Mimari tasarım sürecinde bilişsel yük: Tasarım ortamı ve görev zorluğunun çoklu göstergelerle değerlendirilmesi
Cognitive load in the architectural design process: Evaluation of design environment and task difficulty with multi-indicators
- Tez No: 1019685
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FERİDE PINAR ARABACIOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN TAŞTAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Bilişsel yük teorisi, Elektrodermal aktivite, Elektroensefalografi, Elektrofizyolojik bilgi toplama, Psikofizyoloji, Üç boyutlu mekan tasarımı, Cognitive load theory, Electroencephalography, Electrophysiological data acquisition, Psychophysiology, Three dimensional space design
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari Tasarım Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, mimari tasarım süreçlerinde bilişsel yükün tasarım ortamı ve görev zorluğu bağlamında nasıl farklılaştığını çoklu ölçüm teknikleriyle incelemeyi amaçlamaktadır. Çalışma üç aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada bilişsel yük teorisi açıklanmış ve mimarlık alanındaki ilgili çalışmalar sistematik olarak incelenmiştir. İkinci aşamada öz-bildirim ölçekleri, fizyolojik ölçümler ve performans göstergelerini bir araya getiren deneysel bir metodoloji geliştirilmiştir. Son aşamada ise bu metodoloji, 60 mimarlık öğrencisinin katılımıyla iki faktörlü karma deneysel tasarım kapsamında uygulanmıştır. Tasarım ortamı fiziksel ve dijital modelleme olmak üzere katılımcı içi faktör, görev zorluğu ise kolay ve zor görev olmak üzere katılımcılar arası faktör olarak ele alınmıştır. Bilişsel yük; NASA-RTLX, CLS ve MCLSVE ölçekleriyle, fizyolojik göstergeler EEG, EDA ve HR verileriyle, performans ise tasarım başarısı ve zihinsel verimlilik göstergeleriyle değerlendirilmiştir. Bulgular, tasarım ortamına bağlı olarak öz-bildirim temelli bilişsel yük ölçümlerinde fiziksel modelleme ortamında daha yüksek puanlar elde edildiğini göstermiştir. Fiziksel modelleme ortamına ilişkin puanların dijital modelleme ortamına göre daha yüksek olması, bu ortamın katılımcılar tarafından daha yüksek bilişsel yükle deneyimlendiğini düşündürmektedir. Fizyolojik ölçümler ise özellikle EEG göstergeleri üzerinden tasarım ortamı ve görev zorluğuna duyarlı örüntüler ortaya koymuştur. Fiziksel modelleme ortamında beta değerlerinin daha yüksek olması, daha yüksek bilişsel odaklanmayla; dijital modelleme ortamında theta değerlerinin daha yüksek olması ise çalışma belleği ve problem çözme talepleriyle ilişkili olabilecek bir örüntü olarak değerlendirilmiştir. Performans göstergelerinde tasarım başarısı açısından tasarım ortamına bağlı anlamlı bir farklılık bulunmazken, zihinsel verimlilik göstergeleri dijital modelleme ortamı lehine daha yüksek değerler göstermiştir. Görev zorluğuna ilişkin bulgular, öz-bildirim temelli bilişsel yük ölçümlerinde kolay ve zor görev grupları arasında anlamlı bir farklılık olmadığını göstermiştir. Buna karşın fizyolojik göstergelerde belirli yönlü ayrışmalar gözlenmiştir. Zor görev koşulunda EDA'nın SCR genliği kolay göreve göre daha yüksek bulunurken, EEG verilerinde kolay görev koşulunda theta ve beta değerlerinin zor göreve göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. HR açısından kolay ve zor görev koşulları arasında anlamlı bir farklılık tespit edilmemiştir. Performans ölçütlerinde ise kolay görev koşulunda tasarım başarısı zor göreve göre daha yüksek bulunmuş, ancak zihinsel verimlilik açısından iki görev koşulu arasında anlamlı bir farklılık görülmemiştir. Ayrıca öznel ve fizyolojik ölçümler arasında anlamlı ve tutarlı bir ilişki tespit edilememiştir. Sonuç olarak çalışma, mimari tasarım süreçlerinde bilişsel yükün tek boyutlu bir yapı olarak değerlendirilemeyeceğini ve farklı ölçüm yöntemlerinin bu yapının farklı bileşenlerine duyarlı olabileceğini ortaya koymaktadır. Bu bağlamda tez, mimari tasarımda bilişsel yükün değerlendirilmesine yönelik öz-bildirim, fizyolojik veri ve performans göstergelerini birlikte ele alan çoklu ölçüm temelli bir metodolojik çerçeve sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis examines how cognitive load differs in architectural design processes in relation to design environment and task difficulty through multiple measurement techniques. The study was conducted in three stages. First, cognitive load theory was explained, and relevant studies in architecture were systematically reviewed. Second, an experimental methodology integrating self-report scales, physiological measurements, and performance indicators was developed. Third, this methodology was implemented with 60 architecture students using a two-factor mixed experimental design. Design environment, defined as physical and digital modeling, was treated as a within-subject factor, while task difficulty, defined as easy and difficult tasks, was treated as a between-subject factor. Cognitive load was assessed using NASA-RTLX, CLS, and MCLSVE scales; physiological responses were evaluated through EEG, EDA, and HR data; and performance was assessed through design success and mental efficiency indicators. The findings showed that self-report-based cognitive load scores were higher in the physical modeling environment than in the digital modeling environment. EEG indicators also revealed environment- and task-related patterns. Higher beta values in the physical modeling environment may indicate greater cognitive focus, whereas higher theta values in the digital modeling environment may be associated with working memory and problem-solving demands. No significant difference was found in design success between the two environments, while mental efficiency indicators were higher in the digital modeling environment. Regarding task difficulty, no significant difference was found between easy and difficult task groups in self-report-based cognitive load measures. However, physiological and performance indicators showed partial distinctions. EDA-SCR amplitude was higher in the difficult task condition, while EEG theta and beta values were higher in the easy task condition. HR did not differ significantly between task conditions. Design success was higher in the easy task condition, whereas mental efficiency did not show a significant difference. No significant and consistent relationship was detected between subjective and physiological measurements. Overall, the study suggests that cognitive load in architectural design processes cannot be treated as a one-dimensional construct. Different measurement methods appear to be sensitive to different components of cognitive load. Accordingly, the thesis presents a multi-measurement methodological framework for evaluating cognitive load in architectural design by integrating self-report, physiological, and performance-based indicators.
Benzer Tezler
- Mimarlık eğitiminde yapı ürünleri öğretimi için sarmalayıcı sanal gerçeklik sisteminin incelenmesi: Bir öğretim modeli yaklaşımı
Investigation of immersive virtual reality system for building products teaching in architectural education: An instructional model approach
HASAN TAŞTAN
Doktora
Türkçe
2023
Eğitim ve ÖğretimYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOGAN TONG
- Yazılım çalışanları ofis dinlenme alanlarının erişim ve kullanım kriterleri üzerine değerlendirilmesi: Tübitak Bilgem örneği
Evaluation of software based on access and usage criteria for office resting areas: Example of Tubitak Bilgem
BÜŞRA KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUNTER MANİSA
- Scalable mechanical design for quadruped robots
Dört ayaklı robotlar için ölçeklendirilebilir mekanik tasarım
FARAZ RAHVAR
Yüksek Lisans
Farsça
2024
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDURRAHMAN YILMAZ
- Moment aktaran I-Enkesitli kiriş – zayıf eksen H-Enkesitli kolon birleşimlerinin tekrarlı yükler altında doğrusal olmayan davranışı
Nonlinear behavior of moment-resisting I-Beam – to – weak axis H-Column connections subjected to cyclic loading
KUTAY KUTSAL
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER