A conceptual approach for design and development of serious games in maritime domain
Denizcilik alanında eğitici oyun dizaynı ve geliştirilmesi için konseptsel bir yaklaşım
- Tez No: 849685
- Danışmanlar: PROF. METİN ÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Denizcilik, Eğitim ve Öğretim, Teknik Eğitim, Marine, Education and Training, Technical Education
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Dünya genelinde yaklaşık 1.6 milyon denizci 80.000'in üzerinde gemi ile dünya genelindeki ticaret ürünlerinin yaklaşık %90'ının transferini gerçekleştşrmektedir. Bu rakamlardan denizcilerin dünya ticaret ve ekonomisindeki önemli rolleri anlaşılmaktadır. Covid-19 pandemisi sürecinde tıbbi malzeme, yiyecek malzemesi gibi önemli malzemelerin taşınmasındaki görevleri denizcilerin ve deniz ticaretinin hayatımızdaki rolünün daha da iyi anlaşılmasını sağlamıştır. Denizcilerin sahip olmaları gereken minimum beceri standartları ile eğitimlerine yönelik birtakım standartlar Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) tarafından hazırlanan Eğitim, Sertifikasyon ve Vardiya Standartları için Uluslararası Sözleşme-2010 (STCW-2010) ile belirlenmiştir. Ancak, meydana gelen deniz kazalarındaki insan hatalarının oranına da bakılarak gemide görev yapan denizcilerin sahip olmaları gereken becerilere gerçekte sahip olmadıkları ve bu nedenle STCW-2010'un günümüz şartlarına uygun olarak güncellenmesi gerektiği sıklıkla ileri sürülmektedir. Denizciler gemide göreve başlamadan önce Denizcilik Fakültelerinde aldıkları teorik ve pratik eğitimlere ilave olarak gemilerde zorunlu staj eğitimi almaktadır. Alınan bu eğitimin öğrencileri gemideki görevlerine hazırlamada yetersiz kaldığı belirtilmektedir. Bunun nedenleri arasında öğrencilerin okuldaki teorik derslerin gemide direkt olarak işlerine yaramayacağını düşünmeleri nedeniyle bu derslere gereken önemi vermemeleri ve sınavlara çalışıp daha sonra bu bilgileri unutmaları gösterilebilir. Zorunlu gemi stajı faydalı bir periyot olmakla birlikte bu periyotta takip ve kontrol zorluğu nedeniyle uygulamada standardın sağlanması güçleşmekte ve bu da stajdan sağlanan faydayı kısıtlamaktadır. Denizcilik Fakültelerinde verilen pratik eğitimlerde simülatörlerden sıklıkla faydalanılmaktadır. Simülatörler öğrencilere gerçeğe yakın eğitim ortamı sağlamaları açısından faydalıdır. Ancak öğrencilerin simülatörlere erişimlerinin ve simülatördeki senaryoların kısıtlı olması simülatörlerden elde edilen faydayı sınırlamaktadır. Simülatörlerin kurulum, bakım, işlerim gibi maaliyetlerinin fazlalığı da kullanımlarını kısıtlayan faktörlerdendir. Denizciliğin emniyetli , güvenli, efektif ve çevre dostu olarak işletilmesi için denizcilik fakültesi öğrencileri ile genç denizcilerin pratik eğitimleri için yeni yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Arttırılmış Gerçeklik (AR), Sanal Gerçeklik (VR), Karışık Gerçeklik (MR) gibi teknoloji tabanlı eğitim yöntemleri sundukları ulaşılabilir ve gerçekçi uygulamalar ile denizcilik sektörünün bu ihtiyacının karşılanmasında faydalı olabilecekleri değerlendirilmektedir. Eğitici oyunlar temel amacı eğlenceden ziyade eğitim olan oyunlar olarak tanımlanabilir. Oyun öğelerinin eğitim maksadıyla kullanılmasının öğrencilerin katılım ve motivasyonunu arttırdığı, davranışsal değişikliği kolaylaştırdığı, eleştirel düşünmeyi geliştirdiği ve daha kalıcı öğrenmeyi sağladığı belirtilmektedir. Eğitici oyunlar son 10 yılda başta eğitim, sağlık, iş yönetimi, dil öğrenimi, spor, müzik gibi alanlar olmak üzere birçok alanda popularite kazanmıştır. Eğitici oyunlar teknoloji tabanlı eğitim metodu olarak denizcilik sektörünün göreve yönelik eğitim ihtiyacının karşılanmasında önemli