Fen eğitiminde yapay zekâ araçlarının kullanımının fen bilgisi öğretmen adaylarının 21. yüzyıl öğrenen becerileri ile fen okuryazarlık algılarına etkisi
The effect of using artificial intelligence tools in science education on science teacher candidates' 21st century learner skills and science literacy perceptions
- Tez No: 989818
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZHAN NACAROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Eğitim ve Öğretim, Education and Training
- Anahtar Kelimeler: ChatGPT, Fen bilgisi, Öğretmen adayları, ChatGPT, Science
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet 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: Belirtilmemiş.
Özet
Bu araştırmada fen eğitimde yapay zekâ araçlarının kullanımının fen bilgisi öğretmen adaylarının 21. yüzyıl öğrenen becerileri kullanımı ile fen okuryazarlık algılarına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırmada karma araştırma yöntemi desenlerinden açıklayıcı sıralı desen esas alınmıştır. Araştırmanın nicel kısmında tek gruplu ön test-son test deneysel desen nitel kısmında ise fenomenoloji deseni tercih edilmiştir. Araştırmanın nicel veri toplama sürecine 2024-2025 eğitim-öğretim yılı güz döneminde bir devlet üniversitesinin dördüncü sınıf fen bilgisi öğretmenliği lisans programında öğrenim görmekte olan 26 fen bilgisi öğretmen adayı ölçüt örnekleme yöntemi ile belirlenip dahil edilmiştir. Nitel çalışma grubu amaçlı örneklemeden maksimum çeşitlilik örnekleme ile belirlenmiştir. Öğrenci Belirsizliğini Pedagojik Bir Kaynak Olarak Kullanma (SUPeR) yaklaşımı temel alınarak hazırlanan ve yapay zekâ araçlarıyla desteklenen ders planları yedi hafta boyunca uygulanmıştır. Araştırmada nicel veriler uygulamadan önce ve sonra uygulanan 21. Yüzyıl Öğrenen Becerileri Kullanım Ölçeği ve Fen Bilgisi Öğretmen Adayları Fen Okuryazarlık Algı Ölçeği ile nitel veriler ise uygulama sonunda araştırmacı tarafından hazırlanan yarı yapılandırılmış görüşme ile toplanmıştır. Nicel verilerin analizinde veri setinin dağılım özelliklerine bağlı olarak bağımlı örneklem t-testi veya Wilcoxon işaretli sıralar testi uygulanmıştır. Nitel veriler ise içerik analizi kullanılarak çözümlenmiştir. 21. yüzyıl öğrenen becerileri kullanımına ilişkin nicel bulgular ölçeğin tüm alt boyutları ve ölçek toplam puanlarında son test lehine anlamlı fark olduğunu göstermiştir. Nitel bulgular yapay zekâ destekli öğrenme ortamlarının öğretmen adaylarının bilişsel, otonom, iş birliği ve esneklik ile yenilikçilik becerilerini genel olarak desteklediğini özellikle bilgiye hızlı erişim, bilginin doğruluğunu sorgulama, çözüm üretme, yapay zekâ destekli iş birliği, bağımsız çalışma, yapay zekâ ile çeşitli ödev ve etkinlikler oluşturma, fikir üretimi ve yapay zekâ araçlarının eğitim ve günlük yaşantıya entegrasyonu noktasında belirgin kazanımlar sağladığını ortaya koymuştur. Fen bilgisi öğretmen adaylarının fen okuryazarlık algılarına ilişkin nicel bulgular ölçeğin zihnin alışkanlıkları ve bilimde etik alt boyutları ile ölçek toplam puanlarında son test lehine istatistiksel olarak anlamlı artış tespit edilmiştir. Üstbiliş, bilime ilgi, bilimsel okuryazarlık öğretimi ile ahlaki ve sosyal sorumluluk alt boyutlarında son test ortalama puanları lehine artış olmasına karşın bu artışın anlamlı olmadığı tespit edilmiştir. Nitel bulgular yapay zekâ destekli öğrenme ortamlarının öğretmen adaylarının yapay zekâ araçları ile kurdukları etkileşimler yoluyla öğrenme sürecine daha etkin katılım göstermelerini sağladığını, bilginin günlük yaşama transferini kolaylaştırarak davranış değişimine katkı sunduğunu ve araştırma süreçlerini daha yapılandırılmış bir biçimde yürütmelerine olanak tanıdığını ortaya koymuştur. Mevcut çalışma bulguları üretken yapay zekâ araçlarının pedagojik kullanımın öğretmen adaylarının 21. yüzyıl öğrenen becerilerini ve kısmen fen okuryazarlık algılarını geliştirmede destekleyici bir araç olarak değerlendirilebileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study aimed to investigate the effects of the use of artificial intelligence tools in science education on pre-service science teachers' use of 21st-century learner skills and their perceptions of scientific literacy. An explanatory sequential mixed-methods design was employed. In the quantitative phase, a single-group pretest–posttest experimental design was used, whereas the qualitative phase adopted a phenomenological approach. The quantitative sample consisted of 26 pre-service science teachers enrolled in the fourth year of a science teacher education program at a public university during the fall semester of the 2024-2025 academic year. Participants were selected using criterion sampling. The qualitative study group was determined through purposive