Veri Bilimi, Lise Matematik Eğitimi İçin Her Derde deva Değil


Bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik, hem öğrenci ilgisi hem de iş olanakları açısından en hızlı büyüyen alanlardır. Örneğin, Kaliforniya’da, 2010–11 ve 2016–17 yılları arasında lisans STEM derecelerinin sayısı diğer derecelerin üç katından daha fazla bir oranda arttı. Bunun iyi bir nedeni var: araştırmalar, STEM ana dallarının daha yüksek maaşlardan ve daha düşük işsizliğin tadını çıkardığını gösteriyor. STEM alanlarının büyümesi, K–12 matematik eğitimini her zamankinden daha alakalı hale getiriyor. Güçlü matematiksel temelleri olmayan öğrenciler, bu daha yüksek ücretli ve daha hızlı büyüyen alanlardan dışlanacaklar. Bu nedenle, özellikle düşük gelirli öğrenciler ve beyaz olmayan öğrenciler için K-12 eğitiminin iyileştirilmesi son derece önemlidir.

İş piyasasındaki bu bağlam göz önüne alındığında, milyar dolarlık soru şudur: Birleşik Devletler, Uluslararası Öğrenci Değerlendirme Programı matematik sıralamasında yer alan 79 ülke arasında neden 36. sırada yer alıyor? Bu sonuçlar, Geride Hiçbir Çocuk Kalmasın ve Ortak Çekirdek devlet standartları olmak üzere iki büyük eğitim reformu girişimini takip etti. Hiçbiri Amerika Birleşik Devletleri’ni dünya çapında en iyi performans gösterenler arasına yükseltmedi.

Bu sıralamalarda ABD performansı için basit bir açıklama yoktur, ancak bu performansı iyileştirmek için ABD matematik-eğitim-reform girişimlerinin temel bir gerçeğini anlamak çok önemlidir: matematik müfredatına aşırı bir şekilde odaklanılıyor ve bunlara yeterince dikkat gösterilmiyor. öğretmen alımı, eğitimi ve elde tutma. Bir öğrencinin matematikteki başarısının büyük ölçüde yüksek nitelikli bir öğretmene sahip olmasına bağlı olduğunu biliyoruz. Öğretmenler, materyali iyi bir şekilde sunacak malzeme ve eğitimle donatılmamışsa, sağlam bir matematik müfredatı işe yaramaz. Japonya, Güney Kore, Estonya, Hollanda ve Polonya gibi PISA sınavlarında en iyi performans gösteren ülkeler değişen müfredatlara sahiptir (Estonya ve Polonya hala Sovyet sisteminden etkilenmektedir), bu da matematik eğitimindeki başarının değişimle daha az ilgili olduğunu göstermektedir. müfredat ve daha fazlası kim bunu öğretiyor ve eğitim ve destek alırlar.

Yüksek eğitimli matematik öğretmenlerinin sayısının artırılması, matematik müfredatının tek başına ele alamayacağı bir başka eğitim krizine işaret ediyor: kapasite ve erişim. ABD Eğitim Bakanlığı’nın Sivil Haklar Dairesi’ne göre, liselerin yalnızca yüzde 65’inde ileri matematik ve liselerin yalnızca yüzde 50’sinde matematik sunulmaktadır. Ayrıca, yüzde 75’ten fazla Siyah ve Latin öğrenci kaydına sahip 5.000 lise, genel liselerden önemli ölçüde daha düşük bir oranda ileri matematik ve matematik sunmaktadır.

STEM alanlarının gelecekteki kariyer seçenekleri, ekonomik büyüme ve ulusal güvenlik için artan önemi, cebir ve matematik gibi konulara özel önem vermektedir. Özellikle matematik, tüm STEM ana dallarında müfredatın bir parçasıdır; Lisede bir matematik dersini tamamlayan öğrenciler, üniversite boyunca STEM kursları ve iş fırsatlarını takip etmek için önemli bir avantaja sahiptir. Matematik ve ileri cebir, yapay zekada son zamanlarda atılımlara yol açan “makine öğrenimi devriminin” merkezinde yer alır ve bu konuların anlaşılması, veri biliminde çalışmak için önemli bir beceridir. “Sputnik döneminin” kalıntıları olmaktan çok uzak, matematik ve cebir, K–12 eğitiminde her zamankinden daha önemli.

