Matematiksel modelleme etkinliklerinin yedinci sınıf öğrencilerinin matematik okuryazarlığı ve duyuşsal özellikleri üzerindeki etkisi

Öz

Bu çalışma, yedinci sınıf öğrencilerine uygulanan matematiksel modelleme etkinliklerinin öğrencilerin matematik okuryazarlık düzeyleri ve bazı duyuşsal özellikleri üzerindeki etkisini incelemektedir. Yarı deneysel bir çerçeve oluşturuldu; bu çerçevede öğrenciler deney ve kontrol gruplarına atanarak ön test ve son test sonuçları karşılaştırıldı.Araştırmanın örneklemini bir ortaokulda öğrenim gören 52 yedinci sınıf öğrencisi oluşturmuştur. Verilerin analizinde MANCOVA ve takip analizleri olarak ANCOVA kullanılmıştır. Elde edilen bulgular, matematiksel modelleme etkinliklerinin öğrencilerin matematik okuryazarlık düzeyleri üzerinde anlamlı bir etkiye sahip olduğunu, buna karşın matematik okuryazarlık öz yeterliği, matematik dersine katılım ve matematiğe yönelik tutum değişkenleri açısından anlamlı bir farklılık oluşturmadığını göstermiştir. Öğrenci görüşleri, modelleme müdahalelerinin matematiksel düşünmeyi başarıyla teşvik ettiğini, matematiğin günlük yaşamla olan ilişkisini netleştirdiğini ve matematiksel modelleme etkinliklerinin olumlu algılandığını göstermiştir. Bu sonuçlar, matematiksel modelleme etkinliklerinin bilişsel öğrenme çıktıları üzerinde etkili bir öğretim yaklaşımı olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Matematiksel modelleme
• Matematik okuryazarlık
• Ortaokul öğrencileri
• Yedinci sınıf

The effect of mathematical modeling activities on seventh grade students’ mathematical literacy and affective outcomes

Abstract

This study examines the effect of mathematical modeling activities on seventh-grade students’ mathematical literacy levels and some affective outcomes. A quasi-experimental framework was created; in this framework, students were assigned to experimental and control groups, and their pre-test and post-test results were compared. The sample consisted of 52 seventh grade students attending a public middle school. MANCOVA was used to analyze the data, followed by ANCOVA as follow up analyses. The results revealed that mathematical modeling activities had a statistically significant effect on students’ mathematical literacy posttest scores. However, no significant differences were found between the groups in terms of mathematical literacy self efficacy, engagement, and attitudes toward mathematics. Student opinions indicated that the modeling interventions successfully promoted mathematical thinking and clarified the relevance of mathematics to real-life contexts and that mathematical modeling activities were perceived positively. Overall, the findings suggest that mathematical modeling activities constitute an effective instructional approach for improving students’ cognitive learning outcomes in mathematics.

Keywords

• Mathematical modelling
• Mathematical literacy
• Middle school students
• Seventh grade

References

1. Adams, T. L. (2020). Mathematical literacy. Mathematics Teacher: Learning and Teaching PK-12, 113(4), 262–263. http://dx.doi.org/10.5951/mtlt.2019.0397
2. Akıllı, E. (2020). Matematik Okuryazarlık Eğitiminin 7. Sınıf Öğrencilerinde Akademik Başarıya ve Epistemolojik İnanç Düzeyine Etkisi Yüksek Lisans Tezi). Bursa Uludağ Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
3. Aksu, G. & Güzeller, C. O. (2016). PISA 2012 matematik okuryazarlığı puanlarının karar ağacı yöntemiyle sınıflandırılması: Türkiye örneklemi. Eğitim ve Bilim, 41(185), 101–122. doi:10.15390/EB.2016.4766
4. Altun, M. (2018). Ortaokullarda (5, 6, 7 ve 8. sınıflarda) Matematik Öğretimi (13. Baskı.). Bursa: Aktüel.
5. Appleton, J. J., Christenson, S. L., & Furlong, M. J. (2008). Student engagement with school: Critical conceptual and methodological issues of the construct. Psychology in the Schools, 45(5), 369-386.
6. Armutcu, Y. & Bal, A. P. (2023). The effect of mathematical modelling activities on students' mathematical modelling skills in the context of STEM education. International Journal of Contemporary Educational Research, 10(1), 42-55. https://doi.org/10.33200/ijcer.1131928
7. Ärlebäck, J. B., Doerr, H. M., & O'Neil, A. H. (2013). A modeling perspective on interpreting rates of change in context. Mathematical thinking and learning, 15(4), 314-336.Aiken Jr, L. R. (1970). Attitudes toward mathematics. Review of educational research, 40(4), 551–596.
8. Ata Baran, A. (2019). Matematiksel modellemeye dayalı bir öğretim deneyinde sekizinci sınıf öğrencilerinin matematiksel iletişim becerilerinin, matematik okuryazarlıklarının ve duyuşsal özelliklerinin incelenmesi (Doktora tezi). Anadolu University

9. Bandura, A. (1997). Self-efficacy: The exercise of control. New York: W.H. Freeman and Company.
10. Baypınar, K., & Tarım, K. (2019). The development of mathematical literacy self-efficacy scale for middle school: a reliability and validity study. Çukurova Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 48(1), 878-909.
11. Blomhøj, M. & Jensen, T. H. (2003). Developing mathematical modelling competence: Conceptual clarification and educational planning. Teaching Mathematics and its Applications, 22(3), 123–139. doi:10.1093/teamat/22.3.123
12. Bloom, B. S. (1976). Human characteristics and school learning. McGraw-Hill.
13. Blum, W., & Leiss, D. (2007). How do students and teachers deal with modelling problems. Mathematical modelling (ICTMA 12): Education, engineering and economics, 222-231.
14. Borromeo Ferri, R. (2006). Theoretical and empirical differentiations of phases in the modelling process. ZDM - International Journal on Mathematics Education, 38(2), 86–95.
15. Bukova Güzel, E., Tekin Dede, A., Hıdıroğlu, Ç. N., Kula Ünver, S. & Özaltun Çelik, A. (2016). Matematik eğitiminde matematiksel modelleme. (E. Bukova Güzel, Ed.)Pegem Akademi. Ankara.
16. Büyükadıgüzel, Z. (2019). Matematiksel modelleme etkinliklerinin 7.sınıf öğrencilerinin başarısına etkisinin ve öğrenci görüşlerinin incelenmesi (Yüksek Lisans Tezi). Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Bolu.
17. Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E. K., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2017). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem A.
18. Çavdar, D. & Şahan, H. H. (2019). Matematik dersinde akademik başarı, öz yeterlik ve matematik dersine yönelik tutum arasındaki ilişkinin incelenmesi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 13(2), 979–999. doi:10.17522/balikesirnef.605618
19. Çavuş Erdem, Z., & Gürbüz, R. (2018). Examining the 7th grade students’ surface area calculation knowledges and skills in mathematical modelling activities based learning environments. Adıyaman University Journal of Educational Sciences, 8(2), 1-22. https://doi.org/10.17984/adyuebd.468376
20. Çelik Işık, F. (2019). Ortaöğretim öğrencilerinin matematik dersinde algılanan öğretmen yakınlık davranışları, öz yeterlik inançları ve motivasyonlarının derse katılım düzeylerine etkisi (Yüksek Lisans Tezi). Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Zonguldak
21. Çelik, S., Örenoğlu Toraman, S. & Çelik, K. (2018). Öğrenci başarısının derse katılım ve öğretmen yakınlığıyla ilişkisi. Kastamonu Üniversitesi Kastamonu Eğitim Dergisi, 26(1), 209–217. doi:10.24106/kefdergi.378129
22. Çiltaş, A. & Işık, A. (2012). Matematiksel modelleme yönteminin akademik başarıya etkisi. Çağdaş Eğitim Dergisi Akademik, 2, 57-67.
23. Demir Öztürk, S., & Eren, E. (2020). The effects of gamification platforms as an assessment tool on students’ participation and academic motivation. Asian Journal of Instruction, 8(1), 47-65.
24. Demirci, G. (2018). Matematiksel Modelleme Yönteminin Matematik Okuryazarlığına Etkisi (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Atatürk Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
25. Deniz, D. (2014). Ortaöğretim öğrencilerinin matematiksel modelleme yönteminin sınıf içi uygulamalarına yönelik görüşleri. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4(1), 103–116.
26. Dışbudak, K. (2014). Model oluşturma etkinliklerinin 6.sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve matematiğe karşı tutumlarına etkisi (yüksek Lisans Tezi), Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
27. Doerr, H. M. (1997). Experiment, simulation and analysis: an integrated instructional approach to the concept of force. International Journal of Science Education, 19(3), 265–282. doi:10.1080/0950069970190302
28. Doerr, H. M. & English, L. D. (2003). A modeling perspective on students’ mathematical reasoning about data. Journal for research in mathematics education, 34(2), 110–136.
29. Doruk, B. K. (2010). Matemati̇ği̇ günlük yaşama transfer etmede matemati̇ksel modellemeni̇n etki̇si̇ (Doktora tezi). Hacettepe Üniversitesi, Ankara
30. Doruk, B. K. (2011). İletişim becerisinin gelişimi için etkili bir araç: Matematiksel modelleme etkinlikleri. MATDER Matematik Eğitimi Dergisi, 1(1), 1–12.
