
Modelleme ile ilgili önemli sorulardan birisi, modelleme ile problem çözme arasında bir fark olup
olmadığı; eğer varsa bu farkın ne olduğudur. Matematiksel modelleme en çok geleneksel sözel problemlerle karıştırılabilmektedir.
Reusser ve Stebler’e (1997) göre geleneksel sözel
problemler, öğrencilerde kitapta olan veya öğretmen tarafından sorulan her problemin çözülebilir
ve çözülmesi gereken bir problem olarak düşünme; problem anlaşılmadı ise doğru matematiksel
işlemleri seçmek için anahtar kelimelere veya daha
önce çözülen benzer problemlere bakma gibi bazı
didaktik kabullerin gelişmesine sebep olmaktadır.
Ayrıca, sözel problemlerde gerçek hayat durumu
gibi yansıtılan durumlar genellikle bir gerçek hayat
durumu da değildir (Niss ve ark., 2007). Bu problemlerde bütün değişkenler belli, idealleştirilmiş ve
gerçeklikten uzak, yapay bir durum söz konusudur.
Sözel problemleri çözerken öğrenciler sıklıkla
gerçek hayat durumlarını ve deneyimlerini göz
önünde bulundurmadan sadece işlemlere odaklanmaktadırlar (ör. Greer, 1997; Nunes, Schliemann
ve Carraher, 1993). Sözel problemlerdeki gerçekçi
durumu öğrencilerin nasıl algıladıklarını matematiksel modelleme bağlamında inceleyen birçok
çalışma vardır (Greer 1997; Verschaffel ve De Cor
-
te, 1997; Verschaffel, De Corte ve Borghart, 1997;
Verschaffel ve ark., 2002). Bu çalışmalarda öğrencilerin sözel problemleri çözerken gerçek hayat durumlarını da göz önünde bulundurma becerilerini
geliştirmek hedeflenmiştir. Kullanılan soru türleri
aşağıdaki örnekte de görüldüğü gibi geleneksel sözel problemlere çok benzemekle birlikte, göz önünde bulundurulması gereken bir gerçek hayat durumu söz konusudur.
“228 kişilik bir turist kafilesi yüksek bir binanın
tepesinden şehri izlemek istemektedir. Binada
kapasitesi 24 kişilik tek bir asansör bulunmaktadır. Asansör bütün kafileyi binanın tepesine
çıkarabilmek için kaç sefer yapmalıdır?” (Vers
-
chaffel ve De Corte, 1997, s. 584)
Bu problemde, geleneksel sözel problemlerden farklı olarak (ondalık) kesir olarak çıkan bir sonucun
öğrenciler tarafından nasıl yorumlandığını sorgulamaktadır. Burada öğrencilerin sözel problemlere
verdikleri cevapları gerçek hayat bağlamında da
test etme becerilerini geliştirme amaçlanmıştır.
Yani 228’in 24’e bölümü sonucu kalan 12 kişi için
asansörün bir sefer daha yapması gerektiği fikri öğ
-
rencilere kazandırılmaya çalışılmaktadır. Böylece
bu tür sözel problemler matematiksel modelleme
için başlangıç uygulamaları olabilir (Verschaffel ve
De Corte, 1997). Ancak yine de, bu tür problemlerde idealleştirilmiş bir gerçek hayat durumunun
bütün bilinenleri, bilinmeyenleri ve sonucu bulmak
için yapılacak işlemler anahtar kelimelerle sorunun
içerisinde gizlenmiştir.
Lingefjard (2002b), modelleme sürecinde öğrencilerin yaşadıkları birçok alt sürecin problem çözme
olduğunu ve matematiksel modelleme ile problem çözme arasında bir karşılaştırma yapmanın çok anlamlı olmadığını ifade eder. Fakat yine de, matematiksel modelleme ve geleneksel problem çözme arasındaki farklar ve benzerlikler birçok araştırmacı
tarafından incelenmiştir (ör. Lesh ve Doerr, 2003a;
Lesh ve Zawojewski, 2007; Mousoulides, Sriraman
ve Christou, 2007; Zawojewski ve Lesh, 2003). Bu
çalışmalarda geleneksel problemlerle kıyaslandığında matematiksel modelleme problemlerinin
daha açık uçlu, öğrencilere farklı düşünme fırsatları
sunan, daha gerçekçi ve anlamlı öğrenmeyi destekleyen özelliklere sahip olduğu ifade edilmektedir.
