Eğitimde Robotik Kullanımına Yönelik Araştırmaların İncelenmesi: Bir İçerik Analizi Çalışması

Öz

Programlama becerilerinin güvenlik, eğitim, sağlık, iletişim, üretim, finans gibi farklı alanlarda kullanılabilir olmasıyla küçük yaşlarda eğitim süreçlerinde kodlama ve programlama becerilerine yönelik araştırmalar önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada eğitimde robotik uygulamalar araştırma konusu olarak seçilmiştir. Çalışma kapsamında eğitimde robotiğin kullanımı, ortaya çıkışı, tarihi ve güncel durumu hakkında bilgi verildikten sonra 2015 ile 2020 yılları arasında Dergipark, ERIC ve ScienceDirect veri tabanlarında yayınlanan 204 makale incelenmiştir. Makaleler örneklem düzeyleri, örneklem büyüklükleri, araştırmaların yapıldığı alanlar, tercih edilen araştırma yöntemleri gibi farklı başlıklarda derinlemesine analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda araştırmaların daha çok ilkokul ve ortaokul kademelerinde yoğunlaştığı, örneklem büyüklüğü olarak 11-30 arası katılımcının daha fazla tercih edildiği sonucuna ulaşılmıştır. Araştırmalarda yöntem olarak daha çok nitel araştırma yöntemlerinin kullanıldığı görülmüştür. Araştırmalarda tutum ve görüş değişkenlerinin sıklıkla incelendiği tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda okul öncesi ve lise kademelerinde yapılacak araştırmaların artırılması, araştırmalarda dil öğrenimi ile ilgili çalışmaların yapılması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• eğitimde robotik
• eğitsel robotik
• eğitsel robot
• içerik analizi

Investigation of Research on the Use of Robotics in Education: A Content Analysis Study

Öz

As programming skills can be used in different fields such as security, education, health, communication, production and finance, research on coding and programming skills in education processes at young ages has become important. In this study, robotic applications in education were chosen as a research topic. Within the scope of the study, after giving information about the use, emergence, history and current status of robotics in education, 204 articles published in Dergipark, ERIC and ScienceDirect databases between 2015 and 2020 were examined. The articles were analyzed in depth under different headings such as sample levels, sample sizes, research areas, and preferred research methods. As a result of the analyzes made, it was concluded that the research focused mostly on primary and secondary school levels, and the sample size of 11-30 participants was preferred more. It has been observed that more qualitative research methods are used more as a method in the studies. It has been determined that the attitude and opinion variables are frequently examined in the studies. As a result of the study, it is recommended to increase the research to be done at pre-school and high school levels and to conduct studies on language learning in research

Anahtar Kelimeler

• Robotics in Education
• Educational Robotics
• Educational Robot
• Content Analysis

Kaynakça

1. Akpınar, Y., & Altun, A. (2014). Bilgi toplumu okullarında programlama eğitimi gereksinimi. Elementary Education Online, 13(1).
2. Altınpulluk, H., & Yıldırım, Y. (2021). 2010-2019 Yılları Arasında Yayınlanan 21. Yüzyıl Becerileri Araştırmalarının İncelenmesi. Anadolu Journal of Educational Sciences International, 11(1), 438-461. https://doi.org/10.18039/ajesi.734426
3. Altin, H., & Pedaste, M. (2013). Learning approaches to applying robotics in science education. Journal of Baltic Science Education, 12(3), 365. http://dx.doi.org/10.33225/jbse/13.12.365
4. Angeli, C. & Makridou, E. (2018). Developing Third-Grade Students’ Computational Thinking Skills with Educational Robotics. In E. Langran & J. Borup (Eds.), Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference (pp. 1-8). Washington, D.C., United States: Association for the Advancement of Computing in Education (AACE). https://www.learntechlib.org/primary/p/182493/
5. Anwar, S., Bascou, N. A., Menekse, M., & Kardgar, A. (2019). A systematic review of studies on educational robotics. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 9(2), 2. https://doi.org/10.7771/2157-9288.1223
6. Avcı, B., & Şahin, F. (2019). Öğretmen adaylarının problem çözme becerilerine ve bilimsel yaratıcılıklarına Lego Mindstorm projelerinin etkisi. Journal of Human Sciences, 16(1), 216-230. https://doi.org/10.14687/jhs.v16i1.5658
7. Baltacı, A. (2019). Nitel araştırma süreci: Nitel bir araştırma nasıl yapılır?. Ahi Evran Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 5(2), 368-388. https://doi.org/10.31592/aeusbed.598299
8. Bargagna, S., Castro, E., Cecchi, F., Cioni, G., Dario, P., Dell’Omo, M., et al. (2019). Educational robotics in down syndrome: A feasibility study. Technology, Knowledge and Learning, 24(2), 315-323. https://doi.org/10.1007/s10758-018-9366-z

9. Benitti, F. B. V. (2012). Exploring the educational potential of robotics in schools: A systematic review. Computers & Education, 58(3), 978-988. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2011.10.006
10. Büyüköztürk, Ş., Çakmak, E., Akgün, Ö., Karadeniz, Ş. & Demirel, F. (2012). Bilimsel Araştırma Yöntemleri (17. Baskı), Pegem Yayınları.
11. Çayır, E. (2010). Lego-logo ile desteklenmiş öğrenme ortamının bilimsel süreç becerisi ve benlik algısı üzerine etkisinin belirlenmesi [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Sakarya Üniversitesi.
12. Chen, X. (2018). How does participation in FIRST LEGO league robotics competition impact children’s problem-solving process?. In International Conference on Robotics and Education RiE 2017 (pp. 162-167). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-97085-1_16
13. Cheng, Y. W., Sun, P. C., & Chen, N. S. (2018). The essential applications of educational robot: Requirement analysis from the perspectives of experts, researchers and instructors. Computers & Education, 126, 399-416. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.07.020
14. Çiltaş, A., Güler, G., & Sözbilir, M. (2012). Türkiye’de matematik eğitimi araştırmaları: Bir içerik analizi çalışması. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 12(1), 565-580.
15. Demirer, V., & 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.
16. Eguchi, A. (2014). Learning Experience Through RoboCupJunior: Promoting Engineering and Computational Thinking Skills through Robotics Competition. In 121st ASEE Annual Conference & Exposition (Vol. 9844). https://doi.org/10.18260/1-2—20743
17. Eguchi, A. (2017). “Bringing robotics in classrooms”. In Robotics in STEM Education: Redesigning the Learning Experience, Springer International Publishing, 3–31. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57786-9_1
18. Erdoğan, Ö., Toy, M., & Kurt, M. (2020). Robotik uygulamaların fen bilgisi öğretmen adaylarının bazı 21. Yüzyıl becerileri üzerindeki etkisinin incelenmesi. Avrasya Sosyal ve Ekonomi Araştırmaları Dergisi, 7(4), 117-137.
19. Erdoğmuş, U. F., & Çağıltay, K. (2016). Türkiye’de Öğretim Teknolojileri Alanında Yayımlanan Yüksek Lisans ve Doktora Tezlerinde Genel Eğilimler, (Ed. Çağıltay K. & Göktaş Y.) Öğretim Teknolojilerinin Temelleri (s. 333-343). Pegem Akademi.
20. 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.
21. Gubenko, A., Kirsch, C., Smilek, J. N., Lubart, T., & Houssemand, C. (2021). Educational Robotics and Robot Creativity: An Interdisciplinary Dialogue. Frontiers in Robotics and AI, 8, 178. https://doi.org/10.3389/frobt.2021.662030
22. Gülbahar, Y. & Kalelioğlu, F. (2018). Bilişim teknolojileri ve bilgisayar bilimi: Öğretim programı güncelleme süreci. Milli Eğitim Dergisi, 47 (217), 5–23.
23. Hangün, M. E. (2019). Robot Programlama Eğitiminin Öğrencilerin Matematik Başarısına, Matematik Kaygısına, Programlama Özyeterliğine ve STEM Tutumuna Etkisi. [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Fırat Üniversitesi.
24. Julià, C., & Antolí, J. Ò. (2016). Spatial ability learning through educational robotics. International Journal of Technology and Design Education, 26(2), 185-203. https://doi.org/10.1007/s10798-015-9307-2
25. Jung, S. E., & Won, E. S. (2018). Systematic review of research trends in robotics education for young children. Sustainability, 10(4), 905. https://doi.org/10.3390/su10040905
26. Karataş, Z. (2015). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri. Manevi Temelli Sosyal Hizmet Araştırmaları Dergisi, 1(1), 62-80.
27. Karataş, H. (2021). 21. Yy. Becerilerinden Robotik Ve Kodlama Eğitiminin Türkiye Ve Dünyadaki Yeri. 21. Yüzyılda Eğitim Ve Toplum Eğitim Bilimleri Ve Sosyal Araştırmalar Dergisi, 10(30), 693-729.
28. Kasalak, İ. (2017). Robotik Kodlama Etkinliklerinin Ortaokul Öğrencilerinin Kodlamaya İlişkin Özyeterlik Algılarına Etkisi Ve Etkinliklere İlişkin Öğrenci Yaşantıları. [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Hacettepe Üniversitesi.
29. Kert, S.B., & Uğraş, T. (2009). Programlama eğitiminde sadelik ve eğlence: Scratch örneği. I. Uluslararası Eğitim Araştırmaları Kongresi, Çanakkale.
30. Kert, S. B., Erkoç, M. F., & Yeni, S. (2020). The effect of robotics on six graders’ academic achievement, computational thinking skills and conceptual knowledge levels. Thinking Skills and Creativity, 38, 100714. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2020.100714
31. Kirçali, A. Ç., & Özdener, N. (2022). A Comparison of Plugged and Unplugged Tools in Teaching Algorithms at the K-12 Level for Computational Thinking Skills. Technology, Knowledge and Learning, 1-29. https://doi.org/10.1007/s10758-021-09585-4
32. Klassner, F., & Anderson, S. D. (2003). Lego Mindstorms: Not just for K-12 anymore. IEEE Robotics & Automation Magazine, 10 (2), 12-18. https://doi.org/10.1109/MRA.2003.1213611
33. Korkmaz, Ö., Acar, B., Çakır, R., Uğur Erdoğmuş, F., & Çakır, E. (2019). Eğitsel robot setleri ile fen ve teknoloji dersi basit makinalar konusunun ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin STEM beceri düzeylerine ve derse dönük tutumlarına etkisi. Eğitim Teknolojisi Kuram ve ve Uygulama, 9(2), 372-391. https://doi.org/10.17943/etku.518215
34. Kaya, M., Korkmaz, Ö. & Çakır, R. (2020). Oyunlaştırılmış robot etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin problem çözme ve bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkisi. Ege Eğitim Dergisi, 21(1), 54-70. https://doi.org/10.12984/egeefd.588512
35. Koditschek, D. E. (2021). What Is Robotics? Why Do We Need It and How Can We Get It?. Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems, 4, 1-33. https://doi.org/10.1146/annurev-control-080320-011601
36. Nam, K. W., Lee, G., & Lee, E. (2021). A study on the analysis of voluntary questioning of children in the exploration of educational robots. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education (TURCOMAT), 12(13), 6022-6031.
37. Numanoğlu, M., & Keser, H. (2017). Robot usage in programmıng teachıng-mbot example. Bartın University Journal of Faculty of Education, 6(2), 497-515. https://doi.org/10.14686/buefad.306198
38. Papert, S. (1980). Mindstorms. Children, Computers and Powerful Ideas. Basic Books, Inc.
39. Papadopoulos, I., Lazzarino, R., Miah, S., Weaver, T., Thomas, B., & Koulouglioti, C. (2020). A systematic review of the literature regarding socially assistive robots in pre-tertiary education. Computers & Education, 155. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2020.103924
40. Pedersen, B. K. M. K., Larsen, J. C., & Nielsen, J. (2020). The effect of commercially available educational robotics: A systematic review. In M. Merdan, W. Lepuschitz, G.
41. Koppensteiner, R. Balogh, & D. Obdržálek (Eds.), Advances in intelligent systems and computing. Cham: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-26945-6_2
42. Roberts, P., Priest, H., & Traynor, M. (2006). Reliability and validity in research. Nursing Standard, 20(44), 41- 45. https://doi.org/10.7748/ns2006.07.20.44.41.c6560
43. Sáez-López, J. M., Román-González, M., & Vázquez-Cano, E. (2016). Visual programming languages integrated across the curriculum in elementary school: A two year case study using “Scratch” in five schools. Computers & Education, 97, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2016.03.003
44. Sáez-López, J. M., Sevillano-García, M. L., & Vazquez-Cano, E. (2019). The effect of programming on primary school students’ mathematical and scientific understanding: educational use of mBot. Educational Technology Research and Development, 67(6), 1405-1425. https://doi.org/10.1007/s11423-019-09648-5
45. Sargent, R. (1995). The programmable LEGO brick: Ubiquitous computing for kids. Cambridge, MA: Media Laboratory Master’s Thesis, Massachusetts Institute of Technology.
46. Schina, D., Esteve-González, V., & Usart, M. (2021). An overview of teacher training programs in educational robotics: characteristics, best practices and recommendations. Education and Information Technologies, 26(3), 2831-2852. https://doi.org/10.1007/s10639-020-10377-z
47. Silik, Y. (2016). Eğitsel Robotik Uygulamalarının Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Problem Çözme Becerilerine Etkisi. [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Karadeniz Teknik Üniversitesi.
48. Spolaôr, N., & Benitti, F. B. V. (2017). Robotics applications grounded in learning theories on tertiary education: A systematic review. Computers & Education, 112, 97-107. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2017.05.001
49. Stewardson, G. A., Robinson, T. P., Furse, J. S., & Pate, M. L. (2019). Investigating the relationship between VEX robotics and student self-efficacy: An initial look. International Journal of Technology and Design Education, 29(4), 877-896. https://doi.org/10.1007/s10798-018-9461-4
50. Şimşek, İ. (2018). Dünyada Programlama Öğretimi, Y. Gülbahar ve H. Karal (Editörler). Kuramdan Uygulamaya Programlama Öğretimi. Ankara. Pegem Akademi Yayınları, s. 38-65.
51. Şişman, B., & Küçük, S. (2019). An Educational Robotics Course: Examination of Educational Potentials and Pre-Service Teachers' Experiences. International Journal of Research in Education and Science, 5(2), 510-531. https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1205775.pdf
52. Talan, T. (2020). Eğitsel Robotik Uygulamaları Üzerine Yapılan Çalışmaların İncelenmesi. Yaşadıkça Eğitim, 34(2), 503-522. https://doi.org/10.33308/26674874.2020342177
53. Tekin, A., & Özdemir, O. (2018). Programlama Öğretimine İlişkin İlkokul, Ortaokul ve Lise Düzeyinde Araştırmalar, Y. Gülbahar ve H. Karal (Editörler). Kuramdan Uygulamaya Programlama Öğretimi. Ankara. Pegem Akademi Yayınları, s. 159-188.
54. Toh, L. P. E., Causo, A., Tzuo, P. W., Chen, I. M., & Yeo, S. H. (2016). A review on the use of robots in education and young children. Journal of Educational Technology & Society, 19(2), 148-163. http://www.jstor.org/stable/jeductechsoci.19.2.148
55. Tselegkaridis, S., & Sapounidis, T. (2021). Simulators in Educational Robotics: A Review. Education Sciences, 11(1), 11. https://doi.org/10.3390/educsci11010011
56. Turan, B. (2019). Ortaokul öğrencilerinin geliştirdiği oyun ve robot projelerinde probleme dayalı öğrenmenin problem çözme be bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkisi. [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Yüzüncü Yıl Üniversitesi.
57. Üçgül, M. (2013). History and educational potential of Lego Mindstorms NXT. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(2), 127-137.
58. Üçgül, M. (2017). Eğitsel Robotlar ve Bilgi İşlemsel Düşünme, Y. Gülbahar (Editör). Bilgi İşlemsel Düşünmeden Programlamaya. Ankara. Pegem Akademi Yayınları, s. 295-317.
59. Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2013). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri. (9. Genişletilmiş Baskı) Ankara: Seçkin Yayınevi.
60. Yıldız Durak, H. (2020). The effects of using different tools in programming teaching of secondary school students on engagement, computational thinking and reflective thinking skills for problem solving. Technology, Knowledge and Learning, 25(1), 179-195. https://doi.org/10.1007/s10758-018-9391-y
61. Yolcu, V., & Demirer, V. (2017). Eğitimde robotik kullanımı ile ilgili yapılan çalışmalara sistematik bir bakış. SDU International Journal of Educational Studies, 4(2), 127-139.
62. Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
63. Wood D. F. (2003). Problem based learning. BMJ (Clinical research ed.), 326 (7384), 328–330.
64. Zhong, B., & Xia, L. (2020). A systematic review on exploring the potential of educational robotics in mathematics education. International Journal of Science and Mathematics Education, 18(1), 79-101. https://doi.org/10.1007/s10763-018-09939-y