Software Design and Development of an Interactive 3D Geometry Book Using Augmented Reality:ARGE3D

Year 2013, , 1 - 8, 01.04.2013

Emin İbili Sami Şahin

https://doi.org/10.5578/fmbd.6213

Cited By: 23

Abstract

Trying to concretisate geomery subjects that require abstract thinking, using tools like paper, pen and ruler may not be enough to internalization and visualisation of concepts and rules. Thats why it is necessary to follow and use new approaches ln educational technologies for better teaching of geometry subjects and concretisating abstract concepts. Augmented Reality (AR) applications that we hear its name a lot recently created awareness in educational technologies subject and had its place in promising educational technologies. In this study, a 3D geomtry book has been prepared by enriching 6th grade math book geometric objects using augmented reality. For ARGED3D geometry book software which was developed on Visual Studio 2012 and Microsoft Silverlight, Slartoolkit which is an augmented reality library for Silverlight and Windows Phone was used. The produced software was used as a course material at Ministry of National Education schools and ,informed the further educational software developers who wanted to produce software on this subject, about pros and cons and application potential of augmented reality software and provided solutions. In addition embedded and unembedded use of marks on books are compared and effets in classrom were observed. Outcomes, AR 3D gemoetry book supports learning of difficult geometry subjects by taking attention of students but when used in computer laboratories, it was found that because of camera posing settings, reflections happened. In addition, it was observed that external use of AR marking system increases the interaction and ease of use

Keywords

-

Artırılmış Gerçeklik ile İnteraktif 3D Geometri Kitabı Yazılımın Tasarımı ve Geliştirilmesi: ARGE3D

Abstract

Soyut düşünme becerisi gerektiren geometri konularını, kâğıt, kalem, cetvel gibi araçlarla somutlaştırmaya çalışmak, ilgili kavram ve kuralları doğru bir şekilde içselleştirmeye ve görselleştirmeye yeterli olmayabilir. Bu nedenle geometri konularının daha derinlemesine öğrenilmesini sağlamak, soyut kavramları somutlaştırmak için eğitim teknolojilerindeki yeni yönelimleri takip etmek ve kullanmak gerekmektedir. Son yıllarda adını sıkça duyduğumuz Artırılmış Gerçeklik (AG) uygulamaları eğitim teknolojileri alanında umut veren eğitim teknolojileri arasında yerini almıştır. Bu çalışmada ise 6. sınıf Matematik kitabının geometrik cisimler ünitesinde yer alan üç boyutlu çizimler AG teknolojisi ile zenginleştirilerek 3D geometri kitabı yazılımı hazırlanmıştır. Visual Studio 2012 platformu ve Microsoft Silverlight yazılım geliştirme düzlemi kullanılarak geliştirilen ARGE3D geometri kitabı yazılımı için Silverlight ve Windows Phone için esnek artırılmış gerçeklik kütüphanesi olan Slartoolkit'den faydalanılmıştır. Geliştirilen yazılım MEB’e bağlı okullarda matematik ders materyali olarak kullanılmış ve bu alanda yazılım yapmak isteyen bundan sonraki eğitim yazılımı geliştiricilerine AG yazılımlarının uygulama potansiyeli, sınırlılıkları hakkında bilgiler verilmiş ve çözüm önerileri getirilmiştir. Ayrıca AG işaretleyicilerin kitap üzerindeki dâhili kullanımı ve harici kullanımı karşılaştırılmış ve sınıf içi eğitimdeki etkileri gözlemlenmiştir. Sonuçlar ARGE 3D geometri kitabı yazılımının öğrencilerin ilgi ve dikkatini derse çekerek öğrenilmesi zor olan geometri konularının öğrenilmesini kolaylaştırdığını, ancak bilgisayar laboratuarı ortamında kullanıldığında kamera pozlama ayarları nedeninden dolayı yansımaların oluştuğu tespit edilmiştir. Ayrıca ARGE 3D işaretleyici sisteminin harici kullanımının kullanıcı bilgisayar arasındaki etkileşimi ve kullanım kolaylığını artırdığı görülmüştür.

Keywords

Artırılmış Gerçeklik, Geometri Eğitimi, AG Kitap

References

• Angela Di Serio, María Blanca Ibáñez, Carlos Delgado Kloos (2012). Impact of an Augmented Reality System on Students Motivation for a Visual Art Course. Computers & Education, 1 (11).
• Azuma, R. T. (1997, August). A survey of augmented reality. In Presence: Teleperators and Virtual Environments, 6(4), 355-385.
• Bajura, M., Fuchs, H., Ohbuchi, R. (1992) "Merging Virtual Objects with the Real World: Seeing Ultrasound Imagery Within the Patient." In Proceedings of SIGGRAPH '92, New York: ACM Press, pp. 203-210.
• Clark, A., Dünser, A., Grasset, R. (2011). An interactive augmented reality coloring book. In SIGGRAPH Asia 2011 Emerging Technologies, pages 1. New York, NY, USA : ACM.
• Finkelstein, N. D., Perkins, K. K., Adams W., Kohl, P., and Podolefsky, N.(2005). Can Computer imulations Replace Laboratories?, Department of Physics University of Colorado, Boulder. in Undergraduate
• Hamilton, K. & Olenewa, J. (May, 2010). Augmented reality in education [PowerPoint slides]. Retrieved from http://www.authorstream.com/Presentation/k3ham ilton-478823-augmented-reality-in-education/ site:
• Hsiao, K.F., Rashvand, H. F. (2011). Body Language and Augmented Reality Learning Environment. MUE, 246-250, Taiwan.
• J.-C. Gonzato, T. Arcila, and B. Crespin, “Virtual objects on real oceans,” GRAPHICON’2008, vol. Russie, Moscou, December 2008.
• Juan, C., Beatrice, F., Cano Reyes, J (2008). An augmented Reality System for Learning the Interior of the Human Body. In Advanced Learning Technologies, 2008. ICALT '08. Eighth International Conference, 186 -188. IEEE
• Kaufmann H., Schmalstieg, D. (2003). Mathematics and geometry education with collaborative augmented reality, Computers & Graphics, (27), 339-345.
• Kerawalla, L., Luckin, R., Selijefot, S., & Woolard, A. (2006). Making it real: Exploring the potential of augmented reality for teaching primary school science. Virtual Reality, 10(3-4), 163-174.
• Klopfer, E., & Yoon, S. (2004). Developing games and simulations for today and tomorrow’s tech savvy youth. TechTrends, 49(3), 41-49.
• Martin, S., Diaz, G., Sancristobal, E., Gil, R., Castro, M., Peire, J. (2011). New technologytrends in ducation: Seven years of forecasts and convergence, Computers & Education, 57, 1893–1906
• Poonsri Vate-U-L., (2011), Augmented Reality 3D Pop- up Book: An Educational Research Study, College of Internet Distance Education Assumption University of Thailand, Vol. 19 No. SP1
• Rafi, A., Samsudin, K. A., & Said, C. S. (2008). Training in spatial visualisation: The Effects of training method and gender. Educational Technology & Society, 11(3), 127-140.
• Richard, E., Billaudeau, V., Richard, P. & Gaudin, G. (2007). Augmented Reality for rehabilitation of cognitive disabled children: A preliminary study. VirtualRehabilitation, 100-106.
• Shelton, B. E., & Hedley, N. R. (2002). Using augmented reality for teaching earth-sun relationship to undergraduate geography students. The First IEEE International Augmented Reality Toolkit Workshop (pp. 1-8). Darmstadt, Germany: IEEE.
• Siltanen, Sanni. 2012. Theory and applications of marker-based augmented reality. Espoo, VTT. 199 p. + app. 43 p. VTT Science 3.
• Yuen, S.; Yaoyuneyong, G.;& Johnson, E. (2011). Augmented reality: An overview and five directions for AR in education.Journal of Educational Technology Development and Exchange, 4(1), 119- 140. İnternet Kaynakları
• 1-ARToolkit. http://artoolkit.sourceforge.net/. Online. Erişim: 14 Mayıs 2013.
• 2-SLARToolkit. http://slartoolkit.codeplex.com/. online. Erişim: 14 May ıs2013.