Kavram Haritalarının Ontoloji Tabanlı Oluşturulması: Kuvvet Konusu Uygulama Örneği

Abstract

Bilginin zihinde somut ve görsel olarak düzenlenmesini sağlayan kavram haritalarının yapısı, kavramlar arası ilişkilerin grafiksel bir yolla ifade edilmesine dayanmaktadır. Kavram haritası, eğitim alanında anlamlı öğrenmeyi sağlaması bakımından önemli bir yöntemdir. Çünkü öğrenilecek temel fikirleri ve bunlar arasındaki ilişkileri açık hâle getirme ve önceki bilgilerle yeni bilgiler arasında bağlantı kurulmasına yardımcı olmaktadır. Anlamsal Web, iyi tanımlanmış bilgilerin ve servislerin kolay bir şekilde makineler tarafından anlaşılabilir olmasını sağlayan web ortamıdır. Anlamsal Web’in temel bileşeni olan ontolojiler, bir alana ait kavramlar kümesini ve kavramlar arasındaki ilişkileri biçimsel olarak tanımlamaktadır. Ontolojilerin yapısı, kavram haritalarının yapısına benzemektedir. Bu çalışmanın amacı; dersi planlama, uygulama ve değerlendirme aracı olarak kullanılan kavram haritalarının ontoloji tabanlı olarak oluşturulmasını sağlamaktır. Ontoloji tabanlı kavram haritalarının modelleneceği ve hazırlanacağı ontoloji dili RDF (Resource Description Framework-Kaynak Tanım Çerçevesi) tabanlıdır. Bu amaç için Protégé ontoloji geliştirme editörü kullanılmıştır. Protégé ontoloji geliştirme editörünün grafik arayüzü sayesinde ilköğretim fen bilimleri dersi 6-7-8. sınıflar programında var olan mekanik konularında kavram haritası, görsel olarak tanımlanmakta ve böylelikle tanımlanmak istenilen alan modellenebilmektedir. Çalışma kapsamında kavram haritası oluşturma aşamalarının sahip olduğu üstünlükler ve sınırlılıklar tartışılarak ilköğretim fen bilgisi eğitimi alanındaki derslere ilişkin eğitim ontolojisi oluşturularak örnekler sunulmuştur. Gelecek çalışmalarda; bir web tabanlı uygulama gerçekleştiriminde bu çalışmada geliştirilen ontolojinin kullanılması amaçlanmaktadır. Anahtar sözcükler: kavram haritası, fen eğitimi, ontoloji, RDF

Keywords

• -

-

Abstract

Bilginin zihinde somut ve görsel olarak düzenlenmesini sağlayan kavram haritalarının yapısı, kavramlar arası ilişkilerin grafiksel bir yolla ifade edilmesine dayanmaktadır. Kavram haritası, eğitim alanında anlamlı öğrenmeyi sağlaması bakımından önemli bir yöntemdir. Çünkü öğrenilecek temel fikirleri ve bunlar arasındaki ilişkileri açık hâle getirme ve önceki bilgilerle yeni bilgiler arasında bağlantı kurulmasına yardımcı olmaktadır. Anlamsal Web, iyi tanımlanmış bilgilerin ve servislerin kolay bir şekilde makineler tarafından anlaşılabilir olmasını sağlayan web ortamıdır. Anlamsal Web’in temel bileşeni olan ontolojiler, bir alana ait kavramlar kümesini ve kavramlar arasındaki ilişkileri biçimsel olarak tanımlamaktadır. Ontolojilerin yapısı, kavram haritalarının yapısına benzemektedir. Bu çalışmanın amacı; dersi planlama, uygulama ve değerlendirme aracı olarak kullanılan kavram haritalarının ontoloji tabanlı olarak oluşturulmasını sağlamaktır. Ontoloji tabanlı kavram haritalarının modelleneceği ve hazırlanacağı ontoloji dili RDF (Resource Description Framework-Kaynak Tanım Çerçevesi) tabanlıdır. Bu amaç için Protégé ontoloji geliştirme editörü kullanılmıştır. Protégé ontoloji geliştirme editörünün grafik arayüzü sayesinde ilköğretim fen bilimleri dersi 6-7-8. sınıflar programında var olan mekanik konularında kavram haritası, görsel olarak tanımlanmakta ve böylelikle tanımlanmak istenilen alan modellenebilmektedir. Çalışma kapsamında kavram haritası oluşturma aşamalarının sahip olduğu üstünlükler ve sınırlılıklar tartışılarak ilköğretim fen bilgisi eğitimi alanındaki derslere ilişkin eğitim ontolojisi oluşturularak örnekler sunulmuştur. Gelecek çalışmalarda; bir web tabanlı uygulama gerçekleştiriminde bu çalışmada geliştirilen ontolojinin kullanılması amaçlanmaktadır

