Design and Application of Augmented Reality-Based Material in Robotic Coding Education

Yıl 2023, Cilt: 6 Sayı: 2, 123 - 134, 31.12.2023

Çağatay Ersin Mehmet Güneş

Öz

With developing technology, the importance of robotics training has gradually increased. With roboticization, solving problems and improving thinking develop. It includes a wood-based material to enable these trainings to be carried out robotically in primary schools. This material aims to facilitate learning by visualizing abstract concepts that are difficult in a systematic and comprehensive manner in robotic education. The wooden plywood produced from birch wood, which is an ecological, flexible and sustainable material, is registered in the work. Code blocks used in robotics training are visually separated with this material. Then, 5 different robotic applications are determined and the code blocks in the Scratch program are combined into a puzzle. Each application has been implemented with microcontroller development board and electronic features. The designed code blocks and storage images are integrated into the augmented reality application. Students will carry out applications with code blocks equipped with material designed as Scratch blocks kept outside their computers. When the AR (Augmented reality) mobile application is placed on the code blocks, the storage of the code blocks is visually accessible if they are correct.

Anahtar Kelimeler

Augmented reality, material design, Scratch coding, QR code.

Robotik Kodlama Eğitiminde Artırılmış Gerçeklik Tabanlı Materyal Tasarımı ve Uygulaması

Öz

Gelişen teknolojiyle birlikte robotik kodlama eğitiminin önemi giderek arttı. Robotik kodlama ile öğrencilerin problem çözme ve mantıksal düşünme becerileri gelişir. Bu çalışmada ilkokul öğrencilerinin robotik kodlama eğitimlerini gerçekleştirmelerine olanak sağlayacak ahşap bazlı bir materyal geliştirilmiştir. Bu materyal ile robotik kodlama eğitiminde soyut ve bilişsel olarak anlaşılması zor olan soyut kavramların görselleştirilerek öğrenmenin kolaylaştırılması amaçlanmaktadır. Çalışmada ekolojik, yenilenebilir ve sürdürülebilir bir malzeme olan huş ağacından üretilen ahşap kontrplak kullanıldı. Robotik kodlama eğitimlerinde kullanılan kod blokları bu materyal ile görsel olarak oluşturulmuştur. Daha sonra 5 farklı robotik uygulama belirlenerek Scratch programındaki kod blokları bulmaca halinde birleştirildi. Her uygulama mikrodenetleyici geliştirme kartı ve elektronik malzemelerle gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan kod blokları ve uygulamaların çalışma görselleri artırılmış gerçeklik uygulamasına entegre edilmektedir. Öğrenciler bilgisayar dışı ortamda Scratch blokları şeklinde tasarlanan malzeme kutusundaki kod blokları ile uygulamaları gerçekleştireceklerdir. AR (Artırılmış gerçeklik) mobil uygulaması kod blokları üzerine yerleştirildiğinde kod blokları doğru ise uygulamanın görseline ulaşılmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Artırılmış gerçeklik, malzeme tasarımı, scratch kodlama, qr kod

Kaynakça

• Akgün, E., & Üstün, A. B. (2023). Mobil artırılmış gerçeklikle öğrenmeye yönelik içerik analizi. Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi Dergisi, 56, 362-383.
• Azuma, R. T. (1997). A survey of augmented reality. Presence: teleoperators and virtual environments, 6 (4), 355-385.
• Colak, I., Irmak, E., Kabalci, E., & Issi, F. (2014). Design and implementation of a remote laboratory platform using MATLAB builder for NE. Computer Applications in Engineering Education, 22, 617-629.
• Çatlak, Ş., Tekdal, M., & Baz, F. (2015). Scratch yazılımı ile programlama öğretiminin durumu: Bir doküman inceleme çalışması. Journal of Instructional Technologies and Teacher Education, 4 (3), 13-25.
• Demirer, V., & Nurcan, S. A. K. (2016). Programming education and new approaches around the world and in Turkey/Dünyada ve Türkiye’de programlama eğitimi ve yeni yaklaşımlar. Eğitimde Kuram ve Uygulama, 12 (3), 521-546.
• Erhel, S., & Jamet, E. (2013). Digital game-based learning: Impact of instructions and feedback on motivation and learning effectiveness. Computers and Education, 67, 156-167.
• Fleck, S., Hachet, M., & Bastien, J. C. (2015). Marker-based augmented reality: Instructional-design to improve children interactions with astronomical concepts. Proceedings of the 14th International Conference on Interaction Design and Children, 21-28.
• Haymana, İ., & Özalp, D. (2020). Robotik ve kodlama eğitiminin ilkokul 4. sınıf öğrencilerinin yaratıcı düşünme becerilerine etkisi. İstanbul Aydın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 6 (2), 247-274.
• İbili, E., & Şahin, S. (2013). Software design and development of an interactive 3D geometry book using augmented reality: ARGE3D. Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering, 13 (1), 1-8.
• İçten, T., & Bal, G. (2017). Artırılmış gerçeklik teknolojisi üzerine yapılan akademik çalışmaların içerik analizi. Bilişim Teknolojileri Dergisi, 10 (4), 401-415.
• Gül, K., & Şahin, S. (2017). Bilgisayar donanım öğretimi için artırılmış gerçeklik materyalinin geliştirilmesi ve etkililiğinin incelenmesi. Bilişim Teknolojileri Dergisi, 10 (4), 353-362.
• Karataş, H. (2021). 21. yy. Becerilerinden robotik ve kodlama eğitiminin türkiye ve dünyadaki yeri. 21. Yüzyılda Eğitim ve Toplum Eğitim Bilimleri ve Sosyal Araştırmalar Dergisi, 10 (30), 693-729.
• Kerawalla, L., Luckin, R.., Seljeflot, S., & Woolard, A. (2006). “Making it real”: exploring the potential of augmented reality for teaching primary school science. Virtual Reality, 10, 163-174.
• Kesim, M., & Ozarslan. Y. (2012). Augmented reality in education: current technologies and the potential for education. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 47, 297-302.
• Kışla, T., Yıldız, Ş. N., & Çobanoğlu, A. A. (2019). Bilişim Teknolojileri Öğretmenlerine Yönelik Scratch Bilgi Paylaşım Platformunun (Sbpp) Geliştirilmesi. Uluslararası Eğitim Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5 (1), 37-50.
• Klopfer, E., & Squire, K. (2008). Environmental Detectives-the development of an augmented reality platform for environmental simulations. Educational Technology Research and Development, 56, 203-228.
• Milgram, P., & Kishino, F. A. (1994). Taxonomy of mixed reality visual displays. IEICE Transactıons on Information and Systems, 77 (12), 1321-1329.
• Özaltun, G., & Kahraman, M. E. (2023). Artırılmış gerçeklik (AG) teknolojisinin tasarım eğitiminde etkileşimli öğrenmeye katkısı. Art-E Sanat Dergisi, 16 (32), 669-700.
• Özarslan, Y. (2013). Öğrenme ve öğretmenin genişletilmiş gerçeklik ile zenginleştirilmesi: OptikAR uygulaması. XV. Akademik Bilişim Konferansı, 477-480.
• Sadi, S., Şekerci, A., Kurban, B., Topu, F., Demirel, T., Tosun, C., & Göktaş, Y. (2008). Öğretmen eğitiminde teknolojinin etkin kullanımı: Öğretim elemanları ve öğretmen adaylarının görüşleri. Bilişim Teknolojileri Dergisi, 1 (3), 43-49.
• Sirakaya, M., & Cakmak, E. K. (2018). Effects of augmented reality on student achievement and self-efficacy in vocational education and training. International Journal For Research in Vocational Education and Training, 5 (1), 1-18.
• Taşkıran, A., Koral, E., & Bozkurt, A. (2015). Artırılmış gerçeklik uygulamasının yabancı dil öğretiminde kullanılması. Akademik Bilişim, 462-467.
• Tomi, A. B., & Rambli, D. R. A. (2013). An interactive mobile augmented reality magical playbook: Learning number with the thirsty crow. Procedia Computer Science, 25, 123-130.
• Wojciechowski, R., & Cellary, W. (2013). Evaluation of learners’ attitude toward learning in ARIES augmented reality environments. Computers and Education, 68, 570-585.
• Wu, H. K., Lee, S. W. Y., Chang, H. Y., & Liang, J. C. (2013). Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education. Computers and Education, 62, 41-49.
• Yen, J. C., Tsai, C. H., & Wu, M. (2013). Augmented reality in the higher education: Students’ science concept learning and academic achievement in astronomy. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 103, 165-173.