Fen eğitiminde yapay zeka kullanımının meta-sentez ve bibliyometrik analizi

ÖZET Bu çalışma, yapay zeka (YZ) teknolojilerinin fen eğitimi bağlamındaki bilimsel yansımalarını sistematik bir biçimde incelemeyi ve bu iki alanın kesişiminde oluşan akademik üretimi analiz etmeyi amaçlamaktadır. 21. yüzyıl becerilerinin ve dijital dönüşümün eğitim sistemlerinde giderek daha fazla önem kazandığı günümüzde, yapay zeka destekli uygulamalar fen eğitimi gibi bilişsel becerilerin ön planda olduğu disiplinler için önemli fırsatlar sunmaktadır. Özellikle bireyselleştirilmiş öğrenme ortamlarının oluşturulması, öğrenci performansının gerçek zamanlı izlenmesi ve öğrenme süreçlerinin dinamik olarak uyarlanabilmesi açısından YZ'nin potansiyeli dikkat çekmektedir. Araştırma kapsamında hem uluslararası hem de ulusal akademik yayınlar temel alınarak iki farklı yöntem kullanılmıştır: bibliyometrik analiz ve meta-sentez. Bibliyometrik analiz, Web of Science (WoS) ve Scopus veri tabanlarında "science education" ve "artificial intelligence" anahtar kelimeleri ile yapılan kapsamlı taramalar sonucunda elde edilen 471 yayın üzerinde gerçekleştirilmiştir. Analiz sürecinde yayınların yıllara göre dağılımı, en çok atıf alan çalışmalar, en etkili yazarlar, kurumlar ve ülkeler ile birlikte anahtar kelime trendleri ve bilimsel iş birlikleri detaylı biçimde incelenmiştir. Bu kapsamda, alanın gelişim çizgisi, yoğunlaşılan araştırma temaları ve araştırma boşlukları belirlenmiştir. Araştırmanın ikinci yöntemi olan meta-sentez ile ise Türkiye'de son dönemde yayımlanmış olan tez ve akademik makaleler derinlemesine analiz edilmiştir. Bu bağlamda Ulusal Tez Merkezi ve DergiPark veri tabanlarında yer alan 22 çalışma (15 tez, 7 makale) sistematik şekilde incelenmiştir. Meta-sentez yöntemiyle, bu çalışmaların araştırma amaçları, kullanılan yöntemler, veri toplama araçları, örneklem grupları ve ulaşılan sonuçları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Böylece ulusal bağlamda fen eğitimi ve yapay zeka entegrasyonunun ne düzeyde olduğu ve hangi alanlara odaklanıldığı detaylı biçimde ortaya konmuştur. Analizler sonucunda, fen eğitimi alanında YZ uygulamalarının genellikle şu temalar etrafında şekillendiği görülmüştür: akıllı öğretim sistemleri, otomatik değerlendirme sistemleri, artırılmış ve sanal gerçeklik tabanlı uygulamalar, öğrenme analitiği, ChatGPT gibi doğal dil işleme sistemlerinin eğitsel kullanımı ve metaverse destekli fen eğitimi ortamları. Bu uygulamaların özellikle kavramsal anlama, bilimsel süreç becerileri, bireyselleştirilmiş öğrenme ve öğrenci motivasyonu üzerinde olumlu etkiler yarattığı saptanmıştır. Ayrıca, Türkiye'de fen eğitimi alanında YZ ile ilgili yayın sayısının son yıllarda belirgin bir şekilde artış gösterdiği, ancak metodolojik çeşitliliğin sınırlı olduğu ve çoğunlukla betimsel araştırmalara yer verildiği tespit edilmiştir. Uluslararası boyutta ise Amerika Birleşik Devletleri, Çin ve Birleşik Krallık gibi ülkelerin bu alanda öncü konumda oldukları; disiplinler arası çalışmaların özellikle STEM, eğitim teknolojileri ve bilgisayar bilimleri ile yoğunlaştığı belirlenmiştir. VOSviewer ve Bibliometrix gibi açık kaynaklı yazılımlar aracılığıyla oluşturulan kavram haritaları ve iş birliği ağları, bilimsel üretimin yapısal yönlerini ve içeriksel odak noktalarını görselleştirme imkânı sunmuştur. Sonuç olarak, bu tez çalışması fen eğitimi ile yapay zeka teknolojileri arasındaki ilişkiyi hem makro hem mikro düzeyde inceleyerek alandaki bilgi birikimine önemli katkılar sunmaktadır. Elde edilen bulgular hem araştırmacılar hem de eğitim politikaları geliştiren kurumlar için kapsamlı bir kaynak niteliğindedir. Ayrıca, YZ'nin fen eğitimine entegrasyonunda karşılaşılan metodolojik sınırlıklar, uygulama eksiklikleri ve araştırma boşlukları belirlenerek gelecekteki çalışmalar için öneriler geliştirilmiştir. Bu bağlamda, araştırma yalnızca mevcut durumu betimlemekle kalmamakta; aynı zamanda gelecekteki akademik ve pedagojik çalışmalara da yön göstermeyi hedeflemektedir. Anahtar Kelimeler: Fen Eğitimi, Yapay Zeka, Bibliyometrik Analiz, Meta-Sentez, Eğitim Teknolojileri.