Bu uygulama ilkokul ve ortaokul matematiğinde yer alan üç boyutlu yapıların farklı yönlerden görünümlerinin belirlenmesi ve farklı yönlerden görünümleri bilinen üç boyutlu yapıların oluşturulması konularını içerecek şekilde tasarlanmıştır. Uygulama tüm okul düzeylerindeki öğrencilerin uzamsal zekalarının gelişimine imkan tanıyacak şekilde akademik araştırmalar çerçevesinde geliştirilmiştir. Yine de uygulamanın matematik öğretim programları çerçevesinde temel hedef kitlesi ortaokul öğrencileri olarak belirlenmiştir. Bu uygulama Unity 3D oyun motoru, Vuforia AR SDK ve C# programlama dili ile Android işletim sistemine sahip mobil cihazlarda çalışmak üzere programlanmıştır. Uzamsal AR uygulaması hedef-işaretçi temelli olduğundan, uygulamadaki etkinliklerin gerçekleştirilebilmesi için etkinlikleri içeren bir etkinlik kitapçığı ve sanal nesnelerin oluşmasını sağlayan bir kare kod kitapçığını gerektirmektedir.

Uygulamanın teorik çerçevesi Özçakır (2017) doktora tezinde oluşturulmuş olup tasarım ve uygulama süreçleri Özçakır ve Çakıroğlu (2021a) ve Özçakır ve Çakıroğlu (2021b) makalelerinde yayınlanmıştır. Uygulamada yer alan uzamsal etkinlikler akademik çalışmalar sonucu ortaya çıkarılan Artırılmış Gerçeklikle Uzamsal Zeka Gelişim Modeli (ARUZM) ile şekillenmiştir. Bu model dört ana bölümden oluşmaktadır. Modelin ilk adımı artırılmış gerçekliğin sağladığı doğal hareketlerle nesne manipülasyonu öğrencilerin deneyimleyebilmeleri ve artırılmış gerçeklik ortamına alışmalarına yönelik basit etkinlikler içerirken, son adımları ise daha çok uzamsal zekanın işe koşulmasını sağlayacak şekilde karmaşık etkinliklere doğru ilerlemektedir.

Uzamsal AR uygulamasının ilk bölümü olan “Yüzeyler ve Köşeler”, verilen üç boyutlu sanal nesnelerin farklı yönlerdeki yüzlerinin ve köşelerinin belirlenmesine yönelik etkinliklerden oluşmaktadır. Bu bölümde sanal nesnelerin bazı yüzeyleri ya da köşeleri numaralandırılmış olup öğrencilerin bu yüzeyleri ortografik ya da perspektif görünümler üzerinden belirlemeleri istenmektedir.

İkinci bölüm “Sayma” da ise bir sanal nesne içerisinde birbirine temas halinde olan parçaların belirlenmesi ve temas noktalarının sayılması yönelik etkinlik görevleri yer almaktadır. Bu sayede, yapıda anlık bakış açısında görülmeyen ve gizli kalan parçaların zihinde canlanmasına olanaklar bu görevlerde yer almaktadır. Bu bölümde tuğlalarla oluşturulmuş yapılardaki bazı tuğlalar isimlendirilmiş olup temas ettiği tuğla sayısının bulunması istenmektedir.

Üçüncü bölüm “Yapıların Yüzlerini Eşleştirme” de birçok yapının farklı yönlerden ortografik görünümleri içerisinden verilen yapıya ait olanların belirlenmesi ve eşleştirilmesini içeren etkinlikler bulunmaktadır. Etkinliklerde birim küplerle oluşan yapıların yanında rastgele geometrik isimlerin birleşmesiyle oluşan yapılarda bulunmaktadır. Böylece uzamsal dönüşümlerin zihinde gerçekleşmesine alıştırmalar ve fırsatlar bu etkinliklerde yer almaktadır. Bu etkinlikler görünümlerin yönlerinin de belirtildiği ön-yan-üst gibi ipuçları içeren görevlerle başlarken sonlara doğru ipuçları olmadan görünümlerin eşleştirilmesine devam etmektedir.

Uygulamanın son aşaması olan “İkinci Boyut – Çizimler” de ise yapıların farklı yönlerden ortografik görünümlerinin çizimine dair görevler bulunmaktadır. Bu bölümdeki etkinlikler ön-yan-üst görünümlerden kayıp olanı çizilmesine yönelik görevler ile başlayarak yapıların tüm görünümlerinin çizilmesini gerektiren görevlere doğru ilerlemektedir. Bir önceki bölüme benzer şekilde birim küplerle oluşan yapıların yanında rastgele geometrik isimlerin birleşmesiyle oluşan yapılarda bulunmaktadır.

Uzamsal-AR uygulamasının Örnek Demosunu buradan indirerek Android işletim sistemine sahip mobil cihazınızda test edebilirsiniz. Uzamsal-AR Android işletim sistemine sahip akıllı telefon ve tabletlerin yanı sıra Epson BT200 akıllı gözlük ile de araştırma aşamasında kullanılmıştır. Daha detaylı bilgiler için Özçakır ve Çakıroğlu (2021a) ve Özçakır ve Çakıroğlu (2021b) yayınlarını inceleyebilirsiniz.

İlgili Yayınlar:

Özçakır, B. (2017). Fostering spatial abilities of seventh graders through augmented reality environment in mathematics education: a design study. Doctoral dissertation, Middle East Technical University.

Özçakır, B. & Çakıroğlu, E. (2021a). Fostering spatial abilities of middle school students through augmented reality: Spatial strategiesEducation and Information Technologies, Doi: 10.1007/s10639-021-10729-3

Özçakır, B. & Çakıroğlu, E. (2021b). An Augmented Reality Learning Toolkit for Fostering Spatial Ability in Mathematics Lesson: Design and Development. European Journal of Science and Mathematics Education, 9(4), 145-167. Doi: 10.30935/scimath/11204