Artırılmış gerçeklik ile düzenlenen öğretim tasarımının 6.sınıf geometrik cisimler konusunun öğretiminde uygulanması
Implementation of instructional design arranged with augmented reality in teaching the subject of 6th grade geometric objects
Yazar: ÖZLEM İNCE
Danışman: PROF. DR. AHMET ŞÜKRÜ ÖZDEMİR
Marmara Üniversitesi / Eğitim Bilimleri Enstitüsü / İlköğretim Ana Bilim Dalı / İlköğretim Matematik Öğretmenliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Artırılmış gerçeklik = Augmented reality ; Geometri = Geometry ; Geometrik düşünme = Gemetric thinking ; Görselleştirme = Visualization ; Matematik eğitimi = Mathematics education ; Ortaokul öğrencileri = Secondary school students ; Ortaokullar = Secondary schools ; Tasarım tabanlı araştırma = Design based research ; Uzamsal yetenek = Spatial ability ; Ölçekler = Scales

Özet:
Geometrik cisimler gibi soyut olan bir kavramı öğrencilerin zihinlerinde anlamlandırmaya çalışmaları somut kavramlara göre daha zor olmaktadır. Soyut kavramların kazandırılmasında bilgisayar ile oluşturulan sanal ortamların yanında bilgisayar ile üretilen artırılmış gerçeklik uygulamalarından yararlanılarak bu konuların öğretimi gerçekleştirilebilir. Bu araştırmada 6.sınıf matematik dersinde "Geometrik Cisimler" konusu işlenirken kullanılacak olan artırılmış gerçeklik uygulamasının geliştirilmesi ve tasarım döngüleri yardımıyla iyileştirilmesi için yapılan çalışmalara yer verilmesi ayrıca bu uygulama kullanılarak yapılan öğretim tasarımının öğrencilerin üç boyutlu cisimleri zihinlerinde anlamlandırma üzerine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. 
Araştırmanın çalışma grubunu 2020-2021 eğitim-öğretim yılı Eskişehir ili Tepebaşı ilçesinde bir devlet okulunda öğrenim görmekte olan 6.sınıf öğrencilerinden araştırmacının dersine girdiği üç sınıftan seçilen sekiz öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmada, 6.sınıf öğrencilerine yönelik tasarlanan öğrenme ortamında kullanılacak olan etkinliklerin ve artırılmış gerçeklik uygulamasının geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bununla birlikte, tasarlanan öğrenme ortamının öğrencilerin üç boyutlu cisimleri zihinlerinde anlamlandırma üzerine etkisinin incelenmesi hedeflenmektedir. Bu amaç doğrultusunda tasarım tabanlı araştırma yöntemi araştırmanın yöntemi olarak belirlenmiştir. Araştırmada hem nitel hem de nicel veri toplama araçları kullanılmıştır. Araştırmanın nitel veri kaynaklarını, uzman görüşleri, öğrencilerin etkinlik kağıtları ve rubrikler, video kayıtlar, öğrenci görüşme soruları oluşturmaktadır.  Araştırmanın nicel verilerini toplama araçlarını,  Geometrik Yapıları İnşa Etme ve Çizme Başarı Testi, Uzamsal Yetenek Testi, Artırılmış Gerçeklik Uygulamaları Tutum Ölçeği oluşturmaktadır.
Araştırma sonuçları öğrencilerin dikdörtgenler prizmasının hacim bağıntısını birinci döngüde etkinlik kağıtları ile deneyime girerek çıkardıklarını, ikinci döngüde bu çıkarımı kullanarak hacim konusunda genelleme yapmada sıkıntı yaşamadıklarını göstermiştir. Araştırmanın ilk döngüsünün sonuçları öğrencilerin birim küplerden oluşan yapıların hacimlerini bulurken tek tek saydıklarını göstermiş ancak ikinci döngüde öğrenciler buna benzer etkinlikte kodlama yaparak sonuca ulaşmışlardır. Ayrıca 6.sınıf kazanımlarına yönelik birinci ve ikinci döngüde yapılan etkinliklerin 7.sınıf kazanımlarına temel oluşturduğu, ikinci döngüde öğrencilere 7.sınıf kazanımlarına ilişkin sunulan etkinlikleri öğrencilerin genel olarak başarılı bir şekilde tamamladıkları görülmüştür. Araştırmanın nicel sonuçlarına bakıldığında öğrencilerin geometrik yapıları inşa etme ve çizme başarısı ile uzamsal yetenek testi sonuçlarının son test puanlarının daha yüksek olduğu görülmüştür. Araştırmada kullanılan artırılmış gerçeklik uygulamaları tutum ölçeğinin alt boyutlarından olan kullanma memnuniyeti puan ortalamasının son testlerde ön testlere göre daha yüksek olduğu ve kullanma kaygısı puan ortalamasının azaldığı görülmüştür. Artırılmış gerçeklik uygulaması kullanılarak yapılan geometri öğretimine ilişkin öğrenci görüşlerinde bilgilerin kalıcılığını arttırdığı ve uygulamanın kullanılmasının kolay olduğu gibi olumlu öğrenci görüşlerine ulaşılmıştır.

Anahtar Sözcükler: Artırılmış gerçeklik, Geometrik düşünme, Uzamsal Yetenek, Görselleştirme, Tasarım Tabanlı Araştırma

Abstract:
It is more difficult for students to try to make sense of abstract concepts, such as geometric objects, in their minds than concrete concepts. We can use computer-generated virtual environments and augmented reality applications to gain abstract concepts. In this study, we developed an augmented reality application that will be used in a lesson on "Geometric Objects" in mathematics for sixth graders. The application was improved with the help of design cycles. Additionally, it aims to investigate the impact of instructional design created with the aid of this application on students' conceptualization of three-dimensional objects. 
We selected the study group of the research as eight students from the three classes that the researcher attended, among the 6th-grade students studying at a public school in the Tepebaşı district of Eskişehir in the 2020-2021 academic year. This research aimed to develop the activities and augmented reality application to be used in the learning environment designed for 6th-grade students.In addition, it is intended to investigate the impact of the designed learning environment on students' mental representations of three-dimensional objects. For this reason, a design-based research method was chosen as the research methodology. The research employed both qualitative and quantitative data collection methods. The qualitative data tools of the research consist of expert opinions, students' activity papers and rubrics, video recordings, and student interview questions. Quantitative data tools were applied in the form of pretest-posttest in the research; "Building and Drawing Geometric Structures Achievement Test," "Spatial Ability Test," and "Augmented Reality Applications Attitude Scale". 
The results of the research showed that the students extracted the volume relation of the rectangular prism by getting experience with the activity papers in the first cycle, and they had no trouble in generalizing about the volume by using this inference in the second cycle. The results of the first cycle of the research showed that the students counted the volumes of the structures consisting of unit cubes one by one. However, in the second cycle, the students reached the result by coding in a similar activity. In addition, it was seen that the activities for the 6th-grade achievements in the first and second cycles formed the basis for the 7th-grade achievements. In the second cycle, the students successfully completed the activities related to the 7th-grade achievements. Considering the quantitative results of the study, it was seen that the student's success in the "Building and Drawing Geometric Structures Achievement Test" and the post-test scores of the "Spatial Ability Test" test results were higher. It has been observed that the average using satisfaction score, which is one of the sub-dimensions of the augmented reality applications attitude scale used in the research, was higher in the post-tests than in the pre-tests, and the average using anxiety score decreased. In the students' views on geometry teaching using the augmented reality application, positive student opinions were reached, such as that it increases the permanence of the information and that the application is easy to use.

Keywords: Augmented reality, geometric objects, measure of volume, spatial ability, design-based research