Artırılmış gerçeklik destekli mobil uygulamanın ortaokul öğrencilerinin uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerilerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of augmented reality supported mobile application on spatial visualization and mind rotation skills of secondary school students
Yazar: YUNUS ÖZDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. NUH YAVUZALP
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı / Eğitim Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training ; Matematik = Mathematics
Dizin: Bilgisayar destekli öğretim = Computer assisted instruction ; Görsel-uzamsal zeka = Visual-spatial intelligence

Özet:
Uzamsal beceri, sayısal ve sözel beceri gibi farklı bir beceri türüdür ve herkes farklı seviyelerde uzamsal beceriye sahip olabilmektedir. Gündelik işlerde, iş ortamlarında, akademik başarılarda, bilim, teknoloji, matematik ve mühendislik (STEM) eğitimlerinde oldukça önem arz eden uzamsal beceri, çeşitli alıştırma ve pratiklerle arttırılabilmektedir. Bu araştırmanın amacı uzamsal beceriyi arttırmak için artırılmış gerçeklik destekli bir mobil uygulamanın geliştirilmesi ve bu mobil uygulamanın yedinci sınıf öğrencilerinin uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerilerine etkisinin incelenmesidir. Mobil uygulama yedinci sınıf öğretim programında "Cisimlerin farklı yönlerden görünümleri" alt öğrenme alanındaki kazanımların öğretimi amacıyla kullanılmıştır. Araştırmada ayrıca mobil uygulamanın kullanımı ile geleneksel öğretim yöntemi ve somut materyallerin kullanıldığı öğretim yöntemlerinin uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerilerine etkisi karşılaştırılmıştır. Araştırmanın çalışma grubu mobil uygulamanın geliştirilmesi sürecinde Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi, ilköğretim matematik öğretmenliği bölümünde öğrenimine devam etmekte olan 6 öğretmen adayından ve mobil uygulamanın etkilerinin incelenmesi sürecinde 2023-2024 eğitim öğretim yılı, Bolu ili, Merkez ilçesindeki iki farklı devlet okulunda öğrenim gören toplamda 74 öğrenciden oluşmaktadır. Birinci okulda mobil uygulama ile geleneksel öğretim yöntemi, ikinci okulda ise mobil uygulama ile somut materyallerin kullanıldığı öğretim yöntemi karşılaştırılmıştır. Her iki okulda da mobil uygulamanın kullanıldığı grup deney grubu ve diğer iki öğretim yönteminin kullanıldığı gruplar kontrol grubu olarak belirlenmiştir. Araştırmada mobil uygulamanın geliştirilmesi sürecinde tasarım ve geliştirme araştırmaları Tip 1 deseni, mobil uygulamanın etkilerinin incelenmesi sürecine iç içe geçmiş deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmada nicel veri toplama aracı olarak dijital okuryazarlık testi, uzamsal görselleştirme testi ve zihinde döndürme testi kullanılmıştır. Nitel veriler için araştırmacı tarafından geliştirilen yarı yapılandırılmış görüşme formları (öğretmen adayları ve öğrenciler için) ve sınıf gözlem formu kullanılmıştır. Dijital okuryazarlık testi mobil uygulamanın geliştirilmesi sürecinde öğretmen adaylarının belirlenmesi amacıyla kullanılmıştır. Araştırmada ön test ve son test olarak uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme testleri kullanılmıştır. Veriler analiz edilirken t-testi, wilcoxon işaretli sıralar testi, mann-whitney u testi ve anova analizleri yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda her iki okuldaki deney ve kontrol gruplarının ön test puanları arasında farklılık bulunmamıştır. Bu durum öğrencilerin başlangıçta benzer düzeylerde uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerilerine sahip olduğunu göstermektedir. Birinci okulda yapılan analizler sonucunda AG destekli mobil uygulamanın uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerilerini geliştirmeye yönelik büyük etki düzeyine sahip olduğu bulunmuştur. Birinci okulda geleneksel öğretim yönteminin de uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerilerine olumlu yönde etkisi olduğu ortaya çıkmıştır. Birinci okulda deney ve kontrol gruplarının son test puanları karşılaştırıldığında uzamsal görselleştirme puanlarının deney grubunda daha yüksek olduğu ancak istatistiksel olarak farklılığın olmadığı, zihinde döndürme testinde ise deney grubu lehine orta düzeyde istatistiksel bir farklılığın olduğu görülmüştür. Bu doğrultuda geliştirilen AG destekli mobil uygulamanın zihinde döndürme becerilerini geliştirmeye yönelik geleneksel öğretim yöntemine kıyasla daha etkili öğretim yöntemi olduğu sonucu çıkmaktadır. İkinci okulda da benzer şekilde AG destekli mobil uygulamanın ve somut materyallerin kullanılmasının uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerilerine olumlu yönde etkisi olduğu bulunmuştur. İkinci okuldaki deney ve kontrol grupları karşılaştırıldığında uzamsal görselleştirme ve zihinde döndürme becerileri arasında deney grubu lehine daha yüksek puanlar olduğu ancak puan farklarının istatistiksel olarak anlamlı olmadığı bulunmuştur. Sınıf gözlem formunda gözlemlenen verilerden AG destekli mobil uygulamanın öğrencilerin motivasyon ve ilgilisi arttırdığı, eğlenceli ve iş birlikli öğrenme için fırsatlar sağladığı görülmüştür. Öğrencilerle yapılan görüşmeler neticesinde AG destekli mobil uygulamanın öğrenmeyi ve anlamayı kolaylaştırdığına, derslerde daha sık kullanılmasının istendiğine, başka derslerde de kullanılmasının etkili olacağına ve bu tarz uygulamaların öğrencilerin okula bakış açılarını değiştirebileceğine yönelik sonuçlar ortaya çıkmıştır. Bu sonuçlar AG uygulamalarının sadece uzamsal beceri anlamında değil aynı zamanda eğitim öğretim süreçlerinde değerli bir öğretim yöntemi olduğuna ve teşvik edilmesine dair kanıtlar sunmaktadır.

