Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması

Merve Lütfiye Şentürk; Hasan Tomuk; Uğur Sarı

doi:10.56423/fbod.1369113

Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması

Öz

Bu çalışmanın amacı, bilgi işlemsel düşünmenin sorgulayıcı fen öğretimine entegrasyonuna yönelik “karışımları ayırma” konusunda özgün bir etkinlik geliştirmektir. Bu bağlamda ortaokul 7. sınıf on dört öğrenciye, sorgulayıcı öğrenme sürecinde bilgi işlemsel düşünme becerilerini işe koşmalarına olanak tanıyacak grup aktiviteleri yaptırılmıştır. Etkinlik, “sor” basamağında tahılların tarladan sofraya gelene kadar geçen sürecine ilişkin algoritma tasarlama aktivitesi ile başlatılmıştır. “Planlama” basamadığında öğrencilerin problemi soyutlayıp ayrıştırarak çözüme ilişkin planlamalar yapmalarına olanak tanınmıştır. “Keşfetme” basamağında modelleme, veri düzenleme ve genelleme yapılarak; çözüm için gerekli bilgilerin keşfedilmesi sağlanmıştır. “Oluştur” basamağında fikir olarak tasarlanan akıllı gıda tesisinin modellenmesi ve tesisin çalışma prensibine ait algoritma geliştirilmesi istenmiştir. Son olarak “yansıt” basamağında ise gruplardan tasarım fikirlerini sunmaları istenmiş, tasarımlara yönelik hata ayıklama ve çözümü farklı problemlere uyarlama-genelleme çalışmalarına yer verilmiştir. Böylece etkinlikte öğrencilerin sorgulama ve bilgi işlemsel düşünme becerilerini sistematik bir şekilde kullanmaları sağlanmıştır. Öğrenciler, algoritmaların oluşturulması ve bilgilerin kalıcılığı anlamında süreci olumlu olarak değerlendirmiş, planlama ve oluştur aşaması için verilen sürenin artırılmasını önermişlerdir. Bu doğrultuda; aşamalara ilişkin zamanlama planlaması gözden geçirilerek farklı ünite ve sınıf düzeyleri için benzer etkinliklerin geliştirilebileceği önerisinde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Bilgi İşlemsel Düşünme, sorgulamaya dayalı öğretim, bilgisayarsız aktivite

Kaynakça

Angeli, C. (2021). The effects of scaffolded programming scripts on pre-service teachers’ computational thinking: Developing algorithmic thinking through programming robots. International Journal of Child-Computer Interaction, 100329. https://doi.org/10.1016/j.ijcci.2021.100329
Aytekin, A., & Topçu, M. S. (2023). The effect of integrating computational thinking (CT) components into science teaching on 6th grade students’ learning of the circulatory system concepts and CT skills. Education and Information Technologies, 1-32. https://doi.org/10.1007/s10639-023-12103-x
Barr, D., Harrison, J., & Conery, L. (2011). Computational thinking: A digital age skill for everyone. Learning & Leading with Technology, 38(6), 20-23. https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ918910.pdf
Bostan Sarıoğlan, A. & Abacı, B. (2017). Sorgulamaya dayalı öğretimin “lamba parlaklığı” kavramının ortaokul 5.sınıf öğrencilerinin başarısına etkisi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi,19(3), 164-171. https://doi.org/10.25092/baunfbed.366220
Brackmann, C. P., Román-González, M., Robles, G., Moreno-León, J., Casali, A., & Barone, D. (2017, November). Development of computational thinking skills through unplugged activities in primary school. In Proceedings of the 12th workshop on primary and secondary computing education (pp. 65-72). https://doi.org/10.1145/3137065.3137069
Branch, J. L., & Solowan, D. G. (2003). Inquiry-based learning: The key to student success. Library Skills. School Libraries in Canada. 22(4), 6-12. https://www.proquest.com/openview/cec41156f38c7117da18cf0b77005e40/1?pq-origsite=gscholar&cbl=32982
Budak, N. (2021). Geleceğin Meslekleri ve Dijital Beceriler. C. Selek Öz (Ed.). Çalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileri Seçme Yazılar-V içinde (s.283-312), Sakarya: Değişim.
Caeli, E. N., & Yadav, A. (2020). Unplugged approaches to computational thinking: A historical perspective. TechTrends, 64(1), 29-36. https://doi.org/10.1007/s11528-019-00410-5
Chiappetta, E.L. (1997). Inquiry-Based Science: Strategeies and Techniques for Encouraging Inquiry in the Classroom. The Science Teacher, 64, 22-26. https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=e5a37795908a0267d00faad6abff1572ca92aab1
Çelik, H., Gürpınar, C., Başer, N., & Erdoğan, S. (2015). Öğrencilerin analitik düşünme becerisinin gelişimi üzerine fen bilgisi öğretmenlerinin görüşleri. Akademik Platform, 396-408.

del Olmo-Muñoz, J., Cózar-Gutiérrez, R., & González-Calero, J. A. (2020). Computational thinking through unplugged activities in early years of Primary Education. Computers & Education, 150, 103832. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2020.103832
Deming, D. J., & Noray, K. L. (2018). STEM careers and technological change. National Bureau Of Economic Research (NBER Publications). https://www.nber.org/system/files/working_papers/w25065/revisions/w25065.rev0.pdf?sy=065
Denning, P. J. (2017). Remaining trouble spots with computational thinking. Communications of the ACM, 60(6), 33-39. https://doi.org/10.1145/2998438
Gülbahar, Y. (2018). Bilgi işlemsel düşünmeden programlamaya. Pegem Akademi.
Huang W., & Looi, C.K. (2021) A critical review of literature on “unplugged” pedagogies in K-12 computer science and computational thinking education. Computer Science Education, 31(1), 83-111. https://doi.org/10.1080/08993408.2020.1789411
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), 583-596. https://www.bjmc.lu.lv/fileadmin/user_upload/lu_portal/projekti/bjmc/Contents/4_3_15_Kalelioglu.pdf
Katai, Z. (2014). The challenge of promoting algorithmic thinking of both sciences and humanities oriented learners. Journal of Computer Assisted Learning, 31(4), 287–299. https://doi.org/10.1111/jcal.12070
Kayacan, K., & Selvi, M. (2017). Öz düzenleme faaliyetleri ile zenginleştirilmiş araştırma-sorgulamaya dayalı öğretim stratejisinin kavramsal anlamaya ve akademik öz yeterliğe etkisi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 25(5), 1771-1786. https://dergipark.org.tr/en/pub/kefdergi/issue/31226/342736
Kızılay, E. (2018). Türkiye'de STEM Alanlarında Kariyer ve İstihdam. Journal of International Social Research, 11(56), 570-574. http://dx.doi.org/10.17719/jisr.20185639031
Kier, M. W., Blanchard, M. R., Osborne, J. W., & Albert, J. L. (2014). The development of the STEM career interest survey (STEM-CIS). Research in Science Education, 44, 461-481. https://doi.org/10.1007/s11165-013-9389-3
Korkmaz, Ö., Çakir, R., & Özden, M. Y. (2017). A validity and reliability study of the computational thinking scales (CTS). Computers in human behavior, 72, 558-569. https://doi.org/10.1016/j.chb.2017.01.005
Korucu, A. T., Gençtürk, A. T., & Gündoğdu, M. M. (2017). Examination of the computational thinking skills of students. Journal of Learning and Teaching in Digital Age, 2(1), 11-19. https://dergipark.org.tr/en/pub/joltida/issue/55466/760079
Kuşdemir, M., Ay, Y., & Tüysüz, C. (2013). Probleme dayalı öğrenmenin 10. sınıf “karışımlar” ünitesinde öğrenci başarısı, tutum ve motivasyona etkisi. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi (EFMED), 7(2), 195-224. https://doi.org/10.12973/nefmed207
Lamagna, E. A. (2015). Algorithmic thinking unplugged. Journal of Computing Sciences in Colleges, 30(6), 45-52. https:// doi.org/ 10.5555/2753024.2753036
Lim, B. R. (2001). Guidelines For Designing Inquiry-Based Learning On The Web: Online Professional Development Of Educators. PhD Thesis, Indiana University. https://www.proquest.com/docview/275734380?pq-origsite=gscholar&fromopenview=true
Lim, B. R. (2004). Challenges and issues in designing inquiry on the Web. British Journal of Educational Technology, 35(5), 627-643. https://doi.org/10.1111/j.0007-1013.2004.00419.x
Lye, S. Y., & Koh, J. H. L. (2014). Review on teaching and learning of computational thinking through programming: What is next for K-12? Computers in human behavior, 41, 51-61. https://doi.org/10.1016/j.chb.2014.09.012
Mensan, T., Osman, K., & Majid, N. A. A. (2020). Development and validation of unplugged activity of computational thinking in science module to integrate computational thinking in primary science education. Science Education International, 31(2), 142-149. https://www.icaseonline.net/journal/index.php/sei/article/view/194
MEB. (2018). İlköğretim kurumları fen bilimleri dersi öğretim programı. Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı. Ankara
Orosz, G., Németh, V., Kovács, L., Somogyi, Z., & Korom, E. (2023). Guided inquiry-based learning in secondary-school chemistry classes: A case study. Chemistry Education Research and Practice, 24(1), 50-70. https://doi.org/10.1039/D2RP00110A
Park, S. Y., Song, K. S., & Kim, S. H. (2015). Cognitive load changes in pre-service teachers with computational thinking education. International Journal of Software Engineering and Its Applications, 9(10), 169-178. https://www.earticle.net/Article/A255701
Peel, A., Sadler, T. D., & Friedrichsen, P. (2019). Learning natural selection through computational thinking: Unplugged design of algorithmic explanations. Journal of Research in Science Teaching, 56(7), 983-1007. https://doi.org/10.1002/tea.21545
Perry, V. R., & C. P. Richardson. (2001). The New Mexico Tech Master of Science Teaching Program: An Exemplary Model of Inquiry-Based Learning. 31st ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference. Reno. https://doi.org/10.1109/FIE.2001.963917
Rambally, G. (2017). Integrating Computational Thinking in Discrete Structures. In: Rich, P., Hodges, C. (eds) Emerging Research, Practice, and Policy on Computational Thinking. Educational Communications and Technology: Issues and Innovations. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-52691-1_7
Román-González, M., Pérez-González, J. C., & Jiménez-Fernández, C. (2017). Which cognitive abilities underlie computational thinking? Criterion validity of the Computational Thinking Test. Computers in human behavior, 72, 678-691. https://doi.org/10.1016/j.chb.2016.08.047
Sadik, O., Leftwich, A. O., & Nadiruzzaman, H. (2017). Computational Thinking Conceptions and Misconceptions: Progression of Preservice Teacher Thinking During Computer Science Lesson Planning. In: Rich, P., Hodges, C. (eds) Emerging Research, Practice, and Policy on Computational Thinking. Educational Communications and Technology: Issues and Innovations. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-52691-1_14
Sarı, U., & Karaşahin, A. (2020). Fen Eğitiminde Bilgi İşlemsel Düşünme: Bir Öğretim Etkinliğinin Değerlendirilmesi. Turkish Journal of Primary Education, 5(2), 194-218. https://dergipark.org.tr/en/pub/tujped/issue/58028/825217#article_cite
Sarı, U., & Bakır Güven G. (2013). Etkileşimli tahta destekli sorgulamaya dayalı fizik öğretiminin başarı ve motivasyona etkisi ve öğretmen adaylarının öğretime yönelik görüşleri. Necatibey Eğitim Fakültesi Elektronik Fen ve Matematik Eğitimi Dergisi, 7(2), 110-143. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/39881
Sarı, U., Çelik, H., Pektaş, H. M., & Yalçın, S. (2022). Effects of STEM-focused Arduino practical activities on problem-solving and entrepreneurship skills. Australasian Journal of Educational Technology, 38(3), 140-154. https://doi.org/10.14742/ajet.7293
Sarı, U., Duygu, E., Şen, Ö. F., & Kirindi, T. (2020). The effects of STEM education on scientific process skills and STEM awareness in simulation based inquiry learning environment. Journal of Turkish Science Education, 17(3), 387-405. https://www.tused.org/index.php/tused/article/view/1103/636
Sarı, U., Pektaş, H. M., Şen, Ö. F., & Çelik, H. (2022). Algorithmic thinking development through physical computing activities with Arduino in STEM education. Education and Information Technologies, 27(5), 6669-6689. https://doi.org/10.1007/s10639-022-10893-0
Strong, M. G. (2013). Developing elementary math and science process skills through engineering design instruction. Hofstra University. https://www.proquest.com/docview/1364887346?pq-origsite=gscholar&fromopenview=true
Savran Gencer, A., Doğan, H., Bilen, K. & Can, B. (2019). Bütünleşik STEM Eğitimi Modelleri. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 45(45), 38-55. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/607622
Tüysüz, C., & Demirel, O. E. (2020). Probleme ve argümantasyona dayalı öğrenme yöntemlerinin “karışımlar” konusundaki etkilerinin incelenmesi. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 7(1), 43-61. https://doi.org/10.21666/muefd.561375
Uçak, S., & Erdem, H. H. (2020). Eğitimde yeni bir yön arayışı bağlamında “21. yüzyıl becerileri ve eğitim felsefesi”. Uşak Üniversitesi Eğitim Araştırmaları Dergisi, 6(1), 76-93. https://doi.org/10.29065/usakead.690205
Üzümcü, Ö., & Bay, E. (2018). Eğitimde yeni 21. yüzyıl becerisi: Bilgi işlemsel düşünme. Uluslararası Türk Kültür Coğrafyasında Sosyal Bilimler Dergisi, 3(2), 1-16. https://dergipark.org.tr/en/pub/turksosbilder/issue/46760/491067
Waterman, K. P., Goldsmith, L., & Pasquale, M. (2020). Integrating computational thinking into elementary science curriculum: An examination of activities that support students’ computational thinking in the service of disciplinary learning. Journal of Science Education and Technology, 29, 53-64. https://doi.org/10.1007/s10956-019-09801-y
Weintrop, D., Beheshti, E., Horn, M., Orton, K., Jona, K., Trouille, L., & Wilensky, U. (2016). Defining computational thinking for mathematics and science classrooms. Journal of science education and technology, 25, 127-147. https://doi.org/10.1007/s10956-015-9581-5
Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM – Self managed systems, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
Wing, J. M. (2008). Computational thinking and thinking about computing. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 366(1881), 3717-3725. https://doi.org/10.1098/rsta.2008.0118
World Economic Forum (WEF) (2023). The Future of Jobs report 2023. https://www3.weforum.org/docs/WEF_Future_of_Jobs_2023.pdf?_gl=1*3yhfj6*_up*MQ..&gclid=Cj0KCQjwjt-oBhDKARIsABVRB0x_GoYvJZR_AHjrgZ5FCJExAC-utW2zXm2qizWPzKH6OUavFqmkTgcaAsY8EALw_wcB
Yıldız Durak, H., Atman Uslu, N., Canbazoğlu Bilici, S., & Güler, B. (2023). Examining the predictors of TPACK for integrated STEM: Science teaching self-efficacy, computational thinking, and design thinking. Education and Information Technologies, 28(7), 7927-7954. https://doi.org/10.1007/s10639-022-11505-7
Ziatdinov, R., & Musa, S. (2013). Rapid mental computation system as a tool for algorithmic thinking of elementary school students development. European Researcher, 25(7), 1105-1110. https://doi.org/10.48550/arXiv.1305.4443

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Fen Bilgisi Eğitimi

Bölüm

Öğretim Uygulaması

Yazarlar

Merve Lütfiye Şentürk ^*
0000-0001-9201-2006
Türkiye

Hasan Tomuk
0000-0003-3606-6565
Türkiye

Uğur Sarı
0000-0002-3469-8959
Türkiye

Erken Görünüm Tarihi

13 Aralık 2023

Yayımlanma Tarihi

18 Aralık 2023

Gönderilme Tarihi

30 Eylül 2023

Kabul Tarihi

26 Kasım 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 11 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.56423/fbod.1369113

IZ

https://izlik.org/JA85CM66FU

APA

Şentürk, M. L., Tomuk, H., & Sarı, U. (2023). Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, 11(2), 534-558. https://doi.org/10.56423/fbod.1369113

AMA

1.Şentürk ML, Tomuk H, Sarı U. Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması. FBÖD. 2023;11(2):534-558. doi:10.56423/fbod.1369113

Chicago

Şentürk, Merve Lütfiye, Hasan Tomuk, ve Uğur Sarı. 2023. “Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması”. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi 11 (2): 534-58. https://doi.org/10.56423/fbod.1369113.

EndNote

Şentürk ML, Tomuk H, Sarı U (01 Aralık 2023) Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi 11 2 534–558.

IEEE

[1]M. L. Şentürk, H. Tomuk, ve U. Sarı, “Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması”, FBÖD, c. 11, sy 2, ss. 534–558, Ara. 2023, doi: 10.56423/fbod.1369113.

ISNAD

Şentürk, Merve Lütfiye - Tomuk, Hasan - Sarı, Uğur. “Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması”. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi 11/2 (01 Aralık 2023): 534-558. https://doi.org/10.56423/fbod.1369113.

JAMA

1.Şentürk ML, Tomuk H, Sarı U. Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması. FBÖD. 2023;11:534–558.

MLA

Şentürk, Merve Lütfiye, vd. “Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması”. Fen Bilimleri Öğretimi Dergisi, c. 11, sy 2, Aralık 2023, ss. 534-58, doi:10.56423/fbod.1369113.

Vancouver

1.Merve Lütfiye Şentürk, Hasan Tomuk, Uğur Sarı. Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması. FBÖD. 01 Aralık 2023;11(2):534-58. doi:10.56423/fbod.1369113

Dergide yayımlanmak üzere gönderilen çalışmaların daha önce hiç bir yerde yayımlanmamış ve aynı anda başka bir dergiye gönderilmemiş olması gerekir. Çalışmaların başka dergilerde daha önce yayımlanmamış olması ve/veya değerlendirme sürecinde olmaması yazar(lar)ın sorumluluğundandır. Bu tür bir husus tespit edildiğinde çalışma yazar(lar)a geri gönderilir.

Dergiye çalışma göndermeyi düşünen araştırmacılar https://dergipark.org.tr/tr/pub/fbod dergi adresinde bulunan “Yazım Kuralları”, "Yazarlar İçin Rehber" ve “Makale Gönder” sayfalarını inceleyerek çalışmalarını internet ortamında gönderebilirler. FBÖD ücretsiz bir dergi olup, dergiye gönderilen çalışmalar için yazarlardan değerlendirme veya basım ücreti talep edilmemektedir. Dergide yayımlanan çalışmaların tamamının tam metinleri ücretsiz erişime açıktır. Dergide yayımlanan makalelerden kaynak gösterilmek suretiyle alıntı yapılabilir.

Dergide yayımlamak üzere çalışmalarınızı bekler, derginin ülkemizde fen bilimleri eğitimi ve öğretiminin gelişmesi, bilim okur-yazarlığının yaygınlaşması ve öğretmenlerin uygulamaya dönük ihtiyaçlarının karşılanması amaçlarına katkı sağlamasını temenni ederiz.

EDİTÖR

Bilgi İşlemsel Düşünmenin Sorgulayıcı Fen Öğretimine Entegrasyonuna Yönelik Bir Etkinlik Geliştirme Çalışması

Öz

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Erken Görünüm Tarihi

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster