Fen Bilimleri Öğretmen Adaylarına Yönelik Eğitsel Robotik Destekli STEM KursuFen Bilimleri Öğretmen Adaylarına Yönelik Eğitsel Robotik Destekli STEM Kursu

Hızla gelişen bilim ve teknolojiy ile birlikte okullarda robotik araçların sayısının gittikçe artması, STEMeğitimi için oldukça önemli bir adımdır. Diğer taraftan STEM sınıflarında eğitsel robotik araçların başarılı veetkin bir şekilde kullanılması öğretmenlerin ve öğretmen adaylarının ilgilerine ve bilgilerine bağımlı hâlegelmiştir. Bu çalışmanın amacı fen bilimleri öğretmen adaylarına yönelik robotik destekli STEM kursugeliştirmek ve etkililiğini incelemektir. Araştırmada nicel araştırma desenlerinden biri olan tek grup öntestsontestkontrol grupsuz yarı deneysel desen kullanılmıştır. Çalışma Öğretim Teknolojileri ve MateryalGeliştirme dersi bünyesinde 35 fen bilimleri öğretmen adayı ile yürütülmüştür. Veri toplama aracı olarak‘‘STEM Anketi’’ ve ‘‘Öğrenme Aracı Olarak Robotik Teknoloji Kullanma Görüş Anketi’’ ön ve son testolarak uygulanmıştır. Elde edilen bulgular betimsel olarak frekans ve yüzde şeklinde ve bağımlı t-testiyöntemi ile analiz edilmiştir. Elde edilen bulgulara göre robotik destekli STEM kursu hem öğretmenadaylarının STEM disiplinleri arasındaki ilişkiyi anlamlı bir şekilde yapılandırmasına hem de robotikaraçların fen bilimleri dersinde bir öğretim aracı olarak kullanılmasına karşı pozitif yönde düşüncelerinindeğişmesine katkı sağlamıştır. Diğer taraftan kurs sonunda adayların çoğunluğu robotik destekli fen öğretimisırasında maliyet, zaman sınırlılığı ve teknik problemler gibi birtakım engeller ile de karşılaşacaklarınıdüşünmektedir. Bu bağlamda robotik destekli STEM eğitimi ayrı bir ders olarak yürütülebilir ve eğitselrobotik etkinliklerin sınıf uygulamaları ‘‘Öğretmenlik Uygulaması I-II’’ derslerinde uzman öğretimelemanları rehberliğinde uygulanabilir. Küresel Covid-19 pandemisi nedeniyle bu tür araştırmalar ‘‘KitleselAçık Çevrimiçi Kurs (MOOC)’’ çalışmaları şeklinde düzenlenebilir.

Educational Robotics Supported STEM Course for Prospective Science Teache

With the rapidly developing science and technology, the increasing number of robotic devices in schools is a very important step for STEM education. On the other hand, the successful and effective use of educational robotic tools in STEM classrooms has become dependent on the interests and knowledge of teachers and teacher candidates. The aim of this study is to develop a robotic assisted STEM course for prospective science teachers and examine its effectiveness. In the study, a single group pretest-posttest quasiexperimental design without control group was used, which is one of the quantitative research designs. The study was conducted with 35 prospective science teachers within the Instructional Technologies and Material Development course. "STEM Questionnaire" and "Using Robotic Technology as a Learning Tool" were applied as pre and post tests as data collection tools. The obtained findings were analyzed descriptively in terms of frequency and percentage and with the dependent t-test method. According to the findings obtained, the robotic supported STEM course contributed to both prospective teachers' constructing the relationship between STEM disciplines in a meaningful way and changing their positive thoughts against the use of robotic tools as a teaching tool in science lessons. On the other hand, at the end of the course, most of the candidates think that they will encounter some obstacles such as cost, time limitation and technical problems during robotic assisted science teaching. In this context, robotic supported STEM education can be carried out as a separate course and classroom applications of educational robotic activities can be applied in "Teaching Practice I-II" courses under the guidance of expert instructors. Due to the Global Covid-19 pandemic, this type of research can be organized as "Mass Open Online Course (MOOC)" studies.