maximum variation sampling. Lesson plans based on the Student Uncertainty as a Pedagogical Resource (SUPeR) approach and supported by artificial intelligence tools were implemented over a seven-week period. Quantitative data were collected through the 21st-Century Learner Skills Usage Scale and the Scientific Literacy Perception Scale for Pre-Service Science Teachers, administered before and after the intervention. Qualitative data were gathered through a semi-structured interview developed by the researcher at the end of the implementation. Depending on the distributional characteristics of the data set, either the paired samples t-test or the Wilcoxon signed-rank test was applied to analyze the quantitative data. Qualitative data were analyzed using content analysis. The quantitative findings regarding the use of 21st-century learner skills indicated statistically significant differences in favor of the posttest across all subdimensions and the total scale score. Qualitative findings revealed that AI-supported learning environments generally enhanced pre-service teachers' cognitive, autonomous, collaborative, flexibility, and innovation skills, particularly in terms of rapid access to information, questioning the accuracy of information, problem generation, AI-supported collaboration, independent study, creation of various assignments and activities using AI, idea generation, and the integration of AI tools into educational and daily life contexts. With respect to perceptions of scientific literacy, the quantitative results showed statistically significant increases in favor of the posttest in the subdimensions of habits of mind and ethics in science, as well as in the total scale score. Although increases were observed in the posttest mean scores for the subdimensions of metacognition, interest in science, scientific literacy instruction, and moral and social responsibility, these differences were not statistically significant. Qualitative findings indicated that AI-supported learning environments enabled pre-service teachers to participate more actively in the learning process through their interactions with AI tools, facilitated the transfer of knowledge to daily life by contributing to behavioral change, and allowed them to conduct research processes in a more structured manner. Overall, the findings suggest that the pedagogical use of generative artificial intelligence tools can be considered a supportive resource in enhancing pre-service teachers' 21st-century learner skills and, to some extent, their perceptions of scientific literacy.
Benzer Tezler
- Web 3.0 araçlarının fen eğitimine entegrasyonunun, öğretmen adaylarının TPAB öz yeterlilik düzeylerine, yapay zeka, eğitsel sanal gerçeklik ve eğitimde metaverse kullanımlarına ilişkin tutumlarının incelenmesi
Investigation of the integration of web 3.0 tools into science education, pre-service teachers' tpack self-efficacy levels and their attitudes towards the use of artificial intelligence, educational virtual reality and metaverse in education
ZEHRA ÖZTÜRKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Eğitim ve ÖğretimMarmara ÜniversitesiMatematik ve Fen Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHTAP YILDIRIM
- Yapay zekâ destekli dijital öykü hazırlama sürecinin öğretmen adaylarının 21. yy becerileri özyeterlik algısı, yapay zekâ farkındalığı ve doğal afet bilinci üzerindeki etkisi
The effect of the artificial intelligence–supported digital storytelling process on preservice teachers' 21st century skills self-efficacy perception, artificial intelligence awareness, and natural disaster awareness
SEVDA DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Eğitim ve ÖğretimAdıyaman ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLDEN GÜRSOY
- Fen bilgisi öğretmen adaylarının dijital materyal tasarımında kullanılan programlara ilişkin tutumları ve süreç değerlendirmesi
Science teacher candidates' attitudes and process evaluation towards the programs used in digital material design
NİHAT UZUNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Eğitim ve ÖğretimKafkas ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUZAFFER ALKAN
- Fen bilgisi eğitiminde yapay zekâya dayalı Chatbotların uygulanması ve değerlendirilmesi
Implementation and evaluation of Chatbots based on artificial intelligence in science education
TÜLİN HÜNDÜR
Doktora
Türkçe
2025
Eğitim ve ÖğretimOrdu ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL TAŞ
- Çevre eğitiminde blok tabanlı yapay zekâ uygulamalarının çeşitli değişkenler üzerine etkisi
The effects of block-based artificial intelligence applications in environmental education on various variables
FEYZA ÜNSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA BENZER