Lesh ve Zawojewski (2007), Polya geleneğini devam
ettiren problem çözme çalışmalarının betimsel düzeyde kalmakta olduğu ve öğrencilerin gerçek hayatta problem çözme becerilerini geliştirme sorununa bir çözüm sunmadığı için eleştirmektedir. Bu
araştırmacılara göre problem çözme alan yazınında
bahsedilen problemi anlama, bir strateji belirleme,
uygulama ve test etme gibi aşamalar çalışmaların
çoğunda ortaya çıkan ve farklı terimlerle adlandırılan sıralı yapıyı ifade etmektedir. Bununla birlikte,
yine alan yazında belli başlı problem çözme stratejileri tanımlanmaktadır. Gerçek hayatta bireylerin
ileriki yaşamlarında karşılaşabilecekleri problem
durumları daha karmaşık olacaktır. Lesh ve Doerr
(2003a) ve Lesh ve Zawojewski (2007) gibi araştırmacılar tarafından tartışılan fikirler doğrultusunda
hazırlanan matematiksel modelleme ve problem
çözmenin bir karşılaştırması aşağıda verilmiştir.
Problem Çözme ve Matematiksel Modellemenin bir Karşılaştırması (Lesh ve Doerr [2003a] Lesh ve Zawojewski’den [2007] derlenmiştir.)
Matematiksel Modelleme Yaklaşımları
Matematik ile gerçek hayat arasında bağ kurmaya
çalışan her tür uygulama matematiksel modellemeyle ilişkilendirilebilir. Fakat farklı teorik altyapılar çerçevesinde matematik eğitiminde modelleme
kullanımına yönelik farklı yaklaşımlar söz konusu
olup uluslararası çalışmalarda da henüz ortak bir
anlayış oluşmamıştır (Kaiser, Blum, Borromeo Ferri ve Stillman, 2011; Kaiser ve Sriraman, 2006). Bazı
araştırmacılar modellemeyi matematik eğitiminde
yapılandırmacılığın da ötesinde bir paradigma,
eğitim ve öğretimi yorumlamada yeni bir yaklaşım
olarak benimserken (Lesh ve Doerr, 2003a, 2003b)
bir kısım araştırmacılar matematiksel modellemeyi
gerçek hayat durumlarının matematiksel dilde ifade edilmesi, hazır verilen matematiksel yapıların,
modellerin ve formüllerin gerçek hayatta uygulamaları olarak görmektedir (Haines ve Crouch,
2007).
Matematiksel modelleme alanında yapılan
çalışmalarda tartışılan konuların anlaşılması için
bu farklı yaklaşımların benzer ve farklı yönleri irdelenmelidir. Ancak ne yazık ki, birçok araştırmacı
tarafından dile getirilmekle birlikte henüz matematiksel modellemenin anlaşılmasındaki farklılıklara
yönelik ayrıntılı ve sistematik bir şekilde analiz
eden bilimsel çalışmalar yeterli düzeyde değildir
(Kaiser, 2006; Kaiser ve Sriraman, 2006; Sriraman,
Kaiser ve Blomhoj, 2006). Bu nedenle, matematiksel modellemenin öğrenimi ve öğretimi ile ilgili
tüm dünyada kabul gören bir teoriden bahsetmek
de henüz mümkün değildir (Kaiser ve ark., 2006).
International Commission on Mathematical Instruction
(ICMI) ve
the International Community of
Teachers of Mathematical Modelling and Applications
(ICTMA) tarafından düzenlenen kongrelerde
modellemeyle ilgili sunulan çalışmaların genel hedefleri ve teorik çerçeveleri göz önünde bulundurularak Kaiser (2006) ile Kaiser ve Sriraman (2006)
tarafından
yapılan sınıflandırma bu konuda faydalı
bir bakış açısı sağlamaktadır. Araştırmacılar sınırlı
sayıdaki çalışmaları inceleyerek bunlara yön veren Matematiksel Modelleme yaklaşımlarını 6 başlık altında sınıflandırmaktadırlar: (
i) gerçekçi veya uygulamalı modelleme, (
ii
) bağlamsal modelleme, (
iii
) eğitimsel
modelleme, (
iv
) sosyokritik modelleme, (
v
) epistemolojik veya teorik modelleme ve (
vi
) bilişsel modelleme. Bu sınıflandırmada her bir yaklaşım matematiksel modellemenin farklı bir yönünü ön plana
çıkarmaktadır.
Gerçekçi veya uygulamalı modelleme
yaklaşımı, öğrencilerde problem çözme ve modelleme becerilerini geliştirmeyi hedeflemektedir. Bu
yaklaşımda öğrencilere mühendislik ve diğer bilim
dallarından problem durumları verilerek öğrendikleri matematiksel bilgileri farklı bağlamlarda
uygulamaları önemsenmektedir.
Bağlamsal modelleme
yaklaşımında öğrencilere yapaylıktan uzak
anlamlı gerçek hayat durumları verilmektedir. Böylece öğrencilerin matematiksel kavramları uygun
bağlamlar içerisinde tecrübe ederek daha anlamlı
öğrenebilecekleri varsayılır.
Eğitimsel modelleme
ise
gerçekçi modelleme yaklaşımı ile bağlamsal modelleme yaklaşımının bir çeşit karması olarak düşünülebilir. Bu yaklaşımda matematiksel modelleme ile
uygun öğrenme ortamlarının ve süreçlerinin oluşturularak öğrencilere kavramların öğretilmesini
amaçlamaktadır.
Sosyokritik modelleme
yaklaşımı
ise matematiğin sosyokültürel ve etnomatematik
boyutlarına odaklanmaktadır. Bu yaklaşıma göre
matematik öğretimi ile öğrencilere kendi yaşadığı
topluma ve kültürel yapıya özgü kullanabileceği eleştirel düşünme becerileri kazandırılmalıdır.
Bunu gerçekleştirmede matematiksel modelleme
etkinliklerinin önemli olduğu düşünülmektedir.
Bu çerçevede modelleme sürecinde öğrencilerin
basitten karmaşığa doğru matematiği kullanarak
tartışmaları onların eleştirel düşünme becerilerinin
gelişmesine katkı sunacağı varsayılır.

Epistemolojik
veya teorik modelleme
yaklaşımı ise matematiksel
modellemede, matematiksel kavramlar arasındaki
ilişkileri ve öğrencilerin bunlar üzerinde konuşmalarını ön planda tutmaktadır. Bu yaklaşıma
göre modelleme etkinliklerindeki gerçekçi bağlam
ikinci planda olup, içerisinde matematik olan her
uğraş bir modelleme etkinliği olarak kabul edilir.
Son olarak,
bilişsel modelleme
yaklaşımı ise modelleme sürecinde öğrencilerin yaşadıkları bilişsel ve
üst bilişsel düşünme süreçlerinin analiz edilmesine
odaklanmaktadır. Bu yaklaşıma göre modelleme etkinlikleri öğrencilerin düşünme süreçlerini anlama
ve destekleme amacıyla öğretmenlere yol gösterici
bir ortam sunmaktadır. Kaiser (2006) ile Kaiser
ve Sriraman (2006) tarafından öne sürülen sınıflandırma, sistematik bilimsel bir analizden ziyade
araştırmacıların öznel yorumlarını içermektedir.
Bu sınıflandırmadaki modelleme yaklaşımlarını
birbirinden kesin sınırlarla ayırmak pek de mümkün değildir. Nitekim bunun yüzeysel bir sınıflandırma olduğunu bu araştırmacıların kendileri de
belirterek matematiksel modelleme ve ilgili kavramları üzerine ortak anlayışı artırmak ve derinleştirmek için bu konuda daha ayrıntılı çalışmaların
yapılması gerektiğini önermektedirler.
Kaiser ve Sriraman (2006) tarafından yapılan sınıflandırma farklı matematiksel modelleme yaklaşımlarını ve anlayışlarını ifade etmekle birlikte aralarındaki farkı net bir şekilde ortaya koymamaktadır.
Matematiksel modellemenin matematik öğretiminde kullanım amacı bakımından daha basit bir
sınıflandırma yapmak mümkündür. Genel olarak
bakıldığında matematiksel modellemenin matematik eğitiminde kullanım amacına yönelik iki farklı
yaklaşımdan söz etmek mümkündür: (
i
) matematik
öğretiminin amacı, (
ii
) matematiği öğretmek için
kullanılan bir yöntem (araç) (Galbraith, 2012; Gra
vemeijer, 2002; Julie ve Mudaly, 2007; Niss ve ark.,
2007).
Birinci yaklaşımda matematik öğretimi ile
hedeflenen öğrencilerin modellerinin ve bu modelleri kullanarak matematiksel modelleme yapabilme
becerilerinin geliştirilmesi hedeflenir. Matematik
sel kavram ve modeller verildikten sonra gerçek
hayat uygulamaları ile desteklenir. Bu yaklaşımda
matematikten gerçek hayata (matematikten gerçek
hayata) doğru bir yönelim vardır.
İkinci yaklaşımda
ise matematiksel modelleme matematiksel kavram
ve modellerin öğretilmesinde bir yöntem ve bağlam
olarak kullanılır. Bu yaklaşımda ise gerçek hayattan
matematiğe doğru bir
yönelim söz konusudur. Birincisinde matematiksel
yapılar, kavramlar ve modeller idealleştirilmiş gerçek hayat durumlarında uygulanacak birer hazır
“obje” olarak ele alınırken ikincisinde ilgili matematiksel yapıların oluşturulması, geliştirilmesi ve
genelleştirilmesini ifade eden “sürece” daha çok
vurgu yapılmaktadır.
Yazının tam PDF metni için tıklayınız.
Ayhan Kürşat ERBAŞ
Orta Doğu Teknik Üniversitesi