The effects of instructional materials enriched with digital technologies on students' computer thinking skills and concept development processes in science lessons

Araştırmadaki temel amaç, dijital teknolojiler ile zenginleştirilmiş öğretim materyallerinin, bilgisayarca düşünme becerilerine ve kavram geliştirme süreçlerine etkilerini değerlendirmektir. İç içe geçmiş desenin kullanıldığı bu araştırmadaki nitel veriler, temel desen olan müdahale denemesinin içerisine iç içe geçirilmiştir. Müdahalenin çalışma grubu, uygun örnekleme ile seçilen224 beşinci sınıf öğrencisinden oluşmaktadır. Araştırmanın nitel boyutunda, maksimum çeşitleme örneklemesi kullanılmıştır. Veri toplama araçları Bilgisayarca Düşünme Ölçeği (BDÖ), Kavramsal Anlama Soruları (KAS), Araştırmacı Notları, Yarı Yapılandırılmış Görüşme ve Gözlem Formlarıdır. Deney ve kontrol grubu, BDÖ ve KAS’ı müdahale öncesi ve sonrası cevaplamışlardır. Fen bilimleri ve bilişim teknolojileri ve yazılım derslerinde, 13 hafta boyunca veri toplanmıştır. Deney grubu sınıflarında kullanılmak üzere, araştırmacı tarafından geliştirilen dijital teknolojiler ile zenginleştirilmiş öğretim materyalleri: “Kim Milyoner Olmak İster” mobil oyunu, Learning Apps oyunları ve Pixton çizgi romanlarıdır. “İnsan ve Çevre” ünitesi çerçevesinde hazırlanan özgün materyaller, müdahaledeki ikinci ve sekizinci haftalar arasında kullanılmıştır. Deney grubu, çevre sorunlarının nedenlerini ve bu sorunları çözme yollarını, Draw.io ve Pixton’da tasarladıkları öğrenci ürünleri aracılığıyla dokuzuncu ve 11. haftalar arasında temsil etmişlerdir. Fen bilimleri dersinde bilgisayarca düşünme ve kavram geliştirme süreçlerinin gelişimine yönelik, dijital teknolojiler ile zenginleştirilmiş öğretim materyallerinin nasıl oluşturulacağının, katılımcıların deneyimleri doğrultusunda ortaya çıkarılması amacıyla, müdahale sonrası öğrenci ve öğretmenler ile görüşmeler gerçekleştirilmiştir. Nicel analizler, deney grubu BDÖ son test puanları ile kontrol grubu son test puanları arasında, deney grubu lehine anlamlı farkın olduğunu ortaya koymaktadır. Deney ve kontrol gruplarının son test KAS puanları arasında, deney grubu lehine anlamlı fark tespit edilmiştir. Nitel bulgular, dijital teknolojiler ile zenginleştirilmiş materyallerin, “İnsan ve Çevre” ünitesine dair bütüncül bir kavramsal anlayışı ve bilgisayarca düşünme becerisini nasıl geliştirebileceklerini, öğrenme süreçlerinde dijital araçların rolü, öğrenme süreçlerinde adaptasyon ve öğrenme süreçlerinde ürün oluşturma temaları ile gözler önüne sermektedir. Bilgisayarca düşünmenin fen disipline entegre edildiği bir yaklaşımın, fen bilimlerinde kavram geliştirme ve bilgisayarca düşünme konusunda olumlu öğrenme çıktılarıyla sonuçlanabileceğini ortaya koymaktadır.The purpose of the research is to evaluate the effects of teaching materials enriched with digital technologies on computational thinking skills and concept development processes. The qualitative data, in which the nested design was used, were nested in the basic design. The study group was consisted of 224 5th grade students selected by convenient sampling. In the qualitative part, maximum variation sampling was used. Data collection tools are; Computational Thinking Scale (CTS), Conceptual Understanding Questions (CUQ), researcher notes, semi-structured interview questions, and observation forms. Both groups answered CTS and CUQ before and after the intervention. Data was collected for 13 weeks. Instructional materials, that were “Who wants to be a millionaire?” mobile game, LearningApps games and Pixton comics, enriched with digital technologies used in the experimental group. Original materials prepared within the framework of the “Human and Environment” unit. The experimental group represented the causes of environmental problems and the ways to solve these problems through the student products. After the intervention, interviews were held with both groups to reveal how to create teaching materials enriched with digital technologies for the development of dependent variables. Quantitative analysis reveal that there is a significant difference in favor of the experimental group between the CTS posttest scores of the experimental and control groups. A significant difference was found between the post-test CUQ scores of the experimental and control groups in favor of the experimental group. Qualitative findings reveal how the materials enriched with digital technologies can develop a holistic conceptual understanding of the unit "Human and Environment" and computer thinking skills, adaptation in learning processes, and product creation in learning processes. It reveals that an approach in which computational thinking is integrated into the science discipline can result in positive learning outcomes in science and computational thinking