Bilgisayar destekli teknik resim dersinde artırılmış gerçeklik uygulamalarının makine mühendisliği öğrencilerinin akademik başarısına ve uzamsal yeteneklerine etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı; İnönü Üniversitesi (İÜ) Mühendislik Fakültesindeki Makine Mühendisliği Bölümü'nde okutulan Bilgisayar Destekli Teknik Resim dersinde kullanılacak Artırılmış Gerçeklik (AG) uygulamalarının, öğrencilerin bu derste yapmış oldukları teknik çizimlere yönelik uzamsal yeteneklerine ve akademik başarılarına olan etkisini araştırmaktır. Bunun için AG teknolojisindeki yazılım kitleri kullanılarak dersin programında yer alan 2 boyutlu çizimlerin perspektif görünüşlerini, üç boyutlu olarak daha etkileşimli ve somut bir görünüme kavuşturan bir Bilgisayar Destekli AG (BDAG) Uygulaması geliştirilmiştir. Araştırmanın çalışma grubu, İÜ 2015-2016 Eğitim ve Öğretim yılının Bahar Dönemi'nde Makine Mühendisliği Bölümü'nde 1. sınıf normal öğretimde öğrenim gören 33 öğrenciden oluşmaktadır. Bu sayı daha sonra yapılan kayıp değerler analizi ile 28 kişiye düşmüştür. Bu çalışmada yarı deneysel desenlerden sontest kontrol gruplu eşleştirilmiş desen kullanılmıştır. Çalışma bir deney ve bir kontrol grubu olmak üzere toplam iki grup ile yürütülmüştür. Deney grubu için 3 hafta boyunca derste yapacağı çizimler için kullanılacak bir bilgisayar destekli artırılmış gerçeklik uygulaması olan BDAG uygulaması geliştirilmiştir. Deney grubu için ilk iki hafta BDAG Uygulaması ve 2 boyutlu basılı kâğıt üzerindeki model verilerek çizim yaptırılmış ve sonraki 3. haftada ise sadece BDAG Uygulaması verilerek çizim yaptırılmıştır. Kontrol grubuna ise 3 hafta boyunca sadece normal 2 boyutlu basılı kâğıt materyal üzerindeki farklı bakış açısına sahip şekiller ile çizim uygulaması yaptırılmıştır. Çalışmada veri toplama aracı olarak, 3 haftalık deney sürecinde uzman görüşü alınarak seçilen 3 farklı modelin çizim başarı testleri kullanılmıştır. Deney ve kontrol grubunun yapmış olduğu çizimler, dersin 2 alan uzmanı öğretim üyesi tarafından oluşturulan değerlendirme kriterlerine göre puanlandırılmıştır. Yapılan değerlendirmede öğrencilere `Teknik Başarı Puanı` ve `Uzamsal Yetenek Puanı` adı altında 2 tür puan verilmiştir. Her iki puanın toplamında öğrencinin toplam puanı verilmiştir. Nicel verilerin desteklenmesi amacıyla, her hafta yapılan sontest değerlendirmesinden sonra elde edilen öğrenci görüşleri ve önerileri de nitel veri olarak değerlendirilmiştir. Çalışmadan elde edilen nicel veriler, parametrik testlerden Tekrarlı Ölçümler Varyans Analizi (Repeated Measures Anova) ile analiz edilerek ortaya çıkarılmış, nitel veriler ise kodlanarak betimsel analiz yöntemi ile değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda; AG uygulamasının kullanıldığı deney grubu ile basılı kâğıdın kullanıldığı kontrol grubunun uzamsal başarı puanları arasında anlamlı bir farklılık görülmemiş fakat deney grubunun haftalık ölçümlerindeki uzamsal başarı puanlarında istatiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur. Bunun yanında deney grubu ile kontrol grubunun teknik başarı puanlarında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunamamış ve grupların haftalık ölçümlerinde de yine anlamlı bir farklılık görülmemiştir. Öğrencilerden alınan görüş, öneri ve gözlemler sonucu AG'nin bilgisayar destekli teknik resim dersi için faydalı bir uygulama olduğu da tespit edilmiştir.

The purpose of this study is to investigate the effects of the Augmented Reality (AR) software's to be used in the Computer Aided Technical Drawing course of Department of Mechanical Engineering in Inonu University Faculty of Engineering to the students' spatial ability in terms of technical drawings of this course and their academic achievement. For this purpose, by using the software kits in AR technology, a Computer Aided AR (CAAR) software is developed which transforms the two dimensional views of the drawings of this course into a more interactive and tangible three dimensional views. The workgroup of the research consists of 33 freshman students from the Department of Mechanical Engineering in İnonu University Faculty of Engineering. In this study, from the quasi-experimental designs `the matching-only posttest- control group design` was used. The study was conducted with two groups, one is experimental and the other one is control group. For the experimental group, a CAAR software was developed to be used for the drawings in the courses for three weeks. In the experimental group for the first two weeks, drawings were made by using both the CAAR software and two dimensional printed paper. In the third week, the drawings were made by only using the CAAR software. For the control group, drawings were only made by using two dimensional paper printed figures with different perspectives. As a data collection tool, students' drawings of 3 different figures selected with experts' opinions are used. Drawings' of the both the experimental and control group were evaluated with the checklist formed by the 2 instructors of the course. In the evaluation, two different points named `Technical Achievement Score` and `Spatial Skill Score` were calculated for the students. By collecting the two points, students' total points were calculated. In order to support the quantitative data, students' opinions and researchers' observations gathered after the post-test exam each week were evaluated as qualitative data. The quantitative data were analyzed with Repeated Measures ANOVA which is a parametric statistic and the qualitative data were coded and evaluated with descriptive analysis. As a result of the analysis made, it was founded that there was no significant difference between groups but there was a significant difference for spatial skill scores of experimental group in weekly measurements. But in terms of the `Technical Achievement Scores` any statistically significant difference wasn't founded. Besides, both in the student opinions and researcher observations, it was pointed out that AR is useful software for the computer aided technical drawing course.