1. Modül 4 - Laboratuvarlar için 3D
Simülasyonlar ve Videolar
This programme has been funded with
support from the European Commission
2. Hedef:
Video, animasyon ve 3d simülasyonların
mühendislik laboratuvar derslerine öğrenme
materyali olarak entegre edilmesi
Beklenen Öğrenme Çıktıları:
• Mühendislikte laboratuvar derslerinde simülasyon, video ve
animasyon teknikleri hakkında farkındalık kazanma
• Laboratuvarda pratik uygulamalar için video, animasyon ve
simülasyon tekniklerinin faydalarını anlama
• Laboratuvar dersleri için uygun simülasyon, video ve
animasyon tekniklerini seçebilme
GİRİŞ
Animasyon, simülasyon, video gibi multimedya araçlarının öğrenme ortamının bir parçası olarak kullanmanın bazı
avantajları vardır: Görsellik, öğrenci memnuniyeti / motivasyonu, teknolojik etkileşim, laboratuvar çalışmalarına hazırlık,
uzaktan erişim, zaman tasarrufu, düşük maliyet, güvenlik ve deneme yanılma yapabilme durumu vb.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
3. 01
This programme has been funded with support from the European Commission. The author is
solely responsible for this publication (communication) and the Commission accepts no
responsibility for any use that may be made of the information contained therein.
02
03
04
05
06
Mühendislik Laboratuvarları için
Öğretim Teknolojileri
Videolar
Uzaktan Laboratuvarlar
Simülasyonlar (Sanal Laboratuvarlar)
Animasyonlar
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
07 Özet
Mühendislik Laboratuvarları için
Dijital Öğretim Araçları
5. Öğrenciler teorik bilgiyi öğrense bile pratik bilgi ve
tecrübe kazanmak için laboratuvarda çalışmaları gerekir.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
NEDEN DİJİTAL ÖĞRETİM ARAÇLARI?
6. Dijital araçlar;
• Öğrenme ortamlarında etkileşim olanağı sağlar
• Öğrenme kalitesini arttırır
Mühendislik öğretimi, öğrencileri mesleğe hazırlamak için gerçek hayat problemlerini çözmeye ve uygulama
yapmaya odaklanır.
Mühendislikte öğrenme içerikleri:
• Teorik içerik
• Problem çözme ve örnek olay çalışması
• Saha uygulamaları
• Mühendislikte laboratuvar uygulamaları
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
MÜHENDİSLİK ÖĞRENMEK İÇİN NEDEN DİJİTAL ARAÇLARA
İHTİYAÇ DUYARIZ?
7. Öğrenme ortamlarında kullanılan bazı araçlar;
• videolar
• animasyonlar
• simülasyonlar
• multimedya ve hipermedya
Bu araçlar aktif bir şekilde üretmemize, araştırma ve deney yapmamıza yardımcı olur!
Dijital olarak desteklenen laboratuvar kursları, yaparak- yaşayarak öğrenme etkinliklerinin yerine
geçmeyi amaçlamamaktadır, zamandan ve kaynaklardan tasarruf etmeyi desteklemektedir.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
DERSLERDE DİJİTAL DESTEK: HANGİ ARAÇLAR KULLANILMALI?
SİMÜLASYONLAR FİZİKSEL LABORATUVARLARIN YERİNİ ALIR MI?
10. Deneyi yürütecek yeterli zaman ve kaynak
olmadığında videolar ve animasyonlar
öğretim araçları olarak kullanılabilir.
Modelleme ve simülasyon gerçek hayatta test
edilemeyecek eğitimsel süreçler açısından çok
önemlidir.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
MÜHENDİSLİK LABORATUVARLARINDA ÖĞRETİM TEKNOLOJİLERİ -
NEDEN?
11. • Kaliteli görsellik
• Öğrenci memnuniyeti/motivasyonu
• Teknolojik etkileşim
• Laboratuvar deneyimlerine hazırlık
• Uzaktan erişim
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
MÜHENDİSLİK LABORATUVARLARINDA ÖĞRETİM TEKNOLOJİLERİ
AVANTAJLAR
12. • Zaman tasarrufu
• Düşük maliyet (teknik ekipmanlar vb.)
