Model oluşturma etkinliklerinde bilişsel araç kullanımının öğrenci düşünme becerilerine etkisi
Effect of using cognitive tools on students' thinking skills in model generation activities
Yazar: DERYA AKYOL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. POLAT ŞENDURUR
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilişsel araç = Cognitive tool ; Düşünme becerileri = Thinking skills ; Matematiksel modelleme = Mathematical modelling ; Model belirleme = Model determination ; Model tabanlı öğretim = Model based teaching ; Modelleme = Modelling ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Yaratıcı düşünce = Creative thinking ; Öğrenen becerileri = Learning skills

Özet:
Bu araştırmanın amacı 8.sınıf öğrencilerinin model oluşturma etkinlikleri ile model oluşturma süreçlerinde bilişsel araç kullanımının öğrencilerin düşünme becerileri gelişimindeki etkisini ortaya çıkarmaktır. Araştırma 46 ortaokul 8. sınıf öğrencisi ile 2015-2016 eğitim öğretim yılı güz döneminde gerçekleştirilmiştir. Öğrencilerin Matematik dersindeki başarılarına bakılarak kendi içlerinde heterojen olacak şekilde 4'er kişilik 8 grup oluşturulmuş. Bu gruplar rastgele atama yöntemi ile ilk etkinlik için deney ve kontrol grupları olarak belirlenmiştir. İlk etkinlik tamamlandıktan sonra, deney ve kontrol grupları her etkinlikten önce yer değiştirmişlerdir. Hazırlık aşamasında öğrencilere rutin ve rutin olmayan problemler hakkında bilgi verilmiş ve Model Oluşturma Etkinliklerinin (MOE) genel özellikleri hakkında fikir sahibi olmaları sağlanmıştır. Bilişsel araç olarak kullanılması planlanan MS Excel Programının genel özellikleri hakkında iki hafta boyunca öğrencilere uygulamalı olarak eğitim verilmiştir. Veri toplama aracı olarak literatürde yer alan 6 adet modelleme etkinliği kullanılmıştır.  Öğrencilerin MOE sürecine alışmaları için iki etkinlik önçalışma sürecinde kullanılmıştır. Uygulanan diğer dört etkinliğin her biri için MS Excel programında probleme uygun taslaklar hazırlanmıştır. Grupça problem çözümlerinin yer aldığı yazılı çözümler, çözüm mektupları, uygulama sonrasındaki öğrencilerin düşünceleri ve araştırmacı tarafından grupların modelleme sürecinde alınan gözlem notları çalışmanın verileri olarak kullanılmıştır. Problemlerin çözüm sürecinde öğrencilerin yaptıkları işlemler ve yazdıkları mektuplar göz önünde bulundurulup bu veriler Karmaşık Düşünme Modeli (KDM)'ne göre "Kritik Düşünme", "Yaratıcı Düşünme" ve "Karmaşık Düşünme" ana başlıkları altında analiz edilmiş ve KDM puanları oluşturulmuştur. Bu süreci bütüncül olarak değerlendirebilmek için öğrencilere süreç ile ilgili sorulan açık uçlu sorular ve elde edilen cevaplar içerik analizi yöntemleri ile analiz edilmiştir.
Araştırmada elde edilen verilerden; teknolojinin bilişsel araç olarak kullanımının modelleme sürecine önemli katkıları olduğu görülmüştür. Aynı grubun süreci iki farklı şekilde uygulama imkânının olması katılımcılar için zengin bir bilişsel süreci ortaya çıkarmıştır. Öğrencilerin büyük kısmı MOE sürecini bilişsel araç kullanarak geçirmeyi normal çözüme tercih etmiştir. Ayrıca çoğu öğrenci tarafından bilişsel araç kullanımı kolay bulunmuştur. Öğrencilerin "kolaylaştırma, işlem azlığı, zamandan tasarruf, probleme yoğunlaşma, doğru bilgi ve bilgiye kolay ulaşım" olmak üzere bilişsel araçta altı farklı özellik buldukları tespit edilmiştir. Öğrencilerin bilişsel aracın "zamandan tasarruf ve kolaylaştırma" etkisi üzerinde çok fazla vurgu yaptıkları tespit edilmiştir. Elde edilen KDM puanlarından bilişsel aracın en fazla Kritik Düşünme becerisine olumlu katkı sağladığı tespit edilirken Yaratıcı Düşünme becerisine katkısının beklenen düzeyde olmadığı gözlemlenmiştir. Bilişsel araç kullanımının öğrencilerin ders içi katılımlarını olumlu etkilediği ve Matematik dersine önyargılı birçok öğrencinin kendine güveninin arttırdığı tespit edilmiştir.



Anahtar Kelimeler: Bilişsel Araç, Excel, Karmaşık Düşünme, Matematiksel Modelleme, Matematiksel Modelleme Süreci, Teknoloji Destekli Matematiksel Modelleme.

Abstract:
Purpose of this research is to reveal the effect of using cognitive tools on 8th grade students' thinking skills in Mathematical model generation activities. The research was conducted with 46 secondary school-8th grade students during the fall semester of the academic year 2015-2016. On the basis of academic achievement in Matt course, eight heterogeneous student groups were composed and each group included four students. Groups randomly labeled as experimental and control group. After completing first activity, experimental and control groups were replaced groups before next coming activities. In the preparation stage, students were informed about routine and non-routine problems and general characteristics of Model Generation Activities(MGA). Students were put through a two-week applied training on general features of MS Excel which was planned to be used as a cognitive tool. 6 modelling activities in the literature were used as data collection tools.  The first two activities were included in the preliminary study process for students to adapt to MGA process. Separate pre-excel activity files were prepared to use Excel program as a cognitive tool for each of four activities.  Thereafter, four modelling activities were carried out by control and experimental groups in the experiment process. Written solutions including problem solutions of groups, solution letters, students' thoughts after the practice and researcher's notes of observation in modelling processes of groups were used as the data in the study. Conducted mathematical operations and letters written by students in problem-solving process were taken into consideration; such data were analyzed under the main titles "Critical Thinking", "Creative Thinking" and "Complex Thinking" according to Complex Thinking Model (CTM).  Open-ended questions asked to students in relation to the process and students' answers to these questions were analyzed in order to make a holistic evaluation on the process, and findings were obtained.
Data obtained in the research showed that use of technology as a cognitive tool could make significant contributions to the Mathematical modelling process. The opportunity for the same group to conduct the process in two different ways created a rich cognitive process for participants. A considerable part of students preferred using the cognitive tool in MEA process rather than solving in normal ways. Furthermore, most of the students found the cognitive tool easy to use. It was determined that students found six different features in the cognitive tool, including "facilitation, less operations, time saving, concentration on the problem, true information and easy access to information". It was seen that students put more emphasis on "time saving and facilitating" effect of the cognitive tool. The obtained CTM scores show that the cognitive tool makes the highest positive contribution to Critical Thinking skills, while it has a slight contribution to Creative Thinking skills. It was observed that use of a cognitive tool makes a positive effect on participation of students in the lesson and increases self-confidence of many students who have preconceived opinions on Mathematics lesson.



Keywords: Cognitive Tool, Excel, Complex Thinking, Mathematical Modelling,Mathematical Modelling Process, Technology-Aided Mathematical Modelling.