Ortaöğretim matematik öğretmenlerinin bilgisayar cebiri sistemleriyle matematik öğretimini gerçekleştirme düzeyleri ve sınıf içi uygulamaların öğrenci başarısına etkisi
Secondary mathematics teachers ability to teach mathematics through computer algebra systems and its effect on students academic achievement
Yazar: MEHMET ALPER ARDIÇ
Danışman: DOÇ. DR. TEVFİK İŞLEYEN
Atatürk Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı / Matematik Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Bilgisayar destekli öğretim = Computer assisted instruction ; Branş öğretmenleri = Branch teachers ; Lise öğretmenleri = High schools teachers ; Matematik dersi = Mathematics lesson ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Matematik öğretimi = Mathematics teaching ; Öğrenci görüşleri = Opinions of students ; Öğretmen görüşleri = Teacher opinions ; Öğretmenler = Teachers

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ortaöğretim matematik öğretmenlerinin bilgisayar cebiri sistemleriyle (BCS) matematik öğretimini gerçekleştirme düzeylerini ve gerçekleştirdikleri sınıf uygulamalarının öğrencilerin başarısına ve bilgilerinin kalıcılığına etkisini belirlemektir. Araştırmada, Adıyaman il merkezinde görev yapmakta olan 10 ortaöğretim matematik öğretmeni ve toplamda 145, 10. sınıf öğrencisi katılımcı olarak yer almıştır.  Karma araştırma yaklaşımının kullanıldığı çalışmada, nitel ve nicel araştırma yöntemleri birlikte kullanılmıştır. Çalışmanın başlangıcında araştırmacı tarafından; matematik öğretmenlerine Bilgisayar Destekli Matematik Öğretimi (BDMÖ) Çalıştayı adı altında bir BCS olan Mathematica programının öğrenme-öğretme ortamlarına entegrasyonu hakkında hizmet içi eğitim verilmiştir. Daha sonra öğretmenlerden üçü sınıflarında Mathematica programı aracılığıyla ikinci dereceden fonksiyonların grafikleri konusunda BDMÖ faaliyetleri gerçekleştirmiştir. Araştırmada veri toplama aracı olarak; Çalıştay öncesinde ve sonrasında öğretmenlerle, sınıf uygulamalarından sonra öğretmen ve öğrencilerle gerçekleştirilen görüşmelerde olmak üzere, toplam dört adet yarı yapılandırılmış görüşme formundan yararlanılmıştır. Bununla birlikte gerçekleştirilen sınıf uygulamalarının gözlemlenmesinde yarı yapılandırılmış gözlem formundan, ayrıca bu uygulamaların öğrencilerin başarısına ve bilgilerinin kalıcılığına etkisini belirlemek amacıyla da öğrencilerin matematik karne notlarından ve başarı testinden yararlanılmıştır. Araştırmada nitel veriler betimsel ve içerik analizi; nicel veriler ise Mann-Whitney U,  Wilcoxon işaretli sıralar, ilişkili ve ilişkisiz örneklemler için t testleri kullanılarak analiz edilmiştir. Çalıştay öncesinde ve sonrasında yapılan görüşmelerde öğretmenlerin BDMÖ'ye yönelik görüşlerinde olumlu yönde değişimler olduğu, daha önce gerçekleştirmedikleri şekilde, derslerinde öğrenci merkezli ve teknoloji entegrasyonunun üst düzeylerde gerçekleştiği BDMÖ faaliyetlerinde bulunmak istedikleri anlaşılmıştır. Öte yandan Çalıştay sonrası yapılan görüşmelerde öğretmenlerin bir kısmı BDMÖ faaliyetlerinin gerçekleştirilebilmesi için faaliyet öncesinde materyal oluşturulması gerekliliğini bir zorluk olarak ifade etmişlerdir. Sınıflarında BDMÖ faaliyetlerini gerçekleştiren öğretmenler ve öğrencileriyle yapılan görüşmeler neticesinde; BDMÖ uygulamalarını eğlenceli ve dikkat çekici buldukları, ders süresinin daha verimli kullanılmasına yardımcı olması, matematiksel kavramların görselleştirebilmesi ve keşfederek öğrenmeyi sağlanması yönünden faydalı buldukları anlaşılmıştır. Ayrıca sınıf uygulamaları sırasında öğretmen ve öğrencilerin Mathematica programını kullanmakta herhangi bir zorluk yaşamadıkları anlaşılmıştır. Yapılan sınıf gözlemlerinde öğretmenlerin derslerinde daha önce gerçekleştirmedikleri şekilde BCS'lerden yararlanarak yükseltme ve dönüştürme düzeylerinde teknoloji entegrasyonunu sağladıkları anlaşılmıştır. Ayrıca BCS'ler aracılığıyla gerçekleştirilen BDMÖ faaliyetlerinin öğrencilerin başarısına ve bilgilerinin kalıcılığına olumlu yönde etkisi olduğu anlaşılmıştır.


Anahtar Sözcükler: Bilgisayar destekli matematik öğretimi, Bilgisayar cebiri sistemleri, Mathematica, Teknoloji entegrasyon düzeyleri, Ġkinci dereceden fonksiyonların grafikleri, Öğretmen görüĢü, Öğrenci görüĢü, BaĢarı, Kalıcılık

Abstract:
This doctoral thesis aims to determine secondary mathematics teachers' ability to teach mathematics through computer algebra systems and its effect on students' academic achievement in teaching-learning environments and on permanence of knowledge. 10 secondary school mathematics teachers working in the city center of Adıyaman and 145 10th-grade students constitute the participants of this research. This study is based on mixed research method, including both qualitative and quantitative methods. In the first step of the research, an in-service training was provided for mathematics teachers on the integration of Mathematica into teaching-learning environments under the name of CAI in mathematics Workshop. Then, three of the teachers carried out activities of CAI in mathematics in their classes on graphing quadratic functions via Mathematica. Four semi-structured interview forms in total comprised of the interviews with teachers before and after the workshop, with both teachers and students after the classroom applications become the data collection tool of the research. In addition, semi-structured observation form for observing classroom applications and students' mathematics report grades as well as achievement tests to determine the effects of these applications on student success and permanence of knowledge were used as data collection tools. In the research, qualitative data were analyzed by descriptive analysis and content analysis methods while quantitative data were analyzed with Mann-Whitney U, Wilcoxon signed ranks and t-tests for dependent and independent samples. During the interviews before and after the workshop it is seen that teachers developed positive attitudes towards CAI in mathematics and that teachers want to carry out activities of CAI in mathematics which are student-centered and in which technology integration is of higher level than before. According to the interviews after the workshop, some teachers, nevertheless, expressed that it is difficult to prepare materials beforehand for activities of CAI in mathematics. The results of the interviews with teachers carrying out CAI in mathematics in their classes and with their students show that they find applications of CAI in mathematics enjoyable and impressive, that they help to use time more efficiently, and that they are useful for the visualization of mathematical concepts and for learning by discovery. Furthermore, it is seen that neither teachers nor students had any difficulty in employing Mathematica during their classroom applications. Classroom observations indicate that teachers provided the integration of technology in their classes at amplification and transformation levels, in the way they could not do previously, by making use of computer algebra systems (CAS). Moreover, it is revealed that activities of CAI in mathematics carried out via CAS have positive effect on student success and permanence of knowledge.



Key Words: Computer-assisted mathematics instruction, Computer algebra systems, Mathematica, Levels of technology integration, Graphs of quadratic functions,Teacher‟s view, Student‟s view, Academic Achievement, Permanence.