The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process

ÇELİK, Derya; Saka, Ebru

The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process

Ebru SAKA, (Kafkas Üniversitesi)

Derya ÇELİK (Trabzon Üniversitesi)

Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi

4 2

Yıl: 2018 Cilt: 8 Sayı: 0 Sayfa Aralığı: 116 - 149 Metin Dili: İngilizce İndeks Tarihi: 18-12-2019

The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process

Öz:

The purpose of this study is to reveal the role of computer technology inprocess of solving mathematical modeling problems (theoretical-experimental)of preservice mathematics teachers. The study sample consisted of 20 preservice teachers in their last year at the Elementary Mathematics EducationProgram at a state university. The participants worked on six mathematicalmodeling problems, three experimental and three theoretical problems, ingroups of four. Each group was provided a computer with GeoGebra softwareand internet access and was free to use technology as they want. The datawere collected from the videos recorded during their work, the focus groupdiscussions, the screen casts of the groups on the computers and theobservation notes of the researcher. The data that obtained from differentsources were analyzed comparatively using content analysis. The determinedcodes are classified under the steps of the mathematical modeling process. Theresults of the study showed that technology facilitates complex and difficultmathematical modeling. For the experimental modeling problems, technologyplayed an active role in every phase of the modeling. It was also used in allphases in the theoretical modeling problems except for the understanding theproblem phase. For both the experimental and the theoretical modelingproblems, technological tools allowed to analyze the relationships among thedata dynamically, to obtain real-life data regarding the problem and producehypotheses, to determine the variables and analyze the equivalent of the modelresults in real life. However, overconfidence about the results they obtainedusing the technology during the generation and verification of appropriatemathematical models yielded negative results. These results suggest thattechnology should be integrated in the mathematical modeling process in orderto reduce the complexity of the modeling process and provide richer learningenvironments for students.

Anahtar Kelime:

Konular: Tarih Eğitim, Eğitim Araştırmaları Eğitim, Özel Psikoloji

Öğretmen Adaylarının Matematiksel Modelleme Problemlerini Çözme Sürecinde Teknolojinin Rolü

Öz:

Bu çalışmada matematik öğretmeni adaylarının matematiksel modelleme problemlerini (teorik-deneysel) çözme sürecinde bilgisayar teknolojisinin nasıl bir rol oynadığını ortaya koymak amaçlanmıştır. Araştırmanın katılımcılarını bir devlet üniversitesinin İlköğretim Matematik Öğretmenliği Programı son sınıfında öğrenim gören 20 öğretmen adayı oluşturmaktadır. Katılımcılar 3’ü deneysel, 3’ü teorik olmak üzere toplam 6 matematiksel modelleme problemi üzerinde dörder kişilik gruplar halinde çalışmıştır. Uygulama sürecinde her bir grup için GeoGebra yazılımını içeren ve internet erişimine sahip bilgisayarlar tedarik edilmiş olup, gruplar teknoloji kullanımı konusunda serbest bırakılmıştır. Araştırmanın verileri video kayıtları, odak grup görüşmeleri, bilgisayar ekran çıktıları ve araştırmacının alan notları ile elde edilmiştir. Farklı kaynaklardan elde edilen veriler sürekli karşılaştırmalı bir yaklaşımla içerik analizine tabi tutulmuştur. İçerik analizi sonucunda ortaya çıkan kodlar matematiksel modelleme sürecinin basamakları dikkate alınarak sınıflandırılmıştır. Araştırmadan elde edilen sonuçlar teknolojinin varlığının, karmaşık ve zor olarak tanımlanan matematiksel modelleme sürecini kolaylaştırıcı bir rol oynadığını ortaya koymaktadır. Deneysel modelleme problemlerinde teknolojik araçlar modelleme sürecinin tüm basamaklarında aktif bir rol oynamıştır. Teorik modelleme problemlerinde ise problemi anlama basamağı hariç tüm basamaklarda teknoloji kullanımı ortaya çıkmıştır. Hem deneysel hem de teorik modelleme problemlerinde teknolojik araçlar veriler arasındaki ilişkilerin dinamik olarak incelenmesini, problem durumu ile ilgili gerçek hayat verilerine ulaşılmasını ve böylelikle varsayımların oluşturulmasını, değişkenlerin belirlenmesini ve oluşturulan modellerin sonuçlarının gerçek yaşamdaki karşılığının incelenmesini sağlamıştır. Tüm bunlara ek olarak öğretmen adaylarının uygun matematiksel modelleri oluşturma ve bu modelleri doğrulama esnasında teknoloji yardımıyla elde ettikleri sonuçlara çok fazla güvenmesi olumsuzluk yaratan bir durum olarak ortaya çıkmıştır. Bu sonuçlar ışığında, modelleme sürecinin karmaşıklığını gidermesi ve öğrencilere daha zengin öğrenme ortamları sağlaması amacıyla teknolojinin matematiksel modelleme sürecine entegre edilmesi önerilmektedir.

Anahtar Kelime:

Konular: Tarih Eğitim, Eğitim Araştırmaları Eğitim, Özel Psikoloji

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Ang, K. C. (2001). Teaching mathematical modelling in Singapore schools. The Mathematics Educator, 6(1), 63-75.
Ang, K. C. (2010). Teaching and learning mathematical modelling with technology. Retrieved November 10, 2015 from http://atcm.mathandtech.org/ep2010/ invited/3052010_18134.pdf.
Arzarello, F., Ferrara, F.,& Robutti, O. (2012). Mathematical modelling with technology: the role of dynamic representations. Teaching Mathematics and its Applications, 31(1), 20-30.
Baki, A. (2008). Kuramdan uygulamaya matematik eğitimi. Ankara: Harf Yayıncılık.
Berry, J.,& Houston, K. (1995). Mathematical modelling. Bristol: J. W.Arrowsmith Ltd.
Blomhøj, M. (1993). Modelling of dynamical systems at O-level. In J. de Lange, C. Keitel, I. Huntley, & M. Niss (Eds.), Innovation in mathematics education by modelling and applications (pp. 257-268). Chichester: EllisHorwood.
Blum, W.,& Borromeo-Ferri, R. (2009). Mathematical modelling: can it be taught and learnt? Journal of Mathematical Modelling and Application, 1(1), 45-58.
Borromeo-Ferri, R. (2006). Theoretical and empirical differentiations of phases in the modelling process. Zentralblattfür Didaktik der Mathematik, 38(2), 86–95.
Ferrucci, B. J.,& Carter, J. A. (2003). Technology-active mathematical modelling. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 34(5), 663-670.
Galbraith, P.,& Stillman, G. (2006). A framework for identifying student blockages during transitions in the modelling process. The International Journal on Mathematics Education, 38(2), 143-162.
Geiger, V. (2011). Factors affecting teachers’ adoption of innovative practices with technology and mathematical modeling. In G. Kaiser, W. Blum, R. Borromeo Ferri, and G. Stillman (Eds.), Trends in teaching and Learning of Mathematical Modeling, (ICTMA 14) (pp 305 – 314). New York: Springer.
Ghosh, J. B. (2015). Learning mathematics in secondary school: the case of mathematical modelling enabled by technology. In S. J. Cho (Ed.).Selected Regular Lectures from the 12th International Congress on Mathematical Education (pp. 203-222). Switzerland: Springer International Publishing.
Haines, C., & Crouch, R. (2007). Mathematical modelling and applications: Ability and competence frameworks. In W. Blum, P. L. Galbraith, H. Henn, and M. Niss (Eds.), Modelling and Applications in Mathematics Education (pp. 417- 424). New York; NY: Springer.
Hıdıroğlu, Ç. N. (2012). Teknoloji destekli ortamda matematiksel modelleme problemlerinin çözüm süreçlerinin analiz edilmesi: yaklaşım ve düşünme süreçleri üzerine bir açıklama (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
Hıdıroğlu, Ç. N. (2015). Teknoloji destekli ortamda matematiksel modelleme problemlerinin çözüm süreçlerinin analizi: Bilişsel ve üstbilişsel yapılar üzerine bir açıklama(Yayınlanmamış doktora tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
Hickman, F. (1987). Application of AI techniques to formulation in Mathematical Modelling. Mathematical Modelling, 8, 43-47.
Jiang, Z. (2001). The use of technology in a college mathematical modeling class. Retrieved November 06, 2015 from http://epatcm.any2any.us/EP/EP2003/ index.html.
Kaiser, G.,& Sriraman, B. (2006). A global survey of international perspectives on modelling in mathematics education. The International Journal on Mathematics Education, 38(3), 302-310.
Kant, S. (2011). İlköğretim 8. sınıf öğrencilerinin model oluşturma süreçleri ve karşılaşılan güçlükler (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). On Dokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.
Korkmaz, E. (2010). İlköğretim matematik ve sınıf öğretmeni adaylarının matematiksel modellemeye yönelik görüşleri ve matematiksel modelleme yeterlikleri (Yayınlanmamış doktora tezi).Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir.
Lingefjärd, T. (2000). Mathematical modeling by prospective teachers using technology (Doctoral dissertation, University of Georgia). Retrived from http://files.eric.ed.gov
Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], (2005). Ortaöğretim matematik dersi (9, 10, 11 ve 12. Sınıflar) öğretim programı. Ankara: Devlet Kitapları Müdürlüğü Basımevi.
Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], (2018a).Matematik dersi öğretim programı (İlkokul ve Ortaokul 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar). Ankara: Milli Eğitim Basımevi.
Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], (2018b). Ortaöğretim matematik dersi (9, 10, 11 ve 12. Sınıflar) öğretim programı. Ankara: Milli Eğitim Basımevi.
National Council of Teachers of Mathematics (2000). Principles and standards for school mathematics. Reston, VA: Author.
Niss, M., Blum, W., &Galbraith, P. L. (2007). Introduction. In M. Niss, W. Blum, H. Henn, and P. L. Galbraith (Eds.), Modelling and Applications in Mathematics Education (pp. 3-32). New York: Springer.
Santos-Trigo, M., & Reyes-Rodríguez, A. (2011). Teachers’ use of computationaltoolstoconstructandexploredynamicmathematicalmodels. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 42(3), 313-336.
Siller, H. S., & Greefrath, G. (2010). Mathematical modelling in class regarding to technology. In Durand-Guerrier, V.,Soury-Lavergne, S. and Arzarello, F. (Eds.), Proceedings of the sixth congress of the European Society for Research in Mathematics Education (pp. 2136-2145). France: Lyon.
Sol, M.,Giménez, J., & Rosich, N. (2011). Project modelling routes in 12–16-year-old pupils. In G. Kaiser, W. Blum, R. Borromeo Ferri, and G. Stillman (Eds.), Trends in teaching and learning of mathematical modelling (pp. 231-240). Netherlands: Springer.
Şahin, S., Doğan, M. F. ve Gürbüz, R. (2018). Matematiksel modelleme öğretiminde öğretmen yeterlikleri. R. Gürbüz ve M. F. Doğan (Ed.), Matematiksel modellemeye disiplinler arası bakış: Bir STEM yaklaşımı. (ss. 81-94). Ankara: Pegem Akademi.
Yang, Z.,&Yin F. (2015). The interaction between mathematical modeling and computer. In Yang, L. and Zhao, M. (Eds), International Industrial Informatics and Computer Engineering Conference (IIICEC 2015) (pp.685-688). China: Atlantis Press.
Yükseköğretim Kurulu Başkanlığı [YÖK], (2018).Yeni öğretmen yetiştirme lisans programları.RetrievedJune11, 2018, fromhttp://www.yok.gov.tr/documents/10279/41805112/Ilkogretim_Matematik_ Lisans_Programi.pdf

