/iji.2019.12162a
42. Karagöl, İ., & Esen, E. (2019). The effect of flipped learning approach on academic achievement: A meta-analysis study. Hacettepe University Journal of Education, 34(3), 708-727. doi: 10.16986/HUJE.2018046755
43. Kozcu-Çakır, N., & Güven, G. (2019). Effect of 5E learning model on academic achievement and attitude towards the science course: A meta-analysis study. Cukurova University Faculty of Education Journal, 48(2), 2019, 1111-1140. doi: 10.14812/cufej.544825
44. Li, Y. D., Ding, G. H., & Zhang, C. Y. (2021). Effects of learner centred education on academic achievement: A meta-analysis. Educational Studies, 47, 1-14. doi: 10.1080/03055698.2021.1940874
45. Lipsey, M. V., & Wilson, D.B. (2001). Practical meta-analysis: Applied social research methods (Series Volume 49). Thousand Oaks, CA: Sage.
46. Littell, J. H., Corcoran, J., & Pillai, V. (2008). Systematic reviews and meta-analysis. New York: Oxford University Press.
47. Loyens, S. M. M., & Gijbels, D. (2008). Understanding the effects of constructivist learning environments: Introducing a multi-directional approach. Instructional Science, 36(5/6), 351-357. doi: 10.1007/s11251-008-9059-4
48. McWright, C. N. P. (2017). A comparative study teaching chemistry using the 5e learning cycle and traditional teaching with a large English language population in a middle-school setting. Unpublished dissertation). The University of Southern Mississippi, USA.
49. Metin, M. ve Özmen, H. (2009). Sınıf öğretmeni adaylarının yapılandırmacı kuramın 5E modeline uygun etkinlikler tasarlarken ve uygularken karşılaştıkları sorunlar. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED), 3(2), 94-123.
50. Metin, M., Coskun, K., Birisci, S., & Kaleli-Yilmaz, G. (2011). Opinions of prospective teachers about utilizing the 5E instructional model. Energy Education Science and Technology Part B: Social and Educational Studies, 3(4), 411-422.
51. Miles, M. B., & Huberman, A. M. (2002). The qualitative researcher’s companion. Thousand Oaks, CA: Sage.
52. Odili, G. A. (2006). Mathematics in Nigerian secondary schools: A teaching perspective. Lagos: Anachuna Educational Books.
53. Omotayo, S. A., & Adeleke, J. A. (2017). The 5E instructional model: A constructivist approach for enhancing students’ learning outcomes in mathematics. JISTE, 21(2), 15-26.
54. Özdemir, Z. N. (2020). Türkiye’de gerçekçi matematik eğitiminin matematik başarısına etkisi üzerine bir meta-analiz çalışması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Marmara Üniversitesi, İstanbul.
55. Özden, Y. (2003). Öğrenme ve öğretme. Ankara: Pegem Akademi.
56. Özenç, M., Dursun, H., & Şahin, S. (2020). The effect of activities developed with web 2.0 tools based on the 5E learning cycle model on the multiplication achievement of 4th graders. Participatory Educational Research, 7(3), 105-123. doi: 10.17275/per.20.37.7.3
57. Özgül, B. (2021). Probleme dayalı öğrenme yaklaşımının etkililiği: Bir meta-analiz çalışması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Burdur.
58. Polat, S. ve Aksoy, B. (2021). Sosyal bilgiler öğretiminde çağdaş öğrenme ve öğretme yaklaşımları. Ankara: Pegem Akademi.
59. Preston, J. A. (2007). Student-centered versus teacher-centered mathematics instruction: A meta-analysis. (Unpublished dissertation). Indiana University of Pennsylvania, Indiana.
60. Ranjan, S., & Padmanabhan, J. (2018). 5E approach of constructivist on achievement in mathematics at upper primary level. Educational Quest, 9(3), 239-245. doi: 10.30954/2230-7311.2018.12.6
61. Rosenthal, R. (1979). The file drawer problem and tolerance for null results. Psychological Bulletin, 86(3), 638-641. doi: 10.1037/0033-2909.86.3.638
62. Rothstein, H. R., Sutton, A. J., & Borenstein, M. (Eds.) (2005). Publication bias in meta-analysis: Prevention, assessment and adjustments. Chichester, England: John Wiley & Sons.
63. Saygılı, H. (2021). Öğrenme yönetim sistemi (LMS) kullanımının matematik başarısına etkisi: Meta-analiz çalışması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Konya.
64. Şad, S. N., Kış, A., & Demir, M. (2017). A meta-analysis of the effect of contemporary learning approaches on students' mathematics achievement. Hacettepe University Journal of Education, 32(1), 209-227. doi: 10.16986/HUJE.2016017222
65. Şen, S. ve Yıldırım, İ. (2020). CMA ile meta-analiz uygulamaları. Ankara: Anı Yayıncılık.
66. Tezer, M., & Cumhur, M. (2017). Mathematics through the 5E instructional model and mathematical modelling: The geometrical objects. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 13(8), 4789-4804. doi: 10.12973/eurasia.2017.00965a
67. Thalheimer, W., & Cook, S. (2002). How to calculate effect sizes from published research: A simplified methodology. Work-Learning Research, 1, 1-9.
68. Tuna, A. (2013). The influence of the 5E model on the elimination of misconceptions on the subject of trigonometry. International Journal of Academic Research, 5(3), 14-21. doi: 10.7813/2075-4124.2013/5-3/3
69. Tuna, A., & Kaçar, A. (2013). The effect of 5E learning cycle model in teaching trigonometry on students’ academic achievement and the permanence of their knowledge. International Journal on New Trends in Education and Their Implications, 4(1), 73-87.
70. Turan, S., & Matteson, S. M. (2021). Middle school mathematics classrooms practice based on 5E instructional model. International Journal of Education in Mathematics, Science, and Technology (IJEMST), 9(1), 22-39. doi: 10.46328/ijemst.1041
71. Uysal, H. G. (2021). Matematiksel modellemenin öğrencilerin başarısına, ders tutumuna ve matematiksel modelleme yeterliklerine etkisi: Bir meta-analiz çalışması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Mersin Üniversitesi, Mersin.
72. Üstün, U. ve Eryılmaz, A. (2014). Etkili araştırma sentezleri yapabilmek için bir araştırma yöntemi: Meta-analiz. Eğitim ve Bilim, 39 (174), 1-32. doi: 10.15390/EB.2014.3379
73. Xie, C., Wang, M., & Hu, H. (2018). Effects of constructivist and transmission instructional models on mathematics achievement in Mainland China: A meta-analysis. Frontier Psychology, 9(1923), 1-18. doi: 10.3389/fpsyg.2018.01923
74. Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2011). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri (8. baskı). Ankara: Seçkin Yayıncılık.