نوع مقاله : مقاله پژوهشی-شماره انگلیسی

نویسندگان

• نسترن زنجانی ¹
• فرشته فتحی ²
• مهدیه اجدادی ³
• محمد جواد اسلام پور ³

¹ گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده غیرانتفاعی رفاه، تهران، ایران

² گروه آموزش ریاضی، دانشکده غیر انتفاعی رفاه، تهران، ایران

³ گروه ریاضی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران

چکیده

پیشینه و اهداف: ادغام فناوری در آموزش، فرآیندهای آموزش و یادگیری را به طور قابل توجهی متحول کرده است. در میان فناوری‌های جدید، واقعیت افزوده به دلیل توانایی آن در ارائه تجربیات آموزشی تعاملی و جذاب برجسته است. این فناوری توانسته انگیزه، مشارکت و درک مفاهیم را در دانش آموزان بهبود بخشد. از سویی دانش‌آموزان برای یادگیری ضرب، به عنوان یک عملیات ریاضی اساسی، به دلیل ماهیت انتزاعی آن، با چالش مواجه هستند. در دروس ریاضی، واقعیت افزوده معمولاً برای آموزش هندسه و به ندرت برای سایر زمینه‌ها استفاده می‌شود. بنابراین، بررسی بیشتر استفاده از این فناوری در زمینه‌های دیگری آموزش ریاضی مانند جبر حائز اهمیت است.  هدف این تحقیق بررسی قابلیت استفاده برنامه‌های کاربردی واقعیت افزوده برای آموزش ضرب است. قابلیت استفاده یا کاربردپذیری از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا اطمینان می‌دهد که کاربران به‌راحتی می‌توانند با محتوای آموزشی تعامل داشته و از آن بهره‌مند شوند. سختی استفاده از برنامه‌های کاربردی و جذاب نبودن آنها تاثیر منفی بر میزان بهره برداری کاربران خواهد داشت و بنابراین بررسی ملزومات کاربردپذیری از اهمیت بسیاری برخوردار است.
روش‌ها‌: روش این تحقیق شامل بررسی تخصصی و نظرسنجی از کاربران است. یک کلاس متشکل از 17 دانش آموز کلاس سوم از یک مدرسه خصوصی انتخاب شدند و محققان طرح‌های آموزشی را با همکاری معلمان اجرا کردند. برنامه کاربردی مورد استفاده توسط یک گروه ایرانی طراحی شده و شامل درس ضرب، تست و فیلم آموزشی می‌باشد. قابلیت واقعیت افزوده این برنامه به دانش‌آموزان اجازه می‌دهد تا مفاهیم ضرب را با استفاده از دوربین گوشی به طور تعاملی درک کنند. برای ارزیابی کاربردپذیری این برنامه پرسشنامه مقیاس کاربردپذیری سیستم با مقیاس 5 گزینه‌ای لیکرت که برای کودکان بومی سازی و به فارسی ترجمه شد، استفاده شده است. این پرسشنامه شامل 13 سوال در مورد سهولت استفاده، تعامل و رضایت کلی از برنامه بود. روایی محتوایی پرسشنامه با استفاده از شاخص‌ CVR و  پایایی آن به کمک آلفای کرونباخ بررسی شد. پاسخ ها با استفاده از نرم افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و میانگین، انحراف معیار و همبستگی‎ها بررسی شد.
یافته‌ها: نتایج این تحقیق نشان داد که کاربرد واقعیت افزوده برای آموزش ضرب به کودکان به طور کلی قابل استفاده و جذاب است. روایی پرسشنامه مورد استفاده با نمره CVR برابر با 99/0تأیید شد و پایایی آن با آلفای کرونباخ 704/0 در سطح تقریباً قابل قبولی ارزیابی شد. شرکت‌کنندگان این برنامه را برای استفاده آسان و جذاب یافتند و نیاز به کمک زیادی از طرف بزرگسالان برای کار با برنامه نداشتند. تجزیه و تحلیل همبستگی نشان داد که نیاز به کمک بیشتر با کاهش اعتماد به عملکرد رابطه منفی دارد، در حالی که درک بهتر برنامه به طور مثبت با تمایل به ادامه کار با آن مرتبط است.
نتیجه بررسی خبرگان نشان داد که طراحی این برنامه با نیازهای شناختی کودکان سازگار بوده و از طراحی ساده، رنگ‌های روشن و شخصیت‌های جذاب استفاده شده است. اما استفاده از فونت کوچک و نبود راهنمای صوتی و تصویری درون برنامه از نقاط ضعف آن بود. از نظر فیزیکی، برنامه دارای دکمه‎های بزرگ، اجزای با فاصله مناسب و منوهای ساده بود که کار با آن را آسان می‌کرد. از نظر نیازهای عاطفی اجتماعی، امکان انتخاب راوی مرد یا زن و استفاده از ویژگی واقعیت افزوده وجود داشت، اما هیچ گزینه سفارشی‌سازی مانند تغییر پس‌زمینه یا شخصیت‌ها و عناصر گیمیفیکیشن مانند امتیاز دادن یا ایجاد حس پیشرفت وجود نداشت.
نتیجه‌گیری:  گنجاندن برنامه‌های واقعیت افزوده در آموزش ریاضی می‌تواند تعامل و انگیزه دانش‌آموزان را افزایش دهد، اما توجه به دستورالعمل‌های کاربردپذیری و بهبود در طراحی برنامه‌های کاربردی ضروری است. این پژوهش علاوه بر برجسته کردن اصولی که در طراحی رابط کاربری برنامه واقعیت افزوده برای آموزش ضرب لازم است رعایت شود تا استفاده از آن را برای کودکان جذاب و آسان نماید، با ارائه نسخه فارسی پرسشنامه مقیاس کاربردپذیری سیستم برای کودکان و با رویکردی نظام‌مند برای ترجمه و بومی‌سازی پرسشنامه گامی نوآورانه در ارزیابی برنامه‌های کاربردی آموزشی برداشته است.

کلیدواژه‌ها

• کاربردپذیری
• آموزش ضرب
• واقعیت افزوده

موضوعات

• فناوری آموزش- واقعیت افزوده

عنوان مقاله [English]

Evaluating the usability of augmented reality for teaching Multiplication to kids

نویسندگان [English]

• N. Zanjani ¹
• F. Fathi ²
• M. Ajdadi ³
• M.J. Eslampoor ³

¹ Computer Engineering Department, Refah University College, Tehran, Iran

² Mathematics Teaching Department, Refah University College, Tehran, Iran

³ Department of Mathematics, Faculty of Science, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and Objectives: The integration of technology in education has significantly transformed the teaching and learning processes. Among the new technologies, augmented reality stands out due to its ability to provide interactive and engaging educational experiences. This technology has been able to improve students' motivation, participation, and understanding of concepts. On the other hand, multiplication, as a fundamental mathematical operation, poses a challenge for students to learn because of its abstract nature. In math subjects, augmented reality has been used to teach geometry and rarely for other areas. Therefore, further exploring the use of this technology in other areas of teaching math, such as algebra, is worth examining. The objective of this research is to explore the usability of augmented reality applications to teach multiplication. Usability is critical to investigate, as it ensures that young users can easily engage with and benefit from educational content. The difficulty of using applications and the lack of attractiveness will negatively impact user engagement. Therefore, examining usability requirements is of great importance.
Materials and Methods: The research method included an expert review and a user survey. A class of 17 third-grade students was selected from a private school, and the researchers implemented instructional plans in collaboration with teachers. The application used was designed by an Iranian group and included multiplication lessons, tests, and educational videos. Its augmented reality capability allowed students to interactively understand multiplication concepts using the phone's camera. The System Usability Scale questionnaire was used with a 5-point Likert scale that was localized for children and translated into Persian to evaluate the usability. This questionnaire included 13 questions about ease of use, interaction, and overall satisfaction with the program. The content validity of the questionnaire was checked using the CVR index, while Cronbach's alpha coefficient was used to check its reliability. The answers were analyzed using SPSS software, and the mean, standard deviation, and correlations were checked.
Findings: This research showed that the augmented reality application for teaching multiplication to children is generally usable and attractive. The questionnaire's validity was confirmed with a CVR score of 0.99, and its reliability was evaluated with Cronbach's alpha of 0.704 at an almost acceptable level. Participants found the program easy to use and engaging, and required little help from adults. Correlation analysis showed that the need for more help was negatively related to decreased confidence in performance, while a better understanding of the program was positively related to willingness to continue working with it.
According to an expert review, the design of the program was compatible with the cognitive needs of children and uses simple design, bright colors, and attractive characters; However, the use of a small font and the lack of in-app audio and visual guides were among its weaknesses. Physically, the app had large buttons, well-spaced components, and simple menus that made it easy to work with. In terms of social-emotional needs, it was possible to choose a male or female narrator and use the augmented reality feature, but there were no customization options such as changing the background or characters, and gamification elements such as scoring or creating a sense of progress.
Conclusions: Incorporating augmented reality applications into math education can increase student engagement and motivation, but considerable attention to usability guidelines and improvements in app design are necessary. This research, in addition to highlighting the principles that are necessary in the design of the user interface of the augmented reality program for teaching multiplication, to make it attractive and easy to use for children, has taken an innovative step in the evaluation of educational programs by presenting the Persian version of the System Usability Scale questionnaire for children, using a systematic approach to translate and localize the questionnaire.

کلیدواژه‌ها [English]

• Usability
• Teaching Multiplication
• Augmented Reality

COPYRIGHTS 
© 2025 The Author(s).  This is an open-access article distributed under the terms and conditions of the Creative Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/)