Orijinal Makale Başlığı: Algoritma ve akış şeması kavramlarının öğretiminde akıllı bir yazılım sistemi kullanımı Makalenin İngilizce Başlığı: Usage of an ıntelligent software system in teaching algorithm and flowchart concepts Yazar(lar): Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ Kaynak Gösterimi İçin: Köse, U., & Tüfekçi, A. (2015). Algoritma ve akış şeması kavramlarının öğretiminde akıllı bir yazılım sistemi kullanımı. Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 569-586, http://dx.doi.org/10.14527/pegegog.2015.031. Original Title of Article: Algoritma ve akış şeması kavramlarının öğretiminde akıllı bir yazılım sistemi kullanımı English Title of Article: Usage of an ıntelligent software system in teaching algorithm and flowchart concepts Author(s): Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ For Cite in: Köse, U., & Tüfekçi, A. (2015). Algoritma ve akış şeması kavramlarının öğretiminde akıllı bir yazılım sistemi kullanımı. Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 569-586, http://dx.doi.org/10.14527/pegegog.2015.031. Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 www.pegegog.net Algoritma ve Akış Şeması Kavramlarının Öğretiminde Akıllı Bir Yazılım Sistemi Kullanımı Utku KÖSE*a, Aslıhan TÜFEKÇİb aUşak Üniversitesi, Bilgisayar Bilimleri Uyg. ve Arş. Mrk., Uşak /Türkiye bGazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi, Ankara/Türkiye Makale Bilgisi Öz Bu çalışmanın amacı, bilgisayar programlamanın önemli konuları: algoritma ve akış DOI: 10.14527/pegegog.2015.031 şeması kavramlarının öğretilmesi için geliştirilmiş olan, Yapay Zekâ destekli bir eğitsel Makale Geçmişi: yazılım sistemini tanıtmak ve sistemin başarımını değerlendirmek için elde edilen Geliş 16 Temmuz 2015 bulgulara değinmektir. Çalışma kapsamında tanıtılan yazılım sistemi, bilgisayar Düzeltme 03 Eylül 2015 programlama temel kavramlarının öğretimi düsturuna sıkı bir şekilde bağlı kalmakta, Kabul 18 Kasım 2015 ancak bunu Yapay Zekâ destekli, akıllı bir mekanizma çerçevesinde gerçekleştirmektedir. Yazılımın etkili bir öğretim aracı olup olmadığı konusunda fikir Anahtar Kelimeler: edinmek için genel bir değerlendirme süreci planlanmış; çalışmaya konu olan öğrenciler, bu süreçten geçirilmiştir. Değerlendirme süreciyle elde edilen bulgular, Bilgisayar programlama, Algoritma, geliştirilen yazılım sisteminin, algoritma - akış şeması kavramlarını ve bilgisayar Akış şeması, programlamanın temel odak noktası olan algoritmik düşünce mantığını etkili bir şekilde Yapay zekâ, öğretilmesi noktasında başarılı olduğunu göstermiştir. Ek olarak; yazılım sisteminin, Eğitsel yazılım sistemi. öğrencilerin bilgisayar programlama temellerine yönelik derslerdeki başarı oranlarını artırdığını ve gerek yazılımın, gerekse gerçekleşen eğitimsel süreçlerin, öğrenciler tarafından oldukça etkili bulunduğunu da ifade etmek mümkündür. Usage of an Intelligent Software System in Teaching Algorithm and Flowchart Concepts Article Info Abstract Objective of this work is to introduce an Artificial Intelligence supported educational DOI: 10.14527/pegegog.2015.031 software system, which has been developed for teaching important subjects of Article history: computer programming: algorithm and flowchart concepts, and touch upon the Received 16 July 2015 findings, which were obtained for evaluating success of the system. The software Revised 