Ne yazık ki, California Matematik Çerçevesi için (devam etmekte olan) öneriler de dahil olmak üzere “eğitim reformu” konusundaki son çabalar, bu tür temel matematik derslerini değersizleştiriyor. Özellikle bazıları, bu konunun modern dünyamızdaki cebir ve kalkülüs derslerinin “eskimiş müfredatından” daha alakalı olduğunu öne sürerek bunların yerine “veri bilimi” konulmasını savundular. Bu savunucular ayrıca veri biliminin bir şekilde “hesaplamaya daha adil bir alternatif” olduğunu ve eğitim boşluklarını ele almak için bir araç olabileceğini iddia ediyor. Her iki iddia da yanlıştır.

Veri biliminin alaka düzeyine ilişkin iddialar, alanın kendisinin önemini bir K–12 kursunda öğretilebilecek şeylerle karıştırır. Lisede verilen bir ilk yardım kursu, kişiyi tıp alanında kariyer yapmaya hazırlamadığı gibi, lisede verilen bir veri bilimi kursu da öğrencilere alanın yüzeysel bir tadını verebilir. Gerçekten de, böyle bir kursa veri biliminden daha doğru bir şekilde “veri okuryazarlığı” denir – öğrenciler için çok faydalı olabilir, ancak temel matematik derslerine bir alternatif olarak düşünülmemelidir. Veri bilimi alanı matematik, istatistik ve bilgisayar bilimi üzerine kuruludur ve kapsamlı bir veri bilimi eğitimi her üç alanda da temeller gerektirir. Bu nedenle ileri matematik dersleri (cebir II, ön kalkülüs ve kalkülüs) almak lise veri bilimine göre çok daha iyi bir hazırlıktır. veri bilimi kariyerleriyle ilgilenen öğrenciler için bile. Yaklaşık 1.700 STEM araştırmacısı, eğitimcisi ve uygulayıcısı, temel matematiğin değerini düşürme önerilerini kınayan bir açık mektup imzaladı. İmza sahipleri, kendi alanlarının en yüksek derecesini (Nobel Ödülü, Fields Madalyası ve Turing Ödülü dahil) kazananların yanı sıra veri bilimi alanındaki liderleri içerir.

Bu uzmanlar, problemler üzerinden çalışarak kazanılan matematiksel olgunluğun STEM hazırlığı için çok önemli olduğunu biliyorlar. Bu günlerde hepimizin cebinde güçlü bir hesap makinesi olduğu doğru. Ancak bu, çarpmayı bilmeden bir veri bilimcisi olabileceği anlamına gelmez. Matematik, edebiyattan farklıdır, çünkü farklı konular birbirine bağlıdır. Shelley’i okumadan Angelou’yu okumak mümkün olsa da, Pisagor teoremini anlamadan en küçük kareler regresyonu anlaşılamaz. Berkeley, California Üniversitesi’nde bir yardımcı müdür ve mühendislik dekanı olarak, yakın zamanda ortaklaşa yazdı, “bilgisayarların yaygınlığı, matematiksel akıl yürütmeye daha az değil, daha fazla odaklanmamız gerektiği anlamına geliyor.”

Bazı savunucular, veri biliminin diğer matematik alanlarından daha adil olduğunu iddia ediyor. Hafifçe söylemek gerekirse, bu iddia araştırmalarla doğrulanmamaktadır. Unutmayın, eğitim boşluklarını kapatmak, daha iyi öğretmen alımı, eğitimi ve elde tutmayı gerektirir. Materyal her zaman geliştirilebilirken, eğitim boşlukları müfredat tarafından yaratılmamıştır ve müfredat değişiklikleri ile ele alınamaz. Ayrıca, standart yola alternatif olarak “veri bilimi yolları” oluşturmak, dezavantajlı öğrenciler üzerinde özellikle zararlı bir etkiye sahip olabilir ve olacaktır. Bu tür yollar, daha ileri matematik için çok önemli ön koşullar olan ve aynı zamanda kodlama için gereken düşünme türünü oluşturan matematiksel kavramlar (fonksiyonlar, denklemler, sembolik manipülasyon ve mantıksal akıl yürütme) üzerinde elektronik tablolar gibi hesaplama araçlarıyla yeterliliği vurgular. Bu nedenle, pratikte, veri bilimi yolları başka bir adla daha düşük izler haline gelecektir. Bu tür “örtük izleme”, açık izlemeden daha zararlı olabilir: daha az kaynağa sahip öğrenciler veya farklı öğrenciler, kariyer fırsatlarına yol açtığı gibi yanlış bir izlenimle bu yolu seçebilir, daha fazla imkana ve üniversite danışmanlığına erişimi olan öğrenciler ise bunun farkına varacaktır. geleneksel yolların daha fazla seçeneği açık tutması. Gerçekten de, Beverly Hills ve Cupertino gibi Kaliforniya’daki daha zengin bölgelerin Kaliforniya Matematik Çerçevesi revizyonlarını reddettiklerini belirtmesiyle, durum zaten böyle olmuş gibi görünüyor.

Matematik-eğitim girişimleriyle çok sık olarak, eğitim reformcuları matematikte fiili bir alt yol yaratmanın kasıtsız sonuçlarını düşünmezler. Örneğin, bu parkurdaki düşük gelirli beyaz olmayan öğrenciler, Questbridge ve Thrive Scholars gibi programlardan dışlanacak. Her iki kar amacı gütmeyen kuruluş da düşük gelirli öğrencilere ülkedeki en iyi kolejlerden mezun olmalarını sağlayan finansal destek ve diğer kaynakları sağlar. Bu tür programlar ve Berkeley’s SEED dahil olmak üzere STEM’e özgü programlar, ülkedeki en iyi kolejlerin öğrencilerin transkriptlerinde matematik aradıklarını bildikleri için kalkülüse götüren ileri matematik derslerini alan öğrencileri kabul etmekle ilgilenirler. öğrencileri STEM başarısına hazırlamak. Bu kurslar ayrıca öğrencilerin SAT ve ACT’ye hazırlanmalarına yardımcı olur. Programların ve kolejlerin kabul için matematik veya standart sınavlar kullanmaması gerektiği iddia edilebilirken, K-12 eğitiminin öğrencileri, özellikle düşük gelirli öğrencileri ve beyaz olmayan öğrencileri, bugün olduğu gibi dünyada başarılı olmaya hazırlaması önemlidir. gelecekte var olabilecek veya olmayabilecek ideal bir dünyadan ziyade. Tüm öğrenciler STEM ile ilgilenmez ve tüm öğrencilerin lisede matematiği öğrenmesi gerekmez, ancak tüm öğrenciler farklı eğitim yollarının sonuçları konusunda dürüstlüğü hak eder. Öğrenciler ve veliler bu ödünleşimi yapmak için en iyi donanıma sahiptir, ancak doğru bilgileri almaları gerekir.

Amerika Birleşik Devletleri, genellikle düşük gelirli öğrenciler veya beyaz olmayan öğrenciler üzerinde yapılan ve en iyi ihtimalle karışık sonuçlar veren müfredat deneylerinden payından fazlasını aldı. Cebir ve hesap pahasına veri bilimini teşvik etmek, şüpheli kanıtlarla desteklenen bir başka deneydir. Konuyla ilgili uzmanların büyük çoğunluğu, öğrencilere STEM başarısı için temeller sağlamadığı için bunu reddediyor. İyi kaynaklara sahip öğrenciler bunu atlamanın yollarını bulacak olsa da, böyle bir “reform” çoğunlukla yardım ettiğini iddia ettiği öğrencilere zarar verecektir. Bazı savunucular, K-12 veri bilimi derslerinin cebir ve matematikten daha kolay olduğunu ve 21. yüzyılın veri yoğun, yüksek ücretli işlerine daha iyi hazırlık sağladığını iddia ediyor. Bununla birlikte, bir özdeyiş geçmişte olduğu gibi bu yüzyılda da doğru olmaya devam ediyor: “Bir şey kulağa gerçek olamayacak kadar iyi geliyorsa, genellikle öyledir.”


Kaynak : https://www.educationnext.org/data-science-is-no-panacea-for-high-school-math-education-forum-rethinking-math-education/

SMM Panel PDF Kitap indir