Bİlgİ İşlemsel Düşünme Becerİsİnİn Dİsiplİnlerarası Yaklaşım İle Öğretİmİ
İŞLEMSEL DÜŞÜNME
BİLGİ
ISBN: 978-975-11-5330-2
Millî Eğitim Bakanlığı Öğretmen Yetiştirme ve Geliştirme Genel Müdürlüğünün yazılı izni olmadan bu kitap içeriğinin bir kısmı veya tamamı yeniden üretilemez, çoğaltılamaz, dağıtılamaz.
2020
Editörler Sibel AKBIYIK Daire Başkanı Dr. Volkan Hasan KAYA Millî Eğitim Uzmanı
Kapak Tasarım Meliha BAKA ÇAKMAKLI
Yazarlar Prof. Dr. Yasemin GÜLBAHAR
Prof. Dr. Ünal ÇAKIROĞLU Doç. Dr. Filiz KALELİOĞLU Doç. Dr. İbrahim DELEN Dr. Öğretim Üyesi Bahadır YILDIZ Zehra SAYIN Millî Eğitim Bakanlığı Öğretmen Yetiştirme ve Geliştirme
Genel Müdürlüğü Adına Doç. Dr. Adnan BOYACI Genel Müdür
DİSİPLİNLERARASI YAKLAŞIM İLE ÖĞRETİMİ
BİLGİ İŞLEMSEL
DÜŞÜNME BECERİSİNİN
Doç. Dr. Adnan BOYACI
ÖĞRETMEN YETİŞTİRME VE GELİŞTİRME GENEL MÜDÜRÜ
Doç. Dr. Adnan BOYACI
ÖĞRETMEN YETİŞTİRME VE GELİŞTİRME GENEL MÜDÜRÜ Değerli Meslektaşlarım,
Millî Eğitim Bakanlığı Öğretmen Yetiştirme ve Geliştirme Genel Müdürlüğünün Bilgi İşlemsel Düşünme Becerisinin Disiplinlerarası Yaklaşım ile Öğretimi kitabı, dijitalleşen eğitim ortamlarında ilkokul öğretmenlerinin bilgi, beceri ve yeterliklerine katkı sağlaması amacıyla hazırlanmıştır. Bu kitap, alanda eğitim veren öğretmenlerimizin dijital yeterliliklerinin güçlendirilmesine, geliştirilmesine ve bu sayede öğrencilerimizin bilgi işlemsel düşünme faaliyetlerine katkı sağlayacaktır.
Bilgi İşlemsel Düşünme Becerisinin Disiplinlerarası Yaklaşım ile Öğretimi kitabı, 11 bölümden oluşmaktadır. Kitapta, dijitalleşen dünyada bir disiplin olarak karşımıza çıkan teknoloji kavramı ile problem çözme, mantıksal sorgulama, kodlama, bilgi işlemsel düşünme becerileri ve bu becerilerin eğitiminde kullanılan pedagojik yaklaşımlar ele alınmıştır. Eğitim faaliyetlerinin önemli bir basamağı olan düşünme becerisini artık teknolojiyle birlikte ele almaya ve ikisini bütünleştirdiğimiz bir yaklaşıma ihtiyaç vardır. Kitap bu ihtiyacın giderilmesini amaçlamaktadır. Kitapta yer alan kuramsal bilgilerin uygulandığı etkinlik kitabı ise öğretmenlerimiz ve öğrencilerimizin farklı öğrenme alanlarında ve pek çok kazanıma yönelik uygulamaları, teknolojik ürünler ve bilgi işlemsel düşünme eşliğinde gerçekleştirmeleri amacıyla hazırlanmıştır.
Kitapta emeği geçen akademisyenlerimize, ilkokul öğretmenlerimize verdikleri katkı ve destekten dolayı teşekkür eder, bu çalışmanın öğretmenlerimiz ile öğrencilerimize faydalı olması temennisiyle sevgi ve saygılarımı sunarım.
1. BÖLÜM - DİJİTALLEŞEN DÜNYADA BİR DİSİPLİN OLARAK TEKNOLOJİ 2. BÖLÜM - DİSİPLİNLERARASI YAKLAŞIM
3. BÖLÜM - PROBLEM ÇÖZME VE MANTIKSAL SORGULAMA 4. BÖLÜM - BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME
5. BÖLÜM - KODLAMA, BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME MİDİR?
6. BÖLÜM - NEDEN BİLİŞİM EĞİTİMİ?
7. BÖLÜM - ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİ YETERLİKLERİ 8. BÖLÜM - PEDAGOJİK YAKLAŞIMLAR
9. BÖLÜM - ÖĞRENME ALANLARI VE KAZANIMLAR 10. BÖLÜM - PROJE YAKLAŞIMI VE WEB MACERASI
11. BÖLÜM - BİLİŞİM EĞİTİMİNDE ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME SONSÖZ
KAYNAKÇA
10 16 22 28 36 40 44 50 54 58 66 76 78
1. BÖLÜM
DİJİTALLEŞEN DÜNYADA
BİR DİSİPLİN OLARAK TEKNOLOJİ
DİJİTALLEŞEN DÜNYADA
BİR DİSİPLİN OLARAK TEKNOLOJİ
1
1. DİJİTALLEŞEN DÜNYADA BİR DİSİPLİN OLARAK TEKNOLOJİ
Günümüzde her alanda dijital teknolojilerin kullanımı artarken eğitim-öğretim sürecinin bu duruma kayıtsız kalması olanaksızdır. 2016 yılında her saniyede 7206 tweet atılıp, 54240 Google araması yapılırken (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2017); bu sayı günümüzde 8590 tweet ve 76160 Google aramasına ulaşmıştır (İnternet Kullanımı Canlı İstatistik Verileri, n. d.).
Ayrıca günlük hayatta kullandığımız tüm cihazlarda (buzdolabından otobüslere kadar) internet kullanımı yaygınlaşmaktadır. İlerleyen yıllarda mobil robotların, otomatik üretim hatlarının, gelişen ses ve görüntü teknolojilerinin daha da gelişmesi beklenmektedir. Hayatın her alanı dijitalleşirken eğitimde de teknolojinin kullanımı artmıştır (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2017). Günümüzde öğrencilerin bu süreçte kazanması gereken yeni dijital yeterlikler (Şekil 1) bulunmaktadır. Bu yeterlikler öğrencilerin değişen dünyada kazanması gereken yeterlikler olarak tanımlanmıştır (Dede, 2010).
Şekil 1. Teknoloji ve Eğitimdeki Değişim
Avrupa Birliği (AB) tarafından dijital yeterlikleri beş başlık altında ele alan Dijital Yeterlikler Çerçevesi belirlenmiştir (Şekil 2). Bu yeterlikler tüm öğretmenlerin bilgi ve iletişim teknolojileri konusunda yeni yeterliklere sahip olmasını gerektirmektedir. UNESCO (Birleşmiş Milletler Eğitim, Bilim ve Kültür Örgütü), öğretmenlerin öncelikle teknoloji okuryazarı olmasını, daha sonra bilgisini derinleştirmesini ve bilgi üretmesini beklemektedir (Midoro, 2013). Avrupa Birliği tarafından belirlenen dijital yeterlikler ve UNESCO tarafından öğretmenlere kazandırılmak istenen yeterlikler bilgiyi kullanma, iletişim ve problem çözme başlıklarını esas almaktadır.
Şekil 2. Dijital Yeterlikler için Hedeflenen Beceri ve Kullanılacak Yöntemler
Dijital yeterlikleri kazandırmak için öğretmenlerin daha önce kullandıkları geleneksel yaklaşımlardan farklı olan şu yaklaşımları uygulamaları gerekmektedir: 'Bağlantıcılık' ve 'oluşturmacılık'. Öğrencilerin güncel bilgiye ulaşma sürecinde kazanmaları gereken becerilerden bir diğeri ise bilgi işlemsel düşünme becerisidir.
Bilgi işlemsel düşünme becerisine sahip olan bir öğrenci, bir problemi analiz edebilmek için veri toplar ve problemi alt basamaklarına ayırır. Bir problemi çözmektense ilişkileri inceleyerek
DİJİTALLEŞEN DÜNYADA
BİR DİSİPLİN OLARAK TEKNOLOJİ
1
Bilgi işlemsel düşünme becerisine sahip bireyler kodlama veya programlama yapmalı mıdır? Teknoloji denilince akla ilk gelen kelimelerden "kodlama" ve "bilgi işlemsel düşünme" arasındaki ilişki, Rodrigez (2018) tarafından yazı yazma sürecine benzer ele alınmaktadır. Bir cümle yazan yazarın hedefi, ortaya bir eser koymak değildir. Bilgi işlemsel düşünen bir yazar, kodlama ve programlama yapar ancak hedefi bir program yazmak değildir. Yazarlar, akıllarına gelen her konu hakkında yazabilirler. Bilgi işlemsel düşünen bireyler de ilgilerini çeken her konuda çalışabilirler.
Bir kodu tasarlamak ve çalıştırmak dijital dünyada sorunlara çözüm bulmak için bir yol olsa da bilgi işlemsel düşünme becerisine sahip bireylerin kullanacağı tek yol değildir (Rodriguez, 2018) .
