Programlama dili öğretiminde Alice yazılımının ders başarısı, eleştirel düşünme ve problem çözme becerileri ile üstbilişsel farkındalık düzeyine etkisi
In programming language instruction the effect of Alice to course achievement, the skills of critical thinking and problem solving and metacognitive awareness level
Yazar: EBRU SOLMAZ
Danışman: DOÇ. DR. TOLGA GÜYER
Gazi Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Eleştirel düşünce = Critical thinking ; Problem çözme becerisi = Problem solving ability ; Programlama dilleri = Programming languages ; Yazılım = Software ; Üniversiteler = Universities ; Üstbiliş = Metacognitive

Özet:
Çalışmanın amacı; Alice üç boyutlu yazılım geliştirme ortamının programlama dili öğretiminde öğrencilerin eleştirel düşünme eğilimleri, problem çözme becerileri, üstbilişsel farkındalık düzeyleri ve ders başarıları üzerindeki etkisini ve ortama ilişkin öğrenci görüşlerini ortaya koymaktır. Araştırmada hem nicel hem de nitel veriler toplandığı için karma yöntem kullanılmıştır. Araştırmanın bağımsız değişkeni alice yazılımı, bağımlı değişkenleri ise eleştirel düşünme eğilimi, problem çözme becerisi, üstbilişsel farkındalık düzeyi ve ders başarısıdır. Çalışmanın nicel kısmında yarı deneysel desenler kullanılmış; eleştirel düşünme eğilimi, problem çözme becerisi, üstbilişsel farkındalık düzeyi değişkenleri için öntest- sontest kontrol gruplu desen, ders başarısı değişkeni için sontest kontrol gruplu desen tercih edilmiştir. Araştırmanın nitel kısmında ise görüşme yöntemi kullanılmıştır.
Araştırmanın çalışma grubunu Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Anabilim Dalı'nda 2013-2014 Güz döneminde Programlama Dilleri-I dersini alan 39 ikinci sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Programlama Dilleri - I dersinin birinci şubesi deney grubu, ikinci şubesi kontrol grubu olarak yansız bir şekilde atanmıştır. Deney grubuna 7 hafta boyunca Alice yazılımı kullanılarak PHP programlama dilinde temel programlama kavramları öğretilmiş, kontrol gurubuna ise PHP programlama dilinde temel kavramlar herhangi bir yardımcı araç kullanılmadan öğretilmiştir. Uygulama sonunda Alice programını kullanan öğrenciler ile görüşme yapılarak öğrencilerin program ile ilgili görüşleri alınmıştır. 
Ders başarısı değişkenine ait sontest verileri bağımsız örneklemler için t-testi kullanılarak analiz edilmiş, öğrencilerin başarı sınavı puanlarının deney ve kontrol grubuna göre anlamlı bir farklılık göstermediği belirlenmiştir. Sonuç olarak Alice programının PHP programlama dili öğretiminde ders başarısı üzerinde çok fazla etkili olmadığı, ancak Java, C++ gibi nesne yönelimli dillerin öğretiminde ders başarısı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğu ortaya çıkmıştır. 
Eleştirel düşünme eğilimi, problem çözme becerisi ve üstbilişsel farkındalık değişkenlerine ait öntest ve sontest verileri ise İki faktörlü ANOVA kullanılarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin bu değişkenlere ait puanlarının deney öncesinden sonrasına anlamlı farklılık göstermediği, yani Alice programı kullanımının bu değişkenler üzerinde anlamlı bir etki yaratmadığı bulunmuştur. Sonuçta programlama dili öğretiminde kullanılan görsel öğrenme çevresinin değil, kullanılan yöntemin eleştirel düşünme üzerinde etkili olduğu; programlama öğretiminin, görsel bir dilin kullanılması veya kullanılmaması, ya da eğitimde kullanılan ortamın türüne göre öğrencilerin problem çözme becerileri üzerinde çok farklı etkilere yol açabildiği ve programlama dili öğretiminde uygulanan yöntem ya da seçilen dil veya araçların, öğrencilerin üstbilişsel becerileri üzerinde herhangi bir etki yaratmadığı ortaya çıkmıştır. 
Uygulama sonunda Alice programını kullanan öğrenciler ile yapılan görüşme çıktıları ise Alice ortamının programlama veya algoritma mantığını kavramaya, programlamanın temel kavramlarını öğrenmeye yardımcı olduğu, programlamayı eğlenceli hale getirdiği, içeriğin Alice ortamında öğrenilmesinin PHP programlama dilinde aynı içeriği uygulamayı kolaylaştırdığını ve kodların ve sonuçlarının canlandırılmasının öğrenmeye yardımcı olduğu öğrenciler tarafından ifade edilmiştir. Ayrıca Alice ortamının olumlu özellikleri öğrenciler tarafından ortamın eğlenceli olması, canlandırma ve kodların hazır olması olarak  belirlenmiştir. Bununla birlikte öğrenciler tarafından ifade edilen olumsuz özellikler ise Alice ile PHP programlama dili arasında bağlantı kuramama, Alice ortamı ile Php programlama dilini bir arada götürmenin zor olması ve yazılımın yüksek donanım özellikleri gerektirmesidir.

Abstract:
The purpose of study is to reveal the impacts of using Alice three-dimensional software development environment on students' academic achievement, critical thinking, problem solving skills and metacognitive awareness in teaching programming and the views of students related to Alice. In this study, because of using both quantitative and qualitative data, the mixed method is used. Independent variables of study is Alice software and the dependent variables are academic achievement, critical thinking, problem solving skills and metacognitive awareness. In the quantitative part of the study, a quasi-experimental designs are used; for critical thinking, problem-solving skills, metacognitive awareness, pretest- posttest and control group design is used, for course achievement posttest control group design is preferred. In the qualitative part of the research, interview method is used. The study group is Gazi University Faculty of Education at the Department of Computer Education and Instructional Technologies Education 2013-2014 Fall Semester, 39 students who take Programming Languages-II. First section of lesson is experimental group and second section is control group which is assigned in neutral way. For 7 weeks, experimental group uses Alice program to learn basic programming skills by using PHP programming language, while the control group has been taught without the use of any aids. At the end of the application process, the feedback of students about using the program has been collected. 
Course achievement variables belongs to the post-test data were analyzed using independent samples t-test and no significant difference are found on students' achievement(s) (between) experimental and control group test scores. Consequently it is revealed that Alice environment is not significantly effective on course achievement in programming instruction, while object oriented programming languages like Java, C++ have positive effects on course achievement.
The pretest and posttest data related to critical thinking disposition, problem solving skills and metacognitive awareness variables were analyzed using two way ANOVA. According to the analysis between the experimental and control group students' scores; on each of these variables, no significant difference (was found) before and after the measurements of experiment. That is, using Alice environment does not have significant impact on these variables. The results shows; not visual learning environment used in programming instruction but the instructional method used in instruction has significant effects on critical thinking; the programming instruction causes much various effects on problem solving skills considering the type of environment and whether using a visual language in instruction or not; the instructional method, programming language or materials used in programming instruction doesn't seem effective on metacognitive skills.
When qualitative data were analyzed, it was found that according to students, Alice environment helps to comprehend programming and algorithm logic, and to learn basics concepts of programming and makes programming enjoyable. (Students mentioned that learning the course content in Alice environment makes  easy to implement the same content in PHP programming language; and code visualization by Alice boosts learning. Also students stated that the positive features of Alice are being enjoyable, code visualization and drag-drop code properties. The negative features of Alice are Alice's high system requirements, and that tudents sometimes can not establish relation between Alice and PHP, and difficulties to perform both Alice and PHP together.