Mise en œuvre de la réalité mixte pour l’éducation (MRE) et résultats dans les cours en ligne pour l’ingénierie
23 juin 2023
Dans ce travail, un système de réalité mixte appelé MRE a été développé pour aider les étudiants à développer des pratiques de laboratoire complémentaires aux cours en ligne. Une expérience a été menée auprès de 30 étudiants ; 10 élèves n’ont pas utilisé l’ERM, 10 l’EMR et 10 autres l’EMR avec la rétroaction de l’enseignant.
Ce protocole examine comment la réalité mixte peut améliorer la formation en ingénierie en ligne en surmontant les limites des laboratoires à distance et les équipements de réalité virtuelle coûteux. Il implique 30 étudiants, mettant l’accent sur les avantages de la RM et l’importance de la rétroaction. Le principal avantage du système de réalité mixte est sa capacité à faciliter les pratiques de laboratoire dans les cours d’ingénierie en ligne, permettant aux étudiants de compléter l’apprentissage théorique.
L’étude a mis l’accent sur l’importance de la rétroaction. Le système de réalité mixte peut également être utilisé dans d’autres applications, telles que la formation dans l’industrie où l’expérience pratique est essentielle, mais difficile à fournir dans des contextes traditionnels. Il offre une solution rentable, la rendant accessible à une population plus large.
L’utilisateur peut rencontrer des difficultés pour naviguer dans l’environnement virtuel, interagir avec des objets virtuels et réels et comprendre le système de rétroaction. Pour aider un débutant, il est conseillé de fournir des instructions claires et des démonstrations. Commencez par lancer l’application de réalité mixte pour l’éducation ou EMR, et chargez les services souhaités sur le téléphone portable.
Maintenant, insérez le téléphone portable dans les lunettes VR et mettez les lunettes. Localisez visuellement le centre de la base du prototype EMR. Lorsque la simulation s’affiche, levez une main tendue pour la placer au centre de la vue.
Pour préparer l’utilisateur à la réalité virtuelle, sans les lunettes, ouvrez l’application MRE et sélectionnez le scénario que l’utilisateur souhaite effectuer. Appuyez sur play et exécutez le scénario. Exécutez le premier scénario de composant électrique en utilisant le rouge, le vert et le bleu.
Pour localiser les zones de positionnement des composants, prenez le composant et positionnez-le au bon endroit. Continuez jusqu’à ce que tous les composants soient placés avec précision. On a observé que l’écart typique sans l’utilisation d’EMR était plus dispersé.
La meilleure moyenne obtenue a été obtenue lorsque l’ERM a été utilisée avec la rétroaction des enseignants. L’utilisation des EMR a permis d’obtenir un score moyen de 7,5 et plus. L’ERM avec rétroaction a donné lieu à des scores moyens de huit et plus, les scores les plus élevés des trois groupes étant de 9,3 et 9,5.
L’aspect le plus critique de cette procédure est de détecter les objets réels, par conséquent, la détection des mains de l’utilisateur est essentielle pour pouvoir exécuter les scénarios. La procédure actuelle peut être appliquée à l’industrie, par exemple, la formation des nouveaux employés, leur permettant de se former dans des environnements sûrs. Cette technique a permis d’étendre l’étude à un plus grand nombre d’étudiants du même niveau de connaissances.
De même, la rétroaction automatisée pourrait être analysée pour vérifier si elle a un impact sur l’apprentissage.
Consultez la transcription complète et accédez à des milliers de vidéos scientifiques
Aperçu
Cette étude explore le développement d'un système de réalité mixte, MRE, conçu pour améliorer les pratiques de laboratoire dans l'enseignement en ligne en ingénierie. Une expérience impliquant 30 étudiants a été menée afin d'évaluer l'efficacité du système MRE, avec des variations dans les rétroactions fournies.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Réalité mixte en éducation
- Amélioration de l'apprentissage en ligne
- Pratiques de laboratoire
Contexte
- Les limites des laboratoires à distance entravent l'apprentissage pratique.
- Le matériel de réalité virtuelle coûteux restreint l'accessibilité.
- La réalité mixte offre une solution potentielle.
- Les retours sont essentiels pour un apprentissage efficace.
Objectif de l'étude
- Évaluer l'efficacité de la MRE dans les cours en ligne de génie.
- Évaluer l'impact des retours sur l'apprentissage des étudiants.
- Proposer une alternative rentable pour la formation pratique.
Méthodes utilisées
- Expérience menée avec 30 élèves répartis en trois groupes.
