[論文レビュー] An Overview of Enhancing Distance Learning Through Augmented and Virtual Reality Technologies

Elizabeth Childs, Ferzam Mohammad+5 more|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 2021

Virtual Reality Applications and Impacts被引用数 23

ひとこと要約

本稿は、バーチャルリアリティ（VR）および拡張現実（AR）が、遠隔学習における社会的相互作用の欠如、参加意欲の低さ、理解度の低下、柔軟性に欠ける指導資源といった主な課題を、没入的でインタラクティブかつカスタマイズ可能な学習体験を可能にすることでどう解決できるかを検討する。AR/VRの導入における現在の制限要因を特定し、これらの技術を遠隔教育に統合するための今後の研究方向性を提示する。

ABSTRACT

Although distance learning presents a number of interesting educational advantages as compared to in-person instruction, it is not without its downsides. We first assess the educational challenges presented by distance learning as a whole and identify 4 main challenges that distance learning currently presents as compared to in-person instruction: the lack of social interaction, reduced student engagement and focus, reduced comprehension and information retention, and the lack of flexible and customizable instructor resources. After assessing each of these challenges in-depth, we examine how AR/VR technologies might serve to address each challenge along with their current shortcomings, and finally outline the further research that is required to fully understand the potential of AR/VR technologies as they apply to distance learning.

研究の動機と目的

• 対面授業と比較した遠隔学習における教育的課題の特定。
• ARおよびVR技術が没入的でインタラクティブな学習環境を通じてこれらの課題をどのように軽減できるかの分析。
• 遠隔教育におけるAR/VRアプリケーションの現在の制限事項および課題の評価。
• 遠隔学習におけるAR/VRの潜在能力を十分に実現するための今後の研究方向性の提示。

提案手法

• 遠隔学習における4つの主要な課題（社会的相互作用の欠如、学生参加意欲の低さ、理解度および記憶力の低下、指導資源の柔軟性の欠如）の体系的評価。
• 各課題に応じたAR/VRの能力のマッピング（空間的プレゼンス、インタラクティブ性、リアルタイム共同作業機能に焦点を当てる）。
• 教育的文脈における既存のAR/VR実装のレビュー（使いやすさ、アクセシビリティ、教育的統合性に注目）。
• 遠隔学習におけるAR/VRの広範な導入を妨げる技術的・教育的・インfra構築上の障壁の同定。
• 現在の制限事項およびAR/VR開発分野における新興トレンドに基づく研究ギャップの統合と、今後の研究提案。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ARおよびVR技術は、遠隔学習環境における社会的相互作用の欠如をどのように是し得るか？
• RQ2 AR/VRは、遠隔教育環境において学生の参加意欲および集中力をどの程度向上できるか？
• RQ3 AR/VRは、従来の方法と比較して、複雑または空間的に豊かな主題の学習において理解度および情報記憶力を向上させられるか？
• RQ4 AR/VRが遠隔教育に効果的に統合されるのを妨げる現在の技術的および教育的制限要因は何か？
• RQ5 遠隔学習の変革に向けたAR/VRの潜在能力を十分に実現するためには、どのような今後の研究が求められるか？

主な発見

• ARおよびVR技術は、共有の仮想空間をシミュレートすることで、遠隔学習における社会的プレゼンスおよび相互作用を高める強力な可能性を示している。
• 没入型のAR/VR環境は、標準的な動画ベースの遠隔授業と比較して、学生の参加意欲および注意を著しく向上させる。
• 研究では、AR/VRを用いることで、複雑または空間的に豊かな主題において、情報記憶力の向上および概念的理解の深化が確認されている。
• 現在の制限要因には、高額なハードウェアコスト、技術的複雑性、標準化された教育コンテンツの不足、AR/VR統合における教員の訓練不足が含まれる。
• 多様な教育機関に適したスケーラブルでアクセス可能なAR/VRプラットフォームの開発と、縦断的研究の実施が急務である。
• 本稿は、AR/VRが変革的可能を提供するが、その効果的な展開にはさらなる学際的で研究開発の取り組みが必要であると結論づける。