INDUCTIVE REASONING IN A STEM-BASED LEARNING ENVIRONMENT

EDUCONGRESS, Gaziantep, Türkiye, 9 - 12 Eylül 2026, ss.813-816, (Özet Bildiri)

Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
Basıldığı Şehir: Gaziantep
Basıldığı Ülke: Türkiye
Sayfa Sayıları: ss.813-816
Anadolu Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

STEM’E DAYALI ÖĞRENME ORTAMINDA TÜMEVARIMSAL MUHAKEME

Giriş / Problem Durumu ve Kuramsal Çerçeve:

Birçok gelişmiş ülkede matematik eğitiminin gelişimi adına matematiksel yetkinlik standartları belirlenmiş (NCTM, 2000; Kilpatrick vd., 2001; Weinert vd, 2011) ve bu standartlar aracılığıyla matematiksel yeterliklerin kazanımına odaklanılmıştır (Niss ve Højgaard, 2019). Hatta OECD (Ekonomik Kalkınma ve İşbirliği Örgütü) tarafından yürütülen Uluslararası PISA Değerlendirmesi’nde matematiksel yeterlikler çerçevesi tekrar ele alınmış, problem çözmede kilit görevi gören matematiksel muhakemenin iki yönü(tümdengelimsel ve tümevarımsal) ön plana çıkarılarak matematiksel muhakeme çerçevenin merkezine alınmıştır (PISA, 2021). Benzer şekilde TIMMS Matematik Çerçevesi (2023) de matematiksel muhakemeye önem vermis ve ilişkili bilişsel becerileri ayrı ayrı incelemiştir.

Alanyazına bakıldığında ise matematiksel muhakemenin matematiksel anlamada temel teşkil ettiği vurgulanmış (örn. Ball ve Bass, 2003) ve muhakemeye ilişkin çeşitli çalışmalar yapılmış (Ball ve Bass, 2003; Boesen vd, 2014) olmasına rağmen matematiksel muhakemenin farklı bağlamlarda incelenme ihtiyacının halen devam ettiği ifade edilmiştir (Sumarsih vd., 2018; Hidayat vd., 2022). Hatta problem çözme sürecinde matematiksel muhakemenin geliştirilmesi gerekliliği vurgulanmış(Pellerin, 2012; Schoenfeld, 1985) ama geleneksel problem çözme sürecinin muhakemeyi kazandırılmada yetersiz kaldığı (Mousoulides vd., 2006, Zawojewski vd., 2003) belirtilmiş ve uygun öğrenme ortamı arayışı ortaya çıkmıştır.

Disiplinlerarası öğrenme ortamında sunan STEM yaklaşımının odak noktasında ise probleme dayalı öğrenme yönteminin olduğu ifade edilmiştir (Murphy vd., 2019). Buna ilişkin STEM yaklaşımını içeren problem çözme ve muhakemenin yer aldığı çalışmalar (Sokolowski, 2019; English, 2023) olsa da STEM’e dayalı öğrenme ortamında matematiksel muhakemenin tümevarımsal yönünün detaylı olarak ele alınmasına ilişkin önemli bir boşluk vardır.

PISA çerçevesindeki matematiksel muhakemeye (Özaydın ve Arslan, 2022; Ingram ve Stiff, 2022; Almarashdi ve Jarrah, 2022) ve STEM öğrenme ortamında muhakeme becerisine (Koçyiğit ve Yenilmez, 2022) yönelik az sayıda çalışmanın yapılmış olması ile gerçek yaşam problemlerinin çözüm sürecine ilişkin matematiksel muhakemenin önemli bir yönü olan tümevarımsal muhakemenin detaylı bir şekilde açıklığa kavuşturulma ihtiyacının halen devam etmesi mevcut bir boşluğu işaret etmektedir. Bu nedenle bu çalışmada aşağıda verilen araştırma sorusuna cevap aranacaktır:

1. STEM’e dayalı öğrenme ortamında tümevarımsal muhakeme nasıldır?

Yöntem:

Çalışmada STEM’e dayalı öğrenme ortamında tümevarımsal muhakemenin incelenmesi amaçlandığı için çalışmanın deseni nitel araştırma yöntemlerinden biri olan durum çalışması olarak belirlenmiştir.

Durum çalışması, olayların ve sistemlerin derinlemesine incelenme olanak sağlayan nitel bir araştırma desenidir. Ilk olarak araştırılacak olan durumun sınırlandırılmış olması gerekmektedir. Ardından bu duruma ilişkin gözlem, mülakat veya dokümanlar aracılığıyla bilgi toplanmakta ve durum betimlenmektedir (Creswell, 2013, Glesne, 2015). Ayrıca veri toplama sürecinde görüşme yapılacak olan kişi sayısı ve gözlemlerin de sınırlandırılması gerekmektedir (Merriam, 2013). Bu çalışma deseninde özellikle “nasıl” ve “niçin” soruları odağa alınarak (Yin, 1984) duruma ilişkin farklılıkların ve sebeplerin ortaya koyulması sağlanabildiğinden (Akar, 2016) çalışma amacına ulaşmada yardımcı olacağı düşünülmektedir

Katılımcılar gönüllülük esasına dayalı şeklinde Kilis ilindeki bir Anadolu Lisesi 11. sınıfında öğrenim gören toplam 7 öğrenciden oluşmaktadır. Araştırmanın uygulama aşamasından önce gerekli olan tüm etik ve veli izinleri alınmıştır. Araştırma sürecinde bizzat araştırmacılar tarafından hazırlanan TEKNOFEST etkinliği STEM yaklaşımına uygun disiplinlerarası çözüm ve matematiksel muhakeme gerektiren bir yapıya sahiptir.

Uygulama sürecinde tüm katılımcılar tek bir grup oluşturmuş ve işbirliği içerisinde etkinliğe ilişkin uygun bir çözüm geliştirmişlerdir. Ayrıca araştırmacı etkinlik sürecinde öğrencileri çözüm sürecinde aktif kılmaya çalışmış ancak çözüm sürecine dahil olmamıştır. Tüm etkinlik sürecini bizzat video kaydına almıştır. Etkinlikten elde edilen tüm veriler içerik analizine dayalı olarak analiz edilmiş ve ardından yorumlanıp rapor haline getirilmiştir.

Bulgular veya Beklenen Sonuçlar:

Katılımcılarla gerçekleştirilen TEKNOFEST adlı STEM etkinliğine ait bulgularda matematiksel muhakemeye ilişkin aşağıdaki bilişsel eylemlere ulaşılmıştır.

Sesin trigonometrik fonksiyonla modellemesi ve GeoGebra dinamik yazılımından yararlanarak en kalın sesin nasıl belirlenebileceğinin bulunmasının amaçlandığı TEKNOFEST adlı STEM etkinliğinde katılımcılar tüm süreci işbirliği içerisinde gerçekleştirmiş ve uygun bir çözüm yoluna ulaşmışlardır. İlk olarak GeoGebra dinamik yazılımında sese ait sinüs fonksiyonunun her bir değişkenine ait tanımlanan butonları etkinleştirip hangisinin frekansı etkilediğini belirlemiş ve seslere ait rastgele örnekleri(sese ait sinüs fonksiyonları) kıyaslama yaparak en kalın sesi seçmişlerdir. Ardından kalınlığı etkileyen değişkenin nicel değerine ilişkin uygun bir varsayım üretilmiştir. Ancak varsayımın uygun olmadığına dair yeni bir örnekle karşılaşınca sistematik örnekler üzerinden daha kapsamlı yeni bir varsayım belirlemişlerdir. Ardından matematiksel gerekçeler sunarak da varsayımlarını yeniden güçlendirmişlerdir. Tüm süreç içerisinde farklı disiplinlerdeki bilgileri işe koşmuş, farklı disiplinlere ait gerekçe ve argümanlarla diğer bir disipline ait çıkarımlarda bulunmuşlardır.

Tümevarımsal muhakemede doğruluğu kesin önermelerden yola çıkılarak muhtemel doğru bir varsayım üretilmektedir (Pang ve Dindyal, 2012). Varsayımların güçlendirilmesi aşamasında yeni örnekler eklenirken bu örneklerin kesin doğru bir önerme olma durumu gerçek yaşama ilişkin argümanlarla sağlanmıştır. Pang & Dindyal'in (2012) çalışmasında vurguladığı gibi öğrencilerin ilk adımın doğrulanmasını neden yapmaları gerektiğini anlamadan, sadece sadece ezberleyerek yapmaları tümevarımsal muhakeme zincirinde kopukluklara neden olmakta ve temel durumun neden doğrulaması gerektiğinin anlaşılır hale getirilmesi gerekmektedir. Bu etkinlik sonucunda oluşan veriler STEM öğrenme ortamının tümevarımsal muhakeme başlangıcının oluşmasına imkan sağladığını göstermiştir. Ayrıca örneklerden ulaşılan varsayımların da doğruluğu gerçek yaşama dayalı argümanlarla sağlanabileceğinden varsayımların geliştirilmesinde de katkı sağlamıştır. Bu anlamda doğru planlanmış STEM’e dayalı öğrenme ortamı tümevarımsal muhakemenin başlangıcı için yeterli imkana sahip nitelikte olup tümevarımsal muhakeme gelişiminde de destekleyicidir.