Sanal Gerçeklik Teknolojisi İle Desteklenmiş 5E Öğrenme Modeli: Ortaokul 6. Sınıf Fen Bilimleri Dersi Yakıtlar Konusunun Öğretimi

Öz

Bu araştırma ile sanal gerçeklik teknolojisi ile desteklenmiş 5E öğrenme modelinin, ortaokul 6. sınıf öğrencilerinin akademik başarıları ile fen bilimleri dersine, teknoloji kullanımına ve çevreye yönelik tutumları üzerindeki etkilerini incelemek amaçlanmıştır. Bu kapsamda ön test-son test kontrol gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Araştırmaya 2023–2024 eğitim-öğretim yılında Muğla ilinde bir devlet ortaokulunda öğrenim gören 41 altıncı sınıf öğrencisi katılmıştır. Deney grubunda 21, kontrol grubunda 20 öğrenci yer almıştır. Deney grubunda sanal gerçeklik destekli 5E öğrenme modeliyle, kontrol grubunda ise geleneksel yöntemle öğretim gerçekleştirilmiştir. Veri toplama sürecinde dört farklı ölçme aracı kullanılmıştır: Fen Bilimleri Dersi Akademik Başarı Testi, Fen Bilimleri Dersi Tutum Ölçeği, Teknoloji Kullanımına Yönelik Tutum Ölçeği ve Çevresel Tutum Ölçeği. Uygulama süreci toplam 14 ders saati olarak planlanmış; deney grubundaki öğrenciler, sekiz farklı sanal gerçeklik içeriğini karton VR gözlükleri aracılığıyla deneyimleyerek, yapılandırılmış çalışma kâğıtları ile işbirlikçi etkinlikler gerçekleştirmiştir. Araştırma sonucunda, sanal gerçeklik teknolojisiyle desteklenmiş 5E öğrenme modeline uygun etkinliklerin, öğrencilerin akademik başarılarını artırdığı ve fen bilimleri dersine, teknoloji kullanımına ve çevreye yönelik tutumlarını olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Fen Öğretimi
• 5E Öğrenme Modeli
• Sanal Gerçeklik
• Yakıtlar

The 5E Learning Model Supported by Virtual Reality Technology: Teaching the 'Fuels' Topic in 6th Grade Middle School Science Course

Öz

This study aimed to examine the effects of the 5E learning model supported by virtual reality (VR) technology on sixth-grade students’ academic achievement and their attitudes toward science, technology, and the environment. A quasi-experimental design involving pre-tests and post-tests in both the experimental and control groups was employed. The study was conducted during the 2023–2024 academic year with 41 sixth-grade students from a public middle school in Muğla, Türkiye. The experimental group consisted of 21 students, while the control group included 20 students. The experimental group received instruction using the 5E model integrated with VR, whereas the control group was taught using traditional methods. Four measurement tools were used for data collection: The Academic Achievement Test, the Science Attitude Scale, the Technology Use Attitude Scale, and the Environmental Attitude Scale. The implementation process was planned for 14 class hours. Students in the experimental group experienced eight different VR modules using cardboard VR glasses and worked on structured worksheets while participating in collaborative activities. The results indicated that activities designed according to the 5E learning model supported by VR significantly improved students’ academic achievement and positively influenced their attitudes toward science, technology, and the environment.

Anahtar Kelimeler

• Science Education
• 5E Learning Model
• Virtual Reality
• Fuels

Kaynakça

1. Aktamış, H. & Arıcı, V. (2013). Sanal gerçeklik programlarının astronomi konularının öğretiminde kullanılmasının akademik başarı ve kalıcılığa etkisi. Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(2), 58-70. https://doi.org/10.17860/efd.20656
2. Arıcı, V.A. (2013). Fen eğitiminde sanal gerçeklik programları üzerine bir çalışma: "Güneş sistemi ve ötesi: Uzay bilmecesi" ünitesi örneği. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Adnan Menderes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın.
3. Ayçiçek, Y. (2007). İlköğretim ikinci kademe öğretmenlerinin sınıf yönetimi yeterliliklerinin öğrenci algılarına göre değerlendirilmesi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Yeditepe Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul.
4. Başaran, F. (2010). Öğretmen adaylarının eğitimde sanal gerçeklik kullanımına ilişkin görüsleri (Sakarya Üniversitesi Böte Örneği). Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Sakarya Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Sakarya.
5. Bybee, R.W., Taylor, J.A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J.C., Westbrook, A., & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness. BSCS.
6. Çavaş, B., Huyugüzel Çavaş, P., & Taşkın Can, B. (2004). Eğitimde sanal gerçeklik. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 3(4), 110-116.
7. Çil, E. & Çepni, S. (2012). Kavramsal değişim yaklaşımı, doğrudan yansıtıcı yaklaşım ve Milli Eğitim Bakanlığı ders kitabının bilimin doğası üzerine görüşler ve ışık ünitesindeki kavramsal değişim üzerine etkisi. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri, 12(2), 1089-1116.
8. Dağdalan, G. (2019). Sanal gerçeklik ve animasyon destekli fen bilimleri öğretiminin öğrencilerin bazı öğrenme ürünlerine etkisi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Ordu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ordu.

9. Dede, C. (1995). The evolution of constructivist learning environments: Immersion indistributed, virtual worlds. Educational Technology, 35(5), 46-52.
10. Ergül, N.R. & Çalış, S. (2022). Fen bilgisi öğretmen adaylarının yenilenebilir enerji ve kaynakları hakkındaki bilgi düzeylerinin incelenmesi. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 35(1), 107-125. https://doi.org/10.19171/uefad.994400
11. Fokides, E (2019). 3D multiuser virtual environments and environmental education: the virtual island of the mediterranean monk seal. Technology, Knowledge and Learning, 25, 1-24. https://doi.org/10.1007/s10758-019-09409-6
12. Freina, L., & Ott, M. (2015). A literature review on immersive virtual reality in education: State of the art and perspectives. The International Scientific Conference on E-learning and Software for Education, 1–8.
13. George, R. (2006). A cross- domain analysis of change in students’ attitudes toward science and attitudes about the utility of science. International Journal of Science Education, 28(6), 571-589. https://doi.org/10.1080/09500690500338755
14. Goodwin, M.S., Wiltshire, T., Fiore, S.M. (2015). Applying Research in the Cognitive Sciences to the Design and Delivery of Instruction in Virtual Reality Learning Environments. In: Shumaker, R., Lackey, S. (eds) Virtual, Augmented and Mixed Reality. VAMR 2015. Lecture Notes in Computer Science, 9179. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-21067-4_29
15. Gregory, S., Lee, M.J., Dalgarno, B., & Tynan, B. (2016). Learning in virtual worlds: Research and applications. Athabasca University Press.
16. Güven, G. (2023). Kuramdan uygulamaya yenilenebilir enerji eğitimi. Eğiten Kitap Yayıncılık: Ankara.
17. Güven, G. & Göçen Kabaran, G. (2021). Ortaokul düzeyinde yenilenebilir enerji konusunda öğretim tasarımı geliştirmenin ilk basamağı: İhtiyaç belirleme. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Eğitim Fakültesi 8(1), 322-338. https://doi.org/10.21666/muefd.846829
18. Güven, G. & Göçen Kabaran, G. (2023). Yenilenebilir enerji eğitimine yönelik bir öğretim tasarımı geliştirme ve değerlendirme. Eğitim Teknolojisi Kuram ve Uygulama, 13(1), 58-85. https://doi.org/10.17943/etku.1095029
19. Güven, G., Orhan Özen, S., & Şarlakkaya, K. (2025). Virtual reality applications integrated into the 5E learning Model in environmental topics in science education. Research in Science & Technological Education, 1-25. https://doi.org/10.1080/02635143.2025.2487758
20. Herbert, J.D., Forman, E.M., Goetter, E.M., Corner, R., & Bradley, J. (2013). Treatment of social anxiety disorder using online virtual environments in second life. Behavior Therapy, 44(1), 51-61. https://doi.org/10.1016/j.beth.2012.06.001
21. Huang, K.T., Ball, C., Francis, J., Ratan, R., Boumis, J., & Fordham, J. (2019). Augmented versus virtual reality in education: An exploratory study examining science knowledge retention when using augmented reality/virtual reality mobile applications. Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking, 22(2), 105–110. https://doi.org/10.1089/cyber.2018.0150
22. Hudson, P. (2010). Mentors report on their own mentoring practices. Australian Journal of Teacher Education, 35(7), 30-42. https://doi.org/10.14221/ajte.2010v35n7.3
23. International Energy Agency [IEA]. (2022). World Energy Outlook 2022. https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022
24. İnceoğlu, M. (2000). Tutum–algı iletişim. İmaj Yayınevi.
25. Javidi, G. (1999). Virtual reality and education. University of South Florida. https://disde.minedu.gob.pe/handle/20.500.12799/1523
26. Karytsas, S. & Theodoropoulou, H. (2014). Socioeconomic and demographic factors that influence public's awareness on the different forms of renewable energy sources. Renewable Energy, 71, 480-485. https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.05.059
27. Kayabaşı, Y. (2005). Sanal gerçeklik ve eğitim amaçlı kullanılması. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 4(3), 151-158.
28. Kenar, İ. & Balcı, M. (2012). Fen ve teknoloji dersine yönelik tutum ölçeği geliştirme: İlköğretim 4 ve 5. sınıf örneği. Dumlupınar Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 34, 201-210.
29. Kenar, İ. & Balcı, M. (2013). Öğrencilerin derslerde teknoloji ürünü kullanımına yönelik tutumu: Bir ölçek geliştirme çalışması. Mustafa Kemal Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 10(22), 249-262.
30. Liarakou, G., Gavrilakis, C., & Flouri, E. (2009). Secondary school teachers’ knowledge and attitudes towards renewable energy sources. Journal of Science Education and Technology, 18(2), 120-129.
31. Liou, W.K., & Chang, C.Y. (2018). Virtual reality classroom applied to science education. In Proceedings of the 2018 23rd International Scientific-Professional Conference on Information Technology (IT) (pp. 1–4). IEEE.
32. Liu, R., Wang, L., Lei, J., Wang, O., & Ren, Y. (2020). Effects of an immersive virtual reality-based classroom on students’ learning performance in science lessons. British Journal of Educational Technology, 51(6), 2034-2049. https://doi.org/10.1111/bjet.13028
33. Ludlow, B. L. (2015). Virtual reality: Emerging applications and future directions. Rural Special Education Quarterly, 34(3), 3–10. https://doi.org/10.1177/875687051503400302
34. Milli Eğitim Bakanlığı [MEB]. (2024). Fen bilimleri dersi öğretim programı (Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar). Ankara: Milli Eğitim Yayınları.
35. Markowitz, D.M., Laha, R., Perone, B.P., Pea, R.D. & Bailenson, J.N. (2018). Immersive virtual reality field trips facilitate learning about climate change. Educational Psychology, 9. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2018.02364
36. Martirosov, S., & Kopecek, P. (2017). Virtual reality and its influence on training and education: Literature review. In B. Katalinic (Ed.), Proceedings of the 28th DAAAM International Symposium (pp. 708–717). DAAAM International. https://doi.org/10.2507/28th.daaam.proceedings.100
37. Nelson, K.M., Anggraini, E. & Schlüter, A. (2019). Virtual reality as a tool for environmental conservation and fundraising. PLoSONE 15(4), 1-26. https://doi.org/10.1101/785014
38. Parsons, S. & Cobb, S., (2011). State-of-the-art of virtual reality technologies for children on the autism spectrum. European Journal of Special Needs Education, 26(3), 355-366. http://dx.doi.org/10.1080/08856257.2011.593831
39. Psotka, J. (1995). Immersive training systems: Virtual reality and education and training. Instructional Science, 23(5), 405–431. https://doi.org/10.1007/BF00896880
40. REN21. (2023). Renewables 2023 Global Status Report. Renewable Energy Policy Network for the 21st Century. https://www.ren21.net/reports/global-status-report/
41. Sarıçam, S. (2019). Fen bilimleri dersinde sanal gerçeklik uygulamalarının dolaşım sistemi kavramlarının öğretimi üzerine etkisinin incelenmesi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
42. Sarıoğlu, S. (2019). İlköğretim 6. sınıf fen bilimleri dersi hücre konusunda sanal gerçeklik kullanımının öğrencilerin akademik başarısı ve derse karşı tutumlarına etkisi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
43. Shim, K., Park, J., Kim, H., Kim, J., Park, Y., & Ryu, H. (2010). Application of virtual reality technology in biology education. Journal of Biological Education, 37, 71-74. https://doi.org/10.1080/00219266.2003.9655854
44. Şeremet, Ş., Kızılay, E. & Armağan, F.Ö. (2022). Fen eğitiminde 5E öğrenme modeli ile ilgili çalışmaların incelenmesi. SDU International Journal of Educational Studies, 9(1), 1-16. https://doi.org/10.33710/sduijes.977784
45. Topuz, Y. (2018). Anatomi eğitiminde sanal gerçeklik ve üç boyutlu masaüstü materyallerin akademik başarı ve bilişsel yük açısından karşılaştırılması. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
46. Tudor A.D., Minocha S., Collins M. & Tilling, S. (2018). Mobile virtual reality for environmental education. Journal of Virtual Studies, 9(2), 25-36.
47. UNESCO. (2020). Education for sustainable development: A roadmap. United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization. https://doi.org/10.54675/YFRE1448
48. Urhan, O. (2019). Fen eğitimine yönelik sanal gerçeklik uygulamalarının etkisinin incelenmesi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
49. Ververidis, D., Nikolopoulos, S., & Kompatsiaris, I. (2022). A review of collaborative virtual reality systems for the architecture, engineering, and construction industry. Architecture, 2(3),476-496. https://doi.org/10.3390/architecture2030027
50. Yaman S. & Dede, Y. (2007). Öğrencilerin fen ve teknoloji ve matematik dersine yönelik motivasyon düzeylerinin bazı değişkenler açısından incelenmesi. Kuram ve Uygulamada Eğitim Yönetimi 52(52), 615-638.