STEM ve Erken Cebir: Sınıf Öğretmenlerinin Uygulamalarından Yansımalar

Year 2023, , 81 - 116, 30.06.2023

Demet Aydoğan , Yasemin Büyükşahin

https://doi.org/10.52911/itall.1277799

Abstract

Bu çalışmanın amacı, erken cebir öğretiminde STEM temelli uygulamaların yürütülmesine ilişkin sınıf öğretmenlerinin görüşlerini belirlemektir. Araştırmada, nitel araştırma yöntemi desenlerinden olan fenomenoloji deseni kullanılmıştır. Araştırmanın çalışma grubu, amaçlı örnekleme tekniklerinden biri olan ölçüt örnekleme tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Çalışma grubunu, STEM eğitimi almış ve erken cebir öğretiminde STEM temelli uygulamaları gerçekleştirmiş 5 sınıf öğretmeni oluşturmaktadır. Araştırmanın verilerinin toplanmasında yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır. Araştırma sonunda elde verilen nitel veriler, içerik analizi yöntemi ile betimlenmiştir. Elde edilen bulgular ışığında öğretmenlerinin çoğunluğu, erken cebir öğretiminde STEM temelli uygulamaların ilkokul 1. sınıftan itibaren verilebileceğini ifade etmiştir. STEM temelli etkinliklerin erken cebir öğretiminde uygulanabilir olduğunu ifade eden öğretmenler bu uygulamaların; matematik dersine yönelik olumlu tutum kazandırma, eğlenerek öğrenme ortamları sunma, öğrenmeyi kolaylaştırma, soyut olan konuları somutlaştırma gibi avantajlarının olacağı belirtilmiştir. Ayrıca öğretmenler; materyal eksikliği, sınıf mevcutlarının kalabalık olması, müfredatın yoğun olması, teknolojik alt yapı yetersizliği gibi zorluklar yaşadıklarını belirtmişlerdir. Öğretmenler, erken cebir öğretiminde STEM temelli uygulamaları yürütecek öğretmen ve yöneticilere; bu alanda araştırma inceleme yapmalarını, STEM eğitimi almalarını ve sınıflarında uygulamalarını önermektedir.

Keywords

Erken Cebir, STEM, Matematik, Sınıf Öğretmeni

STEM and Early Algebra: Reflections from Primary School Teachers' Practices

Abstract

The purpose of this study is to determine the opinions of primary teachers about the implementation of STEM-based applications in early algebra teaching. In the research, the phenomenology design, which is one of the qualitative research method designs, was used. The study group of the research was determined by using the criterion sampling technique, which is one of the purposive sampling techniques. The study group consists of 5 primary teachers who have received STEM education and have implemented STEM-based applications in early algebra teaching. A semi-structured interview form was used to collect the data for the research. The qualitative data obtained at the end of the research were described with the content analysis method. In light of the findings, the majority of the teachers noted that STEM-based applications in early algebra teaching can be given from the first grade of primary school. The teachers, who indicated that STEM-based activities are applicable in early algebra teaching, stated that these applications will have advantages such as gaining a positive attitude towards the mathematics lesson, providing fun learning environments, facilitating learning, and embodying abstract subjects. In addition, teachers commented that they experienced difficulties such as a lack of materials, crowded classrooms, dense curriculum, and insufficient technological infrastructure. Teachers suggest that teachers and administrators who will carry out STEM-based practices in early algebra teaching should conduct research, take STEM education, and apply it in their classrooms.

