ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ NDE KİMYA EĞİTİMİNİN GEREKLİLİĞİNİN İKİ DEĞİŞKENLİ KORELASYON YÖNTEMİ İLE İSTATİSTİKSEL OLARAK İNCELENMESİ

Transkript

1 ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ NDE KİMYA EĞİTİMİNİN GEREKLİLİĞİNİN İKİ DEĞİŞKENLİ KORELASYON YÖNTEMİ İLE İSTATİSTİKSEL OLARAK İNCELENMESİ Güven SAĞDIÇ Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Kaynaklar Yerleşkesi Buca, İzmir Gülden KÖKTÜRK Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Kaynaklar Yerleşkesi Buca, İzmir Özetçe Bu çalışmada iki değişkenli ilinti analizi yöntemi kullanılarak, Elektronik Mühendisliği eğitim programında yer alan kimya dersinin gerekliliği araştırılmıştır. Kimya dersinin diğer birinci sınıfta görülen temel dersler ve genel başarı üzerine etkileri; iki değişkenli ilinti analizi, sıra ilintisi, iki-sonlu(two-tailed) ilinti yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca çalışmada, kullanılan doğrusal model için kestirim paremetreleri ve hata değerleri de hesaplanmıştır. 1.Giriş Günümüzde araştırmacılar, Üniversite eğitiminde öğrenci performansının artırılması üzerine bir çok çalışma yapmaktadır. Elektronik Mühendisliği eğitiminde fizik, matematik, kimya gibi temel dersler eğitimin kalitesinin artırılmasında önem taşımaktadır. Bilindiği gibi, fizik ve matematik, Elektronik Mühendisliği nin temel taşlarıdır. Kimya ise, destekleyici bir ders olup, bazı Üniversitelerde Elektronik Mühendisliği programında yer alırken bazılarında bulunmamaktadır. Özellikle Türkiye de ki, büyük Üniversitelerde kimya dersi, eğitim programlarında yer almaktadır. Buna karşın yurt dışında Amerika ve Avrupa da ki Üniversitelere baktığımızda bazı büyük Üniversitelerde kimya dersinin bulunmadığı görmekteyiz. Üniversitelerde eğitim programlarında yer alan derslerin eğitim programına etkisini araştırmak üzere, ilinti analizi kullanılarak yapılan bir çok çalışma bulunmaktadır. Plympton ve diğerleri, gün ışığının öğrenci performansı üzerine etkilerini ilinti analizi yöntemi kullanarak çözmeye çalışmışlardır [5]. Sherry ve Jesse çalışmasında ilinti analizi yöntemi ile öğrencilerin test çözme başarılarını incelemiştir [6]. Diğer araştırmacılarda, öğrenci başarısının öğrencilerin çalışma deneyimleri ile ilişkisini bu yöntem ile araştırmışlardır [2, 3, 8]. Tinto ise, öğrencilerin gelecekteki başarıları için ilk sene performansının ne kadar önemli olduğunu göstermiştir [7]. Bu çalışma ile, kimya dersinin eğitim programındaki gerekliliği, istatistiksel olarak araştırılmıştır. Araştırmada kullanılan veri, Dokuz Eylül Üniversitesi, Öğrenci İşleri kayıt bürosundan sağlanmıştır. Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü öğrencilerinin son dönem ortalamaları ile ilk iki yarıyıldaki notları ve ortalamalar veri olarak alınmış, tüm istatistiksel analiz bu data üzerine uygulanmıştır. İlk iki yarıyıl notları içersinde; temel derslerden alınan notlar, 1. ve 2.dönem ortalamaları bulunmaktadır. Tüm veri 219 örnekten oluşmaktadır. 2., 3. ve 4.sınıf için örnek sayısı ise sırasıyla; 70, 75 ve 74 tür.

2 Kimya dersinin diğer derslere ve genel ortalamaya etkisi araştırılırken iki değişkenli (bivariate) ilinti analizi kullanılmıştır. İlinti analizi yapılırken doğrusal bağlanımlı modelin katsayıları da hesaplanmıştır. Burada kullanılan doğrusal model, Y = β0 + β1 x + ε formundadır. Ayrıca bu yapı kullanılarak, kestirici parametreleri bulunmuştur. İki değişkenli ilinti katsayılarının hesaplanması yanında, sıra ilinti katsayıları ve iki-sonlu (two-tailed) ilinti değerleri de veri üzerinde hesaplanmıştır. 2.İki Değişkenli İlinti Yöntemi Bilindiği gibi ilinti, iki nicel değişken arasındaki ilişkiyi verir. Eğer bu iki nicel değişken doğrusal ise herhangi birindeki bir artış diğerine de doğrusal olarak yansıyacaktır. Bu nedenle ilinti katsayı değerleri -1 ile +1 arasında değişir. İlinti katsayısının pozitif olması değişkenlerdeki ilişkinin doğru orantılı, negatif olması ise ilişkenin ters orantılı olduğunu gösterir. İlinti katsayılarının hesabı ( Xi X)( Yi Y) r = i (1) 2 2 (Xi X) (Yi Y) i kullanılarak elde edilir. Bu çalışmada ilinti katsayılarının yanı sıra, iki-yönlü ilinti katsayıları ve bilgi hatası; ayrı ayrı her sınıf ve tüm veri için aşağıdaki eşitlikler kullanılarak hesaplanmıştır. Sonuçlar Çizelge 1 ve 2 de verilmiştir. İki yönlü ilinti = ( 1 2) 1 + rxy ln 1 r = 1 n 3 n rxy ln 2 1 r (2) Bilgi hatası r 2 xy = (3) 1 r 2 xy Bulunan ilinti katsayıları sınıf-sınıf değerler için incelendiğinde, kimya dersi başarı oranının 2. ve 3.sınıfta CC (göreli yüzde birlik değerleri sırasıyla ve ), ve 4.sınıfta DC (göreli yüzde birlik değeri ) şeklindedir. CC ve DC notu, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesinde sırasıyla 2.00/70-74 ve 1.5/65-69 değerlerine karşılık gelmektedir. Tüm veri birleştirilip analiz edildiğinde ise başarının CC (göreli yüzde birlik değeri ) notunda yoğunlaştığı görülmüştür (Şekil 1). Bu bize öğrencilerin temel derslerden fizik ve matematiğe daha fazla önem verdikleri için kimya dersinde başarının diğerlerine göre düşük (orta seviyede) olduğunu göstermektedir. Kimya dersi notlarının diğer dersler ve ortalama ile ilinti ilişkisi tüm sınıflar için Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1 incelendiğinde görülmektedir ki, kimya dersindeki başarı ile 1. ve 2.dönem ortalaması arasındaki ilişki yüksektir. Kimyanın fizik 1 dersine etkisi fazla iken fizik 2 ye etkisi daha azdır. Bunda, kimya dersinin 1.yarıyılda okutulmasının etkili olduğu düşünülmektedir. Kimyanın matematik 1 ve matematik 2 ile ilişkisi ise düşüktür. Öğrencilerin bulundukları yarıyıldaki son ortalama ile kimyanın ilişkisi, diğer yarıyıllara göre çok düşüktür. Bunun sebebinin ise, daha ileriki sınıflarda kimya bağımlı derslerin daha az, matematik ve fizik ağırlıklı derslerin daha çok olmasıdır. Yani daha üst sınıflarda kimya dersinin gerekliliği azalmaktadır. Bütün bu sonuçların yanında ilinti katsayıları ayrıca; ayrı ayrı 2., 3. ve 4.sınıf temel ders notları, 1. ve 2.dönem ortalamalar ve öğrencilerin bulundukları yarıyıl ortalamaları ile de yapılmıştır (Çizelge 2). Tüm veri ve sınıf-sınıf veri için ilinti katsayıları hesabından başka, sıra ilinti katsayıları ve iki-sonlu (two-tailed) değerleri de hesaplanmıştır. Sıra ilinti katsayılarına bakıldığında; kimya ve diğer dersler ile ortalamalar arasındaki ilintinin pozitif ve 1 e çok yakın olduğu bulunmuştur. Kimyanın diğer dersler ve ortalama ile ilişkisi sınıf-sınıf ele alındığında, bu ilişkinin fizik ile yüksek, matematik ile ise düşük olduğunu görülür.

