Doğada Algoritmik Düşünme Eğitiminin Yedinci Sınıf Öğrencilerinin Bilgi İşlemsel Düşünme Özyeterliklerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, “Algoritmik Düşünme Temelli Duvarsız Eğitim Ortamındayız” adlı TÜBİTAK 4004 proje eğitiminde yedinci sınıf öğrencilerinin bilgi işlemsel düşünme (BİD) becerileri algılarına etkisini incelemektir. Yarı deneysel desenlerden tek grup ön test- son test desenine göre gerçekleştirilen bu çalışmanın katılımcıları, Ordu ili İkizce ilçesinden amaçlı örneklemeye göre belirlenen yedinci sınıfa devam eden 29 öğrencidir. Beş gün süren proje eğiminde; mühendislik, robotik kodlama, algoritmik düşünme, astronomi bilimleri, sosyal ve beşeri bilimler, sanat, STEAM, biyoçeşitlilik gibi çok çeşitli başlıkları doğadan esinlenilerek ve doğa ile iç içe olacak şekilde etkinlikler gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda öğrenciler saha gezileri, gözlemler, trekking, astronomi gibi pek çok etkinliği problem tanımlama, çözüm üretme, çözümü adımlara ayırma ve değerlendirme aşamalarını içeren bilgi işlemsel düşünme basamaklarına göre gerçekleştirmiştir. Verileri toplamak için BİD beceri algısı ölçeği kullanılmıştır. Elde edilen bulgulara göre uygulanan eğitimin öğrencilerin özellikle algoritma tasarlama, özgüven ve veri işleme alt boyutlarında güçlü bir etki olmak üzere, BİD beceri algılarında olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Bu etkinin cinsiyete göre anlamlı farklılık göstermediği, sadece veri işleme alt boyutunda kız öğrenciler lehine anlamlı farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Sonuçlar ilgili araştırmalar bağlamında değerlendirilmiş, çeşitli öneriler sunulmuştur.

Keywords

• Algoritmik düşünme
• Bilgi işlemsel düşünme
• Sınıf dışı öğrenme
• Doğa eğitimi.

Supporting Institution

TÜBİTAK 4004 Doğa Eğitimi ve Bilim Okulları Programı

Project Number

224B319

Ethical Statement

Bu çalışmada, araştırma ve yayın etiği ilkelerine uyulmuştur. Araştırma sürecinde yer alan tüm katılımcılardan bilgilendirilmiş onam alınmış, gönüllülük esasına dayalı katılım sağlanmıştır. Proje kapsamında yürütülen tüm etkinlikler, TÜBİTAK 4004 – Doğa Eğitimi ve Bilim Okulları Programı çerçevesinde, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Etik Kurulu tarafından onaylanan etik ilkelere uygun şekilde gerçekleştirilmiştir.

Thanks

Bu bildiri, TÜBİTAK Bilim ve Toplum Başkanlığı (BİTO) tarafından yürütülen 4004 – Doğa Eğitimi ve Bilim Okulları Programı kapsamında desteklenen “Algoritmik Düşünme Tabanlı Duvarsız Eğitim Ortamındayız” (Proje No: 224B319) adlı proje çerçevesinde gerçekleştirilmiştir.

The Effect of Algorithmic Thinking Education in Nature on Seventh Grade Students' Computational Thinking Self-Efficacy

Abstract

The purpose of this study was to examine the effect of the TÜBİTAK 4004 project- based training program entitled "We Are in a Wallless Learning Environment Based on Algorithmic Thinking" on seventh- grade students' perceptions of their computational thinking (CT) skills. This study employed a one- group pretest– posttest quasi-experimental design. The participants consisted of 29 seventh- grade students from İkizce district of Ordu Province, Türkiye, selected through purposive sampling. During the five-day training program, students participated in a variety of nature- inspired and outdoor learning activities encompassing engineering, robotics and coding, algorithmic thinking, astronomy, social sciences and humanities, art, STEAM, and biodiversity. Within this framework, students engaged in field trips, observations, trekking, and astronomy activities structured around the core stages of computational thinking, including problem identification, solution generation, decomposition of solutions into sequential steps, and evaluation. Data were collected using the Computational Thinking Skills Perception Scale. The findings indicated that the training program had a positive effect on students' perceptions of their computational thinking skills, with particularly strong effects observed in the subdimensions of algorithm design, self-confidence, and data processing. Furthermore, the effect of the intervention did not differ significantly by gender, except for the data processing subdimension, in which female students demonstrated significantly higher gains than male students. The findings are discussed in relation to the relevant literature, and several recommendations for future research and educational practice are provided.

Keywords

• Algorithmic thinking
• Computational thinking
• Out of class class learning
• Nature education.

Supporting Institution

TÜBİTAK 4004 – Nature Education and Science Schools Program

Project Number

224B319

Ethical Statement

This study was conducted in accordance with research and publication ethics. Informed consent was obtained from all participants involved in the research process, and participation was based on voluntariness. All activities carried out within the scope of the project were conducted in compliance with the ethical principles approved by the Ethics Committee of Ondokuz Mayıs University, within the framework of the TÜBİTAK 4004 – Nature Education and Science Schools Program.

Thanks

This paper was carried out within the scope of the project titled “We Are in a Wall-less Learning Environment Based on Algorithmic Thinking” (Project No: 224B319), supported under the TÜBİTAK 4004 – Nature Education and Science Schools Program conducted by the Science and Society Department (BİTO) of The Scientific and Technological Research Council of Türkiye (TÜBİTAK).

References

1. Adorni, G., Artico, I., Piatti, A., Lutz, E., Gambardella, L. M., Negrini, L., Mondada, F., & Assaf, D. (2024). Development of algorithmic thinking skills in K–12 education: A comparative study of unplugged and digital assessment instruments. Computers in Human Behavior Reports, 15, 100466. https://doi.org/10.1016/j.chbr.2024.100466
2. Akay, C. (2013). Ortaokul öğrencilerinin TÜBİTAK “4004 yapıyorum öğreniyorum yaz bilim okulu” projesi sonrası bilim kavramına yönelik görüşleri. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(2), 326-338. https://doi.org/10.17860/efd.81087
3. Alsancak Sarıkaya, D. (2019). Programlama öğretiminin bilgi işlemsel düşünme becerisine etkisi. Türkiye Sosyal Araştırmalar Dergisi, 23(2), 575–590. https://izlik.org/JA48EN25TY
4. Angeli, C., & Valanides, N. (2020). Developing young children's computational thinking with educational robotics: An interaction effect between gender and scaffolding strategy. Computers in Human Behavior, 105, 105954. https://doi.org/10.1016/j.chb.2019.03.018
5. Arslanhan, A., & Artun, H. (2021). Bilgi işlemsel düşünme becerilerinin fen öğretimine entegrasyonu hakkında öğretmen görüşleri. Eğitim Bilim ve Araştırma Dergisi, 2(2), 108–121. https://izlik.org/JA68DG26AG
6. Atiker, B. (2019). Programlama öğretiminde ortaokul öğrencilerinin bilgi işlemsel düşünme becerilerinin başarıya etkileri, (Yayınlanmamış doktora tezi). İstanbul Üniversitesi. (2026, February 20). Retreived from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
7. Avcı, E., Özenir, Ö. S., Kurt, M., & Atik, S. (2015). TÜBİTAK 4004 doğa eğitimi ve bilim okulları kapsamında ortaokul öğrencilerine yönelik gerçekleştirilen “Bizim Deniz Akdeniz” projesinin değerlendirilmesi. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4(2), 312–333. https://izlik.org/JA77ZW94MG
8. Ayazoğlu, Ö. (2023). Veri bilimi etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkisi (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Sakarya Üniversitesi. (2026, February 20). Retreived from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp

9. Bal İncebacak, B., Yaman, S., & Sarışan Tungaç, A. (2024). MatSor: Sorgulama temelli etkinlik geliştirme kampı projesinin değerlendirilmesi. 16. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi Bildiri Kitabı (ss. 706–707). (2026, February 20). Retreived from https://avesis.omu.edu.tr/yayin/11e2d50f-ff08-4909-80ea-e319c1380af4/matsor-sorgulama-temelli-etkinlik-gelistirme-kampi-projesinin-degerlendirilmesi
10. Baltacı, A. (2018). Nitel araştırmalarda örnekleme yöntemleri ve örnek hacmi sorunsalı üzerine kavramsal bir inceleme. Bitlis Eren Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 7(1), 231–274. https://izlik.org/JA98FN96XR
11. Battelle for Kids. (2019). Partnership for 21st century learning: Framework for 21st century learning. (2026, February 20). Retreived from https://static.battelleforkids.org/documents/p21/P21EarlyChildhoodFramework.pdf
12. Becit, M., Başkan, M., & Bal İncebacak, B. (2025). Water conservation in primary school: A creative drama-based TÜBİTAK project. 15th International Congresses on Social, Humanities, Administrative, and Educational Sciences in a Changing World (pp. 581–596). Ankara, Turkey. (2026, February 20). Retreived from https://avesis.omu.edu.tr/yayin/a936aea9-a36b-46fc-9c40-69addb43e1ae/water-conservation-in-primary-school-a-creative-drama-based-tubitak-project
13. Bocconi, S., Chioccariello, A., Dettori, G., Ferrari, A., & Engelhardt, K. (2016). Developing computational thinking in compulsory education: Implications for policy and practice. Education and Information Technologies, 21, 1–21. https://doi.org/10.1007/s10639-015-9436-3
14. Brown, W. (2015). Introduction to algorithmic thinking. (2026, February 20). Retreived from https://raptor.martincarlisle.com/Introduction%20to%20Algorithmic%20Thinking.doc
15. Crombie, G., Walsh, J. P., & Trinneer, A. (2003). Positive effects of science and technology summer camps on confidence, values, and future intentions. Canadian Journal of Counselling, 37(4), 256–269. (2026, February 20). Retreived from https://cjc-rcc.ucalgary.ca/index.php/rcc/article/view/58723/44212
16. Çimşir, S., Kalelioğlu, F., & Gülbahar, Y. (2024). Perceptions of primary school teachers on interdisciplinary computational thinking skills training. Informatics in Education, 23(3), 507–524. https://doi.org/10.15388/infedu.2024.16
17. Delal, H., & Öner, D. (2020). Developing middle school students’ computational thinking skills using unplugged computing activities. Informatics in Education, 19(1), 1–13. https://doi.org/10.15388/infedu.2020.01
18. Demir, Ü., & Cevahir, H. (2020). Algoritmik düşünme yeterliliği ile problem çözme becerisi arasındaki ilişkinin incelenmesi: Mesleki ve teknik Anadolu lisesi örneği. Kastamonu Education Journal, 28(4), 1610–1619. https://doi.org/10.24106/kefdergi.4179
19. Dumlu, B. Ö., & Turanlı, N. (2024). Ortaöğretim öğrencilerinin algoritmik düşünme süreçleriyle problem çözme aşamalarına yönelik algıları. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 44(1), 243–272. https://doi.org/10.17152/gefad.1313545
20. Eaton, D. (2000). Cognitive and affective learning in outdoor education (Doctoral dissertation). University of Toronto. http://hdl.handle.net/1807/12600
21. Ertuğrul Akyol, B. (2020). STEM etkinliklerinin fen bilimleri öğretmenlerinin bilgisayar, eleştirel, yaratıcı düşünme ve problem çözme becerilerine etkisi (Yayınlanmamış doktora tezi). Erciyes Üniversitesi. (2026, February 20). Retreived from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
22. Fidan, N. (2012). Okulda öğrenme og öğretme (3. baskı). Pegem Akademi. (2026, February 20). Retreived from https://depo.pegem.net/9786053642541.pdf
23. Fraenkel, J. R., & Wallen, N. E. (2009). How to design and evaluate research in education. McGraw-Hill. (2026, February 20). Retreived from https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=2368849
24. Futschek, G. (2006). Algorithmic thinking: The key for understanding computer science. In R. T. Mittermeir (Ed.), Informatics education – The bridge between using and understanding computers (Lecture Notes in Computer Science, Vol. 4226, pp. 159–168). Springer. https://doi.org/10.1007/11915355_15
25. George, D., & Mallery, M. (2010). SPSS for Windows step by step: A simple guide and reference. Pearson. (2026, February 20). Retreived from https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=2333867
26. Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational thinking in K–12: A review of the state of the field. Educational Researcher, 42(1), 38–43. https://doi.org/10.3102/0013189X12463051
27. Gülbahar, Y., Kert, S. B., & Kalelioğlu, F. (2019). Bilgi işlemsel düşünme becerisine yönelik öz yeterlik algısı ölçeği: Geçerlik ve güvenirlik çalışması. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 10(1), 1–29. https://doi.org/10.16949/turkbilmat.385097
28. Hinton, P. R., McMurray, I., & Brownlow, C. (2014). SPSS explained. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781315797298
29. ISTE. (2016). Computational thinking teacher resources. (2026, February 20). Retreived from https://csta.acm.org/Curriculum/sub/CurrFiles/472.11CTTeacherResources_2ed-SPvF.pdf
30. İbili, E., & Günbatar, M. S. (2020). Computational thinking skills self-efficacy perceptions in secondary education: A review of the effectiveness of the new information technology and software curriculum. Trakya Eğitim Dergisi, 10(2), 303–316. https://doi.org/10.24315/tred.620278
31. Kalelioğlu, F., & Gülbahar, Y. (2014). The effect of teaching programming via Scratch on problem solving skills. Informatics in Education, 13(1), 33–50. https://doi.org/10.15388/infedu.2014.03
32. Kalelioğlu, F., Doğan, D., & Gülbahar, Y. (2022). Snapshot of computational thinking in Turkey: A critique of 2019 Bebras Challenge. Informatics in Education, 21(3), 501–522. https://doi.org/10.15388/infedu.2022.19
33. Kanaki, K., Kalogiannakis, M., Poulakis, E., & Politis, P. (2022). Investigating the association between algorithmic thinking and performance in environmental study. Sustainability, 14(17), 10672. https://doi.org/10.3390/su141710672
34. Karasar, N. (2003). Bilimsel araştırma yöntemi (12. baskı). Nobel Yayın Dağıtım. (2026, February 20). Retreived from https://www.nobelyayin.com/bilimsel-arastirma-yontemi-kavramlar-ilkeler-teknikler_1755.html
35. Kaya, D., Yaşar, A. Ö., Çetin, İ., & Kutluca, T. (2025). The relationship between the 21st-century skills and computational thinking skills of prospective mathematics and science teachers. Journal of Pedagogical Research, 9(1), 73–95. https://doi.org/10.33902/JPR.202531498
36. Keçeci, G., Zengin, F. K., & Alan, B. (2019). TÜBİTAK 4004 “Küçük bilim insanları Elazığ Hazar Gölü ekosistemini keşfediyor” projesinin ortaokul öğrencilerinin çevresel tutumlarına etkisi. İnsan ve Toplum Bilimleri Araştırmaları Dergisi, 8(1), 41–63. https://doi.org/10.15869/itobiad.482979
37. Kuo, W. C., & Hsu, T. C. (2020). Learning computational thinking without a computer: How computational participation happens in a computational thinking board game. The Asia-Pacific Education Researcher, 29(1), 67–83. https://doi.org/10.1007/s40299-019-00479-9
38. Lin, S., & Wong, G. K. (2024). Gender differences in computational thinking skills among primary and secondary school students: A systematic review. Education Sciences, 14(7), 790. https://doi.org/10.3390/educsci14070790
39. Metin, M., Serin, H. K., Korkman, N., Armağan, F. O., & Kolomuç, A. (2023). Yedinci sınıf öğrencilerinin gözünden bir TÜBİTAK 4004 projesi: Araştırıyorum, sorguluyorum bilimi çok seviyorum. Maarif Mektepleri Uluslararası Sosyal ve Beşeri Bilimler Dergisi, 6(1), 1–18. https://doi.org/10.47155/mamusbbd.1310118
40. Milli Eğitim Bakanlığı. (2025). Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli ortak metni. (2026, February 20). Retreived from https://tymm.meb.gov.tr/ortak-metin
41. Mohaghegh, M., & McCauley, M. (2016). Computational thinking: The skill set of the 21st century. International Journal of Computer Science and Information Technologies, 7(3), 1524–1539. (2026, February 20). Retreived from https://www.researchbank.ac.nz/server/api/core/bitstreams/01a20ffc-7eb5-4cf7-8c23-4d5c0bfb7482/content
42. Okur-Berberoğlu, E., & Uygun, S. (2013). Examining outdoor education development in the world and in Turkey. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(2), 32–42. https://izlik.org/JA78DD26JY
43. Om, C. (2023). Rethinking the development of computational thinking skills in young children through nature play. In Proceedings of the ACM. https://doi.org/10.1145/3638380.3638447
44. Pallant, J. (2007). SPSS survival manual: A step by step guide to data analysis using SPSS for Windows (3rd ed.). Open University Press. (2026, February 20). Retreived from https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=771114
45. Pan, Y., Adams, E. L., Ketterlin-Geller, L. R., Larson, E. C., & Clark, C. (2024). Enhancing middle school students’ computational thinking competency through game-based learning. Educational Technology Research and Development, 72(4), Article 10400X. https://doi.org/10.1007/s11423-024-10400-x
46. Sarışan Tungaç, A., Yaman, S., & Bal İncebacak, B. (2019). Girişimcilik Temalı Doğa Eğitimi ve Bilim Okulları Projesinin Öğrencilerin Fen Tabanlı Girişimcilik Eğilimleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi . Ondokuz Mayıs Üniversitesi, 100. Yıl Eğitim Sempozyumu (pp.63-71). Samsun, Turkey (2026, February 20). Retreived from https://avesis.omu.edu.tr/yayin/a0dfdef5-2b9e-44de-9636-54c92d70f8cf/girisimcilik-temali-doga-egitimi-ve-bilim-okullari-projesinin-ogrencilerin-fen-tabanli-girisimcilik-egilimleri-uzerindeki-etkisinin-incelenmesi
47. Şaybak, B., & Birişçi, S. (2024). Assessment of computational thinking within the scope of literacy. Cumhuriyet International Journal of Education, 13(2), 500–511. https://dx.doi.org/10.30703/cije.1357138
48. Şensoy, A., Sarışan Tungaç, A., & Bal İncebacak, B. (2024). Classroom teachers’ perceptions of science and inquiry-based teaching. Ordu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, 14(3), 886–902. https://doi.org/10.48146/odusobiad.1425673
49. Tal, T. (2012). Out-of-school: Learning experiences, teaching and students’ learning. In Second international handbook of science education (pp. 1109–1122). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9041-7_73
50. Topalsan, A. K., Türk, Z., & Güler, G. (2019). Korunmaya muhtaç çocuklara yönelik gerçekleştirilen “Doğada Bilim Yapıyorum!” TÜBİTAK 4004 projesinin değerlendirilmesi. İnsan ve Toplum Bilimleri Araştırmaları Dergisi, 8(1), 581–607. https://doi.org/10.15869/itobiad.488344
51. Türker, P. M., & Pala, F. K. (2020). The effect of algorithm education on students’ computer programming self-efficacy perceptions and computational thinking skills. International Journal of Computer Science Education in Schools, 3(3). https://doi.org/10.21585/ijcses.v3i3.69
52. Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu. (2024). 4004 doğa eğitimi ve bilim okulları destekleme programı çağrı metni. (2026, February 20). Retreived from https://tubitak.gov.tr/sites/default/files/26710/4004_cagri_metni.pdf
53. Ünver, A. O., Arabacıoğlu, S., & Okulu, H. Z. (2019). Bilim Merkezleri ve Doğa Bilim Kampları Etkileşimi. Okul Duvarlarının Öresine Öğrenme Yolculuğı (pp.483-503), Ankara: Nobel Akademik Yayıncılık.
54. Üzümcü, Ö., & Bay, E. (2018). Eğitimde yeni 21. yüzyıl becerisi: Bilgi işlemsel düşünme. Uluslararası Türk Kültür Coğrafyasında Sosyal Bilimler Dergisi, 3(2), 1–16. https://izlik.org/JA75BU75JF
55. Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
56. Wong, G. K. W., & Jiang, S. (2018). Computational thinking education for children: Algorithmic thinking and debugging. In 2018 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering (TALE) (pp. 328–334). https://doi.org/10.1109/TALE.2018.8615232
57. Yalçın, S. (2018). Yüzyıl becerileri ve bu becerilerin ölçülmesinde kullanılan araçlar ve yaklaşımlar. Ankara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Fakültesi Dergisi, 51(1), 183–201. https://doi.org/10.30964/auebfd.405860
58. Yavuz Mumcu, H., & Yıldız, S. (2018). The investigation of algorithmic thinking skills of fifth and sixth graders at a theoretical dimension. MATDER Journal of Mathematics Education, 3(1), 41–48. https://izlik.org/JA47BC58MR
59. Yılmaz, A., & Kaleci, D. (2024). Investigation of the effect of block-based applications on computational thinking skills. Educational Policy Analysis and Strategic Research, 19(4), 44-61. https://doi.org/10.29329/epasr.2024.1099.3