THE EFFECTİVENESS OF THE PLAN-DO-REVİEW STRATEGY IN TEACHING MATHEMATICAL PROBLEM SOLVING TO STUDENTS WITH LEARNING DISABILITIES

Abstract

The aim of this study was to examine the effectiveness of worksheets designed based on the Plan–Do–Review (PDR) strategy in teaching mathematical problem solving (MPS) skills to primary school students that had learning disabilities (LD). A multiple case study design was employed, and each student was treated as an individual case to enable in-depth and comparative analysis. Participants were selected through criterion sampling and consisted of third-grade students diagnosed with LD who experienced problem solving (PS) difficulties. Data were collected using the Mathematical Problem Solving Test (MPS-T), semi-structured interviews, and PDR-based worksheets. The KR-20 reliability coefficient of the MPS-T was .74. The six-week intervention (24 instructional hours) was conducted through small-group instruction. The Wilcoxon Signed-Rank Test was used to analyze the quantitative data, and content analysis was employed for the qualitative data. Findings revealed a meaningful improvement in students’ PS performance, and the gains were sustained five weeks after the intervention. Additionally, students demonstrated increased engagement and mathematical self-confidence. The findings indicate that the PDR strategy is a useful approach to support both cognitive and affective development of students with LD. Future research may explore its applicability across different mathematical domains and larger samples.

Keywords

• Mathematical problem solving
• strategy instruction
• plan-do-review strategy
• learning disabilities

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

1919B012208546 (TÜBİTAK 2209A)

Ethical Statement

The research was carried out in accordance with the principles of the Declaration of Helsinki and the ethical guidelines of the Council of Higher Education. Ethical approval was received from the Ethics Committee of Bayburt University on February 20, 2025 (Decision No: 73; Session No: 2). Participants and their parents were provided with the information regarding the study, voluntary participation was ensured, and written informed consent was obtained.

Thanks

This study was carried out within the scope of the research project titled “Development, Implementation and Evaluation of the Learning Environment in the Context of the High Scope Education Programme for Students with Learning Disabilities,” which was supported by TÜBİTAK under the 2209-A programme. The authors would like to express their sincere gratitude to TÜBİTAK for their financial support.

ÖĞRENME GÜÇLÜĞÜ OLAN ÖĞRENCİLERE MATEMATİKSEL PROBLEM ÇÖZME ÖĞRETİMİNDE PLANLA-YAP-DEĞERLENDİR STRATEJİSİ

Abstract

Bu çalışmanın amacı, planla-yap-değerlendir stratejisi (PYDS) temelli çalışma kağıtlarının, öğrenme güçlüğü (ÖG) olan ilkokul öğrencilerine matematiksel problem çözme (MPÇ) öğretimindeki etkililiğini incelemektir. Araştırmada, derinlemesine ve karşılaştırmalı analizlere olanak sağlamak amacıyla çoklu durum çalışması deseni kullanılmış; her bir öğrenci bağımsız bir durum olarak ele alınmıştır. Katılımcılar, ölçüt örnekleme yöntemiyle belirlenmiş olup, matematiksel problem çözme konusunda zorluk yaşayan ve ÖG tanısı almış üçüncü sınıf öğrencilerinden oluşmaktadır. Veriler, Matematiksel Problem Çözme Testi (MPÇ-T), PYDS temelli çalışma kağıtları ve öğretmen görüşme formu aracılığıyla toplanmıştır. MPÇ-T’nin KR-20 güvenirlik katsayısı .74 olarak hesaplanmıştır. Altı hafta süren müdahale süreci (toplam 24 ders saati), küçük grup öğretimi şeklinde yürütülmüştür. Nicel verilerin analizinde Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi kullanılmış, nitel veriler ise içerik analizi yöntemiyle çözümlenmiştir. Elde edilen bulgular, öğrencilerin problem çözme performanslarında anlamlı düzeyde bir artış olduğunu ve bu gelişimin müdahaleden beş hafta sonra da sürdürüldüğünü ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, öğrencilerin derse katılım düzeylerinde ve matematiksel öz güvenlerinde belirgin bir artış gözlemlenmiştir. Sonuçlar, PYDS'nin ÖG olan öğrencilerin hem bilişsel hem de duyuşsal gelişimlerini desteklemede etkili bir yaklaşım olduğunu göstermektedir. Gelecek araştırmalarda, bu stratejinin farklı matematiksel alanlarda ve daha geniş örneklemler üzerinde uygulanabilirliğinin incelenmesi önerilmektedir.