PDF

___

Alimisis, D. (2012). Robotics in Education & education in robotics: Shifting focus from technology to pedagogy. Paper presented at the Robotics in Education
Alimisis, D., & Kynigos, C. (2009). Constructionism and Robotics in education. In: Alimisis, D. (ed.) Teacher Education on Robotic-Enhanced Constructivist Pedagogical Methods, (pp. 11-26). ASPETE.
Altin, H., & Pedaste, M. (2013) Learnıng Approaches to Applyıng Robotıcs in Scıence, Educatıon, Journal of Baltic Science Education, 12(3), 365-377.
Atmatzidou, S., & Demetriadis, N.S. (2016). Advancing students’ computational thinking skills through educational robotics: A study on age and gender relevant differences, Robotics and Autonomous Systems, 75B, 661-670. https://doi.org/10.1016/j.robot.2015.10.008
Benitti, F.B.V. (2012). Exploring the educational potential of robotics in schools: A systematic review. Computers & Education, 58 (3), 978-988.
Bers, M., & M. Portsmore (2006). Teaching partnerships: early childhood and engineering students teaching math and science through robotics. Journal of Science Education and Technology 14 (1), 59–73.
Bers, M.U., Flannery, L., Kazakoff, E.R., & Sullivan, A. (2014). Computational thinking and tinkering: Exploration of an early childhood robotics curriculum. Computers & Education, 7(2), 145–157. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2013.10.020
Butting, A., Konar, S., Rumpe, B., & Wortmann, A. (2018). Teaching Model-Based Systems Engineering for Industry 4.0: Student Challenges and Expectations. In ACM/IEEE 21th International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems, Copenhagen, Denmark.
Büyüköztürk, Ş. (2007). Deneysel desenler öntest-sontest kontrol grubu desen ve veri analizi. Pegem A Yayıncılık.
Bybee, R.W. (2010). What is STEM education. Science, 329, 996. 10.1126/science.1194998
Cameron, R.G. (2005). Mindstorms Robolab: Developing Science Concepts During a Problem Based Learning Club. Unpublished Doctoral Dissertation. The University of Toronto.
Çayır, E. (2010). Lego-Logo ile Desteklenmiş Öğrenme Ortaminin Bilimsel Süreç Becerisive Benlik Algisi Üzerine Etkisinin Belirlenmesi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi. Sakarya Üniversitesi.
Chen, Y., & Chang, C. (2018). The Impact of an ıntegrated robotics STEM course with a sailboat topic on high school students’ perceptions of ıntegrative STEM, ınterest, and career orientation, URASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(12),1-19, https://doi.org/10.29333/ejmste/94314
Çınar, S. (2017). Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Öğretim Materyali Olarak Robotik Teknoloji Kullanımı İle İlgili Düşünceleri, Ulead 2017 Annual Congress: Icre,437-442.
Demo, G.B., Moro, M., Pina, A., & Arlegui, A. (2012). In and out of the school activities implementing IBSE and constructionist learning methodologies by means of robotics. In B. S. Barker, G. Nugent, N. Grandgenett ve V. Adamchuk (eds.), Robots in K-12 education: A new technology for learning (pp. 66-92). Hershey PA: IGI Global.
Dönmez, İ. (2017). STEM eğitimi çerçevesinde robotik turnuvalara yönelik öğrenci ve takım koçlarının görüşleri (Bilim kahramanları buluşuyor örneği). Eğitim, Bilim ve Teknoloji Araştırmaları Dergisi, 2(1), 25-42.
Dugger, W. E. (2010). Evolution of STEM in the United States (Paper) Presented at the 6th Biennial International Conference on Technology Education Research on Dec 8-11, 2010 in Australia.
Eguchi, A. (2010). What is educational robotics? Theories behind it and practical implementation. Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference. Chesapeake, VA: AACE.
Eguchi, A. (2016). RoboCupJunior for promoting STEM education, 21st century skills, and technological advancement through robotics competition. Robotics and Autonomous Systems, 75(B), 692–699.
Ekiz, D. (2003). Eğitimde araştırma yöntem ve metodlarına giriş: Nitel, nicel ve eleştirel kuram metodojileri. Anı Yayıncılık.
Eraslan, M., Koç Şenol, A., Kılınç, A., & Böyük, U. (2013). Üstün zekâlı öğrencilerin fenöğretiminde robot teknolojisinin kullanımına yönelik görüşleri. Researcher: Social Science Studies,1, 24-39.
Erdem, A. (2019). Robotics Training of Science and Arts Center Teachers: Suleymanpasa/Tekirdag Case. Journal of Education and Training Studies. 7(7), 50-61.
Erten, E. (2019). Kodlama ve Robotik Öğretimi Üzerine Bir Durum Çalışması. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
Freeman, S.F., Jaeger, B.K. ve Brougham, J. C. (2004). Pair programming: More learning and less anxiety in a first programming course. In Proc. ASEE Ann. Conf. (pp. 8885-8893).