bir potansiyele sahiptir. Eğitici oyunların gerçekçi eğitim ortamı sunmaları ve bilgisayar, telefon, tablet gibi taşınabilir cihazlardan göreceli olarak düşük maliyetlerle ulaşılabilir olmaları bu potansiyeli oluşturan nedenlerin başında gelmektedir. Bu çalışmanın temel amacı eğitici oyunların denizcilik alanında daha efektif ve yaygın olarak kullanılmasına katkı sağlamaktır. Bu çerçevede, çalışmada denizcilik alanında kullanılacak eğitici oyunların tasarımı ve geliştirilmesi için bütüncül ve uyarlanabilir bir konseptsel yaklaşım önerilmiştir. Çalışma kapsamında öncelikle eğitici oyun dizayn metodlarına yönelik sistematik bir literatür taraması yapılmıştır. Literatür taramasında dizayn metodlarının 21.yüzyılda ihtiyaç duyulan becerilerin gelişimine katkıları da incelenmiştir. Bu taramada eğitici oyun dizaynı için gerekli adımları öneren toplam 32 adet dizayn yöntemi bulunmuştur. Bu yöntemlerden 8 (%25) tanesinin 21. yüzyıl becerilerinden en az 1 tanesini desteklediği ve en çok desteklenen becerilerin problem çözme ile yardımlaşma ve takım çalışması olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca açık hedefler ve interaktivitenin bu 8 yöntemin sırasıyla 6 (%75) ve 5 (%63)'inde kullanılarak en çok kullanılan oyun dizayn elementi olduğu bulunmuştur. İlave olarak, bulunan 32 adet yöntem hedeflenen sonuçlara göre gruplandırılmıştır. Bu yöntemlerden 12 (%38), 4 (%13) ve 2 (%6) tanesinin sırasıyla öğrenme, davranışsal ve motivasyonel sonuçları, 14 (%43) tanesinin ise bu sonuçlardan birden fazlasını hedeflediği görülmüştür. Literatür çalışmasında tespit edilen 32 adet eğitici oyun dizayn yönteminin 22 (%69) tanesinin eğitim, 5 (%16) tanesinin sağlık, 2 (%16) tanesinin askeri ve 1'er tanesinin turizm, karar verme ve siber güvenlik alanlarında oyun dizaynına yönelik olduğu görülmüştür. Bu kapsamda, spesifik alanlara özel eğitici oyun dizayn modellerine ihtiyaç duyulduğu ve bahse konu modellerin o alanda daha etkili eğitici oyun tasarımına olanak sağlayabileceği değerlendirilmektedir. Literatür taramasında ortaya konan sonuçların oyun tasarımı, yazılım geliştirme, eğitim teknolojileri araştırmaları, mühendislik eğitimi gibi çeşitli alanlara katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir. Sistematik literatür taramasında tespit edilen ihtiyacın karşılanması maksadıyla bu çalışmada öncelikle denizcilik alanına özel bir eğitici oyun dizayn modeli olan Serious Game Design for Maritime (SGDM) modeli ortaya konulmuştur. Bu model 8 adımdan oluşmaktadır. Bu adımlar eğitici oyunun konu ve hedef kitlesinin belirlenmesi, eğitim hedeflerinin belirlenmesi, eğitim hedeflerinin gözlemlenebilir davranışlar/beceriler olarak ifade edilmesi, davranış/becerilerin karmaşıklık seviyelerine göre 4 gruba ayrılması, her grup için gerçekçi senaryoların oluşturulması, ipuçları ve geri beslemelerin eklenmesi, değerlendirme kriterlerinin eklenmesi ve dizaynın kontrol edilerek sonlandırılmasıdır. SGDM modelinin girdisi bir eğitici oyun fikri çıktısı ise eğitici oyun dizaynıdır. SGDM modeli bütüncül bir modeldir ve konusu ve kapsamı ne olursa olsun denizcilik alanındaki tüm eğitici oyunlar için uygulanabilir. Çalışmada tespit edilebildiği kadarıyla literatürde denizcilik alanına özel bir eğitici oyun dizayn modeli bulunmamakta olup SGDM nin bu alanda ilk model olduğu değerlendirilmektedir. Denizciliğe yönelik eğitici oyun tasarımında SGDM modelinin kullanılmasının birtakım avantajları mevcuttur. Öncelikle SGDM modeli eğitici oyun dizaynı için, tespit edilen birçok modelin aksine, adım adım ve somut bir yönlendirme sağlamaktadır. Ayrıca SGDM modeli denizciliğin ihtiyacını karşılayacak şekilde pratik becerilere yönelik ve gerçekçi eğitimler tasarlanmasına yardımcı olmak maksadıyla geliştirilmiştir. Bu kapsamda SGDM modeli senaryo bazlı öğrenme, deneysel öğrenme, eğitimsel uyumlaştırma gibi öğrenme metodlarını kullanmaktadır. SGDM modelinin ortaya konmasını müteakip bu modelin uygulaması olarak 2 adet eğitici oyun tasarımı gerçekleştirilmiştir.