MATEMATİK Matematik ve Bilişim Liseleri (Analiz ve olasılık teorisi, haftalık 5, yıllık toplam 175 ders saati) GİRİŞ Matematiğin bir kolu olan Analiz ve olasılık teorisi müfredat programı, onuncu sınıfta edinilen matematik bilgilerin genişletilmiş şeklinin bir devamıdır. Bu nedenle on birinci sınıf müfredat programı öğrencilerin fizik ve toplumsal dünya ile ilgili bilgi ve yetenek kazanılmasına ve genişletilmesine; Aynı şekilde öğrencilere matematikte bilimine karşı olumlu tutumun gelişmesine, pratik hayatta problemleri doğru olarak çözmeye yarayacak şekilde düşünme yolu geliştirmesine de olanak sağlar. Her dersin olduğu gibi matematik dersinin bir takım amaç ve hedefleri vardır. Bunları özetle sıralamak mümkündür. Öğrencilerin benlik kavramını genişletir; bağımsız ve sistematik çalışma alışkanlığı kazandırır; çalışmalarında yaratıcı, eleştirel ve estetik düşünme gücüne sahip olmalarna yol açar karşılaştığı problemleri çözebilecek bilimsel metodlara göre çalışma yollarını geliştirebilmelerine yol açar. Analiz ve olasılık dersinde kullanılan sembol ve diyagramlar yardımıyla öğrencilerin doğru ve pozitif düşünme yeteneğini ve düşüncelerden genel sonuçlara ulaşabilme özelliği kazandırır. Olasılık teorisinin ve istatistiğin ekonomi, tıp ve teknolojide uygulama alanı bulması her geçen gün daha çok çağdaş toplumun gelişmesinde önemini artırmaktadır. 131 UZAK HEDEFLER Analiz ve olasılık teorisi öğreniminin hedefi öğrencilerin: İyi düşünme yeteneğini, doğru hüküm verme alışkanlığını, konuşma, yaratıcı ve eleştirel gücünü geliştirmesi; matematik dersinde edindikleri bilgi ve becerileri pekiştirmeleri, bağımsız çalışma alışkanlığı kazanabilmeleri, ayrıca fizik, kimya ve diğer doğa bilimlerde, pratik hayatta uygulayabilmeleri; üst öğrenime bir temel oluşturacak şekilde hazırlaması gerekir. GENEL HEDEFLER 11. sınıf Analiz ve olasılık teorisi müfredat programının genel hedeflerini özetle şöyle sıralamak mümkündür: Tutum ve değerler açısından o Beden, zihin, ahlâk, ruh ve duygu bakımından dengeli ve sağlıklı şekilde gelişmiş bir kişiliğe ve karaktere, geniş bir dünya görüşüne sahip, topluma karşı sorumluluk duyan, yapıcı, yaratıcı ve eleştirel düşünen, verimli kişiler olarak yetiştirmek. Kavrama açısından o Derece, radyan ve grad açı ölçü birimlerini, “e” sayısını, monoton ve sınırlı dizilerin limitini anlamaları; Anlama açısından o Trigonometrik terminleri, kompleks sayıları, dizileri, olasılık ve istatistik fonksiyonları anlamaları ve bilmeleri; o Matrislerle yapılan toplama, çıkarma, çarpma, bir matrisin bir skalerle çarpımı ve iki matrisin çarpma işlemlerini anlamaları ve bilmeleri; o Problemlerin çözümünde izlenen metod ve süreçleri anlamaları ve bilmeleri; o Yakınsak (konvergent) dizilerin esas özelliklerini anlamaları ve bilmeleri gerekir; Uygulama açısından o Trigonometrik çember. Geniş açıların trigonometrik fonksiyonları. Peryot kavramı.Trigonometrik denklem ve eşitsizliklerin çözümlerini anlamaları; o İki açının toplam ve farkı formülerinin farklı trigonometrik problemlerin çözümünde uygulayabilmeleri; 132 o Üçgenlerde trigonometrik bağıntılar. Trigonometrik bağıntıların, üçgenlerde ve geometrik şekillerin çözümlerinde uygulayabilmeleri; o Kompleks sayının trigonometrik şeklini, kompleks sayılarla