- Comparaison de l'utilisation de la réalité mixte avec et sans retour du professeur.
- Évaluation de l'implication des élèves et des résultats d'apprentissage.
- Analyse des avantages de la réalité mixte dans l'enseignement.
Résultats principaux
- La MRE a permis de meilleures pratiques en laboratoire par rapport aux méthodes traditionnelles.
- Les étudiants ayant reçu des retours ont montré une amélioration des résultats d'apprentissage.
- Le système s'est révélé être un outil pédagogique rentable.
- Les applications potentielles s'étendent à la formation industrielle.
Conclusions
- La réalité mixte peut améliorer considérablement l'enseignement en ligne en ingénierie.
- La rétroaction joue un rôle essentiel dans l'optimisation de l'apprentissage des étudiants.
- La réalité mixte offre une solution pratique aux défis de l'apprentissage à distance.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Les plates-formes de réalité mixte telles que MRE offrent des solutions évolutives et rentables pour la formation technique à distance, répondant ainsi au défi de dispenser des expériences pratiques en laboratoire dans des environnements distribués ou aux ressources limitées. Pour la biopharmacie R&D, ces systèmes peuvent soutenir la formation professionnelle, l'intégration technique et la standardisation des protocoles lorsque l'accès en personne est limité. L'intégration de mécanismes de rétroaction en temps réel améliore davantage la rétention des connaissances et la préparation opérationnelle au sein d'équipes géographiquement dispersées.
Applications stratégiques en R&D biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet la formation à distance sur des instruments complexes et des protocoles expérimentaux pour les nouveaux scientifiques.
- Facilite l'intégration standardisée pour la configuration des tests et la résolution des problèmes au sein des équipes dispersées.
- Facilite le transfert des connaissances et réduit la variabilité dans l'exécution des techniques pratiques.
Développement de tests et criblage
- Prépare le personnel à des protocoles de criblage à haut débit grâce à des scénarios d'entraînement immersifs et reproductibles.
- Améliore la reproductibilité en renforçant le positionnement correct des composants et les étapes procédurales.
- Accélère la préparation aux nouvelles plates-formes d'essai sans nécessiter d'accès physique au laboratoire.
Recherche translationnelle et préclinique
- Permet une formation sécurisée et simulée à des procédures complexes ou dangereuses avant leur mise en œuvre réelle.
- Facilite un accès élargi à une formation spécifique aux protocoles, réduisant la variabilité entre les sites.
- Harmonise les compétences techniques entre les sites de recherche mondiaux afin d'assurer une production cohérente de données précliniques.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Les modules de formation en réalité mixte peuvent être intégrés dès l'acclimatation au stade de la découverte, jusqu'à la standardisation des flux de travail précliniques, comblant ainsi les lacunes dans l'acquisition de compétences pratiques et le respect des protocoles.
- Biologie de la découverte : Renforce la conception d'expériences fondée sur des hypothèses grâce à un apprentissage interactif basé sur des scénarios.
- Essais de criblage : Standardise la configuration et la réalisation des tests, en soutenant des résultats quantitatifs reproductibles.
- Analytique : Fournit des données mesurables sur l'efficacité des utilisateurs et le respect des protocoles.
- Recherche translationnelle : Garantit la continuité des compétences techniques lorsque les projets progressent des phases de découverte vers les phases précliniques.
- Réutilisation en entreprise : Offre une plateforme évolutive et réutilisable pour le développement continu des équipes et l'harmonisation entre différents sites.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans l'exécution technique et réduit l'ambiguïté procédurale.
- Valeur opérationnelle : Permet une formation standardisée et reproductible à grande échelle avec des besoins minimaux en ressources physiques.
- Valeur stratégique : Améliore la qualité des décisions go/no-go en garantissant la préparation technique et la fidélité au protocole.
- Impact sur le portefeuille : Favorise l'avancement ajusté au risque en minimisant la variabilité technique entre les programmes.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise thématique pour élaborer des modules de formation précis fondés sur des scénarios.
- Requiert un matériel compatible (par exemple, smartphones, lunettes de réalité virtuelle) et une infrastructure logicielle fiable.
- Exige une conception pédagogique claire et un soutien aux utilisateurs pour une intégration efficace.
- Doit prendre en compte l'adaptation à divers protocoles de laboratoire et aux profils variés des utilisateurs.
- Les éventuelles difficultés liées aux systèmes de navigation et de rétroaction doivent être évaluées afin d'optimiser l'expérience utilisateur.
