The Effect of Mathematical Modeling Activities Based on STEM Approach on Mathematics Literacy of Middle School Students

Öz

The aim of this study is to examine the effects of mathematical modeling activities related to STEM approach on mathematical literacy levels and achievements of secondary school students. The universe of the research consists of eighth grade students studying in a public school in the district of Iskenderun in Hatay province in the 2020-2021 academic year. The study group consists of 66 students determined according to the criterion sampling method. 33 of these students were determined as the experimental group and 33 as the control group. "Mathematics Literacy Scale", "Mathematics Literacy Achievement Test" and "Semi-structured interview form about mathematical modeling activities based on STEM approach" were applied as data collection tools. In the study, while mathematical modeling activities based on STEM approach were applied to the experimental group, the control group was taught according to normal mathematics curriculum. As a result of the research, it was found that the mathematics literacy levels and achievements of the students developed positively.

Anahtar Kelimeler

• STEM education
• mathematical modeling
• mathematical literacy
• eighth grade students
• STEM-based mathematical modeling activities

Kaynakça

1. Albarracín, L., Gorgorió, N. (2019). İlköğretim sınıflarında matematiksel modellemeyi tanıtmak için çok sayıda tahmin problemini kullanmak. Uluslararası Fen ve Matematik Eğitiminde İnovasyon Dergisi,27(2), 45–57
2. Altunel, M. (2018). STEM eğitimi ve Türkiye: fırsatlar ve riskler. Siyaset, Ekonomi ve Toplum Araştırmaları Vakfı, 1-7, sayı: 207. 1 www.setav.org
3. Arlebäck, J.B., & Albarracín, L. (2019). Fermi problemlerinin STEM disiplinlerinde yirmi birinci yüzyıl yetkinliklerinin gelişimini desteklemek için kullanımı ve potansiyeli. ZDM Uluslararası Matematik Eğitimi Dergisi 51, 979-990
4. Balakrishnan, R. (2006, 25-26 Mart). Neden 3d kullanıcı arayüzleri kullanmıyoruz ve hiç kullanmayacak mıyız? . IEEE 3D Kullanıcı Arayüzleri Sempozyumu, İskenderiye, VA. https://doi.org/10.1109/VR.2006.148.
5. Baran, A. (2019). Matematiksel Modellemeye Dayalı Bir Öğretim Deneyinde Sekizinci Sınıf Öğrencilerinin Matematiksel İletişim Becerilerinin, Matematik Okuryazarlıklarının ve Duyuşsal Özelliklerinin İncelenmesi. Eskişehir Anadolu Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü.
6. Bergsten, C. ve Frejd, P. (2019). Hizmet öncesi matematik öğretmenlerinin STEM eğitimine hazırlanması: ders önerilerinin analizi. ZDM Uluslararası Matematik Eğitimi Dergisi, 51, 941-953.
7. Boaler, J. (2001). Matematiksel modelleme ve yeni öğrenme teorileri. Matematik Öğretimi ve Uygulamaları, 20(3), 121-128. Bozan, M.A (2018). Sınıf öğretmenlerinin STEM odaklı mesleki gelişim süreçleri: bir eylem araştırması . Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi. YÖK Ulusal Tez Merkezi veri tabanından elde edildi.
8. Bozkurt, İ , Altun, M. (2019). Matematik okuryazarlığı problemlerinin diğer problemlerden farkı: ortaokul öğrencilerinin değerlendirmeleri. Akademi Eğitim Bilimleri Dergisi, 3(2) , 165-176 . DOI: 10.31805/acjes.646648

9. Bukova Güzel, E. (Ed.). (2016). Matematik eğitiminde matematiksel modelleme. Ankara: Pegem Akademi.
10. Büyüköztürk, Ş. (2017) Sosyal Bilimler İçin Veri Analizi El Kitabı. Ankara: Pegem Akademi
11. Can, A. (2014). Spss İle Bilimsel Araştırma Sürecinde Nicel Veri Analizi. Ankara: Pegem Akademi.
12. Çavuş Erdem, Z , Doğan, M , Gürbüz, R , Şahin, S . (2018). Matematiksel Modellemenin Öğretim Araçlarındaki Yansımaları: Ders Kitabı Analizi. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 7(1), 61-86. DOI: 10.17984/adyuebd.309793
13. Ceylan, Ö., Karahan, E. (2021). STEM Odaklı Matematik Uygulamalarının 11. Sınıf Öğrencilerinin Matematik Tutum ve Bilgilerine Etkileri. Anadolu Uluslararası Eğitim Bilimleri Dergisi, 11(2), 660-683. https://doi.org/10.18039/ajesi.793601
14. Cho, B., & Lee, J. (2013). Yaratıcılığın ve akışın STEAM eğitimi yoluyla öğrenme üzerindeki etkileri ilkokul bağlamları üzerinde. Uluslararası Eğitim Teknolojileri Konferansı'nda sunulan bildiri, Sejong Üniversitesi, Güney Kore.
