PROGRAMLAMA EĞİTİMİNDE PROBLEME DAYALI ÖĞRENMEYE YÖNELİK ARDUINO ETKİNLİKLERİNİN KULLANILMASI: BİR EYLEM ARAŞTIRMASI

Öz

Bu araştırmanın amacı, programlama eğitiminde probleme dayalı öğrenmeye yönelik Arduino etkinliklerinin öğrencilerin programlama dersine yönelik tutumlarında ve problem çözme becerilerinde ne tür değişikliklere neden olduğunu saptamak ve sürece ilişkin öğrenci deneyimlerini belirlemektir. Araştırma bir devlet üniversitesinin Bilgisayar Teknolojileri programında öğrenim gören 26 öğrenci ile Programlama Dilleri dersi kapsamında 8 haftalık süre boyunca yürütülmüştür. Bu araştırmada eylem araştırması deseni kullanılmıştır. Nicel veriler programlamaya karşı tutum ölçeği ve problem çözme becerileri ölçeği ile elde edilmiştir. Nitel veriler ise görüşme ve gözlem tekniği ile toplanmıştır. Nicel verilerin analizi sürecinde bağımlı örneklemler t-testi kullanılmıştır. Yarı yapılandırılmış görüşmelerden elde edilen veriler ile gözlem verileri ise betimsel olarak analiz edilmiştir. Araştırma sonunda öğrencilerin programlamaya yönelik tutum ve problem çözme becerileri ön-test/son-test puanları arasında anlamlı düzeyde yükselme olduğu görülmüştür. Gerçekleştirilen görüşmeler sonucunda öğrencilerin genelinin etkinliklere ilişkin olumlu görüşlere sahip olduğu saptanmıştır. Ayrıca, yapılan gözlemler de öğrencilerin programlamaya yönelik olumlu görüşler geliştirdiğini, problem çözme becerilerinde artış olduğunu ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

• programlama
• probleme dayalı öğrenme
• Arduino etkinlikleri
• problem çözme

USE OF ARDUINO ACTIVITIES THROUGH PROBLEM BASED LEARNING IN PROGRAMMING EDUCATION: AN ACTION RESEARCH

Abstract

The aim of the research is to investigate the effects of problem-based Arduino activities in programming education on students' attitudes and to determine what kind of changes are occurring in problem-solving skills and to identify student experiences on the process. The research was carried out during the 8-week period of the Programming Language lessons with 26 students who are studying in the Department of Computer Technologies. In this research, action research design was used. Quantitative data were obtained by scales of attitude toward programming and problem-solving skills. Qualitative data were obtained through interview and observation techniques. A t-test for dependent samples was used in the analysis of quantitative data. The data obtained from semi-structured interviews and structured observations were analyzed descriptively. At the end of the research, students' attitudes towards programming and problem-solving skills were found to increase significantly between pre-test and post-test scores. As a result of the interviews, it was seen that most of the students had positive opinions about the activities. In addition, observations have shown that students develop positive attitudes toward programming and that there is an increase in problem solving skills.

Keywords

• programming
• problem-based learning
• Arduino activities
• problem-solving

References

1. Aparicio, J. T., Pereira, S., Aparicio, M. ve Costa, C. J. (2019). Learning programming using educational robotics. In 2019 14th Iberian Conference on Information Systems and Technologies (CISTI) (pp. 1-6). IEEE.
2. Atmatzidou, S., Demetriadis, S. ve Nika, P. (2017). How does the degree of guidance support students’ metacognitive and problem solving skills in educational robotics?. Journal of Science Education and Technology, 1-16.
3. Barker, B. S., Nugent, G. ve Grandgenett, N. (2014). Examining fidelity of program implementation in a STEM-oriented out-of-school setting. International Journal of Technology and Design Education, 24(1), 39-52.
4. Barnes, D. J. (2002). Teaching introductory Java through Lego Mindstorms models. Proceedings of the 33rd SIGCSE technical symposium on computer science education. Retrieved January 16, 2017 from http://portal. acm.org/citation.cfm?id=563397&coll=GUIDE&dl=GUIDE&CfID-11715560&CfToKEN=40703716
5. Başer, M. (2013). Bilgisayar programlamaya karşı tutum ölçeği geliştirme çalışması. The Journal of Academic Social Science Studies, 6(6), 199-215.
6. Berge, O., Borge, R. E., Fjuk, A., Kaasboll, J. ve Samuelsen, T (2003). Learning object oriented programming. Paper presented at the Norsk Informatik konferanse (Norwegian Informatics Conference), Norvey, Oslo.
7. Canbeldek, M. (2020). Erken çocukluk eğitiminde üreten çocuklar kodlama ve robotik eğitim programının etkilerinin incelenmesi.
8. Cooper, S., Dann, W. ve Pausch, R. (2000). Alice: a 3-D tool for introductory programming concepts. In Journal of Computing Sciences in Colleges, 15(5), 107-116. Consortium for Computing Sciences in Colleges.

9. Cornforth, D. M., Popat, R., McNally, L., Gurney, J., Scott-Phillips, T. C., Ivens, A. ve Brown, S. P. (2014). Combinatorial quorum sensing allows bacteria to resolve their social and physical environment. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(11), 4280-4284.
10. Çınar, S. (2020). Fen bilimleri öğretmen adaylarına yönelik eğitsel robotik destekli STEM kursu. Electronic Turkish Studies, 15(7).
11. Delisle, R. (1997). How to use problem-based learning in the classroom. Ascd: USA.
12. Demir, B. (2011). Probleme dayalı öğrenme modelinin nümerik analiz dersinde uygulanması. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir.
13. Eroğlu, G., ve Hamzaoğlu, E. (2021). Kuvvet ve enerji ünitesinde robotik kodlama etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin fene yönelik tutumlarına etkisi. Anadolu Kültürel Araştırmalar Dergisi, 5(2), 161-169.
14. Fagin, B. ve Merkle, L. (2003). Measuring the effectiveness of robots in teaching computer science. Proceedings of the 34rd SIGCSE technical symposium on computer science education.
15. Ford, J. L. (2007). Programming for the absolute beginner. Boston, MA, USA: Course Technology / Cengage Learning.
16. Futschek, G. ve Moschitz, J. (2010). Developing algorithmic thinking by ınventingand playing algorithms. paper presented in constructionist approachesto creative learning. Thinking and Education 2010, Paris.
17. Gibbon, L. W. (2007). Effects of LEGO Mindstorms on convergent and divergent problem-solving and spatial abilities in fifth and sixt grade students. Doktora tezi. Seattle Pacific University, Seattle.
18. Gomes, A. ve Mendes, A. J. (2007). Learning to program – difficulties and solutions. Proceedings of the 2007 international convergence on Engineering education, September 3-7, Coimbra, Portugal.
19. Gundurao, H. K., Manjunath, N. S. ve Nachappa, M. N. (2010). Computer technology and computer programming. Mumbai, IND: Global Media.
20. Jenkins, T. (2002). On the difficulty of learning to program. In Proceedings of the 3rd Annual Conference of the LTSN Centre for Information and Computer Sciences, 4, 53-58.
21. Jonassen, D. (1996). Computers in the classroom: mindtools for critical thinking. Englewoods Cliffs, NJ: Prentice Hall.
22. Kemmis, S. ve McTaggart, R. 1988. The action research planner. Geelong: Deakin University Press.
23. Kılıçkıran, H., Korkmaz, Ö., ve Çakır, R. (2020). Robotik kodlama eğitiminin üstün yetenekli öğrencilere katkısı. Turkish Journal of Primary Education, 5(1), 1-15.
24. 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. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Başkent Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
25. Kim, C., Kim, D., Yuan, J., Hill, R. B., Doshi, P. ve Thai, C. N. (2015). Robotics to promote elementary education pre-service teachers' STEM engagement, learning, and teaching. Computers & Education, 91, 14-31.
26. McCracken, M., Almstrum, V., Diaz, D., Guzdial, M., Hagan, D., Kolikant, Y. B. D. ve Wilusz, T. (2001). A multi-national, multi-institutional study of assessment of programming skills of first-year CS students. ACM SIGCSE Bulletin, 33(4), 125- 180.
27. Michael, K. ve John, R. (2001). Guidelines for teaching object orientation with Java. ACM SIGCSE Bulletin, 33(3), 33-36.
28. Michael, M. ve Desmond, C., (2002). Evaluation of students attitudes to learning the Java language. ACM Intl. Conf. Proc, 25, 125-130.
29. Nedzad, M. ve Yasmeen, H. (2001). Challenges in teaching java technology. Informing Sci, 365-371.
30. Nourbakhsh, I., Crowley, K., Bhave, A., Hamner, E., hsium, T., Perez-Bergquist, A., Richards, S. ve Wilkinson, K. (2005). The robotic autonomy mobile robots course: Robot design, curriculum design, and educational assessment. Autonomous Robots, 18(1), 103–127.
31. Numanoğlu, M. ve Keser, H. (2017). Programlama öğretiminde robot kullanımı-mbot örneği. Bartın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 497-515.
32. Özenoğlu, Y. E. (2020). Grupla robotik programlama öğretiminde otantik görev odaklı uygulamaların ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin problem çözme becerileri üzerindeki etkisinin incelenmesi. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
33. Proulx, V. K. (2000). Programming patterns and design patterns in the introductory computer science course. ACM SIGCSE Bulletin, 32(1), 80-84.
34. 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.
35. Resnick, M. (1996). Distributed constructionism. In Proceedings of the 1996 international conference on Learning sciences, 280-284. International Society of the Learning Sciences.
36. Robins, A., Rountree, J. ve Rountree, N. (2003). Learning and teaching programming: A review and discussion. Computer Science Education, 13(2), 137-172.
37. Savin-Baden, M. ve Major, C. H. (2004). Foundations of problem-based learning. McGraw-Hill Education (UK).
38. Stepien, W. J. ve Pyke, S. L. (1997). Designing problem based units. Journal for the Education of the Gifted, 20(4), 380-400.
39. Sullivan, A. A. (2016). Breaking the STEM stereotype: investigating the use of robotics to change young children’s gender stereotypes about technology and engineering. PhD Thesis, Tufts University.
40. Şanal, S. Ö. ve Erdem, M. (2017). Kodlama ve robotik çalışmalarını problem çözme süreçlerine etkisi: sesli düşünme protokol analizi. 11th International Computer & Instructional Technologies Symposium bildiriler kitabı içinde. Malatya: İnönü Üniversitesi.
41. Talan, T. (2020). Eğitsel robotik uygulamaları uzerine yapılan çalışmaların incelenmesi. Yaşadıkça Eğitim, 34(2), 503-522.
42. Tatlısu, M. (2019). Eğitsel robotik uygulamalarda probleme dayalı öğrenmenin ilkokul öğrencilerinin problem çözme becerilerine etkisi. Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
43. Williams, D. C., Ma, Y., Prejean, L., Ford, M. J. ve Lai, G. (2007). Acquisition of physics content knowledge and scientific inquiry skills in a robotics summer camp. Journal of Research on Technology in Education, 40(2), 201e216.
44. Wood, D. F. (2003). Problem based learning. British Medical Journal, 326, 328-330.
45. Yaman, S., ve Dede, Y. (2008). Yetişkinler için problem çözme becerileri ölçeği. Journal of Educational Sciences & Practices, 7(14).
46. Yıldırım, A. ve Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Seçkin Yayıncılık: Ankara.
47. Zainal, N. F. A., Din, R., Nasrudin, M. F., Abdullah, S., Abd Rahman, A. H., Abdullah, S. N. H. S., ... ve Abd Majid, N. A. (2018). Robotic prototype and module specification for increasing the interest of Malaysian students in STEM Education. Int. J. Eng. Technol, 7(25), 286-290.