Aproximación a una definición de pensamiento computacional

The aim of this research revolves around a term that has become popular over the years and whose origins took place from the technical perspective of computer science in order to automate information or the production of systems. However, nowadays it is widely used by many professionals from several areas and groups that are interested in understanding and adopting a different way of thinking and assuming life situations. This concept is called Computational Thinking. This research pursues the objective of contributing to the construction of a definition on computational thinking, as well as to the use of this term for educational purposes. The research is descriptive with a documentary design, based on the review of literature related to the subject, in order to properly specify how computational thinking is seen as an option for the representation, acquisition of knowledge and attention to problems, from the viewpoint of experts as ISTE & CSTA (2011), Papert (1980), García-Peñalvo (2016), Wing (2006), among others. It was found that a definition by consensus of computational thinking has been the subject of constant debate within the scientific community, and one of the best options surrounding this kind of thinking is its incorporation into the mandatory school curriculum, from early stages or levels of the educational system, in order to enhance the children’s analytical skills through the application of computer principles.El norte de este trabajo implica hacer eco sobre un término que se ha popularizado a lo largo de los años y cuyos orígenes tuvieron lugar desde la perspectiva técnica de las ciencias informáticas, para la automatización de información o la producción de sistemas, pero que hoy en día, se difunde por muchos profesionales de otras áreas y grupos interesados en comprender y adoptar un método diferente para pensar y asumir situaciones de vida, un concepto llamado pensamiento computacional. Esta investigación persigue el objetivo de contribuir con la construcción de la definición de pensamiento computacional, así como el conocimiento del término para fines formativos. La investigación es de tipo descriptiva con diseño documental, basada en la revisión de literatura relacionada con el tema, para especificar con propiedad la forma en la que el pensamiento computacional es visto como opción para la representación, adquisición de conocimientos y atención a problemas, desde la óptica de expertos como ISTE y CSTA (2011), Papert (1980), García-Peñalvo (2016), Wing (2006), entre otros. Se encontró que una definición consensuada sobre pensamiento computacional ha sido tema de constante debate dentro de la comunidad científica, y que una de las mejores opciones en torno a este pensamiento es su incorporación al currículo escolar obligatorio, desde etapas o niveles tempranos del sistema educativo, en orden de potenciar las destrezas analíticas en el infante a través de la aplicación de fundamentos informáticos

Using elementary patterns to analyse Scratch programs.

Teaching programming to school children is a challenging task, and this re- search contributes in two dimensions. First, it explores issues around “code smells,” such as object naming, long and repeated code, and unused and illogical code, in relation to block-based languages. Second, the suitability of “elementary patterns” as a potential teaching pedagogy to overcome the issues caused by code smells is investigated at a large scale. Elementary patterns such as Whether-or-Not, Alternative-Action, Linear-Search, and Loop-and-a- Half provide a structured approach to teaching programming using recommended practices based on experience gained through worked solutions. Elementary patterns are used as a benchmark in each of the studies re- ported in this thesis: finding code smells in students’ work, analysing the frequency of patterns in users’ projects, measuring progression in skills of Scratch users, the impact of remixing on learning, and evaluation of a selection of resources used for teaching programming. Millions of Scratch programs are analysed by software that reports on the various facets of the use of block-based languages, using programs posted to the online Scratch community as a sample. The results showed little use of modular approaches, infrequent use of variables and collections, and only very light usage of elementary patterns and programming elements in relation to problem solving in students’ work, even after a student has been program- ming in Scratch for many years. Remixing is one of the attractive features in Scratch that aims to support learning by collaboration, where students can take a copy of an existing project and develop it further themselves. The use of remixing was examined to evaluate if it leads to learning and plays any part in improving programming skills. There were no clear signs of progression in children’s depth of understanding with or without remixing. In principle the Scratch language can be used for students to explore elementary patterns, so we explore the teaching resources available in the community to see if they take advantage of this. We find that for novices, most resources covered only introductory ideas when evaluated as a means to teach the fundamentals of programming. This suggests a culture that has developed around Scratch, and potentially other block-based programming languages, that has led to them being regarded as a “toy” system and not taken seriously despite having the full power of programming. This does not necessarily mean that the programming that students do in Scratch is not worthwhile, but it gives some insight into how far most students progress, possibly moving to other languages to learn concepts that are nevertheless supported in Scratch

SENARYO TEMELLİ SCRATCH ÖĞRETİM PROGRAMININ ÖĞRENCİLERİN BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME BECERİLERİNE, PROBLEM ÇÖZME VE PROGRAMLAMA ÜNİTESİ ERİŞİLERİNE ETKİSİ

SENARYO TEMELLİ SCRATCH ÖĞRETİM PROGRAMININ ÖĞRENCİLERİN BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME BECERİLERİNE, PROBLEM ÇÖZME VE PROGRAMLAMA ÜNİTESİ ERİŞİLERİNE ETKİSİ Veysel Karani CEYLAN Tez Doktora Tezi, Eğitim Bilimleri Anabilim Dalı Danışman: Dr. Ruken AKAR VURAL 2020, XXX + 267 sayfa Bu araştırmanın genel amacı; Hedef Temelli Senaryo Öğrenme (HTSÖ) tasarımı ile geliştirilmiş Scratch öğretim programının 6. Sınıf öğrencilerinin BİD becerilerine ve problem çözme ve programlama ünitesi erişilerine etkisinin farklı değişkenlere göre incelenmesi ve bu geliştirilen programın öğretmen görüşlerine göre değerlendirilmesidir. Araştırmada yapı olarak karma yöntemin keşfedici ardışık desen müdahale modeli kullanılmış, bu kapsamda hem nicel desenler hem de nitel desenler işe koşulmuştur. Araştırmanın nicel boyutunda 2X3 (deney, kontrol grubu X ön test, son test ve kalıcılık testi) yarı-deneysel model kullanılmıştır. Araştırmanın nitel boyutunda ise eylem araştırması deseni kullanılmıştır. Araştırmanın nicel örnekleminde tabaka örneklem kullanılarak Milas ilçesindeki sosyoekonomik düzeylerin farklı üç ortaokulun 6.sınıf öğrencileri oluşturmuştur. Nitel çalışma grubunda ise bu okullarda görevli, gönüllü üç bilişim öğretmeni ve 6. Sınıf öğrencisi 19 kişi oluşturmuştur. Uygulama kapsamında bilişim teknolojileri öğretmenlerine problem çözme ve programlama ünitesinin öğretiminin iyileştirilmesine yönelik uygulayıcı öğretmen eğitimi düzenlenmiştir. Bu eğitim sonrası deney ve kontrol gruplarında 8 haftalık müdahale programı uygulanmıştır. Bu programda deney grubu öğrencilerine HTSÖ ile tasarımlanmış öğretim programı uygulanırken, kontrol grubuna ise mevcutta kullanılan MEB programı uygulanmıştır. Araştırmada veri toplama aracı olarak Bilgi İşlemsel Düşünme Öz Değerlendirme (BİDÖD) Ölçeği, Scratch Projesi Değerlendirme Dereceli Puanlama Anahtarı, Akademik Başarı Testi, ve Nitel veri toplama araçları kullanılmıştır. Araştırmada BİDÖD ölçeği ve akademik başarı testi müdahale programının öncesinde, sonrasında ve programın bitişinden 6 hafta sonrada kalıcılığı belirlemek için kullanılmıştır. Nicel veri analizinde tekrarlı ölçümlerde çok değişkenli kovaryans analizi testi (MANCOVA), Friedmann testi ve betimsel istatistiki araçlar kullanılmış, nitel verilerin viii analizinde de içerik analizi ve betimsel analiz teknikleri kullanılmıştır. Araştırma bulgularında; HTSÖ ile öğrenim gören deney grubu öğrencileri ile kontrol grubu öğrencilerinin akademik başarı son test ve kalıcılık testi puanlarında deney grubu lehine anlamlı fark bulunmuştur. Çalışmada bu durum farklı değişkenler içinde kontrol edilmiştir. Bu değişkenler sosyoekonomik okul düzeyi, cinsiyet ve ekran kullanım sıklığıdır. Bulguların bu değişkenlere göre farklılaştığı görülmüştür. Deney ve kontrol grubu öğrencilerinin BİD öz değerlendirme ölçeği son test ve kalıcılık testi ortalama puanlarına göre olan anlamlı fark bulunmazken, test puanları arasında deney grubunun puanlarının farklılaştığı ve yalnızca soyutlama alt ölçeği puanlarına göre gruplar arasında anlamlı farkın olduğu tespit edilmiştir. Scratch proje değerlendirme dereceli puanlama anahtarı puanlarına göre de deney grubunun puanlarının kontrol grubuna göre daha yüksek olduğu, bu durumun aracın alt boyutları olan programlama, BİD, proje geliştirme ve görsel tasarım boyutlarında da daha yüksek olduğu, sosyoekonomik üst düzey okul öğrencilerinin puanlarının da tüm alt boyutlarda diğer okullardan daha yüksek puan elde ettiği belirlenmiştir. Öğrenci ve öğretmenlerin HTSÖ’ ye yönelik görüşlerinde bu yöntemi geleneksel yöntemlere göre çok daha etkili bulduklarını, süreçte hem öğretmenin hem de öğrencinin daha aktif olduğunu, ilgi, motivasyon sorunu yaşamadıklarını, bu derste öğrendikleri bilgileri gerçek hayatta da kullanabileceklerini ifade ederek olumlu görüşler belirtmişlerdir.İÇİNDEKİLER KABUL VE ONAY SAYFASI..............................................................................................iii BİLİMSEL ETİK BİLDİRİM SAYFASI................................................................................ v ÖZET.....................................................................................................................................vii ABSTRACT ...........................................................................................................................ix ÖNSÖZ...................................................................................................................................xi ŞEKİLLER DİZİNİ..............................................................................................................xix ÇİZELGELER DİZİNİ.........................................................................................................xxi GÖRSELLER DİZİNİ.........................................................................................................xxv EKLER DİZİNİ.................................................................................................................xxvii KISALTMALAR DİZİNİ ..................................................................................................xxix GİRİŞ.......................................................................................................................................1 1. BÖLÜM............................................................................................................................10 1. KAVRAMSAL AÇIKLAMALAR ...................................................................................10 1.1. Bilgi İşlemsel Düşünme Becerisi...............................................................................10 1.1.1. Bilgi İşlemsel Düşünmenin Öğretilmesi..........................................................13 1.1.2. BİD’in Ölçme ve Değerlendirme Durumu ......................................................15 1.2. Öğretim, Öğretim Tasarımı, Öğrenme ve Öğretim Kuramı Kavramları ...................17 1.3. Öğretim Modeli, Stratejisi, Yöntemi ve Teknikleri...................................................23 1.4. Hedef Temelli Senaryo Öğrenme ..............................................................................27 1.4.1. Senaryo Türleri ................................................................................................31 1.4.2. HTSÖ Tasarımı ve Bileşenleri.........................................................................34 1.5. Bilgi İşlemsel Düşünme Alanında Öğretmen Yeterlikleri.........................................39 2. BÖLÜM............................................................................................................................44 2. İLGİLİ ARAŞTIRMALAR...............................................................................................44 2.1. BİD Becerileri ile İlgili Yurtiçinde Yapılmış Çalışmalar..........................................44 2.2. BİD Becerileri ile İlgili Yurtdışında Yapılmış Çalışmalar........................................47 xiv 2.3. Senaryo Temelli Öğrenme ile İlgili Yapılan Çalışmalar........................................... 50 3. BÖLÜM............................................................................................................................ 54 3. YÖNTEM.......................................................................................................................... 54 3.1. Araştırma Modeli....................................................................................................... 54 3.1.1. Eylem Araştırması ve Uygulama Basamakları ............................................... 58 3.1.1.1. Problem durumunun belirlenmesi....................................................... 62 3.1.1.2. Eylem planının oluşturulması ............................................................. 65 3.1.1.3. Eylem planı 1 ve uygulaması.............................................................. 65 3.1.1.4. Eylem planı 2 ve uygulaması.............................................................. 66 3.1.1.5. Eylem planı 3 ve uygulaması.............................................................. 67 3.1.2. Nicel Çalışma Grubu - Örneklem.................................................................... 68 3.1.3. Nitel Çalışma Grubu........................................................................................ 70 3.1.4. Uygulayıcı Öğretmenler.................................................................................. 72 3.1.5. Araştırma Ortamı............................................................................................. 73 3.1.6. Geçerlik Komitesi............................................................................................ 76 3.1.7. Araştırmacının Rolü ve Özellikleri ................................................................. 77 3.1.8. Nitel Veriler İçin Geçerlik ve Güvenirlik........................................................ 78 3.2. Verilerin Toplanması................................................................................................. 79 3.3. Veri Toplama Araçları............................................................................................... 80 3.3.1. Bilgi İşlemsel Düşünme Öz Değerlendirme Ölçeği........................................ 81 3.3.2. Bilişim Teknolojileri Dersi Problem Çözme ve Programlama Ünitesi Akademik Başarı Testi (Ön-test, Son-test, Kalıcılık Testi)............................. 90 3.3.3. Dereceli Puanlama Anahtarı............................................................................ 94 3.3.4. Gözlem ............................................................................................................ 