15. Chute, E. (2009). STEM eğitimi dallanıyor: Odak, bilimi, matematiği en parlak olandan daha fazlasına erişilebilir kılmaktan uzaklaşıyor. Pittsburg Post-Gazette. http://www.post-gazette.com/news/education/2009/02/10/STEMeducation-isbranchingout/stories/ 200902100165
16. Creswell, J. W. (2018). Araştırma tasarımı: Nitel, nicel ve karma yöntem yaklaşımları. Londra: Sage Yayınları Ltd. Şti.
17. Czocher, JA (2018). Etkinliği doğrulamak modelleme sürecine nasıl katkıda bulunur?. Matematikte Eğitim Çalışmaları 99(3),137-159.
18. Czocher, JA (2016). Matematiksel modellemeyi matematiksel düşünceye bağlamak için bir araç olarak etkinlik diyagramlarını modellemeye giriş. Matematiksel Düşünme ve Öğrenme, 18(2), 77–106. https://doi.org/10.1080/10986065.2016.1148530.
19. Tekin-Dede, A., & Bukova-Güzel, E. (2018). Modelleme becerilerinin değerlendirilmesi için bir değerlendirme listesi geliştirme çalışması. Matematik Eğitimcisi, 27(2), 33-72.
20. Demirci, G. (2018). Matematiksel modelleme yönteminin matematik okuryazarlığına etkisi. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. Atatürk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
21. Derin, G. Aydın, E. (2020). Matematik Öğretmenliği Eğitiminde STEM - Matematiksel Modelleme Entegrasyonunun Problem Çözme ve Modelleme Becerilerine Etkisi. Boğaziçi Üniversitesi Eğitim Dergisi, 37, 93-121. https://dergipark.org.tr/tr/pub/buje/issue/58376/842389'dan alındı.
22. Doğan, M. F., Şahin, S., Çavuş Erdem, Z. & Gürbüz, R. (2018). Öğretmenlerin Disiplinlerarası Matematiksel Modelleme Problemi Farkındalıklarının İncelenmesi, Uluslararası Matematik ve Matematik Eğitimi Konferansı (ICMME-2018), Ordu Üniversitesi, 27-29 Haziran 2018, Ordu.
23. Doruk, B. K. (2010). Matematiği günlük yaşama transfer etmede matematiksel modellemenin etkisi (Doktora Tezi). Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi'nden edinilmiştir. (Tez No. 265182).
24. Dost, Ş. (2019). Matemati̇k Eği̇ti̇mi̇nde Modelleme Etki̇nli̇kleri̇. Ankara: Pegem Akademi Yayınları.
25. DuPlessis, A. E. (2018). Alan Dışı STEM Öğretmenlerinin Yaşanmış Deneyimi: STEM'de Kaliteli Öğretimi Stratejize Etmek İçin Bir İkilem mi? Fen Eğitiminde Araştırmalar, 50, 1465-1499. https://doi.org/10.1007/s11165-018-9740-9 .
26. Dwee, D., Dion, H. B., & Brown, I. S. (2012). Bilgi davranışı kavramı: Temel bir giriş. Yaşam Üniversitesi Yayınları.
27. İngilizce, L. D. (2015). STEM: Matematik eğitimi için zorluklar ve fırsatlar. K. Beswick, T. Muir, & J. Wells (Eds.), Uluslararası Matematik Eğitimi Psikolojisi Grubu 39. Konferansı Bildirileri (1) 3-18. Hobart: PME.
28. İngilizce, L. D. (2016). STEM eğitimi K-12: Entegrasyona bakış açıları. Uluslararası STEM Eğitimi Dergisi, 3(1), 1–8. https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1.
29. English, L. D., & Gainsburg, J. (Basında, 2016). 21. yüzyıl matematik müfredatında problem çözme. L. D. English & D. Kirshner (Eds.), Handbook of international research in mathematics education (3. baskı, s. 313-335) içinde. New York: Taylor ve Francis.
30. İngilizce, L. D., & Mousoulides, N. (2015). Gerçek dünyadaki bir problemde STEM'i köprülemek. Ortaokulda Matematik Öğretmenliği, 20(9), 532-539.