yapılan işlemleri, Muavır formülünü, kompleks sayının karekökünü almaları ve bilmeleri; o Aritmetik ve geometrik dizi problemleri; o Olasılık hesabının özelliklerini, matematik beklenti, varyans, standart sapma ile ilgili problemlerin çözümlerini uygulayabilmeleri gerekir. Karar verme becerisi açısından o Çeşitli trigonometri, kompleks sayı, dizi olasılık teorisi ve istatistik problemlerin çözümünde etkenleri, teoremleri ve çözüm metodlarını kullanabilme yeteneklerini kullanabilmeleri; o Verilerin değerlerine göre verilen denklemin çözümünün çözümleme (analizini) ve irdeleme yapabilme yeteneklerini kullanabilmeleri; o Limit ve dizilerin tanımını kullanarak problemlerin çözümünde yeteneklerini kullanabilmeleri; o Farklı matematik problemin çözümünde yapıcı ve eleştirel düşünmeyi uygularken önermenin karşı önermesini ortaya koyabilmeleri, ayrıca problemlerin karşı problemlerini kurabilme yeteneklerini kullanabilmeleri gerekir. PROGRAM İÇERİĞİ 11. sınıf müfredat programının hedef ve genel amaçlara göre program içeriğinin dağılımı tablo – 1’ de verilmiştir Tablo – 1 Ders Analiz ve olasılık teorisi İçerik kategorileri I. Analiz II.Olasılık teorisi ve istatistik Yazılı ödevler Testler Yedek ders saatler. Ders saatleri 117 30 Yüzdelik (%) 66,86 17,14 12 8 8 6,86 4,57 4,57 Toplam 100 133 PROGRAM İÇERİĞİ, KAZANIMLAR, DERSLER ARASI İLİŞKİ KATEGOALT PROGRAM IÇERIĞI RILER KATEGORILER I. ANALİZ I.1.1 Trigonometri I.1.1. Geniş açıların trigonometrik fonksiyonları (trigonometrik çember) Açı ölçü birimleri (Yönlü açı); Trigonometrik çember. Radyan, derece ve grad açı ölçü birimlerinin dönüşümlerinde hesap makinesinin kullanımı. KAZANIMLAR Öğrenciler: 1. Açı ölçü birimlerini bilmeleri; 2. Hesap makinesi kullanmadan açı birimlerini dönüşümünü yapabilmeleri; 3. Herhangi bir açının trigonometrik fonksiyonunun I.1.2.Trigonometrik fonksiyonlar ve tanımını trigonometrik çemberde yapabilmeleri; trigonometrik çember sinx, cosx, tgx, ctgx, secx, csecx trigonometrik 4. Esas trigonometrik özdeşlikleri fonksiyonları. kullanarak farklı trigonometrik Esas trigonometrik özdeşlikler. özdeşlikleri ispat edebilmeleri; Trigonometrik fonksiyonarın sayısal değerlerini 5. İki yay toplamının veya hesaplamada hesap makinesinin kullanımı. farkının oranları (adisyon) formülerini akılda I.1.3.İki yay toplamının veya farkının bilmeleri ve ve bu formülerden trigonometrik oranları (adisyon formüleri) çıkan sonuçları çıkarabilmeleri; İki yay toplamının veya farkının trigonometrik 6.Trigonımetri bilgilerine oranları (adisyon formüleri) dayanarak trigonometrik denklem ve sonuçları.Yarım açı formülleri. Dönüşüm ve eşitsizlikleri çözebilmeleri; formüleri.Ters dönüşüm formüleri. 7. Esas trigonometrik ve ters trigonometrik fonksiyonların I.1.4.Trigonometrik denklem ve eşitsizlikler grafiklerini kitaba bakmadan Özel trigonometrik denklem ve eşitsizlikler. çizebilmeleri; I.1.6. Trigonometrik fonksiyonların çizimi ve 8. Bileşik trigonometrik 134 DERSLER ARASI ILIŞKI Fizik - radyoaktif bozunma kanunu; Coğrafya – nufus artımının üslü fonksiyon olarak gösterimi Fizik ve Kimya (radyoaktif elementlerin yarılanma süresinin hesabı) Fizik (harmonik hareketi, yatay atış, alternatif fonksiyonların grafiklerini akım v.b.) çizebilmeleri; 9. Sinüs ve kosinüs teoremini