Fen öğretiminde dijital oyun tasarımı uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin akademik başarılarına, problem çözme becerilerine ve motivasyonlarına etkisi
The effects of digital game design implementations on academic achievements, problem solving skills and motivations of middle school students
Yazar: GÜLŞAH ULUAY
Danışman: PROF. DR. ALEV ÇETİN
Gazi Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Fen Bilgisi Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Fen bilgisi = Science ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Motivasyon = Motivation ; Oyunlar = Games ; Problem çözme becerisi = Problem solving ability ; Sayısal oyunlar = Digital games ; Tasarım = Design ; Ölçme-değerlendirme = Measurement and evaluation ; Öğrenme yöntemleri = Learning methods

Özet:
Teknolojinin öğretim ve öğrenim süreçlerine sunmuş olduğu olanaklar, eğitsel ortamlarda kullanımını yaygınlaştırmıştır. Teknolojinin bu etkisiyle birlikte, dijital oyun aktiviteleri son yıllarda eğitim araştırmaları için oldukça popüler bir konu olmuştur. Bu çalışmanın amacı, Kodu programını öğretmen adaylarına tanıtmak, programa ilişkin teknik yeterlik ve becerileri kazandırmak ve geliştirilen dijital oyunların ortaokul öğrencilerinin belirlenen fen konularına ilişkin kazanımlara ulaşma durumlarına (akademik başarı), motivasyon ve problem çözme düzeylerine ilişkin algıları üzerine etkilerini incelemektir. Ayrıca, öğretmen adaylarının ve ortaokul öğrencilerinin dijital oyun tabanlı öğrenme (DOTÖ) yaklaşımına ilişkin görüşleri araştırılmıştır. Bu bağlamda, karma metot araştırma deseni kullanılmıştır. Bu çalışmada, sürecin MAGDAIRE modeli ile yürütüldüğü deney grubundaki (N=18) ve kontrol grubundaki (N=18) öğretmen adayları; ve ayrıca okul sonrası etkinlik sürecinin DOTÖ temelli yürütüldüğü deney grubu (N=15) ve kontrol grubundaki (N=15) ortaokul 7. sınıf öğrencileri rastgele örnekleme yöntemi ile belirlenmiştir. Bu süreçlerin gruplar üzerindeki etkilerini araştırmak ve karşılaştırmak için KODU Programına İlişkin Teknik Yeterlik Testi (KPTY-T), KODU Game Lab Programına İlişkin Teknik Beceri Testi (KPTB-T), Sözlü Grup Sunumlarını Değerlendirme Rubriği (SGSD-R), Öğrenci Çalışmalarını Değerlendirme Rubriği (ÖÇD-R), Maddenin Yapısı ve Özellikleri Ünitesi Kazanım Testi (MYÖ-KT), İnsan ve Çevre İlişkileri Ünitesi Kazanım Testi (İÇİ-KT), İşe Yararlılık Değeri Odaklı İlgi ve Performans Ölçeği (İYDO-İPÖ) ve Problem Çözme Becerilerine Yönelik Algı Ölçeği (PÇBA-Ö) kullanılmıştır. Nitel veri toplama araçları olarak da görüşme formu, gözlem formu ve doküman kullanılmıştır. Deney grubundaki öğretmen adayları, gruplar halinde çalışarak geliştirdikleri DOTÖ yaklaşımı odaklı ders planlarını birbirini takip eden iki döngü halinde yürütülen MAGDAIRE modeli kapsamındaki uygulama evrelerinde sunmuşlardır. Ardından, öğretmenlik uygulaması dersi aracılığıyla gerçek sınıf ortamında anlatım yapmışlardır. Öğretmen adaylarının DOTÖ ve Kodu hakkındaki görüşlerini tespit etmek için yarı-yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır. Sürecin başlangıcında ve sonunda her gruptan rastgele örnekleme yöntemi ile seçilen deney grubu (N=6) ve kontrol grubunda (N=6) yer alan öğretmen adayları ile görüşmeler yürütülmüştür. Nicel verilerin analizinde SPSS programı kullanılmıştır. Nitel verilerin analizinde ise içerik analizi yapılmıştır. KPTY-T, KPTB-T, MYÖ-KT, İÇİ-KT, İYDO-İPÖ ve PÇBA-Ö aracılığıyla elde edilen veriler bağımsız örneklemler t-testi ile analiz edilirken, SGSD-R ve ÖÇD-R ile toplanan verilerin analizinde Wilcoxon işaretli sıralar testi kullanılmıştır. KPTY-T ve KPTB-T analiz sonuçlarına göre, deney grubundaki öğretmen adaylarının toplam puanlarının kontrol grubuna kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farkla yüksek olduğu görülmüştür. Bu durumda, öğretmen adaylarının Kodu programına ilişkin teknik yeterlik ve becerilerinin gelişmesinde MAGDAIRE modelinin etkili olduğu sonucuna ulaşılabilir. SGSD-R ve ÖÇD-R ile elde edilen sonuçlara göre, 2. MAGDAIRE döngüsü ve 2. okul deneyimi uygulamalarından alınan performans puanlarının sırasıyla 1. MAGDAIRE döngüsü ve 1. okul deneyimi uygulamaları süresince alınan performans puanlarından istatistiksel olarak anlamlı farkla yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca, 2. MAGDAIRE döngüsünün ardından gerçek sınıf ortamında yürütülen 1. okul deneyimi ders anlatımlarında öğretmen adaylarının performans puanlarının anlamlı farkla düştüğü tespit edilmiştir. Nitel veri analizlerine ilişkin bulgular, deney grubunda yer alan öğretmen adaylarının kontrol grubundaki öğretmen adaylarına göre DOTÖ ve Kodu'ya ilişkin daha olumlu görüşler sergilediğini göstermiştir. Elde edilen bu bulgular ışığında, öğretmen adaylarının dijital oyunları eğitsel ortamlara entegre etmeleri noktalarında bilgi ve beceriler, deneyim ve inançlar olmak üzere üç anahtar kavramın etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu sürecin ardından, her bir gruptaki en yüksek performans düzeyine sahip öğretmen adayı ile okul sonrası etkinlik uygulamaları yürütülmüştür. MYÖ-KT analiz sonuçları deney grubu öğrencilerinin son test puanlarının kontrol grubu öğrencilerinin son test puanlarından istatistiksel olarak anlamlı farkla yüksek olduğunu göstermiştir. İÇİ-KT ile elde edilen verilerin analiz sonuçlarına göre, deney ve kontrol grubu arasında anlamlı farklılık oluşmadığı tespit edilmiştir. Buradan hareketle, dijital oyunların etkilerinin konuya özgü olduğu sonucuna varılmıştır. İYDO-İPÖ ile elde edilen sonuçlara göre DOTÖ yaklaşımı öğrencilerin fene ilişkin motivasyonlarını desteklemektedir. PÇBA-Ö aracılığıyla ulaşılan sonuçlar, uygulama süreçlerinin öğrencilerin problem çözme becerilerine yönelik algıları üzerinde etkili olmadığını göstermiştir. Geliştirilen aktivitelerin özellikle kazanım odaklı tasarlanması, bu durumun bir nedeni olarak düşünülmektedir. Ayrıca, doküman analizleri deney grubundaki ortaokul öğrencilerinin dijital oyunların derslerde kullanımına yönelik olumlu eğilim sergilediklerini göstermiştir.

