İnternet tabanlı bir zeki öğretim sisteminin fizik eğitimine uyarlanması ve uygulanması
Integration and application of an internet based intelligent tutoring system to physics education
Yazar: MUSTAFA ERDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. ŞEBNEM KANDİL İNGEÇ
Gazi Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fizik Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Bilgisayar destekli öğretim = Computer assisted instruction ; Fizik = Physics ; Fizik öğretimi = Physics teaching ; Uzaktan öğretim = Distance instruction ; Öğretim = Teaching ; Öğretim sistemleri = Instruction systems ; Öğretim yöntemleri = Teaching methods ; İnternet = Internet

Özet:
Bu araştırmada Fizik-I dersinde yer alan iş, enerji ve enerjinin korunumu konularının öğretilmesinde İnternet Tabanlı Zeki Öğretim Sisteminin (İNTZÖS) kullanılmasının akademik başarıya ve öğrenilen bilginin kalıcılığa etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca İNTZÖS'ni kullanan öğretmen adaylarının sistem hakkındaki görüşleri belirlenmiştir. Araştırmada karma yöntem kullanılmıştır. Nicel boyut ön-test ve son-test kontrol gruplu yarı deneysel desenden oluşmuştur. Nitel boyut ise durum çalışması olarak tasarlanmıştır. Deney grubunun belirlenmesinde amaçsal örnekleme tekniklerinden biri olan ölçüt örnekleme tekniği kullanılmıştır. Kontrol ve deney grupları İlköğretim Bölümü Matematik Öğretmenliği programı Fizik-I dersine devam eden öğretmen adaylarından oluşmuştur. Çalışmanın deney (30) ve kontrol (30) grupları toplam 60 öğrencinden oluşmuştur. Araştırmada kullanılan veri toplama aracı araştırmacı tarafından geliştirilmiştir. Yapılan geçerlik ve güvenirlik çalışmaları sonrasında 19 sorudan oluşan akademik başarı testti oluşturulmuştur.  Akademik başarı testti alan ve dil uzmanlarının görüşleri alınarak son şekli verilmiştir. Akademik başarı testi deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin akademik başarılarını ölçmek amacıyla deneysel işlem öncesi ön-test ve sonrasında son-test uygulanmıştır. Her iki gruba son testlerin uygulanmasından 45 gün sonra da aynı başarı testi kalıcılığı ölçmek için uygulanmıştır. Deneysel işlem sonrası uygulanan son-testte ise deney ve kontrol grubu arasında deney grubu lehine istatistiksel olarak anlamlı fark tespit edilmiştir (p= .00). Son-testte etki büyüklüğü .21 olarak hesaplanmıştır. Buna göre yapılan deneysel işlem toplam varyansın %21'ini açıklamaktadır. Verilerin analizinde çıkarımsal istatistik testleri kullanılmıştır. Analizler bağımlı ve bağımsız t-Testi, kovaryans analizi (Ancova) ve tek yönlü tekrarlı ölçüm testi kullanılarak yapılmıştır. Yapılan istatistiki işlemler sonucunda, deney ve kontrol gruplarının ön-testleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmamıştır (p= .24). Buna göre kontrol ve deney gruplarının deneysel işlem öncesi bilgi seviyeleri arasında istatistiksel fark yoktur. Deney ve kontrol gruplarına yapılan kalıcılık testi sonucunda anlamlı bir fark tespit edilmiştir (p= .00). Ayrıca etki büyüklüğünü hesaplamak için  omega square testi uygulanmış ve .84 bulunmuştur. Buna göre İNTZÖS'i kalıcılığa büyük etkisi olduğu görülmüştür. İNTZÖS'ni kullanan öğrenciler  (öğretmen adayları) öğrenme sürecinde; anında geri bildirimler vermesi, üniteler arası geçişin başarı şartına bağlı olması, verilen cevapların saklanması, eksik konuları belirlemesi, zengin içerik, İnternet üzerinden ders içeriğine ulaşılması, çok sayıda örnekler,  etkinlikler, konu sonunda konuyla ilgi linkler ve sistemin programlı öğrenme ortamı sunması açısından öğrenme durumları üzerinde etkili olduğu belirtmişlerdir. Araştırma sonucunda İNTZÖS'ine dayalı verilen Fizik-I dersi İş, Enerji ve Enerjinin Korunumu ünitesinin öğretmen adaylarının konuyu öğrenmelerini sağladığı ve kalıcı bir şekilde bilgiyi kavradıkları sonucuna ulaşılmıştır. Araştırmaya katılan öğrenciler İNTZÖS'nin güçlü yanlarını, öğrenmeyi bireyselleştirmesi ve kendi hızlarında öğrenmeyi sağlaması, zaman ve mekân sınırlaması olmaksızın eğitim alınması, örnek ve etkinlik çeşitliliğinin çokluğu, animasyona dayalı olarak derslerin eğlenceli geçtiğini ve işlenen dersi pekiştirmeyi kolaylaştırması bakımından faydalı olduğu vurgulamışlardır. Öğrencilere göre sistemin zayıf yönleri ise soruyu erken çözdüklerinde bekleme sürelerinin fazla olması, etkinliklerde çoktan seçmeli cevapların bulunmaması, sınıf içi etkileşime göre daha az etkileşimde bulunulması ve öğretmenle iletişimin yüz yüze sağlanamamasıdır. Araştırmadan elde edilen bulgu ve sonuçlara dayalı olarak İNTZÖS'nin uzaktan eğitimde öğrencinin öğrenme sürecini takip etmek amacıyla kullanılabileceği düşünülmektedir. İNTZÖS tek başına fizik konularının öğretim sürecinde kullanılabileceği gibi sınıf ortamına ek bir yaklaşım olarak da kullanılmasının öğretim sürecine katkıda bulunacağına inanılmaktadır.




Anahtar Kelimeler: Fizik Eğitimi, Uzaktan Eğitim (İnternet Tabanlı) , Zeki Öğretim Sistemi (ZÖS), Akademik Başarı ve Kalıcılık.

Abstract:
The research aims the remarks of the students, about Internet Based Intelligent Tutoring Systems, who use IBITS, and determine the effect of the teachings of work, energy, and energy conservation units in Physics I class upon academic success and permanence. It is also determined about using the IBITSs' opinion on the system of pre-service teachers. The research was conducted with mixed method. Quantitative aspect consisted of semi-experimental pattern with pretest and posttest control group. Qualitative aspect was designed as the case study. Criterion sampling technique, as one of the teleological sampling techniques, was used for determining the experimental and control group. Control and experimental groups are comprised of ongoing pre-service teachers Physics-II in Department of Elementary Mathematics Education program. To determine the teacher candidate in the experimental group, voluntariness, and easy access to İnternet and computer facilities were required as criteria. The control group consisted of the teacher candidates who attend the Physics I class in Elementary School Mathematics Teaching Programme. Hereby, there were 60 pre-service teachers in total in the study group, comprising of 30 control group and 30 experimental group. After validity and reliability studies, the achivement test has been established consisting of 19 questions. The same achievement test was applied to evaluate the permanence before the experimental process (pretest) and after it (posttest), and also 45 days after the posttest. The data collection tool that was used in the research was developed by the researcher. The achivement tests'  questions were sent to domain experts and philologists, their remarks were received, and the test was finalized. Inferential statistic tests were used in the analysis of the datas. The analyses were performed, using dependent and independent t-test, analysis of covariance (Ancova), and one sided repetitive measurement test. As a result of the statistical processes, no significant difference could be found between the pretests of experimental and control groups (p=24). Thereby, there is no statistical difference of the control and the experimental groups before the experimental process. In the posttest after the experimental process, a significant difference was confirmed between the experimental group and the control group in favour of the experimental group (p=0). The effect size in the posttest was calculated as 21. Thereby, the experimental process explains %21 of the total variance. As a result of the permanency test performed on the experimental and the control groups, a significant difference was confirmed. Omega square test was performed in order to calculate the effect size, and it was calculated as 84. Therefore, IBITSs' effect on permanence is calculated as substantial. The experimental group students stated that IBITS are effective on learning states, in terms of giving feedbacks to students immediately in the learning process, of the fact that passing through the units are dependent on the condition of success, of keeping the given answers, detecting the lacking subjects, accessing the course content on the İnternet, and offering rich content, large numbers of examples, activities, related links at the end of the subject, and programmed learning environment of the system. As a result of the research, it was concluded that IBITS based Physics I course, Work, Energy, and Energy Conservation unit enables the teacher candidates to learn the subject, and to grasp the knowledge permanently. The subjects who participated in the research stated the strong sides of IBITS as its individualising the learning and providing the learning at their own speeds, having education without any limitation in time or place, a great variety of activity, animation based lessons being entertaining and making the subject easy to re-study. According to the teacher candidates, the weak sides of the system are that the waiting time can be long when they solve the questions quickly, there are no multiple-choice answers in the activities, there is less interaction compared to intraclass interaction, and the communication with the teacher cannot be achieved face-to-face. Based on the facts and the results acquired from the research, it is considered that IBITS can be used to follow the learning process of the student in the distance education. It is believed that IBITS, on its own, can be used in the learning process of physics subjects, and also its use as an additional approach to class environment can contribute to the learning process.




Key Words: Physics Education, Distance Education (Internet Based), Intelligent Tutoring
System (ITS), Academic Success and Permanence.