Keywords

Early Algebra, STEM, Maths, Primary Teacher

References

• Acar, D., Tertemiz, N., & 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 Elementary Education, 10(4), 505-513. https://www.iejee.com/index.php/IEJEE/article/view/465
• Akgündüz, D., Aydeniz, M., Çakmakçı, G., Çavaş, B., Çorlu, M. S., Öner, T., & Özdemir, S. (2015). STEM eğitimi Türkiye raporu. Scala Basım. https://www.teknolojidekadin.org/user_files/files/1552897300STEM_Eğitimi_Türkiye_Raporu.pdf
• Altun, M. (2005). İlköğretim ikinci kademede matematik öğretimi (4. Baskı). Alfa Basım Yayım.
• Aydeniz, M. (2017). Eğitim sistemimiz ve 21. Yüzyıl hayalimiz: 2045 hedeflerine ilerlerken, Türkiye için STEM odaklı ekonomik bir yol haritası. https://trace.tennessee.edu/utk_theopubs/17/
• Azkin, Z. (2019). Steam (fen-teknoloji-mühendislik-sanat-matematik) uygulamalarının öğrencilerin sanata yönelik tutumlarına, steam anlayışlarına ve mesleki ilgilerine etkisinin incelenmesi [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi. Karaman. https://acikbilim.yok.gov.tr/handle/20.500.12812/99607
• Barak, M., & Assal, M. (2018). Robotics and STEM learning: Students’ achievements in assignments according to the P3 Task Taxonomy—Practice, problem solving, and projects. International Journal of Technology and Design Education, 28, 121-144. https://doi.org/10.1007/s10798-016-9385-9
• Basham, J. D., Israel, M., & Maynard, K. (2010). An ecological model of STEM education: Operationalizing STEM for all. Journal of Special Education Technology, 25(3), 9-19. https://doi.org/10.1177/016264341002500
• Beane, J. (1991). The middle school: The natural home of integrated curriculum. Educational leadership, 49(2), 9-13.
• Breiner, J. M., Harkness, S. S., Johnson, C. C., & Koehler, C. M. (2012). What is STEM? A discussion about conceptions of STEM in education and partnerships. School Science and Mathematics, 112(1), 3-11.
• Bybee, R. W. (1997). Achieving scientific literacy: From purposes to practices.
• Bybee, R. W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and engineering teacher, 70(1), 30.
• Cai, J., & Knuth, E. (2011). Early algebraization: A global dialogue from multiple perspectives. Springer Science & Business Media.
• Cai, J., & Knuth, E. J. (2005). Introduction: The development of students’ algebraic thinking in earlier grades from curricular, instructional and learning perspectives. ZDM–The International Journal on Mathematics Education, 37(1), 1-4.
• Carnevale, A. P., Smith, N., & Melton, M. (2011). STEM: Science Technology Engineering Mathematics. [Issued Report]. Washington.
• Carraher, D. W., Schliemann, A. D., & Schwartz, J. L. (2017). Early algebra is not the same as algebra early. İçinde Algebra in the early grades (ss. 235-272). Routledge.
• Chen, X. (2009). Students Who Study Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) in Postsecondary Education. National Center for Education Statistics. http://ies.ed.gov/pubsearch/pubsinfo.asp?pubid=2009161
• Cooke, A., & Walker, R. (2015). Exploring STEM education through pre-service teacher conceptualisations of mathematics. International Journal of Innovation in Science and Mathematics Education, 23(3). https://openjournals.library.sydney.edu.au/CAL/article/view/10332
• Çepni, S. (2017). Kuramdan Uygulamaya STEM (+ A/+ E) Eğitimi (1. Baskı). Pegem A Yayıncılık. Çınar, S., & Terzi, S. Y. (2021). STEM eğitimi almış öğretmenlerin STEM öğretimi hakkındaki görüşleri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 18(2), 213-245. https://doi.org/10.33711/yyuefd.1028596
• Çiftçi, M., & Çınar, S. (2017). Fen bilgisi öğretmenlerinin STEM eğitiminin fen bilimleri dersine entegrasyonu hakkındaki görüşleri. Sözel bildiri, VII. Uluslararası Eğitimde Araştırmalar Kongresi, 296-300.
• Çorlu, M. S., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: Implications for educating our teachers in the age of innovation. Eğitim ve Bilim, 39(171), 74-85.
• Dede, Y., & Argün, Z. (2003). Cebir, öğrencilere niçin zor gelmektedir? Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 24(24), 180-185.
• Dindyal, J. (2003). Algebraic thinking in geometry at high school level [Unpublished Doctoral Dissertations]. Illinois State University.
• Drake, S. M., & Burns, R. C. (2004). Meeting standards through integrated curriculum. ASCD.