Astronomi betimleyebilmeleri ve farklı (küresel üçgen) trigonometrik problemelerin çözümünde uygulayabilmleri; I.1.6. Ters trigonometrik fonksiyonlar 10. Farklı şekilde verilen y = arcsinx y=arccosx, kompleks sayıları ayırt edebilmeleri ve birbirlerine y = arctanx , y = arcctgx grafikleri ve özellikleri dönüştürebilmeleri; Hesap makinesi ile ters fonksiyonların sayısal 11. Kompleks sayının değerlerinin hesabı. trigonometrik şeklini kullanarak kompleks sayılarla yapılan işlemleri yapabilmeleri; I.1.7. Üçgende trigonometrik bağıntılar 12. Farklı formülerin ispatında (üçgenlerin çözümü) Sinüs ve kosinüs teoremi. Muavır formülünü Sinüs ve kosinüs teoreminin uygulaması – uygulayabilmeleri gerekir. üçgenlerin çözümü. Çeşitli formülerin ispatı. 13. fonksiyon kavramını kullanarak sayı dizilerinin tanımını yapabilmeleri; I. 2.1. Kompleks sayılar Kompleks sayının trigonometrik şekli; 14. Aritmetik ve geometrik Fizik Kompleks sayının trigonometrik şekilden dizileri ayırd edebilmeleri ve cebirsel şekle ve cebirsel şekilden trigonometrik özeliklerini farklı problemelerin şekle geçilmesi. Kompleks sayılarla yapılan çözümünde uygullayabilmeleri; işlemler. Kuvvet ve kök alma işlemi 15. Sınırlı ve monoton dizilere ait (Muavır formülü) örnekler vermeleri; Muavır formülünün uygulaması 16. Bir dizinin limitini “ epsilon komşuluğu” tekniği ile yapabilmeleri; I.3.1. Sayısal diziler Sayısal dizilerin tanımı; sabit diziler; monoton 17. Yakınsak ve ıraksak dizilerin incelenmesi y = sinx , y = a sinx , y = sin(x + α ) y = a sin ( x + α ) aynı şekilde cos, tnx, ctx gibi trigonometrik fonksiyonların grafikleri I.2. Komplek ( karmaşık ) sayılar I.3. Sayısal (numerik) 135 diziler Olasılık teorisi ve istatistik II.1. Olasılık teorisi II.2. İstatistik 136 diziler; sınırlı ve sınırsız diziler; dizilere ait özel özelliklerini limit kavramı örnekler; aritmetik ve geometrik diziler. yardımıyla yapabilmeleri; 18. Bazı monoton ve sınırlı dizilerin yakınsaklığını I.3.2. Bir dizinin limiti Dizilerde limit kavramı; yakınsak ve ıraksak incelemeleri; diziler; yakınsak dzilerin esas özellikleri; 19. Matemetik indüksiyonla monoton dizilerin yakınsaklığı; “e” sayısı. (tümevarımla) Bays teoreminin ispatını yapabilmeleri; 20. Binom ve geometrik II.1.1. Olasılık teorisi Deney. Örneklem nokta ve uzayı. Olay, dağılımını farklı problemlerin olanksız olay, kesin olay. Olasılık (ölçüsü) çözümünde kullanabilmeleri; fonksiyonu. Eş olumlu örneklem uzayı 21. Aritmetik, geometrik .Bağımsız olay Eş olumlu örnek uzayı. Koşullu harmonik orta, mod, medyan ve olasılık. Bağmsız ve bağımlı olaylar. Matematik lineer korelasyonu farklı beklenti. problemlerin çözümünde Varyant ve satandard sapma; Bays formülü. kullanabilmeleri gerekir. Binom dağılım; Geometrik dağılım “Doğum paradoksu” II.2.1. Istatistik Aritmetik orta, geometrik orta, medyan, mod, dispersiyonu, lineer korelasyonu ve anlamlılık testi. Biyoloji (canlı varlıkların geometrik dizi olarak artışı) Biyoloji, coğrafya ve kimya. METODOLOJİK YÖNERGELER Öğrencilerin kazanması gereken hedef ve davranışlar Analiz ve olasılık teorisi müfredat programında öngörülmüştür. Öğretmen kendisini bir hedefteki davranışların hepsini öğrencilere kazandırabilmeyi ilke edinmek zorundadır. Pratik, eğitim amaçlarına ulaştırmada