An Overview of Artificial Intelligence Use in Mathematics Instruction

Yıl 2024, Cilt: 10 Sayı: 3, 265 - 271, 31.12.2024

Veli Toptaş

Öz

Artificial intelligence is one of the subjects that has garnered much attention in the sphere of education globally due to recent technological advancements. Artificial intelligence can be used in many educational disciplines, such as learning and teaching mathematics. Artificial intelligence can make various contributions to mathematics teaching for teachers and students. In this context, the study aims to provide a general overview of the use of artificial intelligence in mathematics teaching and to make inferences for educational practices by discussing this subject. The study is a compilation in the form of a literature review. As a result of the research, it has been seen that artificial intelligence contributes to mathematics teaching by providing students with personalized support and the opportunity to cope with the problems encountered, providing students with instant responses and enabling formative assessment practices, providing educators with data for decisions that will provide valuable information about student learning behaviors and the effectiveness of teaching, and developing students' affective characteristics. Additionally, it has been concluded that artificial intelligence-based calculation applications, artificial intelligence-based drawing applications, intelligent teaching systems, assistants, and artificial intelligence-supported games, exercises, and assessment applications are used in mathematics teaching.

Anahtar Kelimeler

Mathematics Instruction, Artificial Intelligence, Review, Education

Matematik Öğretiminde Yapay Zekâ Kullanımına Genel Bir Bakış

Öz

Son yıllarda yaşanan teknolojik gelişmeler ile birlikte dünya çapında eğitim alanında büyük ilgi gören konulardan biri yapay zekâ olmuştur. Yapay zekâ, eğitimin birçok disiplininde olduğu gibi matematik öğrenme öğretme süreçlerinde de kullanılabilmektedir. Matematik öğretiminde yapay zekânın öğretmen ve öğrenciye çeşitli katkıları bulunabilmektedir. Bu bağlamda çalışmanın amacı, matematik öğretiminde yapay zekâ kullanımına genel bir bakış sunmak ve bu konuyu tartışarak eğitim uygulamalarına yönelik çıkarımlarda bulunmaktır. Çalışma literatür taraması şeklinde derleme türündedir. Araştırma sonucunda, yapay zekânın matematik öğretiminde; öğrencilere kişiselleştirilmiş destek sağlayarak karşılaşılan problemlerle baş etme fırsatı sunması, öğrencilere anında yanıt vermesi ile biçimlendirici değerlendirme uygulamalarına olanak sağlaması, eğitimcilere öğrenci öğrenme davranışları ile öğretimin etkinliği hakkında değerli bilgiler verecek kararlar için veriler sunması ve öğrencilerin duyuşsal özelliklerini geliştirmesi gibi katkıları olduğu görülmüştür. Ayrıca matematik öğretiminde yapay zekâ tabanlı hesaplama uygulamaları, yapay zekâ tabanlı çizim uygulamaları, zeki öğretim sistemleri, asistanlar ve yapay zekâ destekli oyun, alıştırma ve değerlendirme uygulamaları gibi yapay zekâ destekli araçların kullanımının olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Matematik Öğretimi, Yapay Zeka, Eğitim, Derleme

Kaynakça

• Adelana, O. P. ve Akinyemi, A. L. (2021). Artificial intelligence-based tutoring systems utilization for learning: A survey of senior secondary students’awareness and readiness in Ijebu-ode, Ogun State. UNIZIK Journal of Educational Research and Policy Studies, 9, 16-28. https://unijerps.org/index.php/unijerps/article/view/193
• Akpınar, Y. (1999). Zeki öğretim sistemleri. Eğitim ve Bilim, 23(112), 35-39. https://egitimvebilim.ted.org.tr/index.php/EB/article/view/5329
• Bakti, I. K., Zulkarnain, Z., Yarun, A., Rusdi, R., Syaifudin, M. ve Syafaq, H. (2023). The Role of artificial intelligence in education: A Systematic literature review. Jurnal Iqra': Kajian Ilmu Pendidikan, 8(2), 182-197. https://doi.org/10.25217/ji.v8i2.3194
• Booc, N. B., Sobremisana, K., Ybañez, A., Tolosa, R., Ladroma, S. M. ve Caparoso, K. M. (2023). Artificial intelligence-powered calculator application usage in mathematics summative assessments. Iconic Res. Eng. J, 6(10), 446-474. https://www.irejournals.com/formatedpaper/17042661.pdf
• Capinding, A. T. (2023). Revolutionizing pre-calculus education: Photomath's AIpowered mathematics tutorship. Problems of Education in the 21st Century, 81(6), 758-775. https://doi.org/10.33225/pec/23.81.758
• Chen, B. (2022). Design of piano intelligent teaching system based on neural network algorithm. Mobile Information Systems. https://doi.org/10.1155/2022/5991124
• Dhingra, K., Garg, A. ve Pujari, J. (2021). Identification of dyscalculia using supervised machine learning algorithms. 2021 2nd International Conference on Smart Electronics and Communication (ICOSEC) içinde (s. 1331-1337). IEEE.
• Elmas, Ç. (2021). Yapay zekâ uygulamaları yapay sinir ağı makine öğrenmesi derin öğrenme derin ağlar bulanık mantık sinirsel bulanık mantık genetik algoritma (5. Baskı). Seçkin.
• Erümit, A. K., Calap, T., Çolak, A. F., Yavuz, S. ve Aydın, (2022). Okullarda yapay zekâ öğretimi. V. Nabiyev ve A. K. Erümit (Ed.), Eğitimde yapay zekâ kuramdan uygulamaya içinde (3. Baskı, s. 85-112). Pegem Akademi.
• Giri, N., Saini, T., Bhole, K., Bhosale, A., Shetty, T., Subramanyam, A. ve Shelke, S. (2020). Detection of dyscalculia using machine learning. 2020 5th International Conference on Communication and Electronics Systems (ICCES) içinde (s. 1-6). IEEE.
• Govender, R. (2023). The impact of artificial intelligence and the future of ChatGPT for mathematics teaching and learning in schools and higher education. Pythagoras, 44(1), a787.
• Hewapathirana, C., Abeysinghe, K., Maheshani, P., Liyanage, P., Krishara, J. ve Thelijjagoda, S. (2021). A mobile-based screening and refinement system to identify the risk of dyscalculia and dysgraphia learning disabilities in primary school students. 2021 10th International Conference on Information and Automation for Sustainability (ICIAfS) içinde (s. 287-292). IEEE.
• Hwang, S. (2022). Examining the effects of artificial intelligence on elementary students’ mathematics achievement: A meta-analysis. Sustainability, 14, 13185. https://doi.org/10.3390/su142013185
• Hwang, G. J. ve Tu, Y. F. (2021). Roles and research trends of artificial intelligence in mathematics education: A bibliometric mapping analysis and systematic review. Mathematics, 9(6), 1-19. https://doi.org/10.3390/math9060584
• Inoferio, H. V., Espartero, M. M., Asiri, M. S., Damin, M. D. ve Chavez, J. V. (2024). Coping with math anxiety and lack of confidence through AI-assisted Learning. Environment and Social Psychology, 9(5), 1-14. https://doi.org/10.54517/esp.v9i5.2228
