İlköğretim matematik öğretmen adaylarının blok tabanlı programlamayı kullanma süreçleri ve tasarlanan öğrenme ortamlarının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, ilköğretim matematik öğretmen adaylarının; Matematik Dersi Öğretim Programı'nda (Ortaokul 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar) yer alan kazanımların öğretiminde blok tabanlı bir programlama aracı olan Scratch'i eğitim-öğretim sürecine nasıl entegre ettiklerini araştırmaktır. Araştırmanın çalışma grubunu bir devlet üniversitenin İlköğretim Matematik Öğretmenliği Lisans Programı 2. sınıfında (IV. yarıyıl) öğrenim gören Algoritma ve Programlama dersine kayıtlı olan 73 öğretmen adayı oluşturmaktadır. Araştırmada hem nitel hem nicel yöntemlerin bir arada kullanıldığı karma yöntem benimsenmiştir. Araştırmanın nicel boyutunda deneme modellerinden tek grup öntest-sontest zayıf deneysel desen; nitel boyutunda ise bütüncül tek durum deseni benimsenmiştir. Uygulama süreci ilköğretim matematik öğretmen adaylarının bir dönem boyunca aldıkları `Algoritma ve Programlama` dersi kapsamında 14 hafta boyunca gerçekleştirilmiştir. Öğretmen adaylarına Scratch programı eğitimi verilmiştir ve Scratch programı entegre edilmiş ders planları sunulmuştur. Verilen eğitimin ardından öğretmen adaylarından Scratch programında projeler ve Scratch ile entegre edilmiş ders planları hazırlamaları istenmiştir. Araştırmada nitel veriler; araştırmacı tarafından geliştirilen Ders Planı Formu ve Öğretmen Adayları Görüşme Formu aracılığıyla toplanmıştır. Araştırmada nicel veriler; Yadav vd. (2014) tarafından geliştirilen ve araştırmacı tarafından uyarlanan Bilgisayar Bilimi Tutum Ölçeği, Korkmaz vd. (2017) tarafından geliştirilen Bilgi İşlemsel Düşünme Beceri Ölçeği, Çetin ve Erdoğan (2018) tarafından geliştirilen Teknolojik Pedagojik Alan Bilgisi Ölçeği, Dr. Scratch Değerlendirme Aracı ve Scratch Projeleri Değerlendirme Rubriği aracılığıyla toplanmıştır. Nitel verilerin analizinde içerik analizi yöntemi; nicel verilerin analizinde ise Wilcoxon işaretler sıralı testi, bağımlı gruplar için t-testi ve betimsel analiz yöntemleri kullanılmıştır. Araştırmanın sonucunda öğretmen adayları tarafından Scratch'i ders planlarına entegre ederken tercih ettikleri öğrenme alanlarına bakıldığında; genel olarak ders planlarında sayılar ve işlemler öğrenme alanından kazanım seçildiği tespit edilmiştir. Scratch projelerinin ders planlarında entegre edildiği bölüm (giriş, geliştirme, ölçme-değerlendirme) açısından; öğretmen adaylarının Scratch projelerini en fazla giriş+ölçme değerlendirme bölümüne entegre ettikleri; ders planları yalnız üç bölüm açısından bakıldığında ise Scratch'in daha çok ölçme-değerlendirme bölümüne entegre edildiği görülmüştür. Scratch projelerinin öğrenme alanı bazında entegre edildiği plan bölümüne bakıldığında; her öğrenme alanında en fazla ölçme-değerlendirme bölümüne; en az ise giriş bölümüne entegre edildiği belirlenmiştir. Scratch projelerini kullanma biçimleri açısından; ders planlarının geliştirme bölümünde yer alan projelerin çoğunlukla önceden hazırlanıp sınıfa getirilecek şekilde planlandığı; öğrencinin aktif bir şekilde programlama sürecine katılarak dersin işlenmesinin ise daha çok geometri ve ölçme öğrenme alanı için planlandığı tespit edilmiştir. Scratch projeleri ders planlarının giriş bölümüne, çoğunlukla derse olan ilgiyi, merakı, motivasyonu arttırmak için entegre edilirken; projelerin ders planlarının geliştirme bölümüne daha çok dersi verimli anlamlı işleme ve konuyu pekiştirmek, tekrarı sağlamak için entegre edildiği tespit edilmiştir. Scratch'in ders planının ölçme-değerlendirme bölümüne entegre edilmesinin nedeni ise oyun ile değerlendirme yapmaya olanak sağlaması olduğu belirlenmiştir. Scratch entegrasyonu sürecinin öğretmen adaylarının Bilgi İşlemsel Düşünme Becerileri üzerinde ve Bilgisayar Bilimi Tutumlarında bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Sürecin öğretmen adaylarının Teknolojik Pedagojik Alan Bilgisi (TPAB) gelişimleri üzerine ise AB ve TPAB boyutlarına orta düzeyde etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Scratch kullanarak hazırladıkları projelerde kullandıkları programlama kavramlarına bakıldığında; öğretmen adaylarının proje geliştirdikçe rubrikte yer alan ölçütlerin birçoğunun kullanım durumlarında artış olduğu; Rubrikte yer alan ölçütlerin başlangıçta (5. sınıf) hazırlanan projelere kıyasla; sürecin sonuna doğru (8. sınıf) hazırlanan projelerde daha sıklıkla yer aldığı tespit edilmiştir. Öğretmen adayları Scratch programını kullandıkça hazırlanan projelerin bilgi işlemsel düşünme kavramlarının yeterlilik düzeyinde olumlu yönde artışın sağlandığı tespit edilmiştir. Öğretmen adayları çoğunlukla bir öğretim aracı olan Scratch'i kullanmanın matematik öğretimini eğlenceli hale getireceği, öğretim-yöntem zenginliği sağlayacağı görüşünde oldukları belirlenmiştir.

