Mesleki eğitimde teknolojiye bağlı yeterliliklerin geliştirilmesinde nesnelerin interneti (Iot) eğitimi

Abstract

Dijital devrimin önemli bir ayağını oluşturan nesnelerin interneti (Internet of things - IoT), endüstriyel ve geniş ölçekli sistemlerden son kullanıcıya yönelik üretim ve hizmet sektörlerine kadar birçok alanı etkilemektedir. Nesnelerin İnterneti teknolojilerinin etkilediği meslek alanlarında ihtiyaç duyulan işgücü niteliklerinin belirlenmesi, bu alanda verilmek istenen mesleki eğitim ve iş tanımlarının yapılmasına kaynaklık edebilir. Bu çalışma, mesleki eğitimin teknolojik dönüşüme hızlı bir şekilde adapte olabilmesi ve bu dönüşüm ile birlikte iş dünyasının talep ettiği yeterliliklere sahip insan gücünü yetiştirebilmesi problemini temel alarak tasarlanmıştır. Bu kapsamda, çalışmada nesnelerin interneti yeterlilikleri tanımlanarak, bu yeterlilikleri kazandırmayı hedefleyen bir öğretim programının tasarımı gerçekleştirilmiş ve etkileri incelenmiştir.Tasarım tabanlı araştırma yöntemi kullanılarak ve iki döngüde gerçekleştirilen bu çalışma 2018 – 2019 eğitim öğretim yılında Türkiye’nin farklı bölgelerinde 2 üniversite, 9 meslek lisesi ve 5 bilim merkezinin katılımıyla gerçekleştirilmiştir. Nesnelerin interneti yeterliliklerinin belirlenmesi süreci akademik, mesleki eğitim ve ilgili sektörlerden 15 kişilik bir uzman grubu ile birlikte yürütülmüştür. Çalışmaya meslek lisesi bilişim teknolojileri alanından 51, endüstriyel otomasyon teknolojileri alanından 10 ve elektrik-elektronik teknolojileri alanından 88 öğrenci katılmıştır. Çalışma grubunda ayrıca 14 teknik öğretmen ve 5 bilim merkezi eğitmeni yer almıştır. Araştırmada öğretmen ve eğitmenlere ilk döngüde iki gün, ikinci döngüde ise dört gün olmak üzere İstanbul’da iki üniversitede eğitici eğitimi verilmiştir. Nesnelerin interneti öğretim rencilerin bulundukları okullarda ve bilim merkezlerinde her iki döngüde de 12 hafta boyunca uygulanmıştır. Ayrıca öğretim boyunca öğrenciler takımlara ayrılarak nesnelerin interneti alanında bir proje çalışması yürütmüşlerdir. Program sonunda öğrencilerin projelerinin değerlendirilmesi için ilk döngüde İstanbul’da, ikinci döngüde ise bulundukları ilin bilim merkezinde iki gün boyunca proje sergi etkinlikleri düzenlenmiştir.Araştırmada yeterliliklere ulaşma düzeyi ve proje değerlendirmesinde “Yeterlilik Düzeyini Belirleme Testi” ve “Öğrenci Projelerini Değerlendirme Formu” kullanılmıştır. Öğretim programın uygulanması ile oluşan etkileri değerlendirmek amacıyla “Öğrenci Görüşme Formu”, “Öğretmen Görüşme Formu”, “Program Gözlem Formu” aracılığıyla toplanan veriler içerik analizi ile çözümlenerek kodlanmış ve temalar oluşturulmuştur.Araştırma bulgularına göre nesnelerin interneti teknolojileri alanında 10 yeterlilik ve her bir yeterliliği detaylandıran toplam 37 alt yetkinlik tanımlanmıştır. Bu yeterlilikler, Avrupa Yeterlilik Çerçevesinde (AYÇ) belirtilen seviye tanımlarına uygun olarak meslek lisesi seviyesinde (AYÇ 4. Seviye) tanımlanmıştır. Yeterlilikler donanım, yazılım ve ağ iletişimi disiplinlerinin yanında, nesnelerin interneti alanında güvenlik gizlilik ve etik riskleri tanıma ve çözüm üretme konularını içermektedir. Yeterlilikler arasında aynı zamanda temel programlama becerileri de yer almaktadır. Nesnelerin interneti yeterlilikleri için temel elektronik becerisine sahip olma, bir ön koşul olarak tanımlanmıştır.Nesnelerin interneti öğretim programının oluşturulmasında bu çalışma kapsamında geliştirilen ve farklı program geliştirme modellerinin sentezlendiği Nesnelerin İnterneti Öğretim Geliştirme Modeli kullanılmıştır. Öğretim lye/ uygulama ve proje yapımı olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. Araştırma bulguları, nesnelerin interneti öğretim programının meslek liselerinde öğrenci ve öğretmenleri daha fazla disiplinler arası çalışmaya yönelttiği, öğrencilerin proje geliştirme ve nesnelerin interneti teknolojilerine karşı ilgi ve özgüvenlerinin arttığı, nesnelerin interneti eğitici eğitiminin öğretmenlerin bu alandaki ihtiyaç ve beklentilerini karşıladığı yönündedir. Öğretim sürecinde kullanılan fiziksel programlama platformlarına (FPP) ilişkin bulgular arasında FPP’larının ithal olması nedeniyle yabancı dilde arayüz ve Türkçe içerik eksikliğinin öğrenciler açısından ilgi ve motivasyon kaybına yol açtığı, FPP seçiminde güncelleme, alternatif donanım bulundurma, daha sade ve bağlantı sorunsuz platformlarla çalışması gerektiği yer almaktadır. Ayrıca meslek liselerinde kullanılan MEB internet ağına, programda kullanılan donanımlar güvenlik protokolü nedeniyle bağlanamamıştır. Bu durumun nesnelerin interneti öğretiminin uygulanmasında zaman kaybı, maliyet gibi çeşitli sorunlara neden olduğu tespit edilmiştir.Araştırma bulgularına göre öğretim sonunda öğrencilerin yeterliliklere ulaşma düzeyinin değerlendirilmesinde, birinci döngüde kontrol grubu ile deney grubu arasında gerçekleştirilen karşılaştırmada deney grubu lehine anlamlı bir farklılık elde edilmiştir. İkinci döngüde yeterliliklere ulaşma düzeyini değerlendirmek için gerçekleştirilen karşılaştırmada ise son test lehine anlamlı bir fark elde edilmiştir. Değerlendirme sonuçlarının alan ve sınıf bazında karşılaştırılmasında ise anlamlı bir fark bulunmamıştır. Bu çalışma kapsamında hazırlanan nesnelerin interneti yeterlilikleri, nesnelerin interneti teknolojilerinin dönüştürdüğü ya da yeni ortaya çıkan işlerin tanımlanması ve belgelendirilmesi açısından önemli görülmektedir. Araştırma kapsamında geliştirilen nesnelerin interneti öğretim programının, öğrencilerin kendi alanlarındaki güncel teknolojileri anlayabilmelerine katkı sağlayacağı ve bu teknolojilere kolay adapte olacakları düşünülmekte, bu yönüyle de çalışma önemli görülmektedir. Araştırmanın bir diğer önemi, çalışma boyunca FPP’larında karşılaşılan sorunların derlenmesi ve bu sorunların çözümünü odağına alan bir geliştirme kartı tasarım çalışmasının üniversite - sanayi işbirliği kapsamında başlatılmasıdır.The internet of things (IoT), which constitutes an important part of the digital revolution, affects many areas from industrially, large-scale systems to manifacturing and service sectors for the end user. Determining the workforce qualifications needed in the occupational fields affected by the Internet of Things technologies can be a source for the vocational training and job descriptions to be given in this field. This study is designed on the basis of the problem of adapting vocational education to technologic revolution in a fast and effective way and training labor with competencies depending on the technology demanded by the business world. In this context, in the study, the Internet of Things competencies were defined, and the design of a curriculum aimed at gaining these competencies was carried out and its effects were examined.This study, which was carried out in two cycles using a design-based research method, was carried out in the 2018 - 2019 academic year with the participation of 2 universities, 9 vocational high schools and 5 science centers in different regions of Turkey. The process of determining the competencies of the Internet of Things was carried out with an expert group of 15 people from academic, teacher and related sectors. In the study group, 51 students from the field of vocational high school information technologies, 10 students from the field of industrial automation technologies and 88 students from the field of electrical-electronic technologies are included. There were also 14 technical teachers and 5 science center trainers in the working group. In the study, teachers and trainers were trained in two universities in Istanbul for two days in the first cycle and four days in the second cycle. The Internet of Things curriculum was implemented in schools and science centers where students are located in both cycles for 12 weeks. At the end of the program, to evaluate improvement of the projects of the students. project exhibition activities were organized for two days in Istanbul in the first cycle and in the science centers in the second cycle. In the research, Test for Determining Proficiency Level and Student Projects Evaluation Form were used for the level of reaching qualifications and project evaluation. In order to evaluate the effects of the curriculum and its implementation, the data collected through the Student Interview Form, Teacher Interview Form, Programme Observation Form were analyzed by content analysis and coded and themes were formed.According to the findings of the research, 10 related competencies for Internet of Things technologies and a total of 37 sub-competencies detailing each competency were defined. These qualifications are defined at the vocational high school level (EQF 4th Level) in accordance with the level definitions specified in the European Qualifications Framework (EQF). Competencies include hardware, software and network communication disciplines, as well as recognizing security, confidentiality and ethical risks in the field of Internet of Things and generating solutions. Competences also include basic programming skills. Basic electronics skills are defined as prerequisites for Internet of Things competencies. The Internet of Things Curriculum Development Model, which was developed within the scope of this study and in which different program development models were synthesized, was used in the creation of the Internet of Things curriculum. The curriculum consists of two stages: workshop/ practice and project making. Research findings show that the Internet of Things curriculum directs students and teachers to more interdisciplinary work in vocational high schools, students' interest and self-confidence in project development and Internet of Things technologies increase, and Internet of Things educator training meets the needs and expectations. Among the findings regarding the physical programming platforms (FPP) used in the teaching process, foreign language interface and the lack of Turkish content caused a decrease interest and motivation for students. In addition, the hardware used in the program could not be connected to the MEB internet network used in vocational high schools due to the security protocol. It has been determined that this situation causes various problems such as loss of time and cost in the implementation of IoT teaching.According to the findings of the research, while evaluation of the curriculum, a significant difference was found in favor of the experimental group while comparing between the control group and the experimental group in the first cycle. In the second cycle, in the evaluation of the program, a significant difference was found in favor of the post-test in the comparison of pre-test and post-test. While comparing of the evaluation results on the basis of field and class, no significant difference was found. The Internet of Things competencies prepared within the scope of this study are considered important in terms of identifying and documenting the works affected by this technology. It is thought that the Internet of Things curriculum developed within the scope of the research will contribute to the students' understanding of current technologies in their fields and will be easily adapted. Another importance of the research is the compilation of the problems encountered in FPPs throughout the study and the initiation of a development card design study that focuses on the solution of these problems within the scope of university - industry cooperation.