Journal of Current Researches on Educational Studies. (JoCuRES)

Benzer belgeler


BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

KRİSTAL KAFES SİSTEMLERİ

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

MALZEME BİLİMİNDE ANİMASYON UYGULAMALARI. Ömer Erkan ÖZALTIN

BİYOLOJİK MOLEKÜLLERDEKİ

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MMM 3003

INSA 283 MALZEME BİLİMİ. Giriş

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

ATOMLAR ARASI BAĞLAR

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

SCB SANATTA YETERLİK DERS İÇERİKLERİ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEY FÖYÜ. Arş. Gör.

Öğr.Gör. H. Zeki DİRİL

EĞİTİM FAKÜLTESİ Ortaöğretim Fen ve Ortaöğretim Fen ve ENSTİTÜSÜ

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU MALZEME BİLGİSİ. Dersin Kodu: MMM 2011

EĞİTİM Doktora Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara Eğitim Fakültesi, Bilgisayar Öğretimi ve Teknolojileri Bölümü

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ ALANI THE INFORMATION TECHNOLOGIES DEPARTMENT

Öğrenim Durumu: Derece Bölüm/Program/Alan Üniversite Bitirme Yılı Lisans Fizik / Fen Edebiyat / Fizik Dicle Üniversitesi 2004

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi:

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri Elektronik kutuplaşma

Öğrenciler analiz programları hakkında bilgi sahibi olurlar

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MMM 2011

BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

MAKİNE TEKNOLOJİSİ BİLGİSAYAR DESTEKLİ 3 BOYUTLU TASARIM - CATIA GELİŞTİRME VE UYUM EĞİTİMİ MODÜLER PROGRAMI (YETERLİĞE DAYALI)

Şekil 1. Sarkaçlı darbe deney düzeneği

Programın Adı: Eğitim ve Öğretim Yöntemleri Proje/Alan Çalışması. Diğer Toplam Kredi AKTS Kredisi

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMM 302 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI-I ÖĞÜTME ELEME DENEYİ

Atomlar ve Moleküller

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

DENEYİN ADI: Çeliklerin Isıl İşlemi. AMACI: Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin öğretilmesi.

BİLGİSAYAR DESTEKLİ ÖĞRETİM GENEL BAKIŞ

I.YIL HAFTALIK DERS AKTS

TEKNOLOJİ haftalık ders sayısı 1, yıllık toplam 37

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

EĞİTİM FAKÜLTESİ Ortaöğretim Fen ve Ortaöğretim Fen ve ENSTİTÜSÜ

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

Fen ve Mühendislik Bilimleri için Fizik

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

7.YARIYIL (4. SINIF GÜZ DÖNEMİ)

Doç.Dr. HİLAL AKTAMIŞ

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Inventor. Bilişim Eğitim Merkezi Autodesk in Türkiye deki Yetkili Eğitim Merkezidir.

BÖLÜM 5 MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

METALİK MALZEMELERİN ÇEKME DENEYİ

Principles of Atatürk & History of the Turkish Atatürk İlkeleri ve İnkılâp Tarihi I revolution I

3Ds MAX. Bilişim Eğitim Merkezi 3DMax in Türkiye deki Yetkili Eğitim Merkezidir.

Malzemelerin Deformasyonu

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

Atomun Yapısı Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeyi (elementi) oluşturan ve maddenin (elementin)

Proton, Nötron, Elektron

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ - 1. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans Ortaöğretim Matematik Öğretmenliği

Öğrenim Kazanımları Bu programı başarı ile tamamlayan öğrenci;

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

DARBE DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ

Bilgisayar Destekli Fen Öğretimi

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Bilgisayara ve Bilgi Sistemlerine Giriş (CMPE105) Ders Detayları

Ölçme Kontrol ve Otomasyon Sistemleri 1

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

Bu deneyler, makine elemanlarının kalite kontrolü için çok önemlidir

5.YARIYIL (3. SINIF GÜZ DÖNEMİ)

A. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

EŞ POTANSİYEL VE ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ. 1. Zıt yükle yüklenmiş iki iletkenin oluşturduğu eş potansiyel çizgileri araştırıp bulmak.

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Anadolu Üniversitesi 2003

Yrd. Doç. Dr. İsmail KENAR

2D Teknik Çizim 3D Modelleme 3D Görselleştirme BIM

2D Teknik Çizim 3D Modelleme 3D Görselleştirme 3D Printing

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler

Elektrik Yük ve Elektrik Alan

Bilgisayar Oyunları İçin Karakter ve Sahne Tasarımı (GRT474) Ders Detayları

Bilgisayara ve Bilişim Sistemlerine Giriş (COMPE 105) Ders Detayları

Seçmeli () Ders Detayları

Fen ve Mühendislik Bilimleri için Fizik

Transkript:

Journal of Current Researches on Educational Studies Year: 2017 (JoCuRES) Volume: 7 www.stracademy.com/jocures Issue: 1 Explanation Of Material Science With Design-Animation Programs Aided Ömer Erkan ÖZALTIN1, Okan ORAL2 & Abdullah ÖZSOY3 Keywords ThreeDimensional Animations, Material Science, 3D Studio Max. Article History Received 18 June, 2017 Accepted 28 June, 2017 Abstract Theoretical knowledge taught to students in Faculties of Engineering in chapter lectures needs to be reinforced by applying them in the laboratory or supporting them by simulations. In the formation of a laboratory; restrictions such as appropriate physical environment, time, expensive equipment supply and security are encountered. These restrictions bring out the need to search for appropriate alternatives. It is possible to design experiments independent to space, time and high costs as simulations, being an alternative to conventional laboratories. This presentation aims to study the Material Science lessons in undergraduate and associate degree universities by means of computer and to increase the success of the students by developing a higher interest for the lesson. In the first step, a wide range research of the literature has been made and the theoretical information students can use have been developed. Afterwards, threedimensional animations have been prepared using AutoCad, SolidWorks and 3DStudio Max in order to use for the Material Science lessons. It is of utmost importance that the animations should be easily understandable and have a complement with the theoretical information used. Malzeme Biliminin Tasarım-Animasyon Programları Desteğiyle Anlatılması Anahtar Kelimeler Üç boyutlu animasyon, Malzeme Bilimi, 3D Studio Max. Özet Mühendislik ve Teknik Eğitim Fakültelerinde okuyan öğrencilere bölüm derslerinde anlatılan teorik bilgilerin, laboratuvar ortamında uygulanarak veya benzetimlerle desteklenerek pekiştirilmesi gerekmektedir. Bir laboratuvarın oluşturulmasında; uygun fiziksel ortam, zaman, pahalı cihaz temini, güvenlik gibi kısıtlamalarla karşılaşılmaktadır. Bu kısıtlamalar uygun alternatiflerin aranma zorunluluğunu ortaya çıkarmaktadır. Deneylerin mekân, zaman ve yüksek maliyetten bağımsız bir biçimde, geleneksel laboratuvarlara alternatif olarak benzetimlerinin tasarlanması mümkündür. Bu çalışma, lisans ve önlisans düzeyinde eğitim veren üniversitelerdeki Malzeme Bilimi dersinin bilgisayar yardımıyla anlatılması ve öğrencinin derse olan ilgisini artırarak başarısının yükseltilmesi hedeflenerek yapılmıştır. Çalışmada ilk aşama olarak, geniş bir literatür taraması yapılmış, öğrencilerin kullanabileceği teorik bilgiler Süleyman Demirel Üniversitesi, Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü 2 Corresponding Author. Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği Bölümü, okan@akdeniz.edu.tr 3 Süleyman Demirel Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği Bölümü 1

Makale Geçmişi Alınan Tarih 18 Haziran 2017 Kabul 28 Haziran 2017 oluşturulmuştur. Daha sonra malzeme bilimi dersinin anlatılmasında kullanılmak üzere, AutoCad, SolidWorks ve 3D Studio Max programları kullanılarak üç boyutlu animasyonlar hazırlanmıştır. Animasyonların mümkün olduğunca anlaşılır ve teorik bilgilerle birbirlerini tamamlar nitelikte olmasına dikkat edilmiştir. 1. Giriş Yaşadığımız çağda, bilgi ve teknolojinin hız kesmeden gelişimi ve yaygınlaşmasından dolayı hemen her sektörde değişim kaçınılmaz olmuştur. Eğitim sektörü de bunlardan birisidir (Fidan, vd. 2016). Özellikle teknolojide yaşanan değişim ve gelişmeler eğitimi, bağlı olarak da toplumu etkilemektedir. Bu nedenle teknoloji ve eğitim birbirleriyle ilintili kavramlardır (Öztopçu, 2003). Teknolojik araçlar ile öğrenme sürecinde yeni yöntem ve tekniklerin kullanılması mümkün hale gelmiş ve bu sayede öğrenme ortamlarının düzenlenmesinde birçok yenilik ve düzenlemeler yapılmıştır (Usta vd, 2010). Teknolojinin genelde eğitime özelde ise öğrenme ve öğretme sürecine entegrasyonu konusunda öteden beri pek çok araştırmanın olduğu bilinmektedir. Bilgisayar, hangi alanda kullanılırsa kullanılsın, yaptığımız işleri daha hızlı, daha kolay ve daha etkili olarak yapabilmemiz için vazgeçemeyeceğimiz bir araçtır (Fidan vd., 2016). Bilgisayarlar örgencileri, bilgiyi ezberlemekten kurtarmakla birlikte yüklerini azaltmakta ve birbirleri ile rekabet etmek yerine, yardımlaşmaya yöneltmektedir. Bilgisayar, öğretmen merkezli eğitimden önce öğrenci merkezli eğitime geçişi sağlamaktadır (Rıza, 2000). Bilgisayar Destekli Eğitim (BDE), öğretimin bilgisayar kullanılarak yapılması ve öğretim içeriğinin bilgisayar yoluyla aktarılmasıdır. BDE yazılım, donanım ve öğretmen olmak üzere birbirine bağlı bir sistemdir. Bunlardan birinin eksikliği sistemin çökmesi demektir. En iyi donanım özelliklerine sahip bilgisayar ve en nitelikli öğretmen yan yana gelse bile kaynaştırıcı etken olarak yazılım rol oynar (Arslan, 2003). Gelişmiş hareket denetimi teknikleri ile gerçekçiliğe ulaşılan üç boyutlu (3D) animasyon yazılımları, mühendis ve tasarımcıların multidisipliner (çok alanlı) ve interdisipliner (alanlar arası ilişkili) çalışmaları ile formülsel kurgularının hayata geçirebilmesine olanak tanımaktadır (Dündar, 2013). Lin ve Dwyer 2010 yılında yaptıkları araştırmada geleneksel ve animasyonlarla öğretimin etkilerini karşılaştırmış, animasyonların uzman kişilerce kazandırılacak hedefe yönelik olarak hazırlandığı takdirde animasyon destekli eğitimin öğrenmenin her seviyesinde daha etkili olacağını belirtmişlerdir (Çevik, 2017). Günümüzde Adobe Flash, Microsoft Silverlight, Adobe After Effects, Cinema 4D, 3D Studio Max ve Maya gibi birçok animasyon yazılımları kullanarak çok güçlü ve farklı formatlarda eğitim paketleri üretmek mümkündür (Taylor, 2010). Bu tip eğitim paketleri konuları aktarma konusunda çok güçlüdür, öğrenciye bire bir etkileşim imkânı vererek motivasyonu büyük ölçüde artırır. Örneğin, klasik yaklaşım da öğrenciye herhangi bir sertlik ölçme deney cihazının nasıl çalıştığını öğretmek son derece zordur. Bunu yapabilmek için öncelikle detaylı bilgi vermek, hatta çizim yaparak üzerinde anlatmak gerekir. Bu uzun bilgi aktarımı sonunda öğrenmenin gerçekleşmesi, ancak gerçekleşememesi kadar sansa sahiptir. Fakat cihazın nasıl çalıştığını anlatan bir animasyonu göstererek birkaç dakika içinde her şeyi aktarmak mümkündür. 136 Özaltın, Ö. E., Oral, O. & Özsoy, A. (2017). Explanation Of Material Science With Design-Animation Programs Aided.