31. Erol, M. (2015). Modelleme etki̇nli̇kleri̇ni̇n 9.sinif öğrenci̇leri̇ni̇n matemati̇ksel okuryazarliklari ve i̇nançlari üzeri̇ne etki̇si̇ (Doktora Tezi). Balikesir Universitesi
32. Fidan, A. (2016). Scratch ile programlama öğretiminde oyunlaştırmanın öğrenci katılımına etkisi (Yüksek Lisans Tezi). Bursa Uludag Universitesi
33. Freeman, A. L. (2014). The impact of small-group mathematical modeling activities on students' understanding of linear and quadratic functions (Doctoral dissertation, Teachers College, Columbia University).
34. Green, J., Liem, G. A. D., Martin, A. J., Colmar, S., Marsh, H. W. & McInerney, D. (2012). Academic motivation, self-concept, engagement, and performance in high school: Key processes from a longitudinal perspective. Journal of Adolescence, 35(5), 1111–1122. doi:10.1016/j.adolescence.2012.02.016
35. Gürbüz, M. Ç. & Altun, M. (2019). Matematik okuryazarlığı. S. Çepni (Ed.), PISA ve TIMSS mantığını ve sorularını anlama içinde (2. bs.). Ankara: Pegem Akademi.
36. Gürel, R. (2021). Matematik dersi katılım ölçeği: geçerlik ve güvenirlik çalışması. 14. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi (s. 305). Burdur.
37. Hamilton, E., Lesh, R., Lester, F. & Brilleslyper, M. (2008). Model-eliciting activities (MEAs) as a bridge between engineering education research and mathematics education research. Advances in Engineering Education, 1(2).
38. Henning, H. & Keune, M. (2007). Levels of modelling competencies. W. Blum, P. L. Galbraith, H. W. Henn ve M. Niss (Ed.), Modelling and applications in mathematics education: The 14th ICMI study içinde (ss. 225–232). Boston, MA: Springer US. doi:10.1007/978-0-387-29822-1_23
39. Kabael, T. (2019). Matematik okuryazarlığı ve PISA. T. Kabael (Ed.), Matematik okuryazarlığı ve PISA içinde (2. bs., ss. 11–45). Ankara: Anı Yayıncılık.
40. Kaiser, G. & Sriraman, B. (2006). A global survey of international perspectives on modelling in mathematics education. ZDM - International Journal on Mathematics Education, 38(3), 302–310. doi:10.1007/BF02652813
41. Kaiser, G. & Stender, P. (2013). Complex modelling problems in co-operative, self-directed learning environments. Teaching mathematical modelling: Connecting to research and practice içinde (ss. 277–293). Springer.
42. Kal, F. M. (2013). Matematiksel modelleme etkinliklerinin ilköğretim 6.sınıf öğrencilerinin matematik problemi çözme tutumlarına etkisi (Yüksek Lisans Tezi).
43. Kandemir, M. A. (2011). Modelleme etkinliklerinin öğrencilerin duyuşsal özelliklerine problem çözme ve teknolojiye ilişkin düşüncelerine etkisinin incelenmesi (Doktora tezi), Balıkesir Üniversitesi.
44. Karakaş, Ş. (2020). Kırsal kesimde öğrenim gören 8. sınıf öğrencilerinin matematiksel modelleme hakkındaki görüşlerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Van.
45. Kartowagiran, B. & Manaf, A. (2021). Student attitude and mathematics learning success: a meta-analysis. International Journal of Instruction, 14(4), 209–222. https://doi.org/10.29333/iji.2021.14413a
46. Kaya, S. (2019). 6. sınıf kesirlerle çarpma ve bölme işlemlerinin öğretiminde matematiksel modelleme yönteminin öğrenci başarısına ve öğrenme kalıcılığına etkisi (Yüksek Lisans Tezi), Erciyes Üniversitesi, Kayseri, Türkiye.
47. Kocayayla, C. (2019). Ortaokul 7. sınıf öğrencilerine yönelik matematiksel modelleme etkinliklerinin geliştirilmesi ve öğrencilerin modelleme yeterliklerinin belirlenmesi (Yüksek Lisans Tezi), Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Bolu.
48. Korkmaz, İ. (2006). Ögrenci merkezli ders uygulamalarına ilişkin öğrenci görüşleri. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (17), 393–402.
49. Kurt, Ö. (2019). Matematiksel modelleme problemlerinin beşinci sınıf öğrencilerinin akademik başarı, geometri öz-yeterlilik ve matematiğe yönelik tutumlarına etkisinin incelenmesi (Yüksek Lisans Tezi). Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye
50. Kurtuluş Kayan, A. (2019). Yüzdeler öğretiminde matematiksel modelleme etkinlikleri kullanımının öğrencilerin başarısı ve matematiği günlük hayatla ilişkilendirme becerisine etkisi (Yüksek Lisans Tezi).
