Dokuzuncu sınıf öğrencilerine kimyasal somutlaştırmaların artırılmış gerçeklik destekli üç boyutlu materyallerle öğretimi
Teaching ninth grade students of chemical representations with augmented reality support three-dimensional materials
Yazar: DİLEK TEKE
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SÖZBİLİR ; DOÇ. DR. RABİA MERYEM YILMAZ
Atatürk Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Kimya Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Artırılmış gerçeklik = Augmented reality ; Kimya eğitimi = Chemistry education ; Materyal tasarımı = Material design

Özet:
Amaç: Bu araştırmanın amacı; kimyasal somutlaştırmayı öğrenmeye katkı sağlayan AG teknolojisi ile desteklenmiş üç boyutlu öğretim materyallerinin dokuzuncu sınıf öğrencilerin ihtiyaçlarına göre tasarlanması; uzmanların ve materyali kullanan öğretmen ve öğrencilerin görüşleri alınarak materyallerin geliştirilmesi, uygulanması ve değerlendirilmesidir.
Yöntem: Araştırma kapsamında materyallerin tasarlanması, geliştirilmesi ve üretilmesinde tasarım tabanlı araştırma süreci izlenmiş, materyallerin öğretim süresince etkililiklerinin incelenmesi aşamasında ise müdahaleli karma araştırma yöntemi işe koşulmuştur. Araştırmada, veri toplama araçları araştırmacı tarafından süreç içerisinde geliştirilmiştir. Bu araçlar; hazırbulunuşluk testi, başarı testi, tasarlanan materyallerin uygunluğunu veya eksikliğini tespit etmek için yarı yapılandırılmış görüşme formu ve doğal ortamda genellikle araştırmacının ortama katıldığı yarı-yapılandırılmış gözlem formudur. Veri toplama araçlarından hazırbulunuşluk testi ön test olarak, başarı testi ise son test olarak uygulanmıştır. Veri analizi yapılırken de görüşmelerden elde edilen veriler için içerik analizi, gözlem formundan elde edilen veriler için ise betimsel analiz kullanılmıştır. Betimsel analizden elde edilen veriler, içerik analizinde elde edilen verileri desteklemeye yönelik kullanılmıştır. Araştırma kapsamında hazırlanmış olan hazırbulunuşluk testi ve başarı testinin analizinde ise ANCOVA kullanılmıştır.
Bulgular: Araştırma kapsamında 3B öğretim teknolojileri ile geliştirilen materyallerin öğrencilerin akademik başarılarına destek olduğu; derse katılım, ilgi ve ortak çalışmayı teşvik ettiği tespit edilmiştir. Ayrıca 3B materyallerin renkli ve haraketli animasyonların olması kimya derslerine karşı ilgiyi, merakı artırdığı, dersi sıkıcılıktan uzaklaştırdığı görülmüştür. Bunlara ilaveten bağ oluşumuna neden olan elektron hareketini animasyonlar ile anlamlandırmaya çalıştıkları ve QR kodları okutan öğrencilerin kimya konularını daha rahat anlamlandırdıkları görülmüştür.
Sonuçlar: 3B öğretim teknolojilerinden üretilen materyaller ile kimya derslerinin anlatılması dersi sıkıcılıktan kurtarıp daha eğlenceli hâle getirebileceği, moleküllerin 3B yapısını temsil eden somutlaştırmaların öğrencilerin 3B düşünme becerilerine katkı sağladığı, yapılan etkinlikler ile öğrenciler arasındaki iletişimi artırdığı sonucuna ulaşılmıştır. Buna ilaveten 3B materyallerin öğretim sürecinde uzun süre kullanılması akademik başarının artmasına önemli katkılar sağlayacağı ve öğrenme ortamlarında kullanılabilecek faydalı 3B materyallerin tasarlanması öğrencilerin kimya gibi dersleri anlamasına yardımcı olacağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to design and develop three-dimensional teaching materials supported by AR technology that contribute to learning chemical representations based on the needs of ninth-grade students, and implement and evaluate the effectiveness of them according to the opinions of experts, teachers and students who use the materials.
Method: The design-based research method was used in the design, development and production of the materials while intervention mixed research design was used in the intervention stage. Data collection tools were developed by the researcher. These tools are; readiness test, achievement test, semi-structured interview form to determine the suitability of designed materials, and semi-structured observation form to make classroom observation during the implementation stage. The readiness test was applied as a pre-test and the achievement test was used as the post-test. While performing data analysis, content analysis was used for the data obtained from the interviews, and descriptive analysis was used for the data obtained from the observation form. The data obtained from the descriptive analysis were used to support the data obtained in the content analysis. ANCOVA was used in the analysis of quantitative data gathered by the readiness test and achievement test.
Findings: It was found that the 3D materials supported by AR technology enhanced the academic success of the students, as well as improved students participation, interest and collaboration towards the course. In addition, it has been observed that the colourful and animated animations of 3D materials increase interest and curiosity towards chemistry lessons and make the lesson less boring. In addition to these, it was seen that students were more able to comprehend the electron movement that causes bond formation with animations and that the students who read QR codes understood chemistry subjects more easily.
Conclusions: It has been concluded that teaching chemistry with materials produced by 3D teaching technologies make lessons more interesting and enjoyable, contribute to the 3D thinking skills of students who see the 3D structure of molecule representations, and increase the communication between the students with the activities. In addition, it has been found that the use of 3D materials in the teaching process for a long time will contribute to the increase of academic success and the design of useful 3D materials that can be used in learning environments will help students understand lessons such as chemistry.