STEM Merkezindeki Akıl Oyunları ve Robotik Kodlama Programlarının İlkokul Öğrencilerinin STEM’e Yönelik Tutumları Üzerine Etkisi

Öz

Bu araştırma, STEM merkezlerinde uygulanan akıl oyunları ve robotik kodlama atölyelerinin ilkokul öğrencilerinin STEM’e yönelik tutumları üzerindeki etkisini incelemeyi amaçlamaktadır. Çalışmada, bir STEM merkezinde öğrenim gören 174 ilkokul öğrencisinden oluşan iki bağımsız gruba, ayrı ayrı akıl oyunları (n=86) ve robotik kodlama (n=88) atölyeleri uygulanmıştır. Tek gruplu ön test-son test deseninin kullanıldığı araştırmada, STEM tutumları STEM-İlkokul Tutum Ölçeği ile ölçülmüş, veriler parametrik testlerle analiz edilmiştir. Her programın etkisi kendi grubu içinde değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları, her iki atölye programının da STEM’e yönelik tutumları anlamlı biçimde artırdığını göstermiştir. Cinsiyet açısından yapılan analizler, robotik kodlama atölyesinin erkeklerde daha belirgin, kızlarda ise olumlu etkiler yarattığını göstermiştir. Sonuçlar, yapılandırmacı temelli STEM programlarının tutum geliştirmede etkili olduğunu göstermekte; bu programların disiplinler arası, cinsiyet farklarını dikkate alarak ve uzun vadeli olarak planlanması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Akıl oyunları
• robotik kodlama
• STEM merkezleri
• STEM’e yönelik tutumlar

The Effect of Mind Games and Robotics Coding Programs in the STEM Center on Primary School Students' Attitudes Toward STEM

Öz

This study aims to examine the effects of STEM center-based mind games and robotic coding programs on primary school students' attitudes toward STEM. Two independent groups consisting of 174 primary school students enrolled in a STEM center participated separately in mind games (n=86) and robotic coding (n=88) workshops. A single-group pretest-posttest design was used. Students' attitudes toward STEM were measured using the Primary Students' Attitudes toward STEM Scale, and the data were analyzed using parametric tests. Each program’s effects were evaluated independently. The analysis results showed that both workshop programs significantly improved students’ attitudes toward STEM. Gender-based analyses showed that the robotic coding workshop had a stronger effect on boys, while also yielding positive outcomes for girls. These findings suggest that constructivist-based STEM programs are effective in fostering positive attitudes. Therefore, it is recommended that such programs be designed with an interdisciplinary structure, take gender differences into consideration, and be implemented over the long term.

Anahtar Kelimeler

• Mind games
• robotics coding
• STEM centers
• attitudes toward STEM

Kaynakça

1. Akgündüz, D. (2018). Okul öncesinden üniversiteye kuram ve uygulamada STEM eğitimi içinde (1. baskı). Anı Yayıncılık.
2. Akgündüz, D., Aydeniz, M., Çakmakçı, G., Çavaş, B., Çorlu, M. S., Öner, T., & Özdemir, S. (2015). STEM eğitimi Türkiye raporu. Scala Basım.
3. Alkaş Ulusoy, Ç., Saygı, E., & Umay, A. (2017). İlköğretim matematik öğretmenlerinin zekâ oyunları dersi ile ilgili görüşleri. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 32(2), 280-294. https://doi.org/10.16986/HUJE.2016018494.
4. Altun, M. (2017). Fiziksel etkinlik kartları ile zekâ oyunlarının ilkokul öğrencilerinin dikkat ve görsel algı düzeylerine etkisi (Tez No. 450189) [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
5. Azgın, A. O., & Şenler, B. (2019). İlkokulda STEM: Öğrencilerin kariyer ilgileri ve tutumları. Journal of Computer and Education Research, 7(13), 213-232. https://doi.org/10.18009/jcer.538352.
6. Baki, N. (2018). Zekâ oyunları dersinde uygulanan geometrik-mekanik oyunların öğrencilerin akademik öz yeterlik ve problem çözme becerilerine etkisi (Tez No. 532397) [Yüksek lisans tezi, Kırıkkale Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
7. Becker, K., & Park, K. (2011). Effects of integrative approaches among science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students' learning: A preliminary meta-analysis. Journal of STEM Education, 12(5&6), 23-37. https://www.jstem.org/jstem/index.php/JSTEM/article/view/1509/1394.
8. Bircan, M. A., & Çalışıcı, H. (2022). STEM eğitimi etkinliklerinin ilkokul dördüncü sınıf öğrencilerinin STEM’e yönelik tutumlarına, 21. yüzyıl becerilerine ve matematik başarılarına etkisi. Eğitim ve Bilim, 47(211), 87-119. http://dx.doi.org/10.15390/EB.2022.10710.

9. Bircan, M. A., Köksal, Ç., & Cımbız, A. T. (2019). Türkiye’deki STEM merkezlerinin incelenmesi ve STEM merkezi model önerisi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 27(3), 1033-1045. https://doi.org/10.24106/kefdergi.2537.
10. Bottino, R. M., Ott, M., & Tavella, M. (2013). Investigating the relationship between school performance and the abilities to play mind games. In Proceedings of the 7th European Conference on Games-Based Learning (Vol. 1). Porto, Portugal, 62-71.
11. Bottino, R., & Ott, M. (2006). Mind games, reasoning skills, and the primary school curriculum. Learning, Media and Technology, 31(4), 359-375. https://doi.org/10.1080/17439880601022981.
12. Büyüköztürk, Ş. (2023). Sosyal bilimler için veri el kitabı. İstatistik, araştırma deseni, SPSS uygulamaları ve yorum. (30.Baskı). Pegem Akademi.
13. Büyüköztürk, Ş., Kılıç Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2024). Bilimsel araştırma yöntemleri (35. Baskı). Pegem Yayıncılık.
14. Cobern, W. W. (1996). Worldview theory and conceptual change in science education. Science education, 80(5), 579-610. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-237X(199609)80:5<579::AID-SCE5>3.0.CO;2-8.
15. Cohen, J. (1988). Statistical power analysis for the behavioral sciences (2nd ed.). Routledge. https://doi.org/10.4324/9780203771587.
16. Cohen, L., & Manion, L. (1997). Research methods in education (4th ed.). Routledge.
17. Çepni, S. (2018). Kuramdan uygulamaya STEM+A+E eğitimi (2. Baskı). Pegem Akademi.
18. Demirkaya, C., & Masal, M. (2017). Geometrik-mekanik oyunlar temelli etkinliklerin ortaokul öğrencilerinin uzamsal düşünebilme becerilerine etkisi. Sakarya University Journal of Education, 7(3), 600-610. https://doi.org/10.19126/suje.3407300.
19. Devecioğlu, Y., & Karadağ, Z. (2016). Amaç, beklenti ve öneriler bağlamında zekâ oyunları dersinin değerlendirilmesi. Bayburt Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(1), 41-61. https://dergipark.org.tr/en/pub/befdergi/issue/23139/2471722.
20. Esen, M. (2019). Zekâ oyunlarının, 4. sınıf öğrencilerinin problem çözmeye ilişkin karar verme becerisine, sabırlı davranış göstermesine ve okul doyumuna etkisinin incelenmesi. (Tez No. 590945) [Yüksek lisans tezi, Mersin Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
21. Faber, M., Unfried, A., Wiebe, E. N., Corn, J., Townsend, L. W., & Collins, T. L. (2013). Student attitudes toward STEM: The development of upper elementary school and middle/high school student surveys. In Proceedings of the 2013 ASEE Annual Conference & Exposition, Engineering Identity 2 Session, Atlanta, Georgia, 1–26. https://doi.org/10.18260/1-2--22479.
22. Fernández-Cézar, R., Garrido, D., & Solano-Pinto, N. (2020). Do science, technology, engineering and mathematics (STEM) experimentation outreach programs affect attitudes towards mathematics and science? A quasi-experiment in primary education. Mathematics, 8(9), 1490. https://doi.org/10.3390/math8091490.
23. Haymana, İ., & Özalp, D. (2020). Robotik ve kodlama eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin yaratıcı düşünme becerilerine etkisi. Eğitim Fakültesi Dergisi, 6(2), 247-274. https://dergipark.org.tr/en/pub/iauefd/issue/57710/822431.
24. Irkıçatal, Z. (2016). Fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (FeTeMM) içerikli okul sonrası etkinliklerin öğrencilerin başarılarına ve FeTeMM algıları üzerine etkisi. (Tez No. 421502) [Yüksek lisans tezi, Akdeniz Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
