Investigation of the Effect of Robotic Coding Applications on 5th Grade Students' Academic Achievement, Motivation and Anxiety towards Science in Electrical Circuit Elements Unit

Abstract

The aim of this study is to examine the effect of robotic coding activities on students' academic achievement, anxiety and motivation towards science in the 5th grade "Electrical Circuit Elements" unit of Science course. The research has continued for 4 weeks in the 2nd semester of the 2021-2022 academic year by randomly selecting two classes of 5th grade students studying in a public school in Aksu district of Antalya province. The study has been conducted with 52 students, including 26 in class 5/A, the experimental group, and 26 in class 5/B, the control group. Quasi experimental design with pre-test and post-test control group has been used in the research. The researcher applied the lesson plan prepared with robotic coding activities to the experimental group and teaching methods and activities to the control group within the framework of the current science teaching program. The data collection tools used during the research were "Electrical Circuit Elements Academic Achievement Test, Motivation Scale for Science Learning and Anxiety Scale for Science". The data obtained at the end of the research were analyzed with Mann Withney U test. Necessary assumptions were provided. According to the data obtained, it was concluded that robotic coding applications increased students' academic achievement and positively affected their anxiety and motivation towards science.

Keywords

• Science Education
• Robotic Coding
• Anxiety
• Motivation
• Academic Success

Elektrik Devre Elemanları Ünitesinde Robotik-Kodlama Uygulamalarının 5.Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarı, Fen’e Yönelik Kaygı ve Motivasyonlarına Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, Fen Bilimleri dersi 5.sınıf “Elektrik Devre Elemanları” ünitesinde robotik kodlama etkinliklerinin öğrencilerin akademik başarılarına, fene yönelik kaygı ve motivasyonlarına etkisinin incelenmesidir. Araştırma 2021-2022 eğitim öğretim yılı 2.döneminde Antalya İli Aksu İlçesinde bir devlet okulu’nda öğrenim görmekte olan 5.sınıf öğrencilerinden iki şube rastgele seçilerek 4 hafta süre ile devam etmiştir. Çalışma deney grubu olan 5/A sınıfındaki 26, kontrol grubu olan 5/B sınıfındaki 26 olmak üzere toplam 52 öğrenci ile gerçekleştirilmiştir. Araştırmada, ön test son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmacı deney grubuna robotik kodlama etkinlikleri ile hazırlanmış ders planını, kontrol grubuna ise mevcut fen öğretimi programı çerçevesinde öğretim yöntemleri ve etkinlikler uygulanmıştır. Araştırma süresince kullanılan veri toplama araçları; “Elektrik Devre Elemanları Akademik Başarı Testi, Fen Öğrenmeye Yönelik Motivasyon Ölçeği ve Fene Yönelik Kaygı Ölçeği”dir. Araştırma sonunda elde edilen veriler Mann Withney U testi ile analiz edilmiştir. Gerekli varsayımlar sağlanmıştır. Elde verilere göre deney ve kontrol gruplarının akademik başarılarında artış, robotik kodlama uygulamalarının başarıyı artırma konusunda etkili olduğu sonucuna ulaşmıştır.

Keywords

• Fen Eğitimi
• Robotik Kodlama
• Kaygı
• Motivasyon
• Akademik Başarı

References

1. Akçay, S. (2018). Robotik FeTeMM uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının akademik başarı, bilimsel süreç becerileri ve motivasyonları üzerine etkileri, (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi/Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Muğla.
2. Akkoyun, M. N. (2020). STEM eğitimi almış sınıf öğretmenlerinin fen bilimleri öğretiminde yaşadıkları kaygı düzeyleri ve STEM temelli ders etkinlikleri hakkındaki görüşleri. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Aydın Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul.
3. Büyükbastırmacı, Z. (2019). 7. sınıf kuvvet ve enerji ünitesinde kullanılan stem uygulamalarının başarı, tutum ve motivasyon üzerindeki etkisi (Yayımlanmamış doktora tezi), Necmettin Erbakan Üniversitesi/ Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Konya.
4. Büyüköztürk, Ş(2019). Sosyal Bilimler İçin Veri Analizi El Kitabı, Pegem Akademi. Ankara.
5. Copp, D. A., Isaacs, J. T., & Hespanha, J. P. (2021). Programming, robotics, and control for high school students. Advances in Engineering Education. 1-27.
6. Çam, E. (2019). Robotik destekli programlama eğitiminin problem çözme becerisi, akademik başarı ve motivasyona etkisi, (Yayımlanmamış doktora tezi). Sakarya Üniversitesi/ Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Sakarya.
7. Dede, Y. & Yaman, S. (2008). Fen Öğrenmeye Yönelik Motivasyon Ölçeği: Geçerlik ve Güvenirlik Çalışması . Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi , 2 (1) , 19-37
8. Doğru, M., & Ünlü, S. (2012). Jigsaw IV tekniği kullanımının fen öğretiminde öğrencilerin motivasyon, fen kaygısı ve akademik başarılarına etkisi. Mediterranean Journal of Humanities, 2(2), 57-66.

9. Dönmez, M.C. (2020). Robotik uygulamalarının aday öğretmenlerin STEM farkındalıkları, fen öğrenmeye yönelik öz yeterlilikleri ve STEM’e yönelik tutumları üzerine etkileri, (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi/ Sosyal Bilimler Enstitüsü, Kırşehir.
10. Eker, M. (2020), STEM eğitimi uygulamalarının 5. sınıf öğrencilerinin fen motivasyonlarına ve girişimciliklerine etkisinin incelenmesi, (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi/ Eğitim Bilimleri Enstitüsü , Ankara.
11. Eraytaç, Ö.F. (2019). Robotik kodlama eğitiminde blok tabanlı kodlama yönteminin ortaokul öğrencilerinin akademik başarısına etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Çukurova Üniversitesi/ Eğitim bilimleri enstitüsü. Adana.
12. Eroğlu, G., Hamzaoğlu, E. (2021). Kuvvet ve Enerji Ünitesinde Robotik Kodlama Etkinliklerinin Ortaokul Öğrencilerinin Fene Yönelik Tutumlarına Etkisi. Anadolu Kültürel Araştırmalar Dergisi, 5(2), 161-169.
13. European Commission (2014), Coding - The 21st Century Skill, European Commission. Erişim adresi: https://ec.europa.eu/
14. Fortus, D., & Vedder‐Weiss, D. (2014). Measuring students' continuing motivation for science learning. Journal of Research in Science Teaching, 51(4), 497-522.
15. Fraenkel, J. R., & Wallen, N. E. (2006). How to design and evaluate research in education (6th ed.). New York, NY McGraw-Hill.
16. Gonzales, H. B., Kuenzi, J. J. (2012). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: Aprimer. Congressional Research Service,. CRS Report for Congress
17. Göksoy, S., Yılmaz, İ. (2018). Bilişim teknolojileri öğretmenleri ve öğrencilerinin robotik ve kodlama dersine ilişkin görüşleri. Düzce üniversitesi sosyal bilimler enstitüsü dergisi, 8(1), 178-196.
18. Green, A. (2012). The integration of engineering design projects into the secondary science classroom (Yüksek Lisans Tezi), Michigan State University.
19. Gürdoğan, A. (2012). Öğrencilerin eğitiminde motivasyon düzeyleri: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi ortaca meslek yüksekokulu örneği. Muğla Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 1(28), 149-166.
20. Güven, E. (2020). Ortaokul 5. sınıf fen öğretiminde arduino destekli robotik kodlama etkinliklerinin kullanılması, (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi), Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi /Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Muğla.
21. Güzeller, O. C., & Doğru, M. (2011). “Development of Science Anxiety Scale for Primary School Students”. Social Indicators Research, 109(2), 189-202. doi:10.1007/s11205-011-9894-6.
22. Haymana, İ., Özalp, D. (2020). Robotik ve kodlama eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin yaratıcı düşünme becerilerine etkisi. Eğitim Fakültesi Dergisi. 2(6), 247-274.
23. Hussain, S., Lindh, J., & Shukur, G. (2006). The effect of LEGO training on pupils’school performance in mathematics, problem solving ability and attitude: Swedish data. Journal of Educational Technology and Society, 9(3), 182–194.
24. Kahraman, E. (2021). STEM eğitiminin ortaokul öğrencilerinin stem mesleklerine yönelik ilgilerine, bilimsel yaratıcılıklarına ve fen öğrenmeye yönelik motivasyonlarına etkisinin araştırılması (Yayımlanmamış doktora tezi). Gazi Üniversitesi /Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara
25. Kayaduman, H., Sırakaya, M., & Seferoğlu, S. S. (2011). Eğitimde FATİH projesinin öğretmenlerin yeterlik durumları açısından incelenmesi. Akademik bilişim, 11, 123-129.
26. Kenan, S. (2005). 21. yy'da Türkiye'de öğretmen olmak (EBSAD - Öğretmenlik Vizyon Programı Seminer Notları). Paper presented at the EBSAD - Öğretmenlik Vizyon Programı http://www.ebsad.org/img/20140407__2541009784.pdf
27. Kert, S. B., & Uğraş, T. (2009). Programlama eğitiminde sadelik ve eğlence: Scratch örneği. In The First International Congress of Educational Research, Çanakkale, Turkey.
28. Kılınç, A. (2014). Robotik teknolojisinin 7. sınıf ışık ünitesi öğretiminde kullanımı, (Yayımlanmamış Yüksek Lisans tezi), Erciyes Üniversitesi/ Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Kayseri.
29. Kırtay, A. (2019). Fen eğitiminde robotik uygulamalarının öğrencilerin bilimsel süreç becerileri ve fen eğitimine yönelik motivasyonlarına etkisi, (Yayımlanmamış Yüksek Lisans tezi). Mersin Üniversitesi/ Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Mersin
30. Koç, A & Böyük, U. (2013). Fen ve Teknoloji eğitiminde teknoloji tabanlı öğrenme: Robotik uygulamaları. Türk Fen Eğitim Dergisi, 10(1). 139-155
