Programlama öğretiminde bilgisayımsal düşünme becerilerinin geliştirilmesine yönelik oyun tabanlı bir tasarım modeli önerisi
A game based design model for developing computational thinking skills in programming instruction
Yazar: BÜŞRA ÖZMEN
Danışman: PROF. DR. YASEMİN KOÇAK USLUEL
Hacettepe Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilgi işlemsel düşünme = Computational thinking ; Bilgisayar programlama = Computer programming ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Oyunla öğretim = Teaching with game ; Problem çözme = Problem solving ; Programlama öğretimi = Programming instruction ; Tasarım = Design ; Tasarım tabanlı araştırma = Design based research ; Tasarım tabanlı öğretim programı = Design based curriculum development

Özet:
Bu araştırmanın amacı, ortaokul öğrencilerinin bilgisayımsal düşünme becerilerinin gelişimine yönelik oyun programlama etkinlikleri temelli bir öğrenme ortamının tasarlanması, uygulanması, değerlendirilmesi ve bu tür ortamlara ilişkin tasarım ilkelerinin üretilmesidir. Tasarım tabanlı araştırma yaklaşımının benimsendiği çalışmada, öğrenciler için inşacılık temelli bir öğrenme ortamı tasarlanmıştır. Bu kapsamda, öğrenme sürecinde öğrencilerin parçalara ayırma, örüntü tanıma, soyutlama, algoritma tasarımı ve hata ayıklama becerilerine ilişkin çeşitli etkinliklere katılarak ürünler (hikâyeler, hikâye tahtaları, oyunlar vs.) oluşturdukları ve süreç sonunda görsel bir programlama aracı (Kodu Game Lab) kullanarak kendi oyunlarını tasarladıkları atölyeler düzenlenmiştir. İki yıl boyunca katılımcılarla işbirliği içinde gerçekleştirilen dört yinelemeli döngü ile tasarım iyileştirilmiştir. Nicel ve nitel yöntemlerin bir arada kullanıldığı araştırmada, çalışma grubu ortaokul altıncı sınıf öğrencilerinden oluşmaktadır. Veri toplama araçları olarak araştırmacı tarafından çalışma kapsamında geliştirilen beceri testi, çalışma yaprakları, rubrikler, görüşme formu ve öz değerlendirme formu kullanılmıştır. Nicel ve nitel veri analiz yöntemleri ile hem eğitsel çıktılar hem de uygulama süreci değerlendirilmiş ve sonuçlar sistematik bir biçimde raporlanmıştır. Sonuç olarak, öğrenmenin etkililiğini artıracak ve inşacılık temelli oyun programlama sürecinde bilgisayımsal düşünme becerilerinin gelişimine yardımcı olabilecek, tasarım süreci ve yapıldığı bağlamla ilişkili tasarım ilkeleri geliştirilmiştir. Ayrıca, geliştirilen öğrenme deneyimi tasarımının bilgisayımsal düşünme becerilerinin gelişiminde olumlu etki yarattığı görülmüştür. Böylece, inşacılık temelli oyun programlama etkinliklerinin bilgisayımsal düşünme becerilerinin geliştirilmesindeki önemi ve katkısı hakkında hem teorik hem de pratik kanıtlar elde edilmiştir.

Anahtar sözcükler: bilgisayımsal düşünme, bilgi-işlemsel düşünme, oyun programlama, problem çözme, inşacılık, tasarım tabanlı araştırma

Abstract:
The aim of this research is to design, implement and evaluate a learning environment based on game programming activities for the development of computational thinking skills of middle school students and to produce design principles for such environments. In the study, in which a design-based research approach was adopted, a construction-based learning environment was designed for students. In this context, workshops were held in which students developed products (stories, storyboards, games, etc.) by participating in various decomposition, pattern recognition, abstraction, algorithm design, and debugging activities and designed their games using a visual programming tool (Kodu Game Lab) at the end of the process. The design was improved with four iterative loops conducted in collaboration with the participants for two years. In the study, in which quantitative and qualitative methods were used together, the study group consisted of sixth-grade middle school students. Skill tests, worksheets, rubrics, interview forms, and self-assessment forms developed by the researcher were used as data collection tools. With quantitative and qualitative data analysis methods, both the educational outcomes and the implementation process were evaluated and the results were reported systematically. As a result, design principles related to the design process and the context in which it is made have been developed that will increase the effectiveness of learning and help the development of computational thinking skills in constructionism based computer game programming process. Also, it was determined that the developed learning experience design has a positive effect on the development of computational thinking skills. Thus, both theoretical and practical evidence on the importance and contribution of constructionist game programming activities in the development of computational thinking skills has been obtained.

Keywords: computational thinking, game programming, problem solving, constructionism, design based research