Işığın madde ile etkileşimi ünitesinde yapay zekâ sisteminin öğrencilerin akademik başarısına etkisi

Abstract

Bu çalışmada 7. sınıf fen bilimleri dersi `Işığın Madde ile Etkileşimi` ünitesinde yer alan kazanımların öğretiminin yapay zekâ sistemi kullanarak gerçekleştirilmesi amaçlandı. Çalışma aşamasında ışığın çeşitli maddeler ile etkileşimi sonucunda yansıma, soğurma ya da kırılma özelliklerinin tahmin edilmesi için bir yapay sinir ağı modeli geliştirildi. Geliştirmiş olan web tabanlı öğretim programı çok modlu etkileşim (multimodal inter action) esasına dayanmaktadır. Çalışmaya katılan tüm öğrencilere ait kullanıcı adı, parolalar oluşturuldu ve kendilerine ait sayfada işlem yapmaları sağlandı. Araştırma Doğu Anadolu Bölgesi'nde bulunan küçük ölçekli bir ilde, izin alınan il merkezi ve ilçelerinde bulunan ortaokullarda yapılmıştır. Araştırmanın örneklemini 2020/2021 eğitim-öğretim yılında 4 farklı ortaokulun 7. sınıflarında öğrenim gören 135 öğrenciden, çalışma grubu 72, kontrol grubu 63 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmada öntest sontest kontrol gruplu desen kullanıldı. Öğrencilerin akademik başarısını ölçek amacıyla 20 sorudan oluşan `Akademik Başarı Testi` uygulandı. Çalışma sonunda çalışma grubunda bulunan uygulamaya katılan öğrencilere 8 maddelik açık uçlu sorulardan oluşan yarı yapılandırılmış `Öğrenci Görüşme Formu` uygulandı. Araştırma sonucunda elde edilen bulgularda, öğrencilerin akademik başarılarına yönelik ön test ve son test puanları karşılaştırıldığında anlamlı bir farklılık gözlemlendi. Nitel verilere göre ise yapay sinir ağları ile geliştirilen web tabanlı öğretim programının olumlu etkisinin olduğu gözlemlendi. Çalışma grubu öğrenciler ile yapılan görüşmede, yapay sinir ağı modeli uygulaması için; bilgi dolu, eğlenceli, faydalı, farklı bir yöntem olduğu açıklamalarında bulunmuşlardır. Gerçekleştirilen çalışma dikkate alınan konu üzerinde yapılan ilk çalışma olduğu için yapılacak olan diğer çalışmalara ve alanyazına katkıda bulunacağı söylenebilir.

In this study, it was aimed to teach the acquisitions in the 7th grade science course `Interaction of Light with Matter` unit by using artificial intelligence system. In the study phase, an artificial neural network model was developed to predict the reflection, absorption or refraction properties of light as a result of its interaction with various materials. The developed web-based curriculum is based on multimodal inter action. Usernames and passwords of all students participating in the study were created and they were allowed to take action on their own page. The research was conducted in a small-scale province in the Eastern Anatolia Region, in secondary schools located in the city center and its districts, where permission was obtained. The sample of the research consists of 72 students in the study group and 63 students in the control group out of 135 students studying in the 7th grades of 4 different secondary schools in the 2020/2021 academic year. The pretest posttest control group design was used in the study. `Academic Achievement Test` consisting of 20 questions was applied to measure the academic success of the students. At the end of the study, a semi-structured `Student Interview Form` consisting of 8-item open-ended questions was applied to the students in the study group who participated in the application. In the findings obtained as a result of the research, a significant difference was observed when the pre-test and post-test scores of the students for their academic achievement were compared According to the qualitative data, it was observed that the web-based teaching program developed with artificial neural networks had a positive effect. In the interview with the students in the study group, for the artificial neural network model application; They have stated that it is an informative, fun, useful and different method. It can be said that since the study carried out is the first study on the subject taken into consideration, it will contribute to other studies and the literature.