Fen eğitiminde matematiksel modelleme etkinliklerinin geliştirilmesi ve fen bilgisi öğretmenlerinin ve öğretmen adaylarının matematiksel modelleme yeterliklerinin incelenmesi

Fen eğitiminde matematiksel modelleme (MM) üzerine yapılan bu çalışmanın üç temel amacı vardır. Bu amaçlardan ilki fen eğitimi için matematiksel modelleme etkinlikleri(MME) geliştirmek, ikincisi fen bilgisi öğretmenlerinin (FBÖ) ve öğretmen adaylarının (FBÖA) matematiksel modelleme yeterliklerini(MMY) incelemek, üçüncüsü ise MM'yi deneyimleyen FBÖ ve FBÖA'nın MM'ye yönelik görüşlerini elde etmektir. İlk amaç doğrultusunda dört akademisyen ve on iki FBÖA ile ikinci amaç doğrultusunda dört FBÖA ve sekiz FBÖ ile üçüncü amaç doğrultusunda dokuz FBÖ ve FBÖA ile nitel bir araştırma yürütülmüştür. Araştırmada tasarım tabanlı araştırma, durum çalışması ve olgu bilim desenleri kullanılmıştır. Doküman inceleme, görüşme ve gözlem teknikleri ile araştırmanın verileri elde edilmiştir. İki fizik, iki kimya ve iki biyoloji konusu üzerine tasarlanan altı video tabanlı MME, model oluşturma prensiplerine (Lesh vd.,2000) uygunluk açısından Erbaş vd. (2013)' nin MM problemi değerlendirme ölçütleri kullanılarak betimsel analize tabi tutulmuştur. MMY'ni belirlemek için Borromeo Ferri (2006)'nin MMY doğrultusunda Çakmak (2018)'ın revize ettiği alt yeterlikler gözetilerek betimsel analiz uygulanmıştır. MM'ye yönelik görüşleri elde etmek için ise içerik analizinden faydalanılmıştır. Elde edilen verilerin analizi sonucunda geliştirilen MME'nin altısının da 5 prensibe tamamen, 1 prensibe ise kısmen uygun olduğu tespit edilmiştir. MMY incelendiğinde ise süreç içerisinde katılımcıların MMY'nin geliştiği, en başarılı oldukları MMY'nin anlama, en başarısız oldukları MMY'nin ise basitleştirme ve yapılandırma olduğu görülmüştür. Literatürün aksine matematiksel sonuçlardan gerçek sonuçlara ulaşmakta sorun yaşanmadığı tespit edilmiştir. Yeni mezun FBÖ ve deneyimli FBÖ'nin MMY eşit düzeyde iken, FBÖA'nın MMY'nin daha az olduğu görülmektedir. Süreçte en az biyoloji ve kimya, en çok fizik konularında yeterlik sergilenmiştir. Görüşmeler sonucunda, uygulama öncesi katılımcıların MM bilgisine sahip olmadıkları, sonrasında ise MM'ye yönelik algılarının geliştiği ortaya çıkmıştır. Fene yönelik MM çalışmalarının artırılması, asgari lisans düzeyinde MM derslerinin verilmesi ve hizmet içi eğitimlerle MM uygulamalarını deneyimlendirme çalışmalarının yapılması önerilmektedir.