Fen bilimleri dersi değerlendirme sorularının doğal dil işleme yöntemleri ile analizi: Nitelendirme, kümeleme ve sınıflandırma çalışması
Analysis of science assessment questions with natural language processing methods: Characterization, clustering and classification study
- Tez No: 943578
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Eğitim ve Öğretim, Education and Training
- Anahtar Kelimeler: Fen Bilimleri, Kümeleme Analizi, Değerlendirme Soruları, Kelime Frekans Listeleri, Science, Cluster Analysis, Assessment Questions, Word Frequency Lists
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Eğitim Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bu araştırma, ortaokul düzeyindeki fen bilimleri dersinde kullanılan çoktan seçmeli soruların otomatik metin analizi yöntemleriyle incelenmesini amaçlamaktadır. Bu doğrultuda 5, 6, 7 ve 8. sınıf seviyelerinde her biri dört konu başlığına eşit şekilde dağıtılmış toplam 3840 sorudan oluşan veriler analiz edilmiştir. Araştırmada metin analizi ve doküman analizi teknikleri kullanılmıştır. Veriler, isim, sıfat ve fiil gibi sözcük türlerinin frekans listeleriyle değerlendirilmiş; terimlerin belgeler arası dağılımı, kümelenme analizi (clustering) ile görselleştirilmiştir. Ayrıca, her belgenin ayırt edici sözcükleri belirlenmiş, dokümanlar arası benzerlik ve içerik özgünlükleri ortaya konmuştur. TF-IDF (Terim Frekansı-Ters Doküman Frekansı) yöntemiyle, genel ve özgül terimler ayrıştırılarak içeriksel yoğunluklar tespit edilmiş; bazı konuların belirli kavramlara daha fazla yoğunlaştığı saptanmıştır. Anlamsız kelimeler veri ön işlem sürecinde çıkarılmış, sadece bilimsel bağlamı temsil eden terimler dikkate alınmıştır. PMI (Per Million Instances) değeriyle sözcüklerin bağlamsal önemi ölçülmüştür. Ayrıca konu alanları arasında benzerlik ve kümeleme çalışması yapılmıştır. Benzerlik analizleri, müfredattaki konuların içeriksel ilişkilerini ortaya koymuş;“Dünya ve Evren”başlığının bağımsız bir yapıda olduğu,“Canlılar ve Yaşam”ile“Madde ve Doğası”konularının ise tematik olarak yakınlık taşıdığı belirlenmiştir. Hiyerarşik kümeleme analizi, fen konuları arasındaki benzerlikleri netleştirmiştir. Ayrıca, her konu alanına özgü fiil tercihleri belirlenerek, astronomi, biyoloji, kimya ve fizik sorularındaki kavramsal odaklar analiz edilmiştir. Sonuçlar, bazı kazanımların diğerlerine oranla daha sık ölçüldüğünü ve bu durumun eğitimsel dengenin sağlanması açısından yeniden değerlendirilmesi gerektiğini göstermektedir. Doğal dil işleme tekniklerinin kullanımı, hem mevcut müfredatın değerlendirme biçimlerini incelemede hem de eğitimde yenilikçi yaklaşımların geliştirilmesinde etkili bir araç olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
This study aims to examine multiple-choice questions used in middle school science courses through automated text analysis methods. In this context, data consisting of a total of 3,840 questions, evenly distributed across four subject areas for each of the 5th, 6th, 7th, and 8th grade levels, were analyzed. The research employed both text analysis and document analysis techniques. The data were evaluated using frequency lists of word classes such as nouns, adjectives, and verbs; the distribution of terms across documents was visualized through clustering analysis. Moreover, distinctive words for each document were identified, and inter-document similarity and content originality were revealed. By applying the TF-IDF (Term Frequency–Inverse Document Frequency) method, general and specific terms were distinguished, and content density was determined; it was found that certain topics concentrated more on particular concepts. During the data preprocessing phase, meaningless words were removed, and only terms representing scientific context were considered. The contextual significance of words was measured using the PMI (Per Million Instances) value. Additionally, similarity and clustering analyses were conducted among subject areas. The similarity analyses revealed the content-related connections between curriculum topics; it was determined that the“Earth and Universe”domain had a relatively independent structure, while“Living Things and Life”and“Matter and Nature”were thematically closer. Hierarchical clustering analysis clarified the similarities among science topics. Furthermore, verb preferences specific to each subject area were identified, and conceptual focuses in astronomy, biology, chemistry, and physics questions were analyzed. The results indicate that some learning objectives are assessed more frequently than others, suggesting a need for reevaluation to maintain educational balance. The use of natural language processing techniques has proven to be an effective tool both in examining current assessment formats within the curriculum and in developing innovative approaches in education.
Benzer Tezler
- Uzaktan öğretimde açık uçlu sorulara verilen cevapların metin madenciliği teknikleri ile değerlendirilmesi
Узактан билим берүүдө текст түрүндө берилген жоопторду чоң берилиштер менен иштөө ыкмаларын колдонуп баалоо
İBRAHİM BENLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKırgızistan-Türkiye Manas ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RİTA İSMAİLOVA
- Temel tasarım eğitiminde yapay zekâ destekli bir değerlendirme asistanı önerisi: Luna
A proposal for an ai-assisted evaluation assistant in basic design education: Luna
ÇİĞDEM DÜZGÜNEŞ SÜNGÜ
- İlkokul dördüncü sınıf Türkçe dersinde dinleme becerilerinin geliştirilmesinde dijital hikayelerin kullanılması
The use of digital stories to develop listening skills in the elementary school fourth grade Turkish course
FATİH MEHMET CİĞERCİ
Doktora
Türkçe
2015
Eğitim ve ÖğretimAnadolu Üniversitesiİlköğretim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÜLTEKİN
- Mühendislik eğitiminin öğrenci bakış açısıyla değerlendirilmesi: İTÜ örneği
Evaluation of engineering education from the perspective of ITU students
AYŞE KILIÇ
Doktora
Türkçe
2018
Eğitim ve Öğretimİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL YILMAZ TAPTIK
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Coğrafya öğretmenlerinin hizmet içi eğitim ihtiyaçlarının belirlenmesi
Determining the in - service training needs of geography teachers
ŞEVKİ BABACAN
Doktora
Türkçe
2015
CoğrafyaMarmara ÜniversitesiOrtaöğretim Sosyal Alanlar Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN ÖZEY