Lego® mindstorms® ile desteklenen astronomi eğitiminin özel yetenekli öğrencilerin problem çözme becerilerine, bilimsel yaratıcılıklarına ve astronomi kavramlarına yönelik algılarına etkisi
The effect of astronomy education supported by lego® mindstorms® on the problem solving skills, scientific creativity and perceptions of astronomy concepts of gifted students
Yazar: GAMZE BABAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. EZGİ GÜVEN YILDIRIM
Gazi Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Fen bilgisi eğitimi = Science education ; Lego robotikle programlama = Programming with lego robotics

Özet:
Bu araştırmanın temel amacı Lego® Mindstorms® destekli astronomi eğitiminin özel yetenekli 5. sınıf öğrencilerinin bilimsel yaratıcılıkları, problem çözme becerileri ve astronomi kavramlarına yönelik algıları üzerine etkisi olup olmadığını araştırmaktır. Çalışmanın bir diğer amacı ise, öğrencilerin, Lego® Mindstorms® destekli astronomi eğitimi ile gerçekleştirilen etkinliklerin öncesi ve sonrasında, astronomi kavramlarını nasıl algıladıklarını ortaya çıkarmaktır. Ayrıca, bu araştırma kapsamında öğrencilerin aldıkları eğitimin astronomi kavramlarına yönelik tecrübe ve deneyimlerine katkı sağlayıp sağlamadığını belirlemek de amaçlanmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu 2021-2022 eğitim öğretim yılı güz döneminde Konya İli'nde bilim ve sanat merkezine devam eden Bireysel Yetenekleri Fark Ettirme-1 (5. sınıf) düzeyinde 78 öğrenci oluşturmaktadır. Bu öğrencilerin 40 tanesi deney grubunu; 38 tanesi ise kontrol grubunu oluşturmaktadır. Çalışmanın nitel boyutunda ise deney grubunda bulunan 12 öğrenci ile çalışılmıştır. Bu araştırmada hem nicel hem de nitel yöntemlerden faydalanılmıştır. Çalışmaya katılacak öğrencilerin problem çözme becerileri ve bilimsel yaratıcılıklarını ölçmek için yarı deneysel yöntemlerden denkleştirilmemiş kontrol gruplu ön test- son test deseni kullanılmıştır. Araştırmanın nitel bölümünde çalışmaya katılan öğrencilerin algılarını ortaya çıkarmak için fenomenoloji yöntemi kullanılmıştır. Araştırmanın uygulama süreci deney ve kontrol gruplarında eşit olacak şekilde 28 ders saati boyunca devam ettirilmiştir. Deney grubunda astronomi konularının öğretimi Lego® Mindstorms® ile desteklenirken, kontrol grubunda astronomi konuları Bilim ve Sanat Merkezi Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı'na göre işlenmiştir. Araştırmanın nicel bölümünde veri toplama araçlarını İlköğretim Düzeyindeki Çocuklar İçin Problem Çözme Envanteri ve Bilimsel Yaratıcılık Ölçeği oluşturmaktadır. Ölçekler öğrencilere uygulama sürecinin başında ve sonunda ön test ve son test olarak uygulanmıştır. Araştırmanın nitel bölümünde öğrencilerin algılarını belirlemek için veri toplama aracı olarak çizim tekniği tercih edilmiştir Öğrencilerden "evren, galaksi, Güneş sistemi, astronomi birimi, ışık yılı, uzayda yaşam, uzay robotu, astronomi ve astroloji (sahte bilim)" kavramları ile ilgili düşüncelerini yansıtan çizim yapmaları ve çizimlerinin altına nedenini açıklayarak betimlemeleri istenmiştir. Çalışmanın bir diğer veri toplama aracı ise yarı yapılandırılmış görüşme formudur. Araştırmanın etkinliklerin uygulanmasını içeren bölümü tamamlandıktan 4 hafta sonra 8 öğrenci ile odak grup görüşmesi yapılmış ve uygulama süreci sonlandırılmıştır. Araştırmanın nicel verileri SPSS 26 istatistik paket programı ile analiz edilmiştir. Nitel veriler içerik analizine uygun biçimde tema ve kodlara göre kategorize edilmiştir. Araştırmanın nicel verilerinden elde edilen sonuçlar, Lego® Mindstorms® destekli astronomi eğitimi ile öğrenim gören deney grubu ve Bilim ve Sanat Merkezi Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı ile öğrenim gören kontrol grubu öğrencilerinin problem çözme becerileri puan ortalamaları arasında anlamlı bir farklılık olmadığını; fakat, bilimsel yaratıcılık puan ortalamaları arasında ise anlamlı bir farklılık olduğunu göstermiştir. Çalışmadan elde edilen nitel verilerin sonuçları ise özel yetenekli öğrencilerin Lego® Mindstorms® destekli astronomi etkinlikleri sayesinde belirlenen kavramlara yönelik algılarının bilimsel olarak olumlu yönde değiştiğini, öğrencilerin bilim- sahte bilim ayrımına varabildiklerini ve Lego® Mindstorms® kullanılan fen bilimleri derslerine karşı olumlu görüşler geliştirdiklerini ortaya çıkarmıştır.

