Değişken kavramının öğretimi sürecinde elektronik tablo kullanımı: Bir öğretim deneyi
Using spreadsheets in teaching variable concept: A teaching experiment
Yazar: PELİN TURAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMEL ÖZDEMİR ERDOĞAN
Anadolu Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training ; Matematik = Mathematics
Dizin: Cebir = Algebra ; Elektronik tablolar = Spreadsheets ; Kavram öğretimi = Concept teaching ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Matematik öğretimi = Mathematics teaching ; Matematiksel düşünme = Mathematical thinking ; Teknoloji destekli öğretim = Technology based instruction

Özet:
Öğrencilerin matematiksel düşünmesinin gelişmesinde önemli rol oynayan süreçlerden biri aritmetikten cebire geçiştir. İlk kez 6. sınıf cebir öğrenme alanında giriş yapılan bu sürecin başlangıcında yer alan temel kavram `değişken? kavramıdır. Aynı zamanda bu kavramın öğrencilerin algılamakta en çok zorlandıkları kavramlardan biri olduğu da ifade edilmektedir. Bu sebeple değişken kavramının öğretimi için farklı öğretim ortamları sunulması gerektiği düşünülmekte ve teknoloji destekli ortamın özellikle de elektronik tablonun bu yönde kullanılabilecek bir potansiyele sahip olduğu belirtilmektedir. Bu araştırmada cebire ilk adımın atıldığı değişken kavramının elektronik tablo ortamında öğretim sürecinin incelenmesi amaçlanmaktadır. 
Araştırmada öğretim deneyi yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışmadaki öğretim deneyi üç aşama içermektedir. Birinci aşama elektronik tablonun tanıtımından oluşmaktadır. İkinci aşama, cebir öğrenme alanının ilk konusu olan örüntüler ve ilişkiler alt öğrenme alanındaki kazanımlara yönelik olarak elektronik tablo ortamında sunulacak etkinliklerden oluşmaktadır. İkinci aşama örüntü genellenmesi sürecini içermesi bakımından öğrenci için değişken kavramına giriş özelliği taşımaktadır. Üçüncü aşama da ise, elektronik tablo kullanımıyla değişken kavramına yönelik etkinliklere yer verilmiştir. Son olarak klinik görüşmeler yapılarak değişken kavramının öğretimi süreci daha detaylı incelenmiştir.
Araştırma kapsamında elektronik tablo programlarından Microsoft Excel yazılımı kullanılmıştır. Öğretim deneyi Eskişehir?deki bir ilköğretim okulunun 6. sınıfında bulunan 15 ilköğretim öğrencisi (11-12 yaş)  ile gerçekleştirilmiştir. Öğrenciler ilk defa elektronik tablo ile tanışmışlar ve matematik dersleri araştırma süreci boyunca bilgisayar laboratuvarında yapılmıştır.
Öğrencilerin uygulama boyunca bilgisayar ekranları ekran kaydetme programıyla, uygulama sonlarında ise bilgisayar üzerindeki çalışma sayfaları kaydedilmiştir. Ayrıca genel olarak sınıf ortamını gösteren video çekimleri yapılmış ve bir yaka mikrofonu yardımıyla öğretmenin sınıf ve öğrenci grupları ile yaptığı konuşmalar kaydedilmiştir. Tüm bu kayıtların bir dökümü yapılarak öğretim deneyinin ve klinik görüşmelerin nitel araştırma yöntemleri kullanılarak içerik analizi yapılmıştır.  
Öğrencilerin ilk defa teknoloji destekli bir matematik öğretimi ortamında bulundukları bu çalışmada, elektronik tablo kullanımının öğrenciler tarafından kolayca benimsendiği ve elektronik tablo ile matematik etkinliklerini gerçekleştirebildikleri saptanmıştır. İkinci aşamada ise,  örüntüler konusunun ele alınmasıyla öğrencilerin elektronik tablo üzerinde oluşturdukları formülleri öncelikle örüntünün genellenmesi için bir araç ve cebirsel ifadeye ilk adım olarak öğrenme süreçlerine dâhil ettikleri görülmüştür. Üçüncü aşamada, verilen problem durumlarını elektronik tablonun yardımıyla rahatlıkla cebirsel olarak ifade edebildikleri, örüntü problemlerinde kullandıkları çözüm stratejilerini bu problem durumlarının çözümüne uyguladıkları sonucuna ulaşılmıştır.  Yazdıkları cebirsel ifadelerde kullandıkları harfleri birer değişken olarak algılayabildikleri yapılan klinik görüşmelerde belirlenmiştir. Böylelikle aritmetikten cebire geçiş sürecinde elektronik tablo dilinin öğrenciler tarafından kolayca benimsenmesi ile örüntü genelleme süreci tamamlanmış ve değişken kavramına giriş yapılmıştır. Değişken kavramının öğretiminde elektronik tablo temsilleri aracılığıyla kavramın öğrenciler tarafından zorlanmadan anlamlandırılabildiği ve kavrama yönelik düşüncelerinin programda hedeflenildiği gibi geliştiği belirlenmiştir.

Abstract:
The transition from arithmetic to algebraic plays an important role in developing mathematical thinking. In the beginning of this process, basic concept is the concept of variable which is firstly seen in the algebra learning area on 6th grade. It is pointed out that variable is one of the concepts that students face many difficulties about perceiving it. Different instructional environments can be effective to cope with these difficulties. Additionally, many studies imply that spreadsheets have potential to support meaning of the concept of variable. The aim of the study was to introduce variable concept in spreadsheet environment and to examine this process.
The study was based on the method of teaching experiment which had three phases. In the first phase the spreadsheet was introduced to the students. In the second phase, the study ran on activities about the first subject of algebra learning area-`patterns and relations? in spreadsheet environment. In the way of having pattern generalization process in second phase, students faced to concept of variable at first. In the third phase students were given a sequence of spreadsheet activities to find out their understanding of the concept of variable. Lastly, teaching processes were examined more detailed with the help of clinical interviews.
In the study, one of spreadsheet programs, Microsoft Excel software was used. The teaching experiment was implemented with 15 students who study on 6th grade (11-12 ages) in a primary school in Eskişehir. The students at first introduced with the spreadsheet and mathematics classes went on in the computer lab during the teaching programme.
The class has been videotaped during the teaching process. The phases of exercises have been recorded by special software, which has been installed to computers in order to record the screen moves of the students, and a lapel microphone, which was carried by the researcher in order to record student-researcher dialogues. Also, Excel files and worksheets of the students have been collected. All the data that has been collected during teaching experiment and clinical interviews examined with the context of analysis using the qualitative research methods.
In this study which the students took part in a technology-based environment for the first time, it was revealed that the use of spreadsheet was easily adopted by the students and they could perform the mathematics activities using the spreadsheet. In the second phase, it was observed that by focusing on the subject of patterns and relations, the students included the formulas that they formed on the spreadsheet; initially as a tool for the generalization of the pattern and as a first step to algebraic expressions. In the third phase, it was concluded that they could state the given problem situations in an algebraic way via the help of spreadsheet easily and they could apply the solving strategies that they had used in the pattern problems in the solving of those problem situations. It was found out in the clinical interviews, the students could perceive the letters as a variable which they used in the algebraic expressions they wrote. Thus, in the process of the transition from arithmetic to algebra, the pattern generalization process was finished and the concept of variable was introduced by using spreadsheet language easily by students. It is seen that through the spreadsheet language the students gave meanings to the concept of the variable and their ideas on this concept evolved as aimed in the programme.