The Effect of Augmented Reality Applications in the Learning Process: A Meta-Analysis Study

Problem Durumu: AR’nin egitim ortamlarinda kullanimina yonelik analiz calismalarina rastlamak mumkundur. Fakat AR uygulamalarinin ogrenme surecindeki etkisini belirlemeye yonelik farkli ortamlarda ve zamanlarda gerceklestirilen arastirmalarin birlestirilmesini ongoren kapsamli arastirmalarin sinirli oldugu ortaya cikmaktadir. Bunun yani sira, AR uygulamalarinin ogrenme surecindeki etkililigini farkli degiskenler (ders alanlari, egitim durumlari, kullanilan goruntuleme aygitlari) ile belirleyen arastirmalara gerek yurt icin de gerekse yurt disinda rastlanmamistir. Bu cercevede arastirmanin bu degiskenler bakimindan alana katkida bulunacagi dusunulmektedir. 184 Muzaffer OZDEMIR – Cavus SAHIN - Serdar ARCAGOK - Mehmet Kaan DEMIR Eurasian Journal of Educational Research 74 (2018) 165-186 Arastirmanin Amaci: Bu arastirmanin amaci AR uygulamalarinin ogrenme surecindeki etkisini belirlemektir. Arastirmanin Sorulari: 1. Artirilmis gerceklik uygulamalarinin ogrencilerin akademik basarilari uzerindeki etkisi nedir? 2. Arastirmalarin gerceklestirildigi ders alanlari (Doga Bilimleri ve Sosyal Bilimler) incelendiginde, artirilmis gerceklik uygulamalarinin etki buyuklukleri arasinda akademik basari acisindan anlamli bir fark var midir? 3. Ogrencilerin egitim durumlari (ilkogretim, lise ve lisans) bakimindan artirilmis gerceklik uygulamalarinin etki buyuklukleri arasinda akademik basari bakimindan anlamli bir fark var midir? 4. Ogrencilerin kullandigi goruntuleme aygitlari (mobil, tablet ve web) bakimindan artirilmis gerceklik uygulamalari arasinda akademik basari bakimindan anlamli bir fark var midir? 5. Arastirmanin orneklem buyuklukleriyle artirilmis gerceklik uygulamalarinin etki buyuklukleri arasinda akademik basariya gore anlamli bir fark var midir? Arastirmanin Yontemi: AR uygulamalarinin ogrenme surecindeki etkisini belirlemek amaciyla gerceklestirilen arastirmada meta analiz yontemi kullanilmistir. Arastirma Verilerinin Toplanmasi: Arastirmaya artirilmis gerceklik uygulamalarinin ogrenme surecindeki etkisini ortaya koyan calismalar dahil edilmistir. Bu cercevede su asamalar izlenmistir: Literatur Taramasi: 1 Ekim 2007 ile 1 Şubat 2017 arasinda egitimde AR kullanimina yonelik yurticinde ve yurtdisinda gerceklestirilen nicel calismalar arastirmaya dâhil edilmistir. Bu cercevede arastirmada deney grubunda AR uygulamalarini kullanan, kontrol grubunda ise geleneksel uygulamalari kullanan makaleler ele alinmistir. Bu makalelere ulasmak icin uc asamali bir yol izlenmistir; Birinci asamada, analiz edilecek makaleler Web of Science arama motoru yardimi ile egitim arastirmalari, egitim bilimsel disiplinleri, psikoloji egitimi ve ozel egitim kategorilerinde taranmistir. Makalelerin yayinlandigi dergiler Social Sciences Citation Index (SSCI) tarafindan tarananlar arasindan belirlenmistir. Tarama terimleri olarak “augmented reality”, “augmented reality technology”, “augmented reality system”, “mixed reality”, “virtual environments”, “virtual reality” ve “virtual learning environments” seklindeki anahtar kelimeler kullanilmistir. Taramalar sonucunda bir akademik dergi listesi elde edilmistir (toplam 100 adet). Ikinci asamada, birinci asamada belirlenen dergilerin icerisinden, Google Akademik h5-endeks siralamasinda (Egitim teknolojileri” kategorisinde) ilk 15’de yer alan akademik dergiler calisma icin degerlendirilmistir (Tablo 1). Ucuncu ve son asamada ise Web of Science taramasinda elde edilen ilk 100 dergi arasinda yer alip da ikinci asamada belirlenen 15 dergi arasinda yer almayan fakat calisma konusu ile ilgili en fazla makale yayinlayan alti dergi yine calisma icin ele alinacak dergiler listesine eklenmistir (Tablo 2). Sonuc olarak SSCI tarafindan taranan toplam 21 akademik dergi calismada degerlendirmek uzere belirlenmistir. Makaleleri Secme Kriterleri ve Calismalarin Belirlenmesi: Calismada analiz etmek uzere Ekim 2017’den Şubat 2017’ye kadar yayinlanmis SSCI makaleleri ele alinmistir. Tarama sirasinda sempozyum ve kongre bildirileri, kitap incelemesi, kitap bolumleri, editor yazilari, toplanti ozetleri, biyografik ogeler, ulusal ya da uluslararasi alanda yer Muzaffer OZDEMIR – Cavus SAHIN- Serdar ARCAGOK- Mehmet Kaan DEMIR Eurasian Journal of Educational Research 74 (2018) 165-186 185 alan yuksek lisans ve doktora tezleri ve Ingilizce disindaki dillerde yayinlanmis calismalar inceleme disi birakilmistir. Yukarida belirlenen kriterler dogrultusunda, belirlenen dergilerde Şubat 2017’ye kadar egitimde AG kullanimi uzerine yayinlanmis olan toplam 75 makaleye ulasilmistir. Incelenen 75 makale icinden deneysel calismalara odaklanilarak ozellikle on–test ve son–test uygulanan ve gruplar arasinda karsilastirma yapilan makaleler ilgili calisma icin secilmistir. Meta-analiz calismalari icin etki boyutunu hesaplamak uzere yeterince veri icermeyen arastirmalar analiz disi birakilmistir. Sonuc olarak belirlenen olcutlere gore arastirmada 16 makale analiz edilmistir. Arastirmanin Bulgulari ve Sonuclari: Arastirmada elde edilen bulgular ile, AR uygulamalarinin ogrenme surecinde ogrencilerin akademik basarilarini geleneksel ogretime gore artirdigi sonucuna ulasilmistir. Bu sonuc farkli ogretim kademelerinde ogrenim goren ogrencilerle yapilan arastirma sonuclariyla tutarlilik gostermektedir. AR destekli ogrenme uygulamalarinin ogrencilerin akademik basarilarini olumlu yonde etkilemelerinin altinda yatan bircok neden olabilir. Meta-analiz kapsaminda incelenen 16 arastirma bulgularinin sonucu, arastirmanin gerceklestigi egitim alanlarina gore Doga Bilimlerinin etki buyuklugu Sosyal Bilimlere gore daha yuksek duzeyde ortaya ciktigini gostermektedir. Bununla birlikte her iki egitim alaninin etki buyuklugunun orta duzeyde oldugu ve pozitif degerler aldigi belirlenmistir. Ayrica artirilmis gerceklik uygulamalarinin ogrenme surecindeki akademik basariyi egitim alani bakimindan anlamli olarak farklilastirmadigi sonucuna ulasilmistir. Hem Doga bilimlerinde (orn., fizik, kimya biyoloji ve matematik) anlatilan derslerde genellikle soyut kavramlar agirliklidir. Fakat sosyal bilimlerde (orn., Ekonomi, Siyaset Bilimi, Psikoloji ve Sosyoloji vb.) anlatilan derslerin neredeyse tamami soyut dusunmeyi gerektirmektedir. Meta-analiz kapsaminda, Doga Bilimlerinin etki buyuklugunun Sosyal Bilimlere gore daha yuksek duzeyde cikmasinin olasi nedenleri arasinda, AR teknolojisi ile Doga Bilimlerindeki soyut kavramlarin Sosyal bilimlere gore daha kolay somutlastirilabiliyor olmasi yer alabilir. Arastirmanin diger bir degiskeni olan ogretim kademesine gore etki buyukluklerinin anlamli bir farklilik gostermedigi belirlenmistir. Arastirmada etki buyuklukleri bakimindan karsilastirma yapilan degiskenlerden biri de goruntuleme aygitlaridir. Buna gore en yuksek etki buyuklugu mobil aygitlarda, en dusuk etki buyuklugu ise web kame tabanli goruntuleme sistemlerinde gozlemlenmistir. Bununla birlikte soz konusu etki buyuklukleri arasinda anlamli bir fark bulunmustur. Bu noktadan hareketle artirilmis gerceklik ile ilgili uygulamalarda kullanilan goruntuleme aygitlarinin ogrencilerin ogrenme surecindeki akademik basarilarini etkileyen onemli bir degisken oldugu dusunulebilir. Oyle ki AR uygulamalarini goruntulemek icin mobil aygitlarin kullanildigi cogu calismada AR uygulamalarinin ogrenme surecinde ogrencilerin akademik basarilarini geleneksel ogretime gore artirdigi sonucuna ulasilirken, AR uygulamalarini web kamerasi ile goruntuleyen bazi calismalarda ise akademik basarida anlamli bir farklilik gozlenmemistir. Arastirmada ele alinan calismalarda buyuk orneklem gruplarinin etki buyuklugunun orta duzeyde, kucuk orneklem gruplarinin etki buyuklugunun kucuk duzeyde oldugu bulgusuna ulasilmistir. Boylece orneklem buyukluklerinin AR uygulamalarinin ogrenme surecindeki akademik basariyi etkileyen onemli bir degisken oldugu sonucuna ulasilmamistir. 186 Muzaffer OZDEMIR – Cavus SAHIN - Serdar ARCAGOK - Mehmet Kaan DEMIR Eurasian Journal of Educational Research 74 (2018) 165-186 Arastirmanin Onerileri: Bu calisma artirilmis gerceklik uygulamalarinin ogrenme surecindeki etkililigini akademik basari degiskeni bakimindan ele almistir. Farkli arastirmalar artirilmis gerceklik uygulamalarinin ogrenme surecindeki etkililigini tutum, kaygi, motivasyon gibi farkli degiskenler bakimindan ele alinabilir. Arastirma kapsaminda ele alinan bagimsiz degiskenler disinda farkli bagimsiz degiskenler (yas, cinsiyet vb.) dikkate alinarak cesitli arastirmalar gerceklestirilebilir. Artirilmis gerceklik calismalari ile ilgili ulusal ve uluslararasi alanda yer alan yuksek lisans ve doktora tezleri dikkate alinarak daha buyuk orneklem gruplari incelenebilir.

[1]  Hsien-Sheng Hsiao,et al.  Weather observers: a manipulative augmented reality system for weather simulations at home, in the classroom, and at a museum , 2016, Interact. Learn. Environ..

[2]  Dieter Schmalstieg,et al.  Mathematics and geometry education with collaborative augmented reality , 2003, Comput. Graph..

[3]  Oliver Müller,et al.  Augmented reality in informal learning environments: A field experiment in a mathematics exhibition , 2014, Comput. Educ..

[4]  Chih-Ming Chen,et al.  Interactive augmented reality system for enhancing library instruction in elementary schools , 2013, Comput. Educ..

[5]  Jorge Bacca,et al.  Augmented Reality Trends in Education: A Systematic Review of Research and Applications , 2014, J. Educ. Technol. Soc..

[6]  W. Thalheimer,et al.  How to calculate effect sizes from published research: A simplified methodology , 2002 .

[7]  Chi-Chang Chen,et al.  Effects of an augmented reality-based educational game on students' learning achievements and attitudes in real-world observations , 2016, Interact. Learn. Environ..

[8]  Eun-Ja Hyun,et al.  Examining young children’s perception toward augmented reality-infused dramatic play , 2015 .

[9]  Ivan Poupyrev,et al.  The MagicBook - Moving Seamlessly between Reality and Virtuality , 2001, IEEE Computer Graphics and Applications.

[10]  Chun-Yen Chang,et al.  Beyond the Flipped Classroom: A Highly Interactive Cloud-Classroom (HIC) Embedded into Basic Materials Science Courses , 2016 .

[11]  Dr.Veli Batdı.  Etkinlik Temelli Öğrenme Yaklaşımının Akademik Başarıya Etkisi (Meta-analitik ve tematik Bir çalişma)/The Effect of Activity-Based Learning Approach on Academic Achievement (A Meta-Analytic and Thematic Study) , 2014 .

[12]  M. Turcsányi-Szabó,et al.  Augmented Reality in Education , 2018, Handbook of Mobile Teaching and Learning.

[13]  Wojciech Cellary,et al.  Evaluation of learners' attitude toward learning in ARIES augmented reality environments , 2013, Comput. Educ..

[14]  Xiao-Hua Zhou,et al.  Statistical Methods for Meta‐Analysis , 2008 .

[15]  Tuncay Ergene,et al.  Effective Interventions on Test Anxiety Reduction , 2003 .

[16]  Jyh-Chong Liang,et al.  Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education , 2013, Comput. Educ..

[17]  Henry Been-Lirn Duh,et al.  Trends in augmented reality tracking, interaction and display: A review of ten years of ISMAR , 2008, 2008 7th IEEE/ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality.