Dijital yeterliklerin ve bilgi işlemsel düşünme becerisinin kazandırılması için en etkili yaklaşımın proje tabanlı etkinlikler olduğu ve öğretim sürecinin öğrenme kuramları anlamında bağlantıcı ve oluşturmacı öğrenme yaklaşımlarına dayandırılması gerektiği düşünülmektedir. Bu noktada “Kullanımı her alana yayılan teknoloji kendine diğer disiplinlerarasında nasıl yer bulmuştur?” sorusuna yanıt aranabilir. "Yeni beceriler, yeni kuramlar, yeni yeterlikler nasıl yeni bir disiplinin ortaya çıkmasını sağlamıştır? Teknoloji bir yöntem midir, yoksa bir disiplin midir?" Teknoloji, 1980’li yıllarda fen ve matematik gibi alanları destekleyici bir yöntem olarak görülürken (National Science Board, 1986), 1990’lı yıllarda fen, matematik ve mühendislik gibi bir disiplin olarak kabul görmeye başlamıştır (National Science Foundation, 1996) (Şekil 3).
Şekil 3. Teknolojinin Değişen Rolü
Teknolojinin değişen rolüyle birlikte tanımının da değiştiği gözlemlenmektedir: “Teknoloji, insan ihtiyaç ve istekleri için doğal dünyada yapılan tüm değişikliklerdir.” (National Assessment Governing Board, 2013, s. 4). Bununla bağlantılı olarak teknolojik yetkinlik ise öğretim programlarımızda “Algılanan insan istek ve ihtiyaçlarını karşılama bağlamında bilgi ve metodolojinin uygulanması olarak görülmektedir.” (Millî Eğitim Bakanlığı, 2018a, s. 5). Teknoloji, bir disiplin olarak kendini diğer alanlarla bağlantılı fakat bağımsız bir disiplin olarak konumlandırıp diğer disiplinlerin arasında kendine bir yer bulmuştur ve her disiplinle ilişkilendirilebilir (Şekil 4).
DİJİTALLEŞEN DÜNYADA
BİR DİSİPLİN OLARAK TEKNOLOJİ
1
Teknoloji denildiğinde aklımıza gelen iletişim teknolojilerinin güvenli olarak kullanılması, bilgiye erişim ve bilginin kullanılması gibi yeterlikler öğretim programlarımızda dijital yetkinlik olarak tanımlanmaktadır (Milli Eğitim Bakanlığı, 2018a). Teknolojiyi kullanarak düşünen, problem çözerek bilgiye ulaşan bireyler bilgi işlemsel düşünme becerisine sahip olan bireyler olarak nitelendirilmektedir (Şekil 4). Teknoloji kullanımında hedeflenen yeteneklerden biri kodlama olsa da, sürecin sadece buna indirgenmemesi ve öğrencilerin düşünme, problem çözme yeteneklerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu gelişmelerden ve tanımlardan yola çıkarak bu kitapta teknoloji, dijital olarak bazı işlemleri yapma değil (kodlama gibi); düşünen, sorgulayan bireyler yetiştirmeyi temele almak olarak görülmektedir.
2. BÖLÜM
DİSİPLİNLERARASI YAKLAŞIM
DİSİPLİNLERARASI YAKLAŞIM
2
Şekil 5. Örnek Etkinlik ve Disiplinlerarası Bağlantılar 2. DİSİPLİNLERARASI YAKLAŞIM
Disiplinler kendi içerisinde tarihsel bilgi, kuramsal bilgi, deneysel bilgi gibi bilginin farklı boyutlarını ele alır ve geliştirir (Aktan, 2007). Disiplinlerarası kavramı, ortak bir sonucun elde edilmesine katkıda bulunan ve birlikte yeni bilgilerin ortaya çıkmasını ve ilerlemesini sağlayan çeşitli disiplinler arasında bir iş birliği olarak görülebilir (d'Hainaut, 1986). Bu duruma somut bir örnek verilebilir: Bir uçurtma tasarlama etkinliğinde uçurtmanın şeklinin belirlenmesi matematik ve görsel sanatlar disiplinlerini içerisinde barındırırken daha kolay bir şekilde havalanmasına olanak sağlayacak malzemelerin seçimi ise fen bilimleri ile ilişkilendirilebilir (Kaya, 2019). Bu süreçte, örnekte görüldüğü gibi diğer disiplinlerden bağlantılar kurulabilir (Şekil 5).
Öğrencilerin de öğreneceği birçok konunun diğer disiplinlerle (derslerle) ilişkisi olduğu için o konuların disiplinlerarası bir niteliği vardır (Yıldırım, 1996). Örneğin, “Dünya’nın şekli ve hareketlerinin insan yaşamına etkilerini araştırır.” şeklinde hayat bilgisi dersi 2. sınıf kazanımı (Millî Eğitim Bakanlığı, 2018b); görsel sanatlar, matematik, bilişim teknolojileri ve yazılım dersleri ile ilişkilendirilerek öğrencilerin Dünya'yı daha büyük bir pencereden keşfetmeleri sağlanabilir. Burada disiplinlerarası bağlantıları sınıf düzeyleri ilerlerken de vurgulamak yararlı olacaktır. Örneğin 3. sınıf hayat bilgisi dersindeki “Davranışlarının kendisini ve arkadaşlarını nasıl etkilediğini fark eder.” kazanımı öğrencilerin olumlu veya olumsuz davranışlar sergilemesini, bireysel yaşamına ve arkadaşlarıyla ilişkilerine etkisini (Millî Eğitim Bakanlığı, 2018b) gözlemlemeyi hedeflemektedir. 2. sınıfta Dünya'nın şeklinin insan hayatına etkileri vurgulanırken, 3. sınıfta bireyin davranışlarının kendi hayatına olan etkisi üzerine disiplinlerarası bağlantılarla projeler tasarlanarak öğrenme yaşantıları zenginleştirilebilir. Bilim dallarının (örneğin doğa bilimleri, mühendislik, sosyal ve beşeri bilimler gibi) sadece kendi içerisinde değil, aynı zamanda diğer bilimlerle ilişkilendirilmesinin önemi günümüzde daha fazla vurgulanmaktadır (Şekil 6).
DİSİPLİNLERARASI YAKLAŞIM
2
Bu bağlamda dünyada disiplinlerarası yaklaşımın uygulanması noktasında çalışmaların son on yılda arttığı gözlenmektedir. STEM / FeTeMM (fen-teknoloji, mühendislik, matematik) ve STEAM (fen-teknoloji, mühendislik, sanat, matematik) gibi yaklaşımlar artık öğrenmeyi tek boyutlu olmaktan çıkarmıştır. Bu yeni fikirlerin uygulanması noktasında okullar arasında farklılıklar olsa da bu fikirlerin temelinde üniteler ve sınıflar bazında konular arasında ilişkiler kurulmasının önemi artmaktadır (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2019). Bu süreç üç boyutlu öğrenme olarak tanımlanmıştır. Üç boyutlu öğrenmenin temelinde disipline ait ana fikirlerin öğretilmesi yer almaktadır (Şekil 6) ancak bunu gerçekleştirebilmek için birbiriyle bağlantılı konular düşünülmelidir. Bu süreç fen ve mühendislik uygulamalarıyla zenginleştirilmelidir (Şekil 7).
Şekil 7. Üç boyutlu Öğrenme (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2018)
Fen bilimlerine ait ana fikirler ve üç boyutlu öğrenme basamakları Şekil 7’de sunulmuştur (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2018). Üç boyutlu öğrenmede disiplinlerarası bağlantılar kurulurken öncelikle güçlü bir alan bilgisinin önemi unutulmamalıdır. Bu sürecin daha etkili öğrenci ürünlerine dönüşebilmesi için öğretmenlerin hangi dersler ve ana fikirler arasında bağlantılar kuracağını belirlemesi ve öğrenme ortamını bu şekilde düzenlemesi gerekmektedir (Delen, Morales ve Krajcik, basım aşamasında).
Disiplinlerarası yaklaşım sayesinde disiplinleri birbirleriyle ilişkilendirmenin yanı sıra farklı becerilerin de kazandırılmasına olanak sağlanabilir. Dolayısıyla bir konu disiplinlerarası yaklaşımla ele alındığında, konunun farklı boyutları açığa çıkarılarak bilgi ve beceri alanları bütünleştirilebilir (Turna, Bolat ve Keskin, 2012). Ayrıca, bu kavramı bir organizmaya benzeterek disiplinlerarası yaklaşımın kendi içerisinde barındırdığı disiplinlerin birbirleriyle uyumlu çalışan organlar gibi olması ve bu bütünü oluşturan her parçanın belli bir işleve de sahip olması gerektiği söylenebilir. Diğer bir bakış açısıyla, bir bütünü oluşturan disiplinler aslında başka bir bütünün de parçası olabilir ve böylece bir disiplin farklı disiplinlerarası yaklaşımlarda yer alabilir.
Disiplinlerarası anlamlı deneyimler ortaya çıkmadan önce, bireylerin kendi yaş ve deneyimlerine uygun seviyede bilginin doğasını anlamaya başlaması gerekir (Jacobs, 1989). Bu nedenle bu deneyimlerin erken yaşlardan itibaren sunulması gerekmektedir.
