Mühendislik ve tasarım becerileri ile entegre edilmiş scratch uygulamalarının fen bilimleri öğretmen adaylarının bazı öğrenme çıktıları üzerine etkisi: Bir karma yöntem araştırması

Abstract

Bu çalışmada mühendislik tasarım becerileri (MTB) ile entegre edilmiş Scratch ile programlama uygulamalarının fen bilimleri öğretmen adaylarının mühendislik tasarım becerileri özyeterlik algıları (MTBÖA), problem çözme becerileri algıları (PÇBA) ve teknolojik pedagojik alan bilgisi özyeterlik inançları (TPABÖİ) üzerindeki etkilerini araştırmak amaçlanmıştır. Çalışmada iç içe karma desen benimsenmiştir. Araştırmada birincil desen tek grup öntest-sontest zayıf deneysel desendir. Araştırmada tamamlayıcı desen ise durum çalışmasıdır. Deney grubunda toplam 14 haftalık ders sürecinin ilk dört haftasında öncelikle algoritma ve programlama eğitimi verilmiştir. Sonraki altı hafta içerisinde Scratch blokları ile ilgili uygulamalara yer verilmiştir. Son dört hafta içerisinde ise deneysel işlem olarak öğretmen adaylarından MTB ile entegre edilmiş Scratch programlama dilini kullanarak ortaokul düzeyindeki öğrencilere sunulabilecek nitelikte olan ve fen bilimleri konularını kapsayan bir ürün tasarlamaları istenilmiştir. Araştırmanın nicel çalışma grubunu 2020-2021 eğitim-öğretim yılı bahar yarıyılı Pamukkale Üniversitesi Fen Bilgisi Öğretmenliği programında öğrenim gören ve Bilişim Teknolojileri Destekli Fen Öğretimi Uygulamaları dersine katılım sağlayan 22 öğretmen adayı oluşturmaktadır. Nitel çalışma grubunda ise görüşmelere dokuz, yansıtıcı günlüklere 12 öğretmen adayı katılmıştır. Çalışmada veri toplama aracı olarak Mühendislik Tasarım Becerileri Özyeterlik Algı Ölçeği (MTBÖAÖ), Problem Çözme Becerileri Algısı Ölçeği (PÇBAÖ), Teknolojik Pedagojik Alan Bilgisi Özyeterlik İnanç Ölçeği (TPABÖİÖ), dereceli puanlama anahtarı (DPA), yansıtıcı günlük, yarı yapılandırılmış görüşme formu, Scratch tasarım defteri ve öğrenci ürünleri kullanılmıştır. Araştırmadan elde edilen nicel bulgulara göre uygulanan denel işlem, öğretmen adaylarının MTBÖA'da orta düzeyde istatiksel olarak anlamlı bir farklılık yaratmıştır. PÇBA'da ve TPABÖİ'de artış sağlarken bu artış, istatiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Ayrıca öğretmen adaylarının performansları ortalama düzeyde bulunmuştur. Nitel verilerin analizi sonucunda MTB, problem çözme becerisi (PÇB), teknolojik pedagojik alan bilgisi (TPAB) ve genel görüş olmak üzere dört tema elde edilmiştir. Elde edilen nitel bulgular, nicel bulguları desteklemekte ve açıklamaktadır. Araştırma sonucuna dayalı olarak, araştırma ve eğitim uygulamaları bağlamında çeşitli önerilerde bulunulmuştur.

In this study, the aim was to investigate the effects of Scratch programming applications integrated with engineering design skills (EDS) on the pre-service science teachers' perceptions of engineering design skills self-efficacy (PEDSS), perceptions of problem solving skills (PPSS), and technological pedagogical content knowledge self-efficacy beliefs (TPACKSB). The research followed an embedded mixed-method design, incorporating a single-group pretest-posttest weak experimental design as the primary approach, and a case study as the complementary design. In the experimental group, during the initial four weeks of the 14-week course period, the emphasis was on algorithm and programming education. Subsequently, for the following six weeks, applications related to Scratch blocks were incorporated. In the final four weeks, pre-service teachers engaged in the experimental procedure where they designed products for secondary school students, integrating Scratch programming language with EDS, focusing on science subjects. The quantitative study encompassed 22 pre-service teachers enrolled in the Pamukkale University Science Education program during the spring semester of the 2020- 2021 academic year, all of whom participated in the Information Technologies Supported Science Teaching Applications Course. The qualitative study group involved nine preservice teachers who took part in interviews and 12 pre-service teachers who provided reflective diaries. Data collection tools included the Engineering Design Skills Self- Efficacy Perception Scale (EDSSPS), Problem Solving Skills Perception Scale (PSSPS), Technological Pedagogical Content Knowledge Self-Efficacy Belief Scale (TPACKSBS), scoring rubric (SR), reflective diaries, semi-structured interview form, Scratch design notebook, and student products. Based on the quantitative findings, the experimental procedure resulted in a moderately statistically significant difference in pre-service teachers' PEDSS. While there was an increase in PPSS and TPACKSB, this increase was not found to be statistically significant. In addition, the performances of the pre-service teachers were found at an average level. As a result of the analysis of the qualitative data, four themes were obtained: EDS, problem solving skills (PSS), technological pedagogical content knowledge (TPACK) and general perspective. The qualitative findings provided support and insights into the quantitative results. Based on the research outcomes, several suggestions are proposed for future studies and educational practices.