THE EFFECT OF COMPUTATIONAL THINKING ACTIVITIES ON SKILLS AND ATTITUDES TOWARD PROBLEM SOLVING

Year 2024, Volume: 14 Issue: 2, 310 - 345, 26.07.2024

Büşra Temel Hayal Yavuz Mumcu

https://doi.org/10.17943/etku.1436443

Abstract

BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME ETKİNLİKLERİNİN PROBLEM ÇÖZMEYE YÖNELİK BECERİ VE TUTUMLARA ETKİSİ

Abstract

Bu araştırmanın amacı bilgi işlemsel düşünme etkinliklerinin 7. sınıf öğrencilerinin problem çözmeye yönelik beceri ve tutumlarına etkisinin incelenmesidir. Araştırmada karma yöntem kullanılmakla birlikte araştırma tür olarak deneysel bir araştırma niteliği taşımaktadır. Araştırma kapsamında öğrencilerin problem çözme becerilerinin ortaya çıkarılması ve sürece yönelik görüşlerinin belirlenmesi amacıyla nitel yöntemlerden, bilgi işlemsel düşünme etkinliklerinin öğrencilerin problem çözme becerileri ve problem çözmeye yönelik tutumları üzerindeki etkisini belirleyebilmek içinse nicel yöntemlerden yararlanılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu 2022-2023 Eğitim-Öğretim yılında Rize iline bağlı bir devlet okulunun farklı iki şubesinde öğrenim görmekte olan ve toplamda 37 kişiden oluşan 7. sınıf öğrencileri oluşturmaktadır. Örneklem grubunun belirlenmesinde uygun örnekleme tekniği kullanılarak araştırmacının kendi okulunda öğrenim gören öğrenciler çalışmaya dahil edilmiştir. Bu araştırmanın mevcut alt problemlerine yanıt bulmak amacıyla dört farklı veri toplama aracı kullanılmıştır. Bunlar i) bilgi-işlemsel düşünme etkinlikleri, ii) problem çözme beceri testi, iii) problem çözmeye yönelik tutum ölçeği ve iv) öğrenci görüş formu’dur. Araştırma kapsamında kullanılan bilgi-işlemsel düşünme etkinlikleri 16 adet olup, etkinliklerin her biri bilgi-işlemsel düşünme becerilerinin farklı boyutlarına odaklanmaktadır. Bunlar parçalara ayırma, soyutlama, örüntü-model çıkarma ile değerlendirme ve hata ayıklama’dır. Problem çözme beceri testi’nin amacı öğrencilerin problem çözmeye yönelik beceri ve performanslarını değerlendirmektir ve ilgili testte 12 adet açık uçlu problem yer almaktadır. Problem çözmeye yönelik tutum ölçeği 19 maddeden oluşmaktadır, “hoşlanma” ve “öğretim” olmak üzere iki farklı boyuttan oluşmaktadır. Öğrenci görüş formunda ise dört adet açık uçlu soru yer almıştır. Araştırmanın sonucunda bilgi işlemsel düşünme etkinliklerinin deney grubundaki öğrencilerin problem çözmeye yönelik beceri ve tutumlarında olumlu bir etkisi olmakla birlikte bu etkinin anlamlı düzeyde olmadığı gözlenmiştir. Süreç sonunda öğrencilerin, söz konusu etkinliklerin kendilerine matematik dersine yönelik farklı bir bakış açısı kazandırdığını, problem çözme becerilerini arttırdığını, bir problemin birden fazla çözümü olabileceğini fark etmelerini sağladığını ve bu tür etkinliklere derslerde daha fazla yer verilmesi gerektiğini ifade ettikleri görülmüştür.

Keywords

bilgi işlemsel düşünme, problem çözme becerisi, problem çözmeye yönelik tuutm, bilgisayarsız etkinlikler

