Внедрение смешанной реальности для образования (MRE) и результаты в онлайн-классах по инженерным специальностям
23 июня 2023 г.
В этой работе была разработана система смешанной реальности под названием MRE, которая помогает студентам разрабатывать лабораторные практики, дополняющие онлайн-занятия. Был проведен эксперимент с участием 30 студентов; 10 учащихся не использовали MRE, 10 использовали MRE и еще 10 использовали MRE с учетом отзывов учителей.
В этом протоколе рассматривается, как смешанная реальность может улучшить онлайн-образование в области инженерии, преодолевая ограничения удаленных лабораторий и дорогостоящее оборудование виртуальной реальности. В нем принимают участие 30 студентов, что подчеркивает преимущества MR и важность обратной связи. Основным преимуществом системы смешанной реальности является ее способность облегчать лабораторные практики на онлайн-занятиях по инженерии, позволяя студентам дополнять теоретическое обучение.
В исследовании подчеркивается важность обратной связи. Система смешанной реальности также может быть использована в других приложениях, таких как обучение в промышленности, где практический опыт важен, но трудно обеспечить в традиционных условиях. Он предлагает экономичное решение, что делает его доступным для более широкого круга населения.
Пользователь может столкнуться с трудностями в навигации по виртуальной среде, взаимодействии с виртуальными и реальными объектами, а также в понимании системы обратной связи. Чтобы помочь новичку, желательно предоставить четкие инструкции и демонстрации. Начните с запуска приложения смешанной реальности для образования или MRE и загрузки нужных служб на мобильный телефон.
Теперь вставьте сотовый телефон в очки виртуальной реальности и наденьте очки. Визуально определите центр базы прототипа MRE. Когда появится симуляция, поднимите вытянутую руку, чтобы поместить ее в центр вида.
Чтобы подготовить пользователя к виртуальной реальности без очков, откройте приложение MRE и выберите сценарий, который пользователь хочет выполнить. Нажмите кнопку воспроизведения и выполните сценарий. Выполните первый сценарий электрического компонента, используя красный, зеленый и синий цвета.
Чтобы найти области для размещения компонентов, возьмите компонент и расположите его в нужном месте. Продолжайте до тех пор, пока все компоненты не будут размещены точно. Было отмечено, что типичное отклонение без применения MRE было более дисперсионным.
Наилучший средний показатель был получен при использовании MRE с обратной связью от учителя. Использование MRE обеспечило средний балл 7,5 и выше. MRE с обратной связью привел к получению средних баллов 8 и выше, при этом самые высокие баллы во всех трех группах составили 9,3 и 9,5.
Наиболее важным аспектом этой процедуры является обнаружение реальных объектов, поэтому обнаружение рук пользователя необходимо для выполнения сценариев. Нынешняя процедура может быть применена в промышленности, например, для обучения новых сотрудников, что позволит им обучаться в безопасных условиях. Эта методика помогла расширить исследование на большее количество студентов с тем же уровнем знаний.
Аналогичным образом, можно проанализировать автоматическую обратную связь, чтобы проверить, влияет ли она на обучение.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании рассматривается разработка системы смешанной реальности MRE, предназначенной для совершенствования лабораторных работ в рамках онлайн-обучения инженерному делу. Для оценки эффективности MRE был проведен эксперимент с участием 30 студентов с использованием различных вариантов предоставляемой обратной связи.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Смешанная реальность в образовании
- Улучшение онлайн-обучения
- Лабораторная практика
Обзор
- Ограничения удаленных лабораторий препятствуют практическому обучению.
- Дорогостоящее оборудование VR ограничивает доступность.
- Смешанная реальность предлагает потенциальное решение.
- Обратная связь имеет решающее значение для эффективного обучения.
Цель исследования
- Оценить эффективность использования MRE в онлайн-курсах по инженерному делу.
- Оценить влияние обратной связи на обучение студентов.
- Предложить экономически эффективную альтернативу для практического обучения.
Используемые методы
- Эксперимент с участием 30 студентов, разделенных на три группы.
- Сравнение использования смешанной реальности (MRE) с обратной связью от преподавателя и без нее.
- Оценка вовлеченности студентов и результатов обучения.
- Анализ преимуществ смешанной реальности в образовании.
Основные результаты
- MRE способствовала внедрению более эффективных лабораторных практик по сравнению с традиционными методами.
- У студентов, получавших обратную связь, наблюдались улучшенные результаты обучения.
- Система оказалась экономически эффективным образовательным инструментом.
- Потенциальные области применения распространяются на профессиональное обучение в промышленности.
Выводы
- Смешанная реальность может значительно улучшить онлайн-образование в области инженерии.
- Обратная связь играет жизненно важную роль в максимизации эффективности обучения студентов.
- Смешанная реальность в образовании (MRE) предлагает практическое решение проблем дистанционного обучения.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Платформы смешанной реальности, такие как MRE, предлагают масштабируемые и экономически эффективные решения для дистанционного технического обучения, позволяя решать проблему организации практического лабораторного опыта в распределенных или ограниченных в ресурсах средах. В сфере биофармацевтических исследований и разработок (R&D) такие системы могут способствовать повышению квалификации персонала, техническому онбордингу и стандартизации протоколов в условиях ограниченного личного доступа. Интеграция механизмов обратной связи в режиме реального времени дополнительно улучшает закрепление знаний и операционную готовность географически распределенных команд.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях&D
Ранние этапы поиска и валидация мишеней
- Обеспечивает возможность дистанционного обучения новых ученых работе со сложным оборудованием и экспериментальными протоколами.
- Поддерживает стандартизированный ввод в эксплуатацию при настройке анализа и устранении неполадок в распределенных командах.
- Способствует передаче знаний и снижает вариативность при выполнении практических манипуляций.
Скрининг и разработка анализа
- Подготавливает персонал к рабочим процессам высокопроизводительного скрининга с помощью иммерсивных и повторяющихся сценариев практики.
- Повышает воспроизводимость за счет закрепления правильного расположения компонентов и последовательности процедурных действий.
- Ускоряет подготовку к работе с новыми платформами для анализа, не требуя физического доступа к лаборатории.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает безопасное симуляционное обучение сложным или опасным процедурам перед их выполнением в реальных условиях.
- Обеспечивает более широкий доступ к обучению по конкретным протоколам, снижая вариативность между исследовательскими центрами.
- Приводит технические компетенции различных глобальных исследовательских центров к единому стандарту для получения согласованных доклинических данных.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Модули обучения в смешанной реальности могут быть внедрены на всех этапах: от начального ознакомления в процессе поисковых исследований до стандартизации доклинических рабочих процессов, восполняя пробелы в приобретении практических навыков и соблюдении протоколов.
- Открывающая биология: Укрепляет гипотетически обоснованное планирование экспериментов посредством интерактивного обучения на основе сценариев.
- Скрининг: Стандартизирует подготовку и проведение анализа, обеспечивая воспроизводимые количественные результаты.
- Аналитика: Предоставляет измеримые данные об эффективности работы пользователя и соблюдении протокола.
- Трансляционные исследования: Обеспечивает преемственность технических навыков по мере перехода проектов от стадии открытия к доклиническим фазам.
- Корпоративное повторное использование: Предлагает масштабируемую, многоразовую платформу для непрерывного развития персонала и гармонизации процессов между различными площадками.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: повышает предсказуемость точности технического исполнения и снижает неоднозначность процедур.
- Операционная ценность: обеспечивает стандартизированное, воспроизводимое обучение в больших масштабах с минимальными требованиями к физическим ресурсам.
- Стратегическая ценность: улучшает качество принятия решений о продолжении или прекращении работ (go/no-go), гарантируя техническую готовность и точность соблюдения протокола.
- Влияние на портфель проектов: способствует продвижению с учетом рисков за счет минимизации технической вариативности в различных программах.
Особенности реализации
- Требуется экспертные знания в данной области для разработки точных обучающих модулей на основе сценариев.
- Необходимо совместимое оборудование (например, смартфоны, VR-очки) и надежная программная инфраструктура.
- Требуется четкий педагогический дизайн и поддержка пользователей для эффективного введения в систему.
- Должна быть предусмотрена адаптация под различные лабораторные протоколы и уровень подготовки пользователей.
- Следует оценить возможные проблемы с системой навигации и обратной связи для оптимизации пользовательского опыта.