kullanılacak metod ve tekniklerin çok önemli olduğunu göstermektedir . Programda düzenlenen üniteler ve seçilen konular işlenirken izlenecek yollar, baş vurulacak etkinlikler, öğrencide beklenen davranış değişikliğin meydana gelip gelmiyeceğini ve dolayısıyla eğitim amaçlarının gerçekleştirilmesinde önemli rol oynar. Bu nedenle, öğretmen öğrecileriyle birlikte, amaçlara doğru olarak yapacağı çalışmalar, eğitim oluşumuna etki yapan en önemli etkenlerdir. Bu nedenle öğretmen, eğitim, öğretim çalışmalarında; öğrencileri, amaçlara ulaştıracak metod ve etkinlikleri benimsemeli ve uygulamalıdır. Yöntem ve teknikler öğrencilerin, yaratıcı ve eleştirel düşünme yeteneğini geliştirir, problemleri çözmeye yarayacak şekilde düşünme yolu geliştirecek ve matematik dersinde edindikleri bilgi ve becerileri günlük hayattaki problemleri çözmede geliştirir. Ev çalışmaları ve seminerlerin düzenlenmesi de öğrencilerin bağımsız ve yapıcı çalışmaların gelişmesinde önemli bir etkendir. Öğretmen yöntem ve tekniklerin seçiminde bir çok etkenden başka aşağıda belirtilen nitelikleri de göz önünde bulundurmalıdır. Ders biriminin içeriği; Öğrencilerin kavrama nitelikleri; Öğrencilerin bilgi düzeyi ve istemleri Bu nedenle öğretmenin kullanacağı yöntem ve teknikler öğrencilerin kavrama düzeylerine uygun olmalıdır. Öğretmen müfredat programında öngörülen amaç ve hedeflere ulaşması için çok sayıda yöntem ve teknik kullanması gerekir. Kullanılan yöntem ve teknikler öğrencilerde grup çalışmalarına ivme kazandırır. Öğrencilerin toplumsal süreçlerdeki bağların kuvvetlenmesine olanak sağlar. Öğretmen, öğrencilerin, görev ve sorumluluk duygusu kazanmasına, kazandıkları bilgilerin genişlemesi ve değerlendirmesine yardımcı olur. Öğrencilerin söz konusı özellikleri kazanabilmeleri için aşağıda belirtilen süreçleri benimsemeleri gerekir. 1. Öğretmen, matematik problemlerini seçerken, öğrencilerin kendi yaşantısından seçmelidir. Problemler, öğrencinin istekle yapacağı 137 2. 3. 4. 5. nitelikte olmalıdır. Bu şekilde anlaşılması güç ve yeteri dercede soyut ve teorik olan Analiz ve olasılık teorisi dersine karşı öğrencilerde olumlu tutum, günlük hayata yakın ilişkisi olan bir ders niteliğini kazanmış olur. Öğretmen sözlü olarak verilen bir matematik problemleri hakkında öğrencilerin düşünmelerini teşvik eder. Öğretmen mümkün olduğu kadar öğrencilerin araştırma yapmalarını, problem çözmelerini kendi kendilerine yapmalarına olanak tanımalı, gerekmedikçe müdahale etmemelidir. Öğrenciler herhangi bir zorlukla karşılaştığında onlara yardım etmelidir. Bu şekilde öğrenciler çeşitli araştırma ve gözlem yapmalarını, not almalarını, problemlerin kaydını yapmalarını ve bilgi edinmeleri teşvik edilir. Matematik dersinde sorulan bir çok soruya cevap verilmelidir. Sorulan soruların öğrenciler için anlamlı olması önemlidir. Öğrenciler yukarıda belirtilen niteliklerde belirtilen basit araştırma alanında planlar ve sorular geliştirirler ve sorulara kesin yanıtlar verirler. Öğrenciler öğretmenleriyle birlikte yaptıkları araştırma, pratik çalışma ya da problemlerin çözümü hakkında tartışırlar. Öğretmen öğrencilere çalışmalarla ilgili alternatif çözümler önerirler, görev ve sorumluluk duyguların gelişmesi için rehberlik eder. Öğrencilerin eğitim sürecinde etkili