Augmented Reality in Science Education: Academic Achievement, Anxiety and Cognitive Load Levels of Secondary School 7th Grade Students

Abstract

The purpose of the study is to divide the 7th grade's Augmented Reality into sections and reveal the activities. In this research, an exploratory sequential mixed design was used, a semi-selected design with pre-test post-test unequalized control group in a beautiful place; The quality section was carried out with the aim of detailing the loss of good data. This study was conducted with 44 students at Fatma Şahin Secondary School in Şehitkamil district of Gaziantep province in the fall semester of the 2022-2023 academic year. Data collection tools; Solar System and Beyond Academic Achievement Test, Science Anxiety Scale, Cognitive Load Scale and Questions. While quantitative data is analyzed with the SPSS 25 package program, qualitative data is analyzed with descriptive analysis. According to quantitative expenditures; An increase in daily academic achievement was observed between the experimental and control groups. The rates of load levels of the post-test regimes in the experimental groups were higher than in the control groups. According to qualitative payment; They stated that augmented reality applications facilitate learning. It has been revealed that they have concerns such as mistakes, fear of making mistakes, and stress while solving mistakes. It is possible that the reason for the high distribution of the load levels of the regimes is the difficulty in using technology, the combination of real and virtual distributions, the end of many lifespans, and the creation of an experimental classroom environment during the application. Accordingly, necessary studies need to be carried out to facilitate the use of technology for future applications.

Keywords

• Academic achievement
• augmented reality
• cognitive load
• science education
• science anxiety

Fen Eğitiminde Artırılmış Gerçeklik: Ortaokul 7.Sınıf Öğrencilerinin Akademik Başarı, Kaygı ve Bilişsel Yük Düzeyleri

Abstract

Çalışmanın amacı, 7.sınıf öğrencilerinin Artırılmış Gerçeklik uygulamalarını kullanımının Akademik Başarı, Kaygı ve Bilişsel Yük düzeylerine etkisini incelemek, öğrencilerin düşüncelerini ortaya koymaktır. Bu araştırmada açımlayıcı sıralı karma desen kullanılmış olup nicel kısmında ön-test son-test denkleştirilmemiş kontrol gruplu yarı deneysel desen; nitel kısmında ise nicel verilerin detaylandırılması amaçlanarak öğrencilerle görüşme yapılmıştır. Bu çalışma, 2022-2023 eğitim öğretim yılının güz döneminde Gaziantep ilinin Şehitkamil ilçesinde bulunan Fatma Şahin Ortaokulu’nda 44 öğrenci ile yürütülmüştür. Veri toplama araçları; Güneş Sistemi ve Ötesi Akademik Başarı Testi, Fen Kaygı Ölçeği, Bilişsel Yük Ölçeği ve Görüşme Sorularıdır. Nicel veriler SPSS 25 paket programı ile analiz edilirken nitel veriler betimsel analiz ile çözümlenmiştir. Nicel sonuçlara göre; deney ve kontrol grupları arasında deney grubu lehine akademik başarıda artış gözlenmiştir. Deney grubunun son-test bilişsel yük düzeylerinin kontrol grubuna göre daha yüksek olarak bulunmuştur. Nitel sonuçlara göre; öğrenciler artırılmış gerçeklik uygulamalarının öğrenmeyi kolaylaştırdığını belirtmişlerdir. Öğrencilerin, soruları yanlış yapma korkusu, soruları çözerken stres olma gibi kaygılarının olduğu ortaya çıkarılmıştır. Deney grubunun bilişsel yük düzeylerinin yüksek çıkmasının sebebi öğrencilerin teknoloji kullanmada zorlanmaları, öğrencilere gerçek ve sanal ortamda birçok görev verilmesi sonucu öğrencileri zihinsel olarak yorması, uygulama sırasında gürültülü sınıf ortamının olması olabilmektedir. Buna istinaden ileriki çalışmalarda uygulama öncesi öğrencilerin teknoloji kullanımlarını kolaylaştıracak gerekli çalışmalar yapılmalıdır.

Keywords

• Fen Eğitimi
• Artırılmış Gerçeklik
• Akademik Başarı
• Fen Kaygı
• Bilişsel Yük

References

1. Abdüsselam, M. S. ve Karal, H. (2012). Fizik öğretiminde artırılmış gerçeklik ortamlarının öğrenci akademik başarısı üzerine etkisi: 11. Sınıf manyetizma konusu örneği. Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, 1(4), 170-181.
2. Akçayır, M., Akçayır, G., Pektaş, H. M., & Ocak, M. A. (2016). Augmented reality in science laboratories: The effects of augmented reality on university students’ laboratory skills and attitudes toward science laboratories, Computers in Human Behavior, 57, 334-342.
3. Akçayır, M. & Akçayır, G. (2017). Advantages and challenges associated with augmented reality for education: A systematic review of the literature. Educational Research Review. 20, 1-11.
4. Akpınar, E., Aktamış, H. ve Ergin, Ö., (2005). Fen bilgisi dersinde eğitim teknolojisi kullanılmasına ilişkin öğrenci görüşleri. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 4(1), 93-100.
5. Alagöz, Z.B., 2020. Mobil artırılmış gerçeklik uygulamalarının ortaokul 7. sınıf öğrencilerinin fen bilimlerine yönelik kaygılarına ve akademik başarılarına etkisi. Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi.
6. Alkan, G. (2013). Fen ve teknoloji derslerinde farklı deney türleri kullanmanın ilköğretim 6.sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına, laboratuvara yönelik tutumlarına ve fen kaygı düzeylerine etkileri (Yüksek lisans tezi). Akdeniz Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Antalya.
7. Alsadoon, H., & Alhussain, T. (2019). Faculty at Saudi Electronic University attitudes toward using augmented reality in education. Education and Information Technologies, 24(3), 1961-1972.
8. Ateş, A. (2018). 7. sınıf fen ve teknoloji dersi “maddenin tanecikli yapısı ve saf maddeler” konusunda artırılmış gerçeklik teknolojileri kullanılarak oluşturulan öğrenme materyalinin akademik başarıya etkisi (Yüksek lisans tezi). Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Niğde.

