Developing transmedia learning environment to facilitate spatial skills of preschoolers: A child-centered approach to design

Abstract

Teknoloji çocukların gündelik hayatının ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. Günümüzde çocukların 2 yaşından itibaren dijital teknolojiler ile aktif etkileşim halinde oldukları kabul edilmektedir [20]. Çocukların kullanımını hedefleyen medya teknolojilerinin pek çoğu eğitim veya öğrenme amaçlı tasarlanmış olmasına rağmen, çocuk-bilgisayar etkileşimi alanında 4 yaşından daha küçük çocukların gelişimsel beceri ve ihtiyaçları henüz yeterince keşfedilmemiştir [2, 37]. Bu nedenle, okul öncesi dönemdeki çocuklara yönelik üretilen teknolojilerin tasarımında gelişimsel ihtiyaç ve becerileri değerlendirme konusunda bir araştırma açığı bulunmaktadır. Bu boşluğu doldurmaya yönelik bir adım olarak, bu doktora çalışmasında bilişsel gelişim alanında önerilen müdahale araç ve yöntemleri ile çocuk-bilgisayar etkileşimi alanındaki çocuk-odaklı tasarım yaklaşımlarını bir araya getirmek amaçlanmaktadır.Bu araştırmada 2-4 yaş arası çocukların mekânsal becerilerini destekleyen elle kavranabilir bir arayüz tasarım sürecini bilgilendirmek ve bunun için ne gibi araştırma yöntemleri kullanılabileceği sorgulanmaktadır. Bu yaş aralığındaki çocukları tasarım sürecine dahil etmek için kullanılabilecek tasarım yöntemlerinin yetersizliği nedeniyle, bu araştırma sürecinde çocuk-odaklı vaka çalışmasından, uzman görüşlerinin alındığı tasarım atölye çalışmasına kadar farklı yöntemler kullanılmıştır. Özetle bu araştırma sürecinde ilk olarak erken yaşlarda mekânsal becerilerin gelişimi konusunda ve öğrenme sürecini destekleyen yeni teknolojiler konusunda ayrı ayrı alan yazın taramaları yapılmıştır. Daha sonra, 14 ebeveyn-çocuk ikilisinin katılımıyla gerçekleşen bir vaka çalışması yapılmış ve çocukların mekânsal becerilerini kullandıkları aktivitelerde ne tür beceri ve ihtiyaçları oldukları gözlemlenmiştir. Son olarak, tasarımdan bilişsel gelişim alanına farklı alanlardan uzmanların katılımı ile çocukların mekânsal becerilerini erken yaşta geliştirmesi amaçlanan bir etkileşim tasarım aracına ilişkin beyin fırtınası ve fikir geliştirme çalışmaları yapılmıştır. Tasarım sürecindeki tüm bu çalışmalar aşağıdaki araştırma çıktılarını ortaya koymuştur.İlk olarak yapılan alan yazın taraması sonucu mekânsal becerilerin erken yaşta gelişimi ile elle kavranabilen araçlar ile etkileşimi destekleyen teknolojilerin öğrenme sürecine potansiyel faydalarını gösteren bir teorik çerçeve ortaya konmuştur [Bölüm 4: Makale I]. Bu teorik çerçeveden yola çıkarak, 26 – 43 ay arası çocukların mekânsal becerileri ve gelişimsel ihtiyaçlarına ilişkin bilgi almayı sağlayacak bir tasarım yöntemi geliştirilmiştir [Bölüm 4: Makale II ve III]. Bu vaka çalışması sonucunda aynı zamanda çocukların mekânsal becerilerini kullanırken ebeveynlerinden aldıkları geri bildirimler (ör: dil, jest) incelenmiştir. Geliştirilen tasarım yöntemi ile elde edilen bu verilerin elle kavranabilen bir teknoloji tasarımını bilgilendirmesi amaçlanmıştır. Alan yazın taraması ve vaka çalışması sonucu elde edilen bilgiler kart-tabanlı bir tasarım aracına aktarılmış ve bu kartlar farklı alanlardan gelen (ör: tasarım, bilişsel gelişim, çocuk medyası) uzmanlar tarafından bir tasarım atölye çalışmasında kullanılmıştır [Bölüm 4: Makale IV]. Çalışma sonucunda kartların tasarımı, içeriği ve kullanımı değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonucunda kartların tasarımın farklı aşamalarına uygun şekilde sadeleştirilmesi gerektiği ortaya çıkmıştır. Bu çalışmalardan ortaya çıkan sonuç ve değerlendirmelerin çocuk-bilgisayar etkileşimi alanına belirli bir yaş aralığı ve gelişimi hakkında katkı sağlanmaktadır. Bu çalışmanın bulguları, mekânsal becerileri destekleyen interaktif uygulamalar için bir tasarım kılavuzu oluşturmaktadır.

Technology has become an integral part of children's everyday life and children as young as 2 years old are using and interacting with computing devices [20]. Although technologies targeting children supposedly promote education and/or learning, the abilities and needs of children under 4 years of age are yet to be realized in child-computer interaction (CCI) field [2, 37]. Thus, incorporating research into technology design to gain insight about very young children's skills and requirements is a gap in CCI. To fill this gap, this dissertation combines intervention methods and techniques found in cognitive developmental research with theoretical and methodological approaches from CCI.This thesis presents a cross disciplinary research on developing methods and design guidelines for a tangible system that might support children's spatial learning between 2 and 4 years of age. Since the design methods and knowledge about developmental needs and skills for this target age group are scarce, a design research comprised of case studies and workshops was conducted with a child-centered approach. To summarize the research process, first literature on both early spatial learning and technologies for children's learning were reviewed to explore the tools and techniques and to pursue an evidence-based design process. Subsequently, a case study was conducted with 14 parent-child dyads to extract information about very young children's spatial skills and feedback needs while interacting with spatial tools. Finally, idea generation sessions were held with diverse stakeholders such as designers and cognitive developmental experts including parents to examine how to develop a child-centered design approach for early spatial learning. All these studies conducted throughout the process resulted with the research output given below. Based on the literature review, a theoretical framework was presented to describe and analyze the complementary natures of early spatial learning and the potential benefits of child-tangible interaction (CTI) design [Section 4: Paper I]. Grounded on this theoretical framework, a method was developed to observe the spatial skills and needs of children between 26 and 43 months old while interacting with spatial manipulatives [Section 4: Papers II and III]. The results of the case study also helped gain insights about very young children's parental feedback requirements (i.e., gesture, narrative input) and scaffolding spatial tools to inform tangible system for early spatial learning. Depending on the results of the case study and the literature review, a card-based design tool was customized to translate the findings and the knowledge about very young children's early spatial learning into design [Section 4: Paper IV]. The customized card set was used and evaluated through a series of design workshops with an interdisciplinary design team (e.g., experts in cognitive development, interaction design, game design, children's media). The user study through workshops showed that the content and design of the card-based design tool should be adjusted according to different phases of the CTI design.The findings and evaluations of this research contribute to the child-computer interaction field by providing age and domain specific knowledge about very young children, and an exchange between theory and practice-based knowledge in an interdisciplinary design process. Moreover, the further direction of this thesis is to develop a tangible system design prototype for early spatial learning and evaluate it with children within the target age group.