Malzeme bilimi dersinin etkin bir şekilde islenebilmesi için malzeme laboratuarına ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat çoğu üniversitede laboratuar ve laboratuarda kullanılacak malzeme eksik olarak bulunmaktadır. Bu gibi durumlarda da öğrenci konuyu anlamakta zorluk çekmektedir. Ayrıca donanım bakımından eksiksiz bir laboratuvar olsa dahi, çoklu ortam teknikleri (resim gösterme, video / ses / hareketli animasyon oynatma vb.) kullanılarak işlenen ders sayesinde öğrenci laboratuara gitmeden önce konuyla ilgili bir ön bilgiye sahip olacaktır (Oral vd., 2017). Bunun yanında Malzeme Bilimi konularının ve deneylerinin animasyonlarla öğrenciye aktarılması eğitimin daha kolay, anlaşılır ve kalıcı olmasını sağlayacaktır. Böylece öğrenci başarısı yükselecektir (Aydoğan, 2003). Bu çalışmada malzeme bilimiyle ve hazırlanan animasyonlarla ilgili teorik bilgiler oluşturulmuş ve bilgisayar destekli tasarım programları kullanılarak ele alınan konulardaki sistemlerin üç boyutlu animasyonları hazırlanmıştır. Teorik bilgiler ile animasyonlar birbirlerini tamamlar nitelikte bir araya getirilmiştir. 2. Materyal ve Metot Bu çalışma, malzeme bilimiyle ve hazırlanan animasyonlarla ilgili teorik bilgilerin oluşturulması, bilgisayar destekli tasarım programları kullanılarak ele alının konulardaki sistemlerin katı modellerinin oluşturulması ve katı modellere bilgisayar ortamında nasıl hareket verilerek animasyon haline getirildiği anlatılmıştır. İnternet üzerinden yapılan araştırmalar sonucu yerli ve yabancı çeşitli üniversitelerin web sayfalarından ve malzeme bilimi ile ilgili bazı web sitelerinden faydalanılmıştır. Malzeme bilimi dersinde sunulan sistemlerin ve cihazların animasyonlarını hazırlamak için ilk aşamada sitemlerin katı modeli hazırlanmıştır. Katı modelleri oluşturmak için genellikle makine modellemede sıkça tercih edilen SolidWorks ve AutoCAD programları kullanılmıştır (Şekil1). Şekil 1. SolidWorks programında görülen montaj sayfası ve katı modellenmiş çekme deney cihazı Bahsedilen yöntemlerle oluşturulan çeşitli şekiller ve katı modellere 3D Studio Max programında hareket verilmiş bir başka ifadeyle animasyon oluşturulmuştur. 3D Studio Max programı birçok alanda kullanılmakla beraber, yapılan bu çalışma programın eğitim alanında kullanılmasının en güzel örneklerden birisidir. Journal of Current Researches on Educational Studies, 2017, 7 (1), 135-146. 137

