Açık kaynak kodlu disiplinler arası eğitsel robot geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
Development and evaluation of open source interdisciplinary educational robot
Yazar: ÖMER FARUK FATSA
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP TURAN
Atatürk Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Arduino etkinlikleri = Arduino activities ; Robot tasarımı = Robot design ; Robotik = Robotics ; Robotik eğitimi = Robotics education ; Robotik kodlama = Robotic coding ; Robotik programlama = Robotic programming ; Robotlar = Robots

Özet:
Amaç: Bu çalışmada açık kaynak kodlu disiplinler arası bir eğitsel robotun geliştirilip değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen robota GaFa robot adı verilmiştir. Robotla gerçekleştirilen etkinlikler sonucunda robota ilişkin öğrencilerin motivasyon düzeyleri ve robota ilişkin kullanılabilirlik düzeylerinin belirlenmesi, gerçekleştirilen etkinliklerin öğrencilerin robotik tutumlarını etkisi ve robota ilişkin öğrenci görüşlerinin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca robot geliştirme sürecinin detaylı bir şekilde ortaya konulması ve geliştirilen eğitsel robotun sahip olduğu özelliklerin belirlenmesi amaçlanmıştır. 
Yöntem: Çalışmada karma araştırma yöntemlerinden gömülü araştırma deseni kullanılmıştır. Araştırma iki aşamadan oluşmaktadır. Araştırmanın ilk aşaması gelişimsel araştırma yöntemi kullanılarak yapılandırılmış ve ADDIE öğretim tasarım modeline bağlı kalınarak süreç yönetilmiştir. Araştırmanın ikinci aşamasında tek gruplu ön test-son test zayıf deneysel desen kullanılmıştır. Afyon ilinde bir Halk Eğitimi Merkezinde öğrenim gören 17 ortaokul öğrencisi çalışma grubu olarak belirlenmiştir. Örneklem belirlenirken kolay ulaşabilir örneklem seçim yöntemi kullanılmıştır. Uygulama süreci 9 hafta boyunca toplamda 46 saat olarak gerçekleştirilmiştir. Veri toplama araçları olarak robotik tutum ölçeği, öğretim materyali motivasyon ölçeği, sistem kullanılabilirlik ölçeği ve yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır. Veri analiz sürecinde betimsel istatistik ve kestirimsel istatistik yöntemlerinden yararlanılmıştır. 
Bulgular: Geliştirilen robotun; açık kaynak kodlu bir yapıda olduğu, uygun maliyetli olduğu, tasarımda ve donanımda özelleştirme ve kolay bağlantı özelliklerine sahip olduğu, genel amaçlı kullanıma uygun ve elektronik ön bilgi gerektirmeden kullanılmasının mümkün olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, geliştirilen robotun kullanılabilirlik düzeyinin mükemmel ve iyi arasında olduğu, kullanılabilirlik düzeyinin alt faktörlerinden kullanılabilir düzeyinin yine mükemmel ve iyi arasında olduğu fakat öğrenilebilir düzeyinin geçer ve kötü arasında olduğu bulgusuna ulaşılmıştır. Öğrencilerin geliştirilen robota ilişkin motivasyon düzeylerinin yüksek olduğu, alt faktörlere bakıldığında robota ilişkin dikkat ve memnuniyet düzeylerinin yüksek olduğu fakat uygunluk ve güven düzeylerinin orta seviyede olduğu görülmüştür. Ayrıca, GaFa robotla gerçekleştirilen etkinliklerin öğrencilerin robotik tutumlarını anlamlı seviyede artırdığı görülmüştür. Nitel verilerin analizi sonucunda elde edilen bulgulara göre ise öğrencilerin geliştirilen robota karşı olumlu görüşlere sahip olduğu görülmüştür.
Sonuçlar: Geliştirilen robotun kullanılabilirlik düzeyinin yeterli seviyede olduğu, fakat öğrenilebilir faktörünün geliştirilmesi gerektiği, robota ilişkin öğrenci motivasyon düzeyinin yüksek olduğu, geliştirilen robotun öğrenci tutumlarını anlamlı düzeyde artırmış olduğu görülmüştür.  Robotu kullanırken öğrencilerin zorlanmadığı, robotun tasarımda özelleştirme özelliği ve tak çalıştır özelliğinin öğrenciler tarafından beğenildiği sonucuna ulaşılmıştır.
 
Anahtar Kelimeler: arduino, robot, robotik, robotik kodlama, eğitsel robotikler

Abstract:
Purpose: This study aims to develop and evaluate an open-source interdisciplinary educational robot. The developed robot was named the GaFa robot. The developed robot aims to be an alternative to the educational robotics available in the market and suitable for general use. As a result, the activities carried out with the robot; it was aimed at determining the motivation levels of the students regarding the robot and the usability levels of the robot to determine the effect of the activities carried out on the robotic attitudes of the students and to determine the opinions of the students regarding the robot. In addition, it is aimed to reveal the robot development process in detail and to determine the features of the developed educational robot.
Method: Embedded research design, one of the mixed research methods, was used in the study. The research consists of two stages. The first stage of the research was structured using the developmental research method and the process was managed by adhering to the ADDIE instructional design model. In the second stage of the study, a one-group pretest-posttest weak experimental design was used. Seventeen secondary school students in a Public Education Centre in Afyon province were determined as the study group. While selecting the sample, the convenience sampling method was used. The one-group pretest-posttest weak experimental design was used as the research design. The implementation process was carried out for nine weeks for 46 hours. The Robotics attitude scale, instructional material motivation scale, system usability scale, and semi-structured interview form were used as data collection tools. Descriptive statistics and inferential statistics methods were used in the data analysis process.
Findings: It has been determined that the developed robot has an open source structure, is cost-effective, has customization and easy connection features in design and hardware, is suitable for general-purpose use, and can be used without requiring prior electronic knowledge. It was found that the usability level of the developed robot was between excellent and good, and the usable level, one of the sub-factors of the usability level, was between excellent and good. Still, the learnable level was between good and poor. It was observed that the student's motivation levels regarding the developed robot were high. When the sub-factors were analysed, it was seen that the levels of attention and satisfaction regarding the robot were high. Still, the levels of relevance and confidence were at medium levels. In addition, it was observed that the activities carried out with the GaFa robot significantly increased the robotics attitudes of the students. According to the findings obtained as a result of the analysis of qualitative data, it was seen that the students had positive opinions towards the developed robot.
Conclusions: It was observed that the usability level of the developed robot was at a sufficient level, but the learnable factor should be improved, the level of student motivation regarding the robot was high, the developed robot significantly increased student attitudes, students' confidence improved thanks to the easy use of the robot. It was concluded that the students did not have difficulty using the robot, and they liked the robot's customisation feature in the design and plug-and-play feature.

Keywords: arduino, robot, robotic, robotic coding, educational robotics