9. Azizoğlu, N. & Uzuntiryaki, E. (2006). Chemistry laboratory anxiety scale. Hacettepe University Journal of Education, 30, 55-62.
10. Can, A. (2020). SPSS ile Bilimsel Araştırma Sürecinde Nicel Veri Analizi (9.Baskı). Ankara: Pegem Akademi.
11. Creswell, J. W. (2017). Research Design: Qualitative, Quantitative, and Mixed Methods Approaches (4.Baskı).Selçuk Beşir Demir (Çev.). Ankara: Eğiten Kitap.
12. Coşkun, M. (2018). Mobil uygulama ve arttırılmış gerçeklik ile desteklenen öğretimin, güneş sistemi ve ötesi ünitesinde öğrencilerin akademik başarılarına, astronomiye yönelik tutumları ve fen dersine yönelik kaygı ve motivasyonlarına etkisi. (Yüksek Lisans Tezi). Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Anabilim Dalı, Hatay.
13. Coşkun, H. (2019). Hücre ve bölünmeler ünitesinin artırılmış gerçeklik teknolojisi ile öğretiminin 7.sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve teknolojiye yönelik tutumlarına etkisi (Yüksek lisans tezi). Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Hatay.
14. Çoban, M. (2020). Artırılmış gerçeklikle desteklenmiş videolarla öğretimin akademik başarı, bilişsel yük ve motivasyona etkisi. Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 20 (2), 1079-1098. https://dx.doi.org/10.17240/aibuefd.2020..-632456.
15. Çömek, A. (2003). Fen bilgisi öğretiminde ısı ve ısının maddedeki yolculuğu ünitesinin bilgisayar destekli öğretim materyalleri ile öğretilmesini öğrenci başarısına etkisi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi. Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
16. Czemiak, C. & Chiarelott, L. (1984). Science anxiety: an investigation of science achievement, sex and grade level factors. Paper presented at the 68th Annual Meeting of the American Educational Research Association, New Orleans, LA, April 23-27.
17. Demirel, G. (2019). Artırılmış gerçeklik uygulamaları ile işlenen fen bilimleri dersinin 7.sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve artırılmış gerçeklik uygulamalarına karşı tutumlarına etkisi (Yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
18. Doğru, M., Ünlü, S. (2012). Jigsaw ıv tekniği kullanımının fen öğretiminde öğrencilerin motivasyon, fen kaygısı ve akademik başarılarına etkisi. Mediterranean Journal of Humanities, 2(2), 57-66. DOI: 10.13114/MJH/20122738.
19. Dunleavy, M., Dede, C., & Mitchell, R. (2009). Affordances and limitations of immersive participatory augmented reality simulations for teaching and learning. Journal of Science Education and Technology, 18(1), 7-22.
20. Fidan, M. (2018). Artırılmış gerçeklikle desteklenmiş probleme dayalı fen öğretiminin akademik başarı, kalıcılık, tutum ve öz-yeterlik inancına etkisi (Doktora tezi). Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bolu.
21. Flad, J. A. (2002). The effects on increasing cognitive load on self-report and dual task measures of mental effort during problem solving. Yayınlanmamış Doktora Tezi. Faculty of The Graduate School, University of Southern California.
22. Göçmen, H. (2019). Güneş sistemi ve ötesi konusunun etkili öğrenimi için artırılmış gerçeklik odaklı bir tasarım (Yüksek lisans tezi). Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon.
23. Güldal, C.G., Doğru, M. (2018). Modellemeye dayalı fen öğretiminin 6.sınıf öğrencilerinin fen kavramalarını günlük hayatla ilişkilendirmelerine ve fen kaygılarına etkisi. Eğitim ve Toplum Araştırmaları Dergisi/JRES, 5(2), 187-211.
24. Gün, E. (2014). Artırılmış gerçeklik uygulamalarının öğrencilerin uzamsal yeteneklerine etkisi (Yüksek Lisans Tezi). Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Anabilim Dalı, Ankara.
25. Güngördü, D. (2018). Artırılmış gerçeklik uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin atom modelleri konusuna yönelik başarı ve tutumlarına etkisi (Yüksek lisans tezi). Kilis 7 Aralık Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kilis.
26. Karamustafaoğlu, O., Çakır, R.ve Topuz, F.(2012). Fen öğretiminde öğretmenlerin derslerinde materyal ve teknoloji kullanımına yönelik tutumlarının incelenmesi, X. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi. Niğde: Niğde Üniversitesi.
27. Kaufmann, H., & Dünser, A. (2007). Summary of Usability Evaluations of an Educational Augmented Reality Application. International Conference on Virtual Reality. 660-669.
28. Keskin, D. (2019). Bilim fuarlarının ortaokul öğrencilerinin bilimsel süreç becerileri, fen dersine karşı motivasyonları ve kaygı düzeyleri üzerinde etkisi. (Yüksek Lisans Tezi). Pamukkale Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü Matematik Ve Fen Bilimleri Anabilim Dalı Fen Bilgisi Eğitimi Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Denizli.
29. Kırıkkaya, E. B. ve Şentürk M. (2018). GüneĢ Sistemi ve Ötesi Ünitesinde ArtırılmıĢ Gerçeklik Teknolojisi Kullanılmasının Öğrenci Akademik Başarısına Etkisi. Kastamonu Eğitim Dergisi, 1, 181-189.
30. Kızılca, G. (2019). Ortaokul 3.sınıf öğrencilerinin fen bilimleri dersi maddenin yapısı ve özellikleri ünitesinde mobil artırılmış gerçeklik uygulamalarının fene yönelik tutumlarına ve akademik başarılarına etkisi (Yüksek lisans tezi). Muğla Sıtkı Çoban Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Muğla.
31. Küçük, S. (2015). Mobil Artırılmış Gerçeklikle Anatomi Öğreniminin Tıp Öğrencilerinin Akademik Başarıları ile Bilişsel Yüklerine Etkisi ve Öğrencilerin Uygulamaya Yönelik Görüşleri. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
32. Lin, H. C. K., Hsieh, M. C., Wang, C. H., Sie, Z. Y., & Chang, S. H. (2011). Establishment and Usability Evaluation of an Interactive AR Learning System on Conservation of Fish. Turkish Online Journal of Educational Technology-TOJET, 10(4), 181-187. Retrieved from https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ946626.pdf
33. Mallow, V. J. (1986). Science anxiety. Clearwater, FL: H&H.
34. Onur, M. (2021). Artırlmış gerçeklik ile desteklenen öğretimin, güneş sistemi ve ötesi ünitesinde öğrencilerin akademik başarılarına, öğrenmedeki kalıcılık düzeyine ve derse yönelik motivasyona etkisi (Yüksek lisans tezi). Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Hatay.
35. Özeren, S. (2020). Artırılmış gerçeklik uygulamalarının ortaokul öğrencilerinin başarı ve motivasyonuna etkisi (Yüksek lisans tezi). Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Bolu.
36. Özyalçın, B. (2020). Artırılmış gerçeklik ile zenginleştirilmiş jigsaw etkinliklerinin ‘’maddenin tanecikli yapısı’’na ilişkin başarıya ve teknolojik farkındalığa etkisi (Yüksek lisans tezi). İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul.
37. Paas, F., Renkl, A. ve Sweller, J. (2004). Cognitive load theory: Instructional implications of the interaction between information structures and cognitive architecture. Instructional Science, 32, 1-8.
38. Radu, I., Guzdial, K., & Avram, S. (2017, June). An Observational Coding Scheme for Detecting Children's Usability Problems in Augmented Reality. In Proceedings of the 2017 Conference on Interaction Design and Children (pp. 643-649).
39. Sarıyıldız, S. (2020). Artırılmış gerçeklik teknolojisinin kullanımının fen eğitiminde öğrenci başarılarına ve derse karşı motivasyonlarına etkisi (Yüksek lisans tezi). Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzincan.
40. Şahin, D. (2017). Artırılmış gerçeklik teknolojisi ile yapılan fen öğretiminin ortaokul öğrencilerinin başarılarına ve derse karşı tutumlarına etkisi (Yüksek lisans tezi).
41. Şentürk, M. (2018). Mobil artırılmış gerçeklik uygulamalarının yedinci sınıf “güneş sistemi ve ötesi” ünitesinde kullanılmasının öğrencilerin akademik başarı, motivasyon, fene ve teknolojiye yönelik tutumlarına etkisinin solomon dört gruplu modelle incelenmesi. (Yüksek Lisans Tezi). Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İlköğretim Anabilim Dalı Fen Bilgisi Öğretmenliği Programı , Kocaeli.
42. Uçak, E. ve Say, S. (2019). Ortaokul öğrencilerinin fen dersine yönelik kaygı nedenlerinin incelenmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi,50, 71-89. DOI: 10.21764/maeuefd.393854.
43. Wasko, C. (2013). What teachers need to know about augmented reality enhanced learning environments. TechTrends, 57(4), 17-21.
44. Wu, H.K., Lee, S. W. Y., Chang, H. Y. and Liang, J. C. (2013). Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education, Computers and Education, 62, 41-49.
45. Yetişir, H. (2019). Mobil cihazlarla artırılmış gerçeklik uygulamalarının öğrencilerin akademik başarı, tutum ve kalıcılığına etkisi (Yüksek lisans tezi). Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Niğde.
46. Yıldırım, S. (2016). Fen bilimleri dersinde artırılmış gerçeklik uygulamalarının öğrencilerin başarısına, motivasyonuna, problem çözme becerilerine yönelik algısına ve tutumlarına etkisi (Yüksek lisans tezi). Ankara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
47. Yıldırım, İ. (2020). Fen eğitiminde artırılmış gerçeklik uygulamalarının 6.sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve kalıcılığa etkisi. (Yüksek Lisans Tezi).
48. Yılmaz, M. R. (2014). Artırılmış Gerçeklik Teknolojisiyle Üç Boyutlu Hikâye Canlandırmanın Hikâye Kurgulama Becerisine ve Yaratıcılığa Etkisi. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.