Robotik kodlama eğitimi için yeni bir sanal gerçeklik laboratuvar modülü geliştirilmesi
Development of a new virtual reality laboratory module for robotic coding training
Yazar: ABDULLAH KURTULMUŞ
Danışman: DOÇ. DR. ALİ ERDUMAN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Çağımızda insan gücünün yerini almakta olan robotik ve otonom kontrol sistemleri,
eğitimde robotik sistem tasarımının önemini artırmaktadır. Bu durum Robotik
Kodlamaya olan ilgiyi gün geçtikçe artırmış ve eğitim programlarına entegre
edilmesinin önünü açmıştır. Fakat Robotik Kodlama uygulamaları dersinde
oluşabilecek bir hata öğrencide öz güven eksikliği, süreç açısından zaman kayıpları
gibi olumsuzluklar doğurabilir. Öğrenci hatalarıyla oluşabilecek maddi sorunlar ile
korku, başarısızlık gibi duyusal sorunların, sanal ortamda verilen geri dönütler ile en
aza indirilmesi hedeflenmiştir. Hazırlanan eğitim modülüne, Robotik Kodlama
uygulamalarının geliştirilmesinde sanal gerçeklik VR (Virtual Reality) aracı entegre
edilerek Sanal Laboratuvarda Robotik Kodlama Eğitim Modülü tasarlanmıştır. VR
ortamda öğrencilere görsel ve sesli uyarı ve talimatlarla ders anlatılarak
gerçekleştirilmek istenen otonom araç tasarlatılmıştır. Sanal Otonom aracın
tamamlanması ile gerçek ortamdaki otonom araç, kurulan kablosuz haberleşme ile
çalıştırılmıştır. Bu modül, öğrencilerin öğrenme tamamlanana kadar pratikler
yapmasına imkân sunmak için hazırlanmış bir ders materyalidir.
Bu araştırmada, 10. sınıf Bilişim Teknolojileri alanından deney grubunda 20, kontrol
grubunda 18 olmak üzere toplam 38 öğrenci ile çalışılmıştır. Öğrencilerin ders
materyalinden alınan sorular ile hazırlanan ön test ve son test uygulanmıştır. Ön test
sonuçlarında iki grup arasında anlamlı bir fark bulunmazken, deney grubunun ilk test
ve son testi arasında ortalamanın 6,45'ten 14,27'ye çıktığı anlamlı bir fark
gözlemlenmiştir. Ayrıca likert tipinde Eğitsel Sanal Gerçeklik Tutum Ölçeği Anketi
uygulanmış, deney grubu ortalamalarının 3,36'dan 4,02'a çıktığı belirlenmiştir.
Robotik Kodlama dersini Sanal Laboratuvarda Robotik Kodlama Eğitim Modülüyle
alan öğrencilerin; konuyu pekiştirmelerine imkân sağlanmış, öğrenme sürecinde
derse olan ilgileri artırılmış ve mesleki bilgilerin kazandırılmasında aktif katkı
sağlanmıştır. Öğrencilerin VR ortam egzersizleri ile bilgiyi daha iyi akılda tutarak
mesleki bilgi ve becerilerini, muhakeme yeteneklerini geliştirdiği gözlemlenmiştir.
Bu çalışma, VR ortamda otonom araç tasarımı ve dışarıdan oluşturulmuş bir otonom
haberleşmesi yönüyle öğretim ve mühendislik çalışmalarına yeni bir boyut katmıştır.
Bu yenilikçi eğitim uygulamasıyla farklı alanlarda da eğitim modülleri geliştirilmesi,
yeni ders modülleri ile sanal okul oluşturulması planlanmaktadır.

Abstract:
Robotics and autonomous control systems, which are replacing human power in our
age, increase the importance of robotic system design in education. This situation has
increased the interest in Robotic Coding day by day and paved the way for its
integration into educational programs. However, a mistake that may occur in the
Robotic Coding applications course may cause negativities such as lack of self-
confidence in the student and loss of time in terms of the process. It is aimed to
minimize financial problems and sensory problems such as fear and failure that may
occur due to student mistakes, with feedback given in the virtual environment.
Robotic Coding Training Module in the Virtual Laboratory was designed by
integrating the virtual reality VR (Virtual Reality) tool in the development of Robotic
Coding applications into the prepared training module. An autonomous vehicle was
designed to be implemented by lecturing the students with visual and audio warnings
and instructions in a VR environment. With the completion of the virtual
autonomous vehicle, the autonomous vehicle in the real environment was operated
with the established wireless communication. This module is a course material
prepared to enable students to practice until the learning is completed.
In this research, a total of 38 students from the 10th grade Information Technologies
field were studied, 20 in the experimental group and 18 in the control group. A pre-
test and post-test prepared with questions taken from the students' course material
were applied. While there was no significant difference between the two groups in
the pre-test results, a significant difference was observed between the first test and
post-test of the experimental group, with the average increasing from 6.45 to 14.27.
In addition, the Likert-type Educational Virtual Reality Attitude Scale Survey was
applied, and it was determined that the experimental group averages increased from
3.36 to 4.02. Students who take the Robotic Coding course with the Robotic Coding
Training Module in the Virtual Laboratory; They were given the opportunity to
reinforce the subject, their interest in the course was increased during the learning
process, and an active contribution was made to gaining professional knowledge. It
has been observed that students improve their professional knowledge, skills and
reasoning abilities by retaining information better with VR environment exercises.
This study has added a new dimension to teaching and engineering studies in terms
of autonomous vehicle design in VR environment and externally created autonomous
communication.
With this innovative education application, it is planned to develop education
modules in different fields and create a virtual school with new course modules.