Sayısal derslerde kazanımlara erişim düzeylerinin veri madenciliği ile analizi ve ortaokul öğrencileri üzerine bir uygulama
Data mining analysis of access levels in digital courses and an application on middle school students
Yazar: MUSTAFA KARATAŞCI
Danışman: PROF. DR. MEHMET ALİ ALAN
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Yönetim Bilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Fen başarısı = Science achievement ; Fen bilgisi = Science ; Fen bilgisi öğretimi = Science teaching ; Matematik başarısı = Mathematics achievement ; Matematik dersi = Mathematics lesson ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Veri madenciliği = Data mining

Özet:
Eğitimde veri madenciliği yöntemleri kullanılarak elde edilen veriler ve bu veriler ışığında elde edilen bilgiler ile eğitim sisteminin eksik yanlarının tespit edilmesi, eğitim sistemi ve müfredat hakkında gerekli önlemlerin alınması ve gelecek dönemler için isabetli planlamalar hazırlanması ve kararlar alınması sağlanır.
Bu araştırmada; ortaokul öğrencilerinin ders yılı sonunda sayısal dersler olan Matematik ve Fen Bilimleri dersleri için ulaşması beklenilen genel amaçlar doğrultusunda edinmesi hedeflenen bilgi, beceri ve tutumları ifade eden kazanımları elde edip edemedikleri, eksik kazanımlar ve kazanımlar arasındaki anlamlı ilişkiler araştırılmış ve iki dersin kendi aralarında ve birbirileri ile olan ilişkileri veri madenciliği yöntemleriyle tespit edilmeye çalışılmıştır.
Ortaokul öğrencilerinin sayısal derslerde kazanımlara erişim düzeylerini belirlemek, Matematik ve Fen Bilimleri dersleri kazanımlarının hem kendi içinde hem de birbiriyle olan ilişkilerini veri madenciliği yöntemi ile ortaya koymak araştırmanın temel amacıdır. Araştırma, 2019-2020 eğitim öğretim yılında Sivas ili genelinde olmak üzere daha çok Şarkışla ilçesinde öğrenim gören 619 beşinci sınıf, 669 altıncı sınıf, 593 yedinci sınıf ve 580 sekizinci sınıf olmak üzere toplam 2.461 ortaokul öğrencisi üzerinde yapılmıştır. Araştırmada veri toplama aracı olarak kazanımlar ile ilişkili başarı testleri hazırlanmıştır. Başarı testleri her sınıf düzeyinde Matematik ve Fen Bilimleri testi olarak uygulanmış ve elde edilen veriler veri madenciliği yöntemiyle WEKA programı kullanılarak analiz edilmiştir. Elde edilen araştırma bulgularına göre her sınıf düzeyi ve derse göre kazanımlara erişim yüzdeleri genel olarak aşağıdaki gibi oluşmuştur.
Ders Adı	5. Sınıf	6. Sınıf	7. Sınıf	8. Sınıf
Matematik %	58,09	51,92	58,16	50,57
Fen Bilimleri%	54,84	53,17	46,1	57,71
Ancak Mart 2020'de Covid-19 salgını nedeniyle eğitim öğretim faaliyetlerinde zorunlu olarak uzaktan eğitim sürecine geçilmesi eğitim öğretim faaliyetlerinde ve kazanımlara erişim düzeylerinde olumsuz etkilerin ortaya çıkmasına neden olmuştur. 

Elde edilen araştırma bulgularına göre; uzaktan eğitim faaliyetleri sonucu öğrencilerin kazanımlara erişim düzeyleri ve başarı yüzdelerinin yüz yüze eğitim faaliyetlerine göre daha düşük olduğu gözlenmiştir.
Ayrıca araştırma sonucunda; Beşinci sınıf düzeyinde matematik dersi için "Üçgen ve Dörtgenlerin Temel Elemanları" konusu ve Fen Bilimleri dersi için "Madde ve Doğası" konusunda, Altıncı sınıf düzeyinde matematik dersi için "Alan Ölçme ve Birimleri" konusu ve Fen Bilimleri dersi için "Ses ve Özellikleri" konusunda, Yedinci sınıf düzeyinde matematik dersi için "Çokgenler" konusu ve Fen Bilimleri dersi için "Canlılarda Üreme, Büyüme ve Gelişme" konusunda, Sekizinci sınıf düzeyinde matematik dersi için "Basit Olayların Olma Olasılığı" konusu ve Fen Bilimleri dersi için "Enerji Dönüşümleri ve Çevre Bilimi" konusunda, kazanımlara erişim düzeyleri düşük olduğundan, bu konular ile ilgili öğrenme alanına ait kazanımların öğrencilerin üst sınıfa ait kazanımlardan önce tekrar etmesinin öğrencinin başarısına katkı sağlayacağı söylenebilir.

Anahtar kelimeler: Ortaokul, Fen Bilimleri, Matematik, Ders kazanımları, Veri madenciliği, Apriori, Kümeleme Analizi, EM(expectation maximisation)

Abstract:
With the data obtained using data mining methods in education and the information obtained in the light of these data, it is ensured that the deficiencies of the education system are determined, the necessary precautions are taken about the education system and the curriculum, and accurate planning and decisions are made for future periods.
In this study; whether secondary school students attain the acquisitions expressing the knowledge, skills and attitudes that are expected to be achieved for the mathematics and science courses, which are expected to be achieved at the end of the academic year, and the meaningful relationships between the missing gains and achievements have been investigated. relations were tried to be determined by data mining methods.
The main purpose of the study is to determine the level of access of secondary school students to the acquisitions in numerical lessons, and to reveal the relationships between the achievements of Mathematics and Science courses both within themselves and with each other, using data mining method. The study was conducted on a total of 2,461 secondary school students, including 619 fifth grade, 669 sixth grade, 593 seventh grade and 580 eighth grade, studying in Sivas in the 2019-2020 academic year, mostly in Şarkışla. Achievement tests related to achievements were prepared as data collection tools in the research. Achievement tests were applied as Mathematics and Science tests at all grade levels and the data obtained were analyzed using the WEKA program with the method of data mining. According to the research findings obtained, the percentages of access to the objectives according to each grade level and course are generally formed as follows.
Course Name	5th Grade	6th Grade	7th Grade	8th Grade
Mathematics %	58,09	51,92	58,16	50,57
Science %	54,84	53,17	46,1	57,71
However, in March 2020, due to the Covid-19 outbreak, the mandatory transition to distance education in education activities caused negative effects in education activities and access to gains.

According to the research findings obtained; As a result of distance education activities, it has been observed that the level of access and success rates of students are lower than face-to-face education activities.
In addition, as a result of the research; On the subject of "Basic Elements of Triangles and Quadrilaterals" for the fifth grade mathematics lesson and "Matter and its Nature" for the Science lesson, the subject of "Field Measurement and Units" for the sixth grade mathematics lesson, and "Sound and its properties" for the Science lesson. , "Polygons" for the seventh grade mathematics lesson and "Reproduction, Growth and Development in Living Things" for the Science course, "The Probability of Simple Events" for the eighth grade mathematics lesson and "Energy Conversions and Environmental Science" for the Science course. Since the level of access to the acquisitions is low, it can be said that repeating the learning field acquisitions related to these subjects before the upper class acquisitions will contribute to the student's success.
Keywords: Secondary School, Science, Mathematics, Lesson outcomes, Data mining, Apriori, Cluster Analysis, EM (expectation maximisation)