31. Kong, Y. T., & In-Cheol, J. (2014). The effect of subject based STEAM activity programs on scientific attitude, self efficacy, and motivation for scientific learning. International Information Institute (Tokyo). Information, 17(8), 3629.
32. Koray, A., Çakır, S. (2020). Robotik destekli uygulamaların akademik başarı ve bilimsel süreç becerilerine etkisi: 4. sınıf fen bilimleri dersi örneği, Turkish studies education, 15(2), 1073-1087. https://dx.doi.org/10.29228/TurkishStudies.40440
33. Kurtuluş, M.A. (2019). STEM etkinliklerinin öğrencilerin akademik başarılarına, problem çözme becerilerine, bilimsel yaratıcılıklarına, motivasyonlarına ve tutumlarına etkisi,(Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Alaaddin Keykubat Üniversitesi/Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Alanya, Antalya.
34. Lindh, J. and Holgersson, T. (2007). Does LEGO training stim-ulate pupils’ ability to solve logical problems, Computersand education, 49(4), 1097–1111. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2005.12.008
35. Mallow, J. (1986). Science Anxiety. Clearwater, FL: H&H Publication.
36. MEB. (2018) Fen Bilimleri Dersi Taslak Öğretim Programı İlkokul ve Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7, 8. sınıflar). Ankara: Temel Eğitim Genel Müdürlüğü.
37. Monteiro, A.F., Miranda-Pinto, M., Osório, A.J.(2021). Coding as Literacy in Preschool: A Case Study. Education. Science., 11(5), 198.
38. Olcay, T. (2021). Bilgi toplumu olma yolundaki Türkiye’de genç işgücü istihdamı. Uluslararası Afro-Avrasya araştırmaları dergisi, 6(11), 102-124
39. Park, S. J., & Yoo, P. K. (2013). The effects of the learning motive, interest and science process skills using the 'Light' unit on science-based STEAM. Journal of Korean elementary science education, 32(3), 225-238.
40. Rahman, S.M.M., Chacko, S.M., Rajguru, S.B., Kapila, V. (2018). Determining prerequisites for middle school students to participate in robotics-based STEM lessons: A computational thinking approach. In Proceedings of the 2018 ASEE Annual Conference & Exposition, Salt Lake City, UT, USA, 1–27
41. Ramaley, J. A. (2001). Technology as a Mirror. Liberal Education, 87(3), 46.
42. Raymond R. W. (2003). The Development of an Instrument to Assess Chemistry Perceptions.Submitted to the Graduate Faculty of Texas Tech University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of, Ph. D., 22-23.
43. Selçuk, N.A. (2019). Eğitsel robotik uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin ders motivasyonları, robotik tutumları ve başarıları açısından incelenmesi. (Yayımlanmamış doktora tezi). İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. İstanbul.
44. Stork, M.G.(2020). Supporting twenty-first century competencies using robots and digital storytelling. Journal of Formative Design. İn Learning, 4(1), 43–50
45. Şahbaz, A.F. (2021). Robotik kodlama tefen emelli scratch programının başarı, erişi ve kalıcılık düzeyine etkisi, (Yayımlanmamış Yüksek lisans tezi). Cumhuriyet Üniversitesi ,Sivas.
46. Şanlı, M. (2019). STEM eğitim uygulamalarının öğrencilerin STEM alanlarına yönelik tutumları ve fen öğrenme motivasyonlarına etkisi, (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Ankara.
47. Şimşek, K. (2019). Fen bilimleri dersi madde ve ısı ünitesinde robotik kodlama uygulamalarının 6. sınıf öğrencilerinin akademik başarı ve bilimsel süreç becerileri üzerine etkisinin incelenmesi, (Yayımlanmamış Yüksek lisans tezi) Marmara Üniversitesi, İstanbul.
48. Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35
49. Wood, S. (2003). Robotics in the classroom: A teaching tool for K- 12 educators. Symposium of Growing up with Science and Technology in the 21st Century,Virginia, ABD.
50. Yıldırım, H. (2020). Öğretmen adaylarının fen, teknoloji, mühendislik, matematik (FETEMM) entegrasyonuna yönelik öz-yeterlik algılarının incelenmesi. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Hacettepe Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
51. Yıldırım, İ. (2021). Fen-teknoloji-mühendislik-sanat-matematik (STEAM) yaklaşımının 7. sınıf karışımlar ve karışımların ayrılması konularının öğretiminde etkinliği. (Yayımlanmamış Yüksek lisans tezi). 7 Aralık Üniversitesi, Kilis.
52. Yolcu, V. (2018). Programlama eğitiminde robotik kullanımının akademik başarı, bilgi-işlemsel düşünme becerisi ve öğrenme transferine etkisi, (Yayımlanmamış Yüksek lisans tezi). Süleyman Demirel Üniversitesi ,Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
53. Yolcu, V., & Demirer, V. (2017). Eğitimde robotik kullanımı ile ilgili yapılan çalışmalara sistematik bakış. SDU International Journal Of Educational Studies, 4(2), 127– 139.