A Comparative Analysis of Educational Robotics Kits

Year 2022, , 144 - 175, 31.12.2022

Ömer Faruk Fatsa Zeynep Turan

https://doi.org/10.52911/itall.1201609

Abstract

This study aims to comparatively examine the general features of 19 different robotic coding platforms, which are widely used among the basic materials of robotic coding education. Identifying and comparatively analysing the general trends of educational robotic sets; will eliminate the confusion of educators, researchers and decision-makers who are faced with the educational robotics set, which has many examples in the market, and will guide them to predict the future of these tools by revealing the status of educational robotics. As a result of the searches made in Web of Science, YÖK Thesis and Google Academic databases to determine the educational robotics sets to be examined, 147 studies were obtained. As a result of the examination of these studies, it was detected that 19 educational robotic sets were used in general. As a result of the study, it was determined that educational robotics sets were mainly produced for the secondary school level. Furthermore, it has been seen that the most preferred design model is the improvable design model that allows students to make their designs. In addition, it has been seen that the most preferred coding method is the block-based coding method, and the preferred text-based programming languages are popular programming languages such as C/C++, Java and Python. On the other hand, when the educational robotics sets are evaluated in terms of the conditions of our country, it has been determined that they are high cost, and the range of usable products is limited.

Keywords

Educational Robotics, Robotic Coding, Coding Tools

Eğitsel Robotik Setlerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı robotik kodlama eğitiminin temel materyallerinden olan robotik kodlama platformlarından yaygın olarak kullanılan 19 farklı robotik kodlama platformunun genel özelliklerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesidir. Eğitsel robotik setlerin genel eğilimlerini belirlemek ve karşılaştırmalı olarak incelemek; piyasada birçok örneği bulunan eğitsel robotik setiyle karşı karşıya kalan eğitimcilerin, araştırmacıların ve karar vericilerin kafa karışıklığını giderecek ve eğitsel robotiklerin bugününü ortaya koyarak bu araçların geleceğini ön görmelerine rehberlik edecektir. İncelenecek eğitsel robotik setlerini belirlemek için Web of Science, YÖK Tez ve Google Akademik veri tabanlarında yapılan taramalar sonucunda 147 çalışmaya ulaşılmıştır. Bu çalışmaların incelenmesi sonucunda, genel olarak 19 adet eğitsel robotik setin kullanıldığı tespit edilmiştir. Bu eğitsel robotikler amaca uygun olacak şekilde incelenmiş ve ilgili robotik setlerin genel eğilimleri karşılaştırmalı olarak ortaya konulmuştur. Çalışma sonucunda eğitsel robotik setlerinin en çok ortaokul seviyesi için üretilmiş olduğu tespit edilmiştir. En çok tercih edilen tasarım modelinin ise öğrencilerin kendi tasarımlarını yapmaya olanak sağlayan geliştirilebilir tasarım modeli olduğu görülmüştür. Ayrıca, en çok tercih edilen kodlama yönteminin blok tabanlı kodlama yöntemi olduğu ve tercih edilen metin tabanlı programlama dillerinin ise; C/C++, Java ve Python gibi popüler programlama dilleri olduğu görülmüştür. Öte yandan, eğitsel robotik setlerinin, ülkemiz şartları açısından değerlendirildiğinde, yüksek maliyetli olduğu ve kullanılabilir ürün çeşitliliğinin sınırlı olduğu belirlenmiştir.

Keywords

Eğitsel Robotik, Robotik Kodlama, Kodlama Araçları, Educational Robotics, Robotic Coding, Coding Tools

References

• Adamczyk, A.(2019). Apple CEO Tim Cook: ‘I think every kid in the world should learn’ this skill. CNBC https://www.cnbc.com/2019/04/30/apple-ceo-tim-cook-the-most-important-skill-for-young-people-to-learn.html
• Akdeniz B. (2021) Bilişim teknolojileri öğretmenlerinin robotik kodlama eğitimi deneyimleri [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi] Süleyman Demirel Üniversitesi.
• Akman-Selçuk N. (2019). Eğitsel robotik uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin ders motivasyonları, robotik tutumları ve başarıları açısından incelenmesi[Yayınlanmamış doktora tezi]. İstanbul Üniversitesi.
• Aksu, F. N. (2019). Bilişim teknolojileri öğretmenleri gözünden robotik kodlama ve robotik yarışmaları [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Balıkesir Üniversitesi.
• Ball, T., Protzenko, J., Bishop, J., Moskal, M., De Halleux, J., Braun, M., ... & Riley, C. (2016, May). Microsoft touch develop and the BBC micro: bit. In 2016 IEEE/ACM 38th International Conference on Software Engineering Companion (ICSE-C) (pp. 637-640). IEEE.
• Codingbk (2022) Dünyada kodlama eğitimi. URL:http://www.codingbk.com/dunyada-kodlama-egitimi.php
• Çelik, Ş. B. (2019). Robotik programlama eğitiminin ortaokul öğrencilerinin eleştirel düşünme becerilerine etkisi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Süleyman Demirel Üniversitesi.
• Duckett, T., Pearson, S., Blackmore, S., Grieve, B., Chen, W. H., Cielniak, G…, & Yang, G. Z. (2018). Agricultural robotics: The future of robotic agriculture. arXiv preprint arXiv:1806.06762.
• Eğin, F., & Arıkan, Y. D. (2020). Bilişim teknolojileri öğretmenlerinin kodlama öğretimine ilişkin görüşleri: Manisa örneği. Ege Eğitim Dergisi, 21(2), 57-75.
• Ersoy, H., Madran, R. O., & Gülbahar, Y. (2011). Programlama dilleri öğretimine bir model önerisi: Robot programlama. Akademik bilişim, 11.
• Erten, E. (2019). Kodlama ve robotik öğretimi üzerine bir durum çalışması [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Balıkesir Üniversitesi.
• Evripidou, S., Georgiou, K., Doitsidis, L., Amanatiadis, A. A., Zinonos, Z., & Chatzichristofis, S. A. (2020). Educational robotics: Platforms, competitions and expected learning outcomes. IEEE Access, 8, 219534-219562.
• Fırat, O. Z. ve Fırat, S. Ü. (2017). Endüstri 4.0 yolculuğunda trendler ve robotlar. İstanbul Üniversitesi İşletme Fakültesi Dergisi, 2, 211-223.
• Fortunati, L., Manganelli, A. M., & Ferrin, G. (2022). Arts and crafts robots or LEGO® MINDSTORMS robots? A comparative study in educational robotics. International Journal of Technology and Design Education, 32, 287-310.
• Gartner (2019). Gartner Top 10 Strategic Technology Trends For 2020 URL: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/gartner-top-10-strategic-technology-trends-for-2020
• Johnson, L., Becker, S. A., Cummins, M., Estrada, V., Freeman, A., & Hall, C. (2016). NMC horizon report: 2016 higher education edition (pp. 1-50). The New Media Consortium.
• Karademir, T., Cesur, A., Büyükergene, G., Kaba, Ö. S., & Kesici, Y. (2018). Teknolojik ritimler: Müzik eğitiminde robotik uygulamaların kullanımı. Ilkogretim Online, 17(2), 717-737.
• Kılınç, A. (2014). Robotik teknolojisinin 7. sınıf ışık ünitesi öğretiminde kullanımı [Yayınlanmamış yüksek lisans tezi]. Erciyes Üniversitesi.
• 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.8 [Yayınlanmamış yüksek lisans tezi]. Başkent Üniversitesi.
• Koç, A. (2019). Okul öncesi ve temel fen eğitiminde robotik destekli ve basit malzemelerle yapılan STEM uygulamalarının karşılaştırılması[Yayınlanmamış doktora tezi]. Erciyes Üniversitesi.
• Küçük, S., & Şişman, B. (2017). Birebir robotik öğretiminde öğreticilerin deneyimleri. İlköğretim Online, 16(1), 312-325.
• Larsen, J. C., & Nielsen, J. (2019). The effect of commercially available educational robotics: A systematic review. Robotics in Education: Current Research and Innovations, 1023, 14.
• López-Rodríguez, F. M., & Cuesta, F. (2016). Andruino-a1: Low-cost educational mobile robot based on android and arduino. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 81(1), 63-76.
• Moher, D., Liberati, A., Tetzlaff, J., Altman, D. G., & PRISMA Group*. (2009). Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses: the PRISMA statement. Annals of internal medicine, 151(4), 264-269.
• NATO (2020). Science & Technology Trends: 2020-2040. www.nato.int/nato_static_fl2014/assets/pdf/2020/4/pdf/190422ST_Tech_Trends_Report_20202040.pdf.
• Noone, M., & Mooney, A. (2018). Visual and textual programming languages: A systematic review of the literature. Journal of Computers in Education, 5(2), 149-174.
• Özer, F. (2019). Kodlama eğitiminde robot kullanımının ortaokul öğrencilerinin erişi, motivasyon ve problem çözme becerilerine etkisi [Yayınlanmamış yüksek lisans tezi]. Hacettepe Üniversitesi. Ramazanoğlu, M. (2021). Robotik kodlama uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin bilgisayara yönelik tutumlarına ve bilgi işlemsel düşünme becerisine yönelik öz yeterlilik algılarına etkisi. Türkiye Sosyal Araştırmalar Dergisi, 25(1), 163-174.
• Scaradozzi, D., Screpanti, L., & Cesaretti, L. (2019). Towards a definition of educational robotics: A classification of tools, experiences and assessments. In Smart learning with educational robotics (pp. 63-92). Springer, Cham.
• Scharre, P. (2018). Army of none: Autonomous weapons and the future of war. WW Norton & Company.
• Sinap, V., & Demirer, V. (2022) Programlama eğitiminde probleme dayalı öğrenmeye yönelik Arduino etkinliklerinin kullanılması: Bir eylem araştırması. Eğitim Teknolojisi Kuram ve Uygulama, 12(2), 351-376.
• Souza, I. M., Andrade, W. L., Sampaio, L. M., & Araujo, A L. S. O. (2018, October). A systematic review on the use of LEGO® Robotics in Education. In 2018 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE) (pp. 1-9). IEEE.
• Sönmez, S., & Şahinkayası, Y. (2021). Maker öğretmenlerin Maker hareketi ve robotik kodlama faaliyetlerine ilişkin görüşleri. Mustafa Kemal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 5(7), 277-296.
• Statisticstimes, (2021). Top Computer Languages, URL: statisticstimes.com/tech/top-computer-languages.php
• Stoffova, V., Zboran, M., & Hyksová, H. (2021). Application of simulation tools in educational robotics. In EDULEARN21 Proceedings (pp. 9214-9221). IATED.
• Sullivan, A., & Bers, M. U. (2019). Investigating the use of robotics to increase girls’ interest in engineering during early elementary school. International Journal of Technology Design Education, 29(5), 1033-1051.
• Takacs, A., Eigner, G., Kovács, L., Rudas, I. J., & Haidegger, T. (2016). Teacher's kit: Development, usability, and communities of modular robotic kits for classroom education. IEEE Robotics & Automation Magazine, 23(2), 30-39.
• Talan, T. (2020). Eğitsel robotik uygulamaları üzerine yapılan çalışmaların incelenmesi. Yaşadıkça Eğitim, 34(2), 503-522. doi.org/10.33308/26674874.2020342177
• Tekin, Y., & Keser, H. (2020). Matematik öğretiminde robotik etkinlikler kullanılmasının başarıya etkisi. Akdeniz Eğitim Araştırmaları Dergisi, 14(34), 472-493.
• Üçgül, M. (2017). Eğitsel robotlar ve bilgi işlemsel düşünme. Y. Gülbahar (Ed.), Bilgi işlemsel düşünmeden programlamaya içinde (ss. 295-314). Ankara: Pegem Yayınları.
• Vurgun, Y., Tarı, M., Akcan, T., & Taşpınar, Y. S. (2019). İşitme engelli öğrencilerin robotik kodlama becerilerinin incelenmesi. Engelsiz Bilişim 2019, 93. Wang, D., Zhang, C., & Wang, H. (2011). T-Maze: A tangible programming tool for children. Paper presented at the Proceedings of the 10th international conference on interaction design and children.
• Weinstein, J. & Perez-Gascon, A.(2022). What is coding? Coding definition and what coding is used for. Careerkarma. https://careerkarma.com/blog/what-is-coding-used-for/
• Yolcu, V. & Demirer, V. (2017). A review on the studies about the use of robotic technologies in education. SDU International Journal of Educational Studies , 4(2) , 127-139.
• Yolcu, V. (2018). Programlama eğitiminde robotik kullanımının akademik başarı, bilgi-işlemsel düşünme becerisi ve öğrenme transferine etkisi [Yayınlanmamış yüksek lisans tezi]. Süleyman Demirel Üniversitesi. Yükseltürk, E. ve Altıok, S. (2017). Blok tabanlı programlama. Y. Gülbahar (Yay. haz.). Bilgi İşlemsel Düşünmeden Programlamaya, içinde (ss. 241-266). Ankara: Pegem Akademi.
• Zurnacı, B. & Turan, Z. (2022). Türkiye'de okul öncesinde kodlama eğitimine ilişkin yapılan çalışmaların incelenmesi. Kocaeli Üniversitesi Eğitim Dergisi, 5(1), 258-286.