Abstract:
Spatial skill is a different type of skill than numerical and verbal skill, and everyone can have different levels of spatial skill. Spatial skill, which is very important in daily life, workplace, academic achievements, science, technology, mathematics and engineering (STEM) education, can be increased with various exercises and practices. The aim of this study is to develop an augmented reality supported mobile application to increase spatial skill and to examine the effect of this mobile application on seventh grade students' spatial visualization and mental rotation skills. The mobile application was used to teach the objectives in the sub-learning area of "Views of objects from different directions" in the seventh grade curriculum. The study also compared the effects of the use of the mobile application with the traditional teaching method and the teaching methods using concrete materials on spatial visualization and mental rotation skills. The study group of the research consisted of 6 pre-service teachers studying at Bolu Abant İzzet Baysal University, Department of Elementary Mathematics Education during the development of the mobile application and 74 students studying in two different public schools in the central district of Bolu province in the 2023-2024 academic year during the examination of the effects of the mobile application. In the first school, mobile application and traditional teaching method were compared, and in the second school, mobile application and teaching method using concrete materials were compared. In both schools, the group in which the mobile application was used was designated as the experimental group and the groups in which the other two teaching methods were used were designated as the control group. In the research, design and development research Type 1 design was used in the process of developing the mobile application and nested experimental design was used in the process of examining the effects of the mobile application. Digital literacy test, spatial visualization test and mental rotation test were used as quantitative data collection tools. For qualitative data, semi-structured interview forms developed by the researcher (for pre-service teachers and students) and a classroom observation form were used. The digital literacy test was used to identify pre-service teachers during the development of the mobile application. Spatial visualization and mental rotation tests were used as pre-test and post-test. While analyzing the data, t-test, wilcoxon signed-rank test, mann-whitney u test and anova analysis were performed. As a result of the analysis, no difference was found between the pre-test scores of the experimental and control groups in both schools. This shows that the students initially had similar levels of spatial visualization and mental rotation skills. As a result of the analysis conducted in the first school, it was found that the AR-supported mobile application had a large effect level to improve spatial visualization and mental rotation skills. In the first school, the traditional teaching method also had a positive effect on spatial visualization and mental rotation skills. When the post-test scores of the experimental and control groups in the first school were compared, it was seen that the spatial visualization scores were higher in the experimental group, but there was no statistical difference, while there was a moderate statistical difference in favor of the experimental group in the mental rotation test. In this direction, it is concluded that the AR-supported mobile application developed in this direction is a more effective teaching method compared to the traditional teaching method for developing mental rotation skills. Similarly, in the second school, it was found that the use of AR-supported mobile application and concrete materials had a positive effect on spatial visualization and mental rotation skills. When the experimental and control groups in the second school were compared, it was found that there were higher scores between the spatial visualization and mental rotation skills in favor of the experimental group, but the score differences were not statistically significant. From the data observed in the classroom observation form, it was seen that the AR-supported mobile application increased students' motivation and interest and provided opportunities for fun and cooperative learning. As a result of the interviews with the students, it was concluded that the AR-supported mobile application facilitated learning and understanding, that it was desired to be used more frequently in the lessons, that it would be effective to use it in other lessons, and that such applications could change students' perspectives on school. These results provide evidence that AR applications are a valuable teaching method not only in terms of spatial skill but also in educational processes and should be encouraged.