Implementación y resultados de la realidad mixta para la educación (MRE) en las clases en línea para ingeniería
23 de junio de 2023
En este trabajo se desarrolló un sistema de realidad mixta denominado MRE para ayudar a los estudiantes a desarrollar prácticas de laboratorio complementando las clases online. Se realizó un experimento con 30 estudiantes; 10 estudiantes no usaron MRE, 10 usaron MRE y 10 más usaron MRE con comentarios de los maestros.
Este protocolo examina cómo la realidad mixta puede mejorar la educación en ingeniería en línea al superar las limitaciones de los laboratorios remotos y los costosos equipos de realidad virtual. Involucra a 30 estudiantes, enfatizando las ventajas de la RM y la importancia de la retroalimentación. La principal ventaja del sistema de realidad mixta es su capacidad para facilitar las prácticas de laboratorio en las clases de ingeniería online, permitiendo a los estudiantes complementar el aprendizaje teórico.
El estudio hizo hincapié en la importancia de la retroalimentación. El sistema de realidad mixta también se puede utilizar en otras aplicaciones, como la formación en la industria, donde la experiencia práctica es esencial, pero difícil de proporcionar en entornos tradicionales. Ofrece una solución rentable, lo que lo hace accesible a una población más amplia.
El usuario puede enfrentar desafíos para navegar por el entorno virtual, interactuar con objetos virtuales y reales y comprender el sistema de retroalimentación. Para ayudar a un principiante, es aconsejable proporcionar instrucciones y demostraciones claras. Comience iniciando la aplicación de realidad mixta para educación o MRE y cargue los servicios deseados en el teléfono celular.
Ahora inserte el teléfono celular en las gafas de realidad virtual y póngase las gafas. Localice visualmente el centro de la base del prototipo MRE. Cuando aparezca la simulación, levante una mano extendida para colocarla en el centro de la vista.
Para preparar al usuario para la realidad virtual, sin las gafas, abra la aplicación MRE y seleccione el escenario que el usuario desea realizar. Dale al play y ejecuta el escenario. Ejecute el primer escenario de componente eléctrico utilizando rojo, verde y azul.
Para ubicar las áreas en las que se van a colocar los componentes, tome el componente y colóquelo en el lugar correcto. Continúe hasta que todos los componentes estén colocados con precisión. Se observó que la desviación típica sin el uso de MRE era más dispersa.
El mejor promedio obtenido fue cuando se utilizó MRE con retroalimentación de los docentes. El uso de MRE garantizó una puntuación media de 7,5 o superior. La ERM con retroalimentación dio como resultado puntuaciones medias de ocho o más, con las puntuaciones más altas de los tres grupos en 9,3 y 9,5.
El aspecto más crítico de este procedimiento es detectar los objetos reales, por lo tanto, la detección de las manos del usuario es fundamental para poder ejecutar los escenarios. El procedimiento actual se puede aplicar a la industria, por ejemplo, la formación de nuevos empleados, permitiéndoles formarse en entornos seguros. Esta técnica ha ayudado a expandir el estudio a más estudiantes del mismo nivel de conocimiento.
Del mismo modo, la retroalimentación automatizada podría analizarse para verificar si tiene un impacto en el aprendizaje.
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Resumen
Este estudio explora el desarrollo de un sistema de realidad mixta, MRE, destinado a mejorar las prácticas de laboratorio en la educación en ingeniería en línea. Se realizó un experimento con 30 estudiantes para evaluar la eficacia de MRE, con variaciones en la retroalimentación proporcionada.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Realidad Mixta en la Educación
- Mejora del Aprendizaje en Línea
- Prácticas de Laboratorio
Antecedentes
- Las limitaciones de los laboratorios remotos obstaculizan el aprendizaje práctico.
- El equipo costoso de realidad virtual restringe la accesibilidad.
- La realidad mixta ofrece una solución potencial.
- La retroalimentación es crucial para un aprendizaje efectivo.
Objetivo del estudio
- Evaluar la eficacia de la MRE en clases en línea de ingeniería.
- Evaluar el impacto de la retroalimentación en el aprendizaje de los estudiantes.
- Proporcionar una alternativa rentable para la formación práctica.
Métodos Utilizados
- Experimento con 30 estudiantes divididos en tres grupos.
- Comparación del uso de realidad mixta con y sin retroalimentación del profesor.
