Esin Bilge YAPAN
Gazitepe Ortaokulu,Silivri, İstanbul
Scientix Elçisi, Edusimsteam İstanbul mentörü
ÖZET
STEAM eğitimi, farklı disiplinleri birleştirerek bütüncül bir yaklaşım sunar. Bu yaklaşım çerçevesinde çeşitli disiplinlerde STEAM senaryoları oluşturmak mümkündür. Gerçek dünya problemleri genellikle Fen ve Sosyal Bilimler alanında ortaya çıkar, ancak çözüm sürecinde matematik her zaman devreye girer. Bütün bilim dallarının temelinde matematik yatar. Felsefe, psikoloji, müzik aletlerinin ses tınılarının belirlenmesi gibi konularda matematiksel düşünce ve mantık kullanılır. Astronomi, bilgisayar bilimleri, hukuk, tıp, biyoloji gibi alanlarda matematik önemli bir rol oynar. Örneğin, astronomide matematik kullanılırken, bilgisayar bilimlerinde matematiksel düşünceye ihtiyaç duyulur. Hukuk alanında matematiksel mantık önemli bir yer tutar. Tıp ve biyoloji ise matematiksel istatistik ve modellerle desteklenir. Matematik tarihi boyunca sayamayacağımız kadar çok alanda kullanılmış ve günümüze ulaşmıştır. Öğrenme sonuçlarını iyileştirmek için önerilen bir fikir, geleneksel matematik problemlerini daha bütünleşik bir şekilde çerçeveleyerek matematiği öğretmektir. Bu yaklaşım, öğrencilerin matematik kavramlarını gerçek hayat durumlarıyla ilişkilendirmelerine olanak tanır. Bu, fizik ve mühendislik gibi matematiğin zaten önemli bir rol oynadığı alanlarda daha kolay uygulanabilir, ancak diğer STEAM alanlarıyla da bütünleştirilebilir. Örneğin, matematik giderek daha fazla teknolojiyle entegre hale gelmiştir, bilgisayar veri tabanları ve elektronik tablolar gibi araçlarla kullanılmaktadır. Bilgisayarlar uzun süredir matematiksel kavramların doğruluğunu kanıtlamada önemli bir rol oynamıştır. Ayrıca matematik, istatistik ve veri analizi gibi konuları içerdiği için, özellikle psikoloji ve liberal sanatlarla da ilişkilendirilebilir. Bu makalede, matematiğin STEAM eğitimindeki önemi ve ilişkisi vurgulanmıştır. Matematik, STEAM disiplinleriyle birlikte çalışarak öğrencilerin çok yönlü düşünme becerilerini geliştirmelerine ve gerçek dünya sorunlarını çözmelerine yardımcı olur.
Giriş
Matematik, sayıların, şekillerin, yapıların ve uzayın incelenmesini içeren bir disiplindir, akıl, semboller ve kurallar tarafından düzenlenir (Sertöz, 2002). STEAM, Science (Bilim), Technology (Teknoloji), Engineering (Mühendislik), Art (Sanat) ve Mathematics (Matematik) kelimelerinin kısaltmasıyla oluşan bir eğitim yaklaşımıdır. Matematik, bu yaklaşımda M harfiyle temsil edilir ve matematiksel düşünceyi içerir. STEAM eğitiminde, disiplinler arası ilişkilendirmede teknoloji yardımıyla sanat entegrasyonu ve tasarım süreci kullanılarak gerçek dünya problemlerine çözümler aranır (Saralar-Aras, 2021).
“Matematik, sadece akademik bir alanda anlaşılması güç kavramlardan oluşan bir bilgi yığını değildir. Aslında, matematik, insanların hayatlarını dolu dolu yaşarken deneyimledikleri sevinçler, üzüntüler, başarılar ve yenilgilerle bir insanlık macerası oluşturur” (Sertöz, 2002, s.118). Matematik, insanlar arasında bir iletişim aracıdır ve kâinatı anlamamız için gerekli bir dil olarak işlev görür. Galileo Galile’nin ifadesinde de belirtildiği gibi, “Kâinat, matematik dilinde yazılmıştır ve kâinatın harfleri üçgenler, daireler ve diğer geometrik şekillerdir. Bu dil ve harfler olmadan kâinatın anlaşılması mümkün değildir” (Galile, 16.-17. yy.). Matematik, akıl, semboller ve kurallar tarafından düzenlenen sayıların, şekillerin, yapıların ve uzayın incelenmesini içerir.