DİSİPLİNLERARASI YAKLAŞIM
2
3. BÖLÜM
PROBLEM ÇÖZME VE
MANTIKSAL SORGULAMA
PROBLEM ÇÖZME VE
MANTIKSAL SORGULAMA
3
3. PROBLEM ÇÖZME VE MANTIKSAL SORGULAMA
Problem çözme matematiğe özgü bir beceri olarak algılanıyor olsa da esasında tüm disiplinlerin temel becerilerinden biri olduğu yaygın şekilde kabul görmeye başlamıştır. Problem çözme sürecinin anlam kazanabilmesi için öncelikle problem kavramının doğru anlaşılması gerekmektedir. Problem, alan yazında pek çok kez tanımı yapılmış bir kavramdır. Dewey’in “İnsanın aklını karıştıran, ona meydan okuyan, doğru olduğuna inanılan konuda belirsizlik yaratan her şey” (Akt. Baykul, 2014, s. 53) tanımından yola çıkarak Olkun ve Toluk’un (2004, s. 44) “Kişide çözme arzusu uyandıran hâlihazırda çözüm için bir prosedürü olamayan fakat kişinin bilgi ve deneyimlerini kullanarak çözebileceği durumlar” tanımına kadar tüm diğer tanımlar da incelendiğinde temel olarak aynı noktaların vurgulandığı dikkati çekmektedir. Bu ortak noktalar şu şekilde özetlenebilir;
• Problemler, rahatsızlık yaratır,
• Bir belirsizlik içerir ve çözüm yolları açıkça görülmemektedir,
• Bu belirsizliklerin giderilmesi için zihinsel ya da fiziksel bir dizi işleme ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu aşamada dikkati çeken nokta ise şu olmalıdır: Bir kimse için problem olarak nitelendirilebilen bir durum, bir başkası için problem özelliği taşımayabilir. Örneğin; “Elimdeki 6 adet cevizin 2 tanesini kardeşime verdim, benim kaç adet cevizim kaldı?” benzeri bir soru ilkokulun ilk kademelerindeki öğrenciler için bir problem niteliği taşırken bu soru 5. sınıftaki bir öğrenci için problem değildir. Çünkü 5. sınıf öğrencisi için bu sorunun çözüm yolu açıkça görülmektedir. Bu nedenle problemlerin sınıflandırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Problemlerin sınıflandırılmasına ilişkin pek çok çalışma olmasına karşın en yaygın sınıflandırma, rutin ve rutin olmayan problemler şeklindeki sınıflandırmadır.
Rutin problemler: Daha önceden öğrenilmiş kural, algoritma ya da formüller kullanılarak çözülebilen alıştırma problemleri bu tanım içerisinde değerlendirilebilir. Rutin problemler, öğrenenlerin yeni öğrendikleri bir kurala ilişkin pratik kazanmaları, ilgili kuralı daha hızlı kullanabilmeleri ve sonrasında yeni problem durumlarına transfer edebilmeleri için içselleştirmeleri amacıyla kullanılabilmektedir. Ancak bu problemler zamanla sıradanlaşarak katkısı en alt seviyelere inecektir.
Rutin olmayan problemler : Bilinen yöntem, teknik ya da formüllerle çözülemeyen, çözüm yolu açıkça görülemeyen, rutin problemlere göre daha çok düşünme ve çaba gerektiren, duruma göre çözümü için birden çok strateji kullanılması gereken problemler olarak tanımlanabilir. Rutin olmayan problemler öğrencilerin yaratıcı düşünme, örüntüler arama, ilişkilendirme, transfer etme, analiz, sentez gibi üst düzey düşünme becerilerini kullanmalarını gerektirir. Bu özellikleri itibarıyla da daha zor ve bilişsel olarak öğrenciye daha çok katkı sağlayan problemler olduğu söylenebilir. Bu nedenle rutin problemlere göre daha çok tercih edilmesi gereken problem türüdür. Karmaşık, öngörülemeyen, çözümü tahmin edilemeyen gerçek hayat problemleri de rutin olmayan problemlere örnek olarak sunulabilmektedir (Altun, 2014).
Rutin olsun ya da olmasın tüm problemler bir çözüme ulaştırılması amacıyla ortaya konulmaktadır.
Bu problemlerin çözüme kavuşturulması için izlenen zihinsel ya da fiziksel işler dizisine de problem çözme denilmektedir. Problem çözme süreci, temel olarak bir çözüme ulaşma çabası gibi görünüyor olsa da bilişsel süreç becerileri ve üst düzey düşünme becerileri kazandıran bir süreçtir.
Problem çözme süreci birçok adımdan oluşmaktadır. Bu adımlar farklı araştırmacılar tarafından çeşitli modeller şeklinde tanımlanmış ve her birinde öğrenenlerden beklenen davranışlar belirtilmiştir. Problem çözme modelleri içerisinde en çok ismi duyulan model, Polya’nın (1985) 4 aşamalı modelidir. Bu aşamalar;
problemin anlaşılması, çözüm için bir strateji belirlenmesi, stratejinin uygulanması ve değerlendirilmesi olarak isimlendirilmektedir. Diğer problem çözme süreci (Bingham, 1998; Charles, Lester & O’Daffe, 1994; Forgan, 2003; Kneeland, 2001; Polya, 1995; Schoenfeld, 1985; Stevens, 1998) adımları da incelendiğinde temel 5 adımın sıkça tekrarlandığı dikkati çekmektedir. Bu ortak adımlar:
• Problemin tanımlanması ve anlaşılması,
• Verilerin toplanması, analiz edilmesi ve sunulması,
• Çözüme ilişkin planların yapılması ve uygun olan planın seçilmesi,
• Çözüm planının uygulanması,
• Çözümün değerlendirilmesidir (Şekil 8).
PROBLEM ÇÖZME VE
MANTIKSAL SORGULAMA
3
Şekil 8. Problem Çözme Adımları
Bu adımlar doğru şekilde takip edildiğinde karşılaşılan her probleme bir çözüm bulunabileceği varsayılmaktadır. Ancak günümüz problemleri tek disipline ait olmayan, pek çok disipline ilişkin bilgi, beceri ve deneyimleri içeren karmaşık ve çok boyutlu problem durumları ortaya çıkarmaktadır. Bu tür problemlerin çözümlerinde ise disiplinlerarası yaklaşımın kullanılması kaçınılmazdır. Disiplinlerarası yaklaşım ise birden çok disiplinin bir amaca yönelik olarak hareket etmek üzere bilinçli olarak bütünleştirilmesi olarak tanımlanabilmektedir.
Disiplinlerin bütünleştirilmesi amacıyla bir araya getirilmesi önemli bir sorundur ve her disiplinin bütünleştirilmesi kolay olmamaktadır. Bu konuda National Research Council (NRC) (1990) disiplinleri problem çözme süreçleri ve bilimsel yaklaşımları açısından değerlendirmiş ve bütünleştirilmesi en uygun disiplinler olarak fen bilimleri, matematik ve teknoloji disiplinlerini belirlemiştir. Bu çalışmaya paralel olarak günümüzde tüm disiplinlerde yer alan problem çözme süreçleri bilişim araçlarından ve yöntemlerinden bağımsız olarak düşünülmemektedir. Çok sayıda insanın uzun sürede yapabileceği işlemleri tek bir bilgisayarın çok daha hızlı ve doğru şekilde yapıyor olması, bunun en büyük nedenlerinden biridir. Böylece problem çözme sürecinin bilişim araçlarıyla desteklenmesi, tüm disiplinlerin bilişim teknolojileri alanı ile bütünleştiğinin bir göstergesidir.
Bilişim araçlarının problem çözme süreçlerinde kullanımı Wing (2006) tarafından “Bilgisayar biliminin temel kavramlarını kullanarak problem çözmeyi, sistem tasarlamayı ve insan davranışını anlamlandırmayı içerir.” şeklinde tanımlanmıştır. Bu tanımdan da anlaşılacağı gibi bu süreçler, bilgi işlemsel düşünme becerisinin uygulamaya dökülmesi olarak nitelendirilebilir. Bilgi işlemsel düşünme becerisi, yeni bir alan olmakla birlikte birçok tanımının yapıldığı ve alt bileşenlerinin tanımlandığı görülmektedir.
Kalelioğlu, Gülbahar ve Kukul (2016), çalışmalarında alanyazında yer alan bilgi işlemsel düşünme bileşenleri ile problem çözme sürecinin 5 adımını ilişkilendirerek temelde bilgi işlemsel düşünmenin de bir problem çözme süreci olduğunu tanımlamışlardır. Bu süreç Şekil 9’da tekrar görselleştirilmiş ve problem çözme süreçlerinin doğal bir adımı olarak nitelendirilen mantıksal sorgulama adımı da problem çözme sürecinin merkezine yerleştirilmiştir. Mantıksal sorgulama yapmak, problem çözme sürecinin her adımında karar vermeyi etkileyen ve doğru karar vermeyi sağlayan bir bileşendir.
PROBLEM ÇÖZME VE
MANTIKSAL SORGULAMA
3
Şekil 9. Problem Çözme Tabanlı Bilgi İşlemsel Düşünme Modeli (Kalelioğlu, Gülbahar ve Kukul (2016)’dan uyarlanmıştır) Problem Çözme Tabanlı Bilgi İşlemsel Düşünme Modeli incelendiğinde bilgi işlemsel düşünme becerisinin geliştirilmesinin problem çözme becerisini de geliştireceği öngörülebilir. Dolayısıyla bilgi işlemsel düşünmenin gelişimine yönelik yapılacak çalışmalar, diğer disiplinlerin de temel becerisi olan ve problem çözmeyi ve beraberinde üst düzey düşünme becerilerini geliştirecektir.
4. BÖLÜM
BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME
BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME
4
4. BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME
Bilgi İşlemsel Düşünme (BİD), “problem çözme, sistem tasarlama ve insan davranışlarını anlama”
basamaklarını içermektedir (Wing, 2006). Bilgi işlemsel düşünme kavramı çeşitli çalışmalarda farklı biçimlerde de ifade edilmektedir. Bu tanımların ortak noktaları incelendiğinde "problem çözme, problemi anlama ve problemleri formülleştirme" gibi problem çözme süreçlerine odaklanıldığı görülmektedir (Barr, Harrison & Conery, 2011; Wing, 2006). Bunun yanı sıra bilgisayar bilimciler gibi düşünme, onlar gibi sorgulama (Riley & Hunt, 2014), bilgisayar programlama ilkelerine odaklanmış bir dizi düşünme becerisi (Sysło ve Kwiatkowska, 2013) olarak da tanımlanmaktadır.
Wang (2016) programlama ve bilgi işlemsel düşünmeyi bir paranın iki yüzüne benzetir. Günlük etkinlikler de dâhil olmak üzere tüm alanlardaki bilgisayar ve bilgisayar bilimi ile ilgili temel kavramları uygulamak için gerekli zihinsel beceri olarak bilgi işlemsel düşünmeyi ifade etmiştir. Uluslararası Eğitimde Teknoloji Topluluğu (International Society for Technology in Education) ve Bilgisayar Bilimi Öğretmenleri (Computer Science Teachers Association) yaptığı tanımlarda ise bilgi işlemsel düşünme şu şekilde tanımlanmıştır:
• Problemleri bilgisayar veya başka araçlar yardımı ile çözebilmek için formülleştirme,
• Mantıklı bir şekilde verileri düzenleme ve çözümleme,
• Modeller, simülasyonlar aracılığı ile verileri sunma,
• Algoritmik düşünme çerçevesinde çözümleri otomatikleştirme,
• Kaynakları etkin ve etkili bir şekilde kullanarak en uygun çözümü/leri tanımlama, çözümleme ve uygulama,
• Bulunan çözümü farklı problemlere transfer etme ve genelleştirme (ISTE & CSTA, 2011).
Bu tanımdan anlaşılacağı gibi bilgi işlemsel düşünme süreci birçok alt eylemi ve kavramı içerisinde barındırmaktadır (Apostolellis, Stewart, Frisina & Kafura, 2014; Basawapatna, Repenning, Koh & Savignano, 2014; Kalelioğlu, Gülbahar & Kukul, 2016; Lee, Martin & Apone, 2014). Bilgi işlemsel düşünme sürecinde öğrencilerin deneyimlediği süreçler genel anlamda; veri düzenleme, soyutlama, ayrıştırma, örüntü tanıma, eş zamanlı çalışma, algoritma tasarımı, modelleme ve otomasyon olarak sıralanabilir (Şekil 10).
Şekil 10. Bilgi İşlemsel Düşünme Kavramları (Kalelioğlu & Gülbahar, 2015)
VERİ DÜZENLEME: Verilerin düzenlenmesi sürecinde; veri toplama, veri çözümleme ve veri gösterimi gibi işlemler yer almaktadır. Veri toplama, nitel ve nicel yöntemler ile öğrencilerin verileri kaydetmeleridir. Veri toplama sürecine; en hızlı oyuncak arabayı bulmak için arabaların hızlarını kaydetme, öğrencilerin sınıftaki arkadaşlarına ait bilgilerini (boy, kilo, ayakkabı numarası vb.) anket aracılığı ile toplama veya küresel ısınmanın hayatı nasıl etkilediğini nitel ve nicel olarak ortaya koymak gibi örnekler verilebilir. Veri çözümleme, verileri anlamlı olarak ifade etmek için detaylı olarak
BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME
4
Veri gösterimi ise çözümleme sürecinde yapılan analizlerin görselleştirilmesi olarak ifade edilebilir. Veri gösterimine; bir oyuncak arabanın ağırlığı değiştiğinde hızının da nasıl değiştiğini gösteren bir grafik çizme, sınıftaki öğrencilerin boy ve kilo bilgilerini gösteren sütun grafiği çizme veya küresel ısınmaya ilişkin bilgilerin paylaşıldığı bir bilgi grafiği tasarlama örnek olarak verilebilir (ISTE, 2011).
SOYUTLAMA: Bilgisayar biliminin temel kavramlarından biridir. Yapılan işlere odaklanmak için ihtiyaç duyulmayan özellikleri - görmezden gelmeyi filtrelemeyi - içerir. Böyle yapıldığında çözülmeye çalışılan konunun bir temsilini (fikrini) yaratırız yerine oluştururuz. Örneğin hikâyenin ana fikrini bulma, deney sonucunu özetleme ve bir sistemin modelini oluşturma soyutlama süreçlerinin geliştirildiği etkinliklerdir.
Başka bir örnek olarak da ders programı verilebilir. Ders programı genel olarak bir haftada olanların özetini sunar. Kime, nerede, kim tarafından ne öğretileceği gibi önemli bilgileri içerir.
Ancak herhangi bir derste planlanan öğrenme hedefleri ve etkinlikler gibi karmaşık detayları içermez.
Günlük hayatta bir kek pişirme sürecinde soyutlamanın nasıl yapıldığı ele alındığında kek yapımı için bazı genel özellikleri tanımlamak (Tablo 1) gerekmektedir. Örneğin:
Yukarıdaki tabloda ortaya çıkan kek pişirme modelinde aslında malzemeler, malzeme miktarı, tarif ve süre tüm kekleri (meyveli, kakaolu vb.) temsil eder ve bu model ile tüm keklere uygulanan özellikleri kullanarak herhangi bir kekin nasıl pişirileceğini öğrenebiliriz (BBC, 2019a).
AYRIŞTIRMA: Hayatımızda karşılaştığımız her problem kolay olmayabilir. Bazı problemler daha karmaşık olduğu için onları çözmek biraz daha fazla çaba ve emek gerekebilir. Bilgi işlemsel düşünmenin bir alt boyutu olan ayrıştırma, bir problemin alt problemlere bölünmesi anlamına gelir. Böylece karmaşık bir problem yerine her seferinde sıra ile daha basit problemleri çözmek gerekir ve bu yaklaşım ile karmaşık problemler daha kolay ve hızlı çözülebilir. Örneğin, dişlerimizi fırçalamak için önce hangi diş fırçası ve diş macunu kullanacağımıza karar vermek; sonrasında ise hareketleri uygulayarak ve ne kadar süre fırçalamanın daha sağlıklı olacağını öğrenmek gerekir. (BBC, 2019b).
Çözülmesi istenen probleme ilişkin tüm detayları ayrı ayrı ele aldığınızda problemin daha mantıksal bir yapıda çözülebileceğini fark edeceksiniz.
ÖRÜNTÜ TANIMA: Belirli bir veride benzerlikleri, farklılıkları veya kuralı tanımlama olarak ifade edilebilir. Benzerlikler veya modeller karmaşık problemleri çözmeye yardımcı olur. Bu modeller karmaşık sorunları daha verimli çözmemize yardımcı olabilir.
Örneğin, bir voleybol maçındaki örüntüleri ortaya koymak için aşağıdaki sorulara yanıt vermek yeterli olacaktır:
• Oyunda hangi taktikler kullanılmıştır?
• Bu maçta işe yarayan taktikler hangisi olmuştur?
• Hangi taktikler işe yaramamıştır?
• En iyi/kötü oynayan oyuncular kimler olmuştur?
Başka bir örnek olarak da bir kedi çizmek istediğimizi düşünün. Bütün kediler ortak özelliklere sahiptir. Tüm kedilerin gözleri, kuyrukları ve tüyleri olduğunu biliyoruz, sadece bu ortak özellikleri ile bir kedi çizebiliriz. Bilgi işlemsel düşünme becerisinde bu özellikleri örüntü tanıma olarak nitelendirebiliriz.
Bir kedinin nasıl tanımlandığını öğrendikten sonra, sadece bu modeli izleyerek diğer farklı kedileri oluşturabiliriz. Örneğin; bir kedinin yeşil gözleri, uzun kuyruğu ve siyah tüyleri olabilirken başka bir kedinin sarı gözleri, kısa kuyruğu ve çizgili tüyleri olabilir (Şekil 11).
BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME
4
Şekil 11. Örüntü Tanıma (BBC, 2019c)
Örüntü bulmak, problem çözümünde önemli olup bulunan örüntü sayısı arttıkça problemin çözümü o kadar kolay ve hızlı olacaktır. Çizilmek istenilen farklı kedilerin ortak özellikleri için örüntüler bulunamaz ise çizimler genel bir kedi görünümünden uzaklaşabilecektir.
EŞ ZAMANLI ÇALIŞMA: Aynı amaç doğrultusunda farklı işlerin aynı anda tamamlanmasını ifade etmektedir. Örneğin, sınıf içi bir etkinlikte öğrencilerin bir kısmı şarkı söylerken diğer grup bir fon müziği oluşturabilir. Benzer şekilde; proje çalışmalarında bazı görevler ve roller farklı öğrencilere verilebilir. Bu video yapım projesinde bazı öğrenciler senaryo oluştururken diğer eş zamanlı yapılacak işler için farklı öğrenciler görevlendirilebilir. Böylece eş zamanlı olarak tamamlanacak gup çalışması sonunda ortak hedef olan video yapımı gerçekleşecektir.
ALGORİTMA TASARIMI: Algoritma, bir işlemin yapılması için gerekli olan yönergeler listesi veya kurallar dizisidir. Günlük hayatta yapılan birçok eylem veya okulda yapılan etkinlikler aslında kurallar dizisidir ve algoritmaya örnek olarak verilebilir.
Örneğin;
• Bir ders planı, o dersi öğretmek için kullanılacak bir algoritma olarak kabul edilebilir.
• Yemekhanede öğle yemeğine gitmek, tamamlanması gereken adımlardan oluşur.
• Beden eğitimi ve oyun dersinde birçok etkinlik bir dizi adımdan oluşur.
• Bir yemek tarifini algoritma olarak düşünebiliriz.
• Fen bilimleri dersinde bir deney, algoritma olarak kabul edilebilir.
Algoritma oluştururken yapılacak işlemler komut olarak tanımlanarak belirli bir sırada planlanır.
Algoritmalar genellikle bir bilgisayar programı oluşturmak için başlangıç noktası olarak kullanılır ve bazen bir akış şeması çizilerek veya sözde kod yazılarak oluşturulur. Bilgisayarın bir şey yapmasını istiyorsak adım adım tam olarak ne yapmak istediğinizi ifade eden bir bilgisayar programı yazmalıyız.
