Problem temelli STEM etkinliklerinin oran-orantı ve yüzdeler konularının öğretiminde 7. sınıf öğrencilerinin matematik başarılarına, tutumlarına ve görüşlerine etkisi
Effect of problem-based STEM activities on 7th grade students' mathematics achievements, attitudes, and views on teaching ratio-proportion and percentage
Yazar: YAVUZ MACUN
Danışman: DOÇ. DR. CEMALETTİN IŞIK
Erciyes Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Matematik Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training ; Matematik = Mathematics
Dizin: Etkin öğrenme yöntemleri = Active learning methods ; FeTeMM = STEM ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Matematik öğretimi = Mathematics teaching ; Probleme dayalı öğrenme = Problem based learning ; STEM eğitim yöntemi = STEM training method ; Öğrenci başarısı = Student achievement ; Öğrenci tutumu = Student attitude ; Öğretim yöntemleri = Teaching methods

Özet:
Bu araştırmada, önemi her geçen gün artan ve disiplinlerin entegrasyonu ile gerçekleştirilen STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) veya FeTeMM (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) eğitimi kapsamında hazırlanan problem temelli STEM etkinliklerinin oran-orantı ve yüzdeler konularının öğretiminde 7. sınıf öğrencilerinin matematik başarılarına, tutumlarına ve görüşlerine olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Aynı zamanda bu etkinliklerin öğrencilerin matematiğe yönelik kaygılarına, özyeterlik algılarına ve STEM mesleklerine yönelik ilgilerine olan etkisi de incelenmiştir. Amaçlı örnekleme yöntemleri arasında bulunan kolay ulaşılabilir durum örnekleme yöntemi kullanılarak seçilen, 2018-2019 eğitim-öğretim yılında Kayseri ili Melikgazi ilçesinde bulunan bir devlet ortaokulunun 7. sınıf düzeyinde öğrenim gören 115 öğrencinin yer aldığı bu araştırmada nicel ve nitel analiz yöntemlerinin bir arada yer aldığı karma yöntem desenlerinden açımlayıcı sıralı desen kullanılmıştır. Veri toplama araçları olarak öğrencilerin; matematiğe yönelik tutumlarını ölçmek amacıyla "Matematiğe Yönelik Tutum Ölçeği Kısa Formu", matematik kaygı düzeylerini ölçmek amacıyla "İlköğretim Öğrencileri İçin Matematik Kaygı Ölçeği", matematiğe yönelik özyeterlik algı düzeylerini ölçmek "Matematiğe Karşı Özyeterlik Algısı Ölçeği", STEM mesleklerine olan ilgilerini ölçmek amacıyla "FeTeMM Mesleklerine Yönelik İlgi Ölçeği", oran-orantı ve yüzdeler konularındaki başarılarını ölçmek amacıyla "Oran Orantı ve Yüzdeler Başarı Testi" ve son olarak araştırmanın nitel kısmında öğrencilerin STEM etkinlikleri sonrası bu etkinlikler ve matematik dersi hakkındaki görüşlerini öğrenmek amacıyla "Matematik Dersine Yönelik Görüşme Formu" kullanılmıştır. Ön-test ve son-test kontrol gruplu yarı-deneysel araştırma modeli kullanılan araştırma kapsamında deney grubu öğrencilerine oran-orantı ve yüzdeler konularına ait 5 farklı problem temelli STEM etkinliği uygulanmıştır. Bu uygulama süreci öncesinde ve sorasında her iki gruptan toplanan veriler tanımlayıcı istatistik, bağımlı örneklem t-testi, bağımsız örneklemler t-testi ve Pearson korelasyon ile analiz edilmiş, elde edilen sonuçlar uygulanan STEM etkinliklerinin oran-orantı ve yüzdeler konularına ait matematik başarısında, öğrencilerin matematiğe yönelik kaygılarında, özyeterlik algılarında ve STEM mesleklerine yönelik ilgilerinde deney grubu öğrencileri lehine olumlu yönde değişim meydana getirdiğini göstermiştir. Ancak bu etkinliklerin öğrencilerin matematiğe karşı tutumlarında herhangi bir anlamlı farklılığa neden olmadığı görülmüştür. Yapılan görüşme sonucunda öğrencilerin problem temelli STEM etkinliklerini çok sevdiklerini, derslerin bu şekilde çok eğlenceli geçtiğini ve bu etkinliklerin günlük hayatla bağlantı kurmada, konuların kolay anlaşılmasında ve akılda kalıcılığın sağlanmasında kendilerine yardımcı olduğunu belirttikleri görülmüştür. Ayrıca daha önce matematik dersine karşı korku, endişe gibi olumsuz duygular geliştiren öğrenciler, bu hislerinde olumlu yönde değişim meydana geldiğini belirtmiştir.

