İnsan sinir sisteminin ortaokul altıncı sınıf öğrencilere öğretiminde 3d simülasyon kullanımı

Bu tezde ortaokul öğrencilerine, insan vücudundaki sistemlerden biri olan sinir sisteminin 3D materyallerle öğretimi konu edilmiştir. Ortaokul 6. sınıf öğrencilerine sinir sistemi konusunun öğretiminde 3D simülasyon kullanımının öğrencilerin sinir sistemi yapı ve organlarını çizmelerine ve tanımalarına etkisini 3D illüstrasyon kullanımıyla karşılaştırmak ve farklılıkların nasıl ortaya çıktığını anlamak bu tezin amacıdır. Ulaşılan sonuçlara göre, önerilerde bulunmak bu tezin diğer bir amacıdır. Amaçları gerçekleştirebilmek için karma yöntem ve açıklayıcı ardışık desen kullanılmıştır. Desene uygun olarak, önce nicel kısım sonra nitel kısım yürütülmüştür. Nicel kısımda 3D simülasyonun öğretimdeki etkisini test etmek için eşleştirilmiş gruplar ön test-son test alternatif deney gruplu yarı deneysel desen kullanılmıştır. Nitel kısımda öğrencilerin nasıl öğrendiğini anlamak için çoklu durum çalışmasından yararlanılmıştır. Nicel kısma ve nitel kısma ilişkin sonuçlar bütünleştirilmiştir. Araştırmada deneysel işlem her bir grup için üç ders saati sürmüştür. Araştırmanın nicel ve nitel kısmının uygulamaları ortaokuldaki uygulamaları bir ay sürmüştür. Nicel kısım 2018-2019 eğitim öğretim yılında İzmir’de bir ortaokula devam eden 86 (56 deney, 30 alternatif deney) öğrenciyle yürütülmüştür. Bu kısımda uygun örnekleme yöntemi kullanılmıştır. Nicel kısmın veri toplama araçları, “uzamsal canlandırma testi”, “sinir sistemi çizim testi” ve araştırmacı tarafından geliştirilen “sinir sistemi tanıma testi” testleridir. “Sinir sistemi çizim testi” öğrencilerin sinir sistemini çizmeleri ile ilgilidir. “Uzamsal canlandırma testi” ve “sinir sistemi çizim testi” soruların anlaşılırlığını belirlemek için dört öğrenciyle pilot çalışma yapılmıştır. Sorular anlaşılır bulunmuştur. Çizimlerin değerlendirilmesinde araştırmacı tarafından geliştirilen dereceli puanlama anahtarları kullanılmıştır. “Sinir sistemi tanıma testi”, görsel model verildiğinde öğrencilerin sinir sistemi yapı ve organlarını tanımalarını ölçmeye yönelik geliştirilmiştir. Sinir sistemi tanıma testi, 45 öğrenci ile pilot çalışma uygulanarak denenmiştir. Pilot çalışmanın sonucuna göre, sinir sistemi tanıma testi güvenilir bulunmuştur. Nicel veriler SPSS programının 25.0 versiyonunda analiz edilmiştir. Öğretim öncesi öğrencilere “uzamsal canlandırma testi” ve “sinir sistemi çizim testi” araştırmaya katılan tüm öğrencilere uygulanmıştır. Öğretim öncesi öğrencilerin uzamsal canlandırma yeteneklerinde ve sinir sistemi ön bilgilerinde istatistiksel anlamlı farklılık olmadığı bulunmuştur. Öğretim öncesi uygulanan testlerin sonuçlarına göre, gruplar eşleştirilerek deney grubu iki sınıfın birleştirilmesiyle ve tek sınıf olan alternatif deney grubu oluşturulmuştur. Deney grubuna 3D BioDigital simülasyonla, alternatif deney grubuna 3D illüstrasyonlarla sinir sistemi konusunun öğretimi yapılmıştır. Öğretim sonrası deney ve alternatif deney grubuna “sinir sistemi çizim testi” ve “sinir sistemi tanıma testi” uygulanmıştır. Öğretim sonrası deney ve alternatif deney grubunun “sinir sistemi çizim testi” puan ortalamaları arasında istatistiksel anlamlı farklılık bulunmuştur. Öğretim sonrası deney ve alternatif deney grubunun “sinir sistemi tanıma testi” puan ortalamalarında istatistiksel anlamlı farklılık bulunmamıştır. Öğretim sonrası deney ve alternatif deney gruplarının sinir sistemi yapı ve organlarını tanımaları birbirine denktir. Çoklu durum çalışmasındaki durumlar nicel kısma göre belirlenmiştir. Deney grubundan iki, alternatif deney grubundan bir durum belirlenmiştir. Durumlardaki öğrencilerin belirlenmesinde çeşitlilik örneklemesi kullanılmıştır. Son test olarak uygulanan sinir sistemi çizim testi puanlarına göre sınıflardaki öğrenciler düşük, orta, yüksek başarı olmak üzere üç kategoriye ayrılmıştır. Her bir duruma farklı kategorilerden üç öğrenci olmak üzere toplam dokuz öğrenci çoklu durum çalışmasına katılmıştır. Durum çalışmasında yarı yapılandırılmış görüşme formları kullanılarak öğrencilerle mülakat yapılmıştır. Mülakat verileri, durumlarda yer alan öğrencilerin nicel kısımda yaptıkları çizimler ve nicel kısımdaki test sonuçları kullanılarak çeşitlenmiştir Her öğrencinin verisi betimsel yöntemle analiz edilmiştir. Her durumun sonunda bulgular matris ile özetlenmiştir. Nicel kısımda saptanan test puanları arasındaki farklılığı açıklayabilmek için çapraz durum analizi yapılmıştır. Çapraz durum analizi ile üç durum karşılaştırılmıştır. Durumlardaki benzerlik ve farklılıklar matris halinde sunulmuştur. Öğrencilerin, 3D materyalle etkileşime geçmelerinde öğrenenin özellikleri ve materyalin özellikleri etkili olmuştur. Üç durum için de 3D yapı, renkler öğrencilerin materyalle etkileşime geçme nedenleri arasındadır. 3D simülasyon kullanımı öğrencileri motive etmiştir. İllüstrasyonlarla öğrenen öğrenciler sinir sistemini öğrenmelerini görsellerin belirgin olmasıyla açıklamaktadır. Simülasyonla öğrenen iki durumdaki öğrenciler ise sinir sistemini öğrenmelerini simülasyonun özellikleriyle açıklamaktadır. Simülasyonla öğrenen iki durum için sinir sistemi yapı ve organlarını şekillerini öğrenmelerinde ortak örüntüler bulunmuştur. Sonuç olarak, öğrencilerin sinir sistemi yapı ve organlarının detaylarını öğrenerek çizmelerine 3D simülasyon kullanımı, 3D illüstrasyon kullanımı ile karşılaştırıldığında etkili olmuştur. Bunun nedeni deney grubunun, simülasyonda bulunan yakınlaştırma, uzaklaştırma, döndürme özelliği ile sinir sistemini öğrenmeleridir. Araştırma sonunda sonuçlar temel alınarak önerilerde bulunmuştur. Böylece araştırma amacına ulaşılmıştır.

The subject of this thesis, the teaching of nervous system, which is one of the human body systems, to middle school students with three dimensional materials. The aim of this thesis is to compare the effect of 3D simulation usage to students' drawing and recognition of nervous system structures and organs with the use of 3D illustration in teaching the subject of the nervous system to sixth grade students and to understand how the difference occurred. According to the conclusions reached, making suggestions is another aim of this thesis. Mixed method and sequential explanatory design were used in this research. In accordance with the research design, first quantitative part then qualitative part were carried out. In order to test the effect of 3D simulation in teaching in the quantitative part, quasi-experimental matching pretest-posttest alternative treatment group design was used. In the qualitative part, multiple case studies were used to understand how students learn. The results for the quantitative and qualitative are integrated. In the research, the experimental process took three lesson hours for each group. Applications of the quantitative and qualitative part of the research lasted for one month. The quantitative part was conducted in the 2018-2019 academic year with 86 (treatment: 56, alternative treatment: 30) students attending a middle school in İzmir. Convenience sampling method used in this part. The data collection tools of the quantitative part are, “the Purdue visualization of rotation test”, “drawing test for the nervous system” and “test of nervous system recognition” developed by researcher. “drawing test for the nervous system” relate to students drawings on nervous system structure and organs. “the Purdue visualization of rotation test” and “drawing test for the nervous system” were conducted with four students to determine the clarity of the questions. The questions were understandable. Rubrics developed by researcher were used in the evaluation of the drawings. The “test of nervous system recognition” was developed to measure students' recognition of the nervous system structures and organs when given a visual model. “Test of nervous system recognition” was tested by applying a pilot study with 45 students. According to the result of the pilot study, “test of nervous system recognition” was found reliable. The quantitative data were analyzed in the 25.0 version of the SPSS program. "The Purdue visualization of rotation test " and "drawing test for nervous system" were applied to all students who participated in the research before the teaching. There was no statistically significant difference in the spatial abilities and nervous system preliminary information of the students before teaching According to the results of the tests applied before the teaching, the treatment group was merged by combining the two classes and an alternative treatment group, which was a single class, was appointed. Teaching of the subject of nervous system with 3D BioDigital simulation and to the treatment group and 3D illustrations to the alternative treatment group. “drawing test for the nervous system” and “test of nervous system recognition” were applied after the teaching. A statistically significant difference was found between the “drawing test for the nervous system” mean scores of the treatment and alternative treatment groups after teaching. There was no statistically significant difference in the “test of nervous system recognition” mean scores of the treatment and alternative treatment groups after teaching. Recognition of the nervous system structures and organs of the treatment and alternative treatment groups after teaching is equivalent to each other. The cases in the multiple case study were determined according to the quantitative part. Two cases from the treatment group an done case from the alternative treatment group were determined. Diversity sampling was used to identify students in case studies. According to the scores of “drawing test for the nervous system” applied as a post-test, the students are divided into categories as low, medium and high success. Three students from different categories in each case, and nine students in total participated in the multiple case study. In the case study, students were interviewed using semi-structured interview forms. The interview data are triangular using the drawings of the students in the quantitative part and the test results in the quantitative part. The data of each student was analyzed by descriptive method. At the and of each case, the findings are summarized with a matrix. In order to explain the difference of the test scores determined in the quantitative part, cross case analysis was performed. Three case were compared with cross case analysis. Similarities and differences in cases are presented in matrix form. The characteristics of the learner and the properties of the material were effective in the interaction of students with 3D material. 3D structure, colors are among the reasons for students to interact with the material in all three ceses. The use of 3D simulation motivated students. Students who learn with illustrations explain their learning of the nervous system with visuals being clear. Students in two cases learning with simulation explain their learning of the nervous system with the properties of simulation. Common patterns were found in learning the shapes of organs and structures for cases learning the nervous system by simulation. As a result, the use of 3D simulation was effective in students' drawing by learning the details of their nervous system structures and organs compared to the use of 3D illustration. The underlying reason is that the treatment group learned nervous system with zoom in, zoom out and rotation properties of simulation's. At the end of the research, suggestions were made based on the results. Thus, the aim of the research was achieved.