03 September 2015 system introduced in the work is tightly connected to the rule of teaching essential Accepted 18 November 2015 computer programming concepts, but ensures this task in the context of an Artificial Intelligence supported, intelligent mechanism. In order to have idea about whether Keywords: the software is an effective teaching tool or not, a general evaluation process has been Computer programming, planned; students subjected to the work have been taken into this process. Findings Algorithm, obtained via evaluation process have shown that the developed software system is Flow chart, successful at effectively teaching the algorithmic thinking logic, which is the essential Artificial intelligence, focus, and algorithm - flowchart concepts. Additionally, it is also possible to express Educational software system. that the software system has improved students’ success rates in the courses related to essentials of computer programming and students have found both software and the performed educational processes pretty effective. *Yazar: [email protected] Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 Giriş Bilgisayar programlama, bilgisayar tabanlı sistemlerin istekler doğrultusunda çalışması ve problemleri çözme konusunda yönlendirilmesi için sahip olunması gereken temel bir beceridir. Günümüz teknolojisinde meydana gelen hızlı gelişme ve iyileşmeler, bilgiye olan ihtiyaçların artması ve ihtiyaç duyulan bilgiye hızlı erişim sağlayabilme gibi değişimler, bilgisayar programlamaya yönelik temel düzeyde bilgi ve becerilerin farklı araştırma / bilim / faaliyet alanlarında da gerekli bir hale gelmesine sebep olmuştur. Hatta son zamanlardaki gelişmeler, bilgisayar programlama yaklaşımının okul ortamlarına yayılma hızının arttığını göstermektedir (Kafai & Burke, 2015; Sterritt et al., 2015). Bilgisayar programlamaya yönelik artan bu ilgi, ilgili bilgi ve becerilerin kazandırılması yönünde eğitimsel süreçlerin de birçok çalışmaya konu olmasını sağlamıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar, bilgisayar programlamanın öğrenilmesi ve öğretilmesi noktasında dönüm noktası teşkil eden tecrübeleri ön plana çıkarmıştır. Bilgisayar programlama öğretiminde söz konusu olan en önemli tecrübe, hiç kuşkusuz ki algoritma ve akış şeması kavramlarının öğrenilmesi süreci olmaktadır. Bu nedenle özellikle bu kavramların etkin öğretilebilmesi üzerine kurgulanan çalışmalar, son yıllarda oldukça rağbet görmektedir. Konuya ilişkin literatür incelendiğinde, bilgisayar programlamanın öğretilmesi / öğrenilmesi noktasında çözülmesi gereken farklı sorunlar olduğu da görülmektedir. Özellikle problem çözme yaklaşımları ve çözüm tasarlayabilme yeteneklerinin etkin düzeyde elde edilememesi, bilgisayar programlama becerisinin öğrenilmesi zor bir yaklaşım olarak kabul edilmesine sebep olabilmektedir (Moser, 1997; Pillay, 2003; Pillay & Jugoo, 2005). Bu sorunun üstesinden gelmek adına programlama becerisinin anlaşılması, farklı yollarla kazandırılması ve bilgisayar programlamaya temel teşkil eden derslerdeki katılım oranı düşüşlerinin ortadan kaldırılabilmesi yönünde çalışmalar gerçekleştirilmiştir (Bau et al., 2015; Bennedsen & Caspersen, 2007; Cañas et al., 1994; Cutts et al., 2014; Esteves et al., 2011; Krpan et al., 2015; Michaelson, 2015; Robins et al., 2003; Wiedenbeck et al., 2004; Wiedenbeck et al., 1999; Yadin, 2011). Bu bağlamda, gerçekleştirilen çalışmalar neticesinde ortaya çıkan önemli bir eğilim de, kullanımı kolay, görsel açıdan zengin ve etkileşimli öğretim ortamlarının literatüre kazandırılması olmuştur. Örneğin, Massachusetts Teknolojisi Enstitüsü’nde geliştirilen Scratch programı, bilgisayar programlamanın temelleri niteliğindeki algoritmaların ve algoritmik düşünce mantığının öğretilmesi adına etkin bir araç olarak kullanılmaktadır (Armoni et al., 2015; Maloney et al., 2010; Resnick et al., 2009). Yine ilgili literatürde, görsel süreçlerden yararlanan ve bilgisayar programlama ve algoritmik düşünce mantığı öğretimine odaklanan farklı uygulamalar da söz konusudur (Carlisle et al., 2005; Chen & Morris, 2005; Hooshyar et al., 2015). Konuya ilişkin olarak değinilmesi gereken diğer bir husus da, Yapay Zekâ yaklaşım, yöntem ve tekniklerinin eğitimsel yazılım sistemleri tasarlanıp geliştirilmesinde aktif olarak kullanılıyor olmasıdır. Dolayısıyla, görsel ve etkileşimli kullanım özelliklerinin ötesinde, akıllı organizasyon, değerlendirme ve kullanım özelliklerinin işe koşulabilmesine imkân sağlayan Yapay Zekâ desteği, eğiticilerin ilgi alanı içerisinde olmaya devam etmektedir (Dorça, 2015; Jain et al., 2013; Matsuda et al., 2015; Wenger, 2014). Bilindiği üzere, bilgisayar programlama mantığının öğretimi aşamasında yüksek etkileşimli ve pratik uygulama süreçleri sunmayı amaç edinen farklı yazılım sistemleri araştırmacılar tarafından, özellikle son yıllarda sıklıkla geliştirilmektedir. Genel olarak incelendiğinde, görsel işlevselliği yüksek nitelikte olan ve kullanıcıların kod parçalarından ziyade; görsel kullanım mantığına dayalı elementleri kullanarak uygulamalar oluşturabildiği ve nihayetinde algoritmik akışı daha kolay algılayabildiği bu yazılımlar, eğitim kurumları tarafından büyük rağbet görmektedir. Gerçekleştirilen bu çalışmada ortaya konulan yazılım sistemi, bilgisayar programlama temel kavramlarının öğretimi düsturuna sıkı bir şekilde bağlı kalmakta, ancak bunu Yapay Zekâ destekli, akıllı bir mekanizma çerçevesinde gerçekleştirmektedir. Bu bağlamda çalışmanın amacı; “bilgisayar programlamanın önemli konuları: algoritma ve akış şeması kavramlarının öğretilmesi için geliştirilmiş olan, Yapay Zekâ destekli bir eğitsel yazılım sistemini tanıtmak ve sistemin başarımını değerlendirmek için elde edilen bulgulara değinmek” şeklindedir. Alt-amaçları şöyle ifade etmek mümkündür: 570 Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 • Akıllı yazılım sistemini kullanmış olan deney grubundaki öğrenciler ile mevcut, geleneksel eğitim süreci kapsamında yer almış olan kontrol grubundaki öğrencilerin akademik başarımları arasında farklılık var mıdır? • Akıllı yazılım sistemini kullanmış olan deney grubundaki öğrencilere sistem ortamındaki problemlerden uygun olanlar, akıllı bir biçimde sunulabilmekte midir? • Akıllı yazılım sistemini kullanmış olan deney grubundaki öğrenciler, derslerinde böyle bir yazılım sisteminin kullanılması konusunda olumlu fikirlere sahip midir? Algoritma ve Akış Şeması Öğretiminde Akıllı Yazılım Sistemi Çalışmada ortaya konulan; akıllı yazılım sisteminin eğitimsel anlamda amacını ve katkılarını anlamak adına; geliştirilen Yapay Zekâ mekanizmasını ve yazılım sisteminin kullanım yapısını ele almakta fayda vardır. Bu bağlamda, yazılım sisteminin Yapay Zekâ mekanizmasına ve kullanım özellik - işlevleri bu bölüm altında kısaca açıklanmaktadır. Yapay Zekâ Mekanizması Yazılım sisteminde öğreticiler sisteme algoritma ve/veya akış şeması problemlerini tanımlamakta ve muhtemel çözümleri tasarlamaktadır. Bu noktada her bir problem için 1 ile 5 arasında zorluk düzeyleri belirlenmektedir. Muhtemel çözümlere göre öğrencilerin tasarladıkları algoritma / akış şemalarında şu kıstaslara göre puanlama yapılmaktadır: • Uygun şart - koşul yapılarının kurulması, • Uygun döngü yapılarının kurulması, • Algoritma ve akış şeması dallanmalarının doğru yapılması, • Algoritma ve akış şeması tanımlamalarının doğru yapılması. Belirlenen her kriterin farklı puan aralıklarını hedef alan çeşitli dönütler de (mesaj, örnek resim, video, Web sayfası, doküman gösterimi… vb.) yine öğretici tarafından sisteme tanımlanmaktadır. Öğreticiler yine sistem üzerinde tanımladıkları ufak test sınavları ile öğrenci başarımı ölçebilmektedir. Öğrencilerin gerçekleştirmiş olduğu problem, test çözümü… vb. aktiviteler sonrası farklı kategorilerde elde ettikleri puanlar bir Yapay Sinir Ağları sistemine giriş olarak verilmektedir. Buna göre, girişler kısaca şu şekildedir: • 1. Giriş: Uygun şart - koşul yapılarının kurulması, • 2. Giriş: Uygun döngü yapılarının kurulması, • 3. Giriş: Algoritma ve akış şeması dallanmalarının doğru yapılması, • 4. Giriş: Algoritma ve akış şeması tanımlamalarının doğru yapılması, • 5. Giriş: (varsa) test genel başarı puan ortalaması. Yapay Sinir Ağı’nın çıkış katmanında ise zorluk düzeyi ve dönüt değeri bilgileri elde edilebilmektedir. Buna göre; her bir öğrenci, gerçekleştirdiği aktiviteler sonrasında belirli zorluk düzeyi ve dönüt değeri bilgilerine sahip olmaktadır. Sistem böylece yeni problemleri görüntülerken öğrencilerin zorluk düzeyi ve dönüt değeri bilgileri dikkate alarak seçim işlemi gerçekleştirmektedir. Kurulan Yapay Sinir Ağı modelinin temsili bir şeması Şekil 1 altında sunulmuştur. Metni teknik detaylara boğmamak adına Yapay Sinir Ağı tekniğinin detaylarına değinilmemiştir. Bu nedenle ilgili tekniğe ilişkin bilgi edinmek isteyen okurlara genel kaynak olarak (Anderson & McNeill, 1992; Basheer & Hajmeer, 2000; Hassoun, 1995; Yegnanarayana, 2009) önerilmektedir. 571 Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 Şekil 1. Akıllı yazılım sisteminde kullanılan Yapay Sinir Ağı modeline yönelik şema. Yapay Zekâ mekanizmasının işleyişine yönelik olarak ifade edilmesi gereken diğer bazı noktalar da şu şekildedir: • Sistemde her yeni algoitma / akış şeması problemi tanımlama sonrası örnek giriş puanları (varsa testler de eklenerek) ve beklenen zorluk düzeyi ile dönüt değeri tanımlamaları yapılarak Yapay Sinir Ağı sisteminin kendi kendini eğitmesi sağlanmaktadır. • Böylelikle sistemde her yeni problem aktivitesi yerine getirildikten sonra öğrencinin elde ettiği zorluk düzeyi ve dönüt değeri bilgilerine göre iki mekanizma devreye girmektedir. Buna göre: o Sistem bir sonraki örnek problemi elde edilen zorluk değerine en yakın durumdaki rastgele adaylardan seçmektedir. o Elde edilen dönüt değerinin ağırlığına göre puan kıstaslarına yönelik verilmiş olan dönütler işletilmektedir. Genel Kullanım Özellikleri Yazılım sisteminde öğreticiler ve öğrenciler için iki ayrı arayüz yapısı vardır. Öğreticilere yönelik arayüzler daha çok problem, muhtemel problem çözümleri, dönütler, testler… vb. unsurları tanımlamaya, öğrenci durumlarını ön izlemeye yönelik iken; öğrenci arayüzleri problem ve test çözmeye yöneliktir. Sistemin en önemli özelliği, günümüzde oldukça revaçta olan sürükle - bırak mekanizmasına dayalı problem tanımlama / çözme özelliklerine ve işlevlerine sahip olmasıdır. Yazılım sistemi, hızlı ve pratik bir kullanım tecrübesi sağlamak için Windows Form yapısında tasarlanmış ve C# programlama diliyle Visual Studio 2012 geliştirme ortamında kodlanmıştır. Görsel tasarımda gereksiz ayrıntılardan sakınılmış, sadece öğretim / öğrenim sürecine katkı sağlayacak unsurların işe koşulması amaçlanmıştır. Yazılım kapsamında tipik bir öğrenci arayüzü, sol alanda sürükle - bırak mekanizmasıyla kullanılabilecek algoritma ve akış şeması kontrolleri, sağ alanda ise aktif probleme yönelik unsurlardan ve çözüm alanından oluşmaktadır. Yine arayüzün üst kısmında yazılıma ilişkin çeşitli işlevlere ulaşılabilmektedir. Algoritma ve akış şeması kontrollerine yönelik bir ekran görüntüsü Resim 1’de sunulmuştur. 572 Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 Resim 1. Öğrenci arayüzünde algoritma ve akış şeması kontrolleri. Çözüm alanında oluşturulan her algoritma / akış şeması yapısı, ilgili kontroller üzerine tıklanarak düzenlenebilmekte ve muhtemel bir çözüm tamamlandıktan sonra sistem tarafından değerlendirilebilmesi için öğrenci tarafından onaylanabilmektedir. Resim 2 kapsamında örnek bir problem ve çözüm alanından ekran görüntüsü görülebilmektedir. Resim 2. Örnek bir problem ve çözüm alanı. Yapay Zekâ mekanizması açıklanırken de değinildiği üzere, öğrencilerin sahip oldukları zorluk düzeyi ve dönüt değeri bilgileri, yeni - uygun problemlerin seçilmesine ve problemler esnasında yazılım sistemi tarafından dönütler sağlanmasına ön ayak olmaktadır. Bu noktada ilgili dönütler, yazılım tarafından öğrencilerin farklı problemlere veya kaynaklara yönlendirilmesini veya problem çözümlerinde yapılan hatalar konusunda uyarılarda bulunulmasını amaçlamaktadır. Resim 3 altında bazı örnek dönütler gösterilmiştir. Resim 3. Yazılım sisteminden örnek dönütler. 573 Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 Öğretici arayüzü ele alındığında ise, daha çok algoritma / akış şeması problemlerinin veya genel materyallerin, testlerin… vb. yan unsurların oluşturulabildiği bir arayüz ile karşı karşıya kalınmaktadır. Özellikle algoritma / akış şeması problemleri oluşturulurken öğreticiler problem tanımlamaları ve her bir problem için muhtemel çözüm senaryolarını oluşturabilmektedir. Çözüm senaryoları oluşturulurken, - tıpkı öğrenci arayüzünde olduğu gibi- algoritma veya akış şeması kontrolleri sürükle - bırak yaklaşımı ile bir araya getirilebilmektedir. Eklenen her yeni kontrolün, öğrenci tarafından yapılan işlemlere veya oluşturulan bağlantılara göre puanlandırılması sağlanabilmektedir. Seçili bir akış şeması kontrolüne yönelik olarak ekrana getirilen puanlama panelinden örnek bir ekran görüntüsü Resim 4 altında sunulmuştur. Resim 4. Seçili bir akış şeması kontrolüne yönelik olarak ekrana getirilen puanlama paneli. Kısaca açıklanan arayüzler sayesinde, hem öğreticilerin hem de öğrencilerin etkileşimli bir eğitimsel yazılım ortamında aktif duruma gelmesi; böylece algoritma ve akış şeması kavramlarına yönelik bilgi ve becerilerin kazandırılmasına dayalı aktiviteleri yerine getirmesi sağlanabilmektedir. Böylelikle spesifik programlama dilleri kapsamında bilgisayar programlamaya yönelik ileri düzey konulara geçmeden önce, algoritmik düşünce mantığının istendik düzeylerde tecrübe edinilmesi (ve dolayısıyla kazanılması) mümkün olmaktadır. Her ne kadar çalışmanın amaçlarına uygun olarak tasarlanıp geliştirilmiş olsa da, akıllı eğitimsel yazılım sisteminin etkinliğini ve başarımını bir şekilde değerlendirmek gerekmektedir. Bu nedenle sonraki bölümde, gerçekleştirilen değerlendirme süreçleri açıklanmıştır. Yöntem Yapay Zekâ mekanizması ve genel kullanım özellikleri açıklanan akıllı eğitimsel yazılım sistemi ve bu sistem ile uygulanan süreç, istendik etkinliğin ve başarımın sağlanıp sağlanmadığını anlamak adına tipik bir değerlendirme sürecinden geçirilmiştir. Sürece ilişkin detaylar bu bölümde, ilgili alt-başlıklar altında sunulmaktadır. Değerlendirme Yaklaşımı Geliştirilen yazılımın, algoritma ve akış şemaları kavramları öğretiminde ne derece etkin ve başarılı olduğu sorusu, kuşkusuz ki öğretim sürecine tabi olan öğrenciler tarafından daha iyi cevaplandırılacaktır. Bu bağlamda, yazılımı kullanarak edinilen tecrübelerin ve kullanım sonrası ortaya çıkan birtakım verilerin, yazılımın değerlendirilmesi noktasında kullanılabileceği düşünülmüştür. Bu yüzden; etkin değerlendirmeyi sağlamak adına, ilgili yazılım sisteminin bilgisayar programlama temellerine yönelik dersler alan öğrenciler tarafından kullanılması sağlanmış ve genel hatlarıyla niceliksel bir değerlendirme / araştırma yaklaşımı tercih edilmiştir. Yaklaşım kapsamında ilk olarak deneysel araştırma modeli 574 Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 üzerinde durulmuş, beraberinde ise sistem üzerinde sunulan problemlerin öğrenciler tarafından uygunluğu / kabul derecesi ölçülmüştür. Yazılımın kullanıldığı süreç sonunda, -yine süreci tamamlamak adına- yazılımı kullanmış olan öğrencilerin görüşleri bir anket çalışması yardımıyla dikkate alınmıştır. Sürecin dengelerini daha iyi anlamak adına deneysel sürece tabi olan deney ve kontrol gruplarından kısaca bahsetmek gerekmektedir. Çalışma Grubu - Deney ve Kontrol Grupları Değerlendirme sürecine, Uşak Üniversitesi’nde Programlama Temelleri ve Bilgisayar Programlama gibi, bilgisayar programlamaya giriş niteliğinde dersler alan toplam 90 ön lisans öğrencisi katılmıştır. Öğrencilerden 45 tanesi, akıllı yazılım sisteminin kullanıldığı deney grubunu, geriye kalan 45 tanesi ise geleneksel eğitim sürecinin izlendiği kontrol grubunu oluşturmuştur. Bu noktada, uygulanan deneysel değerlendirme sürecinin bir yarıyıl (14 hafta) boyunca devam etmesi sağlanmıştır. İşlenen derslerde aynı müfredatın, benzer dengelerdeki öğretim elemanları tarafından işlenmesine dikkat edilmiş ve yine grupların oluşturulması esnasında, dersleri alan bütün öğrencilerin genel başarı düzeyleri ve derslerdeki ilgileri - tutumları dikkate alınarak; dengeli bir yapının ortaya konulmasına çalışılmıştır. Değerlendirmeye gölge düşürebilecek çevresel faktörler süreç öncesi kontrol altına alınmıştır. Değerlendirme Araçları ve Verilerin Toplanması Anlaşılacağı üzere; değerlendirme sürecinden elde edilecek veriler, uygulanan deneysel süreç esnasına ve sonrasına tekabül etmektedir. Bu noktada, yazılım sisteminin kullanımının öğrenci akademik başarımını nasıl etkilediğini anlamak için yarıyıl sonunda ilgili dersleri alan deney ve kontrol grubu öğrencilerinin durumları dikkate alınmıştır. Değerlendirme süreci