Bilim merkezlerinde sorgulamaya dayalı robotik etkinliklerin öğrencilerin kavramsal başarıları, mantıksal düşünme ve bilimsel süreç becerilerinin gelişimine etkisi

Abstract

Robot setleri eğitim araçları olarak standart okul müfredatlarında öngörülen çeşitli bilimsel, edebi ve sanatsal disiplinlerde öğrenmeyi destekleyerek, soyut düşünme ve işbirlikli problem çözme becerilerinin geliştirilmesini kolaylaştırmak için sıklıkla ve verimli bir şekilde anaokulundan üniversiteye kadar tüm dünyada kullanılmaktadır. Bilim merkezleri de, heyecan verici gerçek dünyadaki nesneler ve deneyimler konusunda eşsiz fırsatlar sunmalarının yanı sıra, robotik etkinliklerin de sıklıkla tercih edildiği ortamlardan biridir. Bu araştırmada, robotik etkinliklere katılan lise öğrencilerinin kavramsal başarıları, bilimsel süreç becerileri ve mantıksal düşünme yeteneklerinin gelişimini incelemek amaçlanmıştır. Araştırmada nicel araştırma yöntemlerinden ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Veri toplama araçları olarak başarı ve beceri testlerinin yanı sıra, nitel veri toplama aracı olarak yarı yapılandırılmış mülakatlar kullanılmıştır. Çalışmanın evreni Ankara' da bir bilim merkezindeki atölyelere katılan lise öğrencileri oluşturmaktadır. Örneklemi ise, gönüllülük esasına dayalı olarak bu bilim merkezindeki robotik etkinliklere kayıt yaptıran devlet okullarındaki dokuzuncu ve onuncu sınıf öğrencilerinden oluşmaktadır. Dolayısıyla örnekleme yöntemi uygun örneklemedir. Öğrenciler beş gün süreyle toplam olarak 10 saat süren robotik programlama etkinliklerine katılmış ve her öğrenci bireysel olarak çalışmıştır. Bu etkinlikler farklı öğrenme yaklaşımları dikkate alınarak yürütülmüştür. Kontrol grubunda, bilim merkezlerinde tipik bir robotik uygulama aktivitelerinden olan, yapılacak bir göreve/soruya ilişkin aşamaların (robotik algoritmaların) ayrıntılı olarak bir rehber/öğretmen tarafından verildiği ve sonuçların önceden sunulduğu doğrulama aktivitesi şeklinde yürütülmüştür. Deney grubunda, rehberli sorgulamaya dayalı etkinlikler yürütülmüştür. Bu etkinliklerde rehber tarafından belirlenen görev/soruyu öğrenciler kendilerinin oluşturdukları algoritmalar ve geliştirdikleri yöntemler ile tamamlamaları/cevaplamaları istenmiştir. Öğrencilere ön ve son test olarak Bilimsel Süreç Becerileri Testi, Lawson' un Mantıksal Düşünme Testi, kavram testi ve yarı yapılandırılmış mülakat soruları uygulanmıştır. Araştırma sonucuna göre uygulanan robotik aktivitelerin kontrol grubu ve deney grubu öğrencilerin kavramsal başarıları, bilimsel süreç becerilerini ve mantıksal düşünme yeteneklerini geliştirmediği görülmüştür. Bu çalışma bilim merkezi imkânlarından etkili bir şekilde yararlanmak için öğretmenlere ve eğitmenlere yönelik bir mesleki gelişim modelinin araştırıldığı TÜBİTAK-1001 destekli BİLMER projesi (114K646) kapsamındaki temel ilkelerden yola çıkılarak gerçekleştirilmiştir.

Robot sets are used as educational tools frequently and efficiently from kindergarten to university all over the world for the purpose of supporting learning in a variety of scientific, literary and artistic disciplines in school curriculums and enabling the development of abstract thinking and collaborative problem solving skills. Science centers are also one of the environments using robotic activities frequently besides offering unique opportunities for objects and experiences in the exciting real world. In this study, it is aimed to examine the development of conceptual understanding scientific process skills and logical thinking abilities of high school students participating in robotic activities. In the research, quasi-experimental design with pre-test and post-test control group, one of the quantitative research methods, was used. In addition to achievement and skill tests, semi-structured interviews were used as qualitative data collection tools. The population of the study consists of high school students attending workshops in a science center in Ankara. The sample consisted of ninth and tenth grade students enrolled in robotics activities at this science center on a voluntary basis. Therefore, the sampling method is appropriate. Students participated in robotics programming activities lasting 10 hours in total for five days and each student worked individually. These activities were carried out considering different learning approaches.In the control group, it was carried out in the form of verification activity, which is a typical robotic application activity in science centers, where the steps (robotic algorithms) related to a task / question to be performed are given in detail by a guide / teacher and the results are presented in advance. In the experimental group, guided inquiry based activities were conducted. In these activities, the students were asked to complete / answer the task / question determined by the guide with the algorithms they developed and the methods they developed. Science Process Skills Test, Lawson's Logical Thinking Test, concept test and semi-structured interview questions were applied to the students as pre and post test. According to the results of the research, it was seen that the robotic activities did not improve the conceptual success, scientific process skills and logical thinking skills of the control group and experimental group students. This study is based on the basic principles within the scope of the TÜBİTAK-1001 supported BILMER project (114K646), in which a professional development model for teachers and trainers is investigated in order to benefit effectively from the facilities of the science center.