Artırılmış gerçeklik uygulamaları ile fen öğretiminin teknolojiye yönelik tutum, günlük yaşamla ilişkilendirme, akademik başarı ve kalıcılığa etkisi
The effect of science teaching with augmented reality applications on attitude towards technology, association with daily life, academic achievement and permanence
Yazar: CÜNEYD ÇELİK
Danışman: PROF. DR. ŞENDİL CAN
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / İlköğretim Eğitimi Ana Bilim Dalı / Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Artırılmış gerçeklik = Augmented reality

Özet:
Araştırmanın genel amacı,  Fen Bilimleri dersi Madde ve Endüstri ünitesinde yer alan Asitler ve Bazlar ile Türkiye'de Kimya Endüstrisi konularına ilişkin arttırılmış gerçeklik (AG) uygulamalarının 8. sınıf öğrencilerinin teknolojiye yönelik tutum, günlük yaşamla ilişkilendirme, akademik başarı ve kalıcılığa etkisini tespit etmektir. Mevcut araştırma ile günümüz öğrencilerinin günlük yaşamda kullandığı mobil cihazlar, öğrenme sürecinin önemli bir parçası haline getirilmiştir. Özellikle son zamanlarda ilgi çekici teknolojiler arasında gösterilen artırılmış gerçeklik üzerine bir mobil uygulama (FenAssist) geliştirilerek, öğretim materyallerinden ders kitabı ile (z-kitap) entegre edilmiştir. Böylece hem teknolojinin öğretime entegrasyonu adına bir adım atılmış hem de günümüz öğrencilerinin profil özellikleri ve beklentileri doğrultusunda bir öğretim tasarlanmıştır. Diğer taraftan fen bilimleri dersinin günlük yaşamla ilişkisi yadsınamaz bir gerçektir. Bu sebepten Asitler ve Bazlar ile Türkiye'de Kimya Endüstrisi konularının günlük yaşamla ilişkilendirmesini sağlayan bir öğretimin de fen eğitimine kazandırılması oldukça önemlidir. Ayrıca bu konuların günlük yaşamla ilişkilendirme ve akademik başarı düzeyini belirleyen ölçme araçlarının alan yazına kazandırılması da araştırmanın bir başka katkısı arasındadır.
Mevcut çalışma, ön test – son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılarak yürütülmüştür. Araştırma dört farklı aşamada, farklı çalışma grupları ile yürütülmüştür. Bunlar; ihtiyaç analizi (fen bilimleri öğretmenleri ve 8. sınıf öğrencileri), pilot uygulama (8. sınıf öğrencileri), asıl uygulama (deney ve kontrol gruplarındaki 8. sınıf öğrencileri) ve yarı yapılandırılmış görüşme (Deney grubundaki 10 öğrenci) gruplarıdır. 
Araştırmada Öğretmen Görüş Formu, Akademik Başarı Testi (ABT), Günlük Yaşamla İlişkilendirme Formu (GYİF), Öğrencilerin Teknolojiye Yönelik Tutum Ölçeği (TYTÖ ) ve Artırılmış Gerçeklik Uygulamaları Görüş Formu veri toplama araçları olarak kullanılmıştır. Öğretmen Görüş Formu deneysel öğretimin tasarlanmasında öğretmenlere uygulanmıştır. Deneysel süreçte nicel yaklaşıma dayalı olarak öğrencilere Akademik Başarı Testi, Teknolojiye Yönelik Tutum Ölçeği ve Artırılmış Gerçeklik Uygulamaları Görüş Formu uygulama öncesinde ön test; uygulama sonrasında ise son test olarak uygulanmıştır. Ayrıca Akademik Başarı Testi, öğrencilerde bilişsel bilginin kalıcılığını test etmek amacıyla son testten 4 hafta sonra tekrar uygulanmıştır.  Yine deneysel süreçte nitel yaklaşıma dayalı olarak öğrencilere ilgili konular kapsamında Günlük Yaşamla İlişkilendirme Formu ön test ve son test olarak uygulanmıştır. Bunun yanında artırılmış gerçeklik uygulamaları ile desteklenmiş 5E öğrenme modeline ilişkin öğrenci görüşlerine, daha derinlemesine ulaşmak amacıyla yarı yapılandırılmış görüşme gerçekleştirilmiştir. Deneysel öğretim fen bilimleri öğretmenleri ve 8. sınıf öğrencileri ile gerçekleştirilen ihtiyaç analizine göre tasarlanmıştır.
