#DünyaMatematikGünü

#WorldMathsDay #WMD2018

STEM ve Matematik İlişkisi

STEM eğitimi son yıllarda bütün dünyada olduğu gibi ülkemizde de eğitimcilerin dikkatini çeken bir yaklaşım olarak ortaya çıkıyor. 21. yüzyılın bilişim ve teknoloji çağı olması nedeniyle iş dünyası her geçen gün yepyeni ve alışılagelmemiş kariyer ihtiyaçları ve tanımlamaları ile karşılaşmaktadır. Yeni ortaya çıkan bu kariyer tanımlamaları iş dünyasının eğitim-öğretim kurumlarından beklentisini de değiştirmektedir. Günümüzde bireylerden özellikle bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarında donanımlı olmaları beklenmektedir. İş dünyasının bu talebini karşılamaya yönelik olarak Milli Eğitim Bakanlığı başta olmak üzere birçok eğitim kurumu STEM eğitim-öğretim yaklaşımı üzerine odaklanmış bulunmakta. STEM eğitiminin temel felsefesi eğitim ve öğretim faaliyetinin bir bağlam içerisinde Bilim-Fen, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik disiplinlerini eş-zamanlı ve birbirleriyle ilişkili bir şekilde gerçekleştirmektir. Bilim ve Teknolojide Kız Çocuklar projesi olarak STEM eğitimlerinin daha da yaygınlaşmasını istiyoruz.

Matematik eski uygarlıklardan günümüze eğitimin en önemli bileşenlerinden birisi olagelmiştir. Geçmişe nazaran matematik bilgisinin doğası değişmesine rağmen günümüzde de bu özelliğini devam ettirdiği rahatlıkla söylenebilir. Geçmişte teorik matematik bilgisi ön planda iken günümüzde daha çok mühendislik, tasarım, finans, enformatik ve benzeri alanlarda uygulamalı matematik bilgisi önemli bir ihtiyaç haline gelmiştir.

İlköğretimden lise düzeyine kadar matematik müfredatlarında öğrencilerde gerçek hayatta problem çözme becerileri, matematiksel modelleme yapabilme yeterlilikleri ve analitik düşünebilme becerilerinin geliştirilmesi matematik öğretiminin genel hedefleri olarak ifade edilmekte. Fakat yapılan bilimsel çalışmalar mevcut ders kaynakları içeriklerinin, kullanılan problem türlerinin ve geleneksel öğretim tarzlarının halen bu hedefleri gerçekleştirmekten uzak olduğunu ortaya koymakta. Bir başka ifadeyle, 21. Yüzyılda yeni ortaya çıkan iş ortamları ve bu iş ortamlarının karmaşık problem türleri matematik ders kitaplarında henüz yeterince yer alamamaktadır. Türkiye açısından bakıldığında da benzer durum söz konusu olup, uluslararası yapılan PISA sınavı matematik alanında, özellikle problem çözme kısmında, ülkemizin yetersizliğini ortaya koymakta. Bu sorunun çözümüne yönelik olarak bütün dünyada olduğu gibi ülkemizde de matematik eğitimi araştırmacıları sınıflarda matematiksel modelleme problemlerinin daha sık kullanılmasının gerekliliğini ifade etmektedir. Öğrencileri gerçek hayattaki problemlere çözümler üretebilen ve teknoloji çağının gerektirdiği donanımlara sahip bireyler olarak yetiştirmek için modelleme problemlerinin daha uygun ve zengin problemler olduğu ifade edilmektedir. PISA ve TIMSS gibi uluslararası karşılaştırmalı çalışmalar da ülkelere matematiksel modelleme becerileri gelişmiş bireyler yetiştirme konusunda politik bir baskı oluşturmaktadır.

Matematiksel modelleme nedir?