APA	Saka E, ÇELİK D (2018). The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. , 116 - 149.
Chicago	Saka Ebru,ÇELİK Derya The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. (2018): 116 - 149.
MLA	Saka Ebru,ÇELİK Derya The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. , 2018, ss.116 - 149.
AMA	Saka E,ÇELİK D The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. . 2018; 116 - 149.
Vancouver	Saka E,ÇELİK D The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. . 2018; 116 - 149.
IEEE	Saka E,ÇELİK D "The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process." , ss.116 - 149, 2018.
ISNAD	Saka, Ebru - ÇELİK, Derya. "The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process". (2018), 116-149.

APA	Saka E, ÇELİK D (2018). The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 8(0), 116 - 149.
Chicago	Saka Ebru,ÇELİK Derya The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi 8, no.0 (2018): 116 - 149.
MLA	Saka Ebru,ÇELİK Derya The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi, vol.8, no.0, 2018, ss.116 - 149.
AMA	Saka E,ÇELİK D The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi. 2018; 8(0): 116 - 149.
Vancouver	Saka E,ÇELİK D The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process. Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi. 2018; 8(0): 116 - 149.
IEEE	Saka E,ÇELİK D "The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process." Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 8, ss.116 - 149, 2018.
ISNAD	Saka, Ebru - ÇELİK, Derya. "The Role of Technology in Pre-Service Teachers’ Mathematical Modeling Process". Adıyaman Üniversitesi Eğitim Bilimleri Dergisi 8/0 (2018), 116-149.