“Maritime Leaders at Sea”(ML@S) adındaki birinci oyun STCW kapsamında liderlik ve takım çalışması eğitimini amaçlamaktadır. ML@S senaryosu bir ticari geminin köprüüstünde geçmekte ve oyuncu kaptan rolünde oynamaktadır. ML@S oyunu basitten zora doğru ilerleyen 3 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde 4 adet teorik soru cevaplanmaktadır. İkinci bölümde 5 adet kısa senaryo yer almaktadır. Oyuncunun bu senaryolarda oyunun diğer aktörleri olan 3. Kaptan, serdümen ve gözcüye karşı davranışları onların üçüncü bölümdeki performansını etkileyecektir. Üçüncü bölümde ise 2 adet farklı geminin de yer aldığı uzun bir senaryo mevcuttur. Oyuncunun oyunu kazanması için 70 puan barajını aşması ve oyunun sonunda diğer gemi ile çarpışmayı önleyebilmesi gerekmektedir. Tasarımı yapılan ikinci oyun ise“Maritime Risk Assessment at Sea”(MRA@S) isminde bir görev bazlı risk analizi oyunudur. Oyun tanker gemisi personelinin SIRE denetlemesine hazırlanmasında kullanılmakta olup senaryosu kapalı mahale giriş öncesinde yapılan bir risk analiz toplantısında gerçekleşmektedir. MRA@S oyunu 4 bölümde toplam 11 adet kısa senaryodan oluşmaktadır. Oyunun kazanılması için 70 puanın aşılması gerekmektedir. Tasarlanan oyunların hayata geçirilmesi için Unity 3D® oyun motoru kullanılmıştır. Bu oyun motoruyla oyunların ön geliştirilmesi yapılmış, daha sonra öğrenci ve akademik personelden alınan fkirler doğrultusunda oyunlar geliştirilmiştir. Oyunlar internet üzerinde oluşturulan“Maritime Gamentor”isimli platforma 2 adet modül olarak yüklenmiştir. Oyunlar halihazırda gerek bu platform üzerinden, gerekse oyun dosyasının bilgisayara aktarılması ile Windows ve Mac platformlarından oynanabilmektedir. Çalışmanın bu bölüme kadar olan kısmında dizayn sonucunda elde edilen tecrübeler vasıtasıyla mevcut sorunlara çözümler bulmayı amaçlayan araştırma yöntemi olan dizayn bazlı araştırma yöntemi kullanılmıştır. Bu kapsamda oyunların fiilen tasarlanıp geliştirilmesinden icra edilen tecrübeler çalışmada yer almıştır. İlave olarak, çalışmada denizcilik alanında eğitici oyunların tasarım ve geliştirilmesi maksadıyla kullanılabilecek bütüncül ve uygulanabilir bir metodoloji önerilmiştir. Bu nedenlerle çalışmanın hem teorik hem de pratik açılardan önemli katkılar sağladığı değerlendirilmektedir. ML@S ve MRA@S oyunlarının geliştirilmesinden sonra yapılan deneysel çalışma ile ML@S oyununun etkinliği incelenmiştir. Bu kapsamda öncelikle İTÜ Denizcilik Fakültesinden 76 öğrenciye oyun oynatılmıştır.“Öğrenme Analitiği”yaklaşımı ile öğrencilerin oyun süresince geçirdikleri süre ve kaybettikleri puanlar da kaydedilmiştir. Öğrencilerin puan ortalaması 86,75 başarı yüzdesi ise %100 olarak gerçekleşmiştir. Oyun hitamında anket ile öğrencilerin görüşleri alınmıştır. Deneysel çalışma 3 farklı oturumda çevrimiçi olarak gerçekleştirilmiştir. Daha sonra anket sonuçları ve oyun esnasında kaydedilen puan ve süre verileri SPSS 28® yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Yapılan analiz sonucunda eğitici oyunların uygulanmasına yönelik önemli bulgulara ulaşılmıştır. İlk olarak, daha çok oyun oynayan öğrenciler eğitici oyunda daha iyi motive olup daha başarılı olmuştur. Bu bulguya dayanarak eğitici oyunların gönüllülük esasına göre uygulanmasının oyunlardan elde edilen faydayı arttırabileceği değerlendirilmektedir. Ayrıca, daha önce teorik liderlik dersi alan öğrencilerin ML@S oyununda daha yüksek puan aldıkları tespit edilmiştir. Bu tespite dayanarak eğitici oyunların teorik derslerin yanında yardımcı bir yöntem olarak uygulanabileceği düşünülmektedir. İstatistiksel analiz sonucunda elde edilen bulgulardan birisi de oyundaki senaryolarda daha fazla zaman geçiren oyuncuların daha yüksek sonuçlar aldığıdır. Ayrıca, öğrencilerin oyun öncesindeki motivasyonunun oyun senaryolarında geçirilen süre ve benzer oyunları tekrar oynama isteğini arttırdığı tespit edilmiştir. Bu kapsamda, eğitici oyunların eğlenceli ve cezbedici olmasının öğrencilerin sağladığı faydayı arttırabileceği düşünülmektedir. Sonuç olarak, bu çalışmada denizcilik alanındaki eğitici oyunların gerek tasarımı ve geliştirilmesi gerekse uygulanması konularında konseptsel bir yaklaşım ortaya konulmuştur. Bu nedenle çalışmanın bütüncül bir yaklaşıma sahip olduğu ve benzer çalışmaların yapılmasına da katkı sağlayabileceği değerlendirilmektedir. Çalışmadan eğitici oyun şirketleri, araştırmacılar, denizcilik şirketleri, fakülteler gibi çeşitli aktörler tarafından faydalanılabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Around 80,000 merchant vessels which are manned by about 1.6 million seafarers transport around 90 percent of world trading products. Transportation of important products such as food and medical supply during the Covid-19 pandemic has even spotlighted the vital role of seafarers. International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping (STCW) (referred as STCW in this study), which has been issued by International Maritime Organization (IMO), defines the training and competency standards of the seafarers. It has been argued that there is an important gap between required on-board competency levels of seafarers and their actual levels of competency. Despite the regulatory and technological advancements in shipping, human error still plays a major role in more than 80% of shipping accidents. For enhanced competency development of seafarers, maritime industry needs to find cheaper, accessible and more flexible methods of practical education and training. Serious gaming, as a technology-enabled instructional method, offers an important potential for maritime domain as it provides interactive and authentic learning environments. In this regard, main objective of this study is proposing a holistic conceptual approach for effective design, development and utilization of serious games in maritime domain. More specifically, this study intends to provide the academicians and practitioners with a foundational basis for creating and using maritime serious games. For this purpose, a systematic literature review on serious game design approaches with a special focus on future skill development is firstly conducted. In this review, 32 serious game design models which provide practical steps for serious game design are selected. It is found that 8 (25%) of these design approaches support at least one future skills, among which problem‐ solving as well as collaboration and teamwork are the most commonly supported ones. It is also discovered that clear goals and interactivity, used in 6 (75%) and 5 (63%) of the 8 design approaches respectively, are the most commonly implemented game design elements. Considering the significant literature gap on the implementation of serious games for future skills development, this literature review consequently provides valuable insights for the game designers, software developers, educational technology researchers, and engineering educators in various domains. After that, Serious Game Design for Maritime (SGDM), a holistic model to support the design of maritime serious games is proposed. Using the SGDM model, MARITIME LEADERS at SEA (ML@S), a 3D serious game to enhance the leadership and teamwork skills of young seafarers and maritime students, has been prototyped. ML@S game is conceptualized as a module of the“Maritime Gamentor”platform. Using the SGDM model, TASK-BASED RISK ASSESSMENT AT SEA (MRA@S) game is also designed and prototyped for task-based risk assessment training in preparation for the Ship Inspection Report (SIRE 2.0) inspections of Oil Companies International Marine Forum (OCIMF). Proposed model (SGDM) as well as the explained methodology can be followed by technology initiatives, game designers, and researchers for development of similar maritime serious game modules on soft skills and technical skills. Besides, functions of the Maritime Gamentor platform can be further extended in the maritime domain by adding similar serious game based training modules. After prototyping the games, an experimental study was conducted for analyzing the efficiency of the ML@S game and proposed SGDM model. It can be concluded from the experimental study that the game was tested successful by the students in all 4 categories (motivation and engagement, game effectiveness, game clearness, future use). This being the case, it can be put forward that the developed ML@S game can be used as a means of leadership education and training. Looking at the broader picture in the study, it was proved that the SGDM model can be practically applied to design successful maritime serious games. In sum, serious games can provide maritime students and young seafarers with the practical education and training they need in a cost effective way. For this reason, it is believed that the proposed approach can be followed by technology initiatives, game designers, and researchers for development of similar maritime serious game modules on soft skills and technical skills. Consequently, this research intents to contribute to safety, security and environmental protection in maritime domain by providing an insight into enhanced competency development.
Benzer Tezler
- Verex: yapay zeka yaklaşımına dayalı bir tıbbi teşhis programı
Verex: a medical diagnosis program based on artificial itelligence approach (VERtigo EXpert)
MURAT HANEF
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. MEHMET KORÜREK
- İklim değişikliği sonucu yükselen deniz seviyelerine çözümler: Yüzen yapılar ve yerleşimler için konsept bir model önerisi
Solutions to rising sea levels as a result of climate change: A concept model proposal for floating structures and settlements
IŞIL İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiKentsel Tasarım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL EREN KÜRKÇÜOĞLU
- Yüklenici firmaların iş güvenliği ve işçi sağlığı birimleri için başarım tabanlı bir bütünleşik ölçme – değerlendirme modeli
An integrated performance-based assessment model for the construction safety and labor health departments of contractor firms
BARIŞ ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALAATTİN KANOĞLU
- Peyzaj şehirciliği bağlamında işlevini yitirmiş havalimanlarının yeniden kullanımına yönelik peyzaj stratejileri: Atatürk Havalimanı örneği
Landscape strategies for the transformation of abandoned airports in the context of landscape urbanism: Case study of the Atatürk Airport
DİLER ÇİFTÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiKentsel Tasarım Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELTEM ERDEM KAYA
- Gaz türbinli motorların rotordinamik analizlerinin esnek modellerle incelenmesi
Investigation of rotordynamic analysis of gas turbine engines with flexible models
YİĞİT CAN EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN