Summary
在这项工作中，开发了一个名为MRE的混合现实系统，以帮助学生开发实验室实践，以补充在线课程。对 30 名学生进行了实验;10 名学生没有使用 MRE，10 名学生使用了 MRE，另有 10 名学生在教师反馈的情况下使用了 MRE。
Abstract
COVID-19 大流行改变了许多行业，赋予了一些行业权力，并导致许多其他行业消失。教育部门也不能免于重大变化;在一些国家或城市，课程至少 100% 在线授课至少 1 年。然而，一些大学职业需要实验室实践来补充学习，尤其是在工程领域，而只有在线理论课程可能会影响他们的知识。出于这个原因，在这项工作中，开发了一种称为混合现实教育 （MRE） 的混合现实系统，以帮助学生开发实验室实践以补充在线课程。对 30 名学生进行了实验;10 名学生没有使用 MRE，10 名学生使用了 MRE，另有 10 名学生在教师反馈的情况下使用了 MRE。有了这个，人们可以看到混合现实在教育领域的优势。结果表明，使用MRE有助于提高工程学科的知识水平;学生获得的资格比没有使用它的学生高 10% 到 20%。最重要的是，结果显示了使用虚拟现实系统时反馈的重要性。
Introduction
技术一直存在于教育领域;用于教学课程的设备发生了深刻的变化。然而，面对面的课程仍然是学生和教师的首选。当大流行来临时，它改变了所有部门，教育也不例外。2018 年，在大流行之前，只有 35% 的攻读学位的学生报告至少在线上过一门课;也就是说，65% 的学生亲自完成了学业1.截至 2020 年 4 月，根据政府命令（墨西哥），所有公立和私立学校都被禁止教授面对面课程;出于这个原因，100%的学生不得不参加远程课程。大学率先采取行动，使用视频通话、备课、家庭作业管理等工具。这是有道理的，因为大学年龄的人（18 到 25 岁之间）是从出生起就接触技术的人。
有些课程可以完全虚拟地适应;然而，远程执行的实验室实践很复杂，学生没有必要的材料，这通常很昂贵。在线课程对知识质量的影响尚不清楚，一些研究表明，在线课程的学生表现通常比面对面课程更差2.但有一点是肯定的，不进行实验室实践，使学生更接近他们在行业中的体验，将对他们的专业表现产生负面影响。因此，在当前的工程教学中，真实规模经验的重要性变得必要 3,4,5。由于这些原因，人们正在使用新技术来缓解这些问题。其中包括虚拟现实 （VR）、增强现实 （AR） 和混合现实 （MR）。值得一提的是，VR是一种允许创建完全身临其境的数字环境的技术，而AR则将虚拟对象叠加在现实世界环境中。另一方面，MR不仅使用虚拟对象，还将这些对象锚定到现实世界中，从而可以与它们进行交互。因此，MR 是 VR 和 AR6 的结合。另一方面，一些组织也努力发展远程实验室，其中存在真实设备，但可以远程控制7.
MR 一词可以追溯到 1994 年;然而，在过去的 5 年里，由于大公司将精力集中在开发环境上，例如 Metaverse6，它变得特别重要。MR可以应用于不同的领域;最常见的两种是培训和教育。培训一直是MR的重要驱动力之一;对于一家公司来说，停止生产线培训新员工的成本非常高，或者在危险的环境中，而且在现场进行培训并不容易。教育也不甘落后;尽管面授课程变化不大，但正在努力将 MR 纳入8、9 级。对于教育，在一些职业生涯中，有必要进行实验室实践以接受完整的培训。许多现有的研究和研究都是在医学领域，VR、AR和MR发挥着关键作用。多篇论文展示了MR如何超越外科和医学科目的传统教学方法，其中这种做法对于培养学生具有明显的优势10,11,12,13,14。
然而，关于工程问题的研究数量并不相同。通常在工程职业中，学生有理论课和实践课。通过这种方式，有关于 MR 和 VR 的研究显示了工程教学法的好处12.然而，其中一些研究侧重于分析环境的复杂性和所使用的工具 8,15。Tang 等人设计了一项研究，让来自不同领域和不同知识的学生使用 MR 来提高他们对几何分析和创造力的理解16。在随后的测试中，使用 MR 上课的人完成得更快，这清楚地表明 MR 对学习有积极影响16。此外，Halabi还展示了VR工具在工程教育中的应用。虽然它不是MR，但它显示了可用于教学的工具。它做了一个真实的案例研究，表明在工程类17 中引入 VR 是可能的。
另一方面，远程实验室 （RL） 是由软件和硬件组成的技术工具，允许学生像在传统实验室中一样远程进行实践。RL 通常通过互联网访问，通常用于要求学生自主实践他们所学知识的次数，就像他们需要的次数一样多18.然而，随着 COVID-19 的到来，它的用途是取代传统实验室并能够在在线课程18 期间进行实践。如上所述，RL需要一个物理空间（传统实验室）和允许远程控制的元素。随着VR的到来，实验室已经进行了虚拟建模，通过物理机制，可以控制实验室的元素19。然而，拥有RL非常昂贵，阻碍了许多学校，特别是在发展中国家。一些研究提到，成本可能在 50,000 美元到 100,000 美元之间变化20,21.
此外，自大流行开始以来，必须迅速做出改变;就RL而言，尝试将工具包发送到每个学生的家中，以取代传统的实验室。然而，存在成本问题，因为研究表明，每个套件的成本约为 70018,22 美元。然而，这些研究使用了昂贵且难以获得的成分。大流行影响了全球的教育，没有多少人能花数千美元来自动化实验室或购买套件。大多数研究考虑了面对面的课程，并用MR进行补充。然而，近年来，由于 COVID-19，课程已经在线，只有一些作品显示了使用 MR 和负担得起的设备23,24 的虚拟课程的改进。
目前存在的研究主要集中在医学上，几乎没有关于工程学的信息。然而，毫无疑问，我们认为最大的贡献和区别在于，我们的实验进行了6个月，并与不使用虚拟模型的具有相同特征的受试者进行了比较，而以前的大多数工作都进行了简短的实验来比较单个技术或程序;他们没有在几个月内应用它们。因此，本文展示了在大学科目中使用 MR 可以进行的学习差异。
出于这个原因，这项工作展示了MR系统的开发和结果，以帮助在专注于电子工程的大学中开展实验室实践。值得一提的是，特别强调的是保持设备的低成本，使其可供普通人群使用。三个小组使用不同的教学方法，并针对班级主题进行考试。通过这种方式，可以获得使用MR理解远程教育主题的结果。
这项工作中解释的项目被称为混合现实教育（MRE），并被提议作为一个平台，学生在智能手机上使用VR眼镜（即，不使用特殊的VR眼镜）。由于使用了虚拟和真实对象，因此创建了一个工作区，学生只需使用自己的双手即可与虚拟环境和真实对象进行交互，这是一个混合现实系统。该工作区由一个带有图像的底座组成，所有虚拟对象都在其中显示并与之交互。所创造的环境侧重于进行实验室实践，以展示工程职业的电子元件和物理学。重要的是要强调向学生提供反馈的必要性。出于这个原因，MRE包含了一个反馈系统，管理员（通常是教师）可以看到正在做什么来评价活动。通过这种方式，可以对学生所做的工作进行反馈。最后，这项工作的范围是检查在在线课程中使用MR是否有优势。
为了实现这一目标，该实验由三组学生进行。每组由10名学生组成（共30名学生）。第一组没有使用MRE，只学习动量守恒原理和电子元件的理论（在线课程）。第二组在没有反馈的情况下使用MRE，第三组在老师的反馈下使用MRE。值得一提的是，所有学生都有相同的学校水平;他们是同一学期、从事同一职业的大学生，学习机电一体化工程。该实验在学位的第二学期应用于一门名为“物理和电子学导论”的课程;也就是说，这些学生在大学里的时间不到 1 年。因此，从工程的角度来看，课程中涵盖的主题可以被认为是基本的。该实验是在 30 名学生身上进行的，因为这是在授权实验的班级注册的学生人数。选定的课程（物理和电子学导论）有理论和实验室实践，但由于大流行，只教授理论课程。学生们被分成三组，看看这些练习对一般学习的影响，以及MR课程是否可以替代面对面的练习。
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Protocol
该协议遵循泛美大学伦理委员会的指导方针。该实验共有 30 名学生，年龄在 18 至 20 岁之间;8名学生为女生，22名男生，均就读于墨西哥瓜达拉哈拉（墨西哥第二大城市）的泛美大学。所有参与者都完成了知情同意程序，并在数据收集期间提供了拍摄和发布照片的书面许可。唯一的要求是学生需要有一部智能手机，这没有问题。因此，该实验没有排除标准。
1. VR系统设置和校准
注意：此步骤需要 ~10 分钟。
- 确保系统包含所有组件：操作系统版本为 10 或更高版本的 Android 手机、VR 盒式眼镜和带有校准图像的木制底座（图 1）（参见 材料表）。
- 在手机上打开MRE应用，加载Unity、AR Foundation、Google Cardboard、ManoMotion服务25、26、27、28。MRE应用程序由我们自己开发;它是为 Android 开发的，它不是公开的。
- 将手机插入VR眼镜并戴上眼镜。
- 目视定位MRE原型底座的中心（ 图1中的蓝色方块）。
- 当模拟出现时，举起伸出的手将其放在视图的中心。
注意：从这一刻起，用户可以做出手势来与模拟环境进行交互。
2. 用户准备
注意：此步骤需要 ~5 分钟。
- 不戴VR眼镜，打开MRE应用， 如图2所示。
- 确保应用程序在用户模式下启动，因此只需登录即可。
- 选择用户要执行的方案。有两种情况：电子元件和物理。
- 按 播放;用户将有 30 秒的时间戴上 VR 眼镜。
3. 场景的执行
注意：此步骤需要 ~15 分钟。
- 场景一：电子元器件
- 通过红色、绿色和蓝色定位要定位组件的区域。这划定了该场景的六个交互区域：三个区域用于放置虚拟电子元件，三个区域用于放置组件，如图 3 所示。
- 拿起组件并将其放置在正确的位置。正确的位置取决于组件和理论上看到的内容;例如，在理论上，解释了如何放置散热器，并且在MRE中，所述放置是实践的。
- 继续操作，直到所有组件都就位。
- 场景 2：物理
- 找到场景中涉及的两辆车（图 4）。
- 选择每辆车的速度。
- 可视化碰撞后的图形。
4. 管理视图
- 在主屏幕上，按 MRE 模式 （参见 图 2）并选择管理员选项。
- 登录以验证该帐户是否具有以管理员身份访问的权限。
注意：可以查看学生列表和在每个场景中获得的成绩。
5. 学生成绩
- 以管理员身份登录，单击 所需学生的姓名 ，然后查看包含其方案成绩信息的表格。
- 单击学生的姓名，然后选择以 CSV 格式下载成绩。这将在逗号分隔的文件中显示所有结果。
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Representative Results
本部分显示从实验中获得的结果。首先，解释了实验如何进行的一些细节，然后显示了对实验学生进行的测试，此外，还介绍了测试结果。最后，描述了使用每组一名学生的分析。
大流行给工程教育带来的最大问题之一是无法进行面对面的实验室实践，这对学生获得的知识有直接影响。为了分析本文开发的项目是否具有影响力，对三组学生进行了实验。每组由10名学生组成;第一组没有使用MRE，而只学习动量守恒原理和电子元件的理论（在线课程）。第二组在没有反馈的情况下使用MRE，最后，第三组在老师的反馈下使用MRE。值得一提的是，所有学生的学校水平都相同。他们都是同一学期的大学生，从事相同的职业，学习机电一体化工程。他们都是墨西哥瓜达拉哈拉（墨西哥第二大城市）泛美大学的学生。该实验在学位的第二学期应用于一门名为“物理和电子学导论”的课程（即，他们是在大学学习不到 1 年的学生。因此，从工程学的角度来看，课堂上涵盖的主题可以被认为是基本的17.
开展实验的课程（物理与电子学概论）具有以下特点：（1）课程时长为一学期;（2）整个学期有两次考试（即每10周上课举行一次考试），而这些考试中的每一个，或10周的周期，都被称为“部分”;（3）每周有6小时的课时，分为3天，每节课2小时。在一周内，教授了 4 小时的理论和 2 小时的实践。值得一提的是，上述特征是大流行之前所做的;在大流行期间，举办了在线课程。因此，每周2小时的练习无法进行，取而代之的是咨询和解决问题。出于这个原因，在在线课程中，没有进行任何练习。
我们的实验试图尽可能少地修改课堂上建立的内容;MRE系统在练习时间（每周2小时）引入，未使用该系统的学生继续提供建议和解决问题。我们的实验根本没有修改4小时的理论。同样，使用MRE的学生使用其中一堂实践课来解释系统的操作。此外，MRE有两个环境，一个用于电子元件，一个用于物理概念。该实验在一个部分（10 周）内进行，涉及物理实践和电子元件实践。在此期间，MRE进行了六次实践（三次物理实践和三次电子元件实践）。最后，有两组使用MRE;一个没有得到老师的反馈，另一个有。那些没有反馈的人会得到一个练习的脚本，最后老师在MRE系统中分配了0到10的等级，但没有给出进一步的解释。另一方面，在有反馈的小组中，老师在练习过程中指导他们。教师可以与学生同时观察模拟，因为系统不包含声音并且他们的耳朵被遮盖，因此教师在模拟过程中通过与他们交谈来指导学生，指出他们的错误和所述错误的原因。
值得一提的是，该测试没有针对此实验进行编辑。换句话说，如果不进行当前的实验，学生的测试将是相同的。该测试有 14 个问题，按与呈现顺序相同的顺序列在 补充文件 1 中。
测试中的每个问题在成绩中的权重相同，但是教师可以根据学生的回答为每个问题分配分数。这是由老师自行决定的。 表 1 显示了每个学生的成绩，其中 0 表示最差成绩，10 表示最好成绩。最后，显示每组的平均值。
另一方面， 图 5 以图形方式显示了按小组划分的每个学生的分数。通过这种方式，更容易可视化从实验中获得的结果。 表 2 显示了每个问题的结果，每组取一名学生。
图1：MRE主要材料。 MRE系统由一块简单的8英寸x 8英寸的方形木头组成，上面粘有基础图像。该图像由一个 3 英寸 x 3 英寸的中央徽标组成;空间的其余部分由随机放置的 1 in x 1 in 图标组成，在浅蓝色背景上使用深蓝色。此外，盒子里还插入了一个VR盒子和一个Android手机。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 2：MRE 应用程序。 （A） 在用户或管理员之间进行选择的按钮;默认情况下，它以用户身份启动。（B） 注册/登录选项。（C） 按钮继续配置方案。（D） 返回上一屏幕。（六）目前的资格;如果是第一次“播放”，则会出现在 0。（G） 从选定的方案开始。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 3：电子元件场景。 颜色划定了此场景的六个交互区域：三个区域用于放置组件，三个区域用于放置组件。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 4：物理场景。 除了一个球形启动按钮（绿色）和一个立方体启动按钮（浅蓝色）外，还创建了两辆面对面的汽车，以调节推动第二辆汽车的力。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 5：每个学生的分数和按组划分的标准差。 每个学生的成绩和使用的技术;每组的标准偏差显示在它旁边。总共有 30 名学生，每种学习方法 10 名，每组的每个学生都被分配了一个从 1 到 10 的数字。值得一提的是典型的偏差，可以清楚地看到，如果不使用MRE，分数会更加分散。这可能是合乎逻辑的，因为这些学生只接受在线课程，因此每个学生的关注度差异很大，这从获得的分数中可以看出。另一方面，使用MRE时，色散要小得多。此外，当反馈添加到MR技术中时，离散度较小，这表明所有学生都能更好地理解，而不仅仅是一些学生。 请点击这里查看此图的较大版本.
表1：三组的知识测试结果。 此表显示了学生参加的所有考试成绩。总共有 30 名学生，每种学习方法 10 名，每组的每个学生都被分配了一个从 1 到 10 的数字。可以清楚地看到，获得的最佳平均值是在使用MRE时，并且有老师的反馈。即使没有反馈，一般而言，使用 MRE 来更好地理解主题仍然是一个更好的选择。使用MRE时，任何学生的分数都没有低于7.5分;因此，可以推断出，总体上对这些主题有更好的理解。最后，使用MRE和老师的反馈，没有低于8.0分的分数，30名学生中的最高分也分别为9.3分和9.5分。因此，人们可以清楚地看到学生在使用 MRE 时理解主题的好处，但最重要的是，当对实践中所做的工作给予反馈时。 请按此下载此表格。
表 2：每组一名学生的每个问题的结果。 对每组学生的答案进行评分。成绩接近小组平均水平的学生被选中。老师可以对部分正确的答案进行评分。使用MRE的学生在电子元件问题中取得了更好的成绩，这表明了解元件的真实尺寸和形状（使用MRE）有助于提高理论知识。使用MRE的学生除了能够观察现实中的组件外，还得到了老师在物理和电子组件实践方面的帮助。因此，可以说，除了练习之外，他们还有建议时间，这在结果中得到了明确的体现。 请按此下载此表格。
补充文件1：向学生提出的问题。请点击这里下载此文件。
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Discussion
MRE系统允许学生在不同的场景中学习电子元件或物理主题。重要的一点是教师提供反馈的可能性。通过这种方式，学生可以知道他们做错了什么以及为什么做错了。利用MRE系统开发，对30名学生进行了实验，其中10名学生没有使用MRE，10名学生使用MRE，最后还有10名学生使用了MRE并得到了老师的反馈。在课程结束时，对所有学生进行了常识测试。该测试没有针对实验进行修改（即，如果课程是纯理论或进行实验室实践，则应用相同的测试。这些实践只是为了更好地理解理论，从而对主题有更好的一般理解。测试是显示计算的书面答案，如果答案部分正确，老师可以打半分。
由于使用了MRE，学生们获得了更好的共同平均值，这是在老师反馈时看到的最佳平均值。同样，重要的一点是标准差。课程的目标是让大多数学生，或者理想情况下是所有学生，获得最多的知识。由于使用了MRE，可以观察到分数的离散度较小，这证明更多的学生理解了有关主题的知识。
在详细观察每个问题的分数时，当问题集中在可以从理论中100%分析的问题上时，MRE的影响较小。然而，在工程主题中，了解设备和组件很重要，因此 MRE 产生了积极影响，使用 MRE 的学生对涵盖这些主题的问题回答得更好。此外，对于理论问题（如物理），当有人从老师那里得到反馈时，MRE是有帮助的，因为老师可以在虚拟环境的支持下澄清这些问题。教师的反馈并不是什么新鲜事;它发生在面对面的课堂上，所以很明显，这种反馈在虚拟环境中仍然同样重要。
MRE系统帮助工程专业的学生远程进行实验室实践。世界已经发生了变化，尽管目前正在恢复面对面的课程，但每天都有更多的学校开设 100% 在线课程29.为了应对这些变化，人们使用新兴技术创建了应用程序。其中一项技术是MR，其中可以可视化学习环境以改善学习。然而，这些应用大多用于医疗环境，很少用于工程 9,12。另一方面，RL被誉为远程工程课程的解决方案，但必须有一个物理空间，而且组件非常昂贵。因此，RL 的投资非常高，拉丁美洲的许多学校都没有将其包括在内19,20。
同样，其他著作也讨论了虚拟和远程实验室如何帮助远程教育。例如，他们同意成本低于建立传统实验室的成本。Vergara 等人分析了 400 多名学生的数据，询问他们在实验室中使用 VR 和 MR 的经验;89%的学生表示，它们足以补充老师的解释，但只有11%的学生表示，使用本身就足够了。仅此一项技术就足以理解该主题，尽管除了询问学生的感受之外，该工作没有对使用该技术对理解该主题的影响进行任何分析30.此外，Wu等人分析了多篇提到使用头戴式显示器（HMD）的VR作品。他们得出的结论是，基于HMD的沉浸式学习比非沉浸式学习方法对学习成绩的影响更好31。尽管如此，Wu等人也没有提出使用VR或MR可以提高对受试者的理解程度;他们只是提到有更好的学习，特别是在科学科目中，就像本文所介绍的那样。
另一方面，Makarova 等人通过实验发现了 VR 在汽车服务教学中的效果。虽然提到的学生人数是344人，但这些学生来自不同的年级，因此他们的知识和技能各不相同。他们学习的学生年龄从 19 岁到 30 岁不等，这与这里介绍的学生不同，这里介绍的所有学生都有相同的学习水平，年龄在 18 到 20 岁之间。另一方面，Makarova 等人分析了使用物理和虚拟设备的学生，其中 35 名学生使用虚拟设备（许多学生与我们的实验没有太大区别）。他们得出的结论是，VR 和 MR 技术比传统方法更有效，提高了学生对学习的兴趣32.此外，其他著作提到，使用虚拟系统有助于教授科学和语言，甚至分析不同方法和人体工程学的可用性，这超出了这项工作的范围33,34。
其他工作，如Loetscher等人，分析了根据测试类型应该使用的正确的VR工具，特别是对于行为测试，其中响应时间对于数据分析通常是必不可少的。他们提到手机上的VR系统具有较低的响应时间35，尽管对于本研究中显示的实验，响应时间不会影响应用于学生的考试。此外，有必要根据预期响应时间分析建立配备专用设备的实验室的成本，以获得可行性。很明显，一些实验对于减少硬件的局限性至关重要，但这项工作并非如此。
因此，我们坚信，这项工作是对迄今为止进行的研究的补充。许多工作表明，使用虚拟技术有助于学习和兴趣，但是，他们并没有试图证明它对学习的真正影响。尽管实验中使用的学生人数很少，但我们确保每个人都具有相同的知识和技能水平（尽可能），并且向所有人教授相同的主题，试图消除任何可能影响结果的外部成分。应用的考试是相同的，允许量化（在一个小样本中）学生使用虚拟技术来补充课堂上看到的理论的进步。
多亏了MRE，学校可以以低成本和最少的投资进行工程实验室实践。人们只需要一部 2019 年或之后的 Android 手机和一个用于校准的木制底座，使发展中国家的学校更容易使用。值得一提的是，使用MRE系统需要遵循一系列步骤。毫无疑问，系统正确运行的关键步骤是VR系统的配置和校准（步骤1）。由于MRE使用指针作为应用工具，因此校准中的错误将阻止继续执行场景。此外，使用带有图像的底座进行校准也很重要。该图像用于确定环境尺寸并检测空间中的手。
因此，很明显，所提出的项目的局限性是具有用于校准的图像基础。对于所展示的实验，有必要为每个学生制造一个底座。虽然一旦校准，再现和播放场景就很容易了，但值得一提的是，创建新场景很复杂。因此，对于需要开发的每种实践，都需要很长的开发时间。
然而，RL或其他MR技术的一个区别在于所需设备和材料成本低。任何 Android 手机都可以用作执行这些实践的工具，尽管一个限制是获取校准图像;尽管如此，它仍可以以传统方式打印，无需特殊设备。因此，访问已经开发的方案的成本很低。通过使用这种可访问的技术，MRE也可以用于其他领域，而不仅仅是实验室实践。主要是在为公司培训人员时，当新员工加入时，往往需要停止或降低生产来教授机器的使用。因此，MRE可以适应开发生产线环境。
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Disclosures
作者声明，他们没有已知的相互竞争的经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本文所报告的工作。
Acknowledgments
这项研究由泛美大学瓜达拉哈拉校区赞助。我们感谢机电工程专业的学生为实验所做的贡献。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MRE application for Andorid | The application was developed for the experiment, it was made by us. It is NOT public, and there are no plans for publication. | ||
| Non-slip fabric (20 x 20 cm) | |||
| Printing of our base image | |||
| Self-adhesive paper (1 letter size sheet) | |||
| Virtual Reality Glasses | Meta Quest 2 | We use the Meta Quest 2, which is a virtual reality headset with two displays of 1832 x 1920 pixels per eye, with this headset you could play video games, or try simulators with a 360 view. Also, the headset has two controls, in which the virtual hands feel like your real ones and this is thanks to the hand-tracking technology. https://www.meta.com/quest/products/quest-2/tech-specs/#tech-specs |
|
| Wooden plate (20 x 20 cm) |
References
- World Economic Forum. The COVID-19 pandemic has changed education forever. This is how. World Economic Forum. , Available from: https://www.weforum.org/agenda/2020/04/coronavirus-education-gloabl-covid19-online-digital-learning/ (2020).
- Cellini, S. R. How does virtual learning impact students in higher education. Brown Center Chalkboard. , Available from: https://www.brookings.edu/blog/brown-center-chalkboard/2021/08/13/how-does-virtual-learning-impact-students-in-hegher-education/ (2021).
- Loukatos, D., Androulidakis, N., Arvanitis, K. G., Peppas, K. P., Chondrogiannis, E. Using open tools to transform retired equipment into powerful engineering education instruments: a smart Agri-IoT control example. Electronics. 11, 855 (2022).
- Garlinska, M., Osial, M., Proniewska, K., Pregowska, A. The influence of emerging technologies on distance education. Electronics. 12 (7), 1550 (2023).
- Parmaxi, A. Virtual reality in language learning: A systematic review and implications for research and practice. Interactive Learning Environments. 31, 172-184 (2023).
- Milgram, P., Kishino, F. A taxonomy of mixed reality visual displays. IEICE Transactions on Information and Systems. 77 (12), 1321-1329 (1994).
- Zaghloul, M. A. S., Hassan, A., Dallal, A. Teaching and managing remote lab-based courses. ASEE Annual Conference and Exposition, Conference Proceedings. , (2021).
- Maas, M. J., Hughes, J. M. Virtual, augmented and mixed reality in K-12 education: A review of the literature. Technology, Pedagogy and Education. 20 (2), 231-249 (2020).
- Noah, N., Das, S. Exploring evolution of augmented and virtual reality education space in 2020 through systematic literature review. Computer Animation and Virtual Worlds. 32 (3-4), e2020 (2021).
- Gerup, J., Soerensen, C. B., Dieckmann, P. Augmented reality and mixed reality for healthcare education beyond surgery: an integrative review. International Journal of Medical Education. 11, 1-18 (2020).
- Sinou, N., Sinou, N., Filippou, D. Virtual reality and augmented reality in anatomy education during COVID-19 pandemic. Cureus. 15 (2), (2023).
- Soliman, M., Pesyridis, A., Dalaymani-Zad, D., Gronfula, M., Kourmpetis, M. The application of virtual reality in engineering education. Applied Sciences. 11 (6), 2879 (2021).
- Rojas-Sánchez, M. A., Palos-Sánchez, P. R., Folgado-Fernández, J. A. Systematic literature review and bibliometric analysis on virtual reality and education. Education and Information Technologies. 28, 155-192 (2023).
