Teknoloji Odaklı Fen Öğretiminde Yapay Zekânın Fene Yönelik Tutuma Etkisi: Basit Makineler Örneği

Öz

Öğrencilerin kendilerini ve dünyayı tanımalarına yardımcı olan fen bilimleri dersine karşı olumlu tutum geliştirmeleri önemlidir. Günümüzde her alana entegre edilmeye çalışılan yapay zekâ çalışmalarının öğretimde kullanımı da giderek yaygınlaşmaktadır. Bu yaygınlaşmanın doğru kullanımı, programlara, planlara ve etkinliklere entegre edilmesi fen dersine olan tutumu geliştirebilecek etkenlerdendir. Bu çalışmanın amacı yapay zekâ desteği ile işlenen basit makineler konusunun öğrencilerin fen bilimlerine yönelik tutumlarına etkisini incelemektir. Araştırmada nicel araştırma yöntemlerinden zayıf deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmanın örneklemi, uygun örnekleme yöntemiyle seçilen 21 sekizinci sınıf öğrencisinden oluşmaktadır. Araştırmada veriler Özcan ve Koca (2020) tarafından geliştirilen Fene Yönelik Tutum Ölçeği ile toplanmıştır. Çalışma sürecinde geçerlik, güvenirlik ve etik ilkelere dikkat edilmiştir. Araştırmanın bulgularında fen bilimlerine yönelik tutum ölçeği ve alt boyutlarına ilişkin (hoşlanma, güven, fayda, ilgi) ortalamaların son testler lehine istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Araştırmanın sonucunda yapay zekâ ile yapılan uygulamanın öğrencilerin fen bilimlerine yönelik tutumlarını olumlu yönde geliştirdiği belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda yapay zekânın fen bilimleri öğretiminde farklı konularda da kullanılması önerilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Yapay zekâ
• fen bilimleri dersi
• fene yönelik tutum
• tutum
• basit makineler.

The Effect of Artificial Intelligence on Attitudes Towards Science in Technology-Focused Science Teaching: The Example of Simple Machines

Öz

It is important for students to develop a positive attitude towards science classes, which help them understand themselves and the world. Nowadays, the use of artificial intelligence (AI) in education, which is being integrated into every field, is becoming increasingly widespread. The correct use of this widespread technology, integrating it into curricula, plans, and activities, can enhance students' attitudes towards science classes. The purpose of this study is to examine the impact of the topic of simple machines, taught with the support of AI, on students' attitudes towards science. A weak experimental design, one of the quantitative research methods, was employed in this study. The sample of the study consists of 21 eighth-grade students selected through a convenience sampling method. Data were collected using the Attitude Towards Science Scale developed by Özcan and Koca (2020). The study adhered to validity, reliability, and ethical principles throughout the process. The findings of the study indicated that there was a statistically significant difference in the means of the attitude towards science scale and its sub-dimensions (enjoyment, confidence, utility, interest) in favor of the post-tests. As a result of the study, it was determined that the AI-supported application positively improved students' attitudes towards science. Based on the results, recommended to use AI in teaching different topics within science education.

Anahtar Kelimeler

• Artificial intelligence
• science course
• attitude towards science
• attitude
• simple machines