3. Bulgular ve Tartışma Bu çalışmada Malzeme Bilimi konularının tasarım-animasyon programları desteğiyle anlatılabilmesi için hazırlanan materyallerden bazıları örnek olarak gösterilmektedir. Atom Yapısı: BOHR atom modeline göre, birim atom, merkezinde 10-11mm çapında bir çekirdek ve bu çekirdeği çevreleyen elektronlar 3D Studio Max programında oluşturulmuştur. Üç boyutlu animasyonda atomun çekirdeği, pozitif yüklü (+) proton ve yüksüz (nötr) nötron parçacıklarından oluştuğu, çekirdek etrafında dönen elektronlar ise negatif (-) yüklü olup, elektriksel yükü protona eşit değerde olduğu modelleri renklendirerek, gölge ve ışık efektleri ile modelin adeta gerçek uzayda olduğu hissi öğrenciye verilmeye çalışılmıştır (Şekil 2). Şekil 2. Bohr atomu elektron yörüngeleri animasyonu Moleküler yapı: Kuvvetli bağlarla bağlanmış atomlardan oluşan moleküller, birbirleri ile zayıf bağlarla bağlanarak bir arada bulunuyorlarsa bu tür yapılara da moleküler yapı denmektedir (Şekil 3,4). Şekil 3. Moleküler yapıya sahip Si2O molekülü animasyonu Moleküler yapılı malzemelerde, molekül içerisinde düzenli bir diziliş söz konusu iken moleküller arası rasgele bir dizilişe sahiptirler. Su (H2O); karbon dioksit (CO2), O2; N2 ve birçok polimer malzemeler moleküler yapıya sahiptirler. 138 Özaltın, Ö. E., Oral, O. & Özsoy, A. (2017). Explanation Of Material Science With Design-Animation Programs Aided.

Şekil 4. Moleküler yapıya sahip H2O molekülü üç boyutlu gösterimi Kovalent Bağlar: Çalışmada atomlar arası bağlarla ilgili çeşitli animasyonlara yer verilmiştir. Örnek olarak kovalent bağlar konusunu burada inceleyecek olursak, metalik olmayan metan (CH4) molekülündeki yapı anlatılmaya çalışılmıştır. Animasyonda farklı atom içeren moleküllerdeki kovalent bağ oluşumu üç boyutlu olarak gösterilmiştir. Şekil 6 da görüldüğü gibi CH4 molekülünde her kovalent bağ arasında 109.50 lik açı olan bir yapı oluşturulup, bu yapıya hareket efektleri verilerek öğrencinin daha kısa sürede ve kalıcı öğrenmesi hedeflenmiştir (Şekil 5). Şekil 5. Metan (CH4) molekülündeki kovalent bağ arasındaki 109.5o lik açı animasyonu Düzlemsel (Planar) Atom Yoğunluğu: Kristal düzleminde bulunan atomların alanının, kristal düzlemi alanına oranı olarak tanımlanması bilgisi yine öğrenciye üç boyutlu şekilde ifade edilmeye çalışılmıştır. Şekil 6. da gösterilen YMK kafesin (110) düzlemindeki düzlemsel atom yoğunluğunun oluşturulma safhaları animasyonda adım adım görselleştirilmiştir. İlk olarak (110) kristal düzleminin YMK kafesi içerisindeki yerini belirlemek gerekir. (110) düzlemini dikdörtgen seklinde olduğu için AC ve AF uzunluklarını bularak, kristal düzleminin alanı hesaplanır (Şekil 6). Journal of Current Researches on Educational Studies, 2017, 7 (1), 135-146. 139

Şekil 6. YMK kafesi içerisinde (110) kristal düzlemi animasyonu Kristal düzlemindeki atomların alanını hesaplayabilmek için, bu düzlem içerisindeki atom sayısının da bilinmesi gereklidir. Şekil 6. da da görüleceği gibi, (110) düzleminin dört kösesinde atomun 1/4 dilimi ve iki yüzeyde ise atomun 1/2 dilimi vardır. Bu kristal düzleminin toplam (4x1/4) + (2x1/2) = 2 atomu vardır. Atomları daire olarak düşünürsek bu düzlemdeki atomların alanı; 2(π R 2 ) dir. Mikro Sertlik Ölçme Deneyi: Bu deneyin, özellikle çok küçük numunelerin ve ince saçların sertliklerini ölçmede elverişli ve karbürize, dekarbürize ve azotla sertleştirilmiş yüzeylerle, elektrolitik olarak kaplanmış malzemelerin sertlilikleri de bu deney ile tespit edileceğini görsel olarak anlatabilmek amacı ile öncelikle SolidWorks tasarım programında temsili bir mikroskop katı model olarak oluşturulmuş ve 3D Studio Max programına aktarılmıştır. Şekil 8. Mikro sertlik ölçme deneyi animasyonu Şekil 8. deki animasyonda sertliği ölçülecek numune mikroskobun tablasına oturtulur ve okülerde net görüntü elde edinceye kadar mikroskop tablası hareket ettirilir. Bundan sonra mikroskop tablası elle, sertlik ölçen kısmın altına getirilir ve düğmeye basarak sertlik ölçen ucun hareketi sağlanır. Uç, otomatik olarak numuneye batar ve 20 saniye sonra yine otomatik olarak geriye döner. Böylece numunenin üzerinde bir iz elde edilir. İzin boyutlarını ölçmek için mikroskobun tablası yine elle objektifin altına getirilir ve okülerden iz gözlenir. Oküler üzerindeki özel taksimat ile izin boyutları tespit edilir. 140 Özaltın, Ö. E., Oral, O. & Özsoy, A. (2017). Explanation Of Material Science With Design-Animation Programs Aided.

Darbe Deneyi: Ani darbelere karsı direnci iyi olan malzeme seçmek için, malzemenin kopmaya karsı direnci, darbe testi uygulanarak ölçülmesi Charpy ve Izod darbe deneyi animasyonları ile anlatılmıştır. Izod darbe deneyi animasyonunda numune kavrama çenesine dikey olarak yerleştirilip yüzeyine kavrama çenesinden belirli bir yükseklikte bir sarkacın ucundaki çekiçle darbe uygulanmıştır. Kırılma Enerjisi=Sarkacın ilk enerjisi (Gxh1)-Sarkacın son enerjisi (Gxh2)=Gxlx(cosβ-cosα) formülü de animasyona eklenmiştir. Şekil 9. Izod numunesi ve deneyin çalısma prensibi animasyonu Yorulma deneyi: Şekil 10 da yorulma deney mekanizmasının AutoCAD modelleme programı kullanılarak tasarımı gösterilmiştir. Burada silindirik numunenin işlenmiş bir ucu, motor tarafındaki bağlama aparatına (ayna veya pense) bağlanır. Diğer uçtan bir ağırlık asılır. Başlangıçta numune üst yüzeyine çekme gerilmesi etki ederken alt yüzey basma gerilimine maruz kalır. Numune 90 derece döndükten sonra normal olarak çekme ve basmada bulunan bölgelerin üzerine gerilim etkimez. Toplam 180 derece döndükten sonra çekme etkisi altındaki bölge basma etkisi altına girer. Böylece herhangi bir noktadaki gerilim sıfır geriliminden maksimum çekme gerilimine ve sıfır geriliminden maksimum basma gerilimine giderek bir devir tamamlanır. Şekil 10. Yorulma deney mekanizması için tasarlanmış bir yüzey modelleme örneği (AutoCAD) Journal of Current Researches on Educational Studies, 2017, 7 (1), 135-146. 141

