Okul öncesi çocuklarına yönelik yapay zeka tabanlı akıllı oyuncaklar: Tasarım tabanlı bir çalışma
Artificial intelligence based smart toys for preschool children: A design-based study
Yazar: MEVLÜDE AKDENİZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ÖZDİNÇ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilgisayar destekli eğitim = Computer assisted education ; Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bölümü = Department of Computer Education and Instructional Technology ; Erken çocuk eğitimi = Early child education ; Yapay zeka = Artificial intelligence

Özet:
Bu çalışmanın amacı, okul öncesi dönemdeki çocukların; sayı, şekil, hayvan ve renk kavram gelişimlerimi desteklemek amacıyla, yapay zeka tekniklerini kullanarak bir akıllı oyuncak geliştirmek, oyuncağın kullanılabilirliğini araştırmak ve kavram gelişimini destekleyiciliğini, okul öncesi öğretmenlerinin ve ebeveynlerin görüşleri doğrultusunda değerlendirmektir. Geliştirilen akıllı oyuncağın, kavramları çocuğa kendi öğrenme hızına uygun olarak öğreten bir zeki öğretim sistemi olması planlanmıştır. Günlük hayatta teknoloji ile iç içe olan ve teknoloji ürünlerine oldukça fazla ilgi duyan çocukların, teknolojiye olan bu ilgilerinin eğitim içeriğine yönlendirilmesi hedeflenmektedir. Çalışma grubunu;  2019-2020 Eğitim Öğretim yılında Afyonkarahisar ilinde bulunan iki bağımsız anaokulunda; 4-5 yaş grubundaki sınıflarda öğrenim görmekte olan 185 çocuk,  sekiz okul öncesi öğretmeni ve 10 ebeveyn oluşturmaktadır. Çalışmanın amacı doğrultusunda, tasarım tabanlı araştırma yöntemi kullanılmıştır. Akıllı oyuncağın ilk prototipin hazırlanması, uygulamasının gerçekleştirilmesi, öneriler çerçevesinde eksikliklerinin giderilmesi ve geliştirilmesi sonucunda nihai oyuncak elde edilmiştir. Akıllı oyuncağın kavram gelişimini destekleyiciliğinin, ebeveynlerin ve okul öncesi öğretmenlerinin görüşleri doğrultusunda tespit edilmesi için bir çalışma planı çerçevesinde uygulama faaliyeti gerçekleştirilmiştir. Çocukların oyuncakla oynaması sırasında gözlem yapılması, ebeveyn ve öğretmen görüşmeleri gerçekleştirilmesini içeren uygulama süreci bir hafta sürmüştür. Çalışmada verilerin toplanmasında; öğretmen ve ebeveyn görüşmelerinde yarı yapılandırılmış görüşme formları kullanılmıştır. Çocukların gözlemlenmesinde; çocuk gözlem formu kullanılmıştır. Nitel verilerin analiz edilmesi için içerik analizi yöntemi kullanılmıştır. Öğretmen ve ebeveynlerle yapılan görüşmelerden elde edilen veriler Nvivo 11 nitel veri analizi programında organize edilmiş, serbest kodlar ve ağaç kodlar oluşturulmuştur.

Ebeveyn görüşmelerinden elde edilen bulgulara çerçevesinde; çocukların oyuncak tercihlerinin farklılık gösterdiği, evde bulunan teknolojik cihazlarla ilgilendikleri, çoğunlukla ışıklı, sesli oyuncakları ve dijital oyunları oynamayı sevdikleri belirlenmiştir. Okullarda, çocukların eğitimi için teknolojiden yararlanıldığı görülmüştür. Okul öncesi öğretmenleri; kullanılacak materyalin teknolojinin zararlı yönlerinden arındırılması koşuluyla eğitimde teknoloji kullanımını benimsemektedir. Öğretmen-ebeveyn görüşmeleri ve yapılan gözlemler doğrultusunda, geliştirilen yapay zeka tabanlı akıllı oyuncağın kavram gelişimini destekleme konusunda başarılı olduğu, bireyselleştirilmiş eğitimde kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Oyuncağın; ilgi çekici olduğu, motivasyon sağladığı, çocuğun öğrenme istekliliğini arttırdığı görülmüştür. Oyuncak, çocukların yaşına uygun ve kullanımı kolay olarak değerlendirilmiştir. Çalışmada oyuncağın öğrenmeyi destekleme ve etkileşim özelliklerinin geliştirilmesine ilişkin öneriler sunulmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to develop a smart toy using artificial intelligence techniques in order to support the number, shape, animal and color concept development of children in preschool period, to investigate the use of the toy and to evaluate its support for concept development in line with the opinions of preschool teachers and parents. The smart toy developed is planned to be an intelligent teaching system that teaches the concepts to the child in accordance with his/her own learning pace. It is aimed to direct the interests of children, who are intertwined with technology and have a great interest in technology products, to the educational content. The study group consists of 185 children in the 4-5 age group in two independent kindergartens in Afyonkarahisar province, 8 pre-school teachers and 10 of parents of these children in the 2019-2020 academic year. For the purpose of the study, design-based research method was used. As a result of the preparation of the first prototype of the smart toy, its implementation, and its deficiencies in the framework of the suggestions, the final toy was obtained. In order to determine the support of the concept development of the smart toy in line with the opinions of the parents and preschool teachers, an application activity was carried out within the framework of a work plan. The implementation process, which included observation during child's play with the toy and parent and teacher interviews, lasted one week. In the study, semi-structured interview forms of teacher and parent interviews were used to collect data. Child observation form was used to observe children. Content analysis method was used to analyze qualitative data. The data obtained from the interviews with teachers and parents were organized with Nvivo 11 qualitative data analysis program, and free codes and tree codes were created.

In the framework of the findings obtained from the parent interviews, it was determined that children's toy preferences differed, they were interested in the technological devices in the house, they mostly liked to play with light toys, sound toys and digital games. It has been observed that technology is used for the education of children in schools. Preschool teachers adopt the use of technology in education provided that the material to be used is purified from the harmful aspects of technology.. It was concluded that the artificial intelligence-based smart toy developed in line with teacher-parent interviews and observations was successful in supporting the concept development and can be used in individualized education. It has been observed that the toy is interesting, provides motivation, and increases the child's willingness to learn. The toy has been evaluated as appropriate for the age of the children and easy to use. In the study, suggestions for supporting the learning and developing interaction features of the toy are presented.