Sonuç olarak, araştırma kapsamında uygulanan STEM etkinlikleri öğrencilerin matematik başarılarına, matematiğe yönelik özyeterlik algılarının gelişmesine, kaygılarının azalmasına ve STEM alanlarındaki mesleklere olan ilgilerine olumlu yönde katkı sunarken, öğrencilerin matematiğe karşı tutumlarında herhangi bir değişim meydana getirmemiştir. Öğrenci görüşlerinde ise uygulanan etkinliklere ve bu şekilde işlenen matematik derslerine yönelik olumlu yönde bir değişim meydana gelmiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to investigate the effects of 7th grade students' mathematics achievements, attitudes and views towards mathematics in the teaching of ratio-proportion and percentages with problem-based STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) activities prepared within the scope of STEM education carried with the integration of the disciplines, whose importance is increasing day by day. At the same time, the effects of these activities on students' anxiety, self-efficacy towards mathematics, and their interest on STEM occupations were also examined. The study was carried with the explanatory sequential design among mixed methods. The sample of the study which was selected using the convenience sampling method consisted of 115 7th grade students of a public middle school in Melikgazi, Kayseri in the 2018-2019 academic year. In the first stage of this design, the quantitative data, then in the second stage qualitative data were collected and analyzed to build on the quantitative findings obtained in the first stage. In the quantitative phase of the research, quasi-experimental research model with pre-test and post-test control group was used in order to determine the students' mathematics achievement, attitudes, anxiety, self-efficacy towards mathematics and interests in STEM careers while semi-structured interview was used in order to understand students' views on problem-based STEM activities and mathematics lessons in the qualitative phase. In the quantitative part of the research, as data collection tools, "Attitude Scale towards Mathematics" was used to measure students' attitudes towards mathematics, "Math Anxiety Scale for Elementary School" was used to measure students' math anxiety levels, "Students Self-efficacy Perception Scale against Mathematics" was used to measure students' levels of self-efficacy perception towards mathematics, "STEM Career Interest Scale" was used to measure students' interest in STEM professions, "Ratio-Proportion and Percentages Achievement Test" was used in order to measure students' success in ratio-proportion and percentages, and "Interview for Mathematics Course" was used in order to learn students' views about STEM activities and mathematics lesson. Within the scope of the research, 5 different problem-based STEM activities related to ratio-proportion and percentages were applied to the experimental group students. The data collected from both groups before and after the implementation process were analyzed with descriptive statistics, independent samples t-test, paired sample t-test, and Pearson correlation. The results showed that applied STEM activities have a positive change in favor of experimental group students in mathematics achievement related to ratio-proportion and percentages, increasing the self-efficacy, reduction of anxiety towards mathematics, and interests in STEM professions.  However, it was seen that these activities did not cause any significant difference in students' attitudes towards mathematics. As a result of the interview, it was seen that the students enjoyed the problem-based STEM activities, and that these activities helped them to understand the subjects easily and to make them permanent. In addition, there was a positive change in the feelings of students who previously developed negative emotions such as fear and anxiety against mathematics lesson.
 
In conclusion, STEM activities carried out within the scope of the research contributed positively to students' achievements, self-efficacy perceptions, reduction of their anxiety towards mathematics and their interest in the occupations in STEM fields. Nevertheless, these integrated STEM activities did not cause any change in students' attitudes towards mathematics. Besides, students' views show that there has been a positive change towards the STEM activities and the mathematics lessons in this way.