esnasına yönelik diğer değerlendirme aracı ve veri toplama yaklaşımında ise, yazılım sistemi ortamında deney grubu öğrencilerine sunulan her bir problemin öğrencilerin düzeylerine uygunluk durumunun (eksik olunan konulara isabet, uygun dönütte bulunma, eksik olunan konulara yönlendirme… vb. durumlara göre) 5 yıldızlı bir ölçekte oylanması istenmiştir. Son olarak, süreç sonrasında, yine deney grubu öğrencilerine sunulan anket çalışmasıyla yazılıma ve sürece yönelik görüşlerin elde edilmesi sağlanmıştır. Toplam 24 adet maddeden oluşan ankette dönütler 5’li Likert Ölçeği (1: Kesinlikle Katılmıyorum; 2: Katılmıyorum; 3: Kararsızım; 4: Katılıyorum; 5: Kesinlikle Katılıyorum) kapsamında elde edilmiştir. Uzman görüşü eşliğinde hazırlanmış olan bu ifadelerin yanı sıra, öğrencilerin anketteki ilgili alana yazdıkları kişisel düşünceler ve öneriler de toplanmıştır. Verilerin Analizi Değerlendirme süreci kapsamında uygulanan deneysel yaklaşımına göre; yarıyıl sonunda ilgili dersleri geçen deney ve kontrol grubu öğrenci sayıları ve başarı notu ortalamaları gibi veriler, yazılımın akademik başarıma etkisini anlamak adına dikkate alınmıştır. Bu bağlamda, her bir öğrencinin başarı notu, yarıyıl ortasında yapılan vize sınavının %40’ı ve yarıyıl sonunda yapılan final sınavının %60’ı toplanarak hesaplanmıştır (Her iki sınav da test ve uygulamaya dönük klasik sorulardan oluşmaktadır). Diğer yandan, sunulan problemlerin uygunluğuna yönelik verilen (5 yıldızlı ölçekteki) oylar, yazılımın Yapay Zekâ mekanizmasının başarımı doğrultusunda fikir edinilmesi için kullanılmıştır. Süreç sonrası anket çalışmasında ise; her bir maddeye verilen dönütler ve kişisel düşünce - öneriler dikkate alınmış ve bu bulgular da, gerek yazılım sisteminin, gerekse eğitim sürecinin başarımını anlamada söz sahibi olmuştur. 575 Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 Bulgular Deneysel değerlendirme yaklaşımı kapsamında, ilgili yarıyıl sonunda elde edilen akademik başarım bulgularını, her iki grup için Tablo 1 altında sunmak mümkündür. Tablo 1. Deneysel değerlendirme yaklaşımı bulguları. Toplam Öğrenci Dersi Geçen Öğrenci Standart Grup Ortalama Sayısı Sayısı Sapma Deney Grubu 45 34 77.05 16.90 Kontrol Grubu 45 22 52.93 13.38 Tablo 1’den görüleceği üzere, deney grubu kontrol grubuna göre daha yüksek bir akademik başarım göstermiştir. Her iki gruba yönelik başarı notu dağılımları grafiksel olarak Şekil 2’de gösterilmiştir. Şekil 2. Deney ve kontrol gruplarının başarı notu dağılımları. Süreç sırasında sunulan problemlerin uygunluk durumuna yönelik olarak, yazılım sistemini kullanan deney grubu öğrencilerinin vermiş olduğu oylara yönelik bulgular Tablo 2 altında sunulmuştur. Tablo 2. Problemlerin uygunluk durumlarına yönelik verilen oylar kapsamında bulgular. Yıldız Sayısına Göre Oylar Problem Toplam Toplam Ortalama Kategorisi Problem Oya 1 2 3 4 5 Genel İşlemler 14 630 0 10 39 189 392 4.53 Şart - Koşul Kontrolleri 17 765 0 0 57 214 494 4.57 İç İçe Şart - Koşul Kontrolleri 11 495 0 3 61 185 246 4.36 Döngüler 22 990 10 13 72 264 631 4.51 İç İçe Döngüler 15 675 4 5 55 203 408 4.49 Matematiksel İşlemler 12 540 0 0 25 151 364 4.63 Öz Yinelemeli İşlemler 6 270 1 2 12 31 224 4.76 Alt İşlev Kullanımı 10 450 0 0 6 54 390 4.85 Özel İşlev Kullanımı 7 315 0 0 11 93 211 4.63 aToplam Oy = Problem Sayısı * 45 (Deney Grubu Öğrenci Sayısı) 576 Utku KÖSE, Aslıhan TÜFEKÇİ – Pegem Eğitim ve Öğretim Dergisi, 5(5), 2015, 569-586 Tablo 2’de, yazılım sistemi ortamında sunulan toplam 114 adet algoritma / akış şeması problemi baskın / hedef öğretim yönlerine göre 9 ayrı kategori altında sunulmuş ve elde edilen farklı oy sayıları, ortalama değerler ile birlikte verilmiştir. Bulgulardan anlaşılacağı üzere, genel anlamda deney grubu öğrencilerinin sunulan problemleri uygun bulduğunu ifade etmek mümkündür. Eğitimsel süreç sonrası deney grubuna uygulanan anket çalışması, maddeleri ve her madde için elde edilen dönüt sayılarına (bulgulara) göre, Tablo 3 kapsamında verilmiştir. Tablo 3. Anket çalışması ve elde edilen bulgular. Dönütlera No İfade 1 2 3 4 5 1 “Bu eğitim süreci öğrenim tecrübelerimi olumlu yönde etkiledi.” 0 1 1 11 32 2 “Bu eğitim süreci algoritmik düşünce yaklaşımımı geliştirdi.” 0 1 4 12 28 3 “Bu süreç sayesinde soyut ve anlaşılması zor kavramları öğrendim.” 0 0 4 11 30 4 “Buna benzer bir eğitimsel süreçte tekrar yer almak istemiyorum.” 27 15 3 0 0 5 “Eğitim süreci dersteki akademik başarım düzeyimi artırdı.” 0 1 3 12 29 6 “Farklı öğretim / öğrenme yaklaşımlarını daha çok tercih ederim.” 31 10 4 0 0 7 “Bu süreçte bir yazılım sisteminin yer almasını doğru bulmuyorum.” 30 9 3 2 1 8 “Bu eğitim sürecini başka arkadaşlarımın da tecrübe etmesini isterim.” 0 0 3 9 33 9 “Dersteki başarı düzeyimde bu süreç birinci derece etkili olmuştur.” 0 1 1 9 34 10 “Eğitim sürecindeki aktiviteler beni sıktı.” 26 12 5 2 0 11 “Bu süreç sayesinde etkili ve verimli bir kendi kendine öğrenme yaşadım.” 1 1 4 8 31 12 “Bu eğitim süreci dersin amaçlarına ve kapsamına uygun değildir.” 29 14 2 0 0 13 “Yazılım sistemi etkin ve verimli bir öğrenme süreci sağlıyor.” 0 1 1 10 33 14 “Yazılım sistemini kolay ve hızlı bir şekilde kullanabildim.” 2 2 4 11 26 15 “Bu yazılım sisteminin geliştirilmesini isterim.” 0 0 2 6 37 16 “Bu yazılım sistemi ile bilgisayar programlama öğretilebilir.” 0 1 2 12 30 17 “Başka programlama derslerinde de bu yazılımın kullanılmasını isterim.” 0 0 2 10 33 18 “Bu yazılım sistemi ile algoritma kavramını daha iyi anladım.” 0 2 4 8 31 19 “Bu yazılım sistemi ile akış şeması kavramını daha iyi anladım.” 0 0 2 9 34 20 “Bu yazılım sistemi ile iyi bir öğrenme sağlanamaz.” 32 10 2 1 0 21 “Yazılım sistemini kullanmak kafamı karıştırdı.” 27 8 10 0 0 22 “Bu yazılım ile şart – koşul, döngü gibi kavramları daha kolay öğrendim.” 0 3 4 8 30 23 “Yazılım sisteminin sağladığı dönütler öğrenme sürecimi olumlu etkiledi.” 1 1 2 9 32 24 “Yazılım sisteminin tasarımı ilgi çekici değil.” 35 8 2 0 0 a5’li Likert Ölçeği (1: Kesinlikle Katılmıyorum; 2: Katılmıyorum; 3: Kararsızım; 4: Katılıyorum; 5: Kesinlikle Katılıyorum) Anket çalışmasıyla elde edilen bulgular, yazılım sistemini tecrübe eden öğrencilerin, maddelere genel olarak olumlu yönde dönütlerde bulunduğunu göstermiştir. Anket bulgularına ek olarak; deney grubu öğrencilerinin yazılım sistemine ve sürece ilişkin düşünceleri ve önerileri de dikkate alınmıştır. Buna göre, öğrencilerden gelen dikkat çekici bazı düşünce ve önerileri şu şekilde sıralamak mümkündür: • “Kullandığımız program olmasaydı bu derste çok zorlanırdım.” • “Bu programı diğer programlama derslerinde de kullanalım.” • “Program dersler sonrası konulara daha kolay çalışmamı sağladı.” • “İlk kez oyunlar dışında bilgisayar başına bu kadar bağlandım.” • “Programı telefonda da kullanmak isterdim.” 577