Artırılmış gerçeklik uygulamalarının teknik resim dersinde ortaöğretim öğrencilerinin akademik başarıları, tutumları ve uzamsal görselleştirme becerilerine etkisi

Abstract

Gelişen teknolojilerin hayatımıza pek çok yenilik getirmesinin yanı sıra, beraberinde yeni öğrenme ihtiyaçlarını da getirmektedir. Eğitim sistemimizin tasarlandığı öğrenci yapısı, bugün teknoloji ile başkalaşıma uğramış ve yepyeni bir nesil doğduğu görülmektedir. Dijital yerliler olarak da ifade edilen bu kitlenin ilk kuşağını lise öğrencileri oluşturmaktadır. Dijital yerli özelliklerine uygun eğitim ortamları oluşturmak zorunlu hale gelmiştir. Bu sebeple eğitim teknolojilerindeki gelişmelerden faydalanmak gerekmektedir. Bu çalışmada, Mesleki ve Teknik Anadolu Liselerinin Bilişim Teknolojileri bölümü 10. sınıflara verilen Bilişim Teknik Resim dersinde artırılmış gerçeklik uygulaması kullanımının öğrencilerin uzamsal görselleştirme becerileri, akademik başarıları ve materyale yönelik tutumlarına etkisini incelemek amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda Bilişim Teknik Resim dersinin `İzdüşüm ve Görünüş Çıkarma` ünitelerini içeren artırılmış gerçeklik aplikasyonu tasarlanmıştır. Unity3D, 3Ds Max ve Vuforia yazılımları kullanılarak tasarlanan eğitsel araca araştırmacı tarafından BTRS adı verilmiştir. BTRS aplikasyonunun öğrenmeye etkisini artırmak için 8 haftalık eğitim programı hazırlanmıştır. Materyalin uygulama aşaması pilot ve asıl uygulamalar olmak üzere iki adımda gerçekleşmiştir. İzmir Çiğli Rotary Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesinde öğrenim görmekte olan 26 erkek ve 7 kız olmak üzere toplam 33 öğrenci ile 8 haftalık deney süreci yürütülmüştür. Araştırmada, karma yöntemlerden Creswell'in sıralı açıklayıcı tasarımı kullanılmıştır. Araştırmanın nicel yönteminde öntest-sontest kontrol gruplu yarı deneysel desen, nitel yönteminde ise yarı yapılandırılmış görüşme kullanılmıştır. Uygulama başında ve sonunda, deney ve kontrol grubundaki öğrencilerin başarılarını değerlendirmek için `Bilişim Teknik Resim Başarı Testi`, uzamsal görselleştirme becerilerini ölçmek için `Lappan Uzamsal Görselleştirme Beceri Ölçeği` ve `Purdue Uzamsal Döndürme Beceri Ölçeği`, materyale karşı tutumlarını incelemek için `AR Tutum Ölçeği` ve yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılmıştır. Bu ölçeklerden elde edilen verilere, öncelikle Shapiro-Wilk Normallik Testi ve Levene Homojenlik Testi yapılmıştır. Daha sonra nicel veriler Mann-Whitney U Testi, ilişkili (bağımlı) örneklemler için t-testi, Wilcoxon İşaretli Sıralar testi ile analiz edilmiştir. Nitel veriler ise betimsel analiz yöntemi ile analiz edilmiştir. Analiz sonucunda elde dilen bulgular artırılmış gerçeklik uygulamasının öğrencilerin başarılarına ve uzamsal becerilerine anlamlı düzeyde etkisi olmadığı yönündedir. Ancak öğrencilerin dersteki heyecanı ve merakının arttığı gözlemlenmiştir. Öğrenciler materyalin zevkli, eğlenceli, ilgi çekici, dikkat çekici, faydalı, kolay kullanılabilir, anlaşılır ve akılda kalıcılığının yüksek olduğunu ifade etmişlerdir. Öğrencilerin aplikasyonun içeriğini keşfetmeye çalışmaları derse daha uzun süre motive olmalarını sağlamıştır. Gerçek dünya üzerinde dijital olarak beliren modeller ve butonlar ile etkileşim halinde olmaları, onları döndürme, yakınlaşıp uzaklaştırma, büyütüp küçültme gibi işlemler gerçekçilik hissini artırmış, öğrencilerin ilgisini çekmiştir. Soyut ve uzamsal düşünme becerileri gerektiren kavramlar deney grubu öğrencileri tarafından daha net ve pratik açıklandığı görülmüştür. Ancak bu materyalin derste kullanımı, ders süresinden fazlaca harcamaktadır. Sonuç olarak, artırılmış gerçeklik teknolojisinin öğrencilerin başarılarına, uzamsal becerilerine ve tutumlarına etkisi olmadığı belirlenmiştir. Bu nedenle artırılmış gerçeklik teknolojilerinin eğitim ortamlarında yaygınlaştırılması faydalı olacaktır.

The evolving technology has brought innovations and new learning needs to our life. The design of our education system has created a whole new generation of students who have been transformed by technology today. The first generation of this kind of digital natives is high school students. It is imperative to create educational environments that are compatible with digital native features. For this reason, it is necessary to benefit from the developments in educational technologies. The aim of this study is to investigate the effect of using the material of the technical visual arts lessons on the visualization skills and attitudes. For this purpose, an augmented reality application is designed. This application includes the `Projection and Appearance Removal` units of the Technical Drawing course. The educational material was named BTRS by the researcher. The application is designed using Unity3D, 3Ds Max and Vuforia programs. An 8-week training program was prepared to enhance the learning effect of BTRS application. The material development took place in two steps, pilot study and actual use. The study was conducted for 8 weeks with a total of 33 students (26 boys and 7 girls) attending Izmir Cigli Rotary Vocational and Technical Anatolian High School. In the study, the sequential explanatory design of Creswell was used for mixed methods. While semi-experimental design with pretest-posttest control group was used for the quantitative part of the study, semi-structured interviews were used for the qualitative part. `Lappan Spatial Visualization Skill Scale`, `Purdue Spatial Skill Scale`, `AR Attitude Scale` and semi-structured interview form were used at the beginning and at the end of the application. Shapiro-Wilk Normality Test and Levene Homogeneity Test were performed on the data obtained from these scales. The Mann-Whitney U and paired-samples t-test, and the Wilcoxon signed-rank test were used for quantitative data. Qualitative data were analyzed by descriptive analysis method. The results of the study indicated that the Augmented Reality Application did not have a significant effect on the achievement of the students and their spatial skills. However, it has been observed that the excitement and curiosity of students were increased. The students reported that the material was enjoyable, fun, interesting, remarkable, useful, easy to use, understandable and persistent. Students should try to discover the contents of the application so that they can be motivated for longer. Rotating, zooming, and moving interactive digital models and buttons on the real world have attracted the students. The experimental group described the concepts that are abstract and require spatial thinking skills to be clearer and more practical. However, the use of this material takes long time during the class. As a result, it has been determined that Augmented Reality technology has no effect on students' achievement, spatial skills and attitudes. Therefore, dissemination of Augmented Reality applications will be useful in educational environments.