DOI: https://doi.org/10.1007/s10763-025-10626-y
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Duygu Özdemir وآخرون
الموضوع الرئيسي: تطبيقات الواقع المعزز
نظرة عامة
يتناول هذا القسم من ورقة البحث دمج الواقع المعزز (AR) في البيئات التعليمية، وخاصة في الرياضيات لطلاب الصف السادس. يوفر الواقع المعزز تصورات بصرية في الوقت الحقيقي للأشياء الافتراضية، مما يسهل التفاعلات الحقيقية التي يمكن أن تعزز فهم المفاهيم المعقدة والعلاقات المكانية، خاصة بين الأجسام ثنائية وثلاثية الأبعاد. تدرس الدراسة بشكل خاص تجارب 61 طالبًا من موغلا، تركيا، أثناء مشاركتهم في أنشطة الواقع المعزز التي تركز على مفهوم الحجم في الأشكال الهندسية.
أظهرت البيانات التي تم جمعها من أوراق النشاط، ونماذج التقييم، ونصوص المقابلات شبه المنظمة، والملاحظات الصفية رؤيتين رئيسيتين بشأن تجارب الطلاب مع التعلم المدعوم بالواقع المعزز. أولاً، إن استخدام الواقع المعزز في مهام الرياضيات يفيد بشكل كبير عملية التعلم من خلال جعل المفاهيم المجردة أكثر ملموسية. ثانيًا، يتأثر بيئة التعلم العامة بشكل إيجابي من خلال دمج تكنولوجيا الواقع المعزز، مما يشير إلى أنها تعزز تجربة صفية أكثر تفاعلية وجاذبية.
مقدمة
تؤكد مقدمة ورقة البحث على الدور التحويلي للتكنولوجيا، وخاصة الواقع المعزز (AR)، في تعليم الرياضيات. تسلط الضوء على كيفية دمج الأدوات الرقمية التي تسمح للطلاب بالتفاعل مع المفاهيم المجردة من خلال التصورات الديناميكية والمحاكاة التفاعلية، مما يعزز تجاربهم التعليمية. المواد التقليدية التي تعتمد على اللمس، على الرغم من فائدتها في الوعي الحسي، محدودة في قابليتها للتكيف ونطاقها. بالمقابل، تقدم تكنولوجيا الواقع المعزز بيئة تعليمية أكثر غمرًا من خلال دمج التفاعلات الفيزيائية والافتراضية، مما يمكّن الطلاب من التلاعب بالأجسام ثلاثية الأبعاد بطريقة تشبه الاستكشاف في العالم الحقيقي.
تركز الدراسة بشكل خاص على تطبيق الواقع المعزز في تدريس قياس الحجم للأشكال الهندسية للطلاب في الصف السادس، مع معالجة التحديات المتعلقة بتصور الأجسام ثلاثية الأبعاد على منصات ثنائية الأبعاد. تستند إلى الأبحاث السابقة التي اعترفت بإمكانات الواقع المعزز في تقليل الحمل المعرفي وتعزيز الفهم المفاهيمي. من خلال تنفيذ نهج مدعوم، تهدف الدراسة إلى تسهيل فهم الطلاب لعلاقة الحجم والارتفاع من خلال المهام المعتمدة على الواقع المعزز. علاوة على ذلك، تسعى إلى سد الفجوة في الأدبيات الحالية بشأن فعالية الواقع المعزز في سياقات رياضية متنوعة وتأثيره على ديناميات الصف، بما في ذلك مشاركة الطلاب والتعاون. الهدف الشامل هو إظهار كيف يمكن أن يكون الواقع المعزز أداة بيداغوجية قوية في فصول الرياضيات الحقيقية، مما يحسن في النهاية نتائج التعلم الفردية والبيئة التعليمية العامة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام تصميم دراسة حالة استكشافية للتحقيق في تأثير تكنولوجيا الواقع المعزز (AR) على تعليم الرياضيات. مع إدراك تعقيد التفاعلات ونتائج التعلم المرتبطة بالواقع المعزز، قرر الباحثون أن الاستطلاعات أو التجارب البسيطة ستكون غير كافية لالتقاط عمق الظاهرة. سمحت هذه المنهجية، كما دعمها كريسويل وبوث (2018)، بجمع بيانات شاملة وفحص دقيق لتجارب التعلم المعتمدة على الواقع المعزز في الصف.
تم تبرير اختيار دراسة الحالة الاستكشافية بشكل أكبر من خلال الهدف المتمثل في توضيح تجارب الطلاب في بيئة تعليمية معززة بالواقع المعزز. من خلال اعتماد هذا النهج، سعى الباحثون إلى تقديم فهم مفصل لكيفية تأثير الواقع المعزز على تعلم الرياضيات، بما يتماشى مع التوصيات المنهجية لـ يين (1994). من المتوقع أن ينتج عن هذا التصميم رؤى غنية حول الآثار التعليمية لدمج تكنولوجيا الواقع المعزز في تعليم الرياضيات.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أن تجارب الطلاب مع التعلم المدعوم بالواقع المعزز (AR) في الرياضيات متعددة الأبعاد. بشكل خاص، تبرز هذه التجارب المساهمات المزدوجة لتكنولوجيا الواقع المعزز: تعزيز عملية التعلم نفسها وتحسين بيئة التعلم العامة. يتم تقديم ملخص لهذه النتائج في الجدول 1. ستستكشف التقرير هذه المساهمات بشكل أكبر، مقدمة رؤى مفصلة بناءً على البيانات التي تم جمعها من الطلاب.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على الدور الحاسم للهندسة والقياس في تعليم الرياضيات، مشددة على كيفية تعزيز الفهم الشامل للمفاهيم الهندسية لقدرات الطلاب على التفكير المكاني وحل المشكلات. تشير إلى أن الانتقال من دراسة الخصائص الهندسية إلى قياس الخصائص مثل الطول والمساحة والحجم أمر ضروري للطلاب لربط المعرفة النظرية بالتطبيقات العملية في مجالات متنوعة، بما في ذلك الهندسة المعمارية والهندسة. يجادل المؤلفون بأن تعليم القياس الفعال يتطلب من الطلاب الانخراط في التفكير المكاني الذي يتجاوز التمثيلات ثنائية الأبعاد، مما يستلزم أنشطة عملية تعزز التفكير من المستوى الأعلى من خلال التلاعب بالأجسام ثلاثية الأبعاد.
تستكشف الورقة أيضًا إمكانيات الواقع المعزز (AR) كتكنولوجيا تعليمية تحويلية، خاصة في تدريس المفاهيم الهندسية. يسمح الواقع المعزز للطلاب بالتفاعل مع الأجسام الافتراضية في بيئتهم الواقعية، مما يوفر تجربة تعليمية أكثر غمرًا مقارنة بالتمثيلات ثنائية الأبعاد التقليدية. يحدد المؤلفون خمس مساهمات رئيسية للواقع المعزز في بيئات التعلم: الطبيعية، الفردية، التعاون، الدعم، وقابلية النقل. تعزز هذه الميزات مشاركة الطلاب وفهمهم من خلال تسهيل التفاعلات الديناميكية مع المفاهيم الرياضية، مما يعيد تشكيل ديناميات الصف ويعزز التعلم التعاوني. تهدف الدراسة إلى التحقيق في تأثير التعليم المدعوم بالواقع المعزز على فهم الطلاب في المدارس المتوسطة للحجم، مع التركيز على كل من عمليات التعلم الفردية والبيئة الصفية الأوسع، مما يضع الواقع المعزز كأداة بيداغوجية قيمة في تعليم الرياضيات.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10763-025-10626-y
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Duygu Özdemir et al.
Primary Topic: Augmented Reality Applications
Overview
This section of the research paper discusses the integration of augmented reality (AR) in educational settings, particularly in mathematics for 6th grade students. AR provides real-time visualizations of virtual objects, facilitating genuine interactions that can enhance understanding of complex concepts and spatial relationships, especially between two-dimensional and three-dimensional objects. The study specifically examines the experiences of 61 students from Muğla, Türkiye, as they engaged in AR activities centered on the concept of volume in geometric shapes.