Matematiksel modelleme, en genel anlamda gerçek hayattan bir durumun yapısal özelliklerinin matematiğin sembolik sistemine aktarılarak çözümleme ve analizinin yapılma sürecidir. Matematiksel modelleme sürecinde hazır matematiksel modellerin kullanılması, geliştirilmesi ve bazı durumlarda yeni modellerin ortaya çıkarılması söz konusudur. Bu nedenle matematiksel modelleme uygulamaları matematiğin gerçek hayat uygulama alanları ile birlikte öğrenilmesi ve öğretilmesi için en uygun ve zengin öğrenme ortamları olarak görülmektedir. Sınıflarda öğrencilere matematiksel modelleme sürecini yaşatmak için modelleme problemleri kullanılır. Matematiksel modelleme problemlerinin öğretim sürecinde kullanılmasının müfredatlarda yer alan “öğrencilerin matematiksel modelleme yapabilme becerisini geliştirmek” hedefine daha iyi hizmet edeceği düşünülmekte. Matematiksel modelleme problemleri matematik eğitimi literatüründe sıklıkla geleneksel sözel problemlerle karşılaştırılır. Fakat geleneksel sözel problemler kıyaslandığında modelleme problemleri bazı farklı özellikler taşımalıdır. Örneğin, geleneksel sözel problemlerde yapay bir gerçek hayat durumu söz konusu iken modelleme problemlerinde bu gerçeklik daha otantiktir. Geleneksel sözel problemler anahtar kelimelerle yönlendirerek öğrencilerden standart bazı formül ve prosedürleri uygulamasını beklerken, modelleme problemleri daha özgün düşünme ve çözüm yollarına açıktır. Modelleme problemleri grup çalışması gerektirirken geleneksel sözel problemlerde bireysel çalışma ön plandadır. Matematiksel modelleme problemleri ile geleneksel problemler arasındaki önemli farklardan birisi de matematiğin anlamlandırılması ile ilgilidir. Geleneksel sözel problemlerde önce matematiksel kavram ve formüller verilir ve öğrenciden bu kavramı ve formülü yapay gerçek hayat bağlamında uygulaması beklenir. Modelleme problemleri ise belirli bir yöntem önermediği için öğrencilerden dağarcıklarında olan mevcut matematiksel modellerden en uygun olanı seçebilmeyi veya bu modeller yetersiz kalıyorsa yenisini ortaya çıkarmayı beklemektedir. Bu nedenle matematiksel modelleme problemleri öğrencilerin matematiksel kavramları daha anlamlı ve bağlamla ilişkili olarak öğrenmesine katkı sağlamaktadır. Böylece, öğretmenlerin sıklıkla maruz kaldığı ve genellikle öğrencileri tatmin edecek bir cevap veremedikleri “Matematik bizim ne işimize yarayacak?” sorusunun cevabı da bu problemler sayesinde baştan verilmiş olmaktadır:)

Matematiksel modelleme-STEM ilişkisi

Modelleme problemlerinin otantik gerçek hayat durumları içermesi ve işbirlikçi öğrenme ortamları gerektirmesi STEM eğitimini akla getirmektedir. Esasında her bir modelleme problemi mini bir STEM etkinliği olarak kabul edilmektedir. Çünkü modelleme problemleri genellikle farklı disiplinlerden bağlamlar kullanır. Örneğin, radyoaktif maddelerin bozunması fizik disiplininden bir bağlam olup üstel fonksiyonlar ile modellenmektedir. Bu nedenle, üstel fonksiyonları anlamlı bir şekilde öğretmek isteyen bir öğretmen bu bağlamdan yararlanabilir. Anlamlı öğrenmeyi gerektirmesi, grup çalışması gerektirmesi ve 21. Yüzyıl becerilerine odaklanması dolayısıyla modelleme problemleri matematik derslerine özel disiplin odaklı STEM uygulaması olarak kabul edilmektedir. Diğer yandan, her bir disiplin kendi içinde matematiğe oldukça fazla ihtiyaç duymakta. Bütünleşik STEM projeleri ve uygulamaları da matematiksel modelleme yapabilmeyi gerektirmektedir. Kapsamlı bir STEM projesinin başarısı bir gerçek hayat durumunun yapısal özelliklerin matematiksel modellemeler yoluyla ne kadar iyi tanımlandığı ile yakından ilişkilidir. Bu nedenlerle, matematik diğer STEM disiplinleri arasında bir tutkal vazifesi görmektedir.

Sonuç olarak, STEM yaklaşımında matematik önemli bir yere sahip olup uygulamalı matematik bilgisi daha değerli hale gelmektedir. Geleneksel öğretim yaklaşımında gördüğümüz bağlamdan bağımsız konu, kavram ve formüllerin öğretilmesi ve bunları anlamlandırma görevinin büyük oranda öğrenciye bırakılması artık sürdürülemez bir durum haline gelmiştir. Matematiksel konu ve kavramların bağlamla ilişkili, uygulama alanları ile birlikte daha kalıcı ve anlamlı öğretilmesinin gerekliliği eğitimciler arasında ortak bir kanaat olarak dile getirilmektedir. Matematik öğretiminde disiplin odaklı STEM etkinliği olarak kabul edilen modelleme problemlerinin kullanılması STEM yaklaşımının amacına ve felsefesine hizmet etmektedir. Bunun yanında, kapsamlı STEM projeleri de öğrencilere her bir STEM disiplininden anlamlı ve uygulamalı bir şekilde bir şeyler öğrenebilecekleri zengin bir öğrenme ortamı sağlamaktadır.

Bugün Dünya Matematik Günü!