Bilimsel süreç becerilerinin yapay zekâ ile yordanması, öğrenciler ve üstün yetenekli öğrencilerdeki etkililiği
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, MATEMATİK VE FEN BİLİMLERİ EĞİTİMİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SERHAN SARIOĞLU
Danışman: Salih Çepni
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bilimsel süreç becerileri, bilimsel bir araştırmayı yürütme sürecinde kullanılması gereken ve bu nedenle öğrencilere kazandırılması gereken en önemli becerilerin başında gelmektedir. Bilimsel süreç becerileri fen bilimlerinin öğretiminde ve bilimle ilgili tüm mesleklerin edinilmesi sürecinde önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle Türk eğitim sisteminde sıklıkla kullanılan çoktan seçmeli sorular, bilimsel süreç becerileri gibi işe vuruk becerilere odaklanmaması, öğretim programının vurguladığı kazanımlarla sınırlı kalması nedeniyle bu becerilerin ölçülmesini ve değerlendirilmesini, dolayısıyla da bu noktadaki eksikliklerin ortaya çıkarılarak bu eksikliklere yönelik önlemler almak suretiyle geliştirilmesini zorlaştırmaktadır. Bu nedenle, araştırma "Geliştirilen sınıflama modelinin beceri temelli sorularla 8. sınıf öğrencilerinin ve fen alanında üstün yetenekli 8. sınıf öğrencilerinin bilimsel süreç becerilerini yordamada etkililiği nasıldır?" sorusuna yanıt aramaktadır. Araştırmada kullanılan veri toplama araçları çevrimiçi bilimsel süreç becerileri testi ve 40 sorudan oluşan çoktan seçmeli beceri temelli sorulardan oluşmaktadır. Veri toplama araçlarının uygunluğu, ölçmeyi hedeflediği bilimsel süreç becerilerinin standartlarıyla uyumsama durumları gözetilerek geliştirilmiş ve öğrencilerin bilimsel süreç beceri düzeylerini ortaya çıkarmak amacıyla kullanılan bilimsel süreç beceri ölçeği ile birlikte araştırmanın veri toplama araçlarını oluşturmuştur. Bu aşamadan sonra 292 öğrenciden elde edilen veriler yardımıyla beceri temelli maddelerin bilimsel süreç becerilerini yordama durumlarını ortaya çıkarmak için 11 farklı makine öğrenmesi sınıflama modeli oluşturulmuş, bu modellerin etkililikleri yine nicel metriklerden yararlanılarak değerlendirilmiştir. Eğitilen sınıflama modeli daha sonra 34 fen alanında üstün yetenekli tanısı almış öğrencilerin verileri üzerinde test edilmiş ve sonuçları raporlanmıştır. Araştırma sonucunda geliştirilen farklı modeller değerlendirilmiş ve öğrencilerin bilimsel süreç becerilerini yordamada en iyi performansı gösteren modelin Adaboost modeli olduğu ortaya çıkarılmıştır. Ayrıca modelin performansı üstün yetenekli öğrencilerin bilimsel süreç becerilerinin yordanmasında da incelenmiş, sonuçta kabul edilebilir düzeyde bir başarı ortaya çıkarılmıştır. Araştırma sonucunda yapay zekâ uygulamalarının eğitimde ölçme değerlendirme alanında, özellikle de bilimsel süreç becerileri gibi özel bir alanda bile kullanılabileceği sonucuna ulaşılmış, daha farklı örneklemlerle farklı öğrenci özelliklerinin de yordanması için daha fazla çalışmanın yapılması önerilmiştir. Bununla birlikte, sınıflama modelinin eğitilmesi sürecinde kullanılan veri noktası sayısının mümkün olduğunca fazla olmasının modelin performansını olumlu yönde etkileyeceği önerilmektedir.