Eğitimde Yeni 21. Yüzyıl Becerisi: Bilgi İşlemsel Düşünme

Öz

İletişim kanallarının artması, teknolojinin hayatın her alanında yer almasına bağlı nedenler yaşamda karşılaşılan olay ve problemlerin de karmaşık hâle gelmelerine neden olmaktadır. Bu değişime ayak uydurabilmek, problemlerle baş edebilmek ve nihayetinde bu süreçte başarılı olabilmek için bireylerin çeşitli becerilere sahip olmaları gerekmektedir. 21. yüzyıl becerileri, bu anlamda, bireylerin ihtiyaçlarına cevap verebilecek güncel, dinamik bir yapı sunmaktadır. 21. yüzyıl becerilerinden biri olan problem çözme becerisi, birden fazla beceriyi içerdiğinden her yaş için önem arz etmektedir. Bilgi işlemsel düşünme; bir tür problem çözme becerisi olarak tanımlanan, günümüzün ilgi gören yetkinlik alanlarından biri olmuştur ve tüm dünyada ilgi görmektedir. Öğretim programları, uluslararası standartlar, kurum ve kuruluşların faaliyetleri ile nitelikli çalışmalarda son yıllarda bu kavramı sıkça görmek mümkündür. Bu çalışmada bilgi işlemsel düşünme kavramının tanımı yapılmış; içeriği, önemi, popülerleşme süreci, boyutları ve Türkiye’nin öğretim programlarındaki yeri hakkında bilgi verilmiştir. Doküman inceleme yönteminin tercih edildiği bu çalışmada, konuyla ilgili makaleler, tezler ile dünyaca tanınan kurum ve kuruluşların web siteleri gibi güvenilir kaynaklardan elde edilen veriler kullanılmıştır. Alanyazında, bilgi işlemsel düşünmenin özelliklerinden ve boyutlarından yola çıkılarak çeşitli tanımlamaların yapıldığı görülmektedir. Terimin, genel olarak “bir tür problem çözme türü-becerisi olarak”  açıklanması, bu tanımlamaların ortak noktasını oluşturmaktadır. 1980’li yıllarda çocuklara programlamanın öğretilmesinin amaçlandığı çalışmalarda yer aldığı görülen bu kavram, 2000’li yılların ortalarında popülerleşmeye başlamıştır. Bilgi işlemsel düşünmenin farklı kaynaklarda farklı boyutlarına ulaşılmıştır. En sık karşılaşılan boyutlarının ise; parçalara ayırma, soyutlama, örüntü, algoritma ve değerlendirme-hata ayıklama olduğu görülmektedir. Boyutlarından birinin algoritma olması, yine dünyada en çok üzerinde durulan konulardan biri olan kodlama ile ilişkisini ortaya koymaktadır. Türkiye’deki öğretim programlarının her kademesinde, bilgi işlemsel düşünmenin farklı düzeylerde yer aldığı görülmektedir. Günümüzdeki tanımları, özellikleri ve boyutları göz önüne alındığında, bilgi işlemsel düşünmenin daha iyi anlaşılabilmesi için daha fazla uygulamalı çalışmaya ve öğretim programlarıyla bütünleştirme çalışmalarına ihtiyaç duyulduğunu iddia eden bu çalışma, bunu sağlamak üzere bilgi işlemsel düşünmenin tanınmasına katkıda bulunmayı hedeflemektedir. 

Anahtar Kelimeler

• Bilgi İşlemsel Düşünme,21. Yüzyıl Becerileri,Kodlama,Algoritma,Öğretim Programı

