Programlama öğretiminde ortaokul öğrencilerinin bilgi işlemsel düşünme becerilerinin başarıya etkileri
Effects of computational thinking skills to the success of secondary school students in programming instruction
Yazar: BERRİN ATİKER
Danışman: PROF. DR. SEVİNÇ GÜLSEÇEN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enformatik Ana Bilim Dalı / Enformatik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bölümü = Department of Computer Education and Instructional Technology ; İlköğretim öğrencileri = Primary education students

Özet:
Bu araştırmada, ortaokul 6. sınıf düzeyindeki öğrencilere programlama öğretiminde, bilgi işlemsel düşünme becerilerini geliştirecek etkinlikler tasarlanıp, bu yöntemin öğrencilerin başarısına ve bilgi işlemsel düşünme becerilerine etkilerini incelemek amaçlanmıştır. Bu kapsamda, deney ve kontrol grubu olmak üzere iki grup oluşturulmuştur. Kontrol grubunda, geleneksel yöntem ile programlama öğretimi gerçekleştirilmiştir. Deney grubunda ise, ders etkinliklerine bilgi işlemsel düşünme becerileri entegre edilmiştir. Derslerde problem çözme, gösterip yaptırma ve soru-cevap yöntemleri kullanılmıştır.

Çalışmada araştırma yöntemi olarak karma yöntem uygulanmıştır. Araştırmaya, 2017-2018 eğitim-öğretim yılında, İstanbul iline bağlı Ataşehir ilçesinde bulunan bir devlet ortaokulunda iki farklı şubede öğrenim gören 60 öğrenci katılmıştır. Çalışmada, nicel veri toplama aracı olarak araştırmacı tarafından geliştirilen başarı testi ile Korkmaz ve diğ. (2015a) tarafından geliştirilmiş olan "Bilgisayarca Düşünme Beceri Düzeyleri Ölçeği" öğretim öncesinde ve sonrasında deney ve kontrol gruplarına uygulanmıştır. Nitel veri toplama aracı olarak araştırmacı tarafından geliştirilen ve 9 maddeden oluşan yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır. Bu form, Scratch ile programlama öğretimi sonrasında deney grubu öğrencilerine uygulanmıştır. Form aracılığıyla, öğrencilerin bilgi işlemsel düşünme becerileriyle ilgili görüşlerini belirlemek amaçlanmıştır. Nicel verilerin analizinde Bağımsız Gruplar T Testi, Mann Whitney-U Testi, Wilcoxon İşaretlenmiş Sıra Sayıları Testi uygulanmıştır. Nitel verilerin analizinde içerik analizi yöntemi uygulanmıştır.

Programlama öğretimi on hafta sürmüştür. Öğretim sonrasında deney ve kontrol grubu akademik başarı puanları arasında anlamlı bir farklılık olup olmadığı analiz edilmiştir. Bu analizde, ön test–son test puan farkları karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda, deney grubu lehine anlamlı bir farklılık olduğu sonucuna varılmıştır. Bilgi işlemsel düşünme becerilerinin kazanımlara ilişkilendirildiği yöntem, akademik başarının arttırılmasında etkili olmuştur. Öğretim sonrası ve öğretim öncesi bilgi işlemsel düşünme becerileri ortalama puan farkları karşılaştırıldığında; ölçek genelinde ve yaratıcılık alt boyutu dışında tüm alt boyutlarda anlamlı bir farklılık bulunmamıştır. Yaratıcılık boyutunda, kontrol grubu lehine anlamlı bir farklılık olduğu yapılan analiz sonucunda belirlenmiştir. Ayrıca, deney grubu son test-ön test puan farkları ile bilgi işlemsel düşünme becerileri son puan-ön puan farkları arasında anlamlı bir ilişki bulunmamıştır.

Yarı yapılandırılmış görüşme formu sonuçlarına göre, öğrencilerin büyük çoğunluğu dersi sevdiğini ifade etmiştir. Programlamanın Matematik dersine olumlu etkileri, kodlamayı öğrenmeleri, kendi oyunlarını tasarlayabilmeleri derse yönelik olarak öğrencilerin olumlu görüşleridir. Ancak, gürültü düzeyinde öğrenci konuşmaları ve kısa sürede yapılması beklenen Scratch etkinlikleri derse yönelik olarak öğrencilerin olumsuz görüşleridir. Katılımcılar, Scratch etkinliklerinin bazılarında, güçlük çektiklerini ifade etmişlerdir. Ayrıca öğrenciler, programlama öğretimi sonunda iş birliği, mantık yürütme, problem çözme, planlı çalışma ve üretme becerilerini kazandıklarını belirtmişlerdir.

Abstract:
In this research, activities are designed in order to improve 6th grade students' computational thinking skills in programming instruction. The aim of this study is to examine the effects of this method on students' success and computational thinking skills. In this context, experimental and control groups were formed. In the control group, traditional instruction with programming was carried out. In the experimental group, computatinal thinking skills were integrated into the lesson activities. Problem solving, demonstration and question-answer methods were used in the lessons.

In this study, mixed method was applied as a research method. In the 2017-2018 academic year, 60 students from two different classes of a secondary school, located in Ataşehir/İstanbul, participated in the study. In this instruction, the achievement test developed by the researcher and the "Computational Thinking Skills Level" scale developed by Korkmaz, et al (2015a) used as quantitative data collection tools. These tools were applied to the experimental and control groups before and after the instruction. As a qualitative data collection tool, the semi-structured interview form was applied to the experimental group in order to determine the opinions of the students about the computational thinking skills after programming instruction with Scratch. Independent Samples T Test, Mann Whitney-U Test, Wilcoxon Sign Test were applied in the analysis of quantitative data. Content analysis method was applied in the qualitative data analysis.

It was concluded that there was a significant difference in favor of the experimental group as a result of comparison of pre-test and post-test score differences between experimental and control groups. The method in which computational thinking skills are integrated into the target behaviours has been effective in increasing academic achievement. When the average score differences between pre-instruction and post-instruction computational thinking skills are compared; no significant difference was found in all sub-dimensions except creativity sub-dimension. In the creativity sub-dimension, it was determined that there was a significant difference in favor of the control group. In addition, no significant relationship was found between post-test & pre-test score differences and post-score & pre-score differences of the computational thinking skills of the experimental group.

According to the results of the semi-structured interview form, the majority of the students stated that they like the lesson. Contributions of programming to Mathematics, learning coding, designing their own games are the positive opinions of the students. However, the noise in the class and Scratch activities expected to be done in a short time are the negative opinions of the students. Some participants stated that they have difficulty in some of the Scratch activities. In addition, the students expressed that they gained the skills of cooperation, reasoning, problem solving, planned study and producing at the end of the programming instruction.