Bu bildiride, giyilebilir teknolojinin eğitsel amaçlı kullanılması örnek çalışması sunulmaktadır. Değişen teknoloji, beraberinde yeni beceriler ve kavramları da getirmektedir. Bu kavram ve becerilerin eğitimde nasıl kullanılabileceğini gösteren çalışmamızda öğrencilerin STEM, Türkçede FeTeMM, eğitiminde giyilebilir teknoloji kullanarak nasıl aktif rol oynayabileceğine değinilmektedir. GiyMİ projesinde geliştirilen giyilebilir meteoroloji istasyonu ile öğrenciler meteorolojik verileri üreten bireyler haline dönüşecekler, konuyu aktif öğrenme ile öğreneceklerdir. Çalışmada kullanılan giyilebilir teknolojinin kolay erişilebilir ve ucuz olmasının yanı sıra, öğrenciler sisteme yeni özellik eklemeleri de yapabileceklerdir.
Eğitim;
In this report, an example exercise of using wearable technology for educational purposes is presented. The changing technology brings new skills and concepts together. In our study of how these concepts and skills can be used in education, it is mentioned how students can play an active role using wearable technology in STEM education. In the GiyMI project, the developed wearable meteorological station will transform the students into individuals who produce meteorological data, learning with active learning. In addition to being easily accessible and cheap, the wearable technology used in the study is also able to add new features to the system.
STEM;
Education;
Teknolojinin gelişimiyle birlikte iletişim biçimimiz, yeni
bilgileri öğrenme yollarımız, bilimsel verileri yorumlama
şeklimiz ve anlamlandırmalarımız da değişmektedir. Bu
sayede hem teknoloji değişmekte hem de insanların
becerileri de gelişmektedir. Buna bağlı olarak birçok
yeni teknolojiler de ortaya çıkmış bulunmaktadır.
Örneğin, çevremizdeki birçok aletin internete
bağlanması, insanoğlunun hem bu aletlerden aldığı veriyi
kullanması hem de çevresinde olup biten hakkında daha
çok bilgi sahibi olmasını sağlamıştır. Bu teknolojilerin en
yenilerinden bir tanesi ise giyilebilir teknolojidir.
Giyilebilir teknoloji ilk olarak 1998 yılında giyim ve
endüstriyel tasarım alanlarında kullanılmak üzere, bir
proje fikri olarak ortaya çıkmıştır [
Ortaokul öğrencilerini hedef alan GiyMİ projesi,
öğrencilerin yaşadıkları noktadaki hava koşullarını
inceleyip yorumlama yeteneğini geliştirmeyi
amaçlamaktadır. Gezici meteoroloji istasyonu olarak
adlandırdığımız bu projede öğrenciler akıllı tişörtü
giydikleri anda bulundukları ortamda bulunan nem,
sıcaklık, basınç, rakım ve hava kirliliği (uçucu organik
bileşenler, karbondioksit, metal oksit vb) değerlerini
anlık bir şekilde toplama ve inceleme fırsatı
yakalayacaklardır. Tıpkı bir bilim insanı gibi çevreden
gelen değerleri anlık olarak inceleyip bunları yorumlama
imkânına sahip olacaklar ve bu verileri aynı sisteme
sahip diğer kişilerle İnternet üzerinden
paylaşabileceklerdir. Bu sayede bir bilim insanı gibi bir
araştırmayı deneyimlemiş olacaklardır.
“Giyilebilir teknolojiler, kullanıcılar tarafından farklı
şekillerde insan bedenine entegre olabilen ve genellikle
çeşitli aksesuarlar halinde kullanılan araçlardır. “[
Sunucu bilgisayara gönderilen verilerin web ortamında canlı olarak harita üzerinde gösterilebilmesi.