Keywords

• Mathematical Problem Solving
• Strategy Instruction
• Plan-Do-Review Strategy
• Learning Disabilities

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

1919B012208546 (TÜBİTAK 2209A)

Ethical Statement

Araştırma, Helsinki Bildirgesi ilkeleri ve Yükseköğretim Kurulu’nun etik kuralları doğrultusunda yürütülmüştür. Bayburt Üniversitesi Etik Kurulu’ndan 20 Şubat 2025 tarihinde etik onay alınmıştır (Karar No: 73; Oturum No: 2). Katılımcılara ve ebeveynlerine çalışma hakkında bilgi verilmiş, gönüllü katılım sağlanmış ve yazılı bilgilendirilmiş onam alınmıştır.

Thanks

Bu çalışma, TÜBİTAK 2209-A programı kapsamında desteklenen “Öğrenme Güçlüğü Olan Öğrenciler İçin High Scope Eğitim Programı Bağlamında Öğrenme Ortamının Geliştirilmesi, Uygulanması ve Değerlendirilmesi” başlıklı araştırma kapsamında gerçekleştirilmiştir. Yazarlar, sağladıkları finansal destekten dolayı TÜBİTAK’a teşekkür eder.

References

1. American Psychiatric Association [APA]. (2013). Diagnostic and statical manual of mental disorders: DSM-5. Washington, D.C: American Psychiatric Association.
2. Arıkan, A. (2021). Highscope programı. Z. F. Temel (Ed.), Erken çocukluk eğitiminde yaklaşımlar ve programlar içinde (s. 369-414). Ankara: Vize Yayıncılık.
3. Bender, W. N. (2016). Öğrenme güçlüğü olan bireyler ve eğitimleri (6. bs.). (H. Sarı, Çev.). Ankara: Nobel Akademik Yayıncılık.
4. Bilaloğlu, R. (2004). Okul öncesi eğitimde High Scope yaklaşımı. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 13(2), 41-56. https://izlik.org/JA44UU93DT
5. Clements, D. H., & Sarama, J. (2014). Learning and teaching early math: The learning trajectories approach. London: Routlage.
6. Field, A. (2009). Discovering statistics using SPSS. London: Sage Publication.
7. Freeman-Green, S. M., O’Brien, C., Wood, C. L., & Hitt, S. B. (2015). Effects of the SOLVE strategy on the mathematical problem solving skills of secondary students with learning disabilities. Learning Disabilities Research & Practice, 30(2), 76-90. https://doi.org/10.1111/ldrp.12054
8. French, G. (2012). The HighScope approach to early learning, In Maire Mhic Mahuna and Mark Taylor (Eds.), Early childhood education and care: An introduction for students in Ireland (pp. 127-134). Gill and McMillan, Dublin.