Jominy Deneyi: malzemelerin sertleşebilirlik özelliklerini anlatabilmek için Jominy deneyi animasyonu üç boyutlu görselliği yansıtacak şekilde hazırlanmıştır. Diğerlerinde de olduğu gibi özellikle bu animasyondaki hedef öğrencinin kendini malzeme laboratuvarındaymış gibi hissetmesi ve deneyin yapılış safhalarını rahatlıkla izleyebilmesidir. Şekil 11 de görülen jominy deneyi animasyonundan alınmış bir karedir. Bu animasyonda, 25 mm çapında ve 100 mm uzunluğundaki numune ostenitleme sıcaklığına kadar ısıtılarak tavlanır. Şekil 11. Jominy deneyinin üç boyutlu modelinin hazırlanışı (3D S Max) Şekil 12. Jominy (Sertleşebilirlik) deneyi animasyonu İkinci adım olarak fırından alınan numuneye, bir ucundan özel bir püskürtme aleti ile su verilir. Su vermek için kullanılan alet standartlaştırılmıştır. Animasyonda özellikle su verme işleminde suyun sadece numunenin alın yüzeyine temas ettiği vurgulanmıştır. Su verme işleminden 10 dk sonra numune alınıp ve taşlanarak birbirine paralel iki yüzey elde edilir. Numunenin Rocwell-C cinsinden sertliği belirli aralıklarla ölçülerek, elde edilen sonuçlardan yararlanılarak numunenin sertliğinin, su verilen uçtan uzaklığa göre değişimini gösteren eğri oluşturulması animasyondan hemen sonra şekil 13 de görüldüğü gibi öğrenciye yansıtılmıştır. 142 Özaltın, Ö. E., Oral, O. & Özsoy, A. (2017). Explanation Of Material Science With Design-Animation Programs Aided.

Şekil 13. Farklı çelikler için sertleşebilirlik eğrileri 4. Sonuç ve Öneriler Şüphesiz ki malzeme bilimi eğitiminde eldeki bilgilerin öğrenciye aktarılmasında çeşitli zorluklar vardır. Bunları şu şekilde gruplamak mümkündür; 1. Öğrencilerin çoğunun malzeme bilimi ile ilgili terimlere yabancı olmaları, 2. Ders için gerekli altyapılarının zayıf olması, 3. Malzeme bilimi dersindeki pek çok konu sabit gösterimlerle anlatım tekniğinin yerine üç boyutlu gösterimleri gerektirmektedir, 4. Özellikle kristal kafesler, atomların yapıları, faz diyagramı vb. gibi konuların tahtaya çizilerek anlatılması ve öğrencinin bunları zihninde canlandırması oldukça zor olmaktadır, 5. Genelde öğrenciler derslerde anlatılan konular zihinlerine tam yerleşmeden derslerden çıkmaktadırlar (Aydogan vd., 2005). Bu maddelere ek olarak malzeme laboratuarlarının olmaması, olsa bile donanım bakımından eksik olması, kalabalık sınıf ortamları gibi çeşitli fiziksel sınırlılıklar sayılabilir. Bu çalışmanın da temelinde sözü edilen bu sınırlılıkları en alt düzeye indirme çabaları yer almaktadır. Bugünün şartları içinde bunu gerçekleştirmenin en kullanışlı yolu bilgisayardan ve onun getirdiği yeniliklerden faydalanmaktır. Günümüzde bilgisayar yardımıyla yapılan üç boyutlu animasyonlar son derece ilgi çekici ve gerçeğe çok yakın niteliktedir. Üç boyutlu animasyonların getirdiği kolaylıklar ve faydalar bu çalışma kapsamında malzeme bilimine adapte edilmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak malzeme bilimi eğitiminde de olduğu gibi tüm bilim dallarının eğitiminde teknolojiden faydalanılarak ders içeriğinin ve anlatım tekniklerinin geliştirilmesi, bilginin kavranması ve zamanın kullanılması bakımından verimi artıracaktır. Bu tip çalışmaların her alanda artmasıyla, daha nitelikli eğitim faaliyetleri uygulamalarda yerlerini alacaklardır. Journal of Current Researches on Educational Studies, 2017, 7 (1), 135-146. 143

Notlar: 1. Bu çalışma 12-13 Mayıs 2017 tarihinde, Kocaeli ilinde gerçekleştirilen 2. Uluslararası Mühendislik-Mimarlık ve Tasarım Kongresi nde Sözlü bildiri olarak sunulmuştur. Kaynakça Arslan, B., 2003. Uzaktan Bilgisayar Destekli Eğitime Tabi Tutulan Ortaöğretim Öğrencileriyle Bu Süreçte Eğitici Olarak Rol Alan Öğretmenlerin BDE e İlişkin Görüşleri. http://www.tojet.net/articles/2410.htm. Erişim Tarihi:12.06.2017. Aydoğan, H., 2003. Malzeme Bilimi Eğitiminde Çoklu Ortamın Kullanılması, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi, Isparta, 193s. Callister, W. D., 2000. Fundamentals of Materials Science And Engineering/An Interactive. John Wiley And Sons, Inc. 524 p. New York. Çevik, İ., Keleş, A., Keleş, A., 2017. Fen Eğitiminde 3d Animayonlar İle Soyut Konu Ve Kavramların Öğretilmesi. International Periodical for the Languages, Literature and History of Turkish or Turkic Volume 12/6, p. 197-214 Dündar, S. K., 2013. Üç Boyutlu (3D) Animasyon Çalışmalarında Gerçekçilik Kavramının İncelenmesi ve Bir Uygulama Çalışması, Hacettepe Üniversitesi Güzel Sanatlar Enstitüsü Grafik Anasanat Dalı Sanatta Yüksek Lisans Tezi, Ankara,. Fidan, Y., Yıldıran, C., Tırnakçı, B., Parlar, H., 2016. Öğretmenlere Göre Bilgisayar Destekli Eğitimin Gelişim Süreci: Sivas İli Örneği. Karabük Üniversitesi, Tarih Kültür ve Sanat Araştırmaları Dergisi (ISSN: 2147-0626), cilt:5, sayı:2 Lin, H. ve Dwyer, F. M. (2010). The effect of static and animated visualization: a perspective of instructional effectiveness and efficiency. Educational Technology Research and Development, 58(2), 155-174 Oral, O., 2005. Sanal Malzeme Bilimi Laboratuarı Oluşturulması. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi, 128s. Isparta Oral, O., Özaltın, Ö., Özsoy, A., 2017. Forming a Virtual Material Lab, Journal of Current Researches on Social Sciences (JoCReSS). ISSN: 2547-9644 v7, Is1 Özaltın, Ö., 2006. Malzeme Biliminde Animasyon Uygulamaları, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi, Isparta, 115s. Öztopçu, A., 2003. Okul Öncesi Ve İlköğretim Sürecindeki Eğitimde Bilişim Teknolojilerinin Önemi. http://inet-tr.org.tr/inetconf9/bildiri/97.doc. Erişim Tarihi:12.06.2017. Rıza, E. T., 2000. Eğitim Teknolojileri Uygulamaları ve Materyal Geliştirme. Anadolu Matbaası, İzmir, 289s. 144 Özaltın, Ö. E., Oral, O. & Özsoy, A. (2017). Explanation Of Material Science With Design-Animation Programs Aided.

Taylor, A. 2010. Design Essentials for the Motion Media Artist: A Practical Guide to Principles & Techniques 1st, Focal Press, 400p. Usta, E., Korkmaz, Ö., 2010. Öğretmen adaylarının bilgisayar yeterlikleri ve teknoloji kullanımına ilişkin algıları ile öğretmenlik mesleğine yönelik tutumları. Uluslararası İnsan Bilimleri Dergisi, 7:1. Erişim: http://www.insanbilimleri.com, Erişim Tarihi:12.06.2017. Journal of Current Researches on Educational Studies, 2017, 7 (1), 135-146. 145

Strategic Research Academy Copyright of Journal of Current Researches on Educational Studies is the property of Strategic Research Academy and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. 146 Özaltın, Ö. E., Oral, O. & Özsoy, A. (2017). Explanation Of Material Science With Design-Animation Programs Aided.