İlkokul öğrencilerinin scratch ile desteklenen matematik öğrenme ortamlarında gelişen bilgi işlemsel düşünmelerinin enstrümantal oluşum çerçevesinden incelenmesi
An investigation of elementary school students' computational thinking developed in mathematics learning environments supported by scratch from the framework of instrumental genesis
Yazar: AYŞE NEVİN TÜRKOĞLU
Danışman: PROF. DR. HATİCE AKKOÇ
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Eğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu çalışmanın amacı ilkokul öğrencilerinin BİD'lerinin (bilgi işlemsel düşünme) Scratch programlama teknolojisiyle desteklenen matematik öğrenme ortamlarında uyguladıkları enstrümanlı teknikleri nasıl şekillendirdiğini enstrümantal oluşum çerçevesinden incelemektir. Araştırmanın hedef kitlesini ilkokul 4.sınıf öğrencileri oluşturmaktadır. Sınıfta uygulanacak öğretim içeriği, araştırmanın hedef kitlesine uygun görülen Londra Üniversitesi (UCL) tarafından geliştirilen ScratchMaths öğretim programı seçilmiştir. Araştırmada blok tabanlı kodlama tekniğiyle öğrencilerde BİD süreci incelenmektedir. Çalışmada enstrümantal yaklaşım kuramsal çerçeve olarak kullanılmıştır. Çalışmanın araştırma problemi "İlkokul öğrencileri Scratch kodlama artefaktı ile desteklenen matematik öğrenme ortamlarında hangi enstrümanları oluşturmaktadırlar ve BİD'leri bu süreci nasıl yönlendirmektedir?" şeklinde belirlenmiştir. Araştırmada nitel araştırma deseni kullanılmıştır. Veriler içerik analizi yöntemine göre analiz edilmiştir. Verilerin içerik analizi sonucunda öğrencilerin enstrümantal oluşum sürecinde BİD bileşenlerinin süreci yönetici bir rolünün olduğu ve sürecin başarılı tamamlanabilmesi için uygun yerlerde gerekli bileşenlerin ön plana çıktığı görülmüştür. Ayrıca bileşenlerin birbirleriyle de etkileşim içinde olduğu ve BİD'nin bazı aşamalarda matematiksel düşünme (MD) ile birbirini desteklediği görülmüştür. Özellikle soyutlama ve örüntü tanıma bileşenlerinin bazı aşamalarda MD ile etkileşim halinde olduğu gözlemlenmiştir. Algoritmik düşünme bileşeni ise daha çok görevleri başarıyla gerçekleştirebilmek için uygun adımların oluşturulmasında ve ayrıştırma bileşeni de kod bloklarının tanınması ve izlenecek adımlar için strateji oluşturma amacıyla ön planda oldukları sonucuna varılmıştır. Öğrencilerin geliştirdiği enstrümanlara dair süreci yönlendiren BİD bileşenleri incelenmiş ve ön plana çıkan bileşenler tespit edilmiştir. Ayrıca Trouche'un çalışma metodları esas alınarak enstrümantal oluşum süresi boyunca öğrencilerin daha çok Scratch sınırlı çalışma, kaynaklı çalışma ve rasyonel çalışma metodlarını kullandıkları gözlemlenmiştir. Ek olarak öğrenciler görevin zorlandıkları aşamalarında daha çok Scratch sınırlı çalışma metodunu kullanırlarken artefaktı kullanma eğiliminde olmadıkları durumlarda ise rasyonel çalışma metodunu kullanmışlardır. Öğrenciler geliştirdikleri desen, dönüş, doğru orantı, sonsuz ve çokgen enstrümanları ile Scratch artefaktını matematiksel bir enstrümana dönüştürmüşlerdir. Ayrıca kullanılan enstrümantal oluşum teorisinin çalışmaya pek çok açıdan avantajlar sunmasıyla BİD araştırmaları için yapılacak çalışmalarda uygun bir teorik çerçeve olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Çalışmanın bulgularından yola çıkılarak matematik öğrenme ortamlarında BİD'yi geliştiren diğer  teknik ve artefaktların da kullanımıyla gelişen matematik öğrenme enstrümanları incelenip BİD odaklı öğrenme ortamlarında bu enstrümanlar çeşitlendirilebilir.

Abstract:
This study examines how primary school students' CT (Computational Thinking) shapes the instrumental techniques they apply in mathematics learning environments supported by Scratch programming technology from the framework of instrumental genesis. The participants were 4th grade primary school students. The teaching materials used were the ScratchMaths curriculum developed by the University of London (UCL), deemed appropriate for the selected participants. The research analyzes the students' CT processes using the block-based coding technique. The instrumental approach was used as the theoretical framework in the study. The study's research problem was "Which instruments do primary school students create in mathematics learning environments supported by the Scratch coding artefact and how does their CT guide this process?" A qualitative research design was used in the study. The data were analyzed using the content analysis method. The data's content analysis showed that the CT components had a managerial role in students' instrumental genesis, and the necessary components came to the fore where necessary for the successful completion of the process. In addition, it was also observed that the components interacted with each other and that CT and mathematical thinking (MT) supported each other at some stages. In particular, it was observed that abstraction and pattern recognition components interacted with MT. It was concluded that the algorithmic thinking component was more prominent in creating appropriate steps to successfully perform the tasks, and the decomposition component was at the forefront of recognizing the code blocks and creating strategies for the steps to be followed. The CT components guiding the process regarding the instruments developed by the students were analyzed, and the prominent components were examined. In addition, based on Trouche's work methods, it was observed that students mostly used Scratch-restricted work method, resourceful work method and rational work method during the process of instrumental genesis. In addition, students mostly used the Scratch-restricted work method at the stages of the task where they had difficulty, while they used the rational work method at the stages where they did not tend to use the artefact. Students transformed the Scratch artefact into a mathematical instrument with the pattern, rotation, direct proportion, infinity and polygon instruments they developed. In addition, the instrumental genesis theory used in the study offers many advantages and can be used as a suitable theoretical framework for CT research studies. Based on the findings, future research could investigate mathematics learning instruments that developed using other techniques and artefacts that enhance CT in mathematics learning environments, and mathematical instruments in CT-oriented classrooms.