Mimarlıkta malzeme eğitimine yapay zekâ entegrasyonu üzerine bir araştırma
A study on integration of artificial intelligence into material education in architecture
- Tez No: 975406
- Danışmanlar: PROF. DR. SEDEN ACUN ÖZGÜNLER, DR. ÖĞR. ÜYESİ MİNE TOPÇUBAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: İnsan-yapay zeka etkileşimi, Human-artificial intelligence interaction
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yapı malzeme bilgisi, mimarlık eğitiminde yapı tasarımı ve uygulama süreçlerinin temel taşlarından biri olarak konumlanmaktadır. Malzemelerin fiziksel, kimyasal ve performatif özelliklerini kavramak, sürdürülebilir, işlevsel ve estetik açıdan nitelikli yapılar tasarlayabilmenin ön koşuludur. Malzeme bilimi ve teknolojisi, yeni malzeme türleri ve üretim teknikleri ile sürekli bir gelişim gösterirken, Türkiye'deki mimarlık bölümlerinde yapı malzemeleri eğitimi büyük ölçüde geleneksel ve pasif öğretim yöntemlerine dayalı olarak sürdürülmektedir. Bu durum, dijital çağın değişen öğrenci profiliyle örtüşmeyerek, öğrencilerin derse olan ilgisini, konuyu kavrama düzeyini ve teorik bilgiyi projeye aktarma becerisini olumsuz yönde etkilemektedir. Ağırlıklı olarak tek yönlü anlatımlara dayalı ders yapısı, öğrencilerin bilgiyi derinlemesine anlaması ve öğrenme süreçlerine dair güncel bir zorluk olarak öne çıkmaktadır. Bu zorluğun çözümüne yönelik olarak, günümüzde hızla gelişen teknolojik yeniliklerle birlikte Yapay Zekâ (YZ), eğitim dahil pek çok sektöre nüfuz eden önemli bir dönüştürücü güç olarak kabul edilmektedir. YZ destekli uygulamalar, öğre(n/t)im süreçlerini daha etkileşimli ve verimli hale getirme, öğrenme süreçlerini kişiselleştirme, öğrencilerin ihtiyaçlarına duyarlı yapılar kurma gibi pek çok potansiyeli beraberinde getirmektedir. Eğitimde YZ etkisine odaklanan çalışmalar literatürde yaygın bulunmakla birlikte, mimarlıkta yapı malzemesi eğitimi özelinde YZ entegrasyonuna odaklanan araştırmalar oldukça sınırlıdır. Bu çalışma, söz konusu bilimsel boşluğu doldurmayı ve mimarlıkta yapı malzemesi eğitimine YZ teknolojilerinin potansiyel etkilerini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Çalışmanın metodolojik çerçevesinde, öncelikle Türkiye'deki teknik üniversite ve teknoloji üniversitelerinin mimarlık bölümlerinde okutulan yapı malzemesi derslerinin güncel müfredatları analiz edilmiştir. Ardından mevcut öğretim uygulamalarına ilişkin güçlü ve zayıf yönleri belirlemek amacıyla bu üniversitelerde öğrenim gören öğrenciler ve bu dersi veren eğitmenlerle iki ayrı anket çalışması yürütülmüştür. Elde edilen bulgular, mevcut durumda öğrencilerin derslerdeki teorik bilgileri uygulamalı proje derslerine aktarmakta zorlandığını, derslerin etkileşim düzeyinin düşük bulunduğunu, öğretim yöntemlerinin öğrenci ilgisini sürdürmede yetersiz kaldığını ve öğrencilerin malzeme derslerindeki bilgileri kavramada güçlük yaşadıklarını ortaya koymuştur. Bu sonuçlar, yapı malzemesi eğitiminin güncel pedagojik ihtiyaçlara yanıt veremediğini ve yeni, teknoloji tabanlı yaklaşımlara duyulan ihtiyacı teyit etmektedir. Bu bağlamda, eğitimin pedagojik yaklaşımlarının ve yöntemsel boyutunun yeniden şekillendirilmesinde yapay zekânın etkili bir araç olabileceği düşünülmektedir. Bu argümana dair mevcut durumu ve akademisyen ve öğrenci perspektifinden baskın düşünceleri araştıran çalışma beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmanın kapsamı, temel kavramlar, çalışmanın amaçları ve yöntemine dair çerçeve sunulmuştur. İkinci bölümde, mimarlık eğitiminde teknik bilginin ve malzeme bilgisinin yeri vurgulanmıştır. Üçüncü bölümde, yapay zekâ teknolojisinin genel çerçevesi çizilmiştir. Yapay zekânın tarihsel gelişimi, sınıflandırılması ve konuya ilişkin temel kavramlar örneklerle sunulmuş ve yapay zekâ bütüncül olarak ele alınmıştır. Yapay zekâ destekli araçların mimarlık ve eğitim alanlarında nasıl kullanıldığına dair örnek uygulamalar araştırılmış, özellikle eğitim süreçlerinde Yapay zekâ tabanlı araçların öğre(n/t)im sürecini nasıl dönüştürdüğü incelenmiştir. Ayrıca, yapay zekânın mimarlık eğitiminde sunduğu fırsatların yanı sıra, etik ve hukuki çerçeveleri de kapsamlı biçimde ele alınmıştır. Dördüncü bölümde, çalışmanın özgün katkısını oluşturan anket uygulaması ve elde edilen verilerinden hareketle yapay zekâ destekli öğre(n/t)im önerileri sunulmuştur. Bu bölümde önce Türkiye'deki teknik üniversite ve teknoloji üniversitelerinin yapı malzemesi dersini alan öğrenci ve dersi veren eğitmenlere uygulanan anketlerden elde edilen bulgularla mevcut yapı malzemesi eğitiminin güçlü ve zayıf yönleri ortaya konmuştur. Devamında ise, malzeme eğitiminin zenginleştirilmesine yönelik, eğitimde yapay zekâ kullanımı önerileri sunulmuştur. Beşinci ve son bölümde ise elde edilen bulgular bütüncül bir değerlendirmeye tabi tutulmuştur. Çalışmanın değerlendirmesinin ardından, çalışmadan elde edilen çıkarımlar doğrultusunda gelecekteki araştırmalara, eğitim politikalarına ve üniversite müfredatlarına yönelik öneriler sunulmuştur. Bulgular, yapay zekâ entegrasyonunun yapı malzemesi eğitimini yalnızca bilgi aktarımı süreci olmaktan çıkarıp öğre(n/t)im sürecini sezgisel, etkileşimli ve öğrenci merkezli bir deneyime dönüştürme potansiyelini işaret etmektedir. Ancak bu dönüşümün sağlıklı biçimde gerçekleşebilmesi için başta eğitmen ve öğrencilerin, ardından da idari kadronun yapay zekâ okuryazarlığına yönelik eğitimlerle desteklenmesi; sorumlu ve etik yapay zekâ kullanım ilkelerinin belirlenmesi ve üniversitelerin teknolojik altyapısının güçlendirilmesi gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
Construction material knowledge is positioned as one of the cornerstones in architectural education, serving as a critical bridge between conceptual design thinking and the practical realities of construction. A comprehensive understanding of the physical, chemical, and performative properties of materials is essential for architects to design sustainable, functional, and aesthetically coherent structures. As the field of material science and technology continues to evolve with introducing innovative materials, production techniques, and applications; the challenge of adapting educational content to reflect these advancements becomes increasingly pressing. Despite this dynamic transformation, material education within architecture departments, particularly in Turkey's technical and technology universities, remains largely rooted in traditional and didactic instructional approaches. These approaches often fail to resonate with the digitally native student profile of the current era, thereby diminishing students' interest in the course, their comprehension of the subject matter, and their ability to transfer theoretical knowledge into design projects. The conventional instructional model which typically characterized by long, one-directional lectures with limited interactivity does not align with the multi-modal learning preferences of contemporary learners and presents a current challenge in terms of students' deep understanding of knowledge and learning processes. This dissonance can lead to disengagement, superficial knowledge retention, and a reduced capacity to apply theoretical material knowledge into design studios or real-world applications. Consequently, there is a growing need to reconfigure the structure and pedagogy of material education in architecture to foster deeper learning and improve the overall quality of the educational experience. In response to these challenges, Artificial Intelligence has emerged and now recognized as a significant transformative force permeating across diverse fields, including architecture and education. Artificial Intelligence-supported systems provide numerous potentials, such as making learning and teaching processes more personalized, interactive, adaptive, and efficient. They offer features such as real-time feedback, visualization, content customization based on learners' preferences, establishing structures that are more responsive to students' needs and enhanced engagement through intelligent tutoring systems. However, despite the increasing academic interest in studies focusing on the impact of artificial intelligence in education in general, there remains a noticeable lack of research specifically addressing its integration into construction materials education within architectural curricula. This study aims to bridge the aforementioned scientific gap by exploring the potential impact of Artificial Intelligence technologies on the teaching and learning of construction materials in architecture. The research investigates how AI can be meaningfully integrated into material education to enhance pedagogical effectiveness and enrich learning experiences. Its primary objectives are to analyze the current status of material education within architectural programs at selected technical universities in Turkey, to examine the experiences, challenges, and expectations of both students and instructors regarding these courses. The study was structured around a multi-stage methodology. First, a comprehensive curriculum analysis was conducted, examining the objectives, content, delivery strategies, and evaluation methods of the building materials courses offered by architecture departments at technical and technological universities in Turkey. This analysis revealed a common pattern: despite being foundational in the architectural curriculum, materials courses are typically confined to lecture-based formats with limited integration of contemporary pedagogical or technological tools. In the second stage, two tailored surveys were developed and administered—one targeting architecture students, and the other addressing faculty members who teach the building materials course. The aim was to uncover perceived strengths and weaknesses in the current instructional approach, identify gaps in knowledge transfer between lecture and studio settings, challenges in teaching and learning and collect insights on possible improvements. The survey findings revealed several critical insights. Students reported difficulties in understanding material concepts, transferring knowledge to design projects, and maintaining interest during lectures. The majority of students reported that the lessons lacked sufficient interactivity and visual or contextual support, similarly noted a disconnect between theoretical content and studio application, and a need for updated methods to engage students more effectively. These results collectively indicate that current teaching strategies are falling short in providing a comprehensive, learner-centered, and an enriched learning experience. In response to these challenges, the fourth section of the study proposes AI-enhanced teaching suggestions that seeks to make the material education process more effective, engaging, and responsive to individual learning needs. The suggestions include; personalized content delivery tailored to different learning styles using AI; visualization tools like 3D models, simulations, and interactive diagrams to explain abstract material concepts; AI-driven feedback systems to provide real-time assessments and guidance; interactive platforms where students can explore materials, test their properties virtually, and practice decision-making. The suggestions also emphasize the importance of integrating material knowledge with design studio work, encouraging interdisciplinary learning and applied knowledge construction. Moreover, the importance of aligning theoretical material instruction with the design studio, encouraging interdisciplinary collaboration and application-based learning is emphasized. Integrating AI into both lecture-based and studio components of the curriculum aims to cultivate a more holistic understanding of materials within architectural practice. Finally, the fifth and concluding section of the study presents an integrated evaluation of the findings, arguing that AI integration not only facilitates knowledge transfer but also reshapes the learning experience to be more intuitive, participatory, and student-oriented. The study suggests that AI can foster deeper cognitive engagement, support differentiated instruction, and create pathways for continuous improvement in both teaching strategies and student performance. It discusses broader considerations for including institutional readiness, ethical implications, infrastructure requirements, and future research directions. It highlights the need for developing AI literacy among both educators and students, ensuring ethical and responsible use of AI tools, and investing in the technological infrastructure required for successful implementation. The research also emphasizes the necessity of updating curricula to accommodate new technologies and teaching approaches, ensuring that future architects are equipped with both the technical knowledge and creative adaptability needed for a rapidly evolving profession. In conclusion, this study positions artificial intelligence as a strategic enabler in transforming building material education from a static knowledge transmission model into a multidimensional, learner-centered experience. It underscores that effective integration requires not only technological solutions but also a robust pedagogical framework, institutional support, and a commitment to continuous learning. As architecture education evolves in the face of digital transformation, aligning material instruction with the capabilities of AI may prove essential for cultivating the next generation of innovative and responsible architects.
Benzer Tezler
- Kütle tasarımı çalışmaları için yapay zeka tabanlı artırılmış gerçeklik
Ai-based augmented reality for mass design studies
SÜHEYLA MÜGE HALICI
Doktora
Türkçe
2026
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL
- Architectural section generation and semantic evaluation with deep learning methods
Derin öğrenme yöntemleri ile mimari kesit üretimi ve anlamsal değerlendirilmesi
ECE SAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Mimari yapım teknolojileri – detay tasarımı etkileşiminin 3B baskı teknolojileri bağlamında uzman görüşü yöntemi ile belirlenmesi
Determination of architectural construction technologies - detail design interaction with the expert view method in the context of 3D printing technologies
SÜHAN ARTUĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CEM ALTUN
- Mimari çizim ölçütlerinin yapay zekayla kontrolü
Control of architectural drawing criteria with artificial intelligence
SESERVAN BARIN EKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
MimarlıkDüzce ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY BENLİ YILDIZ
- A monographic study: Life and architectural practice of Ali Mukadder Çizer
Monografik bir çalışma: Ali Mukadder Çizer'in hayatı ve mimarlık pratiği
ORKUN DAYIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET MURAT GÜL