Nicel veri toplama araçlarından elde edilen verilerin normallik varsayımı sınanmıştır. Ardından deney ile kontrol gruplarının; ABT ön test ve son test puanları, GYİF son test puanları ve TYTÖ son test puanları arasında anlamlı fark olup olmadığı bağımsız gruplar t-testi ile çözümlenmiştir. Deney ve kontrol grubuna ilişkin olarak ABT, GYİF ve TYTÖ'den elde edilen ön test ve son test puanları arasında anlamlı fark olup olmadığı ise bağımlı gruplar t-testi ile çözümlenmiştir. Son olarak deney grubu akademik başarı ön test, son test ve kalıcılık testlerinden elde edilen puanlar, Tekrarlı ANOVA ile analiz edilmiştir. Nitel verilerin analizinde; GYİF'den elde edilen verilerin analizi için araştırmacı tarafından bir rubrik geliştirilmiştir. İki kodlayıcı bu rubriğe göre analizleri yaptıktan sonra, kodlayıcılar arası tutarlık (%97.5) test edilmiştir. Nitel yaklaşıma dayalı yarı-yapılandırılmış görüşme de, içerik analizi ile çözümlenmiştir.
Nicel bulgulardan elde edilen sonuçlara göre AG uygulamasıyla desteklenmiş 5E öğrenme modeline dayalı öğretim deney grubundaki öğrencilerin; Asitler ve Bazlar ile Türkiye'de Kimya Endüstrisi konularına ilişkin akademik başarı, kalıcılık ve günlük yaşamla ilişkilendirme düzeyinin arttığı belirlenmiştir. Yine deney grubu öğrencilerinin teknolojiye yönelik olumlu tutum geliştirdiği tespit edilmiştir. Diğer taraftan 5E öğrenme modeline dayalı öğretimin gerçekleştiği kontrol grubundaki öğrencilerin de Asitler ve Bazlar ile Türkiye'de Kimya Endüstrisi konularına ilişkin akademik başarı ve günlük yaşamla ilişkilendirme düzeyinin arttığı belirlenmiştir. Ancak bu artış deney grubundakilere göre istatistiksel olarak daha düşüktür. 
Nitel verilerden elde edilen bulgulara göre, deney grubu öğrencileri öğretimde MAG'i; öğrenmeyi kolaylaştıran, her ortamda öğrenme fırsatı sunan, konuyu somutlaştıran, etkili bir öğrenme sağlayan, öğretimde teknolojinin kullanılmasını sağlayan, ilgi çeken, kalıcılığı sağlayan, yenilikçi bir öğrenme ortamı sunan ve gerçeklik algısını artıran bir uygulama olarak görmektedir. Ayrıca öğrenciler gerek Asitler ve Bazlar gerekse Türkiye'de Kimya Endüstrisi konularının öğretimi sırasında MAG uygulamalarının; görsel açıdan zenginlik sağladığı, konunun öğrenimini kolaylaştırdığı, yakın çevresine yönelik farkındalık yarattığı, yeni bir teknoloji deneyimi sunduğu, kalıcılığı artırdığı ve deney/etkinlikler açısından çeşitlilik sağladığını düşünmektedir. Bunun yanında MAG ile hızlı öğrendiklerini belirtirken, bu durumun sebebi olarak konuya ilişkin bilgiye kolay ve hızlı erişim sağlanması olarak göstermiştir. Mobil uygulama ile ders kitabının entegre edilmesi öğrenciler tarafından yaratıcı fikir olarak görülmekte ve bunun hem yaygınlaştırılması hem de geliştirilmesi gerektiği düşünülmektedir. Bu sonuçlar Z kuşağının öğrenme alışkanlıkları bakımından olumlu gelişmelerdir. MAG uygulamaları ile öğretim öğrencilerde genellikle merak, memnuniyet ve heyecan duygularını ortaya çıkarmaktadır. Son olarak deneysel uygulama sonunda kendini teknoloji kullanımı açısından yetersiz gören öğrencilerin teknolojiye yönelik tutumlarında olumlu yönde gelişmeler yaşanmıştır.     
Bu bakımdan MAG teknolojisinin; görsel açıdan zenginlik sağladığı, öğrencilerin dikkatini yüksek tuttuğu, konuların gerçeklik hissini artırdığı ve bilişsel yükü azalttığı için, bilginin zihinde yapılandırılmasını sağladığı, bu da akademik başarı üzerinde olumlu etki meydana getirdiği söylenebilir.

