Bilişsel beceri öğretiminde ontoloji tabanlı bilişsel destek sisteminin tasarımı, uygulanması ve değerlendirilmesi
Design, application and evaluation of ontology based cognitive support system for teaching cognitive skills
Yazar: GALİP KAYA
Danışman: PROF. DR. ARİF ALTUN
Hacettepe Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilişsel beceriler = Cognitive abilities ; Bilişsel öğrenme = Cognitive learning ; Kişiselleştirme = Personalization ; Ontoloji = Ontology ; Tasarım = Design

Özet:
Bu çalışmanın amacı ontoloji tabanlı bilişsel destek sisteminin (OTBDS) tasarımı ve uygulamasında, bilişsel çıraklık çatısının nasıl kullanılabileceğini ve OTBDS'nin eğitim ortamında kullanımının, öğrenen açısından ne kadar zihinsel çaba gerektirdiğini, yönelim kaybını azaltarak, öğrenene alanyazında belirtildiği gibi kullanım kolaylığı sağlayarak bir gezinim desteği sağlayıp sağlamadığını belirlemektir. 
Çalışmanın araştırma modeli olarak nedensel karşılaştırma araştırma modeli benimsenmiştir. Bu çalışma kapsamında öğrenenlerden toplanan ölçek verileri ile farklı cinsiyet ve bilgisayar kullanma düzeyi tecrübesine sahip öğrencilerin, geliştirilen ortamı kullanımları ile ilgili tecrübeleri araştırılmıştır.
Veri toplama için kişisel bilgi formu, zihinsel çaba değerlendirme ölçeği, algılanan yönelim kaybı ölçeği ve öğrenenlerin sistemle etkileşimi sonucu elde edilen kayıtlar kullanılmıştır. 
Bu araştırmada veri iki aşamada toplanmıştır. İlk aşamada toplanan veri ile algılanan yönelim kaybı ölçeğinin geçerlik ve güvenirliği değerlendirilmiş, ikinci aşamada ise öğrencilerin OTBDS kullanımlarının sonuçlarının analizi yapılmıştır. 
Veriler Ankara'daki üç devlet okulu ve bir özel okulun beşinci ve altıncı sınıflarından toplanmıştır. İlk aşamada 83, ikinci aşamada ise 89 öğrenciden veri toplanmıştır.
OTBDS, CogSkillNet bilişsel beceri ontolojisini temel alarak ve bilişsel çıraklık çatısı kullanılarak tasarlandıktan sonra gerçekleştirme sürecinde ve sonrasında sistem birim testler, kabul testleri ve beta testi ile doğrulanmıştır.
Sistemin değerlendirme aşamasında gerçek ortamda veri toplanarak toplanan veriler üzerinden log analizi ve istatistik analizler gerçekleştirilmiştir. Uygulanan istatistik analizler sonucunda öğrencilerin harcadıkları zihinsel çabalarının cinsiyetlerine, günlük ortalama bilgisayar kullanımlarına, günlük ortalama internet kullanımlarına ve internette ders çalışma sıklıklarına göre farklılaşmadığı görülmüştür. Ayrıca yönelim kaybı ve kullanım kolaylığı algılarının da öğrencilerin cinsiyetlerine, günlük ortalama bilgisayar kullanımlarına, günlük ortalama internet kullanımlarına ve internette ders çalışma sıklıklarına göre farklılaşmadığı görülmüştür. Log verilerinin değerlendirilmesi sonucunda da OTBDS'nin öğrenenlere mevcut bilgilerine göre farklı gezinim patikaları sunabildiği görülmüştür.
Bu sonuçlara dayanarak, hazırlanan ontoloji tabanlı bilişsel destek sisteminin bireylerin ihtiyaçlarına göre farklılaşabilen bir öğrenme deneyimi sunarak, öğrenene göre kişiselleştirilmiş bir öğrenme ortamı sağlayabileceği görülmektedir. Bu sayede sistemin bilgisayar ve internet kullanımında deneyimli ya da deneyimsiz, kız ya da erkek birbirinden farklı her bir öğrenene kendi ihtiyacı doğrultusunda bir ortam sunarak, öğrenenin aşırı zihinsel çaba harcamadan, yönelim kaybı algısına kapılmadan kendi öğrenme patikasını oluşturarak e-öğrenme ortamını kullanabileceği ortaya konmuştur.




Anahtar sözcükler: Bilişsel beceri, ontoloji, kişiselleştirme, gezinim desteği, zihinsel çaba, yönelim kaybı, kullanım kolaylığı, bilişsel çıraklık, öğrenme nesnesi

Abstract:
This research is aimed to determine how cognitive apprenticeship framework could be utilized in designing and realizing of an ontology based cognitive support system (OBCSS). It is also aimed to evaluate the use of OBCSS in educational settings in order to determine how much mental effort is needed for students to use it and to determine whether use of OBCSS decreases disorientation and supports navigation as stated in literature.
Causal comparative research model is used in this research. Scales are used to get perceived behavioral data from the participants. This data is used to investigate experiences of users who have gender and computer experience diversities.
Personal information form, mental effort evaluation scale and perceived disorientation scale are used to collect data. Also log data is collected from interaction of learners with system.
Data is collected in two phases. At the first phase, validity and reliability of perceived disorientation scale is maintained. At the second phase, data is collected to evaluate the use of OBCSS.
Sample of this study are fifth and sixth grade students at three state schools and one private school in Ankara. At the first phase, data is collected from 83 students, at second phase data is collected from 89 students.
OBCSS is developed based on CogSkillNet cognitive skill ontology. Also cognitive apprenticeship framework is used in development. After development, unit tests, acceptance tests and beta tests are used to validate the system.
System is evaluated by collecting data while using the system as a real learning environment. According to results of statistical analyses, mental efforts of learners did not differ across gender, daily average computer and internet use, and frequency of internet use for studying. Similarly, perceived disorientation and perceived ease of use did not differ across gender, daily average computer and internet use and frequency for using internet to study. According to log data, OBCSS can provide different personalized learning paths based on the current knowledge of learners. 
Based on these findings, it can be solid that OBCSS can offer a personalized learning experience according to the needs of the learners and provide a personalized learning environment. So regardless of expertise in computer and internet use and participants' gender, every learner can build their own learning path and use this learning environment without disorienting or require too much mental effort by using OBCSS.



Keywords: Cognitive skill, ontology, personalization, navigation support, mental effort, disorientation, ease of use, cognitive apprenticeship, learning object