References

• Akdeniz Ocak, K. (2023). Dördüncü sınıf öğrencilerinin matematiksel okuryazarlık, rutin olmayan problemleri çözme ve matematik başarıları arasındaki ilişki. Yüksek lisans tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
• Alagöz, S. (2022). Ortaokul öğrencilerinin bilgi işlemsel düşünmesine etki eden faktörler. Yüksek lisans tezi, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Bolu.
• Altunışık, R., Coşkun, R., Bayraktaroğlu, S., & Yıldırım, E. (2007). Sosyal bilimlerde araştırma yöntemleri. Sakarya: Sakarya Yayıncılık.
• Aydoğdu, E. (2019). Bilgisayarsız etkinlikler sürecinde öğrencilerin algoritmik düşünme becerilerinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi, Trabzon Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Trabzon.
• Barr, V., & Stephenson, C. (2011). Bringing computational thinking to K-12: What is involved and what is the role of the computer science education community? ACM Inroads, 2(1), 48-54. https://doi.org/10.1145/1929887.1929905
• Baykul, Y. (2015). Eğitimde ve psikolojide ölçme: klasik test teorisi ve uygulaması (3. bs.). Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
• Bayrak, A., & Akkaynak, M. (2020). Okul öncesi eğitimde yaratıcı drama eğitiminin duygu düzenleme ve sosyal problem çözme becerilerine etkisi. Akademik Tarih ve Düşünce Dergisi, 7(2), 1343-1381.
• Bayraktar, T., & Özçakır Sümen, Ö. (2024). Dördüncü sınıf öğrencilerinin okuduğunu anlama öz yeterlilik algıları, üst bilişsel farkındalıkları ve problem çözme başarıları arasındaki ilişkilerin incelenmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 69, 132-152. https://doi.org/10.21764/maeuefd.1351197
• Bozkurt, A., & Topal, A. (2019). Ortaokul 6. sınıf öğrencilerinin standart bir algoritmayla çözülebilen ve çözülemeyen problemlerde matematiksel düşünüşlerinin incelenmesi. International Journal of Educational Studies in Mathematics, 6(2), 44-59.
• Büyüköztürk, Ş. (2012). Sosyal bilimler için veri analizi el kitabı. Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık.
• Costa, E. J. F., Campos, L. M. R. S., & Guerrero, D.D.S. (2017). Computational thinking in mathematics education: A joint approach to encourage problem-solving ability. IEEE Frontiers in Education Conference (FIE) (pp. 1- 8). IEEE. https://doi.org/10.1109/FIE.2017.8190655
• Creswell, J. W. (2003). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches (2nd ed.). Thousand Oaks, CA: Sage.
• Çanakçı, O. (2008). Matematik problemi çözme tutum ölçeğinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi. Doktora tezi, Marmara Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Çelik, D., & Güler, M. (2013). İlköğretim 6. sınıf öğrencilerinin gerçek yaşam problemlerini çözme becerilerinin incelenmesi. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 20, 180-195.
• Çimşir, E. (2019). Programlama öğretiminde bilgisayarsız bilgisayar bilimi etkinliklerinin öğrencilerin akademik başarılarına etkisi. Yüksek lisans tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
• Değirmenci, S. (2020). STEM eğitimi almış öğretmenlerin STEM öz yeterliliklerinin ve uygulamalarında teknoloji ve mühendislik entegrasyonu açısından yaşadıkları sorunların belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Deryal, İ. E. (2021). Ortaokul 5. ve 6. sınıf öğrencilerinin bilgi-işlemsel düşünme becerileri ile matematiksel problem çözme başarısı arasındaki ilişki. Yüksek Lisans Tezi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
• Düzalan, N. (2022). Bilgi işlemsel düşünmenin bilgi işlemsel düşünme becerilerine ve problem çözme becerisine etkisi üzerine bir meta-analiz çalışması. Yüksek Lisans Tezi. Bartın Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bartın.
• Fiş Erümit, S., & Kalelioğlu, F. (2019, Ekim). Programlama öğretiminde oyunlaştırma. 7. Uluslararası Öğretim teknolojileri ve Öğretmen Eğitimi Sempozyumu’nda sunulan bildiri. Kemer/Antalya.
• Foong, P. Y. (2002). The role of problems to enhance pedagogical practices in the Singapore mathematics classroom. The Mathematics Educator, 6 (2), 5-31.
• Giannakos, M., Jaccheri, M. L., & Proto, R. (2013, April). Teaching computer science to young children through creativity: Lessons learned from the case of Norway. Paper presented at 3rd Computer Science Education Research Conference on Computer Science Education Research, Heerlen.
