Matematiksel problem çözmede mobil uygulamalarla yapı iskelesi ve ipucu kullanımının ilkokul üçüncü sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve bilişsel yüklerine etkisi
The effect of using scaffolding and hint with mobile applications in mathematical problem solving on academic achievement and cognitive loads of third year students
Yazar: FİRUZAN HİLAL KARABAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CAN MEŞE
Yozgat Bozok Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Temel Eğitim Ana Bilim Dalı / Sınıf Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Bilişsel yüklenme = Cognitive load ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Mobil tabanlı eğitim = Mobile based education ; Mobil öğrenme = Mobile learning ; Problem çözme = Problem solving ; Scaffolding = Scaffolding ; Ölçekler = Scales ; İlkokul öğrencileri = Primary school students ; İpucu = Clue

Özet:
Bu araştırma kapsamında ilkokul üçüncü sınıf öğrencilerinin matematiksel problem çözmede karşılaştıkları zorlukları ve yaptıkları hataları en az seviyeye indirmek ve öğrencilere öğretmen ve akran desteği olmadan mobil teknolojinin yapı iskelesi ve ipucu kullanılarak sağlayacağı destek için Problem Çözme Eğitsel Yazılımı (ProÇEY) geliştirilmiştir. Eğitsel yazılımın kullanılması ile öğrencilerin akademik başarılarına ve bilişsel yüklerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırmanın amacı doğrultusunda 2019 – 2020 eğitim- öğretim yılı güz döneminde ilkokul üçüncü sınıfta öğrenim gören 130 katılımcıyla uygulama gerçekleştirilmiştir. Araştırma nicel araştırma yöntemlerinden deneysel model esas alınarak desenlenmiştir. Araştırmanın amacı kapsamında ProÇEY iki deney bir kontrol grubu ile yürütülmüştür. Her bir grup için seçkisiz örnekleme yöntemlerinden, basit seçkisiz örnekleme (simple random sampling) ile atama yapılmıştır. Eğitsel yazılımda, Pólya'nın problem çözme basamakları dikkate alınarak tam çözümlü, yarı çözümlü ve çözülmemiş örnekler işe koşulmuştur. Araştırmanın Deney 1 grubunda, tam çözümlü, yarı çözümlü ve çözülmemiş örnekler yapı iskelesi ile hazırlanan yazılımla; Deney 2 grubunda tam çözümlü ve çözülmemiş örnekler ipucu desteğiyle hazırlanan yazılımla sunulmuştur. Araştırmanın Kontrol grubunda ise tam çözümlü ve çözülmemiş örnekler desteksiz ortamda sunulmuştur.
Veri toplama aracı olarak yüz kaygısı ölçeği (face anxiety scale), zihinsel çaba ölçeği (mental effort scale), görevi tamamlama hızı (speed task) ve akademik başarı testi kullanılmıştır. Verilerin analizinde 3x2 Karma ANOVA (Two-Way Mixed ANOVA) ve Bağımlı Örneklem t Testi işe koşulmuştur. Elde edilen veriler SPSS 25 programında analiz edilmiştir. Araştırmada akademik başarı testinden elde edilen verilere göre grupların ön test puanlarından son test puanlarına doğru artışın birlikte etkileşiminin anlamlı düzeyde bir farklılık oluşturduğu görülmüştür. Gruplar arasında ise anlamlı bir farklılık olmadığı görülmüştür. Bu bulguya göre Deney 1 grubunda yönlendirici olan desteğin akademik başarı üzerinde etkili olduğu ve ön testten son teste doğru bir artış gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. Araştırmada yüz kaygı ölçeğinden elde edilen nicel bulgulara göre grupların çoklu etkileşimleri arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır.  Bulgular doğrultusunda yazılımda kullanılan yapı iskelesi ve ipucu desteğiyle, katılımcıların kaygı durumlarının her sorunun yapısına göre değişmesine neden olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Araştırmada bilişsel yüklerin ölçülmesinde zihinsel çaba ölçeğinden elde edilen bulgular doğrultusunda Deney 1 grubundaki katılımcıların ProÇEY'de kullanılan yapı iskelesinin ölçümlerin hemen hemen hepsinde Deney 2 ve kontrol grubuna göre daha fazla zihinsel çaba harcadığı sonucuna ulaşılmıştır. Çözümlü ve yarı çözümlü sorularda zihinsel çabanın fazla olduğu, çözümsüz sorularda ise zihinsel çabanın az olduğu görülmüştür. Görevi tamamlama hızlarından elde edilen bulgular doğrultusunda çözümsüz örneklerde Deney 1 grubu daha az zaman harcarken kontrol grubu daha fazla zaman harcamaktadır. Bu bulgudan yola çıkarak; ProÇEY'de kullanılan yapı iskelesinin katılımcıların mobil ortamda harcadıkları zamanı çözümlü örneklerde artırdığı, desteğin azalmasıyla birlikte çözümsüz örneklerde katılımcıların örnek üzerinde geçirdiği zamanı azalttığı söylenebilir. Dolayısıyla Deney 1 grubunun çözümlü ve yarı çözümlü sorular üzerinde daha fazla zihinsel çaba ve zaman harcaması durumunda bilişsel yüklerinin artmasının, çözümsüz sorularda ise bilişsel yüklerinin azalmasının bir sonucu olarak akademik başarılarında bir artış olduğu söylenebilir.
Anahtar Kelimeler: İlkokul, Problem Çözme, Mobil Uygulama, Yapı iskelesi, İpucu, Bilişsel Yük, Akademik Başarı.