Abstract:
The main purpose of this study is to investigate whether Lego® Mindstorms® supported astronomy education has an effect on the scientific creativity, problem solving skills and perceptions of astronomy concepts of gifted 5th grade students. Another aim of the study is to reveal how students perceive astronomy concepts before and after the activities carried out with Lego® Mindstorms® supported astronomy education. In addition, within the scope of this research, it was also aimed to determine whether the education received by the students contributed to their experiences and experiences about astronomy concepts. The study group of the research consists of 78 students at the level of Making Individual Talents Aware-1 (5th grade) attending the science and art centre in Konya Province in the fall semester of the 2021-2022 academic year. Of these students, 40 were in the experimental group and 38 were in the control group. In the qualitative dimension of the study, 12 students in the experimental group were studied. In this research, both quantitative and qualitative methods were utilised. In order to measure the problem solving skills and scientific creativity of the students who will participate in the study, a pretest-posttest design with an unbalanced control group from quasi-experimental methods was used. In the qualitative part of the research, phenomenology method was used to reveal the perceptions of the students participating in the study. The implementation process of the research was continued equally in the experimental and control groups for 28 lesson hours. In the experimental group, the teaching of astronomy topics was supported with Lego® Mindstorms®, while in the control group, astronomy topics were taught according to the Science and Art Centre Science Curriculum. In the quantitative part of the study, the data collection tools were the Problem Solving Inventory for Elementary School Children and the Scientific Creativity Scale. The scales were administered to the students as pre-test and post-test at the beginning and end of the application process. In the qualitative part of the research, drawing technique was preferred as a data collection tool to determine students' perceptions. The students were asked to make drawings reflecting their thoughts about the concepts of "universe, galaxy, solar system, astronomy unit, light year, life in space, space robot, astronomy and astrology (pseudoscience)" and to describe them by explaining the reason under their drawings. Another data collection tool of the study is a semi-structured interview form. Four weeks after the completion of the part of the study involving the implementation of the activities, a focus group interview was conducted with 8 students and the implementation process was finalised. The quantitative data of the study were analysed with SPSS 26 statistical package programme. Qualitative data were categorised according to themes and codes in accordance with content analysis. The results obtained from the quantitative data of the study showed that there was no significant difference between the mean scores of problem solving skills of the experimental group students who studied with Lego® Mindstorms® supported astronomy education and the control group students who studied with Science and Art Centre Science Curriculum; however, there was a significant difference between the mean scores of scientific creativity. The results of the qualitative data obtained from the study revealed that the perceptions of gifted students towards the concepts determined through Lego® Mindstorms® supported astronomy activities changed positively in a scientific way, students were able to distinguish between science and pseudoscience, and they developed positive views towards science lessons using Lego® Mindstorms®.