Zeki öğretim sistemlerinde hibrit bir modelin tasarlanması ve geliştirilmesi
Design and development of a hybrid model in intelligent tutoring systems
Yazar: FURKAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. HALİL YURDUGÜL
Hacettepe Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akıllı öğretim sistemleri = Intelligent instruction systems ; Ayarlanabilr öğretim sistemleri = Adaptable learning systems ; Uyarlanabilir öğrenme sistemleri = Adapvite learning systems ; Öğretim sistemleri = Instruction systems ; İşbirlikçi filtreleme = Collaborative filtering

Özet:
Bu çalışma kapsamında Zeki Öğretim Sistemi (ZÖS) öğrenci modelinin tasarlanması ve geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu hedef doğrultusunda öğrencilerin bireysel özelliklerine göre farklı öğretimsel destek ihtiyaçları söz konusu olabileceğinden hareketle çalışmada öğrencilerin gereksinimlerine dayalı bir ZÖS tasarımı nasıl olmalıdır sorusuna gelişimsel araştırma (developmental research) yönetimi ile cevap aranmıştır. Öğrenci modeli için ilk aşamada öğrencilerin ihtiyaçları incelenmiş ve ZÖS'ün bileşenleri alan yazının taraması ile birlikte ortaya konulmuştur. Yapılan çalışmada bir yazılım gerçekleştirme söz konusu olduğu için ortaya konulacak ZÖS'ün tasarım ve geliştirilmesine yönelik yazılım geliştirme modellerinden Hızlı Prototipleme Modeli temel alınmıştır. Çalışma kapsamında öğrenci modeline odaklanılsa da ZÖS'te yer alan tüm bileşenler işe koşulmuştur. Bu sebeple geliştirilen ZÖS'ün alan modelinde ayrık bilgi bileşenler yaklaşımı, öğretici modelinde ise işbirlikçi filtreleme yöntemlerinden Ağırlıklandırılmış Jaccard tekniği kullanılmıştır. Öğrenci modelinde ise Bayes, Katman ve Stereotip (BaKaSt) öğrenci modellerinin bir arada bulunduğu hibrit bir öğrenci modeli ortaya konulmuştur. Geliştirilen ZÖS, BaKaSt olarak adlandırılmıştır. BaKaSt'ın değerlendirilmesi amacıyla deneysel bir araştırma yürütülmüş olup araştırmaya 58 kişi deney, 46 kişi kontrol grubu olmak üzere toplamda 104 lisans öğrencisi katılmıştır. Kontrol grubunda öğrenciler soru çözerken karşılaştıkları zorluklarda öğretimsel desteği kendilerinin seçtiği sistemi kullanmışlardır. BaKaSt'ı kullanan deney grubunda ise öğretimsel destek sistem tarafından sunulmuştur. Yapılan deneysel işlemler sonucu BaKaSt'ı kullanan öğrencilerin alternatif sistemi kullanan öğrencilere göre akademik başarısının daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca BaKaSt'ı kullanan öğrencilerin alternatif sistemi kullanan öğrencilere göre daha fazla öğretimsel destek aldıkları ve daha az yardım arama davranışlarında bulundukları belirlenmiştir. Son olarak BaKaSt'ı kullanan öğrencilerin a) geliştirilen sistemden memnun oldukları, b) sistem tarafından sunulan öğretimsel destekleri olumlu karşıladıkları, c) sistem kullanımının kolay ve eğlenceli olduğu, d) soru çözümünde yardımcı olduğu ve e) diğer öğrencilere önerebileceklerini belirtmişlerdir.

Abstract:
In this study, it is aimed to design and develop the student model for the Intelligent Teaching System (ITS) for the learner needs. In line with this goal, the answer to the question of how an ITS design should be based on learners' needs was sought by developmental research, considering that students may have different educational needs according to their individual characteristics. For the student model, learner needs were examined in the first stage and the components of the ITS were revealed together with the review of the literature. Rapid Prototyping Model, which is one of the software development models, was taken as the basis in the study, since there is a software implementation. Although the study focused on the student model, all the components in the ITS were employed. As a result, in the domain model of the created ITS, the discrete information components approach was employed, and in the tutoring model, the Weighted Jaccard Technique, one of the collaborative filtering approaches, was applied. In the student model, a hybrid student model, in which Bayesian, Layer and Stereotype student models are combined, was put forward. The developed ITS was named as BOS. BaKaSt was tested in an experimental study.  A total of 104 undergraduate students, 58 of whom were in the experimental group and 46 in the control group, participated in this research. Experimental and control groups were formed for the experimental procedures. In the control group, the students used the system they chose for the instructional support for the difficulties they encountered while solving the questions. In the experimental group using BOS, it was provided by the instructional support system. As a result of the experimental procedures, it was determined that the academic success of the students using BOS was higher than the students using the alternative system. In addition, it was determined that students using BOS received more instructional support and less help seeking behavior than students using the alternative system. Finally, students who use BOS stated that a) they are satisfied with the developed system, b) they welcome the instructional support offered by the system, c) it is easy and fun to use, d) it helps in solving questions, and e) they can recommend it to other students.