İlkokul 4. sınıf öğrencilerinin matematiksel problem çözme sırasındaki göz hareketlerinin incelenmesi

Abstract

Bu araştırma, ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin matematiksel problem çözme surecindeki göz hareketlerini incelemeyi amaçlamaktadır. Nitel araştırma desenlerinden biri olan bütüncül çoklu durum çalışması yöntemi benimsenmiştir. Araştırma, İstanbul’da öğrenim gören 12 ilkokul 4. sınıf öğrencisi üzerinde gerçekleştirilmiştir. Katılımcılara sıradan (rutin) ve farklı stratejilere yönelik sıradışı (rutin olmayan) problemler sorulmuş ve herhangi bir zaman kısıtlaması getirilmemiştir. Göz izleme verileri, SMI sabit göz izleme cihazı ile toplanmış ve oğrencilerden problemleri çözerken sesli düşünmeleri istenmiştir. Veriler SMI Experiment BeGaze 3.4 programı ile analiz edilmiştir. Araştırmanın alt problemleri, göz hareketlerinin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin sıradan ve sıradışı matematik problemlerini çözmek icin kullandıkları süreçler hakkında nasıl bilgi sağladığını, öğrencilerin göz hareketlerinin kullandıkları sıradışı problem çözme stratejilerine göre değişip değişmediğini ve sıradışı ile sıradan problem çözerken göz hareketleri arasında bir fark olup olmadığını ele almaktadır. Bulgular, sıradışı problemleri çözen katılımcıların, çözemeyenlere göre daha fazla problem çözme suresi harcadığını göstermektedir. Tarama yolu ve sesli düşünme verileri, stratejik yaklaşımlar ve doğru görsel referansların kullanımıyla problemlerin daha etkili bir şekilde çözüldüğünü ortaya koymaktadır. Ayrıca, bazı stratejilerin eksikliğinin öğrencilerin başarısını olumsuz etkileyebileceği ve bu stratejilerin öğretilmesinin önemli olduğu vurgulanmaktadır. Isı haritası bulgularına göre, sıradan ve sıradışı problemlerde başarı düzeyine göre farklılıklar ortaya çıkmıştır. Göz tarama videoları, göz hareketleri tekrar videoları ve sesli düşünme verileri “sorudan cevaba” ve “cevaptan soruya” şeklinde kodlanmıştır. Sıradan problemlerde “sorudan cevaba” kodunun, sıradışı problemlere göre daha fazla olduğu görülmektedir. Çözüm surelerinin analizine odaklanan sonuçlar, göz izleme cihazı kullanılarak milisaniye cinsinden kaydedilen verilerin normal dağılım gösterdiğini ve yapılan bağımlı gruplar t-testinin, sıradışı matematik problemlerinin çözüm surelerinin sıradan problemlere kıyasla istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha uzun olduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular literatürle tartışılmış ve çeşitli öneriler sunulmuştur.

This study examines the eye movements of 4th-grade elementary school students during the mathematical problem-solving process. Utilizing a holistic multiple case study approach, which is one of the qualitative research designs, the research was conducted with 12 4th-grade elementary school students studying in Istanbul. Participants were asked routine and nonroutine problems involving different strategies, with no time constraints imposed. Eye-tracking data were collected using the SMI stationary eye-tracking device, and students were asked to think aloud while solving the problems. The data were analyzed using the SMI Experiment BeGaze 3.4 program. The study investigates how eye movements provide information about the processes used by 4th-grade elementary school students to solve routine and non-routine mathematical problems, whether students' eye movements differ according to the non-routine problem-solving strategies they employ, and whether there is a difference in eye movements when solving routine versus non-routine problems. The findings indicate that participants who solved non-routine problems spent more problem-solving time compared to those who did not solve them. Scan path and think-aloud data reveal that problems are solved more effectively using strategic approaches and correct visual references. Additionally, it is emphasized that the lack of certain strategies can negatively affect students' success, highlighting the importance of teaching these strategies. Heatmap findings show differences in success levels in routine and non-routine problems. Eye-tracking videos, eye movement replay videos, and think-aloud data were coded as "from question to answer" and "from answer to question." It is observed that the "from question to answer" code is more prevalent in routine problems compared to non-routine problems. Results focusing on the analysis of solution times indicate that the data recorded in milliseconds using the eye-tracking device exhibit a normal distribution. A dependent samples t-test reveals that the solution times for non-routine mathematical problems are statistically significantly longer than those for routine problems. The findings are discussed considering the literature, and various recommendations are provided.