Eğitimde robotik ve kodlama uygulamaları: Fen Bilimleri öğretmenlerinin görüşleri

Yıl 2024, Cilt: 7 Sayı: 2, 96 - 117, 25.12.2024

Uğur Büyük

https://doi.org/10.70325/eyyad.1487105

Öz

Bu çalışmada, lisansüstü eğitiminde “Eğitimde Robotik ve Kodlama Uygulamaları” dersini alan fen bilimleri öğretmenlerinin robotik ve kodlama uygulamalarının tanımı ve önemine, uygulama ve içeriğine, kazandırdığı beceriler ve etkilerine ilişkin görüşlerini belirlemek amaçlanmıştır. Çalışmada nitel araştırma yöntemi temel alınmış ve olgubilim deseni kullanılmıştır. Araştırma yedisi kadın, beşi erkek fen bilimleri öğretmenleri ile yürütülmüştür. Veriler, araştırmacı tarafından hazırlanan yarı yapılandırılmış görüşme formu ile toplanmıştır. Uzman görüşü alınarak oluşturulan görüşme formunun geçerlik ve güvenirlik çalışması yapıldıktan sonra ölçütler doğrultusunda belirlenen katılımcılara uygulanmış, toplanan veriler içerik analizi ile çözümlenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre katılımcı öğretmenlerin robotik ve kodlama kavramını doğru tanımladıkları; robotik ve kodlama eğitiminin öğrencilerin teknolojik adaptasyon, yaratıcı düşünme, problem çözme yetenekleri, dijitalleşme ve 21. yüzyıl becerilerini geliştirme açısından önemli olduğunu düşündükleri; bu alanda eğitim verilirken uygulamalı öğretim, öğrenci merkezli yaklaşımlar, somut etkinlikler ve proje tabanlı öğretimin öncelikli olması gerektiğini düşündükleri; robotik ve kodlama eğitiminin okul hayatı boyunca ve erken yaşlardan itibaren her yaş grubunda sunulması gerektiğini düşündükleri; robotik ve kodlama eğitiminin öğrencilere yaratıcı düşünme, problem çözme, analitik düşünme, üst düzey düşünme, yansıtıcı düşünme ve teknoloji okuryazarlığı gibi çok çeşitli beceriler kazandıracağı düşüncesinde oldukları tespit edilmiştir. Ayrıca katılımcı öğretmenler, robotik ve kodlama eğitiminin öğrencilerde kazandıracağı becerilerin öğrencilerin fen bilimleri, matematik ve bilişim teknolojileri derslerindeki başarılarını artıracağı ve öğrencilerin gelecekteki iş hayatlarında rekabet gücü, teknolojik adaptasyon ve multidisipliner yaklaşım gibi konularda avantaj sağlayacağı şeklinde düşüncelere de sahip oldukları tespit edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar alanyazında yer alan çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Fen eğitimi, robotik, kodlama, teknoloji, olgubilim

Etik Beyan

Bu çalışmanın bir kısmı veya bütünü başka bir dergiye incelenmek üzere gönderilmemiş ve farklı bir platformda yayınlanmamıştır.

Destekleyen Kurum

Bu çalışma için herhangi bir kurumdan destek alınmamıştır.

Robotics and coding applications in education: Views of science teachers

Öz

In this study, the aim is to determine the views of science teachers who are taking the course “Robotic and Coding Applications in Education” as part of their postgraduate education regarding the definition and importance of robotic and coding applications, their implementation, content, the skills they impart, and their impacts. A qualitative research methodology was principally adopted, utilizing a phenomenological design. The research was conducted with participants comprising seven female and five male science teachers. Data were collected through a semi-structured interview prepared by the researcher. After ensuring the validity and reliability of the interview form through expert opinions, it was administered to the participants determined by set criteria, and the gathered data were analyzed through content analysis. According to the findings from the study, it was determined that the participant teachers correctly defined the concepts of robotics and coding; they believed that education in robotics and coding is significant for enhancing students' technological adaptation, creative thinking, problem-solving abilities, digitalization, and development of 21st-century skills. They thought that while delivering education in this field, approaches such as hands-on learning, student-centered methodologies, tangible activities, and project-based learning should be prioritized. Additionally, the teachers expressed that robotics and coding education should be introduced to every age group starting at early stages throughout the school life; and that this education will provide students with a wide array of skills including creative thinking, problem-solving, analytical thinking, higher-order thinking, reflective thinking, and technological literacy. Participants also held views that the skills acquired through robotics and coding education would enhance students’ achievements in science, mathematics, and information technology classes, and would provide advantages in their future professional lives in terms of competitiveness, technological adaptation, and a multidisciplinary approach. These findings have been compared with the results from existing literature in the field.

Anahtar Kelimeler

Science education, robotics, coding, phenomenology, technology

Kaynakça

• Akçay, S. (2018). Robotik FETEMM uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının akademik başarı, bilimsel süreç becerileri ve motivasyon üzerine etkileri. (Tez No. 607518) [Yüksek lisans tezi, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Aksoğan, M., & Bulut-Özek, M. B. (2020). Öğretmen adaylarının teknoloji yeterlilikleri ile teknolojiye bakış açısı arasındaki ilişki. Gümüşhane Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Elektronik Dergisi, 11(2), 301-311.
• Aksu, F. N. (2019). Bilişim teknolojileri öğretmenleri gözünden robotik kodlama ve robotik yarışmaları. Tez No. 613670) [Yüksek lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Akyol Altun, C. (2018). Okul öncesi öğretim programına algoritma ve kodlama eğitimi entegrasyonunun öğrencilerin problem çözme becerisine etkisi. (Tez No. 529828) [Yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi ]. Ulusal Tez Merkezi.
• Aparicio, J. T., Pereira, S., Aparicio, M., & Costa, C. J. (2019). Learning programming using educational robotics. In 2019 14th Iberian Conference on Information Systems and Technologies (CISTI) (pp. 1-6). IEEE. https://doi.org/10.23919/CISTI.2019.8760709
• Atkin, K. (2017). Using the Arduino with MakerPlot software for the display of electrical device characteristics. Physics Education, 52(6), Article 065007. https://doi.org/10.1088/1361-6552/aa83e7
• Barak, M., & Assal, M. (2018). Robotics and STEM learning: Students' achievements in assignments according to the P3 Task Taxonomy-practice, problem solving, and projects. International Journal of Technology and Design Education, 28(1), 121-144. https://doi.org/10.1007/s10798-016-9385-9
• Bers, M. U. (2018). Coding, playgrounds, and literacy in early childhood education: The development of KIBO robotics and ScratchJr. In 2018 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON) (pp. 2094-2102). https://doi.org/10.1109/EDUCON.2018.8363498
• Bers, M., Seddighin, S., & Sullivan, A. (2013). Ready for robotics: Bringing together the T and E of STEM in early childhood teacher education. Journal of Technology and Teacher Education, 21(3), 355-377.
• Beug, A. (2012). Teaching introductory programming concepts: A comparison of Scratch and Arduino. California Polytechnic State University.
• Bilimkahramanları (2019). Fll yarışmaları. https://www.bilimkahramanlari.org/bilim-kahramanlari-bulusuyor-fll-challenge/ (Erişim Tarihi: 20.02.2024)
• Candelas, F. A., García, G. J., Puente, S., Pomares, J., Jara, C. A., Pérez, J., Mira, D., & Torres, F. (2015). Experiences on using Arduino for laboratory experiments of Automatic Control and Robotics. IFAC-PapersOnLine, 48(29), 105-110. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.11.221
• Cameron, R. G. (2005). Mindstorms Robolab: developing science concepts during a problem-based learning club.
• Canbeldek, M. (2020). Erken çocukluk eğitiminde üreten çocuklar kodlama ve robotik eğitim programının etkilerinin incelenmesi. (Tez No. 628151) [Doktora tezi, Pamukkale Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Chaudhary, V., Agrawal, V., Sureka, P., & Sureka, A. (2016). An experience report on teaching programming and computational thinking to elementary level children using lego robotics education kit. In T. Fukuda (Ed.), 2016 IEEE Eighth International Conference on Technology for Education (T4E) (pp. 38-41). Institute of Electrical and Electronics Engineers. https://doi.org/10.1109/T4E.2016.016
• Ching, Y. H., Yang, D., Wang, S., Baek, Y., Swanson, S., & Chittoori, B. (2019). Elementary school student development of STEM attitudes and perceived learning in a STEM integrated robotics curriculum. TechTrends, 1-12. https://doi.org/10.1007/s11528-019-00388-0
• Creswell, J. W. (2009). Educational research: Planning, conducting, and evaluating quantitative and qualitative research (3rd ed.). Pearson Education.
• Creswell, J. W. (2019). Nitel araştırmacılar için 30 temel beceri. Anı Yayıncılık.
• Creswell, W. J. (2021). Nitel araştırma yöntemleri. Siyasal Kitapevi.
• Çetin, E. (2012). Bilgisayar programlama eğitiminin çocukların problem çözme becerileri üzerine etkisi. (Tez No. 349116) [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Çömek, A., & Avcı, B. (2016). Fen eğitiminde robotik uygulamalar hakkında öğretmenlik faaliyetleri yürütülmektedir. Uluslararası Yükseköğretimde Yeni Eğitimler Kongresi.
• Demirer, V., & Sak, N. (2016). Programming Education And New Approaches Around The World and in Turkey. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 12(3), 521-546.
• Doğru, B., & Meçik, O. (2018). Türkiye'de Endüstri 4.0'in İşgücü Piyasasına Etkileri: Firma Beklentileri. Süleyman Demirel Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 23 (Endüstri 4.0 ve Örgütsel Değişim Özel Sayısı), 1581-1606.
• Drakatos, N., & Stompou, E. (2023). The perspective of STEM education through the usage of Robotics. World Journal of Advanced Research and Reviews, 18(3), 901-913.
• Duncan, C., Bell, T., & Tanimoto, S. (2014). Should your 8-year-old learn coding?. In Proceedings of the 9th Workshop in Primary and Secondary Computing Education (pp. 60-69). ACM. https://doi.org/10.1145/2670757.2670774
• Educatrobotics. (2019). Robot özellikleri. Educat robotic Türkiye distribütörü. VEX IQ - Educat Robotics.
• Ergin, A. Z. (2020). Okul öncesi öğretmen adaylarının kodlama becerileri ve kodlamaya ilişkin görüşleri. (Yüksek Lisans Tezi). https://tez.yok.gov.tr sayfasından erişilmiştir.
• Ergin, A. Z., & Ercan, Z. G. (2022). Okul öncesi öğretmen adaylarının kodlamaya ilişkin görüşleri. Eğitim Yönetimi ve Politikaları Dergisi, 3(1), 70-82. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/2439900
• Erten, E. (2019). Kodlama ve robotik öğretimi üzerine bir durum çalışması. (Tez No. 614009) [Yüksek lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Felicia, A., Sharif, S., Wong, W., & Mariappan, M. (2017). Computational thinking and tinkering: exploration study of primary school students' in robotic and graphical programming. Asian Journal of Assessment in Teaching and Learning, 7, 44-54. https://doi.org/10.37134/ajatel.vol7.5.2017
• Genç, Z., & Karakuş, S. (2011). Tasarımla Öğrenme: Eğitsel Bilgisayar Oyunları Tasarımında Scratch Kullanımı. 5th International Computer & Instructional Technologies Symposium (ICITS), Elazığ, Turkey.
• Göksoy, S., & Yılmaz, İ. (2018). Bilişim teknolojileri öğretmenleri ve öğrencilerinin robotik ve kodlama dersine ilişkin görüşleri. Düzce Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 8(1), 178-196.
• Göncü, A., Çetin, İ., & Top. E. (2018). Öğretmen adaylarının kodlama eğitimine yönelik görüşleri: Bir durum çalışması. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 48, 85-110.
• Göncü, A., Çetin, İ., & Şendurur, P. (2020). Bilişim teknolojileri ve yazılım dersi öğretmenlerinin kodlama eğitimine yönelik görüşleri. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 16(2), 301-321. https://doi.org/10.17860/mersinefd.665725
• Güleryüz, H., Dilber, R., & Erdoğan, İ. (2020). STEM uygulamalarında öğretmen adaylarının kodlama eğitimi hakkındaki görüşleri. Ağrı İbrahim Çeçen Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 6(1), 71-83. https://doi.org/10.31463/aicusbed.610909
• Gültepe, A. (2018). Kodlama Öğretimi Yapan Bilişim Teknolojileri Öğretmenleri Gözüyle Öğrenciler Kodluyor. Uluslararası Liderlik Eğitimi Dergisi-International Journal Of Leadership Training, 2(2), 50-60.
• Güven, G., & Çakır, N. K. (2020). Investigation of the opinions of teachers who received in-service training for Arduino-assisted robotic coding applications. Educational Policy Analysis and Strategic Research, 15(1), 253-274. https://doi.org/10.29329/epasr.2020.236.14
• Harrop, W. (2018). Coding for children and young adults in libraries: A practical guide for librarians. Maryland: Rowman & Littlefield.
• Horáková, J., & Kelemen, J. (2003). Čapek, Turing, von Neumann, and the 20th century evolution of the concept of machine. In Proc. Intern. Conf. Memoriam John von Neumann, 121-135.
• Kalelioglu, F., Gülbahar, Y., & Kukul, V. (2016). A framework for computational thinking based on a systematic research review. Baltic Journal of Modern Computing, 4(3), 583.
• Kanbul, S., & Uzunboylu, H. (2017). Importance of Coding Education and Robotic Applications for Achieving 21st-Century Skills in North Cyprus. International Journal of Emerging Technologies in Learning, 12(1), 130-140. https://doi.org/10.3991/ijet.v12i01.6097
• Kanmaz, T. (2023). Okul öncesi öğretmenleri robotik kodlama hakkında ne düşünüyor. Dumlupınar Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(1), 1-22. https://doi.org/10.37217/tebd.1132740
• Karadeniz, S., Büyüköztürk, Ş., Akgün, O. E., Çakmak, E. K., & Demirel, F. (2008). The Turkish adaptation study of Motivated Strategies for Learning Questionnaire (MSLQ) for 12-18-year-old children: Results of confirmatory factor analysis. Online Submission, 7(4).
• Kasalak, İ. (2017). Robotik kodlama etkinliklerinin ortaokul öğrencilerinin kodlamaya ilişkin öz yeterlik algılarına etkisi ve etkinliklere ilişkin öğrenci yaşantıları. (Tez No. 454911) [Yüksek lisans tezi, Hacettepe Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Kert, S. B., & Uğraş, T. (2009). Programlama eğitiminde sadelik ve eğlence: Scratch örneği. I. Uluslararası Eğitim Araştırmaları Kongresi, Çanakkale.
• Kılınç, A. (2014). Robotik teknolojisinin 7. sınıf ışık ünitesi öğretiminde kullanımı. (Tez No. 382061) [Yüksek lisans tezi, Erciyes Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Kirk, J., & Miller, M. L. (1986). Reliability and validity in qualitative research. Sage. https://doi.org/10.4135/9781412985659
• Kobsiripat, W. (2015). Effects of the media to promote the scratch programming capabilities creativity of elementary school students. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 174, 227-232. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.01.651
• Koç-Şenol, A., & Büyük, U. (2015). Robotik destekli fen ve teknoloji laboratuvar: ROBOLAB. Journal of Turkish Studies, 10(3), 213-236. https://doi.org/10.7827/TurkishStudies.7953
• Küçük, S., & Şişman, B. (2016). Birebir robotik öğretiminde öğreticilerin deneyimleri. İlköğretim Online, 16(1). https://doi.org/10.17051/io.2017.12092
• Lincoln, Y., & Guba, E. (1985). Naturalistic inquiry: Establishing trustworthiness. Beverly Hills. https://doi.org/10.1016/0147-1767(85)90062-8
• Mataric, M. J., Koenig, N., & Feil-Seifer, D. (2007). Materials for enabling hands-on robotics and STEM education. AAAI Spring Symposium on Robots and Robot Venues: Resources for AI Education.
• MEB. (2017). MEB 2023 Vizyonu, ÖYGM öğretmenlik mesleği genel yeterlikleri. https://www.gmka.gov.tr/dokumanlar/yayinlar/2023_E%C4%9Fitim%20Vizyonu.pdf
• Merriam, S. B. (2013). Nitel araştırma desen ve uygulama için bir rehber. Nobel Yayınları.
• Numanoğlu, M., & Keser, H. (2017). Programlama öğretiminde robot kullanımı - mBot örneği. Bartın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 497-515. https://doi.org/10.14686/buefad.306198
• Özdinç, F., & Altun, A. (2014). Bilişim teknolojileri öğretmeni adaylarının programlama sürecini etkileyen faktörler. Elementary Education Online, 13(4). https://doi.org/10.17051/io.2014.54872
• Özel, M. (2018). Robotik biliminin ortaokul 8. sınıf fen bilimleri dersine entegrasyonu. (Tez No. 534927) [Yüksek lisans tezi, İstanbul Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Pamuk, S., Ülken, A., & Dilek, N. Ş. (2012). Öğretmen adaylarının öğretimde teknoloji kullanım yeterliliklerinin teknolojik pedagojik içerik bilgisi kuramsal perspektifinden incelenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 9(17), 415-438.
• Prensky, M. (2001). Digital natives, digital immigrants. On the Horizon, 9(5), 1-5. https://doi.org/10.1108/10748120110424816
• Saygıner, Ş., & Tüzün, H. (2017). Erken yaşta programlama eğitimi: Yurt dışı ve yurt içi perspektiflerinden bir bakış. Uluslararası Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Sempozyumu (ICITS), 69-77, Malatya.
• Saltan, F., & Kara, M. (2016). ICT teachers' acceptance of "Scratch" as algorithm visualization software. Higher Education Studies, 6(4), 146. https://doi.org/10.5539/hes.v6n4p146
• Selby, C., & Woollard, J. (2013). Computational thinking: The developing definition. University of Southampto(E-prints) 6pp. https://eprints.soton.ac.uk/356481/1/Selby_Woollard_bg_soton_eprints.pdf
• Siciliano, B., Sciavicco, L., Villani, L., & Oriolo, G. (2009). Robotics: Modelling, planning and control. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-84628-642-1
• Siew, N. M., Amir, N., & Chong, C. L. (2015). The perceptions of pre-service and in-service teachers regarding a project-based STEM approach to teaching science. SpringerPlus, 4(8), 1-20. https://doi.org/10.1186/2193-1801-4-8
• Silik, Y. (2016). Eğitsel robotik uygulamalarının fen bilgisi öğretmen adaylarının problem çözme becerilerine etkisi. (Tez No. 449493) [Yüksek lisans tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Silverman, D. (2013). Doing qualitative research: A practical handbook. (4th ed.). Sage.
• Tapus, A., Mataric, M. J., & Scasselati, B. (2007). Socially assistive robotics [grand challenges of robotics]. IEEE Robotics & Automation Magazine, 14(1), 35-42. https://doi.org/10.1109/MRA.2007.339605
• Taylor, M., Harlow, A., & Forret, M. (2010). Using a computer programming environment and an interactive whiteboard to investigate some mathematical thinking. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 8, 561-570. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2010.12.078
• Türker, P. M., & Pala, F. K. (2018). Ortaokul öğrencilerinin, öğretmenlerin ve öğrenci velilerinin kodlamaya yönelik görüşleri. İlköğretim Online, 17(4), 2013-2029. https://doi.org/10.17051/ilkonline.2019.506939
• Ulutaş, I., Kilic-Cakmak, E., Akinci-Cosgun, A., Bozkurt-Polat, E., Aydın-Bolukbas, F., Engin, K., Kayabaşı, E., & Ozcan, S. (2022). Digital storytelling in early mathematics education. https://doi.org/10.1007/978-981-19-0568-1_17
• Uzunboylar, U. (2017). Ortaokul düzeyinde kodlama öğretimine ilişkin öğretmen ve öğrenci görüşleri. (Tez No. 496511) [Yüksek lisans tezi, Ege Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
• Üçgül, M. (2017). Eğitsel robotlar ve bilgi işlemsel düşünme. Y. Gülbahar (Ed.), Bilgi işlemsel düşünmeden programlamaya (ss.1-417). Pegem Akademi. https://doi.org/10.14527/9786052411117.12
• Ülger, K. (2021). Uzaktan eğitim modelinde karşılaşılan sorunlar-fırsatlar ve çözüm önerileri. Uluslararası Güncel Eğitim Araştırmaları Dergisi, 7(1), 393-412.
• Virvou, M., Katsionis, G., & Manos, K. (2005). Combining software games with education: Evaluation of its educational effectiveness. Educational Technology and Society, 8(2), 54-65. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2007.02.007
• Yaylacı Eskici, G., Mercan, S., & Hakverdi, F. (2020). Robotik kavramına yönelik ortaokul öğrencilerinin zihinsel imajları. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(1), 30-64.
• Yecan, E., Özçınar, H., & Tanyeri, T. (2017). Bilişim teknolojileri öğretmenlerinin görsel programlama öğretimi deneyimleri. Elementary Education Online, 16(1), 377-393. https://doi.org/10.17051/io.2017.80833
• Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2016). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Seçkin Yayıncılık.
• Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2021). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Seçkin Yayınları.
• Yolcu, V. (2018). Programlama eğitiminde robotik kullanımının akademik başarı, bilgi-işlemsel düşünme becerisi ve öğrenme transferine etkisi. (Tez No. 509835) [Yüksek lisans tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.