Mühendislik Eğitiminde Matematiksel Modelleme

Son yıllarda uygulamalı matematik, mühendislik, nanoteknoloji, ekonomi ve biyoloji gibi diğer disiplinlerde giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Mühendislik alanları matematik bilginin beceri ile bütünleştirilmesinin en seçkin en yoğun gözlemlendiği alanlardır. Başka bir ifade ile mühendislik, matematiksel modellemenin işe koşulduğu ve insanlığın hizmetine sunulduğu bir alandır. Matematik ve mühendislik eğitiminde önemli bir yer tutan modelleme ilgili olarak teknoloji fakültesinde öğrenim gören mühendis adaylarının görüşlerinin neler olduğu, matematiksel modelleme öz yeterlik ve üst bilişsel farkındalık düzeylerinin kendilerine yapılan öğretim uygulamalarının sonrasında farklılaşıp farklılaşmadığını ve matematiksel modellemede yeterlik düzeylerinin ne olduğunun belirlenmesi amaçlanan bu çalışmada nicel ve nitel yöntemlerin birlikte kullanıldığı karma yöntem tercih edilmiştir. Karma araştırma yönteminin örneklem seçim yöntemlerinden biri olan “amaca uygun örnekleme” yaklaşımı tercih edilmiştir. Çalışma grubunu 2020-2021 Eğitim-Öğretim yılında Kocaeli Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Biyomedikal Mühendisliği programında öğrenim gören farklı gelişim düzeylerindeki toplam 217 öğrenci oluşturmaktadır. 217 mühendis adayından gönüllü olarak görüşmelere katılacağını bildiren farklı sınıflardan 45 mühendis adayı ile görüşmeler ve bu adayların oluşturduğu 12 grup ile de matematiksel modelleme uygulamaları yapılmıştır. Araştırmada, öncelikle çalışma grubuna model ve modelleme, üstbilişsel farkındalık ve matematiksel modelleme öz-yeterlik ölçeği uygulanarak nicel boyutun ön test ve son test verileri alınmıştır. Bir grup katılımcı ile yarı yapılandırılmış görüşme formundan ise nitel boyutun ön görüşme ve son görüşme verileri elde edilmiştir. Sonraki aşamada mühendis adaylarının matematiksel modelleme yeterlik düzeylerinin belirlenmesinde modelleme etkinlikleri uygulanmış ve matematik eğitimcisi uzmanlar tarafından değerlendirilmiştir. Araştırma sürecinde yapılan uygulamalar ve kullanılan ölçme araçları ile verilerin toplanması, Ekim 2020-Aralık 2020 tarihleri arasında mühendis adaylarıyla 11 hafta süresince yapılmıştır. Uygulama öncesi ve sonrası mühendis adaylarının modeller ve modelleme anlayışlarının, matematiksel modelleme öz yeterliklerinin ve üst bilişsel farkındalıklarının yüksek düzeyde olduğu ve bu düzeylerde uygulamalar sonrası lehine istatistiki olarak anlamlı artış olduğu belirlenmiştir. Araştırma sonuçlarına göre matematiksel modelleme uygulamaları mühendis adaylarının model ve modelleme anlayışları, matematiksel modelleme özyeterlikleri ve üst bilişsel farkındalık- viii ları üzerine istatistiki anlamda anlamlı ve pozitif etki sağladığı görülmüştür. Mühendis adaylarının matematiksel modelleme problemlerine verdikleri yanıtların değerlendirilmesi sonucu yüksek düzeyde matematiksel modelleme yeterliklerine sahip oldukları ancak eksik olan bazı yeterliklerin geliştirilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca uygulama sonunda mühendis adaylarının mülakatlarda son görüşmeler verdikleri cevaplar incelendiğinde başlangıç durumuna göre gelişme olduğu tespit edilmiştir. Mühendislik eğitiminde matematiksel modellemeyi öğrenme ve geliştirme sürecini tanımak mühendis yetiştirmede önemli ipuçları verebilir. Bu bağlamda araştırmanın hem mühendis eğitiminde hem de sonrasında mesleki olarak yararlanabilecek sonuçlar üretmesi beklenmektedir. Mühendis ve adaylarının matematiksel modelleme eğitimi araştırmalarının ülkemizde yaygınlaştırılması ve çalışma kapsamında incelenmeyen farklı mühendislik alanlarına yönelik daha kapsamlı çalışmaların yapılması önerilmektedir.