Görsel ve fiziksel programlamaya dayalı fen etkinliklerinin öğretmen adayları üzerindeki etkilerinin karma yöntemler durum çalışmasıyla incelenmesi
Investigating the effects of science activities based on visual and physical programming on pre-service teachers with a mixed methods case study design
Yazar: HABİBE GÜNEŞ
Danışman: DOÇ. DR. SEVDA KÜÇÜK
Atatürk Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Aday öğretmenler = Candidate teachers ; Bilgi işlemsel düşünme = Computational thinking ; Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bölümü = Department of Computer Education and Instructional Technology ; Blok temelli programlama = Blok based programming ; FeTeMM = STEM ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Görsel programlama = Visual programming ; Programlama öğretimi = Programming instruction ; STEM eğitim yöntemi = STEM training method ; Teknoloji destekli öğretim = Technology based instruction

Özet:
Amaç: Bu araştırmanın amacı, görsel ve fiziksel programlamaya dayalı fen etkinliklerinin fen bilgisi öğretmen adaylarının (FBÖA'ların) STEM özyeterliklerine, 21. yy becerilerine ve bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkisinin incelenmesidir. 
Yöntem: Çalışmada Karma Yöntemler Durum Çalışması modeli kullanılmış ve Uygulama-I ve Uygulama-II olmak üzere iki uygulama adımı planlanmıştır. Uygulama-I'de Karma Yöntemler Metodu, Uygulama-II'de ise durum çalışması metodu kullanılmıştır. Türkiye'de bir devlet üniversitesinde öğrenim gören 24 fen bilgisi öğretmen adayı Uygulama-I'in, ilk uygulamaya katılıp çeşitli ölçütlere göre 24 öğretmen adayından seçilen üç öğretmen adayı ise Uygulama-II'nin katılımcı grubunu oluşturmaktadır. Uygulama-I'de araştırmacı tarafından ASSURE öğretim tasarımı modeli temel alınarak müdahaleler geliştirilmiş ve 14 hafta süresince uygulanmıştır. Bu süreçte 24 öğretmen adayından nicel ve nitel veri toplama araçlarıyla süreç boyunca ve süreç sonunda veriler toplanmıştır. Süreç içerisinde fen bilgisi öğretmen adaylarından FeTeMM Özyeterlik Ölçeği, Bilgi İşlemsel Düşünme ölçeği ve Programlama Bilgi Testi ile nicel, yarı yapılandırılmış görüşme formu, yansıtıcı günlükler ve proje değerlendirme rubrikleri ile nitel veriler elde edilmiştir. 
Bulgular:  Uygulama-I'de fen bilgisi öğretmen adaylarının STEM özyeterliği ve bilgi-işlemsel düşünme becerileri açısından uygulama sonrasında uygulama öncesine göre yüksek düzeyde anlamlı bir farklılık olduğu görülmüştür. Görsel ve fiziksel programlama etkinliklerini grupça işbirliğiyle tamamlayan öğretmen adayları görsel programlama ve fiziksel programlama etkinliklerini MEB kazanımlarına uygun şekilde bilgi temelli hayat problemi (BTHP) içeren STEM temelli ders planlarıyla hazırlayabilmişlerdir. Programlama bilgi testinde de aldıkları puanlara göre temel düzeyde programlama bilgisine sahip oldukları görülmüştür. 21. yy becerilerinden yaratıcılık, işbirliği ve iletişim, eleştirel düşünme ve bağlantıcılık özelliklerinin geliştiği görülen öğretmen adayları tüm süreçte bu becerilerini etkin kullanmışlardır. Uygulama- II'ye katılan üç öğretmen adayının da iki hafta süren yaz kursu boyunca geliştirdikleri ders planlarını planladıkları şekilde uygulayabildikleri ve öğrencilerinin hedeflenen fen bilgisi dersi kazanımlarını eğlenceli görsel ve fiziksel programlama etkinlikleriyle tamamladıkları görülmüştür. Hazırladıkları görsel ve fiziksel programlama etkinlikleri öğrencilerin ilgisini çekerek hedeflenen kazanımlara ulaşmalarını sağlamıştır. 
Sonuçlar: İki aşamada gerçekleşen uygulama sürecinde öğretmen adaylarına ASSURE modeliyle verilen eğitimin görsel ve fiziksel programlama becerilerini geliştirdiği, bilgi-işlemsel düşünme, 21. yy becerileri ve STEM özyeterliklerine olumlu katkılar sağladığı görülmüştür. Eğitimin sonucunda FBÖA'nın bilgi temelli hayat problemi içeren STEM yaklaşımına uygun ders planları tasarlayabildikleri ve uygulayabildikleri anlaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler: STEM özyeterliği, 21. yy becerileri, bilgi-işlemsel düşünme, görsel programlama, fiziksel programlama, öğreticilik becerileri

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to examine the effect of visual and physical programming-based science activities on pre-service science teachers' STEM self-efficacy, 21st century skills and computational thinking skills. 
Method: In the study, Mixed Methods Case Study model was used. Mixed Methods Method was used in Practice-I and case study method was used in Practice-II. Twenty-four pre-service science teachers at university in Turkey constituted the participant group of Practice-I, and three pre-service teachers who participated in the first practice and were selected from the 24 pre-service teachers according to various criteria constituted the participant group of Practice-II. In Practice-I, interventions were developed by the researcher based on the ASSURE instructional design model and implemented for 14 weeks. In this process, data were collected from 24 pre-service science teachers with quantitative and qualitative data collection tools during and at the end of the process. During the process, quantitative data were collected from pre-service science teachers with STEM Self-Efficacy Scale, Computational Thinking scale and Programming Knowledge Test, and qualitative data were collected with semi-structured interview form, reflective diaries and project evaluation rubrics.
Findings: In Practice-I, it was observed that there was a significant difference at a high level in terms of STEM self-efficacy and computational thinking skills of pre-service science teachers after the practice compared to before the practice. The pre-service science teachers who completed the visual and physical programming activities in collaboration as a group were able to prepare the visual programming and physical programming activities with STEM-based lesson plans including knowledge-based life problem (APoKS) in accordance with the MoNE learning outcomes. According to their scores in the programming knowledge test, it was seen that they had basic programming knowledge. The 21st century skills of creativity, collaboration and communication, critical thinking and connectivity were seen to have developed and the pre-service teachers used these skills effectively in the whole process. It was observed that all three pre-service teachers who participated in Practice- II were able to implement the lesson plans they developed during the two-week summer course as they planned and completed the targeted science course outcomes of their students with fun visual and physical programming activities. 
Conclusions: During the implementation process that took place in two phases, it was observed that the training provided to the pre-service teachers with ASSURE model improved their visual and physical programming skills and made positive contributions to their computational thinking, 21st century skills and STEM self-efficacy. As a result of the training, it was understood that the pre-service teachers were able to design and implement lesson plans appropriate to the STEM approach involving APoKS.
Keywords: STEM self-efficacy, 21st century skills, computational thinking, visual programming, physical programming, instructional skills.