Nesnelerin interneti temelli elektrik deney setinin (NİTES) tasarım ilkelerinin belirlenmesi ve etkililiğinin incelenmesi
Determination of the design principles of the internet of things-based electrical experiment set (IoTES) and investigation of its effectiveness
Yazar: ABDULKERİM AYDIN
Danışman: PROF. DR. YÜKSEL GÖKTAŞ
Atatürk 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:
Amaç: Bu çalışmanın amacı; ortaokul yedinci sınıf fen bilimleri dersi Elektrik Devreleri ünitesine yönelik "Nesnelerin İnterneti Temelli Elektrik Deney Setinin" (NİTES) geliştirilmesi, NİTES'in kullanılabilirlik açısından tasarım ilkelerinin ortaya konulması, öğrencilerin akademik başarıları, başarılarının kalıcılığı ve bilgi işlemsel düşünme becerileri (yaratıcı düşünme, algoritmik düşünme, işbirlikli çalışma, eleştirel düşünme ve problem çözme) üzerindeki etkisinin belirlenmesidir. Bu amaç kapsamında öncelikle NİTES'in geliştirilme süreci ele alınmış ardından öğrenciler üzerindeki etkileri ortaya konulmuştur.
Yöntem: Çalışma kapsamında tasarım tabanlı araştırma yöntemi kullanılmış ve bu araştırmaların genelinde yer verilen beş adım temel alınarak yürütülmüştür. Bu adımlar; ihtiyaç analizi, prototipleme, değerlendirme, geliştirme ve yansımadır. Her bir adımda görüşmeler yapabilmek için sekiz farklı katılımcı grubundan toplam 27 kişi belirlenmiştir. Ardından tüm katılımcılarla beşer defa görüşme yapılmıştır. Bu görüşmeler neticesinde NİTES geliştirilmiştir. Son adım olan yansıma aşamasında NİTES, simülasyon, fiziksel materyal ve kontrol grubunda eğitim gören öğrencilerin akademik başarıları, başarılarının kalıcılığı ve bilgi işlemsel düşünme becerileri arasında anlamlı bir farklılık olup olmadığı incelenmiştir. Veri toplama sürecinde yarı yapılandırılmış görüşme formu, akademik başarı testi ve bilgi işlemsel düşünme becerileri ölçeği kullanılmıştır. Görüşme verileri içerik analiziyle; test ve ölçek verileri tekrarlı ölçümler ve tek yönlü ANOVA ile analiz edilmiştir. 
Bulgular: NİTES ve benzeri teknoloji ile zenginleştirilmiş deney setleri geliştirirken; etkileşim, görsel tasarım, öğrenilebilirlik, sağlamlık ve sistem performansı ilkelerine göre tasarlanması gerektiği ortaya konulmuştur. Algoritmik, eleştirel, bilgi işlemsel düşünme becerileri ve akademik başarının kalıcılığı açısından NİTES grubu lehine anlamlı farklılık olduğu görülmüştür. Öte yandan yaratıcı düşünme, problem çözme, işbirlikli çalışma becerileri ve akademik başarı açısından NİTES – simülasyon – fiziksel ekipman grupları arasında anlamlı bir farklılık olmadığı tespit edilmiştir.
Sonuçlar: Çalışma sonucunda NİTES benzeri deney setleri geliştirirken uyulması gereken kullanılabilirlik ilkeleri (etkileşim, görsel tasarım, öğrenilebilirlik, sağlamlık ve sistem performansı) ortaya konulmuştur. Bu ilkelerin yeni tasarlanacak deney setlerine kullanılabilirlik açısından rehber olacağı düşünülmektedir. Ayrıca NİTES'in öğrencilerin algoritmik, eleştirel, bilgi işlemsel düşünme becerilerine ve akademik başarılarının kalıcılığına olumlu etkisinin olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to develop the "Internet of Things-Based Electrical Experiment Set" (IoTES) for the Electrical Circuits unit of the secondary school seventh grade science course in Turkey, to reveal the design principles of the IoTES in terms of usability, and to analyze its effects on students' academic achievement, retention of achievement, and computational thinking skills (creative thinking, algorithmic thinking, cooperativity, critical thinking, and problem solving). To this end, firstly, the development process of the IoTES is addressed, and then its effects on students are revealed.
Method: The study used a design-based research methodology and was based on the five steps common to such research: analysis, prototyping, evaluation, development, and reflection. A total of 27 people from eight different participant groups were identified to conduct interviews at each step. All participants were then interviewed five times each. The IoTES was developed based on these interviews. In the last step, the reflection phase, it was examined whether there was a significant difference between the academic achievement, retention of achievement, and computational thinking skills of the students studying in the IoTES group, the simulation group, the physical material group, and the control group. Semi-structured interview form, academic achievement test, and computational thinking skills scale were used in the data collection process. While interview data were subjected to content analysis, test and scale data were analyzed through repeated measures and one-way ANOVA.
Findings: It was revealed that the IoTES and similar technology-enhanced experimental sets should be designed according to the principles of interactivity, visual design, learnability, robustness, and system performance. There was a significant difference in favor of the IoTES group in terms of algorithmic, critical, computational thinking skills and the retention of academic achievement. On the other hand, there was no significant difference between the IoTES group, the simulation group, and the physical material group in terms of creative thinking, problem solving, cooperativity, and academic achievement.
Conclusions: The study revealed the usability principles (interactivity, visual design, learnability, robustness, and system performance) that should be followed when developing IoTES-like experimental sets. These principles can guide the new experimental sets to be designed in terms of usability. In addition, the IoTES was found to have a positive effect on students' algorithmic, critical, and computational thinking skills and retention of academic achievement.