Abstract:
Using technology in educational environment became common rapidly with the potentials on developing learning and teaching processes that are presented by technology. Along with the effects of technology, digital game activities became popular for educational researches in recent years. In this study, it is aimed to introduce Kodu to pre-service science teachers and to develop their proficiencies and skills towards Kodu; and to examine the effects of digital games been developed on achieving the objectives of determined science subject matters, motivation levels and problem solving skills of middle school students. Also, pre-service teachers' (PSTs) and students' opinions towards digital game based learning (DGBL) were investigated. In this context, mix method research design was used. PSTs in experimental group who attended the course designed with MAGDAIRE framework (N=18) and PSTs in control group who didn't study with MAGDAIRE framework (N=18); and 7th grade middle school students in experimental group (N=15) who participated in after school activities based on DGBL and students in control group (N=15) who didn't play digital games were selected by randomly. To investigate and compare the effects of these processes, Technical Proficiency of Kodu Concepts Test (TPKC-T), Technical Proficiency of Kodu Skills Test (TPKS-T), Rubric for Group Oral Presentation (GOP-R), Rubric for Distillation Exercise (DE-R), Characteristics and Structure of Matter Learning Outcome Test (CSM-LOT), People and Environment Relations Learning Outcome Test (PER-LOT), Interest and Performance with a Utility Value Intervention Scale (IP-UV) and Problem Solving Skills Perception Scale (PSSP-S) were used. Also an interview form, an observation form and documentations were used for collecting qualitative data. PSTs in experimental group presented their course plans which were developed based on DGBL by working in groups during articulated implementation phase of MAGDAIRE framework that was implemented as two sequential cycles. After completing the MAGDAIRE processes, PSTs presented their course plans again in actual classrooms twice by means of teaching practice course. A semi-structured interview form was used to identify PSTs' opinions about DGBL and Kodu. Interviews were performed with PSTs who were selected randomly from experimental group (N=6) and control group (N=6) at the beginning and end of the implementations. SPSS software was used for quantitative data analysis. Content analysis method was performed to examine qualitative data. Data been collected with TPKC-T, TPKS-T, CSM-LOT, PER-LOT, IP-UV and PSSP-S was analyzed with independent samples t-test as well as data was gathered from GOP-R and DE-R was analyzed with Wilcoxon signed rank test. According to analysis results of data collected with TPKC-T and TPKS-T, experimental group's post-test mean is significantly higher than control group's post-test mean. In this case, it can be suggested that MAGDAIRE framework can be an effective factor for developing PSTs' proficiencies and skills towards Kodu. When data analyses of GOP-R and DE-R was investigated, it was seen that performance scores been gained from implementations of 2nd MAGDAIRE implementation and 2nd School Experience were respectively higher than total performance scores of 1st MAGDAIRE implementation and 1st School Experience practices with a statistically significant difference. Moreover, it was seen that PSTs' performance scores increased significantly during 1st School Experiences that were implemented in actual classroom environment after 2nd MAGDAIRE implementations. Findings related to qualitative analysis were showed that PSTs in experimental group have more positive opinions towards Kodu and DGBL than PSTs' in control group. In the light of these findings, it is reported that three key factors as knowledge and skills, experience and beliefs are effective on digital game integrations of PSTs into educational environment. After this process, after school activities were implemented with PSTs who have the highest performance levels in their group. Analysis results of CSM-LOT showed that experimental group's post-test mean is significantly higher than control group's post-test mean. According to analysis results of PER-LOT, there isn't a statistically significant difference between the groups. From this point of view, it can be determined that effects of digital games pertain to science subject matter. Results been acquired with IP-UV demonstrated that DGBL approach can develop students' motivation levels towards science course. Finding of PSSP-S showed that activities been implemented in both groups didn't have an impact on levels of students' problem solving skills perceptions. Designing digital game activities based on spesific science subject matters in this study can be seen as a possible reason of the result. Also, based upon analysis of documents, it can be reported that most of the students who play digital games in classroom environment have positive opinions towards DGBL.