25. İnce, K., Mısır, M. E., Küpeli, M. A., & Fırat, A. (2018). 5. Sınıf fen bilimleri dersi yer kabuğunun gizemi ünitesinin öğretiminde STEM temelli yaklaşımın öğrencilerin problem çözme becerisi ve akademik başarısına etkisinin incelenmesi. Bilim, Teknoloji, Mühendislik, Matematik ve Sanat Eğitimi Dergisi, 1(1), 64-78. https://dergipark.org.tr/en/pub/steam/issue/37516/427538.
26. Karakaya, F., & Avgın, S. S. (2016). Effect of demographic features to middle school students’ attitude towards FeTeMM (STEM). Journal of Human Sciences, 13(3), 4188–4198. https://www.j-humansciences.com/ojs/index.php/IJHS/article/view/4104.
27. Karışan, D., & Yurdakul, Y. (2017). Mikroişlemci destekli fen-teknoloji-mühendislik matematik (STEM) uygulamalarının 6. sınıf öğrencilerinin bu alanlara yönelik tutumlarına etkisi. Adnan Menderes Üniversitesi Eğitim Fakültesi Eğitim Bilimleri Dergisi, 8(1), 37-52. https://dergipark.org.tr/en/pub/aduefebder/issue/35816/403350.
28. Keçeci, G., Alan, B., & Zengin-Kırbağ, F. (2017). 5. sınıf öğrencileriyle STEM eğitimi uygulamaları. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi (KEFAD), 18, 1-17. https://dergipark.org.tr/en/pub/kefad/issue/59263/851384.
29. Khanlari, A. (2013). Effects of educational robots on learning STEM and on students' attitude toward STEM. In proceeding of the IEEE 5th Conference on Engineering Education (ICEED), Kuala Lumpur, Malaysia, 62-66. https://doi.org/10.1109/ICEED.2013.6908304.
30. Kirriemuir, J., & McFarlane, A. (2004). Literature review in games and learning (Report 8). Futurelab. https://telearn.hal.science/hal-00190453.
31. Kleinke, S., & Lin, Y. (2020). Application of adult learning theory to STEM education in online learning environment. In proceeding of the 2020 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE), Uppsala, Sweden, 1-6. https://doi.org/10.1109/FIE44824.2020.9274197.
32. Korkmaz, S. (2018). Eğitsel oyun geliştirerek desteklenen fen bilimleri öğretiminin öğrenci tutum ve başarısına etkisi (Tez No. 502718) [Yüksek lisans tezi, Bartın Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
33. Kurt, M. (2019). STEM uygulamalarının 6. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına, problem çözme becerilerine ve STEM'e karşı tutumlarına etkisi üzerine bir araştırma (Tez No. 573011) [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
34. Leonard, J., Buss, A., & Gamboa, R. (2016). Using robotics and game design to enhance children’s self-efficacy, STEM attitudes, and computational thinking skills. Journal of Science Education and Technology, 25, 860–876. https://doi.org/10.1007/s10956-016-9628-2.
35. Milli Eğitim Bakanlığı (2016). STEM eğitimi raporu. http://yegitek.meb.gov.tr/STEM_Egitimi_Raporu.pdf.
36. Mohr-Schroeder, M. J., Jackson, C., Miller, M., Walcott, B., Little, D. L., Speler, L., Schooler, W., & Schroeder, D. C. (2014). Developing middle school students’ interests in STEM via summer learning experiences: See blue STEM camp. School Science and Mathematics, 114, 291-301. https://doi.org/10.1111/ssm.12079.
37. Morrison, J. (2006). TIES STEM education monograph series, attributes of STEM education. Baltimore, MD: TIES, 3.
38. Olivarez, N. (2012). The Impact of a STEM program on academic achievement of eighth grade students in a south texas middle school [Yayınlanmamış Doktora tezi]. Texas A&M Üniversitesi.
39. Özcan, H., & Koca, E. (2019). STEM yaklaşımı ile basınç konusu öğretiminin ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve STEM’e yönelik tutumlarına etkisi. Eğitim ve Bilim, 44(198), 201-227. http://dx.doi.org/10.15390/EB.2019.7902.
40. Özyurt, M., Kayiran, B. K., & Başaran, M. (2018). İlkokul öğrencilerinin STEM'e ilişkin tutumlarının çeşitli değişkenler açısından incelenmesi. Turkish Studies, 13(4), 65-82. http://dx.doi.org/10.7827/TurkishStudies.12700.
41. Pekbay, C. (2017). Fen teknoloji mühendislik ve matematik etkinliklerinin ortaokul öğrencileri üzerindeki etkileri (Tez No. 454935) [Doktora tezi, Hacettepe Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
42. Piaget, J. (2005). The psychology of intelligence. Routledge.
43. Pinto, A., & Escudeiro, P. (2014). The use of Scratch for the development of 21st-century learning skills in ICT. In In proceeding of the 9th Iberian Conference on Information Systems and Technologies (CISTI), Barcelona, Spain, 1–4. https://doi.org/10.1109/CISTI.2014.68770611.
44. Sanders, M. (2009). STEM, STEM Education, STEMMania. Technology Teacher, 68, 20-26. https://doi.org/10.17763/haer.57.1.j463w79r56455411.
45. Şahin, A., Ayar, M. C., & Adıgüzel, T. (2014). STEM related after-school program activities and associated outcomes on student learning. Educational Sciences: Theory & Practice, 14(1), 309–322. https://doi.org/10.12738/estp.2014.1.1876.
46. Şişman, B., Küçük, S., & Yaman, Y. (2021). The effects of robotics training on children’s spatial ability and attitude toward STEM. International Journal of Social Robotics, 13, 379–389. https://doi.org/10.1007/s12369-020-00646-9.
47. Tabachnick, B. G., & Fidell, L. S. (2013). Using multivariate statistics (6th ed.). Allyn and Bacon.
48. Taş, İ. D., & Yöndemli, E. N. (2018). Zekâ oyunlarının ortaokul düzeyindeki öğrencilerde matematiksel muhakeme yeteneğine olan etkisi. Turkish Journal of Primary Education, 3(2), 46-62. https://dergipark.org.tr/en/pub/tujped/issue/42070/497233.
49. Tseng, K. H., Chang, C. C., Lou, S. J., & Chen, W. P. (2011). Attitudes towards science, technology, engineering and mathematics (STEM) in a project-based learning (PjBL) environment. International Journal of Technology and Design Education, 23, 87-102. https://doi.org/10.1007/s10798-011-9160-x.
50. Uğraş, M. (2019). Ortaokul öğrencilerinin STEM tutum ve öz yeterlik algılarının FeTeMM meslek ilgilerine olan etkisinin incelenmesi. Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, 89, 279-292. http://dx.doi.org/10.16992/ASOS.14905.
51. Vygotsky, L. S. (1978). Mind and society: The development of higher psychological processes. Harvard University Press.
52. Yalçın, N., & Akbulut, E. (2021). STEM eğitimi ve STEM perspektifinde robotik kodlama eğitimlerinin incelenmesi: Kızılcahamam kodluyor örneği. Türkiye Sosyal Araştırmalar Dergisi, 25(2), 469-490. https://dergipark.org.tr/en/pub/tsadergisi/issue/64726/780211.
53. Yamak, H., Bulut, N., & Dündar, S. (2014). 5. sınıf öğrencilerinin bilimsel süreç becerileri ile fene karşı tutumlarına FeTeMM etkinliklerinin etkisi. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 34(2), 249-265. https://dergipark.org.tr/tr/pub/gefad/issue/6729/90482.
54. Yıldırım, B., & Selvi, M. (2017). An experimental research on effects of STEM applications and mastery learning. Journal of Theory and Practice in Education, 13(2), 183-210. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/299006.
55. Yılmaz, C. N. (2019). STEM eğitiminin 10. sınıf öğrencilerinin akademik başarıları, STEM ve fizik tutumları üzerine etkisi (Tez No. 566538) [Yüksek lisans tezi, Pamukkale Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
56. Yolagiden, C., & Bektaş, O. (2018). Ortaokul öğrencilerinin fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (STEM) tutumları ile STEM mesleklerine yönelik ilgileri arasındaki ilişki. The Journal of Academic Social Science, 6(77), 500-521. https://doi.org/10.16992/Asos.13922.