Investigation of the Use of Interdisciplinary Mathematical Modeling Activities in the Transition To Stem Education in Middle School Mathematics Course: a Mixed Method Study

Abstract

Bu çalışmanın amacı; ortaokul 8. sınıf matematik dersinde disiplinler arası bir araç olarak öğrenci gruplarının matematiksel modelleme problemlerinin aşamalarını gerçekleştirmedeki yeterliliklerini ve matematiksel modelleme problemleri ile ilgili katılımcı görüşlerini incelenmek, uygulanan yaklaşımın öğrencilerin STEM'e yönelik tutumlarına ve STEM motivasyonlarına etkisini araştırmaktır. Araştırmada iç içe karma desen kullanılmıştır. Araştırmanın örneklemini, 2020-2021 eğitim öğretim yılının ikinci döneminde 8. sınıf düzeyinde öğrenim gören 64 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmanın verileri; STEM'e yönelik tutum ölçeği, STEM motivasyon ölçeği, matematiksel modelleme etkinlikleri ve yarı yapılandırılmış görüşme formu ile toplanmıştır. Elde edilen bulgulara göre, STEM eğitimine geçişte disiplinler arası matematiksel modelleme etkinliklerinin kullanımının öğrencilerin STEM tutumlarının matematik alt boyutuna yönelik, STEM motivasyonlarının ise bilim, mühendislik ve matematik alt boyutlarına yönelik istatistiksel olarak anlamlı ve pozitif yönde bir etkisinin olduğu görülmüştür. Öğrencilerin deneyimleri ve görüşleri de, bu uygulamaların öğrencilerin STEM'e yönelik duyuşsal becerilerinin gelişmesine katkıda bulunduğunu göstermektedir. Bu bağlamda STEM eğitimine geçişte matematiksel modelleme kullanımının STEM'in özellikle M boyutuna yönelik duyuşsal becerilerin olumlu yönde gelişmesine katkıda bulunduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu sonuçtan yola çıkarak, STEM'e geçişte disiplinler arası matematiksel modelleme kullanımının farklı değişkenler yönünden etkilerini ortaya çıkarabilecek farklı araştırmaların yapılması önerilmektedir.

The aim of this study is to examine the proficiency of the groups in performing the stages of mathematical modeling problems as an interdisciplinary tool in the middle school 8th grade mathematics course, and to examine the participant's views on mathematical modeling problems, and to investigate the effect of the applied approach on students' attitudes towards STEM and STEM motivation. In the research, nested mixed design was used. The sample of the research consists of 64 students studying at the 8th grade level in the second semester of the 2020-2021 academic year. The data of the research; The attitude scale towards STEM was collected with the STEM motivation scale, mathematical modeling activities and a semi-structured interview form. According to the findings, it was seen that the use of interdisciplinary mathematical modeling activities in the transition to STEM education had a statistically significant and positive effect on the mathematics sub-dimension of students' STEM attitudes, and STEM motivations on the science, engineering and mathematics sub-dimensions. The experiences and opinions of the students also show that these practices contribute to the development of students' affective skills towards STEM.In this context, it has been concluded that the use of mathematical modeling in the transition to STEM education contributes to the positive development of affective skills, especially for the M dimension of STEM. Based on this result, it is recommended to conduct studies that can reveal the effects of the use of interdisciplinary mathematical modeling in terms of different variables in the transition to STEM.