eğitim ve projede öngörülen amaçlara ulaşmaları için ”Eleştirel düşünme metodu” , “Öğrenci merkezli eğitim” ve “Etkili öğretim metodları” gibi çağdaş eğitim metodların kullanılması önerilir. Aşağıda birkaç çalışma metodu verilmiştir. ÇALIŞMA METODLARI Okul öğrencilerde matematik dersine karşı ilgi alanını adım adım geliştirecek nitelikte bir ortam oluşturması gerekir. Analiz ve olasılık teorsi dersi özde olarak anlam ve bağıntılar açısından soyut bir bilimdir. Bu nedenle matematik dersi soyut ve konuşma şeklinde olmamalıdır. Öğrencilere matematik konuları öğretilirken deneylerden, verilerin grafiklerden ve günlük hayataki uygulamalardan yararlanmalıdır. Analiz ve olasılık teorsi dersin konuları ön koşul bir yapıya sahiptir. Analiz ve olasılık teorisi dersin konularını bir kereden tümü138 yle anlamak mümkün olmadığından öğrenciler matematik dersine ait bilgileri sarmal yay şeklinde verilmelidir. Matematikte herhangi bir kavram, onun ön koşulu durumundaki diğer kavramlar kazandırılmadan verilemez. Küçük küçük matematik konuları birleştirerek ön koşul durumundaki diğer kavramları kazandırmak iyi bir yol oluşturur. Bu şekilde matematik bilgiler daha kolay benimsenir, pekiştirilir ve ön koşul durumundaki matematik kavramlar için bir ön hazırlık gerçekleşir. Teşvik matematik dersinin öğrenme anahtarıdır. Demek oluyor ki öğrencilere çalışma alışkanlığı kazandırmak için onları sistematik bir şekilde teşvik etmek ve çalışmalarında süreklilik kazandırmak, öğretmenin becerisine bağlı bir işlemdir. Öğrencinin çalışmalarda bağımsız ve sistematik olması bir evrensel özelik belirtisidir. Söz konusu özellikler öğrencilerde mantıksal düşünmeyi, bilimsel araştırma ve tartışmayı hızlandırır. Her öğrenci birbirinden farklıdır. Aynı yaştaki öğrencilerin; yetenekleri, gelişme hızları, ilgi alanları ve kabiliyetleri arasında büyük farklar vardır. Bu nedenle öğretmen öğrenciler arasındaki ferdi farkları ortadan kaldırmak için yöntemler aramalıdır. Eleştirel düşünme metodu öğrenciler arasında zekâ bakımından ferdi farkları gidermek için bireysel ve küçük grup (iki ya da dört kişilik) çalışmalara baş vurmak zorundadır. Öğretmen öğrencilerin karşılaştıkları farklı problemleri çözebilecek özgün yöntemler geliştirebilmek zorundadır. Analiz ve olasılık teorsi dersinin amacı problemlerin çözümlerini mekanik olarak değil, konularını benimseyerek, problemleri ise istekle çözecek nitelikte olmalıdır. Matematik dersinde edinilen ve geliştirilen bilgi ve becerileri, öğrenciler hayatta uyguladıktan sonra önem kazanır. Öğretmen birinci sınıfta “sterotip” ve “öğretmen merkezli” eğitim yöntemini asla kullanamaz. Söz konusu yöntem öğrencinin etkinliğini ve anlama eğilimini zorlaştırır. Matematik konuları ön koşul ilişkili bir yapıya sahiptir. Herhangi bir kavram, onun ön koşullu durumundaki diğer kavramlar kazandırılmadan verilemez. Problemler gereği kadar açık olmalı, aynı zamanda öğrencilere bir takım bilgiler kazandırmak amacı taşımalıdır. 