• Hafidzah, N. A., Azis, Z., & Irvan, I. (2021). The effect of open-ended approach on problem solving ability and learning independence in students' mathematics lessons. Indonesian Journal of Education and Mathematical Science, 2(1), 44-50. https://doi.org/10.30596/ijems.v2i1.6176
• Hu, C. (2011). Computational thinking: what it might mean and what we might do about it. In Proceedings of the 16th annual joint conference on Innovation and technology in computer science education (pp. 223-227). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/1999747.1999811
• ISTE (2019). ISTE standards. https://cdn.iste.org/www-root/PDF/ISTE%20Standards-One-Sheet_Combined_09-2021_vF3.pdf adresinden 15.03.2020 tarihinde alınmıştır.
• İlhan, A., Gemcioğlu, M., & Poçan, S. (2021). Ortaokul öğrencilerinin matematik tutumu ve problem çözmeye yönelik algılarının matematik başarılarıyla ilişkisi. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 8(1), 1-15. https://doi.org/10.21666/muefd.734168
• Jiang, S., & Wong, G. K. (2018, February). Are children more motivated with plugged or unplugged approach to computational thinking? Paper presented at 49th ACM Technical Symposium on Computer Science Education, Maryland, USA.
• Kalaycı, Ş. (2008). SPSS uygulamalı çok değişkenli istatistik teknikleri. Ankara: Asil Yayın Dağıtım. Kalelioğlu, F. (2017). Bilgisayarsız bilgisayar bilimi öğretimi. Y. Gülbahar (Ed.), Bilgi işlemsel düşünmeden programlamaya (s. 183-206) içinde. Ankara: Pegem Akademi.
• Kandemir, C. M. (2018). Metin tabanlı programlama. Editör Y. Gülbahar, Bilgi işlemsel düşünmeden programlamaya (s. 267-292) içinde. Ankara: Pegem Akademi.
• Karaçam Duman, N. F. (2020). Metin temelli programlama öğretimi: Ortaokul öğrencilerinin bilgisayarca düşünme becerileri ve akademik başarılarının incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Bahçeşehir Üniversitesi, İstanbul.
• Karakılıç, S., & Arslan, S. (2019). Kitap okumanın öğrencilerinin matematik başarısı ve problem çözme becerisi üzerindeki etkisi. Türk Bilgisayar ve Matematik Eğitimi Dergisi (TURCOMAT), 10 (2), 456-475. https://doi.org/10.16949/turkbilmat.497143
• Kaya, B., Duran, S., & Duruk, U. (2023). Sekizinci sınıf öğrencilerinin rutin olmayan problemleri çözme düzeyleri. Journal of History School, 63, 639- 663. http://dx.doi.org/10.29228/Joh.64631
• Kim, B., Kim, T., & Kim, J. (2013). Paper-and-pencil programming strategy toward computational thinking for non-majors: Design your solution. Journal of Educational Computing Research, 49(4), 437-459. https://doi.org/10.2190/EC.49.4.b
• Kolubüyük, M. (2020). 8. sınıf öğrencilerinin gerçek yaşam problemlerini çözme becerileri ile akademik başarıları arasındaki ilişki. Yüksek Lisans Tezi. Akdeniz Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Antalya.
• Korkmaz, Ö., Çakır, R., & Özden, Y. (2015). Bilgisayarca düşünme beceri düzeyleri ölçeğinin (BDBD) ortaokul düzeyine uyarlanması. Gazi Eğitim Bilimleri Dergisi, 1(2), 143- 162.
• Korkmaz, Ö., Karaçaltı, C., & Çakır, R. (2018). Öğrencilerin programlama başarılarının bilgisayarca-eleştirel düşünme ile problem çözme becerileri çerçevesinde incelenmesi. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 7(2), 343-370.
• Kutluca, T., & Tum, A. (2021). Farklı öğrenme yollarının kullanıldığı zengin öğrenme ortamlarının matematiksel muhakeme becerisine ve problem çözmeye yönelik tutuma etkisi. Cumhuriyet Uluslararası Eğitim Dergisi, 10(1), 344-370. https://doi.org/10.30703/cije.722191
• Kutru, Ç., & Hasançebi, F. (2024). Argümantasyon tabanlı bilim öğrenme (ATBÖ) destekli stem eğitiminin iletişim, eleştirel düşünme, bilimsel yaratıcılık ve problem çözme becerilerine etkisi. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 59, 139-175. https://doi.org/10.53444/deubefd.1336324
• Liao, Y. K. C., & Bright, G. W. (1991). Effects of computer programming on cognitive outcomes: A meta-analysis. Journal of Educational Computing Research, 7(3), 251-268. https://doi.org/10.2190/E53G-HH8K-AJRR-K69
• Maharani, S., Kholid, MN., Pradana, LN., & Nusantara, T. (2019). Problem solving in the context of computational thinking. Infinity Journal, 8(2), 109-116. https://doi.org/10.22460/infinity.v8i2.p109-116
• Mannila, L., Dagiene, V., Demo, B., Grgurina, N., Mirolo, C., Rolandsson, L., & Settle, A. (2014). Computational thinking in K-9 education. In proceedings of the working group reports of the 2014 on innovation & technology in computer science education conference (pp. 1-29). ACM. https://doi.org/10.1145/2713609
• Mano, C., Allan, V., & Cooley, D. (2010, October). Effective in-class activities for middle school outreach programs. Paper presented at 2010 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE), Washington, USA.
• Milli Eğitim Bakanlığı [MEB] (2022). PISA 2022 Türkiye raporu. https://pisa.meb.gov.tr/meb_iys_dosyalar/2024_01/26152640_pisa2022_rapor.pdf adresinden 06.04.2021 tarihinde alınmıştır.
• Miles, M. B., & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis:An expanded sourcebook. (2nd Edition). SAGE Publications.
• Milli Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2013). Ortaöğretim matematik dersi (9, 10, 11 ve 12. sınıflar) öğretim programı. Ankara.
• Nance, S. (2016). Using computer programming to enhance problem-solving skills of fifth grade students. PhD. Thesis, University of Florida, Gainesville.
• National Council of Teachers of Mathematics. (2000). Principles and standards for school mathematics. Reston, VA: Author.
• Nishida, T., Idosaka, Y., Hofuku, Y., Kanemune, S., & Kuno, Y. (2008, July). New methodology of information education with “computer science unplugged”. Paper presented at 3rd international conference on Informatics in Secondary Schools - Evolution and Perspectives (ISSEP), Torun, Poland.
• Oluk, A., & Çakır, R. (2019). Üniversite öğrencilerinin bilgisayarca düşünme becerilerinin mantıksal matematiksel zekâ ve problem çözme becerileri açısından incelenmesi. Kuramsal Eğitim Bilim Dergisi, 12(2), 457-473. https://doi.org/10.30831/akukeg.351312
• Papert, S. (1980). Mindstorms. New York: Basic Books.
• Pesen, C. (2020). İlkokullarda matematik öğretimi-1-4. Sınıflar (9. bs). Ankara: Pegem akademi.
• Purwaningsih, E., Sari, S. P., Sari, A. M., & Suryadi, A. (2020). The effect of STEM-PJBL and discovery learning on improving students' problem-solving skills of impulse and momentum topic. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 9(4), 465-476. https://doi.org/10.15294/jpii.v9i4.26432
• Secer, M. (2020). Bilişim teknolojileri ve yazılım dersinde Arduino kodlama ile kâğıt-kalem kodlama uygulamalarının öğrencilerin bilgi işlemsel düşünme becerileri, problem çözme becerileri ve STEM tutumları üzerine etkisi. Doktora Tezi, Mersin Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Mersin.
• Selby, C., & Woollard, J. (2013). Computational thinking: the developing definition. University of Southampton (E-prints). https://eprints.soton.ac.uk/356481/1/Selby_Woollard_bg_soton_eprints.pdf adresinden 11.02.2021 tarihinde alınmıştır.
• Sesriani, Y. (2022). The effect of models creative problem solving and problem based learning to improvability problem solving students. JMEA: Journal of Mathematics Education and Application, 1(1), 54-65. https://doi.org/10.30596/jmea.v1i1.9169
• Sevgi, S., & Karakaya, M. (2021). Ortaokul öğrencilerinin okuma alışkanlığı ve problem çözme becerisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 41(2), 1203-1225. https://doi.org/10.17152/gefad.836544
• Sung, W., Ahn, J., & Black, J. B. (2017). Introducing computational thinking to young learners: Practicing computational perspectives through embodiment in mathematics education. Technology, Knowledge and Learning, 22(3), 443-463. https://doi.org/10.1007/s10758-017-9328-x
• Şahin, N., Hisli Şahin, N., & Heppner, P. (1993). Psychometric properties of the problem solving inventory in a group of Turkish university students. Cognitive Therapy and Research, 17(4), 379-396. https://doi.org/10.1007/BF01177661
• Şendurur, P. (2018). Bilişsel araçlar ve bilgi işlemsel düşünme. Editör Y. Gülbahar, Bilgi işlemsel düşünmeden programlamaya (ss. 79-98). Ankara: Pegem Akademi.
• Syslo, M., & Kwiatkowska, A. (2008, July). The challenging face of informatics education in Poland. Paper presented at 3rd international conference on Informatics in Secondary Schools-Evolution and Perspectives: Informatics Education-Supporting Computational Thinking, Torun, Poland.
