Eğitimde artırılmış gerçeklik ve sanal gerçeklik uygulamalarının öğrenci başarısı, motivasyonu ve katılımı üzerindeki etkileri: Bir sistematik derleme ve meta-analiz çalışması

Abstract

Artırılmış gerçeklik (AR) ve sanal gerçeklik (VR) teknolojileri, eğitimde yenilikçi öğrenme ortamları sunarak öğrencilerin öğrenme süreçlerini dönüştürmektedir. Eğitimde AR ve VR uygulamalarının etkilerinin incelenmesinde, öğrencilerin motivasyonu, akademik başarısı ve derse katılımı kritik değişkenler olarak öne çıkmaktadır. Bu üç değişken, öğrenme sürecinin temel bileşenlerini oluşturmakta; yüksek motivasyon, aktif katılımı artırmakta ve dolayısıyla akademik başarıyı olumlu yönde etkilemektedir. Bu alanda gerçekleştirilen çalışmalar, bilimin birikimli yapısına önemli katkılar sunmakla birlikte, elde edilen bulguların genellenebilirliği açısından belirli sınırlılıklar barındırmaktadır. Farklı coğrafi bölgelerde, farklı gelişmişlik düzeyine sahip ülkelerde ve çeşitli disiplinlerde yürütülen araştırmalar; örneklem grupları, kullanılan deneysel desenler ve disipliner farklılıklar nedeniyle sınırlı bir genellenebilirlik düzeyi ortaya koymaktadır. Alanyazında yer alan mevcut meta-analizlerin çoğu ise kapsam açısından sınırlıdır; genellikle az sayıda çalışmayı ya da belirli bir zaman aralığını (örneğin son beş yılı) kapsamaktadır. Buna ek olarak, yabancı alanda yapılan çalışmaların yanı sıra Türkçe dilinde yazılmış tezlerin de sınırlı ölçüde ele alındığı görülmektedir. Oysa literatürde AR ve VR alanında en çok akademik tezlerin yayınlandığı dillerden biri Türkçe olduğundan, bu çalışmaların meta-analizlere dâhil edilmesi alana daha geniş ve bütüncül bir bakış açısı kazandıracaktır. Gelişen teknolojiyle birlikte ortaya çıkan yeni AR ve VR donanımları ise öğrencilerin başarı, motivasyon ve katılımı üzerinde farklı etkiler yaratabilmektedir. Bu nedenle, daha geniş bir zaman aralığını kapsayan, güncel donanımların eğitimdeki etkilerini inceleyen ve çok boyutlu psiko-sosyal değişkenleri ele alan kapsamlı meta-analiz çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doğrultuda araştırmanın amacı, AR ve VR teknolojilerinin eğitimde öğrencilerin akademik başarısı, motivasyonu ve derse katılımı üzerindeki etkilerini sistematik derleme ve meta-analiz yöntemiyle incelemek ve genel etki büyüklüklerini ortaya koymaktır. Araştırma kapsamında, AR ve VR araçlarının öğrenci başarısı, motivasyonu ve katılımına etkilerini inceleyen deneysel ve yarı deneysel çalışmalar meta-analize dâhil edilmiştir. Veri toplama süreci, Mayıs 2024'e kadar yayımlanmış Türkçe ve İngilizce tam metin çalışmaların incelenmesini kapsamaktadır. Sistematik tarama Science Direct, SCOPUS, Web of Science (WoS), TR-Dizin, ProQuest, EBSCO (ERIC ve TR-Dizin) ve Ulusal Tez Merkezi (YÖKTEZ) veri tabanlarında gerçekleştirilmiştir. Başarı, motivasyon ve katılım anahtar sözcükleri ile İngilizce karşılıklarının farklı kombinasyonları kullanılmıştır. Belirlenen dahil edilme ve hariç tutulma kriterleri doğrultusunda 2014–2024 yılları arasında yayımlanan toplam 331 AR ve 202 VR çalışması sistematik derlemeye alınmıştır. Bunlar arasından AR için 296 başarı, 124 motivasyon ve 17 katılım; VR için 170 başarı, 74 motivasyon ve 33 katılım değişkenine yönelik çalışma meta-analiz kapsamına dâhil edilmiştir. Çalışmalar, iki uzman tarafından "kodlayıcı güvenirliği" esas alınarak bağımsız biçimde kodlanmıştır. Veriler, Comprehensive Meta-Analysis (CMA) yazılımı aracılığıyla "rastgele etkiler modeli" kullanılarak analiz edilmiştir. Ortalama etki büyüklüğü Cohen'nin d değeri ile hesaplanmış ve %95 güven aralıkları ile raporlanmıştır. Yayın yanlılığını incelemek amacıyla huni grafiği, Rosenthal'in güvenli N, Duval ve Tweedie'nin kırp ve doldur yöntemleri uygulanmış, herhangi bir yayın yanlılığına rastlanmamıştır. Bulgulara göre, AR için başarıda (d = 0.88, %95 GA [0.79, 0.96]) yüksek düzey, motivasyonda (d = 0.86, %95 GA [0.72, 1.00]) yüksek düzey ve katılımda (d = 0.94, %95 GA [0.54, 1.35]) yüksek düzey; VR için başarıda (d = 0.89, %95 GA [0.78, 0.99]) yüksek düzey, motivasyonda (d = 0.73, %95 GA [0.60, 0.87]) orta düzey ve katılımda (d = 0.98, %95 GA [0.69, 1.27]) yüksek düzey etki büyüklükleri saptanmıştır. Heterojenliğin olası kaynaklarını belirlemek amacıyla gerçekleştirilen moderatör analizleri, AR ve VR uygulamalarının akademik başarı, motivasyon ve katılım üzerindeki etkilerinin çeşitli değişkenlere göre farklılaştığını göstermiştir. AR uygulamalarında disiplin, ülkenin inovasyon kapasitesi ve eğitim kademesi akademik başarı üzerinde; ülkenin inovasyon kapasitesi motivasyon üzerinde; eğitim kademesi, yayın yılı ve uygulama süresi ise katılım üzerinde anlamlı moderatör etkiler ortaya koymuştur. VR uygulamalarında ise disiplin, ülkenin inovasyon kapasitesi ve uygulama süresi başarı üzerinde; disiplin ve uygulama türü motivasyon üzerinde; eğitim kademesi ve uygulama süresi katılım üzerinde moderatör etkisi göstermiştir. Öte yandan, anlamlı moderatör etkisi gösteren değişkenler dışında kalan alt gruplarda istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık tespit edilmemiştir (p > .05). Genel olarak bulgular, AR ve VR uygulamalarının öğrenci başarısı, motivasyonu ve katılımını artırmada yüksek düzeyde etkili olduğunu göstermektedir. Çalışmanın sonunda bu teknolojilerin eğitimde etkili, sürdürülebilir ve sistematik kullanımına yönelik uygulayıcılara, araştırmacılara ve politika yapıcılara çeşitli öneriler sunulmuştur.Augmented reality (AR) and virtual reality (VR) have increasingly been adopted as immersive and interactive tools in educational settings. Within this context, academic achievement, motivation, and engagement are widely recognized as core outcome variables that collectively shape learning processes. These constructs are interrelated, with increased motivation typically supporting greater engagement, which in turn contributes to improved academic performance. Although research examining the educational impacts of AR and VR has grown substantially, the generalizability of findings remains limited. Existing studies differ notably in terms of geographical location, levels of national development, academic discipline, sample characteristics, research designs, and contextual conditions, which complicate cross-study comparisons. Furthermore, previous meta-analyses often rely on a restricted number of studies or narrow time frames (e.g., the most recent five years). A considerable body of Turkish-language theses—representing a substantial segment of AR and VR research—has been largely excluded from prior syntheses, thereby limiting the comprehensiveness of earlier reviews. Including these studies is essential to obtain a more complete and globally representative understanding of the field. In addition, recent technological advancements have introduced new AR and VR hardware and software modalities that may differentially influence students' achievement, motivation, and engagement. Consequently, there is a need for meta-analytic investigations that integrate studies across extended periods, incorporate contemporary AR and VR interventions, and examine multidimensional psychosocial outcomes. The present study aimed to systematically review and meta-analyze the effects of AR and VR interventions on students' academic achievement, motivation, and engagement. Experimental and quasi-experimental studies assessing these outcomes were included. The systematic search covered publications up to May 2024 across databases including ScienceDirect, SCOPUS, Web of Science, TR-Dizin, ProQuest, EBSCO (ERIC and TR-Dizin), and the National Thesis Center (YÖKTEZ). Keywords related to "achievement," "motivation," and "engagement" (and their English equivalents) were used in multiple combinations. A total of 331 AR and 202 VR studies (2014–2024) were identified for the systematic review. For the meta-analysis, 296 achievement, 124 motivation, and 17 engagement effect sizes were included for AR, and 170 achievement, 74 motivation, and 33 engagement effect sizes for VR. All studies were independently coded by two trained researchers to ensure inter-coder reliability. Analyses were performed using Comprehensive Meta-Analysis (CMA) under a random-effects model. Mean effect sizes were calculated using Cohen's d and reported with 95% confidence intervals. Publication bias was assessed using funnel plots, Rosenthal's fail-safe N, and Duval and Tweedie's trim-and-fill method, with results indicating no evidence of statistically significant bias. The meta-analytic findings showed that AR interventions were associated with large effects on academic achievement (d = 0.88, 95% CI [0.79, 0.96]), motivation (d = 0.86, 95% CI [0.72, 1.00]), and engagement (d = 0.94, 95% CI [0.54, 1.35]). VR interventions demonstrated large effects on academic achievement (d = 0.89, 95% CI [0.78, 0.99]) and engagement (d = 0.98, 95% CI [0.69, 1.27]), and a moderate effect on motivation (d = 0.73, 95% CI [0.60, 0.87]). To examine potential sources of heterogeneity, moderator analyses were conducted. The results indicated that the effects of AR and VR applications on academic achievement, motivation, and engagement varied across several research variables. For AR applications, discipline, country-level innovation capacity, and educational level showed statistically significant moderating effects on academic achievement. Country-level innovation capacity showed a statistically significant moderating effect on motivation. Educational level, publication year, and intervention duration showed statistically significant moderating effects on engagement. For VR applications, discipline, country-level innovation capacity, and intervention duration showed statistically significant moderating effects on academic achievement. Discipline and type of intervention showed statistically significant moderating effects on motivation. Educational level and intervention duration showed statistically significant moderating effects on engagement. Across the remaining research variables, no statistically significant moderating effects were observed (p > .05). Overall, the findings suggest that AR and VR applications are associated with substantial positive effects on students' academic achievement, motivation, and engagement. Based on these results, the study provides several recommendations for practitioners, researchers, and policymakers to support the effective, systematic, and sustainable integration of these technologies into educational settings.