Okul öncesi çocukların eğitimi için nesne öğrenimine yönelik interaktif sanal eğitim programı
An interactive virtual education program to learn objects for pre-school children
Yazar: YASİN ÇİÇEK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALPASLAN DUYSAK
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Benzetim = Simulation ; Modelleme = Modelling ; Sanal gerçeklik = Virtual reality

Özet:
Çocukların zihinsel, devinimsel, sosyal-duygusal gelişiminde okul öncesi dönemin önemi büyüktür. Okul öncesi dönemde ise çocuğun eğitiminde oyun çok önemli bir yer tutmaktadır. Çocuk yaşamı için gerekli öğrenmelerin bir kısmını oyun vasıtasıyla gerçekleştirir. Çocukların gelişiminde zekâ çok kritik bir konudur ve zekâ belirli bir yaşa kadar artış gösterirken, bir dönem duraklar ve daha sonrada gerilemeye başlar. Bu yüzden zekânın küçük yaşlarda hızlı bir artış göstermesi çocuğun gelişimi açısından önemlidir ve erken dönemlerde zeka gelişimi üzerinde yoğunlaşılmalıdır.Hem okul öncesi çocukların zeka gelişimleri doğrultusunda kavram öğrenme hem de çocukların bilgisayar ile etkileşimleri için, biz bu çalışmada bir simülasyon programı hazırladık. Bu simülasyon programında okul öncesi çocukların algılayabileceği düzeyde, nesneler ve renkler onların seviyelerine göre kullanılmıştır. Bu simülasyon programı ile çocuklar sanal ortamdaki nesnelere klavye ve fare kullanarak dokunabilmekte ve onları manipüle edebilmektedirler. Bu sayede çocukların zeka gelişimlerine, nesne ve renk farklılıkları kullanılarak yardımcı olunması amaçlanmıştır.Hazırlanan simülasyon programında dört farklı şekil ve bu şekillerle eşleşecek aynı şekillerin biraz daha büyükleri yer almaktadır. Simülasyon programı belirli aşamalardan oluşmaktadır. İlk aşamada kullanıcı program kullanımını (yer değiştirme, döndürme, eşleştirme) öğrenmektedir. Bundan sonraki seviyeler ise çocuğun algılayabileceği türde basitten zora doğru devam etmektedir.Ek olarak, bu ve benzeri simülasyon programlarında kullanılmak üzere bir deformasyon algoritması geliştirildi. Bu algoritma nesneleri üç boyutlu ve hacimsel olarak modellemekte ve gerçeğe uygun ve gerçek zamanlı olarak deformasyonları simüle etmektedir.

Abstract:
Pre-school period plays an important role for the development of mental, social and emotional capabilities of children. In this period, games are the indispensable tools for the education of children. Children obtain required learning materials via games. A critical subject in this period is intelligence which develops very fast in early years and reaches a steady-state and may degrade at later stages of life. For these reasons, early years in children?s life are very important for mind improvement and efforts should be spend to increase it.In this work, we developed a simulation program for children to improve their mental capabilities by concept and object learning as well as to familiarize them computers and its virtual worlds. The program uses objects and colors suitable for children who have not yet started school education. Developed program enables children to touch and manipulate objects on computer screen using keyboard and mouse. The aim of the program is then, to help children to improve their mental capabilities using objects with different shapes and colors.The simulation platform includes four different object, sphere, cube, prism and torus, and four holders to put them in. The play has different levels prepared based on educational theorems for these ages. At the first stage, children can touch the virtual objects, and can rotate and move them in 3D space. At following levels, users are required to pick and object and move-rotate it in order to put in the correct box which could be the same or different color with object.In addition, we developed a deformation algorithm based on mass-spring chain algorithm to be used to deform object if any collision occurs between the object and its environment. The deformation algorithm is capable of physically realistic modeling of the objects and simulating them I real time.