A New 21st Century Skill in Education: Computational Thinking

Öz

Increasing communication channels and technology taking place in all life, cause the events and problems in every-day life to be complicated. In order to keep up with this change, to cope with the problems and ultimately to be successful in this process, individuals need to have various skills. In this sense, 21st century skills are kept up-to-date and dynamic in order to meet the needs of individuals. Problem solving ability, which is one of the 21st century skills, is more important for all ages as it includes more than one skill. Computational thinking, which is defined as a kind of problem solving skill, has become today's one of the compelling areas of  competence and drawing attention all over the world. It is possible to see this concept frequently in recent years in curriculums, international standards, activities of institutions and qualified work. In this study, the concept is defined and informations about its content, importance, how it became popular,  its dimensions and its place in curriculums of our country are given.  Document analysis method was preferred in this study and data from trusted sources such as articles, theses and web sites of world-renowned institutions were used. Describing the term which was first used in 1980s and became popular in 2000s, as “a kind of problem-solving type skill” in general,  constitutes the common point of them. The most common dimensions found in reviewed documents were; decomposition, abstraction, pattern, algorithm and evaluation-debugging. The fact that one of the dimensions of computational thinking being algorithm which is also related to coding -one of the most important topics in the world- helps to explain its importance. Considering today's definitions, characteristics and dimensions of computational thinking, it was thought that there is a need for more practical studies and studies about integration into curriculum, for better understanding.

Anahtar Kelimeler

• Computational Thinking,21st Century Skills,Coding,Algorithm,Curriculum

Kaynakça

1. Bailey, K.D. (1982). Methods of social research. New York: The Free Press.
2. 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.
3. BBC, (2018). What is Computational Thinking? Retrieved January 29, 2018, from https://www.bbc.com/education/guides/zp92mp3/revision/1
4. Booth W. A.,(May,2013). Mixed-methods study of the impact of a computational thinking course on student attitudes about technology and computation. Unpublished doctoral dissertation, Baylor University, Texas USA.
5. Brennan, K. & Resnick, M., (2012). New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. In Proceedings of the 2012 annual meeting of the American Educational Research Association, Vancouver, Canada (pp. 1-25).
6. Bundy, A. (2007). Computational thinking is pervasive. Journal of Scientific and Practical Computing, 1(2), 67–69.
7. Büyüköztürk Ş., Kılıç Çakmak E., Akgün Ö.E., Karadeniz Ş., Demirel F. (2016). Bilimsel Araştırma Yöntemleri(20th ed.). Ankara: Pegem Akademi
8. Ceylan V.K., (2015). Harmanlanmış öğrenme yönteminin akademik başarıya etkisi. Unpublished master’s thesis, Adnan Menderes Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Aydın.

9. Computing at School CAS (2017). About Us. Retrieved December 24, 2017, from https://www.computingatschool.org.uk/about
10. Code.org (2017). About us. Retrieved January 14, 2017, from https://code.org/about
11. Code.org (2017). Lesson Name: Coputational Thinking. Retrieved September 10, 2017, from https://studio.code.org/unplugged/unplug2.pdf
12. CSTA (2016). CSTA K-12 Computer Science Standards Revised.
13. CSTA (2017). About CSTA. Retrieved July 20, 2017, from https://www.csteachers.org/page/About
14. Çakır E., (2017). Ters yüz sınıf uygulamalarının fen bilimleri 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarı, zihinsel risk alma ve bilgisayarca düşünme becerileri üzerine etkisi. Unpublished master’s thesis, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
15. Çatlak, Ş., Tekdal, M. & Baz, F. Ç. (2015). Scratch yazılımı ile programlama öğretiminin durumu: bir doküman inceleme çalışması. Journal of Instructional Technologies & Teacher Education, 4(3): 13-25.
16. Çetin E., (2016). Okul öncesi çocukların problem çözme sürecinde teknoloji destekli şematik düzenleyicilerin kullanımına yönelik bir durum çalışması. Unpublished doctorate dissertation, Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
17. Denning, P. J. (2009). The profession of it - beyond computational thinking. Communications of the ACM, 52 (6), 28-29.
18. Department for Education (2013). National curriculum in England: computing programmes of study. Retrived May 12, 2018, from https://www.gov.uk/government/publications/national-curriculum-in-england-computing-programmes-of-study/national-curriculum-in-england-computing-programmes-of-study#key-stage-1
19. Einhorn, S. (2012). Microworlds, computational thinking, and 21st century learning. LCSI White Paper. Retrieved September 10, 2018, from http://www.microworlds.com
20. Ellison N., (2018). Seymour Papert South African-Born Mathematician And Computer Scientist. Retrieved August 28, 2018, from https://www.britannica.com/biography/Seymour-Papert
21. Erdem E., (2018). Blok tabanlı ortamlarda programlama öğretimi sürecinde farklı öğretim stratejilerinin çeşitli değişkenler açısından incelenmesi. Unpublished master’s thesis, Başkent Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
22. ERIC (2018). ”Computational thinking” Search. Retrieved October 10, 2018, from https://eric.ed.gov/?q=%22computational+thinking%22Google Education (2017a). Computational Thinking For Educators. Retrieved July 17, 2017, from https://computationalthinkingcourse.withgoogle.com/course?use_last_location=true
23. Google Education (2017b). Exploring Computational Thinking. Retrieved July 19, 2017, from https://edu.google.com/resources/programs/exploring-computational-thinking/
24. Grover, S., ve Pea, R. (2013). Computational thinking in K-12: a review of the state of the field. Educational Researcher, 42(1), 38–43.
25. Hu, C. (2011, June). 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). ACM.
26. Israel, M., Pearson, J. N., Tapia, T., Wherfel, Q. M., & Reese, G. (2015). Supporting all learners in school-wide computational thinking: a cross-case qualitative analysis. Computers & Education, 82, 263-279.
27. ISTE (2007). The national educational technology standards and performance indicators for students.
28. ISTE (2016) ISTE Standards For Students(Permitted Educational Use). Retrieved May 19, 2017, from www.iste.org/standards.
29. Kalelioğlu, F., & Gülbahar, Y. (2015, September). Bilgi işlemsel düşünme nedir ve nasıl öğretilir? Paper presented at the 3. In 3th International Instructional Technology and Teacher Education Symposium. Trabzon, Türkiye.
30. Kalelioğlu, 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.
31. Ko, A. J., Myers, B. A., & Aung, H. H. (2004). Six learning barriers in end-user programming systems. Paper presented at the In IEEE Symposium on Visual Languages and Human Centric Computing, Rome, Italy.
32. Kong, S. C. (2016). A framework of curriculum design for computational thinking development in K-12 education. Journal of Computers in Education, 3(4), 377-394.
33. Korkmaz, Ö., Çakır, R., Özden, Y.M., Oluk, A. & Sarıoğlu, S., (2015). Bireylerin bilgisayarca düşünme becerilerinin farklı değişkenler açısından incelenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 34(2), 68-87.
34. Kotluk, N. & Kocakaya S., 2015. 21.yüzyıl becerilerinin gelişiminde dijital öykülemeler: ortaöğretim öğrencilerinin görüşlerinin incelenmesi. Journal of Research in Education and Teaching, 4(2), 354-363.
35. Lee, I., Martin, F., Denner, J., Coulter, B., Allan, W., Erickson, J., Malyn-Smith, J. & Werner, L., 2011. Computational thinking for youth in practice. Acm Inroads, 2(1), 32-37.
36. Liu, Z., Zhi, R., Hicks, A. & Barnes T., (2017) Understanding problem solving behavior of 6–8 graders in a debugging game. Computer Science Education, 27(1), 1-29.
37. Lockwood J. & Mooney A., (2017). Computational thinking in education: where does it fit? a systematic literary review. Maynooth University, Ireland. Lu, J., & Fletcher, G. H. (2009). Thinking about computational thinking. ACM SIGCSE Bulletin, 41(1), 260-264.
38. 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.
39. OECD, (2005). The definition and selection of key competencies: Executive summary. Paris, France.
40. Oluk A., (2017). Öğrencilerin bilgisayarca düşünme becerilerinin mantıksal matematiksel zekâ ve matematik akademik başarıları açısından incelenmesi. Unpublished master’s thesis, Amasya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Amasya.
41. Otaran A., (2017). Design, control and evaluation of educational devices with series elastic actuation. Unpublished master’s thesis, Sabancı Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
42. Özçınar, H., & Öztürk, E. (2018). Hesaplamalı Düşünmenin Öğretimine İlişkin Özyeterlik Algısı Ölçeği: Geçerlik Ve Güvenirlik Çalışması. Pamukkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (30), 173-195.
43. Papert, S. (1980). Mindstorms. Children, computers and powerful ideas. New York: Basic Books.
44. Patan B., (2016). Okul öncesi kodlama öğretim programının geliştirilmesi. Unpublished master’s thesis, Bahçeşehir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
45. Partnership for 21st Century Skills. (2015). P21 Framework Definitions. Retrieved October 05, 2018, from http://www.p21.org/storage/documents/docs/P21_Framework_Definitions_New_Logo_2015.pdf
46. Qualls, J. A., & Sherrell, L. B. (2010). Why computational thinking should be integrated into the curriculum. Journal of Computing Sciences in Colleges, 25(5), 66-71.
47. Sarıtepeci, M., & Durak, H. (2017). Analyzing the effect of block and robotic coding activities on computational thinking in programming education. In I. Koleva, & G. Duman (Eds.), Educational research and practice 490-501. St. Kliment Ohridski University Press.
48. Sayın, Z. & Seferoğlu, S.S. (2016). Yeni bir 21. yüzyıl becerisi olarak kodlama eğitimi ve kodlamanın eğitim politikalarına etkisi. Akademik Bilişim Konferansı, 3-5 Şubat, Adnan Menderes Üniversitesi, Aydın.
49. Sciencedirect (2018). Retrieved October 10, 2018, from https://www.sciencedirect.com/search?qs=%22computational%20thinking%22&show=25&sortBy=relevance&years=2019%2C2018%2C2017%2C2016%2C2015%2C2014%2C2013%2C2012%2C2011%2C2010&lastSelectedFacet=years
50. Scratch (2018). Scratch Hakkında. Retrieved August 20, 2018, from https://scratch.mit.edu/about
51. Selby, C.C. & Woollard, J., (2013). Computational thinking: the developing definition. University of Southampton (E-prints) 6pp. Retrieved June 20, 2018, from https://eprints.soton.ac.uk/356481/1/Selby_Woollard_bg_soton_eprints.pdf
52. Şahin G., (2018). Ortaokul seviyesinde programlama öğretimi için bir yöntem önerisi. Unpublished master’s thesis, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
53. Şahiner A., (2017). Komputasyonel düşünmekavramı ile ilgili 2006 – 2016 yılları arasındaki bilimsel yayınların incelenmesi: doküman analizi çalışması. Unpublished master’s thesis, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
54. Talim ve Terbiye Kurulu (2018). Milli Eğitim Bakanlığı Bilişim Teknolojileri ve Yazılım Dersi Öğretim Programı: 5. ve 6. Sınıflar. Ankara.
55. Talim ve Terbiye Kurulu (2018). Milli Eğitim Bakanlığı Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı: 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar. Ankara.
56. Talim ve Terbiye Kurulu (2018). Milli Eğitim Bakanlığı Matematik Dersi Öğretim Programı: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ve 8.Sınıflar. Ankara.
57. Taş N., (2018). Farklılaştırılmış bilgisayar destekli matematik etkinliklerinin üstün yeteneklilerin bilgi işlemsel düşünme özyeterlikleri ve matematiğe yönelik tutumlarına etkisi. Unpublished doctorate dissertation, Atatürk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
58. Togyer J., (2017). Research Notebook: Computational Thinking--What and Why?. Retrieved February 27, 2018, from https://www.cs.cmu.edu/link/research-notebook-computational-thinking-what-and-why
59. Voogt, J., Fisser, P., Good, J., Mishra, P., & Yadav, A. (2015). Computational thinking in compulsory education: Towards an agenda for research and practice. Education and Information Technologies, 20(4), 715-728.
60. Wilson, C., & Guzdial, M. (2010). How to make progress in computing education. Communications of the ACM, 53(5), 35-37.
61. Wing, J.M., 2006. Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35.
62. 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.
63. Yıldırım, A. & Şimşek, H. (2013). Sosyal Bilimlerde Nitel Araştırma Yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayınları.
64. Yıldız S., (2018). Blok tabanlı kodlama ortamında problem çözme süreçlerinin incelenmesi. Unpublished master’s thesis, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
65. Yolcu V., (2018). Programlama eğitiminde robotik kullanımının akademik başarı, bilgi-işlemsel düşünme becerisi ve öğrenme transferine etkisi. Unpublished master’s thesis, Süleyman Demirel Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
66. Yüksek Öğretim Kurulu 2018. Sınıf Öğretmenliği Lisans Programı.
67. Yükseköğretim Kurulu Başkanlığı Tez Merkezi (2018). Tez merkezi arama sonucu. Retrieved October 27, 2018, from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp