Çocukların oyunla öğrenme süreçlerinde somut etkileşimli sistemler
Tangible interaction systems in children's learning with play
Yazar: GİZEM EFENDİOĞLU
Danışman: PROF. DR. MERAL ERDOĞAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Ortamında Mimarlık Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Erken öğrenme alanları = Early learning domains ; Ürün-kullanıcı ilişkileri = Product-user relationship

Özet:
İnsan ve bilgisayar arası iletişim 1980 ve öncesinde karmaşık sözdizimlerinin delikli kartlara işlenmesi ile sağlanmaktaydı. Sonraki dönemlerde, soyut kompütasyon ortamının kullanım zorluğu sebebiyle grafiksel ikonların kullanımı gündeme gelmiştir. İkonların kullanımıyla, karmaşık yazma işlemlerinin yerine işlenecek nesnelerin temsilleri ile doğrudan iletişime geçmek mümkün hale gelmektedir. Böylece, kullanıcı ve bilgisayar arasındaki iletişimin görsel bir dil üzerinden sağlandığı, 'Grafiksel Kullanıcı Arayüzleri'nin kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu arayüzler kullanım kolaylığı sağlasa da, dijital ve fiziksel dünya ayrımını korumakta ve kullanıcıyı iletişim dilini öğrenmek ve kullanmak zorunda bırakmaktadır. Mark Weiser, 1991 yılında yazdığı bir makalede, kullanıcının dijital dünyaya uyum sağlamasındansa, dijital dünyanın kullanıcının fiziksel dünyasına uyması gerektiğini belirtmiştir. Weiser'ın düşünceleri, arayüzlerin gelişim sürecinde yeni araştırma alanlarının ortaya çıkmasına ilham kaynağı olmuştur.
'Somut Kullanıcı Arayüzleri', Weiser'ın düşüncesinden ilham alınarak geliştirilmiş, fiziksel ve dijital dünya arasında köprü kurmayı amaçlayan bir çalışma olarak nitelendirilmiştir. Ullmer ve Ishii, insanın yıllar boyunca geliştirdiği fiziksel araçları manipüle etme becerisinin 'Grafiksel Kullanıcı Arayüzleri'nde yok sayıldığını, bu nedenle gündelik fiziksel objelerin dijital araçlarla güçlendirilmesi gerektiğini belirtmiştir. Böylece kullanıcının doğuştan sahip olduğu ve sürekli geliştirdiği beceriler kullanılarak, dijital dünya ile etkileşimde daha doğal ve doğrudan hislere ulaşılabileceğini savunmuşlardır. Dijital araçların somutlaştırılmasıyla veya gündelik fiziksel objelerin dijital araçlarla güçlendirilmesiyle, fiziksel çevrede yer alan objeler iki dünya arasında birer arayüz haline getirilmiştir.
'Somut Kullanıcı Arayüzleri'nin fiziksel nesnelerle olan ilişkisi, çocukların oyunla öğrenme süreçlerinde kullanılan somut oyun araçlarının fiziksel olanaklara verdiği önem konusunda kesişmektedir. Çocuklarda önce somut öğrenme gerçekleşmekte, sonraki dönemlerde somut öğrenmeyi soyut öğrenme takip etmektedir. Soyut öğrenmenin sonradan gerçekleşmesi sebebiyle, çocuklarda matematik gibi soyut kavramlar somut araçlar üzerinden anlatılmaya çalışılmaktadır. Montessori, çocuklara soyut kavramları öğretebilmenin en iyi yolunun, bu kavramların elle tutulabilir ve algısal olarak açık objeler haline getirilmesiyle sağlanacağını belirtmiştir. Bu nedenle fiziksel ortamda var olan somut oyun araçları, çocukların öğrenme sürecinde kullanılan birer araç olarak kullanılmaktadır. Bu araçlar, çocukların keşfetme ve merak duygularının gelişmesine yardımcı olmakta, motor becerilerinin ve problem çözme yeteneklerinin gelişmesini sağlamaktadır. Oyun yoluyla yapılan denemeler, çocukları yetişkin yaşamlarına hazırlamaktadır.
Fiziksel oyun araçlarına, 'Somut Kullanıcı Arayüzleri'nin entegrasyonu ile iki alanın avantajlarının bir araya getirilebileceği, çocuklar için yeni potansiyellerin ve deneyimlerin oluşturulabileceği düşünülmektedir. Oyunla öğrenme sürecinde kullanılan 'Somut Kullanıcı Arayüzleri'nin, elle keşfetme sürecini destekleyerek fiziksel öğrenmeyi desteklediği savunulmaktadır. Ayrıca Grafiksel Arayüze sahip diğer dijital araçlar tek kişinin kullanımı ile sınırlıyken, 'Somut Kullanıcı Arayüzleri'nin işbirliğini desteklemesi, çocukların sosyal beceriler edinebilmesi için avantajlı bulunmaktadır. 
Oyunla öğrenme sürecinde 'Somut Kullanıcı Arayüzleri'nin kullanımının araştırıldığı bu çalışmada, öncelikli olarak 'Somut Kullanıcı Arayüzleri'nin ortaya çıkışından ve temel özelliklerinden bahsedilmiştir. Devamında oyun, öğrenme ve gelişim arasındaki ilişki incelenmeye çalışılmış ve 'Somut Kullanıcı Arayüzleri'nin oyunla öğrenme sürecinde kullanıldığı projeler ile uygulama yöntemleri irdelenmiştir. Dördüncü bölümde ise bir prototip oluşturularak kullanıcı deneyimine sunulmuş ve ardından yapılan gözlemler ve araştırmalar doğrultusunda bir sistem önerisi geliştirilmiştir. Son olarak da yapılan araştırmadan edinilen sonuçlar aktarılmıştır.

Abstract:
In the 80s and earlier, the communication between people and computers was provided by writing complex syntax on the punch cards. Because of the complexity of this abstract computing space, the use of graphical icons has come up. With the use of icons, it becomes possible to manipulate the representations of the objects, instead of writing syntax. Thus, Graphical User Interface which provides a visual communication language has become widespread. Although these interfaces provide ease of use, they protect the digital and physical space distinction and force the user to learn and use the communication language. In an article he wrote in 1991, Mark Weiser stated that the digital world must obey the user's physical world rather than adapting the user to the digital world.  His ideas inspired the emergence of new research areas in the development process of the interfaces.
Tangible User Interfaces is a study inspired by Weiser's notion and aims to bridge the gap between the physical and digital spaces. Ullmer and Ishii stated that Graphical User Interfaces ignore the abilities of human beings to manipulate physical objects.  They argued that by using these abilities that the users developed over the years, the users would feel more natural and direct in communicating with the digital world.  With the embodiment of digital tools and the improvement of everyday objects with digital tools, the objects of the physical environment have become an interface between digital and physical spaces.
The importance of physical manipulation in Tangible User Interfaces intersects with the emphasis physical playing tools used by children in the learning process. In the development process of children, concrete learning takes place before abstract learning.  Because of that, abstract concepts like math are tried to explain through concrete tools. According to Montessori, the best way to teach abstract concepts to children is making these concepts tangible and perceptually clear objects. For this reason, she suggests that physical playing tools exist in the physical environment should be used for children's learning process. These tools help children to develop their feeling of discovery and curiosity and develop motor and problem-solving skills.  Trials through play prepare children for their adult life.
Physical playing tools' benefits and Tangible User Interfaces' advantages can be combined by embodying digital media in physical tools. With this combination, new potentials and experiences for children can emerge. Tangible User Interfaces used in the learning process support physical manipulation skill and discovering with hands ease physical learning. Furthermore, other digital tools with Graphical User Interfaces are limited to the use of one person, but the Tangible User Interfaces support the collaboration, and it is advantageous for children to acquire social skills.
In this study, the use of Tangible User Interfaces in the playful learning process is going to be investigated. Firstly, the emergence of Tangible User Interfaces and their basic features will be mentioned. In the following section, the relation between playing, learning, and development of the children will be explored. Then, the Tangible User Interfaces projects and applications in the learning process will be examined, then a prototype will be created and presented to the user experience. In accordance with the observations and researches, a system proposal is going to be developed. Finally, the observations and the results obtained from the research will be transferred.