• Laboratuvar güvenliği
• Deneme yanılma olasılığı
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
MÜHENDİSLİK LABORATUVARLARINDA ÖĞRETİM TEKNOLOJİLERİ
AVANTAJLAR
13. • Etkileşim eksikliği
• Gerçek deneyim eksikliği (gerçek laboratuvarlar ile destek verilmediği durumlarda)
• Yüksek kalite donanım ihtiyacı
• Yüksek maliyet ve iş gücü (hazırlık aşaması)
• Öğretmenlerin teknoloji korkusu
• Öğretmenlerin ve öğrencilerin hazırlıksız olması
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
MÜHENDİSLİK LABORATUVARLARINDA ÖĞRETİM TEKNOLOJİLERİ
SINIRLILIKLAR
14. Laboratuvar tabanlı mühendislik eğitimi tasarlamaya yönelik yaklaşım:
Uygulamalı
laboratuvar
Sanal
laboratuvar
Uzaktan
laboratuvar
Geleneksel Çevrimiçi
Karma (Geleneksel + Çevrimiçi)
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
MÜHENDİSLİK LABORATUVARLARINDA ÖĞRETİM TEKNOLOJİLERİ
17. Eğitimsel videoların eğitim
süreçlerine dahil etme isteğinde
artışlar görülmüştür.
Videoların eğitimde teori ve pratiği
birleştirdiği düşünülmektedir.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
VİDEOLAR
18. Videolar:
• Öğrencilerin bilişsel ve duygusal becerilerine destek olur.
• Öğrencilerin anlamlı etkinlikler yaratmasına olanak tanır.
• Öğrencilerin eleştirel düşünme ve problem çözme becerilerini geliştirir.
• Motivasyonu arttırır.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
VİDEOLAR
19. Öğrenme aracı olarak videolar:
• Öğrencilerin konuya odaklanmasını kolaylaştırır,
• Bilimsel bilgi aktarımını kolaylaştırır,
• Öğrenme sürecinde kritik parçaların anlaşılmasını kolaylaştırır.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
ViDEOLAR: AVANTAJLAR
20. • Etkileşim
• Gerçek zamanlı veya simüle edilmiş tecrübeler
• Deneme-yanılma
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
ViDEOLAR: SINIRLILIKLAR
25. Bilgi ve iletişim teknolojilerindeki gelişmeler
ışığında, eğitimde multimedya araçları
arasından animasyon kullanımının arttığı
görülmüştür.
Somut kavramlarla ifade edilemeyen içerik,
animasyonlara rahatça sunulabilir.
Animations enable dynamic training materials
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
ANİMASYONLAR
26. • Animasyonlar aracılığıyla eğitim içeriğinde görselleştirme sağlanabilir ve
içeriklerin çekiciliği arttırılabilir.
• Animasyonlar, ekran üzerinde yakınlaştırma, döndürme gibi özel efektlere
sahiptir.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
ANİMASYONLAR
27. Animasyonlar, mühendislik alanı uygulamalarını ve laboratuvar deneylerini,
sahayı ziyaret etmeden ve laboratuvara girmeden öğrencilere
aktarabileceğimiz teknolojik araçlardır.
Animasyon yoluyla bir öğretim materyali hazırlamak, iş ve ekonomik yükten
tasarruf sağlayabilir.
Bu nedenler erişime açık animasyon materyallerinin yaygınlaşmasına yol
açmaktadır.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
ANiMASYONLAR
29. 5. Sanal Laboratuvarlar ve Simülasyonlar
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
30. Simülasyonlar:
• Kavramların tanımlamak ve
temellendirmek açısından fiziksel
laboratuvarlara eşdeğer olduğu
söylenir.
• Bilgi dinamiklerini kontrol etmek
ve hızlı karar verebilmek için
tasarlanabilir
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
SİMÜLASYONLAR (SANAL LABORATUVARLAR)
31. Simülasyonlar, öğrencilerin gerçek hayata
benzer koşullar altında karar verme
yeteneklerine meydan okur, bu da daha
yüksek düzeyde etkileşim sağlar.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
SİMÜLASYONLAR (VIRTUAL LABS)
32. Sanal laboratuvarların deneylerde kullanımı:
• Deneylerin aşamalarını geliştirmeye yardımcı olur
• Öğrencilerin deneye katılımını arttırır
Diğer faydalar:
• Zaman sınırı yok
• Fiziksel sınır yok
• Öğrenme için düşük maliyet
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
SİMÜLASYONLAR (SANAL LABORATUVARLAR)
33. • Pratik, sorun çözme vb. konularda tecrübe eksikliği
• Fiziksel sistemlerin tam olarak anlaşılmaması
• İşbirliği ve bilgi paylaşımı eksikliği
• Hazırlık süreci ve iş gücü maliyeti
• Karmaşık simülasyonlar hızlı bir işlemci, geniş bant aralığı veya büyük hafızaya ihtiyaç
duyabilir
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
SİMÜLASYON (SANAL LABORATUVARLAR): SINIRLILIKLAR
34. ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
SİMÜLASYONLAR (SANAL LABORATUVARLAR): ÖRNEK VLAB
35. ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
SİMÜLASYONLAR (SANAL LABORATUVAR): ÖRNEK LABSTER
36. 6. Uzaktan Erişimli Laboratuvarlar
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
37. Uzaktan erişimli laboratuvarlar öğrencilere
çevrimiçi olarak kullanabilecekleri gerçek
ekipmanlar ile çalışma olanağı tanır.
Deneysel laboratuvar alanı ve ekipmanı
belli bir coğrafi konumda bulunurken,
öğrenciler deneyleri farklı, hatta bazen çok
uzak bir yerlerden kontrol edilebilir.
Many remote labs present users with a real sense of presence.
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
UZAKTAN ERİŞİMLİ LABORATUVARLAR
38. • Pahalı ve kullanım kısıtlılığı olan ekipmanlara kolay erişim olanağı
• Etkili zaman kullanımı
• Bilgi paylaşımında ve işbirliğinde artış
• Deneme yanılma yoluyla öğrenme
• Yüksek güvenlik
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
UZAKTAN ERİŞİMLİ LABORATUVARLARIN AVANTAJLARI
39. • Gerçek hayatta uygulama eksikliği (problem çözme vb.)
• Tecrübe ve bilgi eksikliği
• Çevrim içi bir uzman ile etkileşim gerektirir
• Hazırlık süreci ve iş gücü için maliyeti vardır
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
UZAKTAN ERİŞİMLİ LABORATUVARLAR: SINIRLILIKLAR
40. ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
Uzaktan Erişimli Laboratuvarlar: ÖRNEK
• Lambertus Hesselink’un iki öğrencisi
bir nano-taşıma bandı planladı, inşa
etti ve kalibre etti.
• Bu eşsiz deney, bir bilardo masasının
büyüklüğü hakkındadır ve
nanoparçacıkları manipüle edebilen
ve bir dizi optik cımbız oluşturan
lazerler, aynalar, mikroskoplar ve
bilgisayarlardan oluşur. (Kaynak:
Stanford.edu).
42. Dijital Öğrenme Materyalleri Artılar Eksiler
Videolar & Animasyonlar • Öğrencilerin bilişsel ve duygusal becerilerini destekler
• Öğrencilere anlamlı etkinlikler yaratma olanağı verir
• Öğrencilerin eleştirel düşünme ve problem çözme
becerilerini geliştirir,
• Motivasyonu arttırır
• Etkileşim,
• Gerçek zamanlı veya simüle deney
• Deneme-yanılma,
• Maliyet
Sanal Laboratuvarlar ve
Simülasyonlar • Deneyin aşamalarını geliştirmeye yardımcı olur
• Öğrencilerin deneye katılımını arttırır.
• Zaman sınırı yok
• Fiziksel sınırlar yok,
• Düşük maliyet
• Gerçek uygulamalarda tecrübe eksikliği ve
sorun giderebilmede yetersizlik
• Fiziksel sistemleri tam olarak anlayamama,
• İşbirliği ve bilgi paylaşımı eksikliği
• Karmaşık simülasyonlar hızlı bir işlemci,
büyük bir hafıza veya geniş bant aralığı
gerektirebilir
• Maliyet
Uzaktan Erişimli Laboratuvarlar • Pahalı ve kullanımı kısıtlı ekipmanlara ulaşım kolaylığı
• Zamanı daha etkili kullanma olanağı,
• Bilgi paylaşımı ve işbirliğini arttırır,
• Deneme yanılma ile öğrenme olanağı
• Yüksek güvenlik,
• Gerçek uygulamalarda tecrübe eksikliği ve
sorun giderebilmede yetersizlik vb.
• Gerçek bir uzmanla çevrimiçi etkileşim kurma
ihtiyacı
• Maliyet
ÖZET
43. Hepsi «evet» ise
başlayalım!
Bu araçların
artılarını ve
eksilerini biliyor
muyum?
Bu araçlardan
hangisini
derslerimde
kullanabileceğimi
biliyor muyum?
Bu araçlara
nasıl
erişeceğimi
biliyor muyum?
Bu araçların
faydalarına
güveniyor
muyum?
Hazır mıyım?
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
ÖĞRETMENLERİN DİJİTAL MATERYAL KULLANIMINA YÖNELİK SORULAR
44. 1. Spoedler, H. J. W. (1999). Virtual instruments and virtual environements. IEEE. Instrum. Meas. Mag, 2.
2. Jonassen, D. H. (1996). Computers in the classroom: Mindtools for critical thinking. NewJersey: Prentice Hall,
Englewood Cliffs.
3. Wulfsberg, G., Laroche, L. H., & Young, B. (2003). Discovery videos: A safe, tested, time-efficient way to
incorporate discovery-laboratory experiments into the classroom. Journal of Chemical Education, 80(8), 962.
4. Russell, J. W., Kozma, R. B., Jones, T., Wykoff, J., Marx, N., & Davis, J. (1997). Use of simultaneous-
synchronized macroscopic, microscopic, and symbolic representations to enhance the teaching and learning
of chemical concepts. Journal of Chemical Education, 74(3), 330-334.
5. Schwan, S., & Riempp, R. (2004). The cognitive benefits of interactive videos: learning to tie nautical knots.
Learning and instruction, 14(3), 293-305.
6. Akın Korhan, E., Tokem, Y., Uzelli Yılmaz, D., & Dilemek, H. (2016). Hemşirelikte Psikomotor Beceri Eğitiminde
Video Destekli Öğretim ve OSCE Uygulaması: Bir Deneyim Paylaşımı= Video-Based Teaching and OSCE
Implementation in Nursing Psychomotor Skills Education: Sharing of an Experience.
7. Byers, D. N. (1997, April). So why use multimedia, the Internet, and lotus notes? Paper presented at the
Technology in Education Conference, San Jose, CA. (ERIC Document Reproduction Service No. ED413023)
8. Abulrub, A.-H. G., Attridge, A. N., & Williams, M. A. (2011). Virtual reality in engineering education: The
future of creative learning. 2011 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), 751–757.
https://doi.org/10.1109/EDUCON.2011.5773223
REFERENCES
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
45. 9. Andrews, D. H., Edwards, B. J., Mattoon, J. S., & Thurman, R. A. (1996). Potential modeling and simulation
contributions to specialized undergraduate pilot training. Educational Technology, 36(4), 6-17.
10.ESCOLA IO3 report (unpublished)
11. Martin, F. G. (2012). Will massive open online courses change how we teach?. Communications of the ACM,
55(8), 26-28.
12.Duchastel, P., Fleury, M., & Provost, G. (1988). Rôles cognitifs de l’image dans l’apprentissage scolaire.
Bulletin de psychologie, 41(386), 667-671.
13. Striegel, A. (2001). Distance education and its impact on computer engineering laboratories. In Frontiers in
Education Conference, 2001. 31st Annual (Vol. 2, pp. F2D-4). IEEE.
14.GÜLER, Y. E. İ., ÖZBAY, Y., & ALTUNKAYA, S. MULTIMEDIAL INTERNET SUPPORT FOR BIOMEDICAL
LABORATORY EDUCATION.
15.Feisel, L. D., & Peterson, G. D. (2002, June). A colloquy on learning objectives for engineering education
laboratories. In Proceedings of the 2002 American Society for Engineering Education Annual Conference &
Exposition (pp. 16-19).
16.Wang, J., & Wang, L. (2018). Animation Development in Multimedia Teaching Software Based on
Multimedia Tool Book. Kuram ve Uygulamada Egitim Bilimleri, 18(5), 1678-1687.
17.Philippi, S., & Hill, H. J. (2007). Communication support for systems engineering–process modelling and
animation with APRIL. Journal of Systems and Software, 80(8), 1305-1316.
REFERENCES
ESCOLA | DIGITAL TEACHING TOOLS FOR ENGINEERING LABS
