Robotik Programlamanın Ön Lisans Öğrencilerinin Bilgi İşlemsel Düşünme Becerisi Gelişimine Etkisi

Year 2022, Volume: 24 Issue: 2, 480 - 494, 27.06.2022

Servet Kılıç

https://doi.org/10.32709/akusosbil.919479

Cited By: 1

Abstract

Bu araştırma robotik programlamanın ön lisans öğrencilerinin bilgi işlemsel düşünme becerisi gelişimine etkisini incelemeyi amaçlamaktadır. Araştırma iç içe gömülü karma desen kullanılarak yürütülmüştür. Araştırmaya Meslek Yüksekokulu Bilgisayar Programcılığı Bölümünün 1.sınıfında öğrenim gören 28 erkek ve 4 kız olmak üzere toplam 32 öğrenci katılmıştır. Öğrencilere çevrimiçi öğrenme ortamında eşzamanlı olarak 12 hafta boyunca toplam 18 saatlik robotik programlama eğitimi verilmiştir. Nicel veriler bilgisayarca düşünme becerileri ölçeği ile nitel veriler ise yarı yapılandırılmış görüş alma formuyla toplanmıştır. Nicel verilerin analizinde bağımlı örneklem t-Testi ve Wilcoxon işaretli sıralar testi kullanılmıştır. Nitel verilerin analizinde ise betimsel analiz yönteminden faydalanılmıştır. Elde edilen bulgular robotik programlamanın öğrencilerin bilgi işlemsel düşünme becerisi gelişimlerini önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir. Ayrıca ön test ve son test puanları arasındaki ortaya çıkan fark yaratıcılık, eleştirel düşünme ve problem çözme becerileri için anlamlı iken, algoritmik düşünme ve işbirliklilik açısından anlamlı değildir. Öğrenciler, robotik kitlerin günlük yaşamla ilişkili problemlerin ele alınmasında uygun bir araç olduğunu ifade ederken, problem çözme ve yaratıcılık becerisi gelişimlerinde önemli roller üstlendiğini belirtmişlerdir. Bu çalışmanın sonuçları, dünya genelinde yaşanılan COVID-19 pandemisi sürecinde hem robotik programlama derslerinin çevrimiçi ortamlarda verilebilirliğini göstermesi hem de öğrencilerin bilgi işlemsel düşünme becerisi gelişimi için uygunluğunu ortaya koyması açısından değerlidir.

Keywords

Bilgi işlemsel düşünme, robotik programlama, yaratıcılık, algoritmik düşünme, eleştirel düşünme, problem çözme, işbirliklilik

The Effect of Robotics Programming on the Computational Thinking Skill Development of Associate Degree Students

Abstract

This research aims to examine the effect of robotics programming on the development of computational thinking skills of associate degree students. The research was conducted using a nested embedded mixed pattern. A total of 32 students, 28 males and 4 females, studying in the first year of the Vocational School Computer Programming Department, participated in the research. Students were given a total of 18 hours of robotic programming for 12 weeks synchronous in the online learning environment. Quantitative data was collected with computer thinking skills scale and qualitative data was collected with a semi-structured interview form. In the analysis of quantitative data, dependent sample t-Test and Wilcoxon signed rank test were used. Descriptive analysis method was used in the analysis of qualitative data. The findings obtained show that robotic programming significantly affects the development of students' computational thinking skills. In addition, while the difference between pretest and posttest scores is significant for creativity, critical thinking and problem solving skills, it is not significant in terms of algorithmic thinking and collaborative. While the students stated that robotic kits are a suitable tool for dealing with problems related to daily life, they stated that they play important roles in problem solving and creativity skills development. The results of this study are valuable in terms of both demonstrating the availability of robotic programming courses online and demonstrating the suitability of students for the development of computational thinking skills during the COVID-19 pandemic worldwide.

Keywords

Computational thinking skills, robotic programming, creativity, algorithmic thinking, critical thinking, problem solving, collaborative

References

• Ackermann, E. (2001). Piaget’s constructivism, Papert’s constructionism: What’s the difference. Future of Learning Group Publication, 5(3), 438.
• Akbıyık, N. (2019). Arduino ile mikrodenetleyici uygulamalarinin öğrencilerin programlama eğitimine karşi öz-yeterlikleri ve problem çözme becerisi üzerine etkileri. International Congress on Human-Computer Interaction, Optimization and Robotic Applications (pp. 99-105), Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi, Nevşehir.
• Akçay, A. ve Çoklar, A. N. (2016). Bilişsel Becerilerin Gelişimine Yönelik Bir Öneri: Programlama Eğitimi. A. İşman, H. F. Odabaşı ve B. Akkoyunlu (Ed.), Eğitim teknolojileri okumaları 2016 içinde (ss. 121- 140). Ankara: TOJET-Sakarya Üniveritesi.
• Alimisis, D. (2013). Educational robotics: Open questions and new challenges. Themes in Science and Technology Education, 6(1), 63-71.
• Alsancak Sırakaya, D. (2019). Programlama öğretiminin bilgi işlemsel düşünme becerisine etkisi. Turkish Journal of Social Research/Turkiye Sosyal Arastirmalar Dergisi, 23(2). 575-590.
• Atman Uslu, N., Mumcu, F. ve Eğin, F. (2018). Görsel programlama etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin bilgi-işlemsel düşünme becerilerine etkisi. Ege Eğitim Teknolojileri Dergisi, 2(1), 19-31.
• Atmatzidou, S., & Demetriadis, S. (2016). Advancing students’ computational thinking skills through educational robotics: A study on age and gender relevant differences. Robotics and Autonomous Systems, 75, 661-670.
• Bers, M. U., Flannery, L., Kazakoff, E. R., & Sullivan, A. (2014). Computational thinking and tinkering: Exploration of an early childhood robotics curriculum. Computers & Education, 72, 145-157.
• Brennan, K. , & Resnick, M. (2012, April). New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. In F. J. Levine (Ed.), Proceedings of the 2012 Annual Meeting of the American Educational Research Association (pp. 1-25). Vancouver: The University of British Columbia.
• Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E. K., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. ve Demirel, F. (2017). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem Akademi.
• Can, A. (2013). SPSS ile bilimsel araştırma sürecinde nicel veri analizi. Ankara: Pegem Akedemi.
• Cevahir, E. (2020). SPSS ile Nicel Veri Analizi Rehberi. Kibele.
• Chen, G., Shen, J., Barth-Cohen, L., Jiang, S., Huang, X, & Eltoukhy, M. (2017). Assessing elementary students’ computational thinking in everyday reasoning and robotics programming. Computers & Education, 109, 162-175.
• Cohen, L., Manion, L. ve Morrison, K. (2005). Research methods in education (5th ed.).London: Routledge Falmer.
• Computer Science Teachers Association [CSTA] & International Society for Technology in Education [ISTE]. (2011). Computational thinking in K–12 education leadership toolkit. Retrieved October 9, 2019, from https://id.iste.org/docs/ct-documents/ct-leadershipt-toolkit.pdf?sfvrsn=4
• Computing At School. (2019). Computational thinking: How do we think about problems so that computers can help? Retrieved from https://community.computingatschool.org.uk/files/8221/original.pdf
• Creswell, J. W. (2014). A concise introduction to mixed methods research. SAGE publications.
• Çınar, M., ve Tüzün, H. (2017). Eğitimde bilgisayımsal düşünme uygulamalarına ilişkin bir alanyazın incelemesi. 11. Uluslararası Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Sempozyumunda sunulan bildiri. İnönü Üniversitesi, Malatya.
• Eguchi, A. (2010, March). What is educational robotics? Theories behind it and practical implementation. In D. Gibson (Ed.), In Society for Information Technology & Teacher Education İnternational Conference (pp. 4006-4014). Waynesville: Association for the Advancement of Computing in Education.
• Eguchi, A. (2014). Educational robotics for promoting 21st century skills. Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems, 8(1), 5-11.
• Field, A. (2013). Discovering statistics using IBM SPSS statistics (4th ed.). London: SAGE.
• Fraenkel, J. R., & Wallen, N. E. (2006). How to design and evaluate research in education (Sixth edition). Boston: McGraw-Hill.
• Grover, S. (2011, April). Robotics and engineering for middle and high school students to develop computational thinking. In K. D. Gutiérrez (Ed.). In Annual Meeting of the American Educational Research Association (p. 100-115). New Orleans: LA Inciting the Social Imagination.
• Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational thinking in K-12: A review of the state ofthe field. Educational Researcher, 42(1), 38-43.
• Gülbahar, Y. (2018). Bilgi işlemsel düşünme ve programlama konusunda değişim ve dönüşümler. Ankara: Pegem Akademi.
• Hsi, S., & Eisenberg, M. (2012, June). Math on a sphere: Using public displays to support children's creativity and computational thinking on 3D surfaces. In T. J. Cortine (Ed.), In Proceedings of the 11th International Conference on Interaction Design and Children (pp. 248-251). NewYork : Association for Computing Machinery.
• ISTE (2015). It’s time to demystify computational thinking. Retrieved from https://www.iste.org/explore/articleDetail?articleid=501
• Johnson, B. R., & Onwuegbuzie, A. J. (2004). Mixed methods research: A research paradigm whose time has come. Educational Researcher, 33(7), 14-26.
• Kalaycı, Ş. (2014). SPSS uygulamalı çok değişkenli istatistik teknikleri. Ankara: Asil Yayın Dağıtım.
• Karim, M. E., Lemaignan, S., & Mondada, F. (2015, June). A review: Can robots reshape K-12 STEM education?. In O. SwanteeIn (Ed.), International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO) (pp. 1-8). London: Institute of Electrical and Electronics Engineers.
• Kaucic, B., & Asic, T. (2011). Improving introductory programming with Scratch? 34. MIPRO konferansında sunulan bildiri, Opatija, Croatia.
• Kazakoff, E. R., Sullivan, A., & Bers, M. U. (2013). The effect of a classroom-based intensive robotics and programming workshop on sequencing ability in early childhood. Early Childhood Education Journal, 41(4), 245-255.
• Kıran, B. (2018). Üstün yetenekli ortaokul öğrencilerinin proje tabanlı temel robotik eğitim süreçlerindeki yaratıcı, yansıtıcı düşünme ve problem çözme becerilerine ilişkin davranışlarının ve görüşlerinin incelenmesi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Başkent Üniversitesi, Ankara.
• Korkmaz, Ö. (2016). The effect of scratch-and lego mindstorms Ev3-Based programming activities on academic achievement, problem-solving skills and logical-mathematical thinking skills of students. MOJES: Malaysian Online Journal of Educational Sciences, 4(3), 73-88.
• Korkmaz, Ö., Cakir, R., & Özden, M. Y. (2017). A validity and reliability study of the computational thinking scales. Computers in Human Behavior, 72, 558-569.
• Lamagna, E. A. (2015). Algorithmic thinking unplugged. Journal of Computing Sciences in Colleges, 30(6), 45-52.
• Leonard, J., Buss, A., Gamboa, R., Mitchell, M., Fashola, O. S., Hubert, T., & Almughyirah, S. (2016). Using robotics and game design to enhance children’s self-efficacy, STEM attitudes, and computational thinking skills. Journal of Science Education and Technology, 25(6), 860-876.
• Liu, E. Z. F., Lin, C. H., & Chang, C. S. (2010). Student satisfaction and self-efficacy in a cooperative robotics course. Social Behavior and Personality: An international journal, 38(8), 1135-1146.
• Mahmure, K., Korkmaz, Ö. ve Çakır, R. (2020). Oyunlaştırılmış robot etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin problem çözme ve bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkisi. Ege Eğitim Dergisi, 21(1), 54-70.
• Mosley, P., & Kline, R. (2006). Engaging students: A framework using lego robotics to teach problem solving. Information Technology, Learning & Performance Journal, 24(1), 39-45.
• Numanoğlu, M. ve Keser, H. (2017). Programlama öğretiminde robot kullanımı-Mbot örneği. Bartin Üniversitesi Egitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 497-515.
• Ocak, M. A. ve Efe, A. A. (2018). Arduino ile Kodlama ve Mikro denetleyici Uygulamaları. Ankara: Anı Yayıncılık.
• Oluk, A., & Korkmaz, Ö. (2018). Bilişim teknolojileri öğretmenlerinin eğitsel robotların kullanımına yönelik görüşleri. Pegem Atıf İndeksi, 0, 215-224. doi:10.14527/3381
• Oluk, A., & Korkmaz, Ö. (2016). Comparing students' scratch skills with their computational thinking skills in terms of different variables. Online Submission, 8(11), 1-7.
• Özden, M. Y. (2015). Computational thinking. http://myozden.blogspot.com.tr/2015/06/computational-thinking-bilgisayarca.html (Erişim Tarihi: 09.10.2019)
• Öztuna, D., Elhan, A. H., & Tüccar, E. (2006). Investigation of four different normality tests in terms of type 1 error rate and power under different distributions. Turkish Journal of Medical Sciences, 36(3), 171-176.
• Penmetcha, M. R. (2012). Exploring the effectiveness of robotics as a vehicle for computational thinking (Unpublished doctoral dissertation). Purdue University, USA.
• Selby, C., & Woollard, J. (2013). Computational thinking: The developing definition. Retrieved from https://eprints.soton.ac.uk/356481
• Strawhacker, A., & Bers, M. U. (2015). I want my robot to look for food: Comparing kindergartner’s programming comprehension using tangible, graphic, and hybrid user interfaces. International Journal of Technology and Design Education, 25(3), 293-319.
• Şendurur, P. (2017). Bilişsel Araçlar ve Bilgi İşlemsel Düşünme. Y. Gülbahar (Ed.), Bilgi İşlemsel Düşünmeden Programlamaya içinde (ss. 79-99). Ankara: Pegem Akademi.
• Şişman, B. (2016). İlk ve orta öğretimde öğretimsel amaçlı teknoloji kullanımı. http://www.tojet.net/e-book/eto_2016.pdf (Erişim Tarihi: 05.05.2018)
• Teddlie, C., & Tashakkori, A. (2015). Karma yöntem araştırmalarının temelleri (Y. Dede & S. B. Demir, Çev.). Ankara: Anı yayıncılık.
• Touretzky, D. S., Marghitu, D., Ludi, S., Bernstein, D., & Ni, L. (2013, March). Accelerating K-12 computational thinking using scaffolding, staging, and abstraction. In T. J. Cortine (Ed.), In Proceeding of the 44th ACM Technical Symposium on Computer Science Education (pp. 609-614). NewYork: Association for Computing Machinery.
• Üçgül, M. (2013). History and educational potential of Lego Mindstorms NXT. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(2), 127-137.
• Üçgül, M. (2017). Eğitsel robotlar ve bilgi işlemsel düşünme. Y. Gülbahar (Ed.), Bilgi işlemsel düşünmeden programlamaya içinde (ss. 295-314). Ankara: Pegem Akedemi.
• Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35.
• Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2013). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri (9. baskı) Ankara: Seçkin Yayıncılık.
• Yıldız Durak, H., Karaoğlan Yılmaz, F. G., Yılmaz, R. ve Seferoğlu, S. (2017). Erken yaşta programlama eğitimi: Araştırmalardaki güncel eğilimlerle ilgili bir inceleme. A. İşman, F. Odabaşı, ve B. Akkoyunlu (Ed.), Eğitim Teknolojileri Okumaları içinde (ss. 205-236). Ankara: Pegem Akademi.