Bilgisayar programlama öğretiminde eğitsel robot kullanımı için tasarım, geliştirme ve uygulama ilkeleri
Design, development and implementation principles for the use of educational robotics in computer programming teaching
Yazar: AHMET AKINCI
Danışman: PROF. DR. HAKAN TÜZÜN
Hacettepe Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu çalışmada bilgisayar programlama öğretiminde eğitsel robot kullanımı ile ilgili dinamikler belirlenerek robotların öğrenme ortamlarına bütünleştirilmesi için tasarım, geliştirme ve uygulama ilkelerini ortaya çıkarmak amaçlanmaktadır. Bu kapsamda tasarım tabanlı araştırma yöntemiyle üç durum çalışması gerçekleştirilmiştir. İlk durum çalışmasında Hacettepe Üniversitesi Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi (BÖTE) bölümü 2012-2013 bahar döneminde "BTÖ202-Programlama Dilleri II" dersine kayıtlı 67 öğrenci, ikinci durum çalışmasında 2013-2014 güz döneminde "BTÖ201-Programlama Dilleri I" dersine kayıtlı 65 öğrenci, üçüncü durum çalışmasında 2014-2015 bahar döneminde "BTÖ216-Görsel Programlama" dersine kayıtlı 28 öğrenci çalışma gruplarını oluşturmaktadır. Başlangıçta robot tanıtım ve kurulumları gerçekleştirildikten sonra dersin teorik kısmına paralel olarak robot uygulamaları yapılmıştır. Alan notları tutularak yapılan uygulamalarda öğrencilerden dönem boyunca yansıma raporları alınmıştır. İlk iki durum çalışmasında ayrıca gönüllü öğrencilerle görüşmeler gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın sonuçları robotların öğrencilerin ilgisini çekerek derse karşı motivasyonlarını yükselttiğini ve en uygun öğrenme ve öğretme yaklaşımının proje tabanlı öğrenme olduğunu ortaya koymuştur. Yansıma, görüşme ve alan notlarının nitel analizleri sonucunda işbirlikli takım çalışmaları ile robot etkinliklerini gerçekleştiren öğrencilerin rekabet ve yarışmadan ziyade paylaşma ve yardımlaşmayı tercih ettikleri belirlenmiştir. Kolaydan zora ve iyi tanımlanmamış problemler temelinde ders içeriğinin kısa teorik bilgi ve daha fazla uygulamaya dayalı olmasının önemi ortaya çıkmıştır. Öğrenme ortamı, robot donanım ve yazılımı, takım yapısı, robot etkinlik ve projeleri ile ilgili bazı zorluk ve problemlerin olduğu da ortaya çıkmıştır. Ayrıca öğrencilerin cinsiyet ve bilgisayar programlama deneyimine göre eğitsel robotları kullanmanın onların motivasyonlarını etkilemediği ortaya çıkmıştır. Son olarak bir uygulama programı ve modeli önerisine yer verilmiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to reveal the design, development and implementation principles for the integration of robots into learning environments by determining the dynamics related to the use of educational robots in computer programming teaching. In this context, three case studies were conducted with the design-based research method. In the first case study, 67 students enrolled in the "BTO202-Programming Languages II" course in Hacettepe University Computer and Instructional Technologies Education (CEIT) department in the spring term of 2012-2013, in the second case study, 65 students enrolled in the "BTO201-Programming Languages I" course in the fall semester of 2013-2014, in the third case study, 28 students enrolled in the "BTO216-Visual Programming" course in the spring term of 2014-2015 constitute the study groups. At the beginning, after the introduction and installation of the robot, robot applications were made in parallel with the theoretical part of the course. In the applications made by keeping field notes, reflection reports were received from the students throughout the semester. In the first two case studies, interviews were also conducted with volunteer students. The results of the research revealed that robots attract students' attention and increase their motivation towards the lesson, and that the most appropriate learning and teaching approach is project-based learning. As a result of the qualitative analysis of reflection, interview and field notes, it was determined that the students who carried out cooperative teamwork and robot activities preferred sharing and cooperation rather than rivalry and competition. On the basis of problems from easy to difficult and not well defined, the importance of the course content being based on short theoretical knowledge and more practice has emerged. It has also been revealed that there are some difficulties and problems related to the learning environment, robot hardware and software, team structure, robot activities and projects. In addition, it was revealed that using educational robots according to students' gender and computer programming experience did not affect their motivation. Finally, an implementation program and model proposal is given.