Robotik destekli programlama eğitiminin problem çözme becerisi, akademik başarı ve motivasyona etkisi
The influence of robotic assisted programming education on problem solving skills, academic success and motivation
Yazar: EMRE ÇAM
Danışman: DOÇ. DR. MÜBİN KIYICI
Sakarya Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Bilgisayar eğitimi = Computer education ; Bilgisayar programlama = Computer programming ; Eğitim teknolojisi = Education technology ; Motivasyon = Motivation ; Problem çözme becerisi = Problem solving ability ; Programlama = Programming ; Robotik = Robotics ; Robotik eğitimi = Robotics education

Özet:
Bu araştırmanın amacı robotik destekli programlama eğitiminin, öğrencilerin problem çözme becerilerine, akademik başarılarına ve motivasyonlarına etkisini incelemektir. Bu bağlamda, araştırmada nitel verilerle desteklenmiş, nicel araştırma yöntemlerinden ön-test son-test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi bölümünde eğitimine devam eden, 2016-2017 eğitim öğretim yılı Güz yarıyılı Programlama Dilleri I dersini alan 50 üniversite öğrencisi oluşturmuştur. Çalışma grubu, 25 öğrenci deney ve 25 öğrenci kontrol grubunda olmak üzere seçkisiz (yansız) atama yapılarak gruplara ayrılmışlardır. Deney grubunda, robotik destekli programlama eğitiminde LEGO® Mindstorms EV3 eğitim seti ile ROBOTC programlama dili eğitimi gerçekleştirilmiştir. Kontrol grubunda ise, temel C programlama eğitimi gerçekleştirilmiştir. 8 hafta süren araştırma kapsamında, deney grubuna LEGO® Mindstorms EV3 eğitim seti ile ROBOTC programlama diline yönelik etkinlikleri içeren ders planları oluşturulmuştur. Araştırmanın amacı doğrultusunda veriler, araştırmacı tarafından geliştirilen başarı testi, Keller (1993) tarafından geliştirilen, Acar (2009) tarafından Türkçe'ye uyarlanan Öğretim Materyali Motivasyon Ölçeği, Heppner ve Peterson (1982) ve Heppner (1988) tarafından geliştirilmiş, Şahin, Şahin ve Heppner (1993) tarafından Türkçe'ye uyarlanan Problem Çözme Envanteri, yarı yapılandırılmış görüşme formu ve öğrenci günlükleri vasıtasıyla toplanmıştır. Nitel veriler NVivo 8 yazılımı yardımı ile içerik analizi tekniği kullanılarak çözümlenmiştir. Nicel verilerin analizinde SPSS 22.0 paket programı kullanılmıştır. Araştırmada elde edilen verilerin analizinde kullanılan Mann–Whitney U, Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi, iki ortalama farkın önemlilik testi (t-test) ve Kovaryans Analizi (ANCOVA), normallik varsayımlarını karşılama durumlarına göre belirlenmiştir.  Yapılan analizlerin ardından etki büyüklüğü hesaplanmış ve elde edilen anlamlı farklılıklar etki büyüklüğü ile yorumlanmıştır. Verilerin analizin tamamlanmasından sonra nitel ve nicel veriler karşılaştırılarak incelenmiş ve tartışılmıştır. Yapılan analiz sonucuna göre, araştırmaya katılan öğrencilerin, son test puanlarına ilişkin problem çözme becerileri düzeylerinde, deney grubu öğrencilerinin, deney öncesi ve deney sonrası puanları arasında istatistiksel olarak anlamlı ve olumlu yönde yükseldiği görülmüştür. Ayrıca, araştırmaya katılan deney grubu öğrencilerinin ön test ve son test puanlarına ilişkin akademik başarı düzeylerinde; kontrol grubu öğrencilerinin ön test ve son test puanlarına ilişkin akademik başarı düzeylerinde; grupların düzeltilmiş akademik başarı son test puanları arasında anlamlı farklılık olduğu belirlenmiştir. Bunun yanında, motivasyon düzeylerine ilişkin deney ve kontrol grupları arasında, deney grubu lehine anlamlı farklılık olduğu bulunmuştur. Nitel verilerin analiz sonuçlarına göre, LEGO® Mindstorms EV3 ile robotik destekli programlama dili eğitiminin merak uyandırıcı, eğlenceli ve zevkli geçtiği; kişisel anlamda verimli ve ilgi çekici olduğu; çağa ayak uydurmak adına güncel bir konu olduğu; konunun anlaşılabilir ve beceri geliştirebilme potansiyeline sahip olduğuna ilişkin olumlu görüşler olduğu belirlenmiştir. Uygulama süreci sonunda, LEGO®  Mindstorms EV3 ile robotik destekli programlama dili eğitiminin, bir nesne üzerinde uygulama sonuçlarının görülmesi olanağına sahip olunması ile motivasyonu artıran, problem çözme becerilerini geliştiren, akademik başarıyı artıran, zevkli bir eğitim süreci olduğu belirlenmiştir. Nitel görüşler ile daha önce programlama hakkında bilgi sahibi olmayan öğrencilerdeki önyargı ve başarısız olma korkusu kırılmıştır. Araştırmanın sonunda uygulamaya ve araştırmalara yönelik önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to study the influence of robotic assisted programming education on students' problem solving skills, academic success and motivation. In this context, supported by qualitative data, pre-test post-test control grouped quasi-experimental design one of quantitative research methods, was used in this research. Study group of the research is composed of 50 university students who continue their education in the department of Computer Education and Instructional Technologies in Tokat Gaziosmanpaşa University College of Education and who the the programming languages I course during 2016-2017 academic year fall semester. 25 of students were chosen in the experimental group and the 25 of them were added in control group through random assignment. In the experimental group, in the robotic assisted programming learning, robotic programming language education was practised with LEGO® Mindstorms EV3 education set. In the control group, basic C programming education was practised. Within this scope of research that lasted for 8 weeks, lesson plans including the activities of ROBOTC programming language with LEGO® Mindstorms EV3 education set for the experimental group was developed. In the direction of the research objective data was collected by the achievement test developed by the researcher, Education Material Motivation Scale developed by Keller (1993) and adapted for Turkish by Acar (2009), by Problem Solving Inventory developed by Heppner and Peterson (1982) and Heppner (1988) adapted for Turkish by Şahin, Şahin and Heppner (1993) and by semi-structured interview forms and student reflective journals. Qualitative data were analyzed with NVivo 8 software using content analysis technique. In the analysis of the quantitative data SPSS 22.0 package programme was used. Mann-Whitney U, Wilcoxon signed rank test, Independent Sample t-test and Analysis of Covariance (ANCOVA) which were used in the analysis of the data collected throughout the research were identified according to their normality assumptions. Following the analysis carried out influence quantity was calculated and significant differences gathered were interpreted as influence quantity. After the completion of data analysis qualitative and quantitative data were studied and discussed comparingly. According to the result of the analysis, problem solving skill levels of the students who took part in the research and pre-experiment and post-experiment grades of the students in the experimental group were statistically high in a meaningful and positive way. Furthermore, it was understood that there was a significant difference in the students' pre-test and post-test scores related to their academic levels in experimental group and also in control group and finally between the groups' corrected academic achievement post-test scores. In addition, there was a significant difference between the experimental and control groups regarding the motivation levels in favor of the experimental group. According to analysis results of the qualitative data, there were positive opinions about the robotic assisted programming language with LEGO® Mindstorms EV3 as it was intriguing, entertaing and funny and it was individually efficent and interesting also it was seen as an up-to date issue especially for modernisation, and finally it was stated that the learning tool was understandable and had the potential for developing different skills. At the end of the practice process, it was identified that robotic assisted programming language education with LEGO® Mindstorms EV3 was an entertaining training process which increases motivation, develops problem solving skills, increases academic success especially because it has the possiblity for seeing the results of practice on an object. Thanks to qualitative opinions prejudices and fear of failure of the students who never experienced programming before was broken down. At the end of the research recommendations on research and practice were given.