Mühendislik ve tasarım becerileri ile entegre edilmiş scratch uygulamalarının fen bilimleri öğretmen adaylarının bazı öğrenme çıktıları üzerine etkisi: Bir karma yöntem araştırması
The effect of scratch applications integrated with engineering and design skills on some learning outcomes of pre-service science teachers: A mixed method research
Yazar: NAZAN KAHRAMAN
Danışman: PROF. DR. İZZET KARA ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA YECAN
Pamukkale Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Beceri = Skill ; Mühendislik = Engineering ; Problem çözme = Problem solving ; Scratch = Scratch ; Tasarım = Design ; Teknolojik pedagojik alan bilgisi = technological pedagogical content knowledge

Özet:
Bu çalışmada mühendislik tasarım becerileri (MTB) ile entegre edilmiş Scratch ile
programlama uygulamalarının fen bilimleri öğretmen adaylarının mühendislik tasarım
becerileri özyeterlik algıları (MTBÖA), problem çözme becerileri algıları (PÇBA) ve
teknolojik pedagojik alan bilgisi özyeterlik inançları (TPABÖİ) üzerindeki etkilerini
araştırmak amaçlanmıştır. Çalışmada iç içe karma desen benimsenmiştir. Araştırmada
birincil desen tek grup öntest-sontest zayıf deneysel desendir. Araştırmada tamamlayıcı
desen ise durum çalışmasıdır. Deney grubunda toplam 14 haftalık ders sürecinin ilk dört
haftasında öncelikle algoritma ve programlama eğitimi verilmiştir. Sonraki altı hafta
içerisinde Scratch blokları ile ilgili uygulamalara yer verilmiştir. Son dört hafta içerisinde
ise deneysel işlem olarak öğretmen adaylarından MTB ile entegre edilmiş Scratch
programlama dilini kullanarak ortaokul düzeyindeki öğrencilere sunulabilecek nitelikte olan
ve fen bilimleri konularını kapsayan bir ürün tasarlamaları istenilmiştir. Araştırmanın nicel
çalışma grubunu 2020-2021 eğitim-öğretim yılı bahar yarıyılı Pamukkale Üniversitesi Fen
Bilgisi Öğretmenliği programında öğrenim gören ve Bilişim Teknolojileri Destekli Fen
Öğretimi Uygulamaları dersine katılım sağlayan 22 öğretmen adayı oluşturmaktadır. Nitel
çalışma grubunda ise görüşmelere dokuz, yansıtıcı günlüklere 12 öğretmen adayı katılmıştır.
Çalışmada veri toplama aracı olarak Mühendislik Tasarım Becerileri Özyeterlik Algı Ölçeği
(MTBÖAÖ), Problem Çözme Becerileri Algısı Ölçeği (PÇBAÖ), Teknolojik Pedagojik
Alan Bilgisi Özyeterlik İnanç Ölçeği (TPABÖİÖ), dereceli puanlama anahtarı (DPA),
yansıtıcı günlük, yarı yapılandırılmış görüşme formu, Scratch tasarım defteri ve öğrenci ürünleri kullanılmıştır. Araştırmadan elde edilen nicel bulgulara göre uygulanan denel işlem,
öğretmen adaylarının MTBÖA'da orta düzeyde istatiksel olarak anlamlı bir farklılık
yaratmıştır. PÇBA'da ve TPABÖİ'de artış sağlarken bu artış, istatiksel olarak anlamlı
bulunmamıştır. Ayrıca öğretmen adaylarının performansları ortalama düzeyde bulunmuştur.
Nitel verilerin analizi sonucunda MTB, problem çözme becerisi (PÇB), teknolojik
pedagojik alan bilgisi (TPAB) ve genel görüş olmak üzere dört tema elde edilmiştir. Elde
edilen nitel bulgular, nicel bulguları desteklemekte ve açıklamaktadır. Araştırma sonucuna
dayalı olarak, araştırma ve eğitim uygulamaları bağlamında çeşitli önerilerde
bulunulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Mühendislik ve tasarım becerileri, Scratch uygulamaları, mühendislik
tasarım becerileri özyeterlik algısı, problem çözme becerisi algısı, teknolojik pedagojik alan
bilgisi inancı

Abstract:
In this study, the aim was to investigate the effects of Scratch programming applications
integrated with engineering design skills (EDS) on the pre-service science teachers'
perceptions of engineering design skills self-efficacy (PEDSS), perceptions of problem
solving skills (PPSS), and technological pedagogical content knowledge self-efficacy
beliefs (TPACKSB). The research followed an embedded mixed-method design,
incorporating a single-group pretest-posttest weak experimental design as the primary
approach, and a case study as the complementary design. In the experimental group,
during the initial four weeks of the 14-week course period, the emphasis was on algorithm
and programming education. Subsequently, for the following six weeks, applications
related to Scratch blocks were incorporated. In the final four weeks, pre-service teachers
engaged in the experimental procedure where they designed products for secondary school
students, integrating Scratch programming language with EDS, focusing on science
subjects. The quantitative study encompassed 22 pre-service teachers enrolled in the
Pamukkale University Science Education program during the spring semester of the 2020-
2021 academic year, all of whom participated in the Information Technologies Supported
Science Teaching Applications Course. The qualitative study group involved nine preservice
teachers who took part in interviews and 12 pre-service teachers who provided
reflective diaries. Data collection tools included the Engineering Design Skills Self-
Efficacy Perception Scale (EDSSPS), Problem Solving Skills Perception Scale (PSSPS),
Technological Pedagogical Content Knowledge Self-Efficacy Belief Scale (TPACKSBS), scoring rubric (SR), reflective diaries, semi-structured interview form, Scratch design
notebook, and student products. Based on the quantitative findings, the experimental
procedure resulted in a moderately statistically significant difference in pre-service
teachers' PEDSS. While there was an increase in PPSS and TPACKSB, this increase was
not found to be statistically significant. In addition, the performances of the pre-service
teachers were found at an average level. As a result of the analysis of the qualitative data,
four themes were obtained: EDS, problem solving skills (PSS), technological pedagogical
content knowledge (TPACK) and general perspective. The qualitative findings provided
support and insights into the quantitative results. Based on the research outcomes, several
suggestions are proposed for future studies and educational practices.
Keywords: Engineering and design skills, Scratch applications, engineering design skills
self-efficacy perception, problem solving skill perception, technological pedagogical
content knowledge belief