96 3.3.5. Görüşme .......................................................................................................... 98 3.3.6. Doküman Analizi ............................................................................................ 99 3.4. Nitel Verilerin Çözümü ve Yorumlanması................................................................ 99 3.5. Deneysel Uygulama Süreci ..................................................................................... 100 xv 4. BÖLÜM..........................................................................................................................102 4. BULGULAR ...................................................................................................................102 4.1. Senaryo Temelli Öğretim Programının Öğrencilerin ABT puanlarına ilişkin Bulguları................................................................................................................102 4.1.1. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu Öğrencilerinin ve MEB Programının Uygulandığı Kontrol Grubu Öğrencilerinin ABT Ön Test Toplam Puanları Kontrol Altına Alındığında, Son Test ve Kalıcılık Testi Puanları Arasında Cinsiyet Açısından Analiz Bulguları.........................................................................................................108 4.1.2. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu Öğrencilerinin ve MEB Programının Uygulandığı Kontrol Grubu Öğrencilerinin ABT Ön Test Toplam Puanları Kontrol Altına Alındığında, Son Test ve Kalıcılık Testi Puanları Arasında Okul Türü Açısından Analiz Bulguları.........................................................................................................113 4.1.3. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu Öğrencilerinin ve MEB Programının Uygulandığı Kontrol Grubu Öğrencilerinin ABT Ön Test Toplam Puanları Kontrol Altına Alındığında, Son Test ve Kalıcılık Testi Puanları Arasında Ekran Kullanımı Açısından Analiz Bulguları .............................................................................................119 4.2. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubu Öğrencilerinin BİDÖD Ölçeği Puanlarına İlişkin Bulgular.......................124 4.2.1. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Ölçeği Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Gruplarda Test Puanları Arasında Anlamlı Fark Var mıdır? ................................................................................125 4.2.2. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Ölçeği Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanlarının Bulguları........................................................................126 4.2.3. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Gurubunun BİDÖD Alt Ölçeği Algoritmik Düşünme Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Gruplarda Test Puanları Arasında Anlamlı Fark Var mıdır? ..................................................127 4.2.4. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Alt Ölçeği Algoritmik Düşünme Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Deney Grubu Lehine Anlamlı Fark Var mıdır?....................................................................128 4.2.5. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Alt Ölçeği Paralelleştirme Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Gruplarda Test Puanları Arasında Anlamlı Fark Var mıdır?.................................................................129 xvi 4.2.6. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Ölçeğinin Alt Ölçeği Olan Paralelleştirme Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Deney Grubu Lehine Anlamlı Fark Var mıdır?............................................. 130 4.2.7. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Alt Ölçeği Ayrıştırma Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Gruplarda Test Puanları Arasında Anlamlı Fark Var mıdır? ................................................................ 131 4.2.8. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Alt Ölçeği Ayrıştırma Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Deney Grubu Lehine Anlamlı Fark Var mıdır?................................................................................ 132 4.2.9. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Gurubunun BİDÖD Alt Ölçeği Soyutlama Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Gruplarda Test Puanları Arasında Anlamlı Fark Var mıdır? ................................................................ 133 4.2.10. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Alt Ölçeği Soyutlama Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Deney Grubu Lehine Anlamlı Fark Var mıdır?................................................................................ 134 4.2.11. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu ve Kontrol Grubunun BİDÖD Alt Ölçeği Otomatikleştirme Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Gruplarda Test Puanları Arasında Anlamlı Fark Var mıdır? ................................................................ 135 4.2.12. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı Uygulanan Deney Grubu Öğrencilerinin ve Bu Eğitimi Almayan Kontrol Grubu Öğrencilerinin BİDÖD Alt Ölçeği Otomatikleştirme Ön Test, Son Test ve Kalıcılık Testi Toplam Puanları Karşılaştırıldığında Deney Grubu Lehine Anlamlı Fark Var mıdır? ...................................................................................................... 136 4.3. Proje Değerlendirme Dereceli Puanlama Anahtarına İlişkin Bulgular........................ 137 4.4. BT Öğretmenleri Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programı’nı Nasıl Değerlendirmektedir?............................................................................................ 143 4.4.1. Bt Öğretmenlerinin Programlama Öğretimi ve BİD ile İlgili Hazırbulunuşluk Durumu............................................................................... 143 4.4.1.1. Programlama eğitimi......................................................................... 144 4.4.1.2. BİD becerilerinin tanımı ve önemi ................................................... 148 4.4.2. BT Öğretmenlerinin BİD Becerilerinin Öğretiminde Karşılaştıkları Engeller Nelerdir ve Bu Engelleri Nasıl Aşmaktadırlar? .............................. 150 4.4.2.1. Öğretmenlerin teknik anlamda yaşadıkları zorluklar........................ 150 xvii 4.4.2.2. Öğretmenlerin eğitim durumları ile ilgili yaşadıkları zorluklar........152 4.4.2.3. Öğretmenlerin öğrenenlerle ilgili yaşadıkları zorluklar....................153 4.4.3. BT Öğretmenleri ve Öğrenciler Deneysel Müdahale Programını Nasıl Değerlendirmektedir?.....................................................................................154 4.4.3.1. Öğretmenlerin geliştirilen öğretim programıyla ilgili deneyimleri ve yaklaşımları...........................................................................................155 4.4.3.2. Öğretim sürecine ilişkin durumlar.....................................................158 4.4.3.3. Öğrenenlerin durumu ........................................................................164 4.4.3.4. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programının Uygulamasına Yönelik Öğrenci Görüşlerine İlişkin Bulgular......................................166 4.4.3.5. Senaryoların değerlendirilmesi .........................................................167 4.4.3.6. Senaryo temelli öğrenmenin uygulanması ........................................169 4.4.3.7. Scratch aracı ve BİD kavramları .......................................................175 5. TARTIŞMA VE SONUÇ ..............................................................................................181 5.1. Tartışma ve Sonuçlar ...............................................................................................181 5.1.1. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programının Öğrencilerin Akademik Başarı Puanlarına Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma ....................................181 5.1.2. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programının Öğrencilerin BİDÖDÖ Puanlarına Etkisi ile İlgili Sonuç ve Tartışma................................................189 5.1.3. Proje Değerlendirme Puanlarına Yönelik Bulguların Sonuç ve Tartışması ..192 5.1.4. Senaryo Temelli Scratch Öğretim Programının Öğretmen ve Öğrenci Görüşlerine Göre Değerlendirilmesinin Sonuç ve Tartışması .......................193 5.2. Öneriler....................................................................................................................201 6. KAYNAKLAR...............................................................................................................203 7. EKLER ...........................................................................................................................232 ÖZGEÇMİŞ .......................................................................................................................26

Az informatika (programozás) oktatásának módszertani kérdései

AZ INFORMATIKA (PROGRAMOZÁS) OKTATÁSÁNAK MÓDSZERTANI KÉRDÉSEI Összefoglaló A disszertáció az informatika-, ezen belül a programozástudásnak definíciójára építve határozza meg az informatikaoktatás célját, a célhoz illeszkedő oktatási és tanulási módszereket, a képesség- és készségfejlesztési módokat és az informatikai tudás minősítésének szempontjait. A tézisek e rendszer alapjairól és kapcsolatukról szólnak: I. Az informatikatudomány gondolkodási módszereiben és eszközeiben egységes rendszert alkot, amelynek sikeres oktatásához tudományspecifikus oktatás-módszertan szükséges. II. Minden, informatikatantervben előírt témát informatikatudományi megközelítéssel oktatva együtt fejleszthető az informatikai gondolkodás, az alkalmazói készségek és a programozási készségek. III. A LAU alapú leírás, valamint ezek kombinációjaként a LAU-modell egy eszköz a tudás-, a készség- és a képességelemek, illetve a tanulási és tanítási folyamat leírására, jellemzésére. IV. Az informatikai gondolkodás – ezzel együtt a programozás – képességének a fejlesztését és gyakorlását a motiváció, az érzelmek, a mentális állapot katalizátorként segíti vagy blokkolja. A pedagógiai gyakorlatban – a tézisekből következően – az informatika és programozás oktatásának módszere nagymértékben egyénre, tanulóra szabott kell legyen