- Evaluación del compromiso estudiantil y los resultados de aprendizaje.
- Análisis de las ventajas de la realidad mixta en la educación.
Resultados Principales
- La MRE facilitó mejores prácticas de laboratorio en comparación con los métodos tradicionales.
- Los estudiantes que recibieron retroalimentación mostraron mejores resultados de aprendizaje.
- El sistema demostró ser una herramienta educativa rentable.
- Las aplicaciones potenciales se extienden a la formación en la industria.
Conclusiones
- La realidad mixta puede mejorar significativamente la educación en ingeniería en línea.
- La retroalimentación desempeña un papel fundamental para maximizar el aprendizaje del estudiante.
- La realidad mixta ofrece una solución práctica para los desafíos del aprendizaje remoto.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Plataformas de realidad mixta como MRE ofrecen soluciones escalables y rentables para la formación técnica remota, abordando el desafío de proporcionar experiencias prácticas en laboratorio en entornos distribuidos o con recursos limitados. Para biofármacia R&D, estos sistemas pueden apoyar la mejora de competencias profesionales, la incorporación técnica y la estandarización de protocolos cuando el acceso presencial está limitado. La integración de mecanismos de retroalimentación en tiempo real mejora aún más la retención del conocimiento y la preparación operativa en equipos distribuidos geográficamente.
Aplicaciones Estratégicas en Biofármacos R&D
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la formación remota en instrumentación compleja y protocolos experimentales para científicos novatos.
- Apoya la incorporación estandarizada en el montaje de ensayos y la resolución de problemas en equipos distribuidos.
- Facilita la transferencia de conocimientos y reduce la variabilidad en la ejecución de técnicas prácticas.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Prepara al personal para flujos de trabajo de cribado de alto rendimiento mediante escenarios prácticos inmersivos y repetibles.
- Mejora la reproducibilidad al reforzar la colocación correcta de componentes y los pasos del procedimiento.
- Acelera la preparación para nuevas plataformas de ensayos sin requerir acceso físico al laboratorio.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Permite una formación segura y simulada para procedimientos complejos o peligrosos antes de su ejecución en vivo.
- Facilita un acceso más amplio a la formación específica de protocolos, reduciendo la variabilidad entre sitios.
- Armoniza las competencias técnicas en los sitios de investigación globales para generar datos preclínicos consistentes.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
Los módulos de entrenamiento de realidad mixta pueden implementarse desde la incorporación inicial en el descubrimiento hasta la estandarización de flujos de trabajo preclínicos, cerrando brechas en la adquisición de habilidades prácticas y el cumplimiento de protocolos.
- Biología del Descubrimiento: Refuerza el diseño experimental basado en hipótesis mediante un aprendizaje interactivo basado en escenarios.
- Selección: Estandariza la configuración y ejecución de ensayos, favoreciendo resultados cuantitativos reproducibles.
- Análisis: Proporciona datos medibles sobre el desempeño del usuario en cuanto a competencia y cumplimiento de protocolos.
- Investigación Traducional: Garantiza la continuidad de las habilidades técnicas a medida que los proyectos avanzan desde la fase de descubrimiento hasta las fases preclínicas.
- Reutilización Empresarial: Ofrece una plataforma escalable y reutilizable para el desarrollo continuo de la fuerza laboral y la armonización entre diferentes sitios.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva en la ejecución técnica y reduce la ambigüedad procedimental.
- Valor operativo: Proporciona formación estandarizada y reproducible a gran escala con requisitos mínimos de recursos físicos.
- Valor estratégico: Mejora la calidad de las decisiones de avance o interrupción al garantizar la preparación técnica y la fidelidad del protocolo.
- Impacto en la cartera: Apoya el avance ajustado al riesgo al minimizar la variabilidad técnica entre programas.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el tema para desarrollar módulos de capacitación precisos basados en escenarios.
- Necesita hardware compatible (por ejemplo, teléfonos inteligentes, gafas de realidad virtual) e infraestructura de software confiable.
- Exige un diseño instruccional claro y soporte al usuario para una incorporación efectiva.
- Debe abordar la adaptación a diversos protocolos de laboratorio y antecedentes de los usuarios.
- Se deben evaluar los posibles desafíos del sistema de navegación y retroalimentación para optimizar la experiencia del usuario.
