Robotik Öğretiminde Farklı Kodlama Ortamları Kullanmanın Öğrencilerin Problem Çözme Süreçlerindeki Düşünme Becerilerine Etkisi

Abstract

Many skills such as computational skills, problem solving, algorithmic thinking, and thinking skills can be presented to students with robotic coding activities. This study focuses on students' thinking skills in problem solving processes and robotic activities are used in the development of this skill. The study is based on the idea that different structures of text and block-based coding in robotics activities and their different functions in the problem-solving process can differentiate the thinking skills of students in this process. In this context, the effect of text-based and block-based coding robotics activities carried out on the Arduino robotics kit on the thinking skills of students in problem solving processes was examined in this study. The study was conducted with a quasi-experimental design research model with a pre-test-post-test comparison group. In the 2020-2021 academic year in Trabzon province, a total of 28 students (16 girls, 12 boys) participated in the study. Text-based coding group (14), a block-based coding group (14) enrolled in the Physical Programming course. The data collected during the research were analyzed using the Thinking Skills Assessment Rubric developed during the research process. In addition, the factors affecting the development of thinking skills in different coding environments were determined through interviews and screen recordings. As a result, it was observed that students' manipulation and calculation thinking skills improved significantly in block-based coding, observation thinking skills improved more in text-based coding environments, while prediction thinking skill development did not differ for both coding environments. It has been determined that 'Arduino sensors' and 'code edit' factors are prominent in the development of calculation and manipulation thinking skills in the block-based coding and that the 'mechanism' setting factor is effective in the development of observation thinking skills in textbased coding. Arduino sensors have been prominent in the development of predictive thinking skills in both block-based and text-based coding. It is thought that this study will contribute to the study of teaching robotics in the context of the development of thinking skills and the use of coding types in robotics activities. Keywords: Computational Thinking, Robotics Teaching, Thinking Skills, ArduinoRobotik kodlama etkinlikleriyle öğrencilere bilgi işlemsel düşünme becerileri, problem çözme, algoritmik düşünme, düşünme becerileri gibi birçok beceri kazandırılabilir. Bu çalışmada, öğrencilerin problem çözme süreçlerinde düşünme becerilerine odaklanılmakta ve bu becerinin gelişiminde robotik etkinlikleri kullanılmaktadır. Çalışma, robotik etkinliklerinde metin ve blok tabanlı kodlamanın farklı yapıları ve bunların problem çözme sürecindeki farklı fonksiyonlarının öğrencilerin bu süreçteki düşünme becerilerini farklılaştırabileceği düşüncesi üzerine şekillenmiştir. Bu çerçevede çalışmada Arduino robotik kiti üzerinde yürütülen ve metin tabanlı ile blok tabanlı kodlama yapılan robotik etkinliklerinin öğrencilerin problem çözme süreçlerinde düşünme becerilerinin etkisi incelenmiştir. Çalışma ön test-son test karşılaştırma gruplu yarı deneysel desen araştırma modeli ile yürütülmüştür. Trabzon ilinde 2020-2021 eğitim öğretim yılında 9. sınıftaki Fiziksel Programlama dersini alan metin tabanlı kodlama grubu (14) ve blok tabanlı kodlama grubu (14) olacak şekilde toplam 28 öğrencinin (16 kız, 12 erkek) katıldığı çalışma, uzaktan eğitimle gerçekleştirilmiştir. Araştırma süresince toplanan veriler araştırma sürecinde geliştirilen Düşünme Becerileri Değerlendirme Rubriği ile analiz edilmiştir. Ayrıca yapılan mülakatlar ve ekran kayıtları ile farklı kodlama ortamlarında düşünme becerilerinin gelişimini etkileyen faktörler belirlenmiştir. Sonuç olarak blok tabanlı kodlama ortamlarında öğrencilerin manipülasyon ve hesaplama düşünme becerileri, metin tabanlı kodlama ortamlarında ise gözlem düşünme becerisinin belirgin olarak geliştiği görülürken tahmin düşünme becerisi gelişiminin her iki kodlama ortamı için de farklılaşmadığı görülmüştür. Blok tabanlı kodlama ortamında hesaplama ve manipülasyon düşünme becerilerinin gelişiminde 'Arduino sensörleri' ve 'kod düzenleme' faktörlerinin öne çıktığı, metin tabanlı kodlama ortamında ise gözlem düşünme becerisinin gelişimine 'düzenek kurma' faktörünün etkili olduğu belirlenmiştir. 'Arduino sensörleri' faktörü hem blok hem de metin tabanlı kodlama ortamlarında tahmin düşünme becerisinin gelişiminde öne çıkmıştır. Bu çalışmanın düşünme becerisinin gelişimi ve kodlama türlerinin robotik etkinliklerinde kullanımı bağlamında robotik öğretimi çalışmalarına katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Bilgi İşlemsel Düşünme, Robotik Öğretimi, Düşünme Becerisi, Arduino