Bilgisayarlar sadece problem çözümü için oluşturulan algoritmalar kadar iyidir. Bir bilgisayara yanlış bir algoritma verilirse doğru sonuca ulaşılmaz. Çözümün doğruluğundan ve verimli bir şekilde çalıştığından emin olmak önemlidir. Bu durum, test etme ve hata ayıklama işlemleri ile yapılır. Test etme sürecinde çözüm algoritması gözden geçirilir, yönergeler uygulanır ve sonucun istediğimiz gibi olup olmadığı belirlenir. Eğer sorunlu bir kısım varsa ilgili komut veya yönerge değiştirilir ve tekrar test edilir.
İstenilen çözüm algoritması ortaya çıkıncaya kadar bu süreç devam ettirilir.
OTOMASYON: Tekrarlayan işlemleri yapabilmek için bilgisayar veya makine kullanımı olarak açıklanabilir (Wing, 2008). Bu konuda genel olarak robot programlama, oyun tasarlama veya diğer programlama etkinlikleri, tekrarlayan işlemleri bilgisayar kullanarak yapmaya örnek olarak verilebilir.
Bunun dışında ise;
• İnternet tabanlı araçları kullanarak farklı kültürdeki kişiler ile sohbet etme,
• Otomasyonun günlük hayattaki örneklerinin (barkod, araç tanıma sistemleri, temassız ödemeler vb.) ne olduğunu araştırma,
• Sensör aracılığı ile veri toplamak ve bunları analiz etmek için bilgisayar programı kullanma örnekleri otomasyon çalışmaları arasındadır.
MODELLEME: Gerçek yaşam süreçlerinin benzerinin veya modelinin geliştirilmesi sürecini kapsamaktadır. Bilgisayar aracılığı ile modeller oluşturulacağı gibi üç boyutlu olarak da hazırlanabilirler. Simülasyonlar ise modeli istenilen sayıda kullanmayı sağlarken uygulamayı kolaylaştırmaktadır. Genel anlamda modelleme örnekleri:
• Matematiksel modeller oluşturma,
• Güneş sisteminin modelini geliştirme,
• Deney simülasyonları tasarlama ve geliştirme,
• Bir sürecin aşamalarını anlatan animasyon oluşturma.
BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME
4
5. BÖLÜM
KODLAMA, BİLGİ İŞLEMSEL
DÜŞÜNME MİDİR?
KODLAMA, BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME MİDİR?
5
5. KODLAMA, BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME MİDİR?
Okullarda kodlama eğitimleri genellikle bilişim teknolojileri ve yazılım dersi çerçevesinde yürütülmektedir. Bu eğitimler sürecinde öğrencilerin bilgi işlemsel düşünme becerilerinin gelişiminden sıklıkla bahsedilmektedir. Öğretim sürecindeki uygulamalarda zaman zaman bilgi işlemsel düşünme becerisi ve kodlama birbiriyle bütünleşmiş olarak değerlendirilmekte, bazen de bu kavramlar birbirinin yerine kullanılmaktadır. Bu durum temelde bir beceri olan bilgi işlemsel düşünme becerisinin yanlış anlaşılmasına ve uygulamaların yanlış yönlendirilmesine neden olabilmektedir.
Dünyada geçerli tanımları inceleyerek kodlama ile bilgi işlemsel düşünme ilişkisini ortaya koymak faydalı olabilir. Bilgi işlemsel düşünmeye ilişkin tanımların en çok kabul görenlerinden biri de Wing (2010), bilgi işlemsel düşünmeyi problem çözümlerinin bir bilgi işleme aracı ile etkin biçimde gerçekleştirildiği, problemlerin ve çözümlerin formüle edilme süreci olarak ele almaktadır. Benzer biçimde Ölçme ve Raporlama Birimi (ACARA, 2015) bu beceriyi, dijital sistemlerde çeşitli teknikler ve stratejiler ile uygulanabilen problem çözme yöntemleri olarak ifade etmektedir. Buradaki teknikler ve stratejiler; verilerin organize edilmesini, problemlerin parçalara bölünmesini, soyutlamalar ve tasarımlar yapılmasını, algoritmaların ve örüntülerin kullanılmasını içerebilir.
Problem çözümü sırasında uygulanması beklenen bu stratejilerin dijital sistemlerde uygulanmasına yönelik değerlendirmeler, günümüzde kodlama adı verilen ortamların okul ortamlarında sıklıkla kullanılmasını sağlamıştır. Bu durum, bu becerinin kodlama ortamlarındaki problemlerin çözümü sırasında gelişebileceğine yönelik inançtan kaynaklanmaktadır. Nitekim bilgi işlemsel düşünme becerisinin öğretildiği uygulamaların merkezinde problem üzerinde tekrarlayan işlemlerle bir soruna çözüm olabileceği inancı bulunur. Bu düşünce “Kodlama bilgi işlemsel düşünme becerilerini geliştirmekte midir?” sorusunu, bu soruya verilebilecek olumlu yanıt ise “Bilgi işlemsel düşünme becerisi sadece kodlama ile geliştirilebilir mi?” sorusunu doğurur. Bu sorulara verilen yanıtlar çerçevesinde; Mohaghegh ve McCauley (2016) ve Grover’e (2013) göre Scratch, App Inventor, Kodu ve Alice gibi blok tabanlı kodlama ortamlarının öğrencilerin uygulamalarını hızla oluşturmalarına yardımcı olabileceğini, ancak kodlama öğrenmenin bilgi işlemsel düşünme becerisinin gelişimini ne derece etkilediğine ve ne ölçüde etkilediğine dair bir fikir
birliği olmadığını ifade etmektedir. Mohaghegh ve McCauley (2016) blok tabanlı kodlama ortamlarında çalışmanın programlama becerilerini öğrenme konusunda avantajlı olmasına rağmen, bu araçları kullanarak elde edilen kavramsal bilginin derecesinin ve bilgi işlemsel düşünme becerilerinin ne ölçüde kazanıldığı sorusunun sorgulanabileceğini savunmaktadır. Bu sorgulamanın temelinde bu tür ortamların bilgi işlemsel düşünme becerisini geliştirebilecek şekilde kullanılmadığı gerçeği söz konusudur. Nitekim bu süreçte hazırlanan problemlerin doğası ve kullanılan öğretim yöntemi, öğrencilerin bu tür ortamlarda bilgi işlemsel düşünme becerisi geliştirebilme durumlarını etkileyecektir.
Diğer taraftan, kodlama uygulamaları deyince sıklıkla bilgi işlemsel düşünme becerilerinin anımsanmasının nedenlerinden biri de kodlama sürecinin aslında bir programlama süreci olmasıdır. Genel bir bilgisayar programının tasarımcısı gerekli işlemleri yapacak programı yazmak, hata ayıklamak ve test etmekten sorumludur. Kodlama da benzer süreçleri nedeniyle programlama ile eş anlamda kullanılmakta, erken yaşlarda giriş düzeyinde programlama öğretimi olarak ele alınmaktadır. Kodlama ortamlarında bir bilgi parçası, bir gösterimden diğerine programlama dillerinin oluşturduğu alt yapı ile dönüştürülür. Ancak akış çizelgesi, metin veya sözde kod gibi ifadeleri bilgisayarların anlayabileceği ve uygulayabileceği bir gösterime çevirmek için bir programlama dili gereklidir. Bu durum, programlama sürecinde kodlamadan çok daha üst seviyede zihinsel ilişkiler kurulduğuna işaret eder. Dolayısıyla kodlama ortamında öğrenci sadece kodlamaya yönlendirilirse ve algoritmik düşünme, soyutlama, model oluşturma, ayrıştırma, veri düzenleme, hata ayıklama gibi bir dizi bilgi işlemsel düşünme becerisi ile karşılaştırılmazsa öğrenci sadece bir oyunun hedeflerini yerine getirmiş olur. Bu durum bir kişinin bir işlem için bir makinanın butonlarına tekrarlı biçimde basmasına benzetilebilir. Örneğin, bir kodlama ortamında bir hedefe yönlendirilen bir nesnenin bu hedefe gitmesi için sadece hangi butonlara tıklaması gerektiğini öğrenen bir öğrenci; bu süreci gerçekleştirmek için problemi parçalara nasıl ayıracağına, ne gibi bir model üzerinden hareket edeceğine buradan elde ettiği bilgiyi başka problemler için nasıl kullanacağına ilişkin bilgi elde edemezse yaptığı etkinlik amacına ulaşamayacak ve öğrenci bilgi işlemsel düşünme becerisi kazanamayacaktır.
Bilgi işlemsel düşünme becerisinin doğası, bu becerinin kodlama ortamlarından farklı birçok yolla da
KODLAMA, BİLGİ İŞLEMSEL DÜŞÜNME MİDİR?
5
ölçüde gelişebildiğine yönelik kanıtlar ortaya konulmaktadır (Brennan ve diğerleri, 2011; Grover, & Pea, 2013; Sentance, & Csizmadia, 2015). Bu kanıtlar, özellikle uygulayıcılar arasında bilgi işlemsel düşünme becerisinin kodlama ile bütünleşmiş gibi görülen anlayış yerine, temeline problem çözümlerini alan birçok etkinlik türünün bu beceriyi geliştirmede kullanılabileceği düşüncesinin yerleşmesi gerektiğine işaret etmektedir. Nitekim Lockwood ve Mooney (2017) alanyazında biyoloji, fizik, matematik ve İngilizce gibi mevcut derslere bilgi işlemsel düşünme becerisinin entegre edilebildiğine yönelik birçok çalışma olduğunu belirtmektedirler.
Sonuç olarak, bilgi işlemsel düşünme becerisinin nasıl kazandırılabileceği giderek artan araştırma ve uygulamalar ile şekillenmekte ve genişlemektedir. Bu değişim, bilgi işlemsel düşünme becerisinin öğretilmesi gereken hedef kitleyi, öğretimi için kullanılması gereken araçları ve yöntemleri de doğrudan etkilemektedir.
İnternet ortamlarının sanal ve ulaşılabilir özellikleri, kodlama ortamlarını bu becerinin öğretimi için ön plana çıkarsa da kodlama-bilgi işlemsel düşünme becerisi ilişkisini “Kodlama, bilgi işlemsel düşünme becerisi geliştirmede önemli bir araçtır.” şeklinde ele almak uygun olacaktır. Kodlama, bilgi işlemsel düşünme becerisinin yalnızca bir alt kümesi veya bir uygulama boyutu olarak görülmelidir. Bu durumda bilgi işlemsel düşünme becerisi geliştirmede önemli olan, öğrenciler için uygun problem durumları belirlemek ve kullanabilecekleri uygun araçları önererek onlara destek olabilmektir.
6. BÖLÜM
NEDEN BİLİŞİM EĞİTİMİ?
NEDEN BİLİŞİM EĞİTİMİ?
6
6. NEDEN BİLİŞİM EĞİTİMİ?
Teknolojiyi kullanma konusunda ortaya çıkan ilk ders “bilgisayar” dersiydi ve içeriğinde ofis programları öğretilmekteydi. Zamanla ortaya çıkan gelişmeler ve internetin yaygınlaşmasıyla birlikte bilgisayarı kullanım amaçları, sadece metin biçimlendirmenin ve hesaplama yapmanın çok ötesine geçti. Bilgi teknolojileriyle birlikte iletişim teknolojileri öğretilmeye başlandı. “Bilgi ve iletişim teknolojileri" (BİT) olarak genişleyen ders içeriği, çeşitli yazılımları kullanmayı öğrenmenin yanı sıra farklı kavram ve uygulamaları kapsayacak ve programlama mantığını verebilecek şekilde değişim geçirdi. Kodlama olarak yaygınlaşan programlama mantığının öğretilmesi tüm dünyada ön plana çıktı. Bu ders için yalnızca ders içerikleri değişmekle kalmadı, derslerin anaokulundan başlayarak öğretilmesi gerekli görüldü ve tartışılmaya başlandı. Böylece ülkemizde de “bilişim teknolojileri ve yazılım” dersi 2012 yılından itibaren zorunlu olarak hem BİT hem de programlama ve problem çözme bileşenleri de içerecek biçimde yeniden yapılandırıldı (Gülbahar & Kalelioğlu, 2018).
Bu yeniden yapılanma ihtiyacı aslında geleceğe yönelik mesleklerin neredeyse hepsinde bilişim altyapısının kullanılmasının gerekliliği, gelecekte teknolojiden yararlanmak için çok farklı alan ve yöntemlerin ortaya çıkacak olması gibi farklı beklentilerin oluşmasına dayanıyordu. Mesleklerin geleceğine yönelik Dünya Ekonomik Forum'u (2018) tarafından yayımlanan rapora göre veri analitikleri, mobil uygulamalar, web tabanlı ticaret, nesnelerin interneti, makine öğrenmesi, sanal ve arttırılmış gerçeklik, şifreleme, yeni malzemeler, giyilebilir teknolojiler, kuantum bilişim ve robotların kullanımı gittikçe artarak yaygınlaşacak ve bu alanlarda destek olacak insan kaynağına ihtiyaç duyulacaktır. Teknolojik alandaki üretimler ülke ekonomisine önemli katkılar sağlayacağı için küçük yaştan itibaren belirli becerileri bireylere kazandırmak, hem onların yaşam kalitelerini ve yaşamlarında karşılaştıkları problemlerle daha iyi baş edebilmelerini sağlayacak hem de olası meslek seçimlerinde daha doğru kararlar vererek daha başarılı olmalarını etkileyebilecektir.
“Bilişim teknolojileri ve yazılım” dersi kapsamında öğrencilerin hem dijital yeterlikleri sağlamaları hem de bilgi işlemsel düşünme becerilerini kazanmaları hedeflenmektedir. Bu durumda öğrencilere bu bilgi, beceri ve tutumları kazandıracak öğretmenlerin de aynı yeterlikleri sağlamış olmaları gerekmektedir.
Avrupa Birliği ortak çalışma grubu tarafından tüm bireyler için tanımlanan dijital yeterlikler (Vuorikari ve diğerleri, 2016) bu alandaki beklentileri toplam 5 başlık altında sınıflandırmıştır (Şekil 12):
Bilgi çağında internet ortamında bilgi ve dijital içeriğe yönelik arama, seçim yaparak erişme ve bu işlemler için farklı stratejiler geliştirilmesi önem taşıdığından bu kapsamdaki bilgi ve beceriler bu yeterlik altında tanımlanmıştır.
Dijital teknolojileri kullanarak iletişim kurma ve bilgi paylaşma çok önemlidir. Yine teknolojileri iş birliği yapmak amacıyla kullanmak ve kullanım sürecinde etik kurallara dikkat etmek bu başlık altında ele alınmaktadır. Son olarak dijital bir kimlik oluşturmak ve dijital vatandaş olarak teknolojiyi doğru ve verimli kullanan bireyler yetiştirmek gerekmektedir.
Dijital içerik oluşturma konusunda katkı sağlama, geliştirme ve güncelleme amacıyla dijital içeriği düzenleme bireylerden beklenen becerilerden bir diğeridir. Dijital içerik ile ilgili telif hakları ve lisanslama konularında bilgi sahibi olmak ve kurallara uygun davranmak da son derece önemlidir. Son olarak programlama becerisi, diğer bir ifade ile bilgisayarın çeşitli işlemleri yürütebilmesi için bir dizi yönerge yazılması da tanımlanan yeterlikler arasındadır.
Bu başlık altında, kullanılan teknolojilerin ve çevrenin korunması yer almaktadır. Ayrıca teknolojiyi kullanırken kişisel verilerin korunması, gizlilik sağlanması ve sağlıklı kullanıma dikkat edilmesi beklenmektedir.
Bu yeterlik, teknoloji kullanıcısı olarak karşılaşılan teknik problemleri çözme, doğru teknolojiyi seçip kullanma, teknolojiyi problemlerin çözümü için yaratıcı biçimde kullanma ve teknoloji desteği ile yenilikleri takip ederek dijital dönüşüm ile ilgili güncel bilgi sahibi olma konularında
NEDEN BİLİŞİM EĞİTİMİ?
6
Bu kapsamda son madde olarak karşımıza çıkan problem çözme becerisi, problemlerin ağırlıklı olarak teknoloji desteği ile çözülmesinin altını çizerek "bilgi işlemsel düşünme becerisi" olarak tanımlanan yeni bir kavramın ortaya atılmasına neden olmuştur. Problemleri teknolojiden destek alarak çözme olarak basitçe ifade edebileceğimiz bu becerinin tüm bireylere kazandırılması gerekmektedir. Bu nedenle bilgi işlemsel düşünme becerisini öğretmenlerin de kazanmasının önemi artmaktadır.
7. BÖLÜM
ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİ YETERLİKLERİ
ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİ YETERLİKLERİ
7
Şekil 13. Öğretmen Yeterlikleri (ISTE, 2018) 7. ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİ YETERLİKLERİ
Ülkeler belirledikleri ekonomik, kültürel ve sosyal hedeflere ulaşabilmeleri için yetişmiş insan gücüne ihtiyaç duymaktadırlar. Eğitim ile belirlenen hedeflere ulaşabilmek için ise iyi bir planlamanın ötesinde, doğru uygulamaların gerçekleştirilmesiyle öğrencilerde beklenen değişimlerin yaratılması gerekmektedir.
Öğretmenlerin öğrencilerde beklenen gelişimi ve değişimi yaratabilmeleri için alan bilgisi, öğretim becerileri ile değerler ve tutumlar olmak üzere üç ana başlıkta toplanan temel yeterliklere sahip olmaları beklenmektedir (MEB, 2017). Günümüzde bilgi ve iletişim teknolojilerinin gücünden yararlanabilen ve bu gücü problemlerin çözümünde kullanabilen bireylerin eğitimi için öğretmenlerin sahip olması gereken yeterlikler değişmekte ve gelişmektedir.
Mesleklerin, toplumların, sosyal ilişkilerin bilgi tabanlı olduğu günümüzde bilgi işlemsel düşünme herkes için önemli bir beceri olarak kabul edilmektedir. Yapılan araştırmalar bilgi işlemsel düşünmeyi ortalama bir kişinin sahip olması beklenen bir beceri olarak tanımlamaktadır (National Research Council, 2010). Dolayısıyla, bilgi işlemsel düşünme becerisinin ilk ve ortaokul düzeyinden başlayarak öğretilmesi önemlidir. Bu durum öğretmenlerin bilgi işlemsel düşünme becerisi konusunda desteklenmelerini gerektirmektedir. Öğretmenlerin sahip olması beklenen yeterliklerin neler olduğu ve öğretmenin rolünün nasıl olması gerektiğine dair öneriler Uluslararası Eğitimde Teknoloji Derneği (ISTE, 2018) altı ana başlık altında toplamıştır (Şekil 13).
1. Bilgi İşlemsel Düşünme (Öğrenen): Öğretmenlerin bilgi işlemsel düşünmeyi disiplinlerarası bir beceri olarak anlayarak uygulaması ve uygulamalarını sürekli geliştirmesi bu yeterlik altında tanımlanmaktadır. Öğretmenlerin bilgi işlemsel düşünme becerisinin temel bileşenleri olan ayrıştırma, soyutlama, örüntü tanıma, modelleme, değerlendirme ve algoritma tasarımı hakkında ve bilgisayar kullanımının insanları ve toplumları nasıl etkilediğine dair bilgi edinmesi önemlidir.
2. Eşitlikçi Lideri (Lider): Tüm öğrenciler ve öğretmenler, bilgi işlemsel düşünür olma yeteneğine sahiptir. Öğretmenler, sahip olduğu yeterlikler ile öğrencilerin farklılıklarını, farklı bakış açılarını birleştiren ve bu konuda ortaya çıkabilecek zorlukları yönetebilen kişidir. Öğretmen, sınıfındaki öğrencilerin bilgisayar öz yeterliğini sağlamalı ve bilgisayara yönelik olumlu tutum geliştirmeleri için çaba göstermelidir.
3. Bilgi İşlem Çerçevesinde İş birliği Yapan (İş birliği Yapan): Bu yeterlik, öğretmenlerin öğrencilerin farklı bakış açılarını ve becerilerini, daha iyi sonuçlar elde etmeleri için iş birliği içinde kullanmalarına odaklanır. Öğretmenler iş birliğine dayalı çalışmaların yürütülmesi için etkinlikleri düzenlemeli, araçları seçmeli ve öğretim ortamını tasarlamalıdır.
4.Yaratıcılık ve Tasarım (Tasarımcı): Öğretmenler, öğrencilerin kişisel fikirlerini geliştirmelerine izin vermeli, onların ilgi alanlarını ve deneyimlerini yansıtacak şekilde ürünler tasarlamalarına teşvik etmeli, yaratıcılıklarını bilgisayar becerileri ile birleştirecek ortamları oluşturmalıdır.
5. Bilgi İşlemsel Düşünmeyi Bütünleştirmek (Kolaylaştırıcı): Öğretmenlerin, bilgi işlemsel düşünmeyi temel bir beceri olarak görmeleri, her öğrencinin bilgi işlemsel düşünme becerilerinin geliştirilmesini desteklemesi gerekmektedir. Öğretmenler bilgi işlemsel düşünme becerilerini dersleri ile bütünleştirerek öğrencilerin öğrenme süreçlerini kolaylaştırmalıdır.
Yukarıda belirtilen yeterlikler ve diğer uluslararası kaynaklar (UNICEF, CSTA, OECD vb.) incelendiğinde öncelikli olarak öğretmenler, düşünme becerilerini öğrenebilmeleri için öğrencilerini desteklemelilerdir.
Öğretmenlerin ISTE tarafından tanımlanan beş role ek olarak, bilgi işlemsel düşünmeyi ve alt boyutlarını
ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİ YETERLİKLERİ
7
Şekil 14. Öğrenci Standartları (ISTE, 2018)
Diğer yandan, günümüz öğrencilerinin sürekli gelişen teknolojilerin etkin olduğu bir hayatta yaşamaya hazırlıklı olmaları gerekmektedir. Temel bir yaşam becerisi olan problem çözme, teknolojiyi bir araç olarak kullanıp geliştirilmelidir. Ayrıca öğrencilerin, teknolojinin yoğun olarak kullanıldığı iş gücüne girecekleri düşünülürse sahip olmaları beklenen yeterliklerin neler olduğu ve bunların nasıl kazandırılabileceğinin belirlenmesi önemlidir (Dede, 2010). Öğrencilerin kendilerini daha fazla ifade edebildikleri ortamların oluşturulması ve öğrenci odaklı bir öğrenme sürecinin tasarlanması için öğretmenlerde olduğu gibi, öğrenciler için de bazı yeterlikler belirlenmiştir.
Uluslararası birçok eğitim kurumu öğrencilerin kazanması beklenen yeterlikleri belirlemiştir. Bu çalışmalar öğretmenler için kuramsal çerçevenin oluşturulmasında iyi bir başlangıç noktası olmaktadırlar.
Benzer şekilde ISTE (2018) tarafından oluşturulan standartlar, öğrenci yeterliklerinin öğretim programı içinde nasıl yer alabileceği ve öğretmenler tarafından nasıl kullanılabileceğine dair somut örnekler sunmaktadır (Şekil 14).
1. Güçlendirilmiş Öğrenci: Öğrenciler, pedagojik bilgiden yararlanarak öğrenme hedeflerine ulaşmak için teknolojiden bir kaldıraç olarak destek alırlar.
2. Dijital Vatandaş: Öğrenciler, birbirine bağlı dijital dünyada yaşama, öğrenme ve çalışma haklarını, sorumluluklarını ve fırsatlarını tanırlar. Bu dünyada güvenli, yasal ve etik olarak hareket ederler.
3. Bilgiyi Yapılandıran: Öğrenciler bilgiyi oluşturmak, yaratıcı eserler üretmek ve anlamlı öğrenme deneyimleri oluşturmak için dijital araçları, eleştirel bir bakış açısıyla kullanırlar.
4. Yenilikçi Tasarımcı: Öğrenciler teknolojiyi problemleri tanımlayabilmek ve çözebilmek amacıyla yeni, kullanışlı veya yaratıcı çözümler oluşturmak için kullanırlar.
5. Bilgi İşlemsel Düşünür: Öğrenciler problemleri tanımlamak ve çözmek için teknolojinin gücünden yararlanarak stratejiler geliştirirler ve kullanırlar.
6. Yaratıcı İletişimci: Öğrenciler, amaçlarına uygun platformları, araçları, stilleri, formatları ve dijital ortamları kullanarak kendilerini yaratıcı bir şekilde ifade ederler.
7. İş Birliği Yapan: Öğrenciler dijital araçları kullanarak bakış açılarını geliştirmek ve başkalarıyla iş birliği yapmak için yerel ve küresel takımlarda etkin biçimde çalışırlar.
ISTE (2018) tarafından öğrenciler için belirlenen bu yedi standart incelendiğinde, teknolojinin ve dijital yeterliklerin iletişim, iş birliği, yaratıcılık, yenilikçilik, vatandaşlık ve bilgi toplumu gibi üst kavramlarla sıkı ilişkiler kurduğu görülmektedir. Öğrencilerin, problemleri çözebilmeleri ve çözümlerinde teknolojinin gücünden yararlanabilmeleri için bilgi işlemsel düşünür olmaları beklenmektedir. Böylece öğrencilerin mantık, değerlendirme, algoritma tasarımı, örüntüler, ayrıştırma ve soyutlama becerilerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir (Şekil 15).
ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİ YETERLİKLERİ
7
Şekil 15. Bilgi İşlemsel Düşünür (The Barefoot Computing (n.d.))
Bilgi işlemsel düşünür olmanın boyutları incelendiğinde öğrencilerin teknoloji ile olan ilişkilerinde, düşünme becerilerinin önemi üzerinde durulduğu görülmektedir. Problemleri teknolojiden destek alarak çözebilmeleri için sahip olmaları gereken mantık, değerlendirme, algoritma tasarımı, örüntü tanıma, ayrıştırma ve soyutlama becerilerinin tüm bireylerde geliştirilmesi gerekliliği üzerinde durulmaktadır. Bu nedenle bilgi işlemsel düşünme becerisinin öğrencilere kazandırılabilmesi için öncelikle öğretmenlere kazandırılması gerekmektedir.
8. BÖLÜM
PEDAGOJİK YAKLAŞIMLAR
PEDAGOJİK YAKLAŞIMLAR
8
Şekil 16. Bilgi İşlemsel Düşünme Öğretim Yaklaşımları
Deneme - Oynama : Bilgisayar bilimcileri çalışmalarını test etmek ve yenilikleri keşfetmek için genellikle deneme çalışmaları yaparlar. Bu yaklaşım, aslında programlama dilini öğrenme veya yeni bir sistemi keşfetme sürecinde kullanılmaktadır. Bu durum, küçük yaşta öğrencilerin oyuncaklarını kurcalamaları, bazı özelliklerini keşfetmeleri için onun ile oynamalarında da karşımıza çıkmaktadır. Deneme oynama yaklaşımı, mantıksal sorgulama becerisi ile yakından ilişkilidir. Bu yaklaşım sayesinde öğrenciler sebep- sonuç deneyimleri geliştirir; “Bunu hareket ettirirsem o zaman bu olur.” gibi söylemleri ile keşif süreci devam eder. Öğretmenler, sınıf içerisinde yönlendirme yapmadan öğrencilerin bağımsız olarak öğrenmelerini desteklemelidir. Küçük yaştaki çocukların merak duygusunu desteklemesi, soru ve sürprizlerle öğrenme sürecine yön vermesi için oyuna dayalı deneme çalışmaları tercih edilebilir. Özellikle deneme yanılma yolu ile keşfetme, öğrencilerin teknoloji kullanımı konusunda doğruyu bulmalarını ve kendi anlayışlarını geliştirmelerini de destekleyebilir. Dahası, öğrencilerin teknoloji kullanımında yeni ve yenilikçi çözümlere açık olma ihtimalini de besleyebilir.
8. PEDAGOJİK YAKLAŞIMLAR
Bilgi işlemsel düşünme becerileri ile kodlama (programlama) öğretiminde öğretim yaklaşımları da farklılaşmıştır. Özellikle düşünme becerilerinin kazandırılma sürecinde, öğrencilerin mantıksal sorgulama yapmalarını sağlayacak iş birliği içerisinde keşfetmeye dayalı ortamların tercih edilmesi son derece önemlidir.
Bu süreçte öğrencilerin farklı disiplinlerdeki kavramları, becerileri ve bakış açılarını kazanmaları beklenirken bilgi işlemsel düşünme becerilerinin de gelişmesi beklenmektedir. Bilgi işlemsel düşünme becerilerinin kazandırılması için öğrencilerin deneme - oynama, yaratma, hata ayıklama, azimli olma ve iş birliği yapma yaklaşımları ile desteklenmesi gerekmektedir (Şekil 16) (Barefoot Computing, n.d. & Computing At School, 2019).