İlköğretim Matematik Eğitimi ve STEAM ile İlişkisi
İlköğretim matematik ve STEAM ilişkisi birçok açıdan önemlidir (Akkeleş, 2013; National Inventors Hall of Fame, 2022). Matematik, kalıpların belirlenmesi, verilerin yorumlanması, ölçümlerin üretilmesi, mali durumun yönetilmesi ve çevremizdeki boşlukları ve yapıları anlamak gibi birçok alanda önemli bir role sahiptir (Viewsonic Library, 2022). Ayrıca, mimarlıktan bilgi teknolojilerine ve tıbba kadar birçok kariyer alanının merkezinde yer alır. Matematik bazen tüm akademik konular arasında daha zorlayıcı olarak kabul edilse de, matematiği diğer alanlarla bütünleştirerek çocukları matematiği benimsemeye ve ömür boyu fayda sağlayacak beceriler geliştirmeye teşvik etmek mümkündür.
STEAM ise öğrencileri fen, teknoloji, mühendislik, sanat ve matematik konularında bir araya getiren disiplinler arası bir eğitim yaklaşımıdır. Bu yaklaşım öğrencilerin üst düzey düşünme becerilerini, yaratıcılıklarını ve yenilikçi kapasitelerini geliştirmeyi hedefler (Milli Eğitim Bakanlığı [MEB], 2022). Proje tabanlı öğrenme, probleme dayalı öğrenme ve yer temelli öğrenme gibi yenilikçi yaklaşımlar STEAM eğitimini destekler. STEAM eğitimi, okul öncesi eğitimden yükseköğretime kadar tüm eğitim sürecini kapsar.
Matematik, STEAM eğitiminde öğrenci gelişimi için büyük öneme sahip olmasının yanı sıra zorlu bir alandır ve öğrencilerin ilgisini çekmek en zorudur. STEAM eğitimi, bilim, teknoloji, mühendislik, sanat ve matematiğin önemini vurgulamayı ve bu konu alanlarının entegrasyonunu teşvik etmeyi amaçlar. Matematik, köklü bir akademik konu olarak kabul edildiğinden STEAM eğitimi kavramına dâhil edilmesi doğaldır. Ancak STEAM kavramının önemli bir önceliği, bu konu alanlarının entegrasyonunu teşvik etmektir.
Matematik öğrenme alanı bazen öğrenciler için zorlayıcı olabilir. Öğrenciler matematiği günlük hayatta nasıl kullanabileceklerini sıkça merak ederler. Bu nedenle matematiği günlük hayatta kullanabilecekleri şekillerde öğretmek önemlidir. Bağlam temelli STEM eğitimi, öğrencilere günlük hayatta karşılaştıkları problemleri çözme becerisi kazandırmayı hedefler (Saralar-Aras & Esen, 2021). Bu eğitim yaklaşımı tasarım odaklı düşünme, disiplinler arası çalışma ve yer temelli öğrenme gibi etkinliklerle öğrencilere problemleri çözme becerisi kazandırmayı amaçlar. Matematik öğretmeni adaylarının STEM eğitimi hakkındaki görüşlerine yönelik yapılan bir araştırma, STEM eğitiminin ortaokul matematik müfredatında belirtilen yetkinlikleri kazandırmada faydalı olduğunu göstermektedir.
STEM eğitiminde sıklıkla kullanılan matematiksel modelleme, matematik öğretim programının amaçlarından biri olan matematik ile günlük hayat arasındaki ilişkiyi kurma ve problem çözme becerilerini geliştirme konusunda katkı sağlar (Kertil, 2008). Ancak matematiksel modelleme yaklaşımlarında genellikle “kâğıt-kalem tabanlı etkinlikler” tercih edildiğinden (MEB, 2018, s.11) öğrencilerin matematiksel bilgiyi yapılandırma sürecine çoklu temsiller ve materyallerle yeterince katkı sağlanamamaktadır (Kertil & Gürel, 2016). Matematiksel modelleme, öğrenme-öğretme süreçlerinde etkili bir yöntem olarak kabul edilmektedir. Doruk ve Umay (2011), Kertil (2008), Korkmaz (2010) ve Lesh ve Doerr (2003) gibi birçok çalışma, matematiksel modellemenin öğrencilerin matematikle ilişki kurmalarını, günlük hayatla bağlantı kurmalarını ve problem çözme becerilerini geliştirmelerine yardımcı olduğunu göstermektedir. Bu çalışmalar, matematiksel modellemenin öğrencilerin matematiksel bilgiyi yapılandırmalarına katkı sağladığını, gerçek dünya problemlerini çözmelerine olanak tanıdığını ve matematikle ilgili kavramları daha anlamlı hale getirdiğini ortaya koymaktadır. Matematiksel modelleme, öğrencilerin matematik konularını daha derinlemesine anlamalarına ve gerçek dünyada karşılaşacakları problemleri çözmek için matematiksel düşünme becerilerini kullanmalarına yardımcı olmaktadır.
Bunun yanında, matematik öğretmeni adaylarının STEM eğitimi hakkında bilgileri ve görüşleri önem taşımaktadır (Aydın & Derin, 2020; Saralar-Aras & Tiflis, 2020). Bu nedenle, öğretmen görüşlerini almaya yönelik birçok çalışma yapılmıştır. Örneğin, Nacar ve diğerlerinin (2020) çalışması, Türkiye’de orta büyüklükte bir üniversitenin İlköğretim Matematik Öğretmenliği Programı’nda öğrenim gören 34 öğretmen adayıyla gerçekleştirilmiştir. Araştırma kapsamında, bir araştırmacı tarafından 2 saatlik bir STEM Eğitimi verilmiştir. Eğitimde, STEM’in disiplinler arası doğası, STEM ve 21. yüzyıl becerileri, mühendislik tasarım döngüsü ve STEM’de sanatın yeri gibi konular ele alınmıştır. Eğitimin sonunda, araştırmacılar tarafından geliştirilen ve 9 sorudan oluşan “Öğretmen Adayları için STEM Eğitimi Görüşme Formu” kullanılarak öğretmen adaylarının görüşleri alınmıştır. Elde edilen öğretmen görüşleri, araştırmacı tarafından betimsel analize tabi tutularak kodlar ve kategoriler belirlenmiştir. Araştırma sonucunda, öğretmen adayları STEM eğitiminin ortaokul matematik müfredatında belirtilen yetkinlikleri kazandırmada oldukça faydalı olacağını düşündüklerini ifade etmişlerdir.
Kısaca belirtmek gerekirse, ilköğretim matematik ve STEAM ilişkisi birçok açıdan önemlidir. Matematik, STEAM eğitimindeki diğer konu alanlarıyla bütünleştirilerek öğrencilerin üst düzey düşünme becerilerini ve yaratıcılıklarını geliştirmelerine yardımcı olur. Bağlam temelli STEM eğitimi, öğrencilere günlük yaşamdaki problemleri çözme becerisi kazandırırken matematiksel modelleme, matematik ile günlük hayat arasındaki ilişkiyi kurma ve problem çözme becerilerini destekler. Bu alanlardaki çalışmalar, öğrencilerin matematikle daha güçlü bir bağ kurmalarına ve matematik konularını anlamalarına yardımcı olmaktadır.
Sonuç
Sonuç olarak, STEAM eğitimi bütünleştirici ve çok disiplinli bir yaklaşımdır. Farklı alanları ortak bir problem çözme amacında bir araya getirerek sonunda bir ürün ortaya çıkarır. Matematik, tüm bilimlerin temeli olan bir disiplin olarak, STEAM eğitimi uygulama sürecinde büyük ölçüde kullanılmaktadır.
STEAM eğitimi kavramının temel önceliklerinden biri, entegrasyonu teşvik etmektir. Öğretmenler ve akademik kurumlar için entegrasyon gerçekten önemlidir. Öğrenci katılımını ve genel öğrenme sonuçlarını iyileştirmek için matematiksel kavramları gerçek dünyadaki durumlara uygulamak, öğrencilerin matematik problemlerini tanımlamayı daha kolay hale getirebilir. Fen, teknoloji, mühendislik ve sanat alanlarında önemli bir çapraz geçiş potansiyeli bulunması da bu hedefi erişilebilir kılmaktadır.
STEAM eğitiminin en önemli disiplinlerinden biri matematiktir. Matematiğin öğrenilmesini kolaylaştırmak için daha fazla proje temelli ve sorgulayıcı eğitim-öğretim ortamlarının oluşturulması önemlidir. STEAM projeleri yapmak için kurulan gruplarda öğrenciler, toplum genelini ilgilendiren bir sonuca çözüm bulurken aynı zamanda matematiği yaşayarak öğrenmiş olurlar.
STEAM eğitimi, öğrencilerin üst düzey düşünme becerilerini, yaratıcılıklarını ve yenilikçi kapasitelerini geliştirmeyi hedeflerken matematik, bu sürecin temel bir bileşenidir. Matematik, STEAM projelerinde önemli bir rol oynar ve öğrencilere problem çözme, analitik düşünme ve eleştirel akıl yürütme becerilerini geliştirme fırsatı sunar. Bu sayede öğrenciler, gerçek dünya problemlerine matematiksel bir bakış açısıyla yaklaşabilir ve çözüm üretebilirler. STEAM eğitimi, matematik disiplinini günlük hayatla entegre etmeyi ve öğrencilerin matematiği somut ve anlamlı bir şekilde deneyimlemesini sağlamayı amaçlar. Böylece matematik, öğrencilerin hayatlarında önemli bir rol oynayan bir beceri haline gelir ve onlara yaşam boyu fayda sağlar.
Kaynakça
Akkeleş, A. (2013). Matematik ve bilimdeki yeri. Haber Kıbrıs. https://haberkibris.com/matematik-ve-bilimdeki-yeri–2013-07-10.html
Aydın, E., & Derin, G. (2020). Matematik öğretmeni eğitiminde STEM-matematiksel modelleme birlikteliğinin problem çözme ve modelleme becerilerine etkisi. Boğaziçi Üniversitesi Eğitim Dergisi, 37, 93-121.
Doruk, K. B., & Umay, A. (2011). Matematiği günlük yaşama transfer etmede matematiksel modellemenin etkisi. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 41(1), 124-135. http://openaccess.ahievran.edu.tr/xmlui/bitstream/handle/20.500.12513/429/doruk,%20k%C3%BCrsatbekir.pdf?sequence=1
Kertil, M., & Gurel, C. (2016). Mathematical modeling: A bridge to STEM education. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 4(1), 44-55.
Kertil, M. (2008). Matematik öğretmen adaylarının problem çözme becerilerinin modelleme sürecinde incelenmesi. Doktora tezi, Marmara Universitesi, Türkiye.
Korkmaz, E. (2010). İlköğretim matematik ve sınıf öğretmeni adaylarının matematiksel modellemeye yönelik görüşleri ve matematiksel modelleme yeterlikleri. Doktora tezi, Balıkesir Üniversitesi, Türkiye.
Lesh, R., & Doerr, H. M. (2003). Foundations of a model and modeling perspective on mathematics teaching, learning, and problem-solving. In Beyond constructivism (pp. 3-33). Routledge.
Milli Eğitim Bakanlığı. (2022). Edusimsteam Projesi resmi sayfası. http://edusimsteam.eba.gov.tr
Milli Eğitim Bakanlığı. (2018). Matematik dersi öğretim programı (İlkokul ve ortaokul 1, 2 ,3 4, 5,6, 7 ve 8. sınıflar). MEB. Ankara.
Nacar, S., Macit, E., Altay, B. (2020). İlköğretim matematik öğretmeni adaylarının STEM eğitimi hakkındaki görüşleri. M. Talas (Ed.) IV. Uluslararası Battalgazi Bilimsel Çalışmalar Kongresi Özet Kitabı (s.50). Malatya, Türkiye.
National Inventors Hall of Fame. (2022). Exploring mathematics in STEAM. https://www.invent.org/blog/trends-stem/steam-acronym-math
Saralar-Aras, İ. (2021). Esnek Öğrenme Alanlarında STEAM Eğitimi. S. H. Eral, & İ. Saralar-Aras (Eds.), Kuramdan uygulamaya geleceğin sınıfını tasarlama (s. 59-66). Ankara, Türkiye: Millî Eğitim Bakanlığı D.S.İ./ Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü.
Saralar-Aras, İ., & Esen, B. (2021). Geometri eğitiminde STEM çalışmaları. İ. Saralar-Aras (Ed.), Okul öncesinden ortaöğretime farklı disiplinlerde STEM eğitimi uygulamaları (s.207-232). Ankara, Türkiye: Millî Eğitim Bakanlığı D.S.İ./ Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü.
Saralar-Aras, İ., & Tiflis, O. (2020, November). A literature review on technology use of British and Chinese pre-service mathematics teachers. Paper presented at the British Society for Research into Learning Mathematics Autumn Conference 2020. Online, UK: BSRLM.
Sertöz, S. (2002). Matematiğin aydınlık dünyası. Tübitak yayınları.
Viewsonic Library. (2022). STEAM eğitiminde matematiğin önemi. https://www.viewsonic.com/library/tr/egitim/steam-egitiminde-matematigin-onemi/