Kaynakça

1. Ahmad, S. F., Rahmat, M. K., Mubarik, M. S., Alam, M. M., & Hyder, S. I. (2021). Artificial ıntelligence and ıts role in education. Sustainability, 13(22), 12902. https://doi.org/10.3390/su132212902
2. Akbaş, A. (2018). Ortaokul 8. Sınıflar basit makineler ünitesine köy enstitüleri örneklerinin yansımaları. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 34, 1-21. https://doi.org/10.14582/DUZGEF.1905
3. Al Shamsi, J. H., Al-Emran, M., & Shaalan, K. (2022). Understanding key drivers affecting students’ use of artificial intelligence-based voice assistants. Education and Information Technologies, 27(6), 8071-8091. https://doi.org/10.1007/s10639-022-10947-3
4. Almali ve Akbaş, S. (2018). Ortaokul 8. Sınıflar basit makineler ünitesine köy enstitüleri örneklerinin yansımaları. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 34, 1-21.
5. Alomari, M. A., & Jabr, M. O. (2020). The effect of the use of an educational software based on the strategy of artificial intelligence on students’ achievement and their attitudes towards it. Management Science Letters, 2951-2960. https://doi.org/10.5267/j.msl.2020.5.030
6. An, J., Ding, W., & Lin, C. (2023). ChatGPT. tackle the growing carbon footprint of generative AI, 615, 586.
7. Anggoro, S., Sopandi, W., & Sholehuddin, M. (2017). Influence of joyful learning on elementary school students’ attitudes toward science. Journal of Physics: Conference Series, 812, 012001. https://doi.org/10.1088/1742-6596/812/1/012001
8. Arduç, M. A. (2024). Teknoloji destekli fen bilimleri eğitimi çalışmalarının incelenmesi (2020-2023): İçerik analizi. Alanyazın, 5(1), 85-103. https://doi.org/10.59320/alanyazin.1422735