- Brown, K. E., et al. A large-scale, multiplayer virtual reality deployment: a novel approach to distance education in human anatomy. Medical Science Educator. , 1-13 (2023).
- Birt, J., Stromberga, Z., Cowling, M., Moro, C. Mobile mixed reality for experiential learning and simulation in medical and health sciences education. Informatics. 9 (2), 31 (2018).
- Tang, Y. M., Au, K. M., Lau, H. C. W., Ho, G. T. S., Wu, C. H. Evaluating the effectiveness of learning design with mixed reality (MR) in higher education. Virtual Reality. 24 (4), 797-807 (2020).
- Halabi, O. Immersive virtual reality to enforce teaching in engineering education. Multimedia Tools and Applications. 79 (3-4), 2987-3004 (2020).
- Borish, V. Undergraduate student experiences in remote lab courses during the COVID-19 pandemic. Physical Review Physics Education Research. 18 (2), 020105 (2022).
- Trentsios, P., Wolf, M., Frerich, S. Remote Lab meets Virtual Reality-Enabling immersive access to high tech laboratories from afar. Procedia Manufacturing. 43, 25-31 (2020).
- Jona, K., Roque, R., Skolnik, J., Uttal, D., Rapp, D. Are remote labs worth the cost? Insights from a study of student perceptions of remote labs. International Journal of Online Engineering. 7 (2), 48-53 (2011).
- Lowe, D., De La Villefromoy, M., Jona, K., Yeoh, L. R. Remote laboratories: Uncovering the true costs. 2012 9th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation. IEEE. , 1-6 (2012).
- Miles, D. T., Wells, W. G. Lab-in-a-box: A guide for remote laboratory instruction in an instrumental analysis course. Journal of Chemical Education. 97 (9), 2971-2975 (2020).
- Loukatos, D., Zoulias, E., Chondrogiannis, E., Arvanitis, K. G. A mixed reality approach enriching the agricultural engineering education paradigm, against the COVID19 Constraints. 2021 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON). IEEE. , 1587-1592 (2021).
- Guerrero-Osuna, H. A., et al. Implementation of a MEIoT weather station with exogenous disturbance input. Sensors. 21 (5), 1653 (2021).
- Unity Technologies. , Available from: https://unity.com/ (2023).
- About AR Foundation. Unity Technologies. , Available from: https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.xr.arfoundation@4.1/manual/index.html (2020).
- Manomotion. , Available from: https://www.manomotion.com/ (2022).
- Create immersive VR experiences. Alphabet Inc. , Available from: https://developers.google.com/cardboard (2021).
- Demand for online education is growing. Are providers ready. McKinsey & Company. , Available from: https://www.mckinsey.com/industries/education/our-insights/demand-for-online-education-is-growing-are-providers-ready (2022).
- Vergara, D., Fernández-Arias, P., Extremera, J., Dávila, L. P., Rubio, M. P. Educational trends post COVID-19 in engineering: Virtual laboratories. Materials Today: Proceedings. 49, 155-160 (2022).
- Wu, B., Yu, X., Gu, X. Effectiveness of immersive virtual reality using head-mounted displays on learning performance: A meta-analysis. British Journal of Educational Technology. 51 (6), 1991-2005 (2020).
- Makarova, I., et al. A virtual reality lab for automotive service specialists: a knowledge transfer system in the digital age. Information. 14 (3), 163 (2023).
- Cho, Y., Park, K. S. Designing immersive virtual reality simulation for environmental science education. Electronics. 12 (2), 315 (2023).
- Burov, O. Y., Pinchuk, O. P. A meta-analysis of the most influential factors of the virtual reality in education for the health and efficiency of students' activity. Educational Technology Quarterly. 2023, 58-68 (2023).
- Loetscher, T., Jurkovic, N. S., Michalski, S. C., Billinghurst, M., Lee, G. Online platforms for remote immersive Virtual Reality testing: an emerging tool for experimental behavioral research. Multimodal Technologies and Interaction. 7 (3), 32 (2023).
