Matematik problemlerini çözme becerilerine yönelik oyunlaştırılmış uyarlanabilir zeki öğretim sisteminin uygulanması ve değerlendirilmesi
Implementation and evaluation of a gamified adaptive intelligent tutoring system for mathematical problem solving skills
Yazar: İSMAİL ÇETİN
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KÜRŞAT ERÜMİT
Trabzon Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilgisayar destekli eğitim = Computer assisted education ; Matematik = Mathematics ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Oyunla öğretim = Teaching with game ; Oyunlaştırma = Gamification ; Problem çözme = Problem solving ; Problem çözme becerisi = Problem solving ability ; Program değerlendirme = Program evaluation ; Teknoloji kullanımı = Technology utilization

Özet:
Bu çalışmanın amacı, öğrencilerin problem çözme becerilerini geliştirebilecek oyunlaştırılmış uyarlanabilir zeki öğretim sistemi (OTUZÖS) tasarlamak, uygulamak ve değerlendirmektir. Çalışma kapsamında oluşturulan sisteme "ArtiBos" adı verilmiştir. 21. Yüzyıl becerileri kapsamında da değerlendirilen problem çözme becerisi, çok sayıda uluslararası öğretim programı, araştırmacılar ve eğitimciler tarafından önemsenen bir konudur.  İçinde bulunduğumuz bilişim çağında teknolojideki hızlı değişim ve gelişimle birlikte bu becerilerin kazandırılması için eğitimde bilgisayar teknolojilerinin kullanılması da yaygın hale gelmiştir. Bu teknolojiler arasında yer alan Zeki Öğretim Sistemleri (ZÖS), problem çözme becerisinin geliştirilmesi, anlık dönüt verme, rehberlik hizmetleri, adım adım çözmeyi kolaylaştırma gibi sağladığı çok sayıda faydadan dolayı eğitimde kullanılan önemli teknolojilerdendir. Uyarlanabilir Öğrenme Ortamları (UÖO) ise bireysel farklılıkları, ihtiyaçları ve tercihleri dikkate alarak kişiye özel eğitim sunmaktadır. Ayrıca dijital oyunların sağladığı motivasyon ve derse bağlılık gibi faydaların Uyarlanabilir Zeki Öğretim Sistemleri (UZÖS) ile birleştirilmesiyle tasarlanan OTUZÖS'ler, etkili ve verimli bir öğretim için bu teknolojilerin tümünü kullanarak öğretimi daha da zenginleştirmektedir.
Çalışmada, karma araştırma yöntemine uygun olarak nitel ve nicel verilerin toplandığı bir süreç izlenmiştir. ArtiBos'un uygulanması ve değerlendirilmesi için ön test - son test kontrol gruplu deneysel bir desen ile aynı okulun iki ayrı 9. sınıfında öğrenim görmekte olan 33 er öğrenci (deney grubu 33 ve kontrol grubu 33 öğrenci) ile 10 haftalık bir çalışma yürütülmüştür.
Çalışma bulguları incelendiğinde, ArtiBos'un öğrencilerin problem çözme becerilerini geliştirdiği ve oyun unsurları içeren yapısı ile öğrencilerin derse bağlılık ve motivasyonlarını arttırdığı, akademik başarılarında anlamlı bir farklılık meydana getirmediği sonucuna ulaşılmıştır. ArtiBos'un öğrencilerin üstbilişlerine yönelik etkileri ile ilgili bulgular incelendiğinde ise öğrencilerin strateji geliştirme alt boyutunda kontrol grubuna göre başarısının anlamlı derecede daha yüksek olduğu ve üstbilişsel gelişimlerinin devamı için daha uzun süre ArtiBos'u kullanmaları gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
The purpose of this study is to develop, implement and evaluate the gamified adaptive intelligent tutoring system which might improve students' problem solving skills. The system created was called ArtiBos. One of the 21st century skills, problem-solving skill is an issue that is highly regarded in many international curricula, researchers and educators. In the information and communication age of today, the use of computer technologies in education has become common in order to develop these skills with the rapid change and development in technology. Intelligent Tutoring Systems is one of the important technologies used in education due to its benefits such as improving problem solving skills, providing instant feedback, guidance services, and facilitating step-by-step solving. In addition to these technologies, Adaptive Tutoring Systems offer personalized education by taking into account individual differences, needs and preferences. Also, Game-Based Adaptive Intelligent Tutoring Systems, which are designed by combining the benefits of digital games such as motivation and commitment, with Adaptive Intelligent Tutoring Systems, enrich teaching by using all of these technologies for effective and efficient teaching.
In the study, qualitative and quantitative data were collected in accordance with the mixed research method. For the implementation and evaluation of ArtiBos, an experimental design with pretest-posttest control group and a 10-week study were conducted with 33 students (33 students in control group and 33 students in experimental group) who were studying in two separate 9th grade of the same school.
When the findings of the study are examined, it is concluded that ArtiBos develops the students' problem solving skills and increases the engagement and motivation of the students. But, ArtiBos did not make a significant difference in the academic success of the students. When the findings related to the effects of ArtiBos on students 'metacognitions are examined, it is concluded that students' achievement in the strategy development sub-dimension is significantly higher compared to the control group and they should use ArtiBos for longer period to continue their metacognitive development.