Robot Usage in Programmıng Teachıng - Mbot Example

Abstract

The purpose of this study is to determine the usability in programming education of mBot - STEM Educational Robot Kit platform developed and produced by Makeblock. mBot is a versatile robotic platform which is cheap, easy to install and user-friendly. The mBlock programming language, which provides graphical programming support for robot programming is used. Also, mBot provides all the necessary solutions for Robotics learning and designing. Although it is composed of 38 parts, anyone can assemble it in 10-15 minutes. Therefore, it can be used in teaching of programming for students. It is possible to use it for elementary school students because of easy usage of their programming and hardware. In addition it has been thought that teaching programming with robots provide of learning abstract concepts for students. Also it contributes to development of their problem solving and computational thinking skills. The new regulation on teaching programming in Turkey was realized with Ministry of Education’s decision, dated 31.08.2016 which include teaching programming on secondary education curriculum. So that this study is thought to give an idea how to use effective and easy of block based environments. mBlock software and mBotRobot kit used to develop and test sample applications including basic programming concepts in this study. According to development and testing process, basic programming concepts such as loops, conditions structure, functions, procedures, variables, lists and sequences can be easily created and tested with mBlock software and mBot-Robot Kit.

Keywords

• teaching programming with robot,mBlock,mBot

Programlama Öğretiminde Robot Kullanımı - Mbot Örneği

Abstract

Bu çalışmanın amacı Makeblock tarafından üretilen ve geliştirilen, mBot - STEM Educational Robot Kit platformunun programlama öğretiminde kullanılabilirliğini belirlemektir. Bu amaçla mBot - STEM Educational Robot Kit’in ve mBlock programlama ortamının özellikleri, kullanımı ve programlama yapısı nasıldır, programla öğretimine ilişkin uygulamalar nasıl geliştirilir ve robot kit üzerinde denenir sorularına yanıt aranmıştır. mBot düşük fiyatlı, kolay kurulum ve kullanıma sahip, öğrencilerin programlama öğretiminde kullanılabilecek çok yönlü robotik platformdur. Programlama ve donanım yapısı karmaşık olmadığı için ilkokul öğrencilerinin bile bu robotları rahatlıkla öğrenebilmesi ve kullanabilmesi mümkündür. Robotik öğrenme ve tasarım için gerekli tüm çözümleri bir araya getiren mBot, 38 parçadan oluşmasına rağmen 10-15 dakikada hızlıca birleştirilebilmektedir. Robotun programlanması için grafik programlama desteği sunan mBlock programlama ortamı kullanılmaktadır. Bu çalışmada mBlock programlama ortamı kullanılarak, temel programla kavramlarını içeren örnek uygulamalar geliştirilmiş ve mBot-Robot Kit üzerinde denenmiştir. Elde edilen bulgular mBlock programlama ortamı ve mBot robot kullanılarak programlama öğretiminde; döngüler, koşul yapıları, fonksiyonlar-prosedürler, değişkenler, listeler ve diziler gibi programlamanın temel kavramlarını içeren uygulamaların kolayca oluşturulup kullanılabileceğini göstermektedir. Türkiye’de programlama öğretimine ilişkin yeni düzenleme 31.08.2016 tarihli ve 65 sayılı Talim Terbiye Kurulu kararıyla gerçekleştirilmiştir. Bu kararla kabul edilen Ortaöğretim Bilgisayar Bilimi Dersi (Kur 1, Kur 2) Öğretim Programı’nda programlama öğretimine yer verilmiştir. Bu nedenle blok tabanlı ortamların kullanılabilirliğini ortaya koyan bu çalışmanın ilgililere bir fikir verebileceği düşünülmektedir. Ayrıca, programlama öğretiminde robot kullanımı ile soyut kavramların kolayca somutlaştırılabileceği ve yazdığı programın etkisini anında gören öğrencilerin problem çözme ve bilgi-işlemsel düşünme becerilerini daha kolay ve hızlı bir şekilde geliştirilebilecekleri söylenebilir.

Keywords

• robotla programlama öğretimi,mBlock

References

1. Akçay, T. (2009). Perceptions of Students and Teachers About The Use of A Kid’s Programming Language in Computer Courses. Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. [Çevrim-içi: http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/ 12611323/index.pdf, Erişim Tarihi: 15.04.2016].
2. Briggs, L.J. (1984). Trying to straddle four research cultures. Educational Technology, 24(8), 33-34.
3. Çatlak, Ş., Tekdal, M.ve Baz, F. Ç. (2015). Scratch Yazılımı İle Programlama Öğretiminin Durumu: Bir Doküman İnceleme Çalışması. Journal of Instructional Technologies & Teacher Education, 4(3). [Çevrim-içi: http://www.jitte.org/article/download/ 5000163313/5000147210, Erişim Tarihi: 30.03.2016].
4. Çavas, B., Kesercioğlu, T., Holbrook, J., Rannikmae, M., Özdoğru, E., & Gökler, F. (2012, September). The Effects of Robotics Club on The Students’ Performance on Science Process & Scientific Creativity Skills and Perceptions on Robots, Human and Society. In Proceedings of 3rd International Workshop Teaching Robotics, Teaching with Robotics Integrating Robotics in School Curriculum (pp. 40-50). [Çevrim-içi: http://www.terecop.eu/TRTWR2012/trtwr2012_submission_06.pdf, Erişim Tarihi: 01.04.2016].
5. Demirer, V. ve Sak, N. (2016). Programming Education and New Approaches Around The World and in Turkey / Dünyada ve Türkiye'de Programlama Eğitimi ve Yeni Yaklaşımlar. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 12(3), 521-546. [Çevrim-içi: http://eku.comu.edu.tr/ article/view/5000156188/5000164272, Erişim Tarihi: 01.03.2016].
6. Driscoll, M. P., & Dick, W. (1999). New research paradigms in instructional technology: An inquiry. Educational Technology Research and Development, 47(2), 7-18. [Çevrim-içi: https://link.springer.com/article/10.1007/BF02299462, Erişim Tarihi: 11.04.2017].
7. Erol, O. ve Şendağ, S. (2012). İlköğretim İkinci Kademede Alice 3 Boyutlu Animasyon Yazılımının Bilişsel Araç Olarak Kullanımına Yönelik Bir Durum Çalışması. 6th International Computer & Instructional Technologies Symposium, Gaziantep Üniversitesi, Gaziantep. [Çevrim-içi: http://www1.gantep.edu.tr/~icits2012/ icits2012_proceeding.pdf, Erişim Tarihi: 03.05.2016].
8. Ersoy, H., Madran, R. O. ve Gülbahar, Y. (2006). Programlama Dilleri Öğretimine Bir Model Önerisi: Robot Programlama. Akademik Bilişim’07 Konferansı, Kütahya. [Çevrim-içi: http://ab.org.tr/ab11/kitap/ersoy_madran_AB11.pdf, Erişim Tarihi: 29.02.2016].