Deneme-oynama yöntemi; öğrencilerin risksiz bir ortamda keşif yapma özgürlüğü, özgüven ve olumlu tutum geliştirmelerini sağlar. Açık uçlu sorular ve görevler; yaratıcılığı, çeşitli fikirleri ve olaylara farklı açıdan bakma yeteneğini teşvik eder. Bilgisayar programcıları da benzer süreçleri yaşayıp yeni teknolojileri ve süreçleri genellikle kendi başlarına keşfetmeye çalışırlar. Günümüzdeki sürekli değişen donanım ve yazılımlar olduğu sürece, bu yöntemin kullanılması yönetmesi için de önem teşkil etmektedir. Bunun yanı sıra keşfetme ve yenilikleri öğrenme öğrencilerin azimli olmasını da etkileyecektir.
Yaratma: Yaratma, bir şeyler planlamak ve yapmakla ilgilidir. Özellikle öğrencilerin düşündüklerini somut olarak ortaya koyacağı tasarım, ürün odaklı veya senaryo odaklı çalışmalar öğrencilerin yaratıcılığını geliştiren etkinliklerdir. Bu süreçte kullanılacak bilişim teknolojileri ile öğrencilerin dijital cihazlara hâkim olarak fikirlerini ve iç görülerini eğlenceli olarak yansıtma olanağı, kendilerine güven duymalarını ve yetkinlik kazanmalarını sağlayacaktır. Bunun yanı sıra programlamanın kendisi aslında yaratıcı bir süreçtir.
Öğrenciler problemi analiz ederken, çözüm üretirken, algoritmayı tasarlayıp kod yazarken ve hata ayıklarken sürekli düşünmek ve fikir üretmek durumundadır. Özellikle problemleri çözmek ve özgün ürünler ortaya koymak güçlü bir öğrenme aracı olmaktadır.
Hata ayıklama: Hata ayıklama, algoritmadaki veya program kodundaki hataları bulma ve bunları düzeltme işlemidir. Hatalar mantık hatası yapıldığında veya programlama kurallarına uyulmadığında ortaya çıkabilir. Mantık hatalarını, bir hikâyenin yanlış sıralanması veya anlamsız gelmesi gibi düşünebiliriz.
Programlama kurallarını da yazım, noktalama işaretleri veya dil bilgisi kuralları olarak düşünebiliriz.
Programdaki değişkenleri ve komutları incelemek, program çalıştıkça neler olduğunu incelemek hata ayıklamamıza yardımcı olacaktır.
Yazılan her işlem basamağı veya program hemen planlandığı gibi çalışmayabilir. Burada önemli olan öğrencilerin azim ile çalışmayan kısımları bulmasını sağlamaktır. Küçük yaşta öğrencilerin çözümlerini test etmelerini sağlamak için bir başkasından, arkadaşından veya oyuncağından yardım alması sağlanabilir.
Yazılan işlem basamaklarını veya program satırlarını adım adım bir başkasının çalıştırması istenebilir. Ancak öğrenciye bu yaklaşımı kullanırken rol model olmak ve nasıl hata ayıklanacağını kendilerine göstermek önemli olacaktır.
PEDAGOJİK YAKLAŞIMLAR
8
Azimli olma: Azimli olma; sebat etmek, kolay kolay pes etmemek demektir. Problem çözmenin ve programlamanın zor olduğu düşünüldüğünde, öğrencilerin bir sorun ile karşılaştıklarında pes etmeden problem ile uğraşması için desteklenmesi gerekmektedir. Karmaşık herhangi bir durumda uzmanlığı geliştirmek için sebat etmemiz ve pratik yapmamız, öğrenmemiz ve deneme yapmamız gerekmektedir. Bu çaba aslında tüm disiplinler için geçerlidir: sanat, müzik, dans, spor, satranç, programlama… Öğrencilerin bir sorun ile karşılaşması durumunda süreci gözden geçirmesi, tekrar tekrar ele alması önemlidir.
Günlük hayatta, bilgisayarlarda ve başka yerlerde, sorunlar karmaşık olabilir, içerikleri bilinmeyebilir.
Sezgisel olarak mantıklı başka çözümler aramak durumunda olabiliriz. Küçük yaşta öğrencilere bu sorgulama yeteneği ile azimle devam etmeleri öğretilirse karmaşaya karşı daha sabırlı ve toleranslı olabilirler. Öğrenciler süreci tamamlamak ve problemleri çözmek için teşvik edilmeye ihtiyaç duyabilirler.
İş birliği yapma: İş birliği yapma, başkalarıyla çalışmak anlamına gelir. Özellikle bir başkasından öğrenme ve ortak amaç için çalışma öğrencilerin gelişimi üzerinde katkısı olan bir yaklaşımdır. Bilgisayar bilimciler ve yazılım mühendisleri, başkalarının çalışmalarını ve kodlamalarını sıklıkla kullanırlar veya geliştirirler. Programlama sırasında, özellikle eşli programlama yapma, bir ekranı ve bir klavyeyi paylaşma öğrencilerin birbirlerinden öğrenmesine katkı sağlamaktadır. Bir öğrenci, sürücü rolünde olup program satırları ile ilgilenirken diğer öğrenci de büyük resmi görüp arkadaşını yönlendiren gezgin rolünde olabilir.
Problemler, sistemler ve süreçler aslında alt işlemlere ayrılmıştır. Özellikle bilgi işlemsel düşünme becerisindeki ayrıştırma sürecinde farklı rollerle çalışma ekip ruhunun gelişmesini sağlayacaktır. Yazılım geliştirme, birlikte çalışan farklı uzmanlıklara sahip farklı grupları içerir. Bir bilgisayar oyunu örneğinde, uzmanlıklar sadece programlama değil, aynı zamanda oyunun tasarımı, sanat ve animasyonu içerir.
Gruplar, birbirlerine bağımlıdır ve birbirlerine karşı sorumludurlar; bu nedenle etkili iletişim, hayati öneme sahiptir. Google Belgeler ve GitHub gibi çevrim içi araçlar ve web siteleri, ortak çalışanlar tarafından paylaşım ve aynı anda düzenleme yapmayı sağlamaktadır.
9. BÖLÜM
ÖĞRENME ALANLARI VE KAZANIMLAR
ÖĞRENME ALANLARI VE KAZANIMLAR
9
Şekil 17. Bilgi İşlemsel Düşünme Becerisini Kazandırma Sürecinde Kullanılan Tasarım Yaklaşımı 9. ÖĞRENME ALANLARI VE KAZANIMLAR
Disiplinlerarası bilgi işlemsel düşünme becerilerinin öğrencilere kazandırılması için ilkokul kademesinde ön plana çıkan bilgi işlemsel düşünme becerilerinin odak noktasında olduğu iki katmanlı bir yapı planlanmıştır.
Ayrıştırma, algoritma tasarımı, modelleme, örüntü tanıma ve soyutlama becerilerinin odak noktasında olduğu bu yapı, tüm ilkokul öğrencilerinin sahip olması beklenen daha kapsayıcı bilgi işlemsel düşünme becerileri olan hata ayıklama, veri düzenleme ve değerlendirme becerileri ile çevrelenmektedir. En dış katmanda ise hazırlanan tüm etkinliklerin ortak noktası olan proje tabanlı öğrenme, problem çözme ve mantıksal sorgulama bulunmaktadır (Şekil 17).
Nordine, Krajcik, Fortus ve Neumann (2019) üç boyutlu öğrenmeyi sağlayabilmek için öğrencilere sunulacak olan projelerde önce bir araştırma problemi seçilmesine daha sonra bu verilen problemi öğrencilerin sorgulama yaparak çözmesinin önemine vurgu yapmaktadır. Bu kitapta yer alan projelerde de benzer bir yaklaşım takip edilmektedir. Tüm projelerde araştırma sorusunu temsil eden temalarda problem durumları yer almaktadır. Tüm etkinlikler her hafta bir basamağı tamamlanacak bir proje olarak tasarlanmış ve bu süreçte öğrencilerin mantıksal sorgulama yapmaları desteklenmiştir. Projelerde hangi disiplinlerin ve bilgi işlemsel düşünme becerilerinin temsil edildiği listelenmiştir. Seçilen disiplinlerden proje temasına uygun olan kazanımlar her proje için belirtilmiştir. Projelerde her disiplinden her kazanımın temsil edilmesi değil, projelere uygun olan kazanımların temsil edilmesi hedeflenmektedir. Ayrıca öğretmenlere hangi dersler arasında bağlantı kurulabileceğine yönelik bir yol haritası sunulmaktadır (Şekil 18).
ÖĞRENME ALANLARI VE KAZANIMLAR
9
Bu bölümde öğrenme alanları ve kazanımlar belirlenirken uzun yıllar süren disiplinlerarası yaklaşımı yaygınlaştırmak için sunulan öneriler dikkate alınmıştır:
• Öğrencilerin araştırma yapmaları önemlidir.
• Öğretmenlerin, öğrencilerin merak duygusunu desteklemeleri gerekmektedir.
• Öğrencilerin soru sorması ve modeller oluşturması düşünme süreçlerinin bir ürünüdür.
• Öğrencilerin deneyimlerinden yola çıkarak etkinlikler tasarlamak önemlidir.
• Sınıf düzeyleri ve üniteler arasında bağlantılar kurmak önemlidir (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2019).
Bu kapsamda tasarlanan etkinlikler öğrencilerin sorgulamasını, araştırmasını, soru sormasını ve kendi deneyimlerinden yola çıkarak tasarımlar/modeller oluşturmasını hedeflemektedir.