31. Erol, M. (2015). Modelleme etkinliklerinin 9.sınıf öğrencilerinin matematiksel okuryazarlıkları ve inançları üzerine etkisi. (Doktora Tezi). Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
32. Ersoy, Z. (2018). İlkokullar için STEM Programının Uygulayan Okul Öncesi ve Sınıf Öğretmenlerinin STEM Öğretimi Üzerine Yeterliliklerinin İncelenmesi. Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi. YÖK Ulusal Tez Merkezi veri tabanından elde edildi.
33. Ferrando, I., Albarracín, L., Gallart, C., García-Raff, L. M., & Gorgorió, N. (2017). Fermi sorun giderme sırasında üretilen matematiksel modellerin analizi. Bolema, 31(57), 220–242.
34. Geiger, V. (2019). Matematiğin ilköğretim fen dersliklerinde eleştirel akıl yürütme ve sorgulamayı destekleyen kanıtlar olarak kullanılması, ZDM Uluslararası Matematik Eğitimi Dergisi,51, 929-940. https://doi.org/10.1007/s11858-019-01068-2 .
35. Güder, Y, & Gürbüz, R. (2018). Kök eğitiminde bir geçiş aracı olarak disiplinlerarası matematiksel modelleme faaliyetleri: öğretmen ve öğrenci görüşleri Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 8, 170-198. DOI: 10.17984/adyuebd.457626.
36. Gül Biçer, B., Uzoğlu, M. & Bozdoğan, A. E. (2018). Fen bilgisi öğretmenlerinin STEM hakkındaki görüşlerinin bazı değişkenler açısından belirlenmesi, Uluslararası Türk Eğitim Bilimleri Dergisi, 7(12), 1-15. DOI: 10.46778/goputeb.457736.
37. Güzel, S. (2017). Altıncı sınıf matematik dersi öğretim programının matematik okuryazarlığı yeterlikleri bakımından değerlendirilmesi ve geliştirilmesi. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü.
38. Hamilton, E., Lesh, R., Lester, F. R. A. N. K., & Brilleslyper, M. (2008). Mühendislik Eğitimi Araştırmaları ve Matematik Eğitimi Araştırmaları Arasında Bir Köprü Olarak Model Oluşturma Etkinlikleri (MEA). Mühendislik Eğitimindeki Gelişmeler, 1(2), 1-25.
39. İnceyol, O., & Doğan, M. (2018). Matematiksel modellemeye disiplinlerarası bir bakış: bir STEM yaklaşımı. (Edt: R. Gürbüz ve M. F. Doğan). Ankara: PegemA Yayıncılık.
40. Kaiser, G. (2005). Okulda matematiksel modelleme – Örnekler ve deneyimler. H. W. Henn, G. Kaiser (Eds.), Mathematikunterricht im Spannungsfeld von Evolution und Evaluation. Festband für Werner Blum. Hildesheim: Franzbecker, 99-108.
41. Kaiser, G. (2007). Okulda modelleme ve modelleme yetkinlikleri. Matematiksel Modelleme Eğitimi, Mühendisliği ve İktisadı (110-119). Chichester: Horwood. Kennedy, T. J., & Odell, M. R. L. (2014). Öğrencileri STEM eğitimine dahil etmek. Science Education International, 25(3), 246-258. https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1044508.pdf
42. Kertil, M. (2008). Matematik öğretmen adaylarının problem çözme becerilerinin modelleme sürecinde incelenmesi. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Marmara Üniversitesi. İstanbul.
43. Köysüren, M., & Üzel, D. (2018). Matematik öğretiminde teknoloji kullanımının 6. sınıf öğrencilerinin matematik okuryazarlığına etkisi. Necatibey Eğitim Fakültesi, Elektronik Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Dergisi, 12(2), 81-101. DOI: 10.17522/balikesirnef.506418.
44. Kükey, E. (2013). Ortaokul 8. Sınıf Öğrencilerinin Matematik Okuryazarlık Düzeylerinin Matematik Başarılarına Etkisi. Fırat Üniversitesi, Elazığ.
45. Maass, K., & Engeln, K. (2019). Matematik ve fen eğitiminde iş dünyasına bağlantılar üzerine mesleki gelişim. ZDM Uluslararası Matematik Eğitimi Dergisi, 51, 967-978. https ://doi.org/10.1007/s1185 8-019-01047 -7.
46. Maass, K., Geiger, V., Ariza, M. R., & Goos, M. (2019). Disiplinlerarası STEM eğitiminde matematiğin rolü. ZDM Uluslararası Matematik Eğitimi Dergisi, 51, 869-884. https://doi.org/10. 1007/s 11858- 019-01100-5.
47. MacDonald, A., Goff, W., Dockett, S., Perry, B. (2016). İlk yıllarda matematik eğitimi. Avustralasya'da Matematik Eğitiminde Araştırma 2012-2015, 165-187 Mart, E., & Springer, J. (2019). Komplo teorilerine inanç: Şizotip, Makyavelizm ve birincil psikopatinin öngörücü rolü. Plos One, 14(12): Madde e0225964. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225964.
48. Matthews, J. (1999). Çocukluk ve ergenlik sanatı: Anlamın inşası. Falmer Press.
49. Meng C. C., Idris N., & Kwan L. (2014). Ortaöğretim öğrencilerinin fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (STEM) alanlarındaki değerlendirmelere ilişkin algıları. Avrasya Matematik Dergisi. Bilim ve Teknoloji Eğitimi, 10(3), 219-227.
50. Miller, J. (2019). Matematiksel düşünmeyi desteklemek için ilk yıllarda STEM eğitimi: matematiksel yapıları ve kalıpları tanımlamak için kodlamayı kullanmak. ZDM Uluslararası Matematik Eğitimi Dergisi, 51(6), 915-927. https://doi.org/10.1007/s11858-019-01096-y.
51. MEB (Milli Eğitim Bakanlığı), (2016). PISA 2015 Ulusal Raporu. Erişim adresi: http://pisa.meb.gov.tr/wp- içerik/yüklenenler/PISA2015_Ulusal_Rapor1.pdf/12/2016
52. Mujib, M., Mardiyah, M., & Suherman, S. (2020). STEM: Matematiksel okuryazarlık ve çoklu zeka üzerindeki etkisi. Endonezya Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Dergisi, 3(1), 66-37. Doi: https://doi.org/10.24042/ijsme.v3i1.5448.
53. Murat, A. (2018). Fen bilgisi öğretmen adaylarının 21.yüzyıl becerileri yeterlik algıları ile STEM'e yönelik tutumlarının incelenmesi. Fırat Üniversitesi.Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Elazığ
54. Murray, G. (2005). Batı Avustralya'daki çocuklara ve gençlere karşı bakım yükümlülüğü: Bakımda istismara ilişkin kanıtlanmamış iddiaların kalite güvencesi ve gözden geçirilmesi hakkında rapor: 1 Nisan 2004 - 12 Eylül 2005. Batı Avustralya, Çocuk Koruma Bölümü. http://www.community.wa.gov.au/NR/rdonlyres/851183A4-A822-4592-AB66-C410E453AEEC/0/DCDRPTGwennMurrayreportwithcover2006.pdf
55. Ulusal Matematik Öğretmenleri Konseyi. (2000). Okul matematiği için ilkeler ve standartlar: genel bakış. Ulusal Matematik Öğretmenleri Konseyi. Reston: Yazar.
56. Neo, M. C. (2000). Eğitimin, yaşamın çeşitli sorunlarından insanın kurtulma süreci olarak rolü [Yayınlanmamış M.Appl.Psy. tezi]. Yaşam Üniversitesi.
57. Niss, M., Blum, W., & Galbraith, P. L. (2007). Giriş. W. Blum, P. Galbraith, H. Henn, & M. Niss (Eds.), Matematik eğitiminde modelleme ve uygulamalar: 14. ICMI damızlıky (s. 3-32). New York, NY: Springer.
58. Özcan, H., & Koştur, H. (2018). Fen bilimleri öğretmenlerinin stem eğitimi hakkındaki görüşleri. Sakarya Üniversitesi Eğitim Dergisi, 8(4),364-373 . DOI: 10.19126/suje.466841.
59. Özdemir, A.Ü., & Cappellaro, E. (2019). İlkokul öğretmenlerinin stem farkındalığı ve stem eğitimi uygulamalarına yönelik görüşleri. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 8(1), 46-75.
60. Özer, A. Ö. & Bukova Guzel, E. (2020). Bisim Matematiksel Modelleme Etkinliğinin Sınıf İçi ve Sınıf Dışı Uygulaması . International Journal of Educational Studies in Mathematics , 7 (4) , 289-308 . DOI: 10.17278/ijesim.837316
61. Öztürk, F. Ö. (2018 Fen bilgisi öğretmen adaylarının stem uygulamalarına ilişkin görüşleri ve bu uygulamaların fen öğretiminde bilimsel tutum ve öz-yeterlik inancı üzerine etkisi. Mehmet Akif Ersoy Eğitim Üniversitesi Dergisi, (52), 1-38 . DOI: 10.21764/maeuefd.409368
62. Öztürk, N. & Masal, E. (2020). Ortaöğretim Kurumları için Merkezi Sınav matematik sorularının PISA Matematik Okuryazarlık Düzeyleri Açısından Sınıflandırılması. Eğitimde Multidisipliner Çalışmalar Dergisi, 4(1), 17-33. https://dergipark.org.tr/tr/pub/jmse/issue/54051/724009
63. Öztürk, N. (2013). Altıncı Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi Işık ve Ses Ünitesinde 5E Öğrenme Modeline Dayalı Etkinliklerin Öğrenme Ürünlerine Etkisi. Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
64. Roehrig, G. H., Dare, E. A., Whalen, E. A. R., Wieselmann, J.R. (2021). Entegre STEM müfredatında tutarlılığı ve entegrasyonu anlamak. Uluslararası STEM Eğitimi Dergisi 8(1), 2. DOI:10.1186/s40594-020-00259-8
65. Sağırlı, M. Ö. (2010). Türev konusunda matematiksel modelleme yönteminin ortaöğretim öğrencilerinin akademik başarıları ve öz-düzenleme becerilerine etkisi. Atatürk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
66. Sandalcı, Y. (2013). Matematiksel modelleme ile cebir öğretiminin öğrencilerin akademik başarılarına ve matematiği günlük yaşamla ilişkilendirmeye etkisi. Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Rize.
67. Schukajlow, S., Kaiser, G. & Stillman, G. (2018). Matematiksel modellemenin öğretilmesi ve öğrenilmesi üzerine ampirik araştırma: mevcut son teknoloji üzerine bir anket. ZDM Uluslararası Matematik Eğitimi Dergisi, 50, 5–18. https://doi.org/10.1007/s11858-018-0933-5
68. STEM Görev Gücü Raporu (2014). Yenilik Yap: Kaliforniya halk eğitiminde bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik için bir plan. İrlanda: Kaliforniyalılar Eğitim Vakfı'na adanmış.
69. Tabachnick, B., & Fidell, L. S. (2019). Çok değişkenli istatistikleri kullanma, (7. Baskı). Boston: Allyn ve Bacon.
70. Vogels, A. G. C., Crone, M. R., Hoekstra, F., & Reijneveld, SA (2009). İlkokul çocukları arasında psikososyal işlev bozukluğunu tespit etmek için üç kısa anketin karşılaştırılması: randomize bir yöntem. BMC Halk Sağlığı, 9, 489. https://doi.org/10.1186/1471-2458-9-489
71. Weber, ML (2015). Kosta Rika'daki okullarda 21. yüzyıla hazır öğrencilerin yaratılmasında küreselleşme, bilim, teknoloji, mühendislik ve matematiğin proje tabanlı öğrenmenin rolü ve ulusal bilim ve teknoloji faır yetkisi, Yayınlanmış Doktora Tezi, Güney Kaliforniya Üniversitesi, Usc Rossıer Eğitim Okulu Fakültesi, Kaliforniya.
72. Wells, A. (2009). Psikolojide anksiyete ve depresyon için metabilişsel terapi. Londra: Guilford Press.
73. Yıldırım, B., & Türk, C. (2018). Sınıf öğretmeni adaylarının STEM eğitimine yönelik görüşleri: uygulamalı bir çalışma. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(2), 195-213Yüksel, N. S., Dost, Ş., Kaya, Y. S., Urhan, S. & Şefik, Ö. (2019). Matemati̇k Eği̇ti̇mi̇nde Modelleme Etki̇nli̇kleri̇. Ankara: Pegem Akademi Yayınları.
74. Yura, P. (2020). 'İyi ya da kötü': İnsanların benim hakkımda nasıl düşündükleri önemli değil. B. Rudy & H. Dion (Eds.), Ruh sağlığı politikası (s. 368-389). Yaşam Üniversitesi Yayınları.
75. Zawojewski, J. S., Lesh, R., & İngilizce, L. (2003). Küçük grup öğrenme etkinliklerinin rolü üzerine bir model ve modelleme perspektifi. R. Lesh & H. M. Doerr (Eds.) içinde. Konstrüktivizmin ötesinde: Matematiksel öğretim, öğrenme ve problem çözme üzerine modeller ve modelleme perspektifleri. Mahveh, NJ: Erlbaum.