The aim of this study is to determine prospective elementary mathematics teachers; to investigate how they integrate Scratch, a block-based programming tool, into the education and training process in the teaching of the learning outcome in the Mathematics Curriculum (5th, 6th, 7th and 8th Grades). The study group of the research consists of 73 prospective teachers enrolled in the Algorithm and Programming course, studying in the 2nd year of the Primary Education Mathematics Teaching Undergraduate Program of a state university. A mixed method, in which both qualitative and quantitative methods are used together, was adopted in the research. In the quantitative dimension of the research, one group pretest posttest weak experimental design; In the qualitative dimension, a holistic single case design was adopted. The implementation process was carried out for 14 weeks within the scope of the `Algorithm and Programming` course that prospective elementary mathematics teachers took for a semester. Prospective teachers were given Scratch program training and lesson plans with integrated Scratch were presented. After the training, prospective teachers prepare projects in the Scratch and lesson plans integrated with Scratch. Qualitative data in the research were collected through the Lesson Plan Form and the Teacher Candidates Interview Form developed by the researcher. Quantitative data in the research were collected; Computing Attitude Survey developed by Yadav et al (2014) and adapted by the resarcher, Computational Thinking Skill Scale developed by Korkmaz et al (2017), Technological Pedagogical Content Knowledge Scale (TPACK) developed by Çetin and Erdoğan (2018), Dr. Scratch evaluation tool and the Scratch Projects Evaluation Rubric. Content analysis method in the analysis of qualitative data; in the analysis of quantitative data, Wilcoxon signed-rank test, dependent groups t-test and descriptive analysis methods were used. As a result of the research, when the learning areas preferred by the teacher candidates while integrating Scratch into their lesson plans are examined; In general, it has been determined that learning outcomes from numbers and operations learning area are chosen in lesson plans. In terms of the part (introduction, development, measurement-evaluation) where Scratch projects are integrated in the lesson plans; prospective teachers integrated their Scratch projects into the development+measurement-evaluation section the most; When the lesson plans are examined in terms of only three sections, it is seen that Scratch is mostly integrated into the measurement-evaluation section. When we look at the plan section where Scratch projects are integrated based on learning area; at most measurement-evaluation departments in each learning area; it was determined that it was integrated at least in the introduction section. In terms of the way they use Scratch projects; the projects in the development section of the lesson plans are mostly planned to be prepared in advance and brought to the classroom; It has been determined that the course is planned for the learning area of geometry and measurement by actively participating in the programming process of the student. While Scratch projects are integrated into the introductory part of the lesson plans, mostly to increase the interest, curiosity and motivation of the lesson; It has been determined that the projects are integrated into the development part of the lesson plans in order to teach the lesson efficiently, to reinforce the subject and to provide repetition. It has been determined that the reason for integrating Scratch into the measurement-evaluation part of the lesson plan is that it allows evaluation with the game. It has been determined that the process has no effect on the Computational Thinking Skills and Computing Attitudes of the prospective teachers. It has been determined that the process has a moderate effect on the prospective teachers TPACK development on the AB and TPACK dimensions. When we look at the programming concepts they use in the projects they prepare; As the prospective teachers developed projects, the use cases of many of the criteria in the rubric increased; compared to the projects prepared at the beginning (5th grade), the criteria in the rubric; It has been determined that towards the end of the process (8th grade), it takes place more frequently in the projects prepared. As the teacher candidates use the Scratch program, it has been determined that the proficiency level of the computational thinking concepts of the projects prepared positively increases. It has been determined that the prospective teachers are of the opinion that using Scratch, which is a teaching tool, will make mathematics teaching fun and provide teaching-method richness.