Yapay zekâ tabanlı bir mobil uygulama yazılımının geliştirilmesi; Öğretmen adaylarının sanal bitki koleksiyonları oluşturma projesinin bitki körlüğü ile bilgi düzeyleri açısından değerlendirilmesi
Development of an artificial intelligence-based mobile application; Evaluation of prospective science teachers virtual plant collections project in terms of plant blindness and knowledge levels
Yazar: BERKAY CEYLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ALTIPARMAK KARAKUŞ
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Dijital eğitim = Digital education ; Eğitim bilimleri = Educational science ; Mobil teknoloji = Mobile technology

Özet:
Bu araştırmada, fen bilgisi öğretmen adaylarının okul dışı öğretim etkinliklerinde kullanabileceği özgün bir yapay zekâ tabanlı mobil uygulama yazılımı geliştirilmiştir. AImPLANT olarak isimlendirilen mobil uygulama yazılımı; çevremizde bulunan yaygın bitkiler ve bitki tanımlama teknikleri ile sanal bitki koleksiyonu oluşturma konusunda öğretmen adaylarının kullanımına yönelik bir şekilde tasarlanmıştır. Araştırmanın hedefleri şunlardır: i) okul dışı öğretim için özelleştirilmiş sıfırdan bir yapay zekâ tabanlı mobil uygulama yazılımı geliştirmek ii) bitkiler hakkındaki bilgi düzeyini artırmak (endemik, ekonomik, sağlık, estetik vb.)  iii) bitkiler, hayvanlar ve doğal çevre hakkında farkındalık oluşturmak iv) bitki körlüğünü azaltmaya yönelik çözümler sunmak v) bitkilerin habitat, ekosistem ve taksonomik gözlemi için dış mekân etkinliklerini desteklemek vi) sanal herbaryum oluşturma becerilerini artırmak ve vii) yapay zekâ ile çalışmaya yönelik ilgi ve motivasyonu artırmaktır.
AImPLANT; Flutter framework'ü, Dart programlama dili, Firebase yazılım geliştirme platformu ve Firestore veri tabanı teknolojilerini kullanarak ChatGPT ve PlantNet API'lerini entegre eden bir mobil yazılımdır. Mobil uygulama yazılımı için yaklaşık 3200 satır kod yazılmıştır. AImPLANT, "Hoş geldiniz ve Üyelik ekranı", "Anasayfa", "Fotoğraf çekme", "Bitki Tanımlama modülü", "Sanal Bitki Koleksiyonu (herbaryum) Proje modülü", "Akıllı sohbet robotu", "Akıllı değerlendirme (Test) modülü", "Yardım" bölümü vb. bileşenleri içermektedir. AImPLANT ile çalışan öğretmen adaylarının verileri anonim olarak Firestore veri tabanında saklanmaktadır.  Bu veriler, "bitkilerin yaygın adı", "katılımcılar tarafından çekilen fotoğraflar", "bitki fotoğrafının çekildiği lokasyon", "yapay zekâ tanımlama verileri (fotoğrafların hangi bitkiye ne oranda benzediği)", "katılımcılar tarafından alınan notlar" vb. bilgileri içermektedir.
Araştırmanın problemi ve alt problemleri, fen bilgisi öğretmen adaylarının çevremizdeki bitkiler, bitki tanımlama ve bitki taksonomisi konularındaki bilgi düzeyleri, bitki körlüğü ve okul dışı etkinliklerde yaygın bitki türlerini yapay zekâ kullanarak inceleme konusundaki görüşleri üzerine odaklanmaktadır.
Araştırmanın bulguları; yapay zekanın fen bilimleri öğretimini kolaylaştırdığını, akademik başarıyı artırdığını, bitki körlüğünün azaltılmasında önemli katkılar sağladığını, çevremizdeki bitkiler ve genel olarak canlılarla ilgili farkındalığı artırdığını, öğretmen adaylarının öğretimde yapay zekâ kullanımına yönelik görüşlerini olumlu yönde etkilediğini ortaya koymuştur. Bununla birlikte, öğretmen adaylarının yapay zekâ kullanımına yönelik endişelerini azaltarak, yapay zekanın eğitimdeki potansiyelini ve okul dışında yapılan öğrenme aktiviteleri için sunduğu fırsatları fark etmelerini sağladığı belirlenmiştir.

Abstract:
In this research, an original artificial intelligence-based mobile application, named AImPLANT, was developed for preservice science teachers to utilize in outdoor educational activities. The mobile application software is designed specifically to assist preservice teachers in creating virtual plant collections, featuring common plants and plant identification techniques encountered in our environment. The objectives of the research are as follows: i) develop a custom AI-based mobile application software from scratch for outdoor teaching; ii) enhance knowledge about plants (endemic, economic, health, aesthetic, etc.); iii) raise awareness about plants, animals, and the natural environment; iv) offer solutions aimed at reducing plant blindness; v) support outdoor activities for habitat, ecosystem, and taxonomic observation of plants; vi) improve skills in creating virtual herbaria; and vi) increase interest and motivation in working with artificial intelligence.
AImPLANT developed using Flutter framework, Dart programming language, Firebase development platform, and Firestore database, integrating ChatGPT and PlantNet APIs. The mobile application software comprises approximately 3200 lines of code and includes components such as "Welcome and Membership screen", "Homepage", "Photo Taking screen", "AI Plant Identification module", "Virtual Plant Collection (herbarium) Project module", "AI chatbot", "Intelligent assessment (Test) module" and a "Help" section. Data from teachers using AImPLANT are anonymously stored in the Firestore database. This data includes "common names of plants", "photos taken by participants", "locations where plant photos were taken", "artificial intelligence identification data (percentage similarity to which plant)", and "notes taken by participants".
The study focuses on the problem and sub-problems related to preservice science teachers' knowledge levels concerning local plants, plant identification, and plant taxonomy, their views on using artificial intelligence in studying common plant species in outdoor activities, and plant blindness. The findings of the research indicate that artificial intelligence facilitates the teaching of natural sciences, enhances academic success, contributes significantly to the reduction of plant blindness, raises awareness about plants and living organisms in general, and positively influences preservice teachers' attitudes towards the use of artificial intelligence in teaching. Moreover, it was determined that reducing concerns about the use of artificial intelligence among preservice teachers helped them recognize the potential of artificial intelligence in education and the opportunities it offers for learning activities conducted outside of school.