51. Krutikhina, M. V., Vlasova, V. K., Galushkin, A. A., & Pavlushin, A. A. (2018). Teaching of mathematical modeling elements in the mathematics course of the secondary school. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(4), 1305-1315. https://doi.org/10.29333/ejmste/83561
52. Lesh, R. & Doerr, H. M. (2003). Foundations of a models and modeling perspective on mathematics teaching, learning, and problem solving. R. Lesh ve H. M. Doerr (Ed.), Beyond constructivism: Models and modeling perspectives on mathematics problem solving, learning, and teaching içinde (ss. 3–33). Routledge.
53. MoNE (Ministry of National Education) (2018). Matematik dersi öğretim programı (İlkokul ve ortaokul 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar). http://mufredat.meb.gov.tr/Programlar.aspx
54. MoNE (Ministry of National Education) (2024). Türkiye yüzyılı maarif modeli matematik dersi öğretim programı (İlkokul ve ortaokul 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar). https://mufredat.meb.gov.tr/
55. Muşlu, M. & Çiltaş, A. (2016). Doğal Sayılarla İşlemler Konusunun Öğretiminde Matematiksel Modelleme Yönteminin Öğrenci Başarısına Etkisi. Bayburt Eğitim Fakültesi Dergisi, 11(2).
56. Niss, M., Blum, W., & Galbraith, P. (2007). Introduction. In W. Blum, P. L. Galbraith, H. W. Henn & M. Niss (Eds.), Modelling and applications in mathematics education. The 14th ICMI Study (pp. 3-32). Springer.
57. OECD. (2019a). PISA 2018 Assessment and Analytical Framework. OECD Publishing. Paris. doi:https://doi.org/10.1787/b25efab8-en
58. OECD. (2019b). PISA 2018 results volume I: What students know and can do (C. I). Paris: OECD Publishing. doi:https://doi.org/10.1787/5f07c754-en
59. Önal, N. (2013). Ortaokul Öğrencilerinin Matematik Tutumlarına Yönelik Ölçek Geliştirme Çalışması. Ilkogretim Online, 12(4), 938–948.
60. Özdemir, A. (2021). Matematiksel modelleme etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin duyuşsal özelliklerine etkisi (Yüksek Lisans Tezi).
61. Park, J., Park, M. S., Park, M., Cho, J., & Lee, K. H. (2013). Mathematical modelling as a facilitator to conceptualization of the derivative and the integral in a spreadsheet environment. Teaching Mathematics and its Applications: An International Journal of the IMA, 32(3), 123-139.
62. Pazarcı Çelenk, P. (2019). Matematiksel modelleme yoluyla öğretimin öğrenci başarısına ve kalıcılığına etkisi (Yüksek Lisans Tezi).Gazi Üniversitesi.
63. Pintrich, P. R., & Schunk, D. H. (2002). Motivation in education: Theory, research, and applications. Merrill.
64. Pollak, H. (2007). Mathematical modelling—A conversation with Henry Pollak. W. Blum, P. L. Galbrait, H. W. Henn ve M. Niss (Ed.), Modelling and applications in mathematics education içinde (ss. 109–120). Springer.
65. Stacey, K. (2015). The real world and the mathematical world. K. Stacey ve R. Turner (Ed.), Assessing Mathematical Literacy: The PISA Experience içinde (ss. 57–84). Springer. doi:10.1007/978-3-319-10121-7
66. Swan, M., Turner, R., Yoon, C. & Muller, E. (2007). The roles of modelling in learning mathematics. Modelling and applications in mathematics education: The 14th ICMI study içinde (ss. 275–284). Springer.
67. Tekin Dede, A. (2015). Matematik derslerinde öğrencilerin modelleme yeterliklerinin geliştirilmesi: Bir eylem araştırması (Doktora tezi), Dokuz Eylül Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
68. Tutkun, M. İ., & Kabar, M. G. D. (2018). Ortaokullarda matematiksel modelleme: 7. sınıf öğrencilerinin “hava durumu” modelleme problemi ile deneyimi. Adıyaman University Journal of Educational Sciences, 8(2), 23-52.
69. Ünlü, V. (2023). The effect of instruction with mathematical modeling on mathematics achievement and attitude: A meta-analysis study (Doctoral dissertation). Necmettin Erbakan University, Graduate School of Educational Sciences.
70. Türker Biber, B., & Yetkin Özdemir, İ. E. (2021). Matematiksel modelleme etkinlikleri bağlamında öğrenci düşünmelerine yönelik öğretmen farkındalığı ve fark etme stratejileri. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, (53), 521-554
71. Zawojewski, J., Lesh, R. & English, L. D. (2003). A models and modeling perspective on the role of small group learning activities. R. Lesh ve H. M. Doerr (Ed.), Beyond Constructivism: Models and Modeling Perspectives on Mathematics Problem Solving, Learning, and Teaching içinde (ss. 337–358). Routledge.