Robotik destekli STEM uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin bilgi-işlemsel düşünme, motivasyon ve meslek ilgilerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada STEM etkinliklerinde robotik desteği kullanmanın etkisini incelemekamaçlanmıştır. Çalışmaya Afyonkarahisar 'da bir devlet okulunda altıncı sınıfta öğrenimgören öğrenciler katılmıştır. Çalışmada karma yöntemlerden açıklayıcı ardışık desenkullanılmıştır. Çalışmada 22 katılımcılı deney grubu için Lego Mindstorms EV3 robotseti destekli STEM etkinlikleri, 22 katılımcılı kontrol grubu için temel malzeme destekliSTEM etkinlikleri yapılmıştır. Deney grubu öğrencileri için etkinlikler öncesi LegoMindstorms EV3 eğitimi verilmiştir. Çalışmadaki öğrenciler beş hafta boyunca farklıetkinlikler gerçekleştirmişlerdir. Etkinlikler boyunca mühendislik tasarım süreciadımları yer almıştır. Gruplara ön-test ve son-test olarak Bilgi-işlemsel DüşünmeyeYönelik Öz Yeterlik Ölçeği, STEM Motivasyon Ölçeği ve STEM Mesleklerine İlgiÖlçeği uygulanmıştır. Ayrıca, etkinlikler tamamlandıktan sonra öğrencilere yansımaraporu formu doldurtulmuştur. Araştırma sonuçlarına göre, deney ve kontrol gruplarınınher birisine ait bilgi-işlemsel düşünme becerilerine yönelik öz yeterlik algılarında,STEM motivasyonlarında ve STEM mesleklerine ilgilerinde istatistiksel olarak anlamlıbir artış olduğu görülmüştür. Ön test sonuçlarının ortak değişken, grupların sabitdeğişken olarak tutulduğu ANCOVA testi ile deney grubunda kullanılan robotikdesteğinin STEM etkinlikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Sonuç olarak,öğrencilerin bilgi-işlemsel düşünme becerilerindeki öz yeterliliklerinde, her bir alt alaniçin STEM motivasyonlarında, fen ve matematik mesleklerine olan ilgilerinde anlamlıbir farklılık olmamasına rağmen, teknoloji, mühendislik ve genel STEM meslekleri ilgialanlarında anlamlı bir farklılık olduğuna ulaşılmıştır. Sonuç olarak, STEMetkinliklerinde robotik desteği kullanmanın, öğrencilerin teknoloji, mühendislikalanlarına olan ilgilerine ve genel STEM meslek ilgilerine pozitif bir katkısı olduğugörülmüştür. Uygulama sonundaki yansıma raporlarının sonuçlarına göre ise, öğrencileretkinlikler hakkında genellikle olumlu dönütler vermişlerdir. Etkinlikleri farklı derslerdede kullanmak istemişlerdir. Bunun yanında tasarım ve kodlamada zorlandıklarını dabelirtmişlerdir.Anahtar Kelimeler: Robotik kodlama, Lego Mindstorms EV3, Bilgi-işlemseldüşünme, STEM, Mühendislik tasarım süreci.

This study aims to examine the effect of using robotic support in STEM activities. Sixthgrade students in a public school in Afyonkarahisar participated to the study. In thestudy, explanatory sequential approach, one of the mixed methods, was used. WhileSTEM activities supported by Lego Mindstorms EV3 robot kit were performed for theexperimental group with 22 participants, STEM activities supported by basic materialswere performed for the control group with 22 participants. Lego Mindstorms EV3training was provided for the experimental group students before the activities. Thestudents in the study performed different activities for five weeks. Engineering designprocess steps were included during the events. The Self-Efficacy Scale forComputational Thinking, the STEM Motivation Scale and the Interest Scale for STEMCareers were applied to the groups as pre-test and post-test. In addition, after theactivities were completed, students filled out the reflection report form. According tothe research results, there was a statistically significant increase belonging to each of theexperimental and control groups in the self-efficacy perceptions of computationalthinking skills, in STEM motivations, and their interest in STEM careers. With theANCOVA test in which the pretest results were kept as a common variable and thegroups as a constant variable, the effects of robotics used in the experimental group onSTEM activities were investigated. As a result, it was founded that while there were nosignificant differences in students' self-efficacy in computational thinking skills, STEMmotivation for each sub-field, and interest in science and mathematics professions, thereis a significant difference in their technology, engineering, and general STEMprofessions interests. In summary, using robotic support in STEM activities has beenfound to have a positive contribution to students' interests in technology, engineeringfields and general STEM professional interests. According to the results of thereflection reports at the end of the application, the students gave positive feedback aboutthe activities in general. They also wanted to use the activities in different lessons. Inaddition, they also stated that they had difficulty in designing and codingKeywords: Robotic coding, Lego Mindstorm EV3, Computational thinking, STEM,Engineering design process.