Göncü, A., Çetin, İ., & Top, E. (2018). Öğretmen adaylarının kodlama eğitimine yönelik görüşleri: bir durum çalışması, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, 48, 85-110.
Grubbs, M. ve Strimel, G. (2015). Engineering design: the great ıntegrator, Journal of STEM Teacher Education, 50 (1),77-90.
Hadjiachilleos, S., Avraamidou, L. ve Papastavrou, S. (2013). The use of lego technologies in elementary teacher preparation. Journal of Science Education and Technology, 22(5), 614-629.
Jaipal-Jamani, K., & Angeli, C. (2017). Effect of robotics on elementary preservice teachers’ selfefficacy, science learning, and computational thinking. Journal of Science Education and Technology, 26(2), 175-192.
Jormanainen, I., Zhang, Y. ve Sutinen, E. (2007). Pedagogical Agents for Teacher Intervention in Educational Robotics Classes: Implementation Issues. In Digital Game and Intelligent Toy Enhanced Learning, 2007. DIGITEL'07. The First IEEE International Workshop on (pp. 49-56). IEEE.
Karasar, N. (2012). Bilimsel Araştırma Yöntemi. Nobel Yayıncılık.
Karim, M.E., Lemaignan, S., & Mondada, F. (2015). A review: Can robots reshape K-12 STEM education? 2015 IEEE International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO 2015), Lyon, France,.
Kay, J.S., Moss, J.G., Engelman, S., & McKlin, T. (2014). Sneaking in through the back door: Introducing K-12 teachers to robot programming. In Proceedings of the 45th ACM Technical Symposium on Computer Science Education (pp. 499-504). New York, NY, USA: ACM.
Kee, D. (2011) "Educational Robotics—Primary and SecondaryEducation [Industrial Activities]," Robotics & Automation Magazine, IEEE,18(4),16 -19.
Khanlari, A., & Kiaie, F.M. (2015). Using Robotics for STEM Education in Primary/Elementary Schools: Teachers’ Perceptions, The 10th International Conference on Computer Science & Education (ICCSE 2015), July 22-24, 2015. Cambridge University, UK.
Khanlari, A (2014), Teachers’ Perceptıons Of Usıng Robotıcs In Prımary/Elementary Schools In Newfoundland And Labrador. Unpublished Doctoral Dissertation, Memorial University.
Kılınç, A., Koç Şenol, A., Eraslan, M., & Böyük U. (2013). Robotik destekli fen öğretimi: Bilsem örneği. International Symposium on Changes and New Trends in Education, November 22- 24, Konya, Turkey.
Kim, C., Kim, D., Yuan, J., Hill, R.B., Doshi, P., & Thai, C.N. (2015). Robotics to promote elementary education pre-service teachers’ STEM engagement, learning, and teaching. Computers & Education, 9(1),14-31.
Koç, Ş.A. (2012). Robotik Destekli Fen ve Teknoloji Laboratuvar Uygulamaları: ROBOLAB, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi.
Miles, M, B., & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis: An expanded Sourcebook. (2nd ed). Thousand Oaks, CA: Sage.
Ortiz, M.A. (2015). The power of educational robotics as an ıntegrated STEM learning, Experience in Teacher Preparation Programs, 44(5), 42-47.
Ortiz, A.M., Bos, B., & Smith, S. (2015). The power of educational robotics as an integrated STEM learning experience in teacher preparation programs. Journal of College Science Teaching, 44(5), 42-47.
Özdemir, D., Karaman, S., Özgenel, C., & Özbolat, A. (2015) Zihinsel Engellilere Yönelik Robot Destekli Öğrenme Ortamlarında Etkileşim Alternatiflerinin Belirlenmesi, Journal of Research in Education and Teaching, 4(1), 2146-919.
Özdoğru, E. (2013). Fiziksel Olaylar Öğrenme Alanı İçin Lego Program Tabanlı Fen ve Teknoloji Eğitiminin Öğrencilerin Akademik Başarılarına, Bilimsel Süreç Becerilerine ve Fen ve Teknoloji Dersine Yönelik Tutumlarına Etkisi. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi.
Perritt, D.C. (2010). Including professional practice in professional development while improving middle school teaching in math. National Teacher Education Journal, 3(3), 73-76.
Ramli, R., Yunus, M.M., & Ishak, N.M. (2011). Robotic teaching for Malaysian giftedenrichment program. Procedia - Social and Behavioral Sciences,15,2528 –2532. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2011.04.139
Stripling, T., & Simmons, B. (2016). Get Students Revved Up! Robotics Brings Excitement to STEM. Tech Directions, 75(7), 13.
Sullivan, F.S., & Moriarty, M.A. (2009). Robotics and discovery learning: Pedagogical Beliefs, teacher practice, and technology integration. Technology and Teacher Education, 17(1), 109-142.
Şişman, B., & Küçük, S. (2018). Öğretmen adaylarının robotik programlamada akış, kaygı ve bilişsel yük seviyeleri, EĞİTİM TEKNOLOJİSİ Kuram ve Uygulama, 8(2), 108-124.
Whitehead, S. H. (2010). Relationship of robotic implementation on changes in middle school students‟ beliefs and interest toward science, technology, engineering and mathematics. Unpublished Doctoral Dissertation, Indiana University.