139 DEĞERLENDİRME Değerlendirme, eğitim etkinliklerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Eğitimde değerlendirme, öğrencilerin bilgi eksikliklerini tespit etmek, başarılarını saptamak, başvurulan öğretim metodunun etkinliğini anlamak, kullanılan eğitim programının uygun olup olmadığını belirlemek gibi amaçlarla yapılır. Öğrenci eksikliklerini saptamak ve kullanılan öğretim metodların etkinliğini anlamak, öğrenciden çok öğretimi ilgilendirir. Öğrenci başarısını değerlendirmede, öğrenimin programda belirtilen amaç ve davranışların ne kadarını kazandığının saptanması işlemidir. Bu çalışmaların sonunda, öğrencinin başarısı değerlendirilir. Matematik eğitiminde öğrencinin eksikliklerini saptamak ve bireyin sonraki yaşantısında esas olacak davranışları geliştirmeye yönelik olması gerekir. Öğrencilerin başarısını değerlendirmek amacıyla çalışmalar öğretim yılı içinde yönetmenliğe uygun olarak gerçekleştirilen ölçmelere, ödevler ve öğrencinin sınıf içi çalışmalardan oluşmalıdır. Öğrencinin başarısını saptamak için yarı yıl ya da yıl içindeki ölçmelerden öğrencilerin eksikliklerini anlamak için de faydalanılır. Ayrıca sonuçlar öğrenciyi mekanik çalışmalardan kurtarır, güdüler ve ilerdeki öğrenmelere hazır hâle getirir. Öğretmen öğrencilerin çalışmalarını değerlendirirken öğrenim programında öngörülen amaç ve davranışlara uyması gerekir. 1. ÖĞRENCILERIN KAZANIM SEVIYELERI Öğrencilerin kazanım seviyeleri genel olarak üç basamakta değerlendirilir. 1. seviye - Öğrenci başarısını değerlendirmede öncelikle öğrencinin programda belirtilen amaçlara ne derece ulaştığının saptamasıdır. Öğrenciler geçilen derslerin benimsenmesinde müsade edilen alt sınır (minimum) % 40 olmalıdır. Söz konusu düzeye sahip öğrenciler, sınırlı sayıda matematik yöntem kullanarak ve öğretmenin yardımı ile her zaman matematik problem ve konularının açıklamasını yapabilen öğrencileri kapsar. 2. seviye - Burada dersleri benimseme sınırı %50 - % 80 arasında değişir. İkinci basamak bilgisine sahip öğrenciler matematik problem ve konularını öğretmenin sınırlı yardımı ve çok olmayan matematik yöntem ve hatalarla çözebilen öğrencileri kapsar. 140 3. seviye - Burada derslerin benimseme sınırı % 80 ‘nin üzerindedir. Bu düzeydeki öğrenciler en yüksek (maksimum) bilgi düzeyine sahip olan öğrencileri kapsar.Üçüncü basamak bilgisine sahip öğrenciler, matematik problem ve konularını farklı matematik yöntemlerle çözer, problemlerin analizini yapar, verilerin değerlendirmesini ise çok yüksek bir düzeyde mantıklı ve muhakeme ederek, bağımsız olarak çalışabilen öğrencileri kapsar. 2. ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME SÜRECİ Ölçme ve değerlendirme süreci programda öngörülen amaç ve davranışlara uyum içinde yapılması önerilir. Ölçme ve değerlendirme işlemi öğrenim programında öngörülen amaç ve davranışlara uygun olmalıdır. Öğrencilerin bilgi başarısını değerlendirmede aşağıda belirtilen kriterler ile saptanabilir Ders çalışmaları o Sözlü yanıtların değelendirmesi; o Sınıf çalışmaların değerlendirmesi; o Grup çalışmaların değerlendirmesi; Test çalışmaları o Belirli konular için test değerlendirmesi; o Ünite sonundaki test değerlendirmesi; o İlk yarı yıl sonunda test değerlendirmesi; Yazılı (sınavlar) yoklamalar; Ev ve seminer çalışmaları. KAYNAKÇA Analiz için: Ö. Faruk Ertürk;Galip Kır; İsamail Bilgin, Matematik lise - 2 ; Ders kitabı. Devlet kitapları M.E.B. Istanbul 2001 Olasılık ve istatistik için: Liseler için MATEMATİK III , A. Yılmaz; O Altıntaş; D.Çoker; F.Yıldırım; M.Zirek M.E.B. yayınları yedinci basılış 1991. 141