Öğretim ortamlarının ve bilişsel yetilerin soyutlama performansına etkisi

Abstract

Soyutlama, bilgisayar biliminin temelini oluşturmaktadır. Bu nedenle bilgisayar bilimi öğretiminde de önemli bir yere sahiptir. Genel olarak soyutlama, bireylerin ayrıntıları göz ardı edip gerekli duruma odaklanmaları olarak tanımlanmaktadır. Soyutlamanın problem çözmeye sağladığı katkı dikkate alınarak bu araştırma kapsamında bulmaca temelli öğretim yaklaşımının öğrenme ortamlarında kullanılmasına karar verilmiştir. Bilişsel farklılıklar kapsamında da bireylerin problem çözme etkinliklerinde etkin olarak kullandıkları çalışma belleği ele alınmıştır. Ek olarak, soyutlamaya katkı sunan mantıksal akıl yürütme ile soyutlama becerileri düzeyleri de incelenmiştir. Araştırma grubu bir özel okulda 7. sınıfta öğrenim görmekte olan 92 öğrenciden oluşmaktadır. Araştırma faktöriyel desen kapsamında gerçekleştirilmiştir. İçerik bağımlı ve içerik bağımsız olmak üzere iki farklı öğrenme ortamı tasarlanmış olup; öğretim süreci başlamadan önce öğrencilerin gruba atanabilmesi için öğrencilerin çalışma belleği kapasitelerini ölçen bir araç uygulanmış ve buna göre gruplar belirlenmiştir. Bununla birlikte, uygulama öncesinde öğrencilere mantıksal akıl yürütme testi, şifre görev performansı testi ve demografik veriler anketi de uygulanmıştır. Her bir grup 23 öğrenciden oluşmakta olup, araştırma deseni dahilinde 4 grup oluşturulmuştur. Uygulamalar sona erdiğinde soyutlama başarı testi uygulanmıştır. Elde edilen bulgular incelendiğinde öğrencilerin cinsiyetlerinin, soyutlama becerilerinin ve sunulan öğrenme ortamlarının öğrencilerin öğrenme performansları üzerine etkisinin olmadığı; çalışma belleği kapasiteleri yüksek olan öğrencilerin çalışma belleği kapasiteleri düşük olan öğrencilere göre ve mantıksal akıl yürütme düzeyi yüksek ve orta olan öğrencilerin mantıksal akıl yürütme düzeyi düşük olan öğrencilere göre öğrenme performanslarının anlamlı düzeyde yüksek olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, öğrencilerin mantıksal akıl yürütme düzeylerinin öğrenme performansını yordadığı; ancak, salt çalışma belleği performansının öğrenme performansını yordamadığı sonucuna ulaşılmıştır.

Abstraction is one of the building blocks in computer science (CS). Thus, it requires a special emphasis in teaching computer science. Abstraction is described as individuals' ignorance of details and focusing on the necessary situation. In teaching CS related concepts, puzzle based learning (PBL) approach is proposed since it emphasizes problem solving as a base. Therefore, it was decided to design the learning environment according to PBL principles. As to individual differences, working memory has been within the scope of cognitive differences. In addition, the levels of logical reasoning and abstraction skills that contribute to abstraction have also been examined. The research group consisted of 92 students in seventh grade in a private school. The research was carried out under factorial design. Two different learning environments, called content dependent and content independent, was designed and a tool was used to measure the capacity of students' working memory so that students could be assigned a group before the beginning of the teaching process and the groups were determined accordingly. In addition, logical reasoning test, cypher task performance test and demographic data questionnaire were applied to the students before the application. Each group consisted of 23 students and four groups were formed within the research design. At the end of the learning activity, an achievement test was applied. When the findings were examined it was seen that students' gender, abstraction skills and the learning environments did not have any effect on students' learning performances. In addition, the students with higher working memory capacities versus the students with low working memory capacities and the students with higher and medium logical reasoning level versus the students with lower logical reasoning level were found to have significantly higher learning performance. Furthermore, it was found that learners' logical reasoning levels had predicted the learning performance but learners' working memory performances had not.