Akademik başarısı yüksek 6. sınıf öğrencilerin Scratch programı ile tamsayılar konusunda algoritma üretme süreçleri ve yapılarının incelenmesi
Investigation of 6th grade high achieving students' algorithm production processes and structures on integers with Scratch program
Yazar: EMRE DURASI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAATTİN PUSMAZ
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Matematik Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akademik başarı = Academic achievement ; Algoritmalar = Algorithms ; Matematik gelişimi = Matematik gelişimi ; Matematik öğretimi = Mathematics teaching ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Scratch = Scratch ; Tam sayılar = Integers

Özet:
Algoritma, belirli bir problemi çözmek veya belirli bir amaca ulaşmak için çözüm yolunun sistematik, sıralı ve açıklayıcı olarak tasarlanmasıdır. Algoritma kavramı günümüzde sıklıkla programlama ya da yazılım geliştirme alanlarında kullanılmasıyla birlikte günlük hayattaki aktiviteler ve matematik gibi derslerde karşılaşılan problemlerin daha kolay çözülmesine de olanak sağlamaktadır. Matematik açısından algoritma, daha önceden bilinen bir formülün uygulanması yerine, eldeki bir problemin tüm yönleriyle ele alınıp özgün bir çözüm yolu oluşturma sürecidir. Bu araştırmanın amacı, 6. sınıf ortaokul öğrencilerinin Scratch programı ile tam sayılar konusunda algoritma üretme süreçlerini ve oluşturdukları algoritma yapılarını incelemektir. 
Araştırmada nitel araştırma yöntemi çeşitlerinden durum çalışması kullanılmıştır. Araştırmanın çalışma grubunu, 2020-2021 eğitim öğretim yılında İstanbul ilinin Sancaktepe ilçesine bağlı bir özel ortaokulunun 6. sınıfında öğrenim görmekte olan akademik başarısı yüksek üç öğrenci oluşturmaktadır. Araştırma, tek bir grup ile üç farklı etkinlik üzerinden yürütülmüştür. Araştırmanın verileri, öğrenci Scratch dosyaları ve öğrencilerle yapılan sesli-düşünme protokol görüşmeleri yoluyla toplanmıştır. Elde edilen algoritma üretme süreçleri "RBC Soyutlama Modeli" ve Moala (2019) tarafından ortaya konulan "Öğrencilerin Algoritma Üretme Sürecinde Kullandıkları Argümanların Sınıflandırılması" çerçevesi kullanılarak analiz edilmiştir. Oluşturulan algoritmaların yapısı ise Knuth (2014) tarafından iyi bir algoritmada bulunması gereken beş özellik kapsamında geliştirilen "Algoritma Yapısı Değerlendirme Rubriği" ve revize edilmiş "Dr. Scratch Programı" değerlendirme rubriğine göre analiz edilmiştir. 
Araştırma sonucunda öğrencilerin üç etkinlik için algoritma üretme süreçlerinde tanıma, kullanma, oluşturma eylemlerini dinamik olarak kullandıkları görülmüştür. Öğrencilerin algoritma üretme süreçlerinde kullandıkları argümanlar incelendiğinde açıkça belirtilen ve doğru olan özelliklerin daha fazla kullanıldığı görülmüştür. Öğrencilerin oluşturdukları algoritma yapısı, rutin olan problemlerden oluşan iki etkinlik için doğru ve etkin bir yapıda oluştuğu, rutin olmayan problemden oluşan etkinlikte ise doğru ve etkin bir yapıda oluşmadığı gözlemlenmiştir. Ortaokul seviyesindeki öğrencilerin rutin olmayan problemlere ait algoritma üretme süreçlerine odaklanan araştırmalar yapmak öğrencilerin bu süreçte yaşadıkları zorlukları ve Scratch programının bunları aşmaya nasıl katkı sağlayabileceğini anlamaya yardımcı olacaktır.

Anahtar Kelimeler: Algoritma, Algoritma Üretme Süreci, Scratch Programı, Tam Sayılar

Abstract:
An algorithm is a systematic, sequential and explanatory design of a solution path to solve a particular problem or achieve a particular goal. The concept of algorithm is frequently used in programming or software development areas today, it also enables the problems encountered in daily life activities and lessons such as mathematics to be solved more easily. In terms of mathematics, an algorithm is the process of dealing with all aspects of a problem at hand and creating a unique solution rather than applying a previously known formula. The aim of this research is to examine the process of producing algorithms on integers with the Scratch program of 6th grade secondary school students and the algorithm structures they created.
Case study, one of the qualitative research methods, was used in the research. The study group of the research consists of three students with high academic success who are studying in the 6th grade of a private secondary school in the Sancaktepe district of Istanbul in the 2020-2021 academic year. The research was carried out with a single group on three different activities. The data of the research were collected through student Scratch files and think-aloud protocol interviews with students. The algorithm generation processes obtained were analyzed using the "RBC Abstraction Model" and the "Classification of the Arguments Used by Students in the Algorithm Generation Process" framework introduced by Moala (2019). The structure of the created algorithms is the "Algorithm Structure Evaluation Rubric" developed by Knuth (2014) within the scope of the five features that a good algorithm should have, and the revised "Dr. Scratch Program" was analyzed according to the evaluation rubric.
As a result of the research, it was seen that the students used the actions of recognition, use, and creation dynamically in the algorithm production processes for the three activities. When the arguments used by the students in the algorithm production processes were examined, it was seen that the clearly stated and correct features were used more. It was observed that the algorithm structure created by the students was correct and effective for two activities consisting of routine problems, but not in a correct and effective structure in the activity consisting of non-routine problems. Conducting research focusing on the process of producing algorithms for non-routine problems of secondary school students will help to understand the difficulties students experience in this process and how the Scratch program can contribute to overcoming them.

Keywords: Algorithm, Algorithm Generation Process, Scratch Program, Integers.