Sanal gerçeklik temelli bir eğitim ortamının tasarlanması, geliştirilmesi ve test edilmesi : IoT eğitimi örneği - Geriş, Ali (My University, 2021)
Sanal gerçeklik teknolojileri yaklaşık altmış yıllık bir geçmişe sahip olsa da özellikle yirmi birinci yüzyıl başlarından sonra hızla yaygınlaşmış, bireylerin sanal gerçeklik teknolojilerinden ve ortamlarından eğitsel amaçlı faydalanabilmeleri noktasında son dönemlerde sayısız çalışma gerçekleştirilmiştir. Buna karşın bilimin doğası gereği bu alanda da birçok problem yaşandığı ve kullanıcıları etkileyen çok sayıda unsur olduğu tespit edilmiştir. Dahası sanal gerçeklik ortamlarında gerçekleştirilen eğitim süreçlerini geniş bir çerçeveden ele alan çalışmalara ihtiyacın arttığı her geçen gün daha çok araştırmacı tarafından dile getirilen bir durum olmuştur. Bu bağlamda araştırmanın amacı, içerisinde pedagojik, tasarım ve teknik basamakların yer aldığı bir model ışığında sanal gerçeklik temelli bir eğitim ortamının tasarlanması, geliştirilmesi ve test edilmesi sürecini bütüncül bir bakış açısı ile deneyimlemek ve raporlamak olarak belirlenmiştir. Çalışmada, bu araştırma kapsamında geliştirilerek EVRECA şeklinde isimlendirilen ve öğrenenlere beceriye dayalı bir eğitim ortamı sunan platformun; tasarlanması ve geliştirilmesi sürecinin etkili bir şekilde yürütülmesine ilişkin adımlar atılması, öğrenme deneyimi üzerindeki etkisinin test edilmesi, katılımcıların bilişsel – psikolojik yönlerine olan etkilerinin ve aralarındaki ilişkinin tespit edilmesi ve platformun teknik açıdan performans verimliliğinin incelenmesi hedeflenmiştir. Belirlenen amaç ve hedefler doğrultusunda çalışma, Eğitsel Tasarım Araştırması metodolojisi temel alınarak iki mezo döngülü bir yapıda gerçekleştirilmiştir. EVRECA platformunun tasarım ve geliştirme süreci ise VRID tasarım modeline uygun olarak yürütülmüştür. Araştırmanın uzman grubu içerisinde on üç kişi yer alırken; EVRECA platformunda gerçekleştirilen birinci değerlendirme uygulamasında dört, ikinci değerlendirme uygulamasında on dört katılımcı yer almıştır. Platform içerisinde yer alan Nesnelerin İnterneti eğitim süreci her katılımcı ile tek oturumda gerçekleştirilmiş, uygulamalar sonrasında veri toplama aracı olarak “Akademik Başarı Testi, Uygulama Sınavı, Bilişsel Yük Ölçeği, Bulunuşluk Hissi Ölçeği, Duygu Kafesi Ölçeği ve Yarı Yapılandırılmış Görüşme Formundan” faydalanılmıştır. Ortamın teknik verimliliğin analiz edilmesi sürecinde ise Unity Stats ve Graphy araçlarından yararlanılmıştır. Çalışma sonunda ortaya konulan tasarım modeli seçim kriterleri çerçevesinin, eğitsel sanal gerçeklik ortamlarının bütüncül bir bakış açısıyla tasarlanması ve geliştirilmesi sürecine ışık tutabileceği; kazanımların, senaryonun, destekleyici öğretim stratejilerinin, oyunlaştırma bileşenlerinin, etkileşim imkânlarının ve aslına uygun üç boyutlu model kullanımının tasarım ve geliştirme sürecindeki önemli adımlar olduğu, etkili bir eğitsel sanal gerçeklik ortamının tasarlanması ve geliştirilmesi sürecinde bu etkenlere özellikle dikkat edilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Öğrenme deneyimi özelinde elde edilen bulgular incelendiğinde sanal gerçeklik ortamında gerçekleştirilen eğitimin ardından katılımcıların akademik başarılarının anlamlı ve büyük etki düzeyinde arttığı, uygulama sınavından yüksek bir başarı elde ettikleri, akademik başarıları ile uygulama sınavı puanları arasında pozitif yönde çok yüksek düzeyde anlamlı bir ilişki olduğu ve kalıcılık testi verilerine göre eğitimden edinilen bilgilerin kalıcı olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, eğitsel sanal gerçeklik ortamında gerçekleştirilen eğitimin hem bilişsel hem de beceri düzeyinde öğrenmeyi sağlayabildiğini aynı zamanda kalıcı bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Araştırmanın diğer sonuçlarına göre katılımcıların bulunma hissi ve bilişsel yüklenmeleri arasında ters yönde; bulunma hissi ile duygu ve uyarılma düzeyleri arasında ise pozitif yönde bir ilişki olduğu görülmüştür. Çalışmada sanal gerçeklik deneyimi sırasında gerçekleşebilecek terleme, kabloların oluşturduğu hareket kısıtlılığı ve bakış açısından kaynaklı problemlerin katılımcıların bilişsel – psikolojik yönlerini olumsuz yönde etkileyebileceği ortaya konulurken; eğitim içeriğinde yer alan video izleme etkinliğinin de bilişsel yüklenme üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Buna karşın, akademik başarı ve uygulama sınavı ile diğer ölçek verileri arasında herhangi bir ilişki tespit edilememiştir. Son olarak teknik verimlilik açısından elde edilen bulgular incelendiğinde ise ortamın sahip olduğu performans verimliliğinin birinci uygulamanın ardından gerçekleştirilen iyileştirme çalışmaları sonrasında arttığı ve ikinci uygulama sırasında optimum düzeyde olduğu belirlenmiş; performans verilerinin sanal gerçeklik deneyimi üzerinde dikkate değer bir etkisinin olabileceği sonucuna varılmıştır. En nihayetinde, bütüncül bir yaklaşımla ele alınan bu araştırma sonunda; eğitsel sanal gerçeklik ortamlarının geliştirilmesi süreci, ortamın pedagojik ve tasarımsal özelliklerinin etkileri, ortamın bilgi ve beceri düzeyindeki öğrenmeye etkisi, ortamın kullanıcılar üzerinde oluşturduğu bilişsel – psikolojik etkiler ve ortamın teknik verimliliğine yönelik alan uygulayıcılarına ve geliştiricilere öneriler sunulmuştur.

A rapid increase in using virtual reality for educational purposes has been seen in the past two decades, although it has a history of about sixty years. A considerable amount of literature has been published about the use of virtual reality in education; however, it has been determined that there are many problems in this field due to the nature of science and there are many factors affecting users. Moreover, the need for educational virtual reality studies with a holistic perspective is increasing, and it has been expressed by more and more researchers every day. In this context, the purpose of this study is to experience and report the process of designing, developing, and testing an educational virtual reality environment in the light of a model that includes pedagogical, design and technical steps with a holistic perspective. This dissertation has examined the way in which the platform was developed within the scope of research and named EVRECA, and which offers a skill-based education environment to learners. Furthermore, it is aimed to take steps for the efficient execution of the design and development process, to test the effect on the learning experience, to determine the effects on the participants' cognitive and psychological aspects, as well as their relationship, and to examine the platform's technical performance efficiency. In line with the determined goal and objectives, the methodological approach taken in the study is Educational Design Research and the study was carried out in a two meso loop. The design and development process of the EVRECA platform conducted in accordance with the VRID design model. Thirteen people were included in the expert group of the research, four participants took part in the first evaluation practice and fourteen participants in the second evaluation practice carried out on the EVRECA platform. The Internet of Things training process in the platform was completed in a single session with each participant. Then, Academic Achievement Test, Practice Exam, Cognitive Load Scale, Presence Questionnaire, The Affect Grid, and Semi-Structured Interview Form were used as data collection tools after the practices. The Unity Stats and Graphy tools were used to analyze the platform's technical efficiency. The framework of design model selection criteria revealed at the end of the study can shed light on the process of designing and developing educational virtual reality environments from a holistic perspective; it was concluded that educational attainments, scenario, supportive learning strategies, gamification elements, interaction opportunities, and the use of realistic and faithful three-dimensional models are all important factors in the design and development of educational virtual reality environments. In the process of designing and developing an efficient educational virtual reality environment, these issues should be given specific consideration. When the results of the learning experience are analyzed, the participants' academic achievement increased significantly and with a large effect following their training in the virtual reality environment; they had high success on the practice exam; and there was a very high level of positive correlation between their academic achievement and the practice exam and retention test scores. At this point, it has been concluded that teaching in an educational virtual reality environment may give learning on both cognitive and skill levels, as well as having a long-term influence. According to other results of the research there was a negative relationship between the participants' sense of presence and their cognitive load; it has been observed that there is a positive relationship between the sense of presence and the levels of pleasure and arousal. In the study, it was revealed that the sweating that may occur during the virtual reality experience, the limitation of movement caused by the cables, and the problems caused by the point of view may negatively affect the sense of presence and cognitive load levels of the participants. It has been concluded that the video watching activity included in the training content also may negatively affect cognitive load. However, no significant relationship was found between academic achievement and practice exams and other scales. Finally, in terms of technical efficiency, it has been determined that the performance efficiency of the environment increased after the revisions made after the first loop and was at an optimum level during the second loop. This revealed that the performance data can have a remarkable effect on the virtual reality experience. Ultimately, at the end of this research, which was handled with a holistic approach; considerable suggestions have been presented to researchers and developers, in terms of the development process of educational virtual reality environments, the effects of the pedagogical and design features of the environment, the effect of the environment on learning at the knowledge and skill level, the cognitive-psychological effects of the environment on users and the technical efficiency of the environment.
Design, development and evaluation of educational virtual reality environment : a case of IoT education
Keywords: Bilgi toplumu; Bilişsel Yük; Bulunma Hissi; Cognitive Load; Education; Educational Virtual Reality Campus; Eğitim; Eğitsel Sanal Gerçeklik Kampüsü; EVRECA; Information society; Internet; Internet of Things; İnternet; Nesnelerin İnterneti; Sanal Gerçeklik; Sense of Presence; Technical Efficiency; Teknik Verimlik; Virtual Reality