3 Ayrıca, kimyanın diğer derslere etkisi, 2. ve 3.sınıfta daha fazla, son sınıfta oldukça düşüktür. Buda, son sınıf için kimyanın gerekliliğinin azaldığının bir göstergesidir. Sıklık Yüzde Göreli Sıklık FF/0.0 FD/0.5 DD/1.0 DC/1.5 CC/2.0 CB/2.5 BB/3.0 BA/3.5 AA/4.0 Yarıyıl Başarı Notu Şekil 1.Kimya dersinin yarıyıl notlarına göre sıklık grafiği Çizelge1.Tüm veri için kimya ile temel derslerin ilişkisi Standart Sıra İki-Sonlu (Information İlinti İlintisi İlinti Error) Fizik Fizik Matematik Matematik Yarıyıl Ortalaması Yarıyıl Ortalaması Son Yarıyıl Ortalaması Sonuç Bu çalışmada amaç, kimya dersinin Elektronik Mühendisliği eğitimine etkisini araştırmak idi. Ancak bu esnada; kullanılan standart bağlanım model ile kestirim parametreleri bulunmuştur [1]. Ayrıca analiz sırasında, bağlanım katsayılarının her öngörücü için yüksek ilişkili olduğu gözlenmiştir ( r2 = ). Bu analizde öngörülen istatistiksel ilişki, kullanılan verinin artırılması ile daha iyileştirilebilir. Yani girilen örnek sayısı daha yüksek olduğunda, daha zayıf ilişkili veriler kolaylıkla yakalanılabilecektir. Buda, girilen örnek sayısının önemini artırmaktadır. Öyleyse bu tip istatistiksel analizde ilişkinin boyutunu yorumlamada dikkat edilecek bir hususunda örnek boyutu olduğu böylece gösterilmiştir. Sonuç olarak kimya dersi Elektronik Mühendisliği eğitiminde önemli bir yer tutmaktadır. Özellikle ilk sınıflarda eğitime katkısının büyük olduğu görülmektedir. Öğrenciler tarafından temel ders kabul edilmeyip daha az önem verilmesine rağmen, kimya dersinin genel başarıyı etkilediği ve diğer derslere katkıda bulunduğu görülmektedir.

4 Çizelge 2.Her sınıf için ayrı ayrı kimya ile temel derslerin ilişkisi 2.SINIF Standart İlinti Sıra İlintisi İki-Sonlu İlinti (Information Error) Fizik Fizik Matematik Matematik Yarıyıl Ortalaması Yarıyıl Ortalaması Son Yarıyıl Ortalaması SINIF Standart İlinti Sıra İlintisi İki-Sonlu İlinti (Information Error) Fizik Fizik Matematik Matematik Yarıyıl Ortalaması Yarıyıl Ortalaması Son Yarıyıl Ortalaması SINIF Standart İlinti Sıra İlintisi İki-Sonlu İlinti (Information Error) Fizik Fizik Matematik Matematik Yarıyıl Ortalaması Yarıyıl Ortalaması Son Yarıyıl Ortalaması Kimya dersinin diğer derslere etkisini araştırırken kullanılan veri, sadece Elektronik Mühendisliği öğrencilerine ait idi. Sonuca ek olarak bu çalışma, derslerin temel programda gerekliliği ve etkisinin araştırılması amacıyla tüm Mühendislik bölümlerine uygulanarak yaygınlaştırılabilir. Ayrıca, genel bir yapı oluşturularak her yıl Mühendislik Fakültelerinde oluşturulacak bir birim ile, her Mühendislik Dalı için ilgili Bölümlere istatistiksel sonuçlar iletilebilir ve böylece ilgili Bölüm 4 yıllık akademik programını bu ışık altında değerlendirebilir. Kaynakça [1]Borden V., Correlates of Student Performance, imir.iupui.edu/imir/vborden.html. [2]Danziel J.R., Peat M., Academic Performance during Student Transition to University Studies, 3rd Pasific Rim First Year Experience Conference, Auckland, July, [3]Hollister J.W., General Chemistry Workshop Attendance and Improved Student Performance, J. Chem. Educ. 70, pp , [4]Mendenhall W. ve diğerleri, Mathematical Statistics with Applications, PWS-KENT Publishing Company, Boston, [5]Plympton P. ve diğerleri, Daylighting in Schools: Improving Student Performance and Health at a Price Schools can Efford, American Solar Energy Society Conference, Madison, Wisconsin, June, [6]Sherry L. ve Jesse D., The Impact of Technology on Student Achievement, Texas Study of Secondary Education, X(2), pp.15-17, 2001.

5 [7]Tinto V., Keynote address to the Inaugural Pan Pasific First Year Experience Conference, Brisbane, Australia, [8] Demographic Contributors to Academic Success on the Stanford/9 Achievement Test, San Juan University Report,