Examination of the Mathematical Modelling Skills of Pre-service Science Teachers

Abstract

The aim of this study is to examine the solving skills for the mathematical modelling activities of the pre-service science teachers in terms of modelling process. Case study among the qualitative research methods has been applied for this purpose. The study has been carried out with 20 pre-service science teachers, and the purposive sampling has been implemented in determining the participants. “To jump or not to jump” and “Balanced nutrition of dairy cattle” activities developed by Erbaş et al. (2016) have been used as the data collection instrument. The obtained data have been analyzed through the descriptive analysis method. As a result of the analysis, it has been determined that the pre-service teachers have had difficulty in all the steps of mathematical modelling. It is necessary to relate mathematics to other disciplines and to cooperate with the teachers in other disciplines so that mathematical modelling is applied at the desired level. Therefore, mathematical modelling activities can be included not only in mathematics courses but also in other courses related to mathematics, and the interdisciplinary studies can be conducted by starting from the primary school.

Keywords

• Mathematical Modelling,Interdisciplinary Approach,Pre-Service Science Teachers

Fen Bilgisi Öğretmeni Adaylarının Matematiksel Modelleme Becerilerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmanın amacı fen bilgisi öğretmeni adaylarının matematiksel modelleme etkinliklerini çözme becerilerinin modelleme süreci bağlamında incelenmesidir. Bu amaçla nitel araştırma yöntemlerinden durum çalışması deseni kullanılmıştır. Çalışma 20 fen bilgisi öğretmen adayı ile yürütülmüştür ve katılımcıların belirlenmesinde amaçlı örnekleme yöntemi kullanılmıştır. Verilerin toplanması Erbaş vd.’nin (2016) düzenledikleri “Atlamak ya da atlamamak!” ve “Süt ineklerinin dengeli beslenmesi?” etkinlikleri ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler betimsel analiz yöntemi ile analiz edilmiştir. Analizler sonucunda, öğretmen adaylarının matematiksel modellemenin tüm basamaklarında zorlandıkları tespit edilmiştir. Matematiksel modellemenin istenilen düzeyde uygulanması için matematiğin diğer disiplinlerle ilişkilendirilmesi ve diğer disiplinlerdeki öğretmenlerle de işbirliğinin yapılması gerekmektedir. Bu yüzden, matematiksel modelleme etkinliklerine sadece matematik derslerinde değil, matematikle ilişkili diğer derslerde de yer verilmesi sağlanabilir ve disiplinler arası çalışmalar ilkokuldan başlamak üzere yapılabilir.

Anahtar Kelimeler

• Fen Bilgisi Öğretmen Adayları,Matematiksel Modelleme,Disiplinler Arası Yaklaşım

Kaynakça

1. Banks, F., & Barlex, D. (2014). Teaching STEM in the secondary school: How teachers and schools can meet the challenge. London: Routledge.
2. Başkan Takaoğlu, Z., & Alev, N. (2015). Fen bilgisi öğretmen adaylarının matematiksel modelleme yapabilme becerilerinin gelişimi. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 24, 122-160.
3. Bukova Güzel, E. (Ed.) (2016). Matematik eğitiminde matematiksel modelleme: araştırmacılar, eğitimciler ve öğrenciler için. Ankara: Pegem Akademi.
4. Creswell, J. W. (2013). Nitel araştırma yöntemleri: Beş yaklaşıma göre nitel araştırma ve araştırma deseni. (M. Bütün, & S. B. Demir, Çev.) Ankara: Siyasal Kitabevi.
5. Doruk, B. K. (2010). Matematiği günlük yaşama transfer etmede matematiksel modellemenin etkisi. Doktora Tezi. Ankara: Hacettepe Üniversitesi.
6. Duran, M., Doruk, M., & Kaplan, A. (2016). Matematik öğretmeni adaylarının matematiksel modelleme süreçleri: kaplumbağa paradoksu örneği. Cumhuriyet International Journal of Education, 5(4), 55-71.
7. English, Lyn D. (2008). Mathematical modeling: linking mathematics, science and artsin the primary curriculum. In: 2nd International Symposium on Mathematics and its Connections to the Arts and Sciences (MACAS2), 29 - 31 May 2007, Odense, Denmark.
8. Erbaş, A. K., Kertil, M., Çetinkaya, B., Çakıroğlu, E., Alacacı, C., & Baş, S. (2014). Matematik eğitiminde matematiksel modelleme: Temel kavramlar ve farklı yaklaşımlar. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 14(4), 1-21.

9. Erbaş, K. A., Çetinkaya, B., Alacacı, C., Çakırğolu, E., Aydoğan Yenmez, A., Şen Zeytun, A. vd. (2016). Lise matematik konuları için günlük hayattan modelleme soruları. Ankara: Türkiye Bilimler Akademisi.
10. Guerrero-Ortiz, C., & Mena-Lorca, J. (2017). Modelling task design: science teachers’ view. In: Mathematical Modelling and Applications, (pp. 389-398). Springer, Cham.
11. Heilio, M. (2011). Modelling and the educational challenge in industrial mathematics. In Trends in Teachingand Learning of Mathematical Modelling, (pp. 479-488). Springer, Dordrecht.
12. Herget, W., & Torres-Skoumal, M. (2007). Picture (im) perfectmathematics!.In W. Blum, P. L. Galbraith, H. W. Hennand M. Niss (Eds.), Modelling and applications in mathematics education: 14 th ICMI Study (pp. 379-386). New York: Springer.
13. Hıdıroğlu, Ç.N., Tekin Dede, A., Kula, S., & Bukova Güzel, E. (2014). Öğrencilerin kuyrukluyıldız problemi’ne ilişkin çözüm yaklaşımlarının matematiksel modelleme süreciçerçevesinde incelenmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi,1,1-17.
14. Kertil, M. (2008). Matematik öğretmen adaylarının problem çözme becerilerinin modelleme sürecinde incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul: Marmara Üniversitesi.
15. Merriam, S. B. (2013). Nitel araştırma. Desen ve Uygulama İçin Bir Rehber. (Çev. Editörü: Selahattin Turan). Ankara: Nobel Akademik Yayıncılık.
16. Michelsen, C. (2006). Functions: a modelling tool in mathematics and science. ZDM, 38(3), 269-280.
17. Mrayyan, S. (2016). How todevelop teachers’ mathematic almolding teaching skills. Journal of Education and Practice, 7(12), 119–123.
18. Özer Keskin, Ö. (2008). Ortaöğretim matematik öğretmen adaylarının matematiksel modelleme yapabilme becerilerinin geliştirilmesi üzerine bir araştırma. Doktora Tezi. Ankara: Gazi Üniversitesi.
19. Romberg, T. A., Carpenter, T. P., & Kwako, J. (2005). Standards-based reform and teaching for understanding. In: T. A. Romberg, T. P. Carpenter, & F. Dremock (Eds.), Understanding mathematics and science matters. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
20. Spandaw, J. (2011). Practicalknowledge of research mathematicians, scientists, and engineers about the teaching of modelling. In Trends in teaching and learning of mathematical modelling (pp. 679-688). Springer, Dordrecht.
21. Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayıncılık.
22. Yıldırım, B., (2016). 7. Sınıf fen bilimleri dersine entegre edilmiş fen teknoloji mühendislik matematik (STEM) uygulamaları ve tam öğrenmenin etkilerinin incelenmesi. Doktora Tezi. Ankara: Gazi Üniersitesi.
23. Yıldırım, B., & Türk, C. (2018). Pre-service primaryschoolteachers’ views about STEM education: an applied study. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(2), 195-213.