Öğretmenlerin şu anda en çok endişe duyduğu sorulardan biri, öğrencilerin yansımalarını nasıl teşvik etmek olduğudur. Bu endişe, birçok kavramın soyutlanması yüksek derecede yansıma gerektirdiği STEM dersleri (Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik) gibi matematiksel nitelikteki derslerde yaygındır, ancak birçok öğrenci bu derslere sadece hafıza tabanlı yöntemlerle yaklaştığını bildirmektedir¹. Buna ek olarak, öğrenciler genellikle^kavramlarınyüzeysel öğrenme gösterir 1^,2,3. Bununla birlikte, öğrencilerin yansıma ve derin öğrenme süreçlerini uygularken yaşadıkları zorluklar sadece bilişsel değildir. Birçok öğrenci bu derslerle karşı karşıya kaldığı kaygı ve indirgeme hissediyor^4,5. Aslında, bu zorluklar öğrencilerin eğitimleri boyunca devam etme eğilimindedir⁶. Bu nedenle, farklı yatkınlıklarına bakılmaksızın öğrencileri motivasyonel ve bilişsel olarak derin öğrenmeye hazırlayan eğitim stratejilerini araştırmak önemlidir.

Tipik öğretim yaklaşımlarını tamamlayan stratejiler bulmak özellikle yararlıdır. En tipik olanlardan biri doğrudan talimattır. Doğrudan öğretim, öğrencilere bu kavramlar hakkında açık bilgilerle yeni kavramların tanıtılmasından tam olarak rehberlik etmek, daha sonra problem çözme faaliyetleri, geri bildirim, tartışmalar veya daha fazla açıklama gibi konsolidasyon stratejileri ile^7,8. Doğrudan talimat, içeriğin^kolaycailetilmesi için etkili olabilir 8^,9,10. Bununla birlikte, öğrenciler genellikle içeriğin kişisel bilgileriyle nasıl ilişkili olduğu veya işe yarayabilecek potansiyel prosedürler gibi önemli yönleri yansıtmaz ve¹¹. Bu nedenle, öğrencilerin eleştirel düşünmelerini sağlamak için tamamlayıcı stratejiler sunmak önemlidir.

Bu stratejilerden biri Talimattan Önce Problem Çözme (PS-I) yaklaşımı¹²Buluş yaklaşımı¹¹ veya Üretken Başarısızlık yaklaşımı¹³. PS-I, öğrencilerin kavramlarla doğrudan tanıştırılmadıklarına dair doğrudan öğretimden farklıdır, bunun yerine öğrencilerin çözme prosedürleri hakkında herhangi bir açıklama almadan önce sorunlara bireysel çözümler aradıkları tipik doğrudan öğretim faaliyetlerinden önce bir problem çözme aşaması vardır.

Bu ilk sorunda, öğrencilerin hedef kavramları tam olarak keşfetmeleri beklenmemektedir¹³. Öğrenciler ayrıca bilişsel aşırı yüklenme^{14 , 15,16}hissedebilir ve hatta belirsizlik ve dikkate alınması gereken birçok yön ile^17’yi olumsuz etkileyebilir. Ancak, bu deneyim uzun vadede üretken olabilir, çünkü önemli özellikler hakkında eleştirel düşünmeyi kolaylaştırabilir. Özellikle, ilk sorun öğrencilerin bilgilerindeki boşlukların daha fazla farkına varmak için yardımcı olabilir¹⁸,^13’ükapsayacak şekilde içerikle ilgili önceki bilgileri etkinleştirin ve öğrenmelerini kişisel bilgilere dayandırabilme fırsatı nedeniyle motivasyonu artırın^7,17,19.