Abstract:
Within the scope of this research, the Problem Solving Educational Software (ProCEY) was developed to minimize the difficulties and mistakes that primary school third grade students encounter in mathematical problem solving and to support students by using mobile technology scaffolding and hint without teacher and peer support. It was aimed to determine the effect of educational software on students' academic achievement and cognitive load. In line with the purpose of the study, the application was carried out with 130 participants studying in the third grade of primary school in the fall semester of 2019-2020 academic year. The research was designed based on the experimental model, one of the quantitative research methods. Within the scope of the research, ProCEY was conducted with two experiments and a control group. Assignment was made for each group by simple random sampling, one of the random sampling methods. In the educational software, by taking Pólya's problem solving steps into account, fully solved, semi-solved, and unsolved examples were used. In the Experiment 1 group of the research, fully solved, semi-resolved and unsolved samples were prepared with software prepared with scaffolding; In experiment 2 group, fully resolved and unsolved samples were presented with software prepared with hint support. In the control group of the study, fully resolved and unsolved samples were presented in an unsupported environment.
Facial anxiety scale, mental effort scale, time on task and academic achievement test were used as data collection tools. In the analysis of the data, 3x2 Mixed ANOVA (Two-Way Mixed ANOVA) and paired samples t test were used. The data obtained were analyzed in SPSS 25 program. According to the data obtained from the academic achievement test in the study, it was seen that the interaction of the groups from the pre-test scores to the post-test scores shows a significant difference. It was observed that there was no significant difference between the groups. According to this finding, it was concluded that the guiding support in the Experiment 1 group influenced academic achievement and increased from pre-test to post-test. According to the quantitative findings obtained from the facial anxiety scale in the study, no significant difference was found between the multiple interactions of the groups. In line with the findings, it was concluded that the anxiety levels of the participants changed according to the nature of each problem with the scaffolding and hint support used in the software. In the study, in line with the findings obtained from the mental effort scale in measuring cognitive loads, it was concluded that the participants in the Experiment 1 group spent more mental effort than the Experiment 2 and the control group in almost all of the measurements of the scaffold used in the ProCEY. It has been observed that mental effort is more in solved and semi-solved questions, while mental effort is less in unresolved questions. In line with the findings obtained from the speed of completing the task, Experiment 1 group spent less time in unsolved samples, while the control group spent more time. Based on this finding; It can be said that the scaffold used in the ProCEY increases the time spent by the participants in the mobile environment in solved samples, and decreases the time spent by the participants on the sample in unsolvable samples as the support decreases. Therefore, it can be said that if the Experiment 1 group spent more mental effort and time on solved and semi-resolved questions, their academic achievement increased as a result of their cognitive load increased and their cognitive load decreased in unresolved questions.

Keywords: Primary School, Problem Solving, Mobil Application, Scaffolding, Hint, Cognitive Load, Academic Success.