• Dugger, W. E. (2010). Evolution of STEM in the United States. In 6th biennial international conference on technology education research (Vol. 10).
• English, L. (2016). STEM education K-12: Perspectives on integration. International Journal of STEM Education, 3. https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1
• Ensari, Ö. (2017). Öğretmen Adaylarının FeTeMM Eğitimi ve FeTeMM Etkinlikleri Hakkındaki Görüşleri [Yüksek Lisans Tezi]. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü.Van.
• Eroğlu, S., & Bektaş, O. (2016). STEM eğitimi almış fen bilimleri öğretmenlerinin STEM temelli ders etkinlikleri hakkındaki görüşleri. Eğitimde Nitel Araştırmalar Dergisi, 4(3), 43-67.
• Gilmer, T. (2007). An understanding of the improved grades, retention and graduation rates of STEM majors at the Academic Investment in Math and Science (AIMS) Program of Bowling Green State University (BGSU). Journal of STEM Education, 8(1). https://www.learntechlib.org/p/174282/
• Gonzalez, H. B., & Kuenzi, J. J. (2012). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: A primer.
• Harkema, J., Jadrich, J., & Bruxvoort, C. (2009). Science and engineering. The Science Teacher, 76(9), 27.
• Kieran, C. (1991). A procedural-structural perspective on algebra research. 2, 245-253. Kieran, C., & Chalouh, L. (1993). Prealgebra: The transition from arithmetic to algebra. Research ideas for the classroom: Middle grades mathematics, 119, 139.
• Koçyiğit, Ş., & Yenilmez, K. (2022). STEM odaklı öğretim süreçlerinde öğrencilerin matematiksel muhakeme becerilerinin incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 24(1), 122-145. https://doi.org/10.32709/akusosbil.979399
• Langdon, D., McKittrick, G., Beede, D., Khan, B., & Doms, M. (2011). STEM: Good Jobs Now and for the Future. US Department of Commerce, 3(11). https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED522129.pdf
• Liao, C. (2016). From interdisciplinary to transdisciplinary: An arts-integrated approach to STEAM education. Art Education, 69(6), 44-49. https://doi.org/10.1080/00043125.2016.1224873
• Maass, K., Geiger, V., Ariza, M. R., & Goos, M. (2019). The role of mathematics in interdisciplinary STEM education. ZDM, 51(6), 869-884. https://doi.org/10.1007/s11858-019-01100-5
• Mayorova, V. I., Grishko, D. A., & Leonov, V. V. (2021). “Vivid mathematics” as a general vector of multidisciplinary STEM education for future aerospace engineers. Acta Astronautica, 178, 72-80. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.09.003
• McClain, M. L. (2015). The effect of STEM education on mathematics achievement of fourth-grade underrepresented minority students [Unpublished doctoral dissertation]. Capella University.
• MoNE. (2006). Matematik dersi öğretim programı. Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları.
• MoNE. (2009). İlköğretim matematik dersi 1-5. Sınıflar öğretim programı. Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları.
• MoNE. (2015). İlkokul matematik dersi (1, 2, 3 ve 4. Sınıflar) öğretim programı. Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları.
• MoNE. (2016). STEM Eğitimi Raporu. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü (YEĞİTEK). [Yayınlanan Rapor]. Milli Eğitim Bakanlığı Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü (YEĞİTEK). http://yegitek.meb.gov.tr/STEM_Egitimi_Raporu.pdf
• MoNE. (2018). Matematik dersi öğretim programı. Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları. Mercan, Z. (2019). Erken STEAM geleceğe hazırlık programının çocukların görsel uzamsal akıl yürütme becerilerine etkisi. [Yayınlanmamış Doktora Tezi]. Gazi Üniversitesi, Ankara.
• Morrison, G. R., Ross, S. J., Morrison, J. R., & Kalman, H. K. (2019). Designing effective instruction. John Wiley & Sons.
• National Research Council. (2014). STEM integration in K-12 education: Status, prospects, and an agenda for research. National Academies Press.
• Olkun, S., & Toluk, Z. (2003). İlköğretimde etkinlik temelli matematik öğretimi (1. Baskı). Eğiten Kitap.
• Ostler, E. (2012). 21st century STEM education: A tactical model for long-range success. International Journal of Applied Science and Technology, 2(1), 28-33.
• Pesen, C. (2020). İlkokullarda matematik öğretimi (1. -4. Sınıf) (9. Baskı). Pegem Akademi.
• Sandall, B. K., Sandall, D. L., & Walton, A. L. (2018). Educators’ perceptions of integrated STEM: A phenomenological study. Journal of STEM Teacher Education, 53(1), 3. https://doi.org/doi.org/10.30707/JSTE53.1Sandall
• Sanders, M. E. (2009). STEM, STEM education, STEMmania. The Technology Teacher, 68(4), 20-26.
• Sfard, A. (1995). The development of algebra: Confronting historical and psychological perspectives. The Journal of Mathematical Behavior, 14(1), 15-39.
• Siew, N. M. (2018). The Perceptions of Pre-Service and In-Service Teachers Regarding a Project-Based STEM Approach to Teaching Science. The Eurasia Proceedings of Educational and Social Sciences, 9, 11-22. https://doi.org/10.1186/2193-1801-4-8
• Siew, N. M., Amir, N., & Chong, C. L. (2015). The perceptions of pre-service and in-service teachers regarding a project-based STEM approach to teaching science. SpringerPlus, 4(1), 1-20. http://www.epess.net/en/download/article-file/525609
• Smith, E. (2003). Stasis and change: Integrating patterns, functions, and algebra throughout the K-12 curriculum. A research companion to principles and standards for school mathematics, 136-150.
• Sutherland, R., & Rojano, T. (1993). A spreadsheet approach to solving algebra problems. The Journal of Mathematical Behavior, 12(4), 351‐383.
• Süldür, S. (2019). Sınıf öğretmenlerinin STEM eğitimine yönelik görüşlerinin belirlenmesi [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Fırat Üniversitesi. Elazığ.
• Şahin, A., Ayar, C. M., & Adıgüzel, T. (2014). Fen, teknoloji, mühendislik ve matematik içerikli okul sonrası etkinlikler ve öğrenciler üzerindeki etkileri. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 14(1), 297-322.
• Tabach, M., & Friedlander, A. (2008). The role of context in learning beginning algebra. Algebra and algebraic thinking in school mathematics, 70, 223.
• Taljaard, J. (2016). A review of multi-sensory technologies in a science, technology, engineering, arts and mathematics (STEAM) classroom. Journal of learning Design, 9(2), 46-55.
• Thomas, T. A. (2014). Elementary teachers’ receptivity to integrated science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education in the elementary grades [Doctoral Thesis]. University of Nevada.
• Thomasian, J. (2011). Building a science, technology, engineering, and math education agenda: An update of state actions. NGA Center for Best Practices. https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED532528.pdf
• Turgut, S. (2016). Sınıf öğretmenlerinin erken cebir düşüncelerinin geliştirilmesine yönelik bir eylem araştırması [Yayımlanmamış Doktora Tezi]. Dumlupınar Üniversitesi.Kütahya.
• Turgut, S., & Temur, Ö. D. (2017). Sınıf öğretmenlerinin erken cebire yönelik düşüncelerinin belirlenmesi. İlköğretim Online, 16(4), 1469-1490. https://doi.org/10.17051/ilkonline.2017.342968
• Umay, A. (2003). Matematiksel muhakeme yeteneği. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2003(24), 234-243.
• Usiskin, Z. (1997). Doing algebra in grades K-4. Teaching children mathematics, 3(6), 346-356. https://doi.org/10.5951/TCM.3.6.0346
• Üçgül, M. (2013). History and educational potential of Lego Mindstorms NXT. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(2), 127-137.
• Wang, H.-H., Moore, T. J., Roehrig, G. H., & Park, M. S. (2011). STEM Integration: Teacher Perceptions and Practice. ournal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 1(12), 1-14. https://doi.org/10.5703/1288284314636
• Weber, E., Fox, S., Levings, S. B., & Bouwma-Gearhart, J. (2013). Teachers’ conceptualizations of integrated STEM. Academic Exchange Quarterly, 17(3), 1-9.
• Wendell, K., Connolly, K., Wright, C., Jarvin, L., Rogers, C., Barnett, M., & Marulcu, I. (2010). Poster, Incorporating Engineering Design Into Elementary School Science Curricula. 15-958.
• Yamak, H., Bulut, N., & Dündar, S. (2014). 5. Sınıf öğrencilerinin bilimsel süreç becerileri ile fene karşı tutumlarına FeTeMM etkinliklerinin etkisi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 34(2), 249-265.
• Yılmaz, H., Koyunkaya, M. Y., Güler, F., & Güzey, S. (2017). Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik (STEM) Eğitimi Tutum Ölçeğinin Türkçe’ye Uyarlanması. Kastamonu Eğitim Dergisi, 25(5), 1787-1800.