Öğrenme açısından, SONUÇLAR derin öğrenme göstergeleri ile değerlendirildiğinde PS-I’nin etkileri genel olarak görülür^20,21. Genel olarak, PS-I aracılığıyla öğrenen öğrenciler ile doğrudan öğretim yoluyla öğrenenler arasında, öğrenilen prosedürleri yeniden üretme yeteneğini ifade eden prosedür bilgisi^20,22açısından hiçbir fark bulunmamıştır. Bununla birlikte, PS-I’den geçen öğrenciler genelliklekavramsal bilgi 7^,19,23‘ te daha yüksek öğrenme sergilerler, bu da kapsanan içeriği anlamayı ifade eder ve bu anlayışı yeni durumlara uygulama kapasitesini ifade eden^7,15,^19,24‘ü aktarır. Örneğin, istatistiksel değişkenlik hakkında bir sınıfta yapılan yeni bir çalışma, bu konudaki genel kavramlar ve prosedürler hakkında açıklama almadan önce istatistiksel değişkenliği ölçmek için kendi çözümlerini icat etme fırsatı verilen öğrencilerin, herhangi bir problem çözme etkinliğine katılmadan önce ilgili kavram ve prosedürleri doğrudan inceleyebilenlere göre sınıfın sonunda daha iyi anlaşılmasını bozmuştur²³. Bununla birlikte, bazı çalışmalar PS-I ve doğrudan öğretim alternatifleri arasında^16,25,26 veya motivasyon^19,26 öğrenmede veya doğrudan öğretim alternatiflerinde^14,26‘da daha iyi öğrenmede hiçbir fark göstermemektedir ve potansiyel değişkenlik kaynaklarını göz önünde bulundurmak önemlidir.

PS-I uygulamasının altında kalan tasarım özellikleri önemli bir özelliktir²⁰. Sistematik bir inceleme^20, PS-I müdahaleleri iki stratejiden en az biriyle uygulandığında PS-I için doğrudan öğretim alternatiflerine göre öğrenme avantajının daha yüksek olduğunu, ilk sorunu zıt vakalarla formüle ettiğini veya sonraki talimatı öğrencilerin çözümleri hakkında ayrıntılı geri bildirimle oluşturduğunu buldu. Zıt durumlar, birkaç önemli özellik^11’de farklılık gösteren basitleştirilmiş örneklerden oluşur (örnek olarak Şekil 1’e bakın) ve öğrencilerin ilk sorun^11,20sırasında ilgili özellikleri belirlemelerine ve kendi çözümlerini değerlendirmelerine yardımcı olabilir. Öğrencilerin çözümleri üzerine inşa edilen açıklamalar sağlayan ikinci strateji¹³, öğrenciler tarafından oluşturulan çözümlerin karşılanabilirlikleri ve sınırlamaları hakkında geri bildirimde bulunurken kurallı kavramın açıklanmasından oluşur, bu da öğrencilerin ilgili özelliklere odaklanmasına ve kendi bilgilerindeki boşlukları değerlendirmesine yardımcı olabilir²⁰, ancak ilk problem çözme aşaması tamamlandıktan sonra (öğrencilerin tipik çözümlerinden iskele örneği için Şekil 3’e bakın).

Literatürde bu iki stratejiye verilen destek, zıt vakalar ve öğrencilerin çözümleri üzerine öğretim oluşturma göz önüne alındığında, PS-I’nin gerçek eğitim pratiğine dahil edilmesini teşvik ederken bunları göz önünde bulundurmak önemlidir. Protokolümüzün ilk hedefi budur. Protokol, bu iki ilkeyi içeren bir PS-I müdahalesi için malzeme sağlar. Uyarlanabilir olsa da, ps-i²⁹literatürde genellikle hedef popülasyonlar olan üniversite ve lise öğrencileri için çok yaygın bir ders olan istatistiksel değişkenlik üzerine bir ders için bağlamsallaştırılan bir protokoldür. İlk problem çözme aşaması, ülkelerdeki gelir dağılımları için değişkenlik önlemleri icat etmekten oluşur ve bu da birçok öğrenme alanındaki öğrencilere tanıdık gelebilecek tartışmalı bir konu^{olan 30’dur.} Daha sonra öğrencilerin bu soruna yönelik çözümleri çalışılmış bir örnekte incelemeleri ve gömülü uygulama sorunlarıyla birlikte öğrenciler tarafından üretilen ortak çözümlerin tartışılmasını içeren bir ders için materyaller sağlanır.

Protokolümüzün ikinci amacı, PS-I’nin deneysel değerlendirmesini eğitimciler ve araştırmacılar için erişilebilir hale getirmektir, bu da PS-I’nin daha çeşitli açılardan araştırılmasını kolaylaştırabilir ve bazı koşulları literatür genelinde sabit tutmaktadır. Yine de bu deneysel değerlendirmenin koşulları değişikliklere göre esnektir. Protokolde açıklanan deneysel değerlendirme sıradan derslerde uygulanabilir, çünkü tek bir sınıftaki öğrencilere PS-I koşulu için materyaller veya aynı anda doğrudan öğretim koşulu için materyaller atanabilir (Şekil 4). Bu doğrudan öğretim koşulu araştırma ve eğitim ihtiyaçlarına da uyarlanabilir, ancak başlangıçta protokolde açıklandığı gibi öğrenciler, çalışılan örnekle hedef kavram hakkında ilk açıklamaları alarak başlarlar ve daha sonra bu bilgiyi bir uygulama sorunuyla pekiştirirler (sadece PS-I öğrencilerinin ilk soruna harcadıkları zamanı telafi etmek için bu durumda sunulur) ve ders²³. Potansiyel uyarlamalar arasında dersten başlayıp daha sonra öğrencilerin ps-i durumunu karşılaştırmak için tipik bir kontrol koşulu olan problem çözme etkinliğini yaptırmak yer almaktadır⁷, 13^,19,26. Alternatif olarak, kontrol durumu, doğrudan öğretim yaklaşımlarının başlangıçta önerilenden daha basitleştirilmiş bir versiyonu olmasına rağmen, literatürde daha yaygın olmasına ve ps-I^15,24‘te daha iyi öğrenmeyi gösteren bazı çalışmalar ve bu tür doğrudan öğretim koşulundan daha iyi öğrenmeyi gösteren diğerleri ile çeşitli sonuçlara yol açan ders aşamasının ardından çalışılmış bir örneğin keşfine indirgenebilir^14,26.

Son olarak, protokolün üçüncü bir amacı, farklı yatkınlıklara ve bilişsel yeteneklere sahip öğrencilerin PS-I^15’tennasıl yararlanabileceğini değerlendirmek için kaynak sağlamaktır. Bu yatkınlıkların değerlendirilmesi, bazı öğrencilerin STEM dersleriyle sık sık sahip olduğu olumsuz yatkınlıkları ve PS-I’nin bazı durumlarda hala olumsuz tepkiler üretebilmesini göz önünde bulundurursak özellikle önemlidir¹⁴. Ancak, bu konuda çok az araştırma var.

Bir yandan, PS-I öğrenmeyi sadece resmi bilgi yerine bireysel fikirlerle ilişkilendirmeyi kolaylaştırdığı için, PS-I, düşük akademik seviyelerden öğrencileri, düşük yetkinlik duygularına sahip olanları veya konu hakkında düşük motivasyonu olan öğrencileri motive etmeye yardımcı olabileceğim varsayımında bulunabilir^13,27. Bir çalışma, düşük ustalık yönelimine sahip öğrencilerin, yani kişisel öğrenme ile ilgili daha az hedefin, PS-I’den²⁷öğrenmek için daha yüksek motivasyona sahip olanlardan daha fazla yararlandığını göstermiştir. Öte yandan, diğer profillere sahip öğrenciler PS-I’ye dahil olduklarında zorluklarla karşılaşabilirler. Daha spesifik olarak, üst biliş PS-I^31’deönemli bir rol oynar ve düşük kodlama becerilerine sahip öğrenciler, bilgi boşluklarının farkında olma veya ilgili içeriği ayırt etmedeki zorluklar nedeniyle PS-I’den yararlanamayabilir¹⁵. Buna ek olarak, PS-I’ın ilk aşaması bireysel çözümlerin üretimine dayandığından, düşük farklı yeteneklere sahip öğrenciler, belirli bir durumda çeşitli yanıtlar üretmekte güçlük çeken öğrenciler, PS-I’den diğer öğrencilere göre daha az yararlanabilir. Protokol, bu yatkınlıkları değerlendirmek için güvenilir araçlar sunar (Tablo 1) ancak diğerleri düşünülebilir.

Özetle, bu protokol PS-I literatüründe kabul edilen ilkeleri takip eden bir PS-I müdahalesinin uygulanmasını eğitimciler ve araştırmacılar için erişilebilir hale getirmeyi amaçlamaktadır. Ek olarak, protokoller bu müdahalenin deneysel bir değerlendirmesini sağlar ve öğrencilerin bilişsel ve motivasyonel yatkınlıklarının değerlendirilmesini kolaylaştırır. Yeni teknolojilere veya belirli kaynaklara erişim gerektirmeyen ve araştırma ve eğitim ihtiyaçlarına göre değiştirilebilen bir protokoldür.