Üstün yetenekli öğrencilerin kullanımı için sanal gerçeklik ortamında kuvvet geribeslemeli haptik uygulamaların geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, bilgisayar bilimleri ve mühendisliğinin önemli bir çalışma alanı olan sanal gerçeklik (virtual reality) ve kuvvet geribeslemeli (force feedback) haptik teknolojiler kullanılarak geliştirilen uygulamaların üstün yetenekli/zekâlı öğrencilerin kimya eğitiminde kullanılması ve etkilerinin incelenmesidir. Kuvvet ve hareket iletimi için kullanılabilen, rijit cisimlerin rijit mafsallarla birlestirildiği bir sisteme sahip haptik cihaz olan 6 serbestlik dereceli ve 3 eksenli Phantom OmniTM kullanılarak algoritmalar geliştirilmiştir. Yazılım geliştirme ortamı olarak Visual C++ seçilmiştir. OpenGLTM ve HDAPI grafik uygulamaların işlenmesinde kullanılmıştır. 3D görüntünü oluşturulmasında ekranı olan bir gözlük (Head Mounted Display) olan Wrap 1200TM kullanılmıştır.İnsan bilgisayar etkileşimi ve bilişim teknolojilerini konu alan bu tez çalışmasının örneklemini, İstanbul Bilim&Sanat Merkezine devam eden üstün yetenekli/zekâlı 52 6. ve 7. sınıf öğrencisi oluşturmuştur. Deney grubuna sanal gerçeklik ortamında geliştirilen kuvvet geribeslemeli haptik uygulamalar, kimyasal bağlar konusu eğitimde uygulanmıştır. Kontrol grubunda bu eğitim geleneksel yöntemlerle gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın amaçlarından biri de üstün yetenekli/zekâlı öğrencilerle normal zekâlı öğrencilerin alan bağımlı-alan bağımsız bilişsel stillerinin farklılığıdır. Veriler anketler yoluyla toplanmış ve istatistiksel yöntemler kullanılarak analiz edilmiştir.Araştırma sonucunda deney grubu lehine manidar sonuçlara ulaşılmıştır. Sanal gerçeklik ortamında geliştirilen kuvvet geribeslemeli haptik uygulamaların üstün yetenekli/zekâlı öğrencilerin eğitim sürecine karşı tutumlarını olumlu bir şekilde etkilediği açığa çıkarılmıştır.

The aim of this study is to identify the effects of force feedback haptic applications developed in virtual reality (VR) environments which is an important field of study in computer science and engineering, on talented/gifted students' attitudes towards chemistry education in learning progress. With this aim, literature review on the subject has been done. A 3D 6 DOF (Degree of Freedom) haptik device (Phantom Omni) has been used to develop the algorithm in this study. It can be used to transmit force and motion with using a haptik device. Visual C++ was choosen as Software development environment. OpenGL and HDAPI had been used to rendering graphics. At the 3D image creation state Wrap 1200 which is a kind of head mounted display, has been chosen.This thesis has been the subject of human-computer interaction and information Technologies. The sample of this study consists of 52 students identified as talented/gifted who are attending 6th and 7th grades at the Istanbul Science&Art Center in Istanbul. The experimental group had taken chemical bond applications devoleped by using a force feedback haptic device in Virtual Reality environment and the control goup had taken it by traditional teaching methods. One aim of this study is to compare the differences in FD/FI cognitive styles of the talented/gifted and the other students. The was collected through a questionnaire. They were analyzed using descriptive statistics and qualitative analysis methods. According to the findings of the research, it has been observed that there is a significant difference between which the favored experimental group and the control group. The study reveals that there is a relation between force feedback hapic applications which developed in virtual reality environments and talented/gifted students' attitudes towards educatinal programs.