Data collected from activity sheets, evaluation forms, semi-structured interview transcripts, and classroom observations revealed two key insights regarding students’ experiences with AR-supported learning. First, the use of AR in mathematics tasks significantly benefits the learning process by making abstract concepts more tangible. Second, the overall learning environment is positively influenced by the incorporation of AR technology, suggesting that it fosters a more engaging and interactive classroom experience.
Introduction
The introduction of the research paper emphasizes the transformative role of technology, particularly augmented reality (AR), in mathematics education. It highlights how integrating digital tools allows students to engage with abstract concepts through dynamic visualizations and interactive simulations, thereby enhancing their learning experiences. Traditional hands-on materials, while beneficial for tactile awareness, are limited in their adaptability and scope. In contrast, AR technology offers a more immersive learning environment by merging physical and virtual interactions, enabling students to manipulate 3D objects in a way that closely resembles real-world exploration.
The study specifically focuses on the application of AR in teaching volume measurement of prisms to sixth-grade students, addressing the challenges of visualizing 3D objects on 2D platforms. It builds on previous research that has recognized AR’s potential to reduce cognitive load and enhance conceptual understanding. By implementing a scaffolded approach, the research aims to facilitate students’ comprehension of the volume-height relationship through AR-based tasks. Furthermore, it seeks to fill a gap in existing literature regarding AR’s effectiveness in diverse mathematical contexts and its impact on classroom dynamics, including student engagement and collaboration. The overarching goal is to demonstrate how AR can serve as a powerful pedagogical tool in real mathematics classrooms, ultimately improving both individual learning outcomes and the overall instructional environment.
Methods
In this study, an exploratory case study design was employed to investigate the impact of Augmented Reality (AR) technology on mathematics education. Recognizing the complexity of interactions and learning outcomes associated with AR, the researchers determined that simplistic surveys or experiments would be inadequate for capturing the depth of the phenomenon. This methodology, as supported by Creswell and Poth (2018), allowed for comprehensive data collection and a nuanced examination of AR-based learning experiences in the classroom.
The choice of an exploratory case study was further justified by the aim to elucidate student experiences in an AR-enhanced educational environment. By adopting this approach, the researchers sought to provide a detailed understanding of how AR influences mathematics learning, aligning with the methodological recommendations of Yin (1994). This design is expected to yield rich insights into the educational implications of integrating AR technology in mathematics instruction.
Results
The results of the study indicate that students’ experiences with augmented reality (AR)-supported mathematics learning are multifaceted. Specifically, these experiences highlight the dual contributions of AR technology: enhancing the learning process itself and improving the overall learning environment. A summary of these findings is presented in Table 1. The report will further explore these contributions, providing detailed insights based on the data collected from students.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the critical role of geometry and measurement in mathematics education, highlighting how a comprehensive understanding of geometric concepts enhances students’ spatial reasoning and problem-solving skills. It notes that transitioning from studying geometric attributes to measuring properties like length, area, and volume is essential for students to connect theoretical knowledge with practical applications in various fields, including architecture and engineering. The authors argue that effective measurement education requires students to engage in spatial reasoning that extends beyond two-dimensional representations, necessitating hands-on activities that promote higher-order thinking through the manipulation of three-dimensional objects.
The paper further explores the potential of Augmented Reality (AR) as a transformative educational technology, particularly in teaching geometric concepts. AR allows students to interact with virtual objects in their real-world environment, providing a more immersive learning experience compared to traditional 2D representations. The authors identify five key contributions of AR to learning environments: naturality, individuality, cooperation, support, and portability. These features enhance student engagement and understanding by facilitating dynamic interactions with mathematical concepts, thereby reshaping classroom dynamics and promoting collaborative learning. The study aims to investigate the impact of AR-supported instruction on middle school students’ understanding of volume, focusing on both individual learning processes and the broader classroom ecology, thereby positioning AR as a valuable pedagogical tool in mathematics education.