Abstract:
The general purpose of the current study is to determine the effect of augmented reality applications conducted for the teaching of the subjects of Acids and Bases and the Chemical Industry in Turkey within the Unit of Matter and Industry on the 8th grade students' attitudes towards technology, relating the content of the subjects to daily life, academic achievement and permanence. In the current study, mobile devices used by today's students in their daily life were made an important part of the learning process. A mobile application (FenAssist) was developed using augmented reality, which is one of the recent intriguing technologies, and integrated with the textbook (z-book). In this way, a step was taken towards the integration of technology into education, and an instructional program was designed to be suitable for the characteristics and expectations of today's students. On the other hand, it is an undeniable fact that there is a strong connection between science and daily life. For this reason, creating an instructional program that relates Acids and Bases, as well as the Chemical Industry in Turkey, to daily life is of great importance for science education. Another contribution of the study is to introduce measurement tools that determine the level of academic achievement into the literature. 
The current study was conducted using a pretest-posttest quasi-experimental design with a control group. The study was conducted at four different stages and with different study groups. These include a needs analysis (science teachers and 8th-grade students), a pilot application (8th-grade students), the main application (8th-grade students in the experimental and control groups) and semi-structured interviews (10 students in the experimental group). 
In the study, the Teacher Opinion Form, the Academic Achievement Test (AAT), the Relating to Daily Life Form (RDLF), Student Attitude towards Technology Scale (SATS) and the Augmented Reality Applications Opinion Form were used as data collection tools. The Tteacher Opinion Form was administered to the teachers in the design of experimental teaching. In the experimental process, based on the quantitative approach, the Academic Achievement Test, the Student Attitude towards Technology Scale and the Augmented Reality Applications Opinion Form were administered to the students as a pre-test before the application and a post-test after the application. In addition, the Academic Achievement Test was re-administered 4 weeks after the post-test to test the retention of cognitive knowledge in students. Again, in the experimental process, based on the qualitative approach, the Relating to Daily Life Form was administered to the students as a pre-test and post-test within the scope of relevant subjects. In addition, semi-structured interviews were conducted in order to elicit more detailed student opinions regarding the 5E learning model supported by augmented reality applications. Experimental teaching was designed according to the needs analysis conducted with science teachers and 8th-grade students. 
The normality assumption of the data obtained from quantitative data collection tools was tested. Then, an independent samples t-test was conducted to determine whether there are significant differences between the AAT pre-test and post-test scores, RDLF post-test scores, and SATS post-test scores of the experimental and control groups. Whether there is a significant difference between the pre-test and post-test scores obtained by the experimental and control groups from AAT, RDLF and SATS was analyzed by using a dependent samples t-test. Finally, the scores obtained from the academic achievement pre-test, post-test and retention test by the experimental group were analyzed by using the Repeated ANOVA. In the analysis of qualitative data, a rubric was developed by the researcher to analyze the data obtained from RDLF. After two coders performed the analyses according to this rubric, inter-coder consistency (97.5%) was tested. The data obtained from the semi-structured interviews were analyzed through content analysis. 
According to the results derived from quantitative findings, the academic achievement, retention and level of relating to daily life in the experimental group students, supported with the AR application on the basis of the 5E learning model, increased for the subjects of Acids and Bases and Chemistry Industry in Turkey. Moreover, it was determined that the experimental group students developed positive attitudes towards technology. On the other hand, it was determined that the academic achievement of the students in the control group, where the instruction was carried out based on the 5E learning model and the level of relating to daily life increased for the subjects of Acids and Bases and the Chemical Industry in Turkey. However, this increase is statistically lower than the increase seen in the experimental group.  
According to the findings obtained from qualitative data, the experimental group students perceive AR as an application that facilitates learning, provides learning opportunities in any environment, concretizes the subject matter, ensures effective learning, enables the use of technology in teaching, is engaging, promotes retention, offers an innovative learning environment and enhances the sense of reality perception. Furthermore, the experimental group students think that AR applications provided visual richness, facilitated the learning of the subjects of Acids and Bases and the Chemistry Industry in Turkey, raised awareness related to their immediate environment, offered a new technology experience, enhanced retention and diversified experiments and activities during the teaching of these subjects. In addition, they stated that they learned quickly with AR and cited the reason for this as easy and fast access to information on the subject. The integration of the mobile application with the textbook is perceived as a creative idea by students, and they believe that this should be both made more widespread and improved. These results are positive developments in terms of the learning habits of Gen Z. Teaching with AR applications generally brings out feelings of curiosity, satisfaction and excitement in students. Finally, at the end of the experimental application, there were positive developments in the attitudes towards technology of the students who considered themselves inadequate in terms of using technology. 
In this regard, it can be said that the AR technology, by providing visual richness, maintaining high student engagement, enhancing the sense of reality in subjects and reducing cognitive load, facilitates the structuring of knowledge in the mind, which in turn has a positive impact on academic achievement.