• Tağcı, Ç. (2019). Kodlama eğitiminin ilkokul öğrencileri üzerindeki etkisinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon.
• Taş, N. (2018). Farklılaştırılmış bilgisayar destekli matematik etkinliklerinin üstün yeteneklilerin bilgi işlemsel düşünme özyeterlikleri ve matematiğe yönelik tutumlarına etkisi. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
• The Council for the Curriculum, Examinations & Assessment [CCEA] (2018). Computing at school: Northern Ireland curriculum guide for post primary schools. https://pure.roehampton.ac.uk/ws/files/5102659/Computing_at_School_Northern_Ireland_Curriculum_Guide_for_Post_Primary_Schools.pdf adresinden 21.10.2021 tarihinde alınmıştır.
• Thies R., & Vahrenhold, J. (2013, March). On plugging “unplugged” into CS classes. Paper presented at 44th ACM technical symposium on Computer science education, New York, USA.
• Tıraş, S. (2024). Matematik öğretimi: Öğrenme ve öğretme kuramları. Ankara: Iksad yayınevi.
• Top, O. (2023). Bilgi işlemsel düşünme etkinliklerinin matematik başarısı, güdülenme ve öğrenme stratejileri üzerindeki etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Aydın Adnan Menderes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın.
• Turan, B. (2019). Ortaokul öğrencilerinin geliştirdiği oyun ve robot projelerinde probleme dayalı öğrenmenin problem çözme ve bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Van.
• URL-1. PISA 2022 Mathematics Framework. https://www.oecd-ilibrary.org/sites/7ea9ee19-en/index.html?itemId=/content/component/7ea9ee19-en adresinden 16.04.2022 tarihinde alınmıştır.
• Uzuner, F. G. (2019). İlkokul öğrencilerinin matematiksel problem çözme becerilerinin geliştirilmesinde oryantiringin etkisinin incelenmesi. Doktora Tezi, Trabzon Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Trabzon.
• Üzümcü, Ö., & Bay, E. (2018). Eğitimde yeni 21. yüzyıl becerisi: Bilgi işlemsel düşünme. Uluslararası Türk Kültür Coğrafyasında Sosyal Bilimler Dergisi, 3 (2), 1-16.
• Üzümcü, Ö., & Bay, E. (2021). Bilgisayarsız kodlama eğitiminde bilgi işlemsel düşünme. Ankara: Akademisyen Kitabevi.
• Voskoglou, M. G. (2015). An application of fuzzy sets for studying the influence of computational thinking in learning mathematics. Journal of Mathematical Sciences & Mathematics Education, 9(1), 30-47.
• Webb, M., Davis, N., Bell, T., Katz, Y., Reynolds, N., Chambers, D., & Syslo, M. (2017). Computer science in K-12 school curricula of the 21st century: Why, what and when? Education and Information Technologies, 22(2), 445-468. https://doi.org/10.1007/s10639-016-9493-x
• Weigend, M. (2014). The digital woodlouse – scaffolding in science - related scratch projects. Informatics in Education, 13(2), 293-305. http://dx.doi.org/10.15388/infedu.2014.09
• Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
• Yadav, A., Mayfield, C., Zhou, N., Hambrusch, S., & Korb, J. (2014). Computational thinking in elementary and secondary teacher education. ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 14(1), 1-16. https://doi.org/10.1145/2576872
• Yadav, A., Zhou, N., Mayfield, C., Hambrusch, S. E., & Korb, J. T. (2011). Introducing computational thinking in education courses. In Proceedings of the 42nd ACM technical symposium on Computer science education (pp. 465-470). https://doi.org/10.1145/1953163.1953297
• Yavuz Mumcu, H. (2020). Okul matematiği ve matematiği kullanma becerisi. Apsistek, Haziran 2020. https://www.apsistek.com/index.php?id=200:okul-matematigi-ve-matematigi-kullanma-becerisi adresinden 22.12.2020 tarihinde alınmıştır.
• Yıldız Durak, H., & Saritepeci, M. (2018). Analysis of the relation between computational thinking skills and various variables with the structural equation model. Computers & Education, 116, 191-202. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2017.09.004
• Yıldız, S. (2017). Blok tabanlı kodlama ortamında problem çözme süreçlerinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
• Yünkül, E., Durak, G., Çankaya, S., & Mısırlı, Z. A. (2017). Scratch yazılımının öğrencilerin bilgisayarca düşünme becerilerine etkisi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 11(2), 502-517. https://doi.org/10.17522/balikesirnef.373424