• Ilham, R., Giatman, M. ve Maksun, H. (2024). Artificial intelligence research in education: A bibliometric analysis. Journal on Education, 6(2), 13467-13479. https://www.jonedu.org/index.php/joe/article/view/5199
• Kanvaria, V. K. ve Suraj, M. T. (2024). The role of AI in mathematics education: Assessing the effects of an 'Auto Draw' webtool on middle-level achievement. The Online Journal of Distance Education and e-Learning, 12(1), 49-55. https://tojqih.net/journals/tojdel/articles/v12i01/v12i01-07.pdf
• Kobilov, A. U., Abdulakhatov, M. M. U. ve Jaloliddinova, M. S. Q. (2021). Peculiarities of the use of artificial intelligence in the educational process. Raqamli iqtisodiyot va axborot texnologiyalari, 1(3), 32-37. https://dgeconomy.tsue.uz/index.php/dgeco/article/download/35/34
• Korucu, A. T. ve Biçer, H. (2022). Eğitimde yapay zekanın rolleri ve eğitsel yapay zeka uygulamaları. V. Nabiyev ve A. K. Erümit (Ed.), Eğitimde yapay zekâ kuramdan uygulamaya içinde (3. Baskı, s. 37-56). Pegem Akademi.
• Luzano, J. F. P. (2024). Assessment in mathematics education in the sphere of artificial intelligence: A systematic review on its threats and opportunities. International Journal of Academic Multidisciplinary Research (IJAMR), 8(2), 100-104.
• Mondal, A., Mukherjee, A. ve Garain, U. (2019). Intelligent monitoring and evaluation of digital geometry figures drawn by students. S. Bhattacharyya, I. Pan, A. Das ve S. Gupta (Ed.), içinde Intelligent Multimedia Data Analysis (s. 95-120). Walter de Gruyter.
• Nabiyev, V. (2021). Yapay zekâ derin öğrenme stratejili oyunlar örüntü tanıma doğal dil işleme (6. Baskı). Seçkin.
• Nabiyev, V. ve Erümit, A. K. (2022). Yapay zekanın temelleri. V. Nabiyev ve A. K. Erümit (Ed.), Eğitimde yapay zekâ kuramdan uygulamaya içinde (3. Baskı, s. 1-35). Pegem Akademi.
• Oliveira, A. L. ve Figueiredo, M. A. T. (2024). Artificial intelligence: Historical context and state of the art. Sousa Antunes, H., Freitas, P. M., Oliveira, A. L., Martins Pereira, C., Vaz de Sequeira, E. ve Barreto Xavier, L. (Ed.), Multidisciplinary perspectives on artificial ıntelligence and the law içinde (s.3-24). Switzerland: Springer
• Öngöz, S. (2022). Yapay zekâ teknolojisinin kullanıldığı yeni nesil öğretim materyalleri. V. Nabiyev ve A. K. Erümit (Ed.), Eğitimde yapay zekâ kuramdan uygulamaya içinde (3. Baskı, s.57-84). Pegem Akademi.
• Padmaja, M., Shitharth, S., Prasuna, K., Chaturvedi, A., Kshirsagar, P. R., ve Vani, A. (2022). Grow of artificial intelligence to challenge security in IoT application. Wireless Personal Communications, 127(3), 1829-1845. https://doi.org/10.1007/s11277-021-08725-4
• Park, M. (2020). Applications and possibilities of artificial intelligence in mathematics education. Communications of Mathematical Education, 34(4), 545-561. https://doi.org/10.7468/jksmee.2020.34.4.545
• Remoto, J. P. (2024). ChatGPT and other AIs: Personal relief and limitations among mathematics-oriented learners. Environment and Social Psychology, 9(1), 1-13. https://doi.org/10.54517/esp.v9i1.1911
• Soshal, J. T. (2023). Synergies of Artificial Intelligence and Mathematics: A Study. Journal Global Values, 14(2023), 156-162. https://doi.org/10.31995/jgv.2023.v14iS3.019
• TDK (Türk Dil Kurumu)(2022a). Zekâ. https://sozluk.gov.tr/
• TDK (Türk Dil Kurumu)(2022b). Yapay zekâ. https://sozluk.gov.tr/
• Vaerenbergh, S. V. & Pérez-Suay, A. (2021). A classification of artificial ıntelligence systems for mathematics education. P. R. Richard, P. Vélez, S. Van Vaerenbergh (Eds.) içinde Mathematics Education in the Age of Artificial Intelligence. Springer Nature, in press.