Canlılarda enerji dönüşümleri ünitesine yönelik artırılmış gerçeklik uygulamalarının geliştirilmesi, uygulanması ve değerlendirilmesi
Development, implementation, and evaluation of augmented reality applications for energy conversions unit in living beings
Yazar: DERYA ALTINIŞIK
Danışman: PROF. DR. ARZU SAKA
Trabzon Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı / Biyoloji Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training
Dizin: Artırılmış gerçeklik = Augmented reality ; Biyoloji eğitimi = Biology education ; Enerji dönüşümü = Energy transition ; Fotosentez = Photosynthesis ; Öğrenci görüşleri = Opinions of students ; Öğretmen görüşleri = Teacher opinions

Özet:
Çalışmanın temel amacı; "Canlılarda Enerji Dönüşümleri" ünitesine yönelik artırılmış gerçeklik uygulamaları geliştirmek, uygulamak ve değerlendirmektir. Bu amaç doğrultusunda çalışmada karma yöntem desenlerinden biri olan müdahale deseni kullanılmıştır. 2019-2020 eğitim öğretim yılının güz ve bahar döneminde Tekirdağ'ın Çorlu ilçesinde yürütülen çalışmanın iki ayrı örneklem grubu bulunmaktadır. Birinci örneklem grubu on (5 kadın, 5 erkek) biyoloji öğretmeninden oluşmaktadır. İkinci örneklem grubu ise; sınavlı ve sınavsız olarak öğrenci alan iki farklı Anadolu lisesinde öğrenim gören 94 on ikinci sınıf öğrencisinden oluşmaktadır. Çalışmanın verileri, araştırma kapsamında geliştirilen; canlılarda enerji dönüşümleri başarı testi ve yarı yapılandırılmış görüşme formları aracılığıyla toplanmıştır.
Araştırmada ilk olarak "Canlılarda Enerji Dönüşümleri" ünitesinde yer alan ATP, fotosentez, kemosentez ve solunum kavramları ile ilgili AG uygulamaları (ATPAG, FotosentezAG, KemosentezAG, SolunumAG) geliştirilmiştir. Uygulamalar geliştirilirken; 3ds Max, KeyShot, Vuforia ve Unity kullanılmıştır. Geliştirme süreci tamamlandıktan sonra AG uygulamaları on biyoloji öğretmenine tanıtılarak, yarı yapılandırılmış görüşme formuyla görüşleri alınmıştır. Yapılan görüşmelerde, öğretmenlerin AG uygulamalarını; üç boyutlu canlandırma, süreçlerin gözlenmesini sağlama ve biyoloji dersinin kazanımlarına uygun olma özelliklerini taşıdıklarından dolayı beğendiklerini ifade etmişlerdir. Biyoloji öğretmenleri geliştirilen AG uygulamalarının; öğrenme ortamına, kavramsal öğrenme sürecine, öğrenci ve öğretmenlere yararlı olabileceğini belirtmişlerdir.
Araştırmanın ikinci bölümünde; deney gruplarında AG uygulamalarıyla, kontrol gruplarında ise öğretim programında yer alan etkinliklerle iki ay (32 ders saati) boyunca "Canlılarda Enerji Dönüşümleri" ünitesi işlenmiştir. Ünite öncesi ve sonrasında tüm gruplara canlılarda enerji dönüşümleri başarı testi uygulanmıştır. Testlerden elde edilen nicel veriler, SPSS 21 kullanılarak analiz edilmiştir. Yapılan analizlerin sonucunda, AG uygulamalarının her iki lisede de akademik başarıyı anlamlı düzeyde arttırdığı belirlenmiştir. Uygulama sonunda deney gruplarında bulunan on altı gönüllü öğrenci ile mülakatlar yapılmıştır. Mülakatlar, yarı yapılandırılmış görüşme formu aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Elde edilen nitel veriler içerik analizine tabi tutulmuştur. Öğrenciler AG uygulamalarının dersi sıkıcılıktan kurtararak eğlenceli hale getirdiğini ve derse yönelik ilgilerini arttırdığını ifade etmişlerdir. AG uygulamalarının; üç boyutlu görsel sunarak kavramsal sürecin gözlenmesini sağladığını ve kavramların öğrenilmesini kolaylaştırarak akılda kalıcı olmasını desteklediğini belirtmişlerdir. Ayrıca AG uygulamalarının sınıf içi iletişimi arttırarak, birlikte çalışmayı desteklediğini de dile getirmişlerdir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar göz önünde bulundurularak geliştirilen AG uygulamalarının biyoloji derslerinde kullanılması ve biyoloji eğitimde kullanılabilecek AG uygulamalarının geliştirilerek literatüre kazandırılması tavsiye edilmektedir.

Abstract:
The main purpose of the study is to develop, implement and evaluate augmented reality (AR) applications for the unit "Energy Transformations in Living Beings". For this purpose, the intervention design, which is one of the mixed-method designes, was used in the study. There are two separate sample groups of the study carried out in the Çorlu district of Tekirdağ in the fall and spring semesters of the 2019-2020 academic year. The first sample group consists of ten (5 female, 5 male) biology teachers. The second sample group consists of 94 twelfth grade students studying at two different Anatolian high schools that accept students with the examination and without examination. The data of the study were collected through the achievement test of energy
conversions in living beings developed within the scope of the research and semi-structured interview forms.
First of all, AR applications (ATPAR, PhotosynthesisAR, ChemosynthesisAR, RespirationAR) related to the concepts of ATP, photosynthesis, chemosynthesis, and respiration, which are included in the "Energy Conversions in Living Things" unit, were developed in the research. While developing the applications, 3ds Max, KeyShot, Vuforia, and Unity were used. After the development process was completed, AR applications were introduced to ten biology teachers, and their opinions were taken with a semi-structured interview form. In the interviews, teachers stated that they liked AR applications because they had the features of three-dimensional animation, observing the processes, and being suitable for the achievements of the biology course. Biology teachers stated that AR applications developed can be beneficial to the learning environment, conceptual learning process, students, and teachers.
In the second stage of the research, the "Energy Conversions in Living Things" unit was taught for two months (32 lesson hours) by using AR applications in the experimental groups and with the activities included in the curriculum in the control groups. Before and after the unit, the energy conversions achievement test was applied to all groups. Quantitative data from the tests were analyzed using SPSS 21. As a result of the analysis, it was determined that AR applications significantly increased academic achievement in both high schools. At the end of the application, interviews were conducted with sixteen volunteer students in the experimental groups. Interviews were conducted through a semi-structured interview form. The qualitative findings obtained were subjected to content analysis. Students stated that AR applications made the lesson fun by saving it from boringness and increased their interest in the lesson. They stated that AR applications provide three-dimensional visuals to observe the conceptual process and facilitate the learning of concepts and support them to be memorable. They also stated that AR applications increase in-class communication and support working together. Considering the results obtained from the study, it is recommended that AR applications that can be used in biology education be developed and brought to the literature.