[18]  Chih-Kai Chang,et al.  Assessing the effectiveness of learning solid geometry by using an augmented reality-assisted learning system , 2015, Interact. Learn. Environ..

[19]  Franco Tecchia,et al.  Evaluating virtual reality and augmented reality training for industrial maintenance and assembly tasks , 2015, Interact. Learn. Environ..

[20]  Muzaffer Özdemir,et al.  Educational Augmented Reality (AR) Applications and Development Process , 2017 .

[21]  Jia Zhang,et al.  The development and evaluation of an augmented reality-based armillary sphere for astronomical observation instruction , 2014, Comput. Educ..

[22]  Hirokazu Kato,et al.  Augmented Reality Learning Experiences: Survey of Prototype Design and Evaluation , 2014, IEEE Transactions on Learning Technologies.

[23]  Chia-Chen Chen,et al.  Animating eco-education: To see, feel, and discover in an augmented reality-based experiential learning environment , 2016, Comput. Educ..

[24]  Henry Been-Lirn Duh,et al.  An investigation of learners' collaborative knowledge construction performances and behavior patterns in an augmented reality simulation system , 2013, Comput. Educ..

[25]  Hakan Tekedere,et al.  Examining the Effectiveness of Augmented Reality Applications in Education: A Meta-Analysis. , 2016 .

[26]  Susan A. Yoon,et al.  Using augmented reality and knowledge-building scaffolds to improve learning in a science museum , 2012, Int. J. Comput. Support. Collab. Learn..

[27]  Ayhan Dikici,et al.  The Effect of Brain Based Learning on Academic Achievement: A Meta-Analytical Study. , 2014 .

[28]  Matthew B. Miles,et al.  Qualitative Data Analysis: An Expanded Sourcebook , 1994 .

[29]  Chris Dede,et al.  EcoMOBILE: Integrating augmented reality and probeware with environmental education field trips , 2013, Comput. Educ..

[30]  Ronald Azuma,et al.  A Survey of Augmented Reality , 1997, Presence: Teleoperators & Virtual Environments.

[31]  Harris Cooper,et al.  Integrating Research: A Guide for Literature Reviews , 1989 .

[32]  Mau-Tsuen Yang,et al.  Computer-Assisted Culture Learning in an Online Augmented Reality Environment Based on Free-Hand Gesture Interaction , 2014, IEEE Transactions on Learning Technologies.

[33]  Tsung-Yu Liu,et al.  A context-aware ubiquitous learning environment for language listening and speaking , 2009, J. Comput. Assist. Learn..

[34]  Zeynel Abidin Yılmaz,et al.  Artırılmış Gerçeklik Uygulamalarının Eğitimle Bütünleştirilmesinin Meta-Analitik ve Tematik Karşılaştırmalı Analizi , 2016 .

[35]  Serkan Dinçer.  Eğitim Bilimlerinde Uygulamalı Meta-Analiz , 2014 .

[36]  Hsin-Yi Chang,et al.  A comparison study of augmented reality versus interactive simulation technology to support student learning of a socio-scientific issue , 2016, Interact. Learn. Environ..

[37]  Carlos Delgado Kloos,et al.  Experimenting with electromagnetism using augmented reality: Impact on flow student experience and educational effectiveness , 2014, Comput. Educ..

[38]  Chris Dede,et al.  Affordances and Limitations of Immersive Participatory Augmented Reality Simulations for Teaching and Learning , 2009 .

[39]  Fengfeng Ke,et al.  Mobile augmented-reality artifact creation as a component of mobile computer-supported collaborative learning , 2015, Internet High. Educ..

[40]  Cheng-ping Chen,et al.  Employing Augmented-Reality-Embedded Instruction to Disperse the Imparities of Individual Differences in Earth Science Learning , 2015 .

[41]  Gwo-Jen Hwang,et al.  An Augmented Reality-based Mobile Learning System to Improve Students' Learning Achievements and Motivations in Natural Science Inquiry Activities , 2014, J. Educ. Technol. Soc..

[42]  M. Lipsey,et al.  The efficacy of psychological, educational, and behavioral treatment. Confirmation from meta-analysis. , 1993, American Psychologist.

[43]  Yong-Ming Huang,et al.  Developing an interactive augmented reality system as a complement to plant education and comparing its effectiveness with video learning , 2016, Interact. Learn. Environ..

[44]  Sofoklis Sotiriou,et al.  Visualizing the Invisible : Augmented Reality as an Innovative Science Education Scheme , 2008 .