9. Fidan, U. ve Yalçın, Y. (2012). Robot Eğitim Seti Lego Nxt. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12 (2012) 01510, 1-8.[Çevrim-içi: http://hdl.handle.net/11630/863, Erişim Tarihi: 29.02.2016].
10. Genç Z. ve Karakuş S. (2011). Tasarımla Öğrenme: Eğitsel Bilgisayar Oyunları Tasarımında Scratch Kullanımı. 5th International Computer & Instructional Technologies Symposium. Elazığ. [Çevrim-içi: http://dspace.beu.edu.tr:8080/xmlui/handle/ 123456789/451, Erişim Tarihi: 01.04.2016].
11. Hubwieser, P., Giannakos, M. N., & Berges, M. (2015). A Global Snapshot of Computer Science Education in K-12 Schools. [Çevrim-içi: https://www.researchgate.net/ publication/292722310_A_Global_Snapshot_of_Computer_Science_Education_in_K-12_Schools, Erişim Tarihi: 04.04.2016].
12. Kalelioğlu, F. (2014). A new way of teaching programming skills to K-12 students: Code.org. Computers in Human Behavior, vol. 52, pp. 200-210, 2015. [Çevrim-içi: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0747563215004288, Erişim Tarihi: 05.04.2016].
13. Kalelioğlu, F. & Gülbahar, Y. (2014). The Effects of Teaching Programming via Scratch on Problem Solving Skills: A Discussion From Learners’ Perspective. Informatics in Education-An International Journal, 13(1), 33-50. [Çevrim-içi: http://www.mii.lt/ informatics_in_education/pdf/INFE232.pdf, Erişim Tarihi: 01.04.2016].
14. Kalelioğlu, F., Gülbahar, Y., Akçay, S. & Doğan, D. (2014). Curriculum İntegration İdeas For İmproving the Computational Thinking Skills of Learners through Programming via Scratch. In Local Proceedings of the 7th International Conference on Informatics in Schools: Situation, Evolution and Perspectives (pp. 101-112).
15. Karim, M. E., Lemaignan, S. & Mondada, F. (2015). A review: Can robots reshape K-12 STEM education? 2015 IEEE International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO 2015), Lyon, France, July 1-3, 2015. [Çevrim-içi: http://infoscience.epfl.ch/record/209219, Erişim Tarihi: 07.04.2016].
16. Makeblock (2016). mBot V1.1-Blue (2.4G Version). [Çevrim-içi: http://www.makeblock.com/mbot-v1-1-stem-educational-robot-kit, Erişim tarihi: 9 Mart 2016.]
17. Merino, P. P., Ruiz, E. S., Fernandez, G. C., & Gil, M. C. (2016). A Wireless robotic educational platform approach. 2016 13th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation (REV) (pp. 145-152). IEEE. [Çevrim-içi: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7444455, Erişim Tarihi: 12.04.2016].
18. mBlock (2016). mBlock. [Çevrim-içi: http://www.mblock.cc/, Erişim tarihi: 09 03 2016].
19. Microbit (2016). Want to know a bit more about BBC micro:bit? [Çevrim-içi: https://www.microbit.co.uk/about, Erişim Tarihi: 12.04.2016].
20. Özdemir, D., Çelik, E. & Öz, R.(2009). Programlama Eğitiminde Robot Kullanımı. 9th International Educational Technology Conference (IETC2009), Ankara, Turkey. [Çevrim-içi: https://www.iet-c.net/publication_folder/ietc/ietc2009.pdf, page=463, Erişim Tarihi: 01.04.2016].
21. Resinovic, B. (2015). The use of Nao, a humanoid robot, in teaching computer programming. In The Proceedings of International Conference on Informatics in Schools: Situation, Evolution and Perspectives—ISSEP 2015. (p. 63). [Çevrim-içi: http://eprints.fri.uni-lj.si/3185/1/issep2015-proceedings.pdf, page=63, Erişim Tarihi: 30.03.2016].
22. Robitshop (2016). mBot V1.1-Blue (2.4G Version). [Çevrim-içi: http://www.robitshop.com/ mbot-v11-blue-24g-version, Erişim tarihi: 09 03 2016].
23. Robotistan (2016). MakeBlock mBot Kiti - Mavi ( 2.4G Versiyonu). [Çevrim-içi: http://www.robotistan.com/makeblock-mbot-kiti-mavi-24g-versiyonu, Erişim tarihi: 09 03 2016].
24. Saleiro, M. , Carmo, B., Rodrigues, J. M. F., & du Buf, J.M.H. (2013). A Low-Cost Classroom-Oriented Educational Robotics System. In Social Robotics (pp. 74-83). Springer International Publishing. [Çevrim-içi: https://sapientia.ualg.pt/bitstream/10400.1/ 3384/1/icsc2013.pdf, Erişim Tarihi: 04.04.2016].
25. TTKB (2016). Ortaöğretim Bilgisayar Bilimi Dersi (Kur 1, Kur 2) Öğretim Programı. [Çevrim-içi: http://ttkb.meb.gov.tr/www/ogretim-programlari/icerik/72, Erişim tarihi: 17 Kasım 2016].
26. Yadagiri, R. G., Krishnamoorthy, S., & Kapila, V. (2015). A blocks-based visual environment to teach robot-programming to K-12 students. In Proceedings of the American Society for Engineering Education, Session: T208, June. Seattle, WA. [Çevrim-içi: https://www.researchgate.net/publication/274699697_Blockly-ASEE2015, Erişim Tarihi: 29.03.2016].
27. Yue, W. S. & Wan, W. L. (2015). The Effectiveness of Digital Game for Introductory Programming Concepts. The 10th International Conference for Internet Technology and Secured Transactions (ICITST-2015). [Çevrim içi: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/ stamp.jsp?tp=&arnumber=7412134&tag=1, Erişim Tarihi: 05.04.2016].
28. Yükseltürk, E. ve Altıok, S. (2015). Bilişim Teknolojileri Öğretmen Adaylarının Bilgisayar Programlama Öğretimine Yönelik Görüşleri. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi 4 (1), 50-65, 2015. [Çevrim-içi: http://dergi.amasya.edu.tr/article/view/ 5000087734, Erişim Tarihi: 30.03.2016].
29. Yükseltürk, E. ve Altıok, S. (2016). Bilişim Teknolojileri Öğretmen Adaylarının Programlama Öğretiminde Scratch Aracının Kullanımına İlişkin Algıları. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 12 (1). [Çevrim-içi: http://dergipark.ulakbim.gov.tr/mersinefd/article/view/5000120752, Erişim Tarihi: 03.05.2016].