9. Geary, D. C. (2004). Mathematics and learning disabilities. Journal of Learning Disabilities, 37(1), 4-15. https://doi.org/10.1177/00222194040370010201
10. Geary, D. C. (2011). Consequences, Characteristics, and Causes of Mathematical Learning Disabilities and Persistent Low Achievement in Mathematics. Journal of Developmental and Behavioral Pediatrics: JDBP, 32(3), 250-263. https://doi.org/10.1097/DBP.0b013e318209edef
11. Gencan, N. (2020). Uyarlanmış Bunu Çöz! stratejisinin öğrenme güçlüğü olan öğrencilerin matematik problemi çözme becerisindeki etkisi (Tez No: 658966). [Yüksek Lisans Tezi, Necmettin Erbakan Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
12. Goffin, S. G., & Wilson, C. S. (2001). Curriculum models and early childhood education: Appraising the relationship (2nd ed). Prentice Hall.
13. Hohmann, M. (2002). A study guide to Educating young children: Exercises for adult learners (2nd ed). High/Scope Press.
14. Izadpanah, S., & Günçe, K. (2014). Integration of educational methods and physical settings: design guidelines for High/Scope methodology in pre-schools. South African Journal of Education, 34(2), 1-17.
15. Jitendra, A. K., Petersen-Brown, S., Lein, A. E., Zaslofsky, A. F., Kunkel, A. K., Jung, P.-G., & Egan, A. M. (2015). Teaching mathematical word problem solving: The quality of evidence for strategy instruction priming the problem structure. Journal of Learning Disabilities, 48(1), 51-72. https://doi.org/10.1177/0022219413487408
16. Kotaman, H. (2009). Okul öncesi eğitimde High Scope modeli. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 26(26), 31-41. https://izlik.org/JA69NN56ZB
17. Krawec, J., & Huang, J. (2017). Modifying a research-based PS intervention to improve the PS performance of fifth and sixth graders with and without learning disabilities. Journal of Learning Disabilities, 50(4), 468-480. https://doi.org/10.1177/0022219416645565
18. Liu, T. C. (2019). An innovative science and technology education program evaluation study in the High Scope plan. Journal of Educational Administration Khon Kaen University, 15(2), 56-69.
19. Mastropieri, M. A. & Scruggs, T. E. (2016). Diğer özel öğrenme gereksinimi olan öğrencilerin eğitimi. M. Şahin & T. Altun (Ed.), Kaynaştırma sınıfı: Etkili farklılaştırılmış öğretim için stratejiler (F. Boynikoğlu, Çev.) içinde (s.103-120). Ankara: Nobel Akademik Yayıncılık.
20. Merriam, S. B. & Tisdell, E. J. (2016). Qualitative research: A guide to design and implementation (4. bs.). San Francisco, CA: John Wiley ve Sons, Inc.
21. Millî Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2018). Matematik dersi öğretim programı. Ankara: Millî Eğitim Bakanlığı Yayınları.
22. Montague, M., & Dietz, S. (2009). Evaluating the evidence base for cognitive strategy ınstruction and mathematical problem solving. Exceptional Children, 75(3), 285-302. https://doi.org/10.1177/001440290907500302
23. Montague, M., Enders, C., & Dietz, S. (2011). Effects of cognitive strategy instruction on math problem solving of middle school students with learning disabilities. Learning Disability Quarterly, 34(4), 262-272. https://doi.org/10.1177/0731948711421762
24. Montague, M., Krawec, J., Enders, C., & Dietz, S. (2014). The effects of cognitive strategy instruction on math problem solving of middle-school students of varying ability. Journal of Educational Psychology, 106(2), 469-481. https://doi.org/10.1037/a0035176
25. Moran, A. S., Swanson, H. L., Gerber, M. M., & Fung, W. (2014). The effects of paraphrasing interventions on problem‐solving accuracy for children at risk for math disabilities. Learning Disabilities Research & Practice, 29(3), 97-105. https://doi.org/10.1111/ldrp.12035
26. Morin, L., Watson, S., Hester, P., & Raver, S. (2017). The use of a bar model drawing to teach word problem solving to students with mathematics difficulties. Learning Disability Quarterly, 40, 104-191. https://doi.org/10.1177/0731948717690116
27. Myers, J. A., Hughes, E. M., Witzel, B. S., Anderson, R. D., & Owens, J. (2023). A Meta-Analysis of mathematical interventions for increasing the word problem solving performance of upper elementary and secondary students with mathematics difficulties. Journal of Research on Educational Effectiveness, 16(1), 1-35. https://doi.org/10.1080/19345747.2022.2080131
28. Özkubat, U., & Özmen, E. R. (2018). Öğrenme güçlüğü olan öğrencilerin matematik problemi çözme süreçlerinin incelenmesi: Sesli düşünme protokolü uygulaması. Ankara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Fakültesi Özel Eğitim Dergisi, 19(1), 155-180. https://doi.org/10.21565/ozelegitimdergisi.299494
29. Özkubat, U., Karabulut, A., & Akçayır, İ. (2020). Şemalarla matematik problemi çözme: Öğrenme güçlüğü olan öğrencilerle yürütülen şema temelli öğretim araştırmaların incelenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 39(2), 327-342. https://doi.org/10.7822/omuefd.774137
30. Özkubat, U., Karabulut, A., & Sert, C. (2022). Öğrenme güçlüğü olan ortaokul öğrencilerine uygulanan matematik problemi çözme müdahaleleri: Kapsamlı alanyazın incelenmesi. Ankara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Fakültesi Özel Eğitim Dergisi, 23(1), 191-218. https://doi.org/10.21565/ozelegitimdergisi.774650
31. Özlü-Ünlü, Ö., & Yıkmış, A. (2025). The effectiveness of modified conceptual model-based PS in teaching word PS skills to students with specific learning disabilities. Ankara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Fakültesi Özel Eğitim Dergisi, 26(3), 291-314. https://doi.org/10.21565/ozelegitimdergisi.1443417
32. Pallant, J. (2020). SPSS survival manual: A step by step guide to data analysis using IBM SPSS (7th edition). Routledge. https://doi.org/10.4324/9781003117452
33. Passolunghi, M. C., & Lanfranchi, S. (2012). Domain‐specific and domain‐general precursors of mathematical achievement: A longitudinal study from kindergarten to first grade. British Journal of Educational Psychology, 82(1), 42-63. https://doi.org/10.1111/j.2044-8279.2011.02039.x
34. Pesen, C. (2023). İlkokullarda Matematik Öğretimi (11. Baskı). Pegem Akademi.
35. Pfannenstiel, K., Bryant, D., Bryant, B., & Porterfield, J. (2015). Cognitive strategy instruction for teaching word problems to primary-level struggling students. Intervention in School and Clinic, 50, 291-296. https://doi.org/10.1177/1053451214560890
36. Polya, G. (2014). How to solve it. Princeton: Princeton University Press.
37. Powell, S., Berry, K., & Benz, S. (2020). Analyzing the word-problem performance and strategies of students experiencing mathematics difficulty. The Journal of Mathematical Behavior, 58, 100759. https://doi.org/10.1016/j.jmathb.2020.100759
38. Saldaña, J. (2016). The coding manual for qualitative researchers. SAGE Publications Ltd.
39. Schoenfeld, A. H. (1992). Learning to think mathematically: Problem solving, metacognition, and sense making in mathematics. D. Grouws (Ed.) Handbook for research on mathematics teaching and learning: A project of the National Council of Teachers of Mathematics içinde (s. 334–370). New York: MacMillan.
40. Serin, M. K., & Korkmaz, İ. (2018). İşbirliğine dayalı ortamlarda gerçekleştirilen üstbilişsel sorgulama temelli öğretimin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin matematiksel problem çözme becerilerine etkisi. İlköğretim Online, 17(2), 510-531.
41. Sharp, E., & Dennis, M. S. (2017). Model drawing strategy for fraction word problem solving of fourth-grade students with learning disabilities. Remedial and Special Education, 38, 181-192. https://doi.org/10.1177/0741932516678823 Stake, R. E. (2005). Multiple case study analysis. New York: The Guilford Press.
42. Swanson, H. L. (2015) Cognitive strategy interventions improve word problem solving and working memory in children with math disabilities. Front. Psychol. 6:1099. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2015.01099
43. Swanson, H. L. (2016). Word problem solving, working memory and serious math difficulties: Do cognitive strategies really make a difference? Journal of Applied Research in Memory and Cognition, 5, 368-383. https://doi.org/10.1016/j.jarmac.2016.04.012
44. Swanson, H. L., & Jerman, O. (2006). Math disabilities: A selective meta-analysis of the literature. Review of Educational Research, 76(2), 249-274. https://doi.org/10.3102/00346543076002249
45. Swanson, H. L., Lussier, C., & Orosco, M. (2013). Effects of cognitive strategy interventions and cognitive moderators on word problem solving in children at risk for problem solving difficulties. Learning Disabilities Research & Practice, 28(4), 170-183. https://doi.org/10.1111/ldrp.12019
46. Swanson, L., Lussier, C., & Orosco, M. (2015). Cognitive strategies, working memory, and growth in word problem solving in children with math difficulties. Journal of Learning Disabilities, 48, 339-358. https://doi.org/10.1177/0022219413498771
47. Sweeney, C. M. (2010). The metacognitive functioning of middle school students with and without learning disabilities during mathematical problem solving [Doctoral dissertation, University of Miami]. University of Miami Scholarly Repository.
48. Tertemiz, N. (2017). İlkokul öğrencilerinin dört işlem becerisine dayalı kurdukları problemlerin incelenmesi. Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 15(1), 1-25.
49. Tuncer, A. T. (2009). The effects of schema based word problem solving strategy on problem solving performance of students with visual impairment. Education and Science, 34(153), 183-197.
50. Uygun, N. (2019). Matematik öğrenme güçlüğü risk grubu olan bir dördüncü sınıf öğrencisi için destek eğitim programı geliştirilmesine yönelik bir eylem araştırması (Tez No: 548229). [Doktora Tezi, Necmettin Erbakan Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
51. Wagner, T. (2010). The global achievement gap: Why even our best schools don’t teach the new survival skills our children need-and what we can do about it. NY: Basic Books.
52. Weikart, D. P. & Schwinhart, L. J. (2000). The high scope curriculum for early childhood care and education. In J. Roopnarine & J. E. Johnson (Eds.), Approaches to early childhood education (pp. 277-293). Upper Saddle River, New Jersey: Merrill.
53. Wiltshire, M. (2018). Understanding the HighScope approach: Early years education in practice (2nd ed). Routledge.
54. Witzel, B., & Myers, J. (2023). Solving algebraic word problems using general heuristics instruction. Teaching Exceptional Children, 56, 52-60. https://doi.org/10.1177/00400599231157029
55. Witzel, Bradley S., & Little, Mary E. (2016). Teaching elementary mathematics to struggling learners (1st ed.). The Guilford Press.
56. Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2016). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri [Qualitative Research Methods in the Social Sciences]. Seçkin Yayıncılık.
57. Yurdugül, H. (2005). Ölçek geliştirme çalışmalarında kapsam geçerliği için kapsam geçerlik indekslerinin kullanılması. XIV. Ulusal Eğitim Bilimleri Kongresi, 1, 771-774.
58. Zheng, X., Flynn, L. J., & Swanson, H. L. (2013). Experimental intervention studies on word problem solving and math disabilities: A selective analysis of the literature. Learning Disability Quarterly, 36(2), 97-111. https://doi.org/10.1177/0731948712444277
59. Zhu, N. (2015). Cognitive strategy instruction for mathematical word problem-solving of students with mathematics disabilities in China. International Journal of Disability, Development and Education, 62, 608-627. https://doi.org/10.1080/1034912X.2015.1077935