9. Arslan, K. (2020). Eğitimde yapay zeka ve uygulamaları. Batı Anadolu Eğitim Bilimleri Dergisi, 11(1), 71-88.
10. Artun, H., Aydın, S., & Günbatar, M. (2020). Fen öğretiminde teknoloji eğilimleri. Pegem Akademi.
11. Ayas, A. P., Çepni, S., Akdeniz, A. R., Özmen, H., Yiğit, N., & Ayvacı, H. Ş. (2012). Kuramdan uygulamaya fen ve teknoloji öğretimi. Pagem Akademi.
12. Azi̇zoğlu, N., & Çeti̇n, G. (2009). 6 ve 7. Sınıf öğrencilerinin öğrenme stilleri, fen dersine yönelik tutumları ve motivasyonları arasındaki ilişki. Kastamonu Eğitim Dergisi, 17(1), 171-182. https://doi.org/10.21764/maeuefd.1360693
13. Balım, A. G., & Aydın, H. S. G. (2009). Fen ve teknolojiye yönelik tutum ölçeğinin geliştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25(25), 33-41.
14. Belhan, Ö., & Şimşek, C. L. (2014). Bilim-Fen ve Teknoloji Kulübü’nün öğrencilerin fen ve teknoloji okuryazarlığına ve fene yönelik tutumlarına etkisi. Sakarya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23(23), 100-120.
15. Bhosale, S., Pujari, V., & Multani, M. (2020). Advantages and disadvantages of artificial ıntellegence. Aayushi International Interdisciplinary Research Journal, Special Issue 13(1), 227-230.
16. Bulunuz, M. (2015). The role of playful science in developing positive attitudes toward teaching science in a science teacher preparation program. Eurasian Journal of Educational Research, 58, 67-88.
17. Büyüköztürk, Ş., Kılıç Çakmak, E., Erkan Akgün, Ö., Karadeniz, Ş., & Demirel, F. (2017). Bilimsel araştırma yöntemleri. Pegem Akademi. https://doi.org/10.14527/9789944919289
18. Chen, L., Chen, P., & Lin, Z. (2020). Artificial Intelligence in Education: A Review. IEEE Access, 8, 75264-75278. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2988510
19. Chinonso, O. E., Theresa, A. M.-E., & Aduke, T. C. (2023). ChatGPT for Teaching, Learning and Research: Prospects Challenges. 5.
20. Coşkun, F., & Gülleroğlu, H. D. (2021). Yapay zekanın tarih içindeki gelişimi ve eğitimde kullanılması. Journal of Faculty of Educational Sciences, 54(3), 947-966. https://doi.org/10.30964/auebfd.916220
21. Creswell, J. W., & Creswell, J. D. (2017). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches. Sage publications.
22. Çolak Yazici, S., & Erkoç, M. (2023). Fen bilimleri grubu öğretmenlerinin uzaktan eğitim sürecinde yapay zekâ kullanma durumlarının analizi. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 58, 2682-2704. https://doi.org/10.53444/deubefd.1316144
23. Davenport, T. H., & Ronanki, R. (2018). Don’t start with moon shots. HARVARD BUSINESS REVIEW.
24. Demi̇r, R., Öztürk, N., & Dökme, İ. (2012). İlköğretim 7. sınıf öğrencilerinin fen ve teknoloji dersine yönelik motivasyonlarının bazı değişkenler açısından incelenmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23, 1-21.
25. Duru, A., Peker, M., & Akçakın, V. (2010). Lise öğrencilerinin bilgisayar destekli matematik öğrenmeye yönelik tutumları. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 1(3), 264-284.
26. Eagly, A. H., & Chaiken, S. (1993). The psychology of attitudes. Harcourt Brace Jovanovich College Publishers.
27. Göktaş, L. S. (2023). ChatGPT uzaktan eğitim sınavlarında başarılı olabilir mi? Turizm alanında doğruluk ve doğrulama üzerine bir araştırma (Can ChatGPT Succeed. Journal of Tourism & Gastronomy Studies, 11(2), 892-905.
28. Güven, G., & Sülün, Y. (2012). Bilgisayar destekli öğretimin 8. sınıf fen ve teknoloji dersindeki akademik başarıya ve öğrencilerin derse karşı tutumlarına etkisi. Journal of Turkish Science Education, 9(1), 68-79.
29. Güzey, C., Çakir, O., Athar, M. H., & Yurdaöz, E. (2023). Eğitimde Yapay zekâ üzerine gerçekleştirilmiş araştırmalardaki eğilimlerin incelenmesi. Bilgi ve İletişim Teknolojileri Dergisi, 5(1), 67-78. https://doi.org/10.53694/bited.1060730
30. İspir, E., & Aydın, M. (2020). Basit makineler ünitesinin öğretiminde kullanılan kavram karikatürlerinin 8. sınıf öğrencilerinin başarılarına ve kavramsal anlama düzeylerine etkisi. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(38), 58-71.
31. İşler, B., & Kiliç, M. Y. (2017). The use and development of artıfıcıal ıntellıgence ın educatıon. Electronic Journal of New Media, 5(1), 1-11. https://doi.org/10.17932/IAU.EJNM.25480200.2021/ejnm_v5i1001
32. Jia, X.-H., & Tu, J.-C. (2024). Towards a new conceptual model of aı-enhanced learning for college students: The roles of artificial ıntelligence capabilities, general self-efficacy, learning motivation, and critical thinking awareness. Systems, 12(3), 74. https://doi.org/10.3390/systems12030074
33. Karaçam, S., Mirza, Y., & Elitok, S. (2016). Fen konularına ilişkin belgesel izleme sıklığı ve cinsiyetin fen ve teknoloji dersine yönelik tutumlar üzerine etkisi. Düzce Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 3(2), 62-85.
34. Khanzode ve Sarode, K. C. A. (2020). Advantages and dısadvantages of artıfıcıal ıntellıgence and machıne learnıng: A Lıterature revıew. International Journal of Library & Information Science (IJLIS), 9(1), 30-36.
35. Khosravi, H., Shum, S. B., Chen, G., Conati, C., Tsai, Y.-S., Kay, J., Knight, S., Martinez-Maldonado, R., Sadiq, S., & Gašević, D. (2022). Explainable Artificial Intelligence in education. Computers and Education: Artificial Intelligence, 3, 100074. https://doi.org/10.1016/j.caeai.2022.100074
36. Koç, A., & Böyük, U. (2012). Basit malzemelerle yapılan deneylerin fene yönelik tutuma etkisi. Journal of Turkish Science Education, 9(4), Article 4.
37. Köse, B. B., Radıf, H., Uyar, B., Baysal, İ., & Demirci, N. (2024). Öğretmen görüşlerine göre eğitimde yapay zekanın önemi. Journal Of Socıal, Humanıtıes And Admınıstratıve Scıences (JOSHAS), 9(71), Article 71. https://doi.org/10.29228/JOSHAS.74125
38. Kutlu, E., & Bakirci, H. (2022). FeTeMM destekli fen öğretimi hakkında sekizinci sınıf öğrenci görüşlerinin incelenmesi: Basit makineler ünitesi. Journal of Computer and Education Research, 10(20), 612-635. https://doi.org/10.18009/jcer.1164817
39. Lee, Y.-F., Hwang, G.-J., & Chen, P.-Y. (2022). Impacts of an AI-based chabot on college students’ after-class review, academic performance, self-efficacy, learning attitude, and motivation. Educational Technology Research and Development, 70(5), 1843-1865. https://doi.org/10.1007/s11423-022-10142-8
40. Lin, P.-Y., Chai, C.-S., Jong, M. S.-Y., Dai, Y., Guo, Y., & Qin, J. (2021). Modeling the structural relationship among primary students’ motivation to learn artificial intelligence. Computers and Education: Artificial Intelligence, 2, 100006. https://doi.org/10.1016/j.caeai.2020.100006
41. Luckin, R., & Holmes, W. (2016). Intelligence Unleashed: An argument for AI in Education. Içinde UCL Knowledge Lab: London, UK. [Report]. UCL Knowledge Lab. https://www.pearson.com/content/dam/corporate/global/pearson-dot-com/files/innovation/Intelligence-Unleashed-Publication.pdf
42. McKenna, A., & Agogino, A. (1998). A Web‐Based ınstructional module for teaching middle school students engineering design with simple machines. Journal of Engineering Education, 87(4), 437-444. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.1998.tb00376.x
43. Ozan, Ü., & Benzer, S. (2018). Seçmeli bilim uygulamaları dersinin öğrencilerin fen okuryazarlığı—fene yönelik tutumlarına etkisi ve öğretmenlerin ders hakkındaki görüşlerinin incelenmesi. Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 34, 22-37. https://doi.org/10.14582/DUZGEF.1901
44. Ozcan, H., & Koca, E. (2020). Development of the Attitude towards Science Scale: A Validity and Reliability Study.
45. Eurasian Journal of Educational Research, 85, 109-133.
46. Ozcan, H., & Koca, E. (2020). Development of the Attitude towards Science Scale: A Validity and Reliability Study.
47. Eurasian Journal of Educational Research, 85, 109-133.
48. Özcan, H., & Koca, E. (2020). Development of the Attitude towards Science Scale: A Validity and Reliability Study. Eurasian Journal of Educational Research, 85, 109-133.
49. Qawaqneh, H., Ahmad, F. B., & Alawamreh, A. R. (2023). The ımpact of artificial ıntelligence-based virtual laboratories on developing students’ motivation towards learning mathematics. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET), 18(14), Article 14. https://doi.org/10.3991/ijet.v18i14.39873
50. Ramadhan, F. K., Faris, M. I., Wahyudi, I., & Sulaeman, M. K. (2023). Pemanfaatan Chat GPT dalam dunia pendidikan. Jurnal Ilmiah Flash, 9(1), 25-30.
51. Ros, G., Fraile Rey, A., Calonge, A., & López-Carrillo, M. D. (2022). The design of a teaching-learning sequence on simple machines in elementary education and its benefit on creativity and self-regulation. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 18(1), em2066. https://doi.org/10.29333/ejmste/11487
52. Sotala, K. (2012). Advantages of artıfıcıal ıntellıgences, uploads, and dıgıtal mınds. International Journal of Machine Consciousness, 04(01), 275-291. https://doi.org/10.1142/S1793843012400161
53. Şahi̇n, M. C. (2018). Öğretmen adaylarının eğitimde teknoloji kullanma tutumlarının incelenmesi. Türkiye Sosyal Araştırmalar Dergisi. 23(1), 95-112.
54. Tabachnick, B. G., & Fidell, L. S. (2007). Using multivariate statistics (5th ed.). Allyn & Bacon/Pearson Education.
55. Talan, T. (2022). Eğitimde dijitalleşme ve yeni yaklaşımlar. Efe Akademi Yayınları. İstanbul
56. Tang, K.-Y., Chang, C.-Y., & Hwang, G.-J. (2023). Trends in artificial intelligence-supported e-learning: A systematic review and co-citation network analysis (1998–2019). Interactive Learning Environments, 31(4), 2134-2152. https://doi.org/10.1080/10494820.2021.1875001
57. Telli, vd, A. (2004). İlköğretim 7. sınıflarda basit makinalar konusunun öğretiminde laboratuar yönteminin öğrenci başarısına etkisinin araştırılması. GÜ, Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 24(3), 291-305.
58. Tosun, A. (2024). Sürdürülebilir eğitim için yapay zeka modellemesi ile inovasyona teorik bir bakış. Socıal Mentalıty And Researcher Thınkers Journal (Smart Journal), 9(78), Article 78. https://doi.org/10.29228/smryj.73883
59. Uyanık, G. (2017). İlkokul öğrencilerinin fen bilimleri dersine yönelik tutumları ile akademik başarıları arasındaki ilişki. TÜBAV Bilim Dergisi, 10(1), 86-93.
60. Ürey, M., & Çepni, S. (2014). Fen Temelli ve disiplinlerarası okul bahçesi programının öğrencilerin fen ve teknoloji dersine yönelik tutumları üzerine etkisinin farklı değişkenler açısından değerlendirilmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 33(2), 537-548.
61. Wang, S., Wang, H., Jiang, Y., Li, P., & Yang, W. (2023). Understanding students’ participation of intelligent teaching: An empirical study considering artificial intelligence usefulness, interactive reward, satisfaction, university support and enjoyment. Interactive Learning Environments, 31(9), 5633-5649. https://doi.org/10.1080/10494820.2021.2012813
62. Yıldırım Tosun, M. (2024). Eğitim alanında kullanılan yapay zeka uygulamaları üzerine bir literatür incelemesi [Dönem Projesi]. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü. http://acikkaynak.bilecik.edu.tr/xmlui/handle/11552/3358
63. Yilmaz, M., & Dogusoy, B. (2020). Öğretmen adaylarının dijital vatandaşlık düzeylerinin belirlenmesi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 28(6), 2362-2375. https://doi.org/10.24106/kefdergi.692492
64. Yilmaz, S. (2006). Fen bilgisi öğretmen adaylarının mekanik konularına karşı tutumlarının incelenmesi. Eurasian Journal of Educational Research (EJER), 24, 199-208.
65. Zhai, X., Chu, X., Chai, C. S., Jong, M. S. Y., Istenic, A., Spector, M., Liu, J.-B., Yuan, J., & Li, Y. (2021). A review of artificial ıntelligence (AI) in education from 2010 to 2020. Complexity, 2021, e8812542. https://doi.org/10.1155/2021/8812542
66. Zileli, E. N. (2023). Yabancı dil olarak türkçe öğreniminde ChatGPT örneği. Uluslararası Karamanoğlu Mehmetbey Eğitim Araştırmaları Dergisi, 5(1), 42-51.
67. Zhong, H.-X., Lai, C.-F., Huang, Y.-C., Wu, P.-H., & Chang, J.-H. (2021). Exploring the ımpact of artificial ıntelligence learning platforms on ınterest in and attitudes toward learning. Içinde Y.-M. Huang, C.-F. Lai, & T. Rocha (Ed.), Innovative Technologies and Learning (C. 13117, ss. 22-29). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-91540-7_3