Problem çözme öğretimine yönelik oyunlaştırılmış uyarlanabilir bir zeki öğretim sisteminin tasarlanması
Design a gamification adaptive intelligent tutoring system toward problem solving teaching
Yazar: EMİNE SELİN AYGÜN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KÜRŞAT ERÜMİT
Trabzon Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Akıllı öğretim sistemleri = Intelligent instruction systems ; Bilgisayar destekli öğretim = Computer assisted instruction ; Oyunlaştırma = Gamification ; Problem çözme = Problem solving ; Problem çözme becerisi = Problem solving ability ; Tasarım tabanlı araştırma = Design based research ; Uyarlanabilir öğrenme sistemleri = Adapvite learning systems ; Yapay zeka = Artificial intelligence ; Öğretim yöntemleri = Teaching methods

Özet:
Bu çalışmanın amacı, lise 9. sınıf denklem ve eşitsizlikler konusunda yer alan problemlerin öğretimine yönelik oyunlaştırılmış uyarlanabilir bir zeki öğretim sisteminin tasarlanmasıdır. Çalışma kapsamında oluşturulan oyunlaştırılmış zeki öğretim sistemine ArtiBos adı verilmiştir.  Problem ve problem çözmenin yapısı ile problem çözmede başarının arttırılması pek çok eğitimci ve psikolog tarafından üzerinde çalışılan bir konudur. Bu çalışmalarda pek çok öğretim yönteminin yanında bilgisayar teknolojilerinin kullanıldığı uygulamalar da önemli bir yer tutmaktadır. Özellikle problem çözmede uyarlanabilir zeki öğretim sistemleri (UZÖS) kullanılması üzerine yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar, UZÖS'lerin bilişsel yükü kaldırma, adım adım çözme yoluyla problem çözümünün ezberden uzak bir şekilde anlaşılarak gerçekleşmesi ve sürecin hem öğretmen hem de öğrenci tarafından tam olarak izlenebilmesi için önemli katkılar sağladığını ortaya koymaktadır. Oyun unsurlarının UZÖS modüllerine eklenmesi ise öğretim ortamını zenginleştirmektedir. Böylelikle dijital oyunların sağladığı öğrencilerin motivasyon ve derse bağlılığını arttırmak gibi faydaların UZÖS'lerin sağladığı faydalar ile birleştirilmesi sağlanmaktadır. 
Çalışma tasarım tabanlı araştırma yöntemine uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemle, hazırlanan öğretim sisteminin döngüsel bir yapıda en iyi hale getirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma 3 döngüsel aşamadan gerçekleşmiştir. Her aşamada farklı örneklem grubu ile çalışılmıştır. Birinci aşamanın örneklem grubunu 10. sınıfta öğrenim görmekte olan 90 öğrenci ve 30 Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi alan uzmanı, ikinci aşamanın örneklem grubunu 9. sınıfa öğrenim görmekte olan 65 öğrenci ve 6 matematik öğretmeni ve üçüncü aşamanın örneklem grubu ise 9. sınıfta öğrenim görmekte olan 12 öğrenci ve 6 matematik öğretmeni oluşturmaktadır. Çalışma üç aşamada toplam 15 hafta olarak gerçekleşmiştir. Sistemin tasarımına ilişkin görüşler sesli düşünme tekniği ve yarı yapılandırılmış mülakatlar ile alınmıştır. Hazırlanan sisteme ArtiBos adı verilmiştir.
ArtiBos'un tasarım sürecine ilişkin bulgular incelendiğinde sürecin 3 aşamada nihayete erdiği görülmektedir. Tasarıma ilişkin olarak konu anlatım içeriklerinin görsel ağırlıklı, dikkat çekici ve kısa olması gerektiği, sistem kullanımın videoları ve ajanın olması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Problem oluşturma menüsü için nesne çeşitliliğinin fazla olması, veri giriş alanlarının kullanışlı olması, girilen veriler doğrultusunda oluşturulan problem metninin doğru oluşturulması ve sorulabilecekler listesinin verilere göre filitrelenip sunulması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca problem çözme menüsünde sorunun metni görsel veya animasyonla birlikte verilmesi, istenen ve verilenlerin girildiği alanın sade ve filtrelenmiş olması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.
Oyunlaştırılmış uyarlanabilir zeki öğretim sistemlerinde kullanılabilecek unsurları belirlemek amacıyla literatür taraması ve yapılan döngüsel çalışmalar sonucunda belirlenen unsurlar; uyarlama modeli, kullanıcı arayüzü, konu anlatım modülü, değerlendirme modülü, güncelleştirme modülü, kullanıcı hesapları modülü, uzman modülü, oyunlaştırma modülü, yardım modülüdür.

Abstract:
The aim of this study is to design an adaptive intelligent teaching system for the teaching of problems in the 9th grade and inequalities of high school. The game-based intelligent teaching system created within the scope of the study is called ArtiBos. The problem of solving problems and problem-solving is an issue that has been studied by many educators and psychologists. In these studies, besides many teaching methods, applications using computer technologies also play an important role. In particular, the results obtained from studies on the use of adaptive intelligent teaching systems in problem solving (UZÖS) are important to make the problem solving of the problem solving step by step by step away from the memorandum reveals that they provide contributions. The OTUZÖSs enrich the teaching through the preparation of UZÖS modules in the form of games. Thus, it is ensured that the benefits such as increasing the motivation and loyalty of the students provided by the digital games are combined with the benefits of UZÖS.
Study design-based research method was used. The purpose of this study is to optimize the teaching system in a cyclical structure. The study was carried out in 3 cyclic stages. At each stage, different samples were studied. The sample group of the first stage consists of 90 students in the 10th grade and 30 experts in Computer Education and Instructional Technologies. The sample group of the second stage consists of 65 students and 6 mathematics teachers studying in 9th grade. Finally, the sample group of the third stage consists of 12 students and 6 mathematics teachers in the 9th grade. The study was carried out in a total of 15 weeks in three stages. The opinions about the design of the system were taken with sound thinking technique and semi-structured interviews.
When the findings of the study were examined, it was concluded that the narrative content should be visually weighted, remarkable and short; For the problem creation menu, it is concluded that there is a great variety of objects, the data entry fields should be useful, the problem text created in accordance with the entered data and the list of questions should be filtered and presented according to the data. In addition, in the problem solving menu, the text of the problem should be given with the visual or animation, and the desired and given area should be plain and filtered.
In order to determine the elements that can be used in gamified adaptive intelligent teaching systems, the elements identified as a result of literature review and cyclic studies; adaptation model, user interface, subject module, evaluation module, update module, user accounts module, expert module, gamification module, help module.