Yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin akıl yürütmelerine, sürece yönelik görüşlerine ve maddenin doğası ünitesindeki akademik başarılarına etkisi
The impact of artificial intelligence-assisted engineering design process on the reasoning abilities, perceptions of the process, and academic achievements in the unit of matter among 5th grade middle school students
- Tez No: 971307
- Danışmanlar: PROF. DR. HİLAL AKTAMIŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Eğitim ve Öğretim, Education and Training
- Anahtar Kelimeler: Yapay zeka, Mühendislik tasarım süreci, Maddenin doğası, Akıl yürütme, Artificial intelligence, Engineering design process, Nature of matter, Reasoning
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fen ve Matematik Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu çalışmada yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin akıl yürütmelerine, sürece yönelik görüşlerine ve maddenin doğası ünitesindeki akademik başarılarına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Materyal ve Yöntem: Araştırmanın çalışma grubunu 2024-2025 eğitim öğretim yılında öğrenim gören 12 ortaokul 5. sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Çalışma grubu ile etkinlikler 8 hafta boyunca yürütülmüştür. Bu çalışmanın modeli açıklayıcı içiçe geçmiş tekli durum çalışmasıdır. Araştırmada amaçlı örnekleme yöntemlerinden kolay ulaşılabilir durum örneklemesi kullanılmıştır. Araştırmanın verileri araştırmacı tarafından geliştirilen“Mühendislik Tasarım Sürecine Yönelik Akıl Yürütme Rubriği”,“Yapay Zeka Destekli Mühendislik Tasarım Sürecine Yönelik Yarı Yapılandırılmış Görüşme Soruları”süreç sonunda ,“5. Sınıf Maddenin Doğası Ünitesi Başarı Testi”ise sürein başında ve sonunda uygulanmıştır. Çalışma grubunda yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecine dayalı etkinlikler kullanılmıştır. Bulgular: Araştırmanın verilerinin çözümlenmesi sonucunda elde edilen bulgularda yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin, ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin maddenin doğası ünitesindeki akademik başarılarını anlamlı düzeyde artırdığı tespit edilmiştir. Çalışma grubu öğrencilerinin ön test ortalaması 12,79 iken, son test ortalaması 18,82'ye yükselmiştir (p<0,01). Öğrencilerin mühendislik tasarım sürecine yönelik akıl yürütme becerilerinin geliştiği ve yapay zeka destekli öğretim sürecine yönelik olumlu görüşler geliştirdikleri belirlenmiştir. Yapay zeka araçlarının kullanıldığı interaktif simülasyon etkinlikleri ile öğrencilerin maddenin tanecikli yapısı, ısı ve sıcaklık, ile maddenin hal değişimleri konularındaki akıl yürütme becerileri rubrik puanlarında artış gözlemlenmiştir. Sonuç: Bu çalışmada yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin fen bilimleri müfredatına entegre edilmesinin öğrencilerin akademik başarıları açısından yararlı olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Özellikle maddenin doğası gibi soyut kavramların öğretiminde, yapay zeka araçlarının görselleştirme ve simülasyon imkanları sunarak öğrenme sürecini kolaylaştırdığı belirlenmiştir. Mühendislik tasarım sürecinin aşamaları arasında ilerlemede etkili olduğu, yapay zeka desteğinin ise bu süreci daha verimli hale getirdiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Objective: This study aims to investigate the effects of the artificial intelligence supported engineering design process on the reasoning abilities, perceptions of the process, and academic achievements of middle school 5th grade students in the Unit of Matter's Nature. Materials and Method: The study group consists of 12 middle school 5th grade students who are enrolled in the 2024-2025 academic year. Activities with the study group were conducted over a period of 8 weeks. The model of this study is an explanatory, embedded single-case study. Convenience sampling, one of the purposeful sampling methods, was employed in the research. The data of the study were collected using the“Reasoning Rubric for the Engineering Design Process,”the“Semi-Structured Interview Questions for the Artificial Intelligence Supported Engineering Design Process”developed by the researcher at the end of the process, and the“5th Grade Matter's Nature Unit Achievement Test,”which was administered at both the beginning and the end of the process. Activities based on the artificial intelligence supported engineering design process were utilized in the study group. Findings: The analysis of the research data revealed that the artificial intelligence supported engineering design process significantly increased the academic achievements of middle school 5th grade students in the Unit of Matter's Nature. The pre-test average of the participants was 12.79, while the post-test average rose to 18.82 (p<0.01). It was determined that students' reasoning skills regarding the engineering design process improved, and they developed positive perceptions of the artificial intelligence supported teaching process. Interactive simulation activities using artificial intelligence tools showed an increase in rubric scores for students' reasoning skills on the topics of the particulate nature of matter, heat and temperature, and phase changes of matter. Conclusion: This study concluded that integrating the artificial intelligence supported engineering design process into the science curriculum is beneficial for students' academic achievements. It was particularly noted that in the instruction of abstract concepts such as the nature of matter, the visualization and simulation capabilities offered by artificial intelligence tools facilitate the learning process. The stages of the engineering design process were found to be effective in advancing students, while the support of artificial intelligence made this process more efficient.
Benzer Tezler
- Oyunlaştırma yöntemlerinin matematik eğitimindeki etkisi; Unıty tabanlı bir eğitim uygulaması üzerine deneysel bir çalışma
The effect of gamification methods in mathematics education; an experimental study on a Unity-based educational application
TANSU ULUSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Eğitim ve ÖğretimSakarya ÜniversitesiBilişim Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ÇALLI
- İnsan ve çevre ünitesine yönelik geliştirilen yapay zekâ destekli artırılmış gerçeklik uygulamasının ortaokul öğrencilerinin başarısı ve tutumu üzerindeki etkisi
The effect of artificial intelligence-supported augmented reality application developed for the human and environment unit on the achievement and attitude of secondary school students
HARUN BAYER
Doktora
Türkçe
2025
Bilim ve TeknolojiFırat ÜniversitesiBilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TEKİN
- Yapay sinir ağları ile elektronik devre tasarım otomasyonu ve performans optimizasyonuna yönelik yeni yaklaşımlar
Novel approaches to electronic circuit design automation and performance optimization using artificial neural networks
FUNDA DAYLAK
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. İSMAİL SERDAR ÖZOĞUZ
- Tasarlama eyleminin dijital ekosistem düzeyinde irdelenmesi ve biyomimetik arakesitte süreç odaklı iç mimari tasarım yöntemi önerisi
Analyzing the act of designing at the level of digital ecosystem and proposing a process oriented interior architectural design method in biomimetics interface
EMRE PINAR
Sanatta Yeterlik
Türkçe
2024
İç Mimari ve DekorasyonÇukurova ÜniversitesiSanat ve Tasarım Ana Sanat Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUNÇ ASLAN TÜLÜCÜ
- Investigation of the effects of nano structured fuel droplets in diesel engines with machine learning approach and rapid optimization technique
Dizel motorlarda nano yapılı yakıt damlacıklarının etkilerinin makine öğrenmesi yaklaşımı ve hızlı optimizasyon tekniği ile incelenmesi
KUBİLAY GÜNER
Doktora
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Medeniyet ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN KÖTEN