Keywords

• kavram haritası, fen eğitimi, ontoloji, RDF

References

1. Bağcı-Kılıç, G. (2003). Concept maps and language: A Turkish experience. International Journal of Science Education. 25(11), 1299-1311.
2. Bahar, M., (2002). Biyoloji eğitiminde kavram haritalarının kullanımı. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. 1(1): 25-40.
3. Baki, A. & Mandacı Şahin, S. (2004). Bilgisayar destekli kavram haritası yöntemiyle öğretmen adaylarının matematiksel öğrenmelerinin değerlendirilmesi. TheTurkish Online Journal of Educational Technology (TOJET), 3(2). 91-104.
4. Berners-Lee, T., Hendler, J. & Lassila, O., (2001).The Semantic Web. Scientific American, 284(5): 34-43.
5. Bolte, L.A.,(1999). Using concept maps and interpretive essays for assessment in mathematics. School Science and Mathematics, 99 (1): 19.
6. Boulos, M.N., Roudsari, A.V. & Carson E.R., (2002). Towards a semantic medical web: Health Cyber Map's tool for building an RDF meta database of health information resources based on the Qualified Dublin Core Metadata Set.MedSciMonit.,8(7): 24–36.
7. Chi, Y., (2009). Ontology-based curriculum content sequencing system with semantic rules. Expert Systems with Applications, 36(4), 7838–7847.
8. Chiu, C. H., Huang, C. C. & Chang, W. T. (2000). The evaluation and influence of interaction in network supported collaborative concept mapping. Computers & Education, 34, 17-25.

9. Chu, K. K., Lee, C. I., & Tsai, R. S., (2011). Ontology technology to assist learners’ navigation in the concept map learning system. Expert Systems with Applications, 38, 11293–11299.
10. Çimer, A. & Çimer, O. S. (2002). Öğrencilerin biyoloji konularinin tekrar edilmesinde bir araç olarak kavram haritası tekniğini kullanmaya karşı tutumları. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, Ankara, (16-18 Eylül).
11. Daconta, M.C., Obrst, L.J. & Smith, K.T., (2003). The Semantic Web: A Guide to the Future of XML, Web Services and Knowledge Management. Wiley Publisher, Indiana, 312p.
12. Denaux, R., Dimitrova, V., & Aroyo, L. (2005). Integrating open user modeling and learning content management for the semantic web. In User Modeling 2005(pp. 9-18). Springer Berlin Heidelberg.
13. Dicheva, D. & Aroyo, L.(2006). An approach to inter operability of ontology-based educational repositories. Int. J. Continuing Engineering Education and Life-Long Learning, 16,1/2,92-109.
14. Gladun, A., Rogushina, J.,Garcı´a-Sanchez, F., Martínez-Béjar, R. & Fernández-Breis, J.T. (2009). An application of intelligent techniques and semantic web technologies in e-learning environments. Expert Systems with Applications, 36(2), Part 1, 1922-1931.
15. Gómez-Pérez, A. (1997). Handbook of Applied Expert Systems, CRC Press, USA, 736p.
16. Graudina, V. & Grundspenkis, J. (2008). Concept Map generation from OWL ontologies. The 3rd International Conference on Concept Mapping, September, 22-25, 2008, Tallinn, Estoniaand Helsinki, Finland, 173- 180.
17. Graudina, V.,Grunspenkis, J. & Milasevica, S. (2012). Ontology merging in the context of concept maps. Scientific Journal of RTU, Vol. 13, 2012, pp. 29-36.
18. Gruber, T.R.(1993). A translation approach to portable ontology specifications. Knowl. Acquis., 5(2), 199-220.
19. Guangzuo, C.,Fei, C., Hu, C. & Shufang, L. (2004). OntoEdu: a case study of ontology-based education grid systemfor e-learning. GCCCE2004 International Conference.
20. Hough, S.,O’Rode, N., Terman, N. & Weissglass, J. (2007). Using concept maps to assess change in teachers’ understandings of algebra: A respectful approach. Journal of Mathematics Teacher Education, 10(1), 23- 41.
21. Hsieh, Y.C., Lee, C.I. & Chu, K.K., (2013). Effect of an ontology-based reasoning learning approach on cognitive load and learning achievement of secondary school students. Pakistan Journal of Statistics, 29(5), 561-572.
22. Jiang, L.,Yang, Z., Liu, Q. & Zhao, C. (2008). The Use of Concept Maps in Educational Ontology Development for Computer Networks.GrC 2008, 346-349.
23. Kalkan A. & Uğuz, S. (2010). Kavram haritası tekniğinin genel işletme dersi için uygulanması ve öğrenci görüşleri. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 2(3), 74-82.
24. Kaptan, F. (1998). Fen Öğretiminde Kavram Haritası Yönteminin Kullanılması. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 14, 95-99.
25. McGoven, M. & Tall, D. (1994). Concept maps and shematic diagrams as devices for documenting the growth of mathematical knowledge. Mathematic Education, 34,717-733.
26. Novak, J. D. & Gowin D. B. (1984). Learning how to learn. USA: Cambridge University Press.
27. Noy, F. N. & McGuiness, D.L. (2001). Ontology development 101: a guide to creating your first ontology. Technical Report KSL-01-05.
28. NRC [National Research Council] (1996). National Science Education Standarts. Washington, DC: National Academy Press.
29. Rice, D. C., Ryan, J. M. & Samson, S. M. (1998). Using concept maps to assess student learning in the science classroom: Must different methods compete?. Journal of Research in Science Teaching, 35(10), 1103- 1127.
30. Roth, M. & Roychoudhury, A. (1992). The social construction of scientific concepts or the concept map as conscription device and tool for social thinking in high scholl science. Science Education, 76-532-535.
31. Roth,W. M. (1994). Students views of collaborative concept mapping: an emancipatory research project. Science Education, 78(1):1-34, John Wiley & Sons, Inc., New York, USA, (1994).
32. Silva, A. A., Padilha, N., Siqueira, S., Baião & Kate Revoredo (2012). Using concept maps and ontology alignment for learning assessment. IEEE Technology and Engineering Education, Vol. 7, No. 3. 33-40.
33. Steichen, O., Bozec, C.D., Jaulent, M.C. & Charlet, J. (2007) Building an ontology of hypertension management. Proceedings of the 11th Conference on Artificial Intelligence in Medicine, Amsterdam, pp. 292-296.
34. Şen, A. İ. & Aykutlu, I. (2008). Using concept maps as an alternative evaluation tool for students’ conception of electric current. Eurasian Journal of Educational Research, 31, 75-92.
35. Uschold, M. & Gruninger, M. (1996). Ontologies: Principles, Methods and Applications. Knowledge Engineering Review, 11(2): 93-155.
36. Üzel, D. (2003). Kavram haritası ve Ven diyagramı kullanımının ilköğretim 7. Sınıf matematik öğretiminde öğrenci başarısına etkisi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Balıkesir üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Matematik eğitimi Anabilim Dalı, Balıkesir.