Şekil 1. Örnek algılayıcıların devreye bağlanması. Arduino Micro ĠĢlemcinin Kodlanması Bu projeye uygun olarak kullanılabilecek en uygun micro işlemci Adafruit Flora olarak belirlenmiştir. Kıyafete dikilebilir bir işlemci olması en büyük avantajlarından bir tanesidir. Algılayıcılar ise bulundukları ortamda bulunan nem, sıcaklık, basınç, rakım ve hava kirliliği (uçucu organik bileşenler, karbondioksit, metal oksit vb) değerleri algılamaktadır. Algılayıcılar (Sensörler), micro işlemci ve kıyafete iletken iplikler yardımı ile dikildikten sonra gelen veriler işlemcide anlamlandırılmaktadır. Anlamlandırılan veriler bluetooth modülü yardımı ile belirli aralıklarla telefona gönderilmektedir. Bu sayede bu giysiyi giyen kişiler telefon ya da tabletleri yardımı ile canlı olarak verileri izleyebileceklerdir.
Şekil 2. Örnek devrenin elbise üzerine dikimi Kullanılan Bileşenler: Hava Kalite algılayıcısı (Sensör): Sparkfun şirketinin geliştirmiş olduğu bu algılayıcı, çalışmaya başladığı andan itibaren bulunduğu konumdaki sıcaklık, basınç, nem, yükseklik ve hava kalitesi için organik bileşenleri, oksijen, karbondioksit, metal oksit gibi, algılamaya başlayacaktır. Algılanan bu değerler sayısal biçimde arduino mikro işlemci yazılım arayüzünde C/C++ dili kullanılarak işlenmektedir. İşlenen değerler bluetooth modülü aracılığıyla kullanıcının mobil cihazına iletilmektedir.
Bluetooth Modülü: Bu modül, yazılan mobil uygulama aracılığıyla kullanıcının telefonuna bağlantı sağlamaktadır. Hava kalitesi algılayıcısından elde edilip işlenen veriler de bu modül ile kullanıcının mobil cihazındaki uygulamaya ve daha sonra bu veriler bir web sunucusuna aktarılmaktadır.
MIT App Inventor Kullanılarak GeliĢtirilmesi Mobile
Uygulama Kullanıcılar için bluetooth modülü yardımıyla algılayıcılardan elde edilecek verilerin, telefon ekranında gösterilmesi adına, MIT App Invetor yardımı ile görsel öğelerle zenginleştirilerek bir mobil uygulama tasarlanmıştır. Tasarlanan bu mobil uygulamanın çevredeki etkin bluetooth cihazlarını tespit ederek bağlanması için bir arayüz tasarlanmıştır. Bağlantı sağlandıktan sonra kıyafet üzerinden alınan hava değişim verilerini ve telefon üzerinden alınan konum bilgisini cihazın ara yüzünde görüntülemek mümkündür. Kullanıcı tarafından toplanmış verilerin sanal ortama aktarılması için kullanıcıya, manuel ve otomatik olarak iki yöntem sağlanmıştır. Manuel yöntemle kullanıcı toplamış olduğu verilerin, aralıklarını kendi belirlediği zaman dilimi içerisinde gönderim butonu aracılığı ile sunucuya gönderebilirken, otomatik veri gönderme yöntemiyle 1 dakika içerisinde 10 ar saniyelik aralıklarla sunucuya gönderebilecektir.
Sunucu Bilgisayara Gönderilen Verilerin Web Ortamında Canlı Olarak Harita Üzerinde Gösterilmesi Sunucuya gönderilen veriler ilk olarak veri tabanına kayıt işlemini gerçekleştirmektedir. Ardından web arayüzünde bulunan Google Map modülü yardımı ile gelen verilerin hangi konumdan geldiği harita üzerinde gösterilmektedir. Bunun yanı sıra veriler görselleştirilip grafiksek olarak internet kullanıcısına gösterilmektedir. Bu şekilde verilerin yorumlanması kolaylaştırılmıştır. Kullanıcılar kendi verileri dışında başka ortamlardan gelen verileri de görüp karşılaştırma yapma imkânı bulmaktadır.
PROJENĠN AMACI Bu proje ile birlikte yaş aralığı 10-14 olan orta okul öğrencileri; ● ● ● ● ● ● ● ● Çevre koşulları ve hava durumu hakkında geleceğe dair tahminler yapabilecek Çevresini daha iyi gözlemleyip öğrenebilecek Hava kirliliği bilinci kazanacak Başka konumdaki kullanıcılardan gelen verileri kendi verileriyle kıyaslayabilecek Çevrelerindeki doğa olaylarını sayısal verilerle inceleyebilecek Bir bilim adamı gibi araştırma yapabilmeyi deneyimleyebilecek Bulunduğu ortamın değerlerini ideal değerlerle karşılaştırabilecek Bulunduğu ortamda hangi canlıların ve bitkilerin yaşayabileceği tahmininde bulunabilecek STEM EĞĠTĠMĠNDE KULLANIMI
GĠYĠLEBĠLĠR
TEKNOLOJĠNĠN Bilimsel çalışmaların artmasıyla birlikte teknolojik gelişmeler de beraberinde gelmiştir. Teknolojik gelişmelerin artması ise yeni iş alanlarının oluşmasına ortam hazırlamıştır. Ortaya çıkan iş alanlarında ise kişinin sosyal becerisi yüksek, iletişim eksikliği çekmeyen, takım çalışması ve iş birliğini yaratıcı ve uyumlu bir şekilde başlayıp sürdürebilen, kendini geliştirmeye açık donanımlı bireylere gereksinim artmıştır. Bu özelliklere sahip kalifiyeli bireyler yetiştirebilmek için, ülkeler eğitim sistemlerinde düzenlemeler yapmaktadır ve bu hedef doğrultusunda çalışmalar sürdürmektedir. Bu çalışmalardan biri ise STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) eğitimidir. Ülkeler bu doğrultuda eğitimin merkezine fen, teknoloji, mühendislik ve matematik disiplinlerini eklemiştir. Türkiye’de ise bu alan FeTeMM olarak adlandırlmaktadır. Bu proje de ise FeTeMM eğitimi için giyilebilir teknoloji uygulamasına bir örnek olarak Gezici Meteoroloji İstasyonu projesi tasarlanmıştır. FeTeMM eğitim modelinde, öğrenilen bilgilerin günlük yaşam içerisinde ilişkilendirilebilmesi, kişinin yaratıcı düşünmesi, öğrenmiş olduğu bilgileri tarafınca yorumlandırması hedeflerinden yalnızca bir kaçıdır. Bu proje sayesinde 10-14 yaş aralığındaki öğrencilerin müfredatta geçen hava olayları konusu için öğrencilerin soyut olan hava olayları konusunu somutlaştırmak adına yardımcı bir materyal olarak tasarımı yapılmaya başlanılmıştır. Öğrenciler bu akıllı tişört sayesinde hava değişim verilerini toplayarak, bir bilim insanının nasıl araştırmalar yapıp, nelere dikkat ettiğini deneyimle fırsatı bulacak.
EĞĠTĠMDE GĠYĠLEBĠLĠR TEKNOLOJĠNĠN KULLANIMI Eğitim ortamında, giyilebilir teknoloji, kullanım şekillerine göre etkili rol alabilir. Veazey’e (Sandall & Brian, 2016) göre, giyilebilir teknoloji kullanarak, otistik çocuklar izlenilebilir ve önceden belirlenmiş sınırlar geçilirse, uyarılar oluşturulabilir ve gönderilebilir. Bu, okul ortamında otistik çocuğun güvenliğini artıracaktır. [5] Giyilebilir teknoloji, öğrenci güvenlik dışında öğrenmeyi artırıcı rolü de vardır. BodyVis, dokunulmaz olan iç organların öğrenilmesini kolaylaştıran bir tişörttür. Tişörtün üzerinde bulunan 3 boyutlu organ modelleri sayesinde öğrenciler organların yerlerini ve işlevlerini kolaylıkla öğrenebilmektedir. [6] Ayrıca Myllykoski, Tuuri, Viirret ve Louhivuori (2015) geliştirmekte oldukları Müzikal El, müzik aletini, insan vücuduna daha yakın hale getirme idealini benimser; bu, potansiyel olarak zaten müzik yapımında tanıdık duyusal motor becerilerinin kullanılmasına olanak tanır.[7] Bu ve buna benzer çalışmalar sayesinde giyilebilir teknoloji eğitim alanında öğrencilerin öğrenmelerine yardımcı olurken onlara birçok olanak da sağlamaktadır. Bunların ışığı altında, Gezici Hava istasyonu, öğrencilerin kitaptan öğrenirken zorlanacağı hava olaylarını, yaşayarak ve veri toplayarak canlı bir şekilde öğrenme imkânı sağlamaktadır. Bu şekilde öğrencilerin kavrayarak ve daha kalıcı bir şekilde öğrenmelerine yardımcı olunması planlanmaktadır.
SONUÇ Bu bildiride giyilebilir teknolojinin eğitim alanında özellikle FeTeMM eğitiminde kullanılmasına yönelik bir örnek sunularak, Türkiye’deki FeTeMM çalışmalarına katkı sağlamak amaçlanmıştır. Yapılan çalışmada giyilebilir teknolojinin, giyilebilir meteoroloji istasyonuna dönüşümü ele alınmaktadır. Ortaokul öğrencilerine yönelik olan bu çalışmada, GiyMi (Giyilebilir meteoroloji istasyonu)'nin teknolojik alt yapısı, kullanılan bileşenler ve çalışma prensibi açıklanmıştır. Ayrıca, GiyMi'nin FeTeMM eğitimine nasıl entegre edilebileceği ve bu teknolojinin kullanılarak bilginin öğrenci tarafından nasıl elde edilebileceğine ve yorumlanabileceğine dair bir örnek sunulmuştur. Kalıcı ve aktif öğrenmeye yapacağı katkılarının yanı sıra, öğrencilerin FeTeMM projelerine aşina olması, motivasyonlarının artması ve farklı ihtiyaçlara yönelik bu araçların nasıl kullanılabileceğini görmeleri anlamında da projenin önemli katkılarının olacağı düşünülmektedir. Ersin Kara 2010 Yılında Çukurova Üniversitesi Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Egitimi bölümünden mezun oldu.
Orta Doğu Teknik Üniversitesi Bilgisayar ve Ögretim Teknolojileri Egitimi bölümü doktora ögrencisi ve aynı zamanda araştırma görevlisidir. Giyilebilir teknoloji, teknolojinin eğitimde kullanımı, eğitsel tasarım ve nesne yönelimli programlama alanları üzerine çalışmalarına devam ediyor.
Prof. Dr. KürĢat Çağıltay
ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bölümü’nde öğretim üyesi olarak görevini sürdürmektedir. Görselİşitsel Sistemler Araştırma ve Uygulama Merkezi’nin yöneticisi ve ODTÜ’de Öğretim Teknolojileri Destek Ofisi'nin koordinatörüdür.
Lisans eğitimini ODTÜ Matematik Bölümü’nde, yüksek lisans eğitimini ise ODTÜ Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nde tamamladı. 2002 yılında Indiana Üniversitesi'nden Bilişsel Bilim ve Öğretim Sistemleri Teknolojisi alanlarından doktora derecesi aldı. İnsan-bilgisayar etkileşimi, öğretim teknolojileri, elektronik oyunlar ile ilgili sosyal ve bilişsel konular, teknolojinin sosyo-kültürel yönleri, uzaktan öğrenme, FeTeMM, giyilebilir teknolojiler üzerine çalışmalarını sürdürmektedir.