Yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin akıl yürütmelerine, sürece yönelik görüşlerine ve maddenin doğası ünitesindeki akademik başarılarına etkisi

Amaç: Bu çalışmada yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin akıl yürütmelerine, sürece yönelik görüşlerine ve maddenin doğası ünitesindeki akademik başarılarına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Materyal ve Yöntem: Araştırmanın çalışma grubunu 2024-2025 eğitim öğretim yılında öğrenim gören 12 ortaokul 5. sınıf öğrencisi oluşturmaktadır. Çalışma grubu ile etkinlikler 8 hafta boyunca yürütülmüştür. Bu çalışmanın modeli açıklayıcı içiçe geçmiş tekli durum çalışmasıdır. Araştırmada amaçlı örnekleme yöntemlerinden kolay ulaşılabilir durum örneklemesi kullanılmıştır. Araştırmanın verileri araştırmacı tarafından geliştirilen "Mühendislik Tasarım Sürecine Yönelik Akıl Yürütme Rubriği", "Yapay Zeka Destekli Mühendislik Tasarım Sürecine Yönelik Yarı Yapılandırılmış Görüşme Soruları" süreç sonunda , "5. Sınıf Maddenin Doğası Ünitesi Başarı Testi" ise sürein başında ve sonunda uygulanmıştır. Çalışma grubunda yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecine dayalı etkinlikler kullanılmıştır. Bulgular: Araştırmanın verilerinin çözümlenmesi sonucunda elde edilen bulgularda yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin, ortaokul 5. sınıf öğrencilerinin maddenin doğası ünitesindeki akademik başarılarını anlamlı düzeyde artırdığı tespit edilmiştir. Çalışma grubu öğrencilerinin ön test ortalaması 12,79 iken, son test ortalaması 18,82'ye yükselmiştir (p<0,01). Öğrencilerin mühendislik tasarım sürecine yönelik akıl yürütme becerilerinin geliştiği ve yapay zeka destekli öğretim sürecine yönelik olumlu görüşler geliştirdikleri belirlenmiştir. Yapay zeka araçlarının kullanıldığı interaktif simülasyon etkinlikleri ile öğrencilerin maddenin tanecikli yapısı, ısı ve sıcaklık, ile maddenin hal değişimleri konularındaki akıl yürütme becerileri rubrik puanlarında artış gözlemlenmiştir. Sonuç: Bu çalışmada yapay zeka destekli mühendislik tasarım sürecinin fen bilimleri müfredatına entegre edilmesinin öğrencilerin akademik başarıları açısından yararlı olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Özellikle maddenin doğası gibi soyut kavramların öğretiminde, yapay zeka araçlarının görselleştirme ve simülasyon imkanları sunarak öğrenme sürecini kolaylaştırdığı belirlenmiştir. Mühendislik tasarım sürecinin aşamaları arasında ilerlemede etkili olduğu, yapay zeka desteğinin ise bu süreci daha verimli hale getirdiği